人工混交林-生态和经营

本书是由全球知名林学家Hans Pretzsch、David I.Forrester和JürgenBauhus主编的一部有关混交林生态机理和可持续经营的专著。本书将混交林生态机理与具体经营模式相结合，系统梳理了混交林经营的发展历程、生长发育动态、营林规划及经营收益等方面的理论和模式，内容涵盖森林生态、政策法规、社会需求、林业经济等领域，旨在引领读者全方位认识并深入了解混交林生态系统功能和服务功能实现的内涵和操作模式。

目录
第1章 混交林经营范式的发展历程 1
摘要 1
1.1 天然林和树种多样性 1
1.2 人工林和树种多样性 8
1.3 异质混交林经营模式的开端 11
1.4 混交林发展期望 12
本章要点 16
参考文献 17
第2章 混交林效应研究：从现象观察到科学证据 23
摘要 23
2.1 引言 23
2.2 混交林模式和过程的等级水平 25
2.3 关于混交林的一些基本生态学概念 27
2.3.1 生物多样性与生态系统功能 27
2.3.2 基础生态位 30
2.3.3 物种特性和功能多样性 35
2.3.4 重要的生态相互作用 37
2.3.5 乔木多样性和其他营养水平上的多样性 41
2.4 树种混交中基于试验和清查的生态系统特性与过程分析 43
2.4.1 有关树种多样性试验的总则 43
2.4.2 森林资源清查 45
2.4.3 混交树种和树种多样性试验 47
2.4.4 探索试验 53
本章要点 54
参考文献 56
第3章 混交林和纯林的生态和生理过程比较 63
摘要 63
3.1 生产力生态方程 63
3.2 混交林类型和分析水平 65
3.3 养分的可利用性、获取和利用效率 66
3.3.1 养分可利用性 66
3.3.2 养分吸收 69
3.3.3 养分利用效率 70
3.4 光的有效性、吸收和利用效率 71
3.4.1 林分结构和APAR 变化 72
3.4.2 树木异速增长和APAR 变化 73
3.4.3 树木生理变化 74
3.5 水分的可利用性、获取和利用效率 76
3.5.1 广义模式和空间尺度 76
3.5.2 影响蒸腾或水分利用效率的过程 79
3.5.3 林分密度和水分胁迫的影响 81
3.6 种间关系的时空变化 82
3.6.1 种间相互作用的构架 82
3.6.2 种间相互作用的空间效应对养分可利用性的影响 85
3.6.3 种间相互作用影响水分可利用性的空间效应 87
3.6.4 种间相互作用影响光吸收和光利用的空间效应 88
3.6.5 种间相互作用的时间动态 89
3.6.6 种间相互作用的综合效应 90
3.7 林分密度 91
3.8 概要 92
本章要点 93
参考文献 94
第4章 混交林与人工纯林的林分动态比较 103
摘要 103
4.1 树种多样性和种间相互作用可以调节林木短期和长期生长 110
4.1.1 理论基础 110
4.1.2 试验证据 111
4.2 混交对材积增长、产量和立木蓄积量的影响 117
4.2.1 理论基础 117
4.2.2 混交林超产和低产的经验证据 129
4.3 自疏、异疏和林分密度 142
4.3.1 理论基础 142
4.3.2 混交效应对林分密度、自疏和异疏影响的证据 148
4.4 树种混交对总产量和产量水平的影响 157
4.4.1 Eichhorn（1902）法则、Gehrhardt（1923）和Assmann（1961）
的一般产量水平的分析 157
4.4.2 混交改变蓄积和总产量，而不改变树高和地位指数 158
4.5 混交效应的时空变化 162
4.5.1 理论基础 162
4.5.2 林分水平超产与低产时空变化的经验证据 163
4.6 林冠郁闭后，株行距、疏伐和其他小规模干扰等调整对混交效应的影响 170
4.6.1 理论基础 170
4.6.2 混交林相对于纯林的密度降低的修正生长反应的经验证据 172
4.7 来自长期试验样地的参考值 177
4.7.1 纯林和同龄混交林生长和产量的参考值 177
4.7.2 与异龄混交林相比，同龄纯林林分的蓄积量或材积和生物量生长的参考值 179
4.8 林分水平混交效应小结 181
本章要点 182
参考文献 183
第5章 混交林与纯林的大小结构动态 190
摘要 190
5.1 树木大小分布作为林分的基本特征 191
5.2 林分动态可概括为树木大小分布的演变 193
5.2.1 纯林中的大小结构动态：原理与实例 194
