水保学院研究团队在黄土高原人工林林分结构优化领域取得进展

作者：吉县站  更新时间：2025-02-15

         近日，水保学院毕华兴教授研究团队分别在土壤科学、环境科学领域TOP期刊《Catena》、《Journal of Cleaner Production》和《Ecological Indicators》发表系列研究论文“Synergistic enhancement of regeneration capacity and ecological functions of Robinia pseudoacacia L. plantations in the Loess Plateau”“Sustainable forest development in the face of global warming: Optimizing Robinia pseudoacacia L. stands to alleviate soil moisture depletion”和“Optimization of stand structure in Robinia pseudoacacia Linn. based on soil and water conservation improvement fuction。

 

人工林的林分结构决定着其功能的发挥，同时也是表征林分稳定性的重要指标。但现有研究在人工林林分结构和功能关系解析上仍有很多问题没有得到解决，如什么样的林分结构具有较优的生态系统服务功能？林分结构因子怎样进行组合调控才能更有效地提高其功能？这些问题是制约林业生态工程建设的重要瓶颈，严重影响着林业生态工程建设从数量增加到质量提升的跨越。

针对上述问题，水保学院毕华兴教授研究团队以黄土高原典型人工林——刺槐为研究对象，依托山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站，结合长期定位监测和定期野外调查等手段，解析刺槐人工林的林分结构对涵养水源、保育土壤、减流减沙、林下灌草植物多样性等主导生态系统服务功能的影响，识别和筛选出能够提高功能的可调控林分结构因子，提出基于功能提升的人工林林分结构优化建议。

研究发现，不合理的林分结构显著影响刺槐人工林主导生态系统服务功能的有效发挥。其中，林分密度偏高或偏低以及不均匀的林分水平分布格局是导致刺槐人工林林分结构不合理的主要原因。采用适宜的抚育疏伐或更新补植等林分结构优化措施、林分密度定向调控和水平分布格局定向转化，不仅能够显著提升刺槐人工林的主导生态系统服务功能，还有助于同步改善其自然更新能力，并提升其应对气候变化的生态韧性。相关研究成果可为黄土高原等生态环境脆弱区的植被恢复与质量提升提供理论基础与实践参考。

图1 林分结构因子与功能指数的耦合

图2 基于功能提升的林分结构优化

图3 林分结构与自然更新能力的结构方程模型

水保学院2020级博士研究生王宁为论文第一作者，毕华兴教授为通讯作者，北京林业大学为第一完成单位。研究工作得到了国家重点研发计划项目“残塬沟壑区刺槐和油松林水源涵养及土壤保持功能提升技术（2022YFF1300401）”和国家自然科学基金项目“晋西黄土区水土保持林林分结构与功能耦合机理研究（31971725）”的支持。

文章链接：

https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.108226

https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.143341

https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2022.108671

作者：王宁  审核：张会兰  编辑：杨文悦