科学研究


帽儿山实验林场尖砬沟森林培育实验站


一、 建站意义及依据

森林培育是恢复和发展森林资源,保护生态环境和物种多样性的重要举措,开展森林培育理论与技术的研究对指导林业生产和环境保护具有重要的意义。

尖砬沟森林培育实验站位于黑龙江省尚志市东北林业大学帽儿山实验林场(127°30′-127°34′E, 45°21′-45°25′N)内。本区属长白山系北部山地张广才岭西坡小岭余脉。站址地处哈尔滨-绥芬河铁路沿线,距哈尔滨市100公里,且与301国道高速公路仅30 km,交通极为便利,总经营面积2288 hm2。原始地带性植被为红松阔叶混交林,现存植被类型主要为天然次生林,主要林型有杨桦林、硬阔林、蒙古栎林、杂木林等,以及后期营建的人工混交林和纯林。1986年,结合林业部“七五”重点科技攻关项目“水胡黄椴人工营造技术”和黑龙江省“七五”重点项目“水曲柳、黄菠萝、胡桃楸紫椴人工林营造和速生丰产技术”课题,正式建立本站。

经过近三十年前仆后继的艰苦奋斗,尖砬沟森林培育试验站已发展成为以针阔叶混交人工林为特色,涵盖东北地区主要珍贵阔叶用材树种和针叶用材树种的人工林培育,以及以珍贵阔叶树种为主的天然次生林经营的科研、教学生产三结合基地。在森林培育理论研究与技术应用上,起到了良好的示范作用,为推动东北地区人工混交林资源的培育和地方经济的可持续发展做出了重要贡献。

二、取得的成绩

自尖砬沟森林培育实验站成立以来,先后以本站为主要研究基地,完成林业部重点项目、国家自然科学基金重点项目、面上项目、国家“八五”至“十二五”科技支撑项目、国家教委优秀教师基金项目、黑龙江省重点项目、黑龙江省自然科学基金项目等30余项,获得省部级科技奖励5项。

经过近三十年的研究与建设,站区内建成实验示范林及新技术推广应用林六处: 水胡黄椴造林密度及混交技术研究试验林(20 hm2);水胡黄椴人工林营造技术示范林(20 hm2);水胡椴造林新技术推广(200 hm2);水胡黄椴为主的天然次生林经营试验区(50 hm2);白桦天然林经营技术研究试验林(10 hm2);白桦人工林造林试验区(3 hm2)。在上述的试验示范林中,设置固定标准地150块。

东北林业大学不同院系的研究生和本科生以本实验站为依托,开展了森林培育学、森林生态学、森林土壤学、水土保持学和森林保护学等多领域的研究工作。已有60余名东北林业大学的硕士生、博士生以本试验中为研究基地,完成了相关的野外研究。

建站以来,先后接待来自美国、法国、俄罗斯、加拿大、芬兰、瑞典、丹麦、奥地利、韩国、日本、台湾等十余个国家和地区的专家学者参观考察。1997年,接待参加中国林学会造林分会“全国混交林树种间相互关系专题研讨会”的全体代表,引起国内外学者的高度重视。2014年,来自全国各农林院校的200余名代表参加了东北林业大学承办的“森林培育学年会”,并再次参观了本站的针阔混交实验林,受到了良好的评价,并有与会代表表达了开展合作研究的意向,进一步提高了我校和尖砬沟森林培育实验站的学术知名度。

三、研究内容

尖砬沟森林培育实验站主要研究对象是针阔叶混交林和原始阔叶红松林采伐后形成的次生林。近年来,又增加了脂松和美洲椴引种栽培试验,并建有脂松引种示范林10 hm2。实验站对不同混交林的生长动态、根系生产与周转、土壤肥力状况、生物多样性与功能动态,进行了长期的监测与研究。并通过与天然次生林进行对比,开展土地利用方式对温室气体排放的影响。实验站已积累了多年的监测数据和研究数据,能够为东北地区人工林和天然次生林森林资源培育与经营、生态环境保护等提供决策依据。

具体研究内容包括:

(1)东北针阔混交林生动态长期监测;

(2)人工林根系生产力和养分循环机制研究;

(3)混交林种间作用机制与化感效应研究;

(4)天然次生林转变成人工林过程中的温室气体排放效应与机制研究;

(5)施氮肥对水曲柳和落叶松人工林根系结构与功能的影响;

(6)天然次生林与人工林碳汇功能研究;