5.2.2 混交林中的大小结构动态：原理与实例 195
5.3 混交林与纯林的胸径分布的密度、形状和位置比较 199
5.3.1 表征胸径分布密度、形状和位置的方法 199
5.3.2 混交效应的经验证据 200
5.3.3 通过树种混交改变林木胸径分布的特征 205
5.4 混交林与纯林的树木大小生长与树木大小的关系 206
5.4.1 林分内各树种之间的竞争方式和生长分布 206
5.4.2 竞争的对称性和非对称性 210
5.5 通过采伐树木来修正林木分布 213
5.5.1 用于表征死亡模式的采伐木胸径与总林分胸径的比值 213
5.5.2 混交林与纯林的树木死亡模式比较 214
5.6 树木大小、树木生长和生长优势的层次结构 215
5.6.1 Gini系数（GCv和GCiv）及生长优势系数（GDC） 215
5.6.2 混交林林木大小和生长分配相比于纯林更不均衡，但生长优势
相似 218
5.6.3 混交林生长结构弹性显著 221
5.7 混交林与纯林通过改变树冠异速生长填充冠层空间 222
5.7.1 从树干大小分布到树冠大小分布 222
5.7.2 混交林与纯林的冠层空间填充 223
5.7.3 混交林和纯林的林分密度和树冠密度 229
5.8 林分和树种水平大小结构动态对超产的影响 231
5.8.1 林分和树种水平的超产 231
5.8.2 大小结构与林分水平超产与减产的关系 232
5.8.3 增加冠层空间填充和光截获 232
5.9 根据立地条件调整纯林与混交林的林分结构 233
5.10 科学论据和实践相关性 234
5.10.1 大小结构作为混交林单木水平和林分水平研究的纽带 234
5.10.2 对森林管理的影响 235
5.11 总结 236
本章要点 237
参考文献 238
第6章 纯林与混交林中的单木结构与生长比较 243
摘要 243
6.1 单木个体发育的规律 244
6.2 种间和种内环境中树木之间的相互作用 248
6.3 林分生长、结构与局部环境之间的基本反馈循环 252
6.4 林木的生长和产量 254
6.4.1 以优势木而非孤立木为参照 254
6.4.2 单木水平促进和竞争效应的依据 255
6.4.3 种内与种间邻域的基本生长反应模式 257
6.5 混交林与纯林的树冠大小和形态比较 259
6.5.1 树冠形态和大小的种间变异 259
6.5.2 树冠大小的种内变异 262
6.5.3 种间局部环境下树木异速生长的变化 266
6.5.4 种间邻域冠幅扩张的模式与过程 271
6.6 从树木形态到空间占用 278
6.6.1 树冠投影面积、林分面积与树冠占有度 279
6.6.2 冠层间隙占据动态 281
6.7 树冠面积和生长面积的效率 283
6.7.1 比较混交林与纯林树木生长的比率 285
6.7.2 从效率参数中消除林木大小效应 286
6.7.3 混交林和纯林：从树木生长到林分生产力转变（实例分析） 287
6.7.4 树冠占有度作为单木水平与林分之间评估的纽带 288
6.8 树种混交对单木生长的主要影响和原因概述 290
6.8.1 树冠和根系空间的互补利用 291
6.8.2 水分运输和水分再分配 292
6.8.3 通过深根或大气固氮增加矿质养分供应 293
6.8.4 生态位、资源利用和生长的时间互补性 294
6.8.5 种间和种内邻域树木生长分配和异速生长的变化 295
本章要点 296
参考文献 297
第7章 混交林的生态稳定性 303
摘要 303
7.1 引言 304
7.2 干旱 311
7.2.1 水利用和水利用效率的混交响应 313
7.2.2 对干旱胁迫的反应 313
7.3 风暴灾害 315
7.3.1 树木与林分的风灾易感性 316
7.3.2 树种混交能否降低风暴的危害？ 318
7.4 火灾风险 320
7.5 其他非生物干扰 323
7.6 害虫 324
7.7 病原体 326
7.8 胁迫和干扰因素之间的相互作用 330
7.9 随着时间的推移，树种多样性能否稳定生产力？ 331
本章要点 335
参考文献 335
第8章 混交林动态模拟 345
摘要 345
8.1 森林科学和森林经营模型 346
8.2 从早期经验表到基于过程的计算机模型 348
8.2.1 林分生长模型概述 348
8.2.2 从经验法到过程法及混合法 350
8.3 森林生长模型算法中混交效应的整合 355
8.3.1 经验模型中混交效应的整合 355
8.3.2 过程模型中混交效应的集成 358
8.4 混交林分和模型中主要交互作用单元的功能、结构和内部环境 358
8.4.1 模拟不同时空尺度下物种混交对功能、环境和结构的影响 358
8.4.2 功能 362
8.4.3 结构 366
8.4.4 内部环境 367
8.5 模型选择：哪些空间和时间尺度？ 367
8.5.1 利用单木混合模型SILVA 模拟混交林 368
8.5.2 林分尺度情景分析的应用：挪威云杉纯林和挪威云杉-欧洲山毛榉混交林 370
8.5.3 对过程模型性能的信赖是森林实践的前提 375
8.5.4 利用林分尺度过程模型研发混交林培育体系 375
本章要点 377
参考文献 379
第9章 混交林森林培育措施 387
摘要 387
9.1 异质性/同质性经营 388
9.2 混交林培育类型 390
9.2.1 不同类型混交林培育简介 390
9.2.2 混交可以提高生产力或主伐木经济效益 390
9.2.3 混交树种的服务功能：辅助树和保育树 392
9.3 构建和维护长周期混交林 396
9.3.1 为什么要培育稳定的混交林？ 396
9.3.2 怎样预测树种的兼容性和构建培育模式？ 404
9.3.3 混交林更新方法 409
9.4 混交林抚育和间伐 419
9.4.1 混交林和纯林的间伐有何不同？ 419
9.4.2 间伐的目的 419
9.4.3 常规间伐方式 421
9.4.4 对混交林间伐的思考 421
9.4.5 主伐木间伐方式 426
9.4.6 异龄林间伐 429
9.5 混交林内树木质量 433
本章要点 435
参考文献 436
第10章 混交林经营规划 449
摘要 449
10.1 森林经营规划实践 450
10.1.1 基于优化的规范性方法 452
10.1.2 基于描述性方法的可持续产出规划 453
10.1.3 基于描述性方法的可持续生产规划 455
10.2 混交林林分参与性规划的概念：模型和清查数据的作用 455
10.3 将森林经营规划扩展到异龄林需要解决的问题 460
10.4 异龄混交林经营规划实例 465
10.4.1 基于情景的德国巴伐利亚州复杂森林的经营规划 466
10.4.2 利用径阶方法推导异龄混交林年度采伐量 468
10.5 生物多样性评估 471
10.5.1 不同尺度下生物多样性组分的组成、结构和功能 472
10.5.2 森林清查数据库 473
10.5.3 实例：基于森林清查数据的生物多样性综合评价 474
10.6 森林经营规划情景的可视化 476
本章要点 479
参考文献 480
第11章 混交林经济学 487
摘要 487
11.1 混交林研究与经营的动机 488
11.2 混合资产的金融理论及其与林业经济学的结合 490
11.2.1 科学背景 494
11.2.2 混合资产背景下的金融理论在林业及相关领域的应用 495
11.3 金融股票与森林的类比和区别 497
11.4 混合金融效应模型 498
11.4.1 基于金融股票视角的林地收益构建 498
11.4.2 基于蒙特卡罗模拟的收入净现值 500
11.4.3 一种可供选择的、对数据要求较少的投资组合方法 502
11.5 森林水平下长期混交的推导（不包括树种之间的相互作用） 504
11.6 树种间的相互作用对混交林分的影响 505
11.7 向连续覆盖林的过渡 508
11.7.1 背景信息 508
11.7.2 改进的经济模型和风险规避策略能否推动异龄混交林经营？ 510
本章要点 511
参考文献 512
第12章 混交林营造体系的研究展望 518
摘要 518
12.1 研究混交效应潜在机制的前沿方法 519
12.1.1 沿生产力梯度和生境梯度建立的离散实验地 519
12.1.2 混交效应检测：混交林和纯林的水分隔离实验 521
12.1.3 混交林模式和生长过程的未来长期实验 522
12.2 异龄混交林中林分组成和结构多样性 523
12.3 林分密度对混交林生产力和超产的影响 526
12.4 树种特性分析和混交林设计 528
12.5 本地树种和外来树种混交的利弊 530
12.6 融合土地使用制度进行农林间作 532
12.7 几种混交林方案的经济风险溢价分析 533
12.8 新方法评估 534
12.9 规模经济 535
12.10 气候变化下混交林和纯林的存活状况 536
本章要点 536
参考文献 537
专业术语表 543
参考文献 555
索引 560