(7)溪流水质动态与岸边森林类型联系的研究。

四、经费预算

五、工作计划

1、机构设立及人员组成

实验站实行站长负责制,设站长和副站长各1人,防火护林员2名。常规观测由实验站有关人员负责完成。专项科学研究依托东北林业大学森林培育学科。

2、定位站观测

①开展常规监测

根据本站现有林分特点和研究工作基础,确定以珍贵阔叶树种培育为主要研究方向,对人工林树种种间关系及调整、人工林生态系统营养动态及林地生产力维持,珍贵阔叶树种天然更新规律及促进技术进行系统、长期研究。

②开展科研活动

结合国家林业生产技术的重大需要,以及近年来依托本实验站开展的科学研究课题,拟在人工林树种生物学、生态学及林学特性;人工林树种种间关系及调整;珍贵阔叶树种天然更新规律;工业用材林定向培育技术;国外用材林优良品种引种试验研究;人工林生态系统养分动态长期观测及长期生产力维持技术;以珍贵阔叶用材树种为主的天然次生林抚育改造定向培育技术;次生林天然更新诱导技术;天然次生林在全球陆地生态系统碳循环中的作用等领域开展系列研究。


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东 北 林 业 大 学

尖砬沟森林培育实验站简介



一、 实验站概况

本区气候属温带湿润大陆性季风气候,年平均气温2.8℃,年降水量723.8mm,蒸发量1093.9mm,年日照时数2471.3hr,无霜期130d

原始地带性植被为红松阔叶混交林,现存植被类型主要为天然次生林,主要林型有杨桦林、以为主要组成树种的硬阔林、蒙古栎林、杂木林等。人工林为由红松、落叶松、樟子松、云杉、水曲柳、胡桃楸、黄菠萝、紫椴、白桦等组成的纯林及混交林。

地带性土壤为暗棕壤,局部地区有草甸土,白浆土等隐域性土壤。

动植物资源丰富,高等植物有900余种,哺乳动物40余种,鸟类255种。

丰富的人工林和天然次生林类型类型以及动植物种类,为研究工作的开展创造了得天独厚的条件。1986年,结合林业部七、五重点项目水胡黄椴人工营造技术和黑龙江省七、五重点项目水曲柳黄菠萝胡桃楸紫椴人工林营造和速生丰产技术课题,于1986年建立本站。自建站以来,先后以本站为主要研究基地,完成林业部重点项目、国家自然科学基金重点项目、面上项目、国家八五十二五科技支撑项目、国家教委优秀教师基金项目、黑龙江省重点项目、黑龙江省自然科学基金项目等等。有40余名博士、硕士以本实验站为基地,完成研究工作。

实验站房舍面积400 m2。设有初处理实验室一处,设备条件满足常规野外观测及样品初处理需要。林外地面小气候观测站一座。站区生活设施齐备,可同时接待二十余名研究人员。先后接待来自美国、法国、俄罗斯、加拿大、芬兰、瑞典、丹麦、奥地利、韩国、日本、台湾等十余个国家和地区的专家学者参观考察。1997年,接待参加中国林学会造林分会全国混交林树种间相互关系专题研讨会的全体代表,引起国内外学者的高度重视。

经过近二十年前仆后继的艰苦奋斗,尖砬沟森林培育试验站已发展成为以针阔叶混交人工林为特色,涵盖东北地区主要珍贵阔叶用材树种和针叶用材树种的人工林培育及以珍贵阔叶树种为主的天然次生林经营的科研、教学和生产三结合基地。

本站隶属东北林业大学森林培育学科,研究人员的学术领域包括森林培育学、森林生态学、森林土壤学、森林营养管理学、森林经理学、森林昆虫学、森林病理学等多个学科。

二、 实验站现状

自建站以来,针对东北地区林业生产实际,以培育优质高产珍贵阔叶用材树种为中心,结合生产和教学需要,完成了如下课题研究工作。

1、实验站主要研究成果及完成项目

序号

项目来源

获奖时间(或项目起止时间)

获奖名称或鉴定单位

1

水胡黄椴人工营造技术研究*

七、五重点

1993

1995

林业部科技进步一等奖

国家科技进步三等奖

2

水曲柳、黄菠萝、胡桃楸、紫椴人工林营造及速生丰产技术

黑龙江省七、五重点

1993

黑龙江省科技进步三等奖

3

混交林树种间相互作用的机制

自然科学基金重点项目

1996

4

水曲柳落叶松混交林增产机理

自然科学基金

1996

5

水胡黄椴栽培技术研究

国家八、五攻关项目

1996

6

落叶松根际磷活化机理

国家教委

1999

7

胡桃楸、落叶松混交机理研究

黑龙江省自然科学基金

1999-2002

8

椴树水曲柳单板类人造板材树种良种选育与培育技术研究

国家九五科技支撑项目

1996-2000

9

白桦现有林培育技术

国家九五科技支撑项目子课题

1996-2000

10

红樟落人工林材质优化培育技术

黑龙江省重点项目

2001-2004

11

落叶松水曲柳人工林根系动态及对森林生产力的影响机制

国家自然科学基金重点项目

2002-2006

12

林分的空间异质性与生态学过程

国家自然科学基金项目

2001-2003

13

脂松优良种源和育苗造林技术引进

“948”引进项目

2001-2004

14

森林草地和无植被河岸带对溪流养分输入的控制机制

国家自然科学基金项目

2003-2006

15

水曲柳珍贵用材林培育关键技术研究与示范

国家十一五科技支撑项目子课题

2006-2010

2、实验站目前承担的主要科研项目

序号

目、课

项目

起止时间

科研经费

(万元)

1

落叶松人工林生产力与养分循环机制研究

“973”重点计划研究计划

2012-2016

80.0

王政权 教授

2

水曲柳人工林碳增汇构建及可持续经营技术

国家十二五科技支撑项目子课题

2001-2004

60.0

王政权 教授

3

水曲柳和白桦珍贵用材林定向培育技术研究与示范

国家自然科学基金项目

2012-2016

424.0

王庆成 教授

4

水曲柳和白桦用材林定向培育技术研究

国家十二五科技支撑项目子课题

2012-2016

130.0

张彦东 教授

5

水曲柳-落叶松人工混交林化感促进机制研究

国家自然科学基金项目

2012-2015

65.0

杨立学 教授

6

水曲柳和白桦珍贵用材林定向培育技术研究

国家十二五科技支撑项目子课题

2012-2017

45.0

卫星 副教授

7

非结构性碳水化合物对水曲柳和落叶松细根寿命的影响及机制

国家自然科学基金项目

2011-2014

21.0

谷加存 副教授

3.实验示范林建设

经过15年的研究,站区内建成实验示范林及新技术推广应用林六处。

①水胡黄椴造林密度及混交技术研究试验林,20公顷;

② 水胡黄椴人工林营造技术示范林20公顷;

③ 水胡黄椴造林新技术推广200公顷;

④ 水胡黄椴为主的天然次生林经营试验区50公顷;

⑤ 白桦天然林经营技术研究试验林10公顷;

⑥ 白桦人工林造林试验区3公顷。

三、 实验站工作目标

为适应我校进入国家教育部的新形势,结合森林培育学科教学、科研的特点,力争通过各方面共同努力,完善实验站的工作、生活设施。提高研究手段和水平,在珍贵阔叶树种人工栽培方面,发挥本站优势,提供更多、更好的基础理论和实用技术,为不断提高我站为科研、教学和生产服务的能力和水平而努力,争取在不远的将来,成为国内一流并且在国际上有一定影响的实验站。

1.近期目标

补充、完善基础设施,更新陈旧设备,为科学研究工作创造便利的工作条件。不断改善科研、教学人员生活条件。

2.远期目标

以先进配套的研究设施和和仪器设备,充分满足野外研究工作的需要。创造方便、舒适的生活环境。提高研究工作水平和知识创新能力,与国外同类研究实验站看齐。

四、 研究方向规划

根据本站现有林分特点和研究工作基础,确定以珍贵阔叶树种培育为主要研究方向,对人工林树种种间关系及调整、人工林生态系统营养动态及林地生产力维持,珍贵阔叶树种生物学生态学及林学特性、珍贵阔叶树种天然更新规律及促进技术进行系统研究。

五、 主要试验研究内容规划

近期:

1、人工林树种生物学、生态学及林学特性;

2、人工林树种种间关系及调整;

3、 珍贵阔叶树种天然更新规律;

4、工业用材林定向培育技术;

5、国外用材林优良品种引种试验研究。

长期:

1、人工林生态系统养分动态长期观测及长期生产力维持技术;

2、以珍贵阔叶用材树种为主的天然次生林抚育改造定向培育技术;

3、 次生林天然更新诱导技术;

4、各种天然次生林在全球陆地生态系统碳循环的作用。