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黄土丘陵半干旱区人工刺槐林退化特征及改造效果评价

作　者: 许鹏辉
导　师: 陈云明
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 黄土丘陵半干旱区人工刺槐林退化特征改造效果评价
分类号: S792.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 55次
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内容摘要

水土流失严重与气候干旱是黄土丘陵半干旱区当前面临的两大生态问题。由于自然因素和人为因素的共同作用,黄土丘陵半干旱区部分人工植被如刺槐、小叶杨等存在退化现象,这一问题已经引起了人们的注意。为了正确认识该区人工植被退化的机理,采用野外试验与室内分析相结合的方法,在陕西安塞选取人工刺槐林,研究23、26、28、32、33、44、50林龄人工刺槐林生长状况及重新造侧柏林、皆伐后自然萌生、混交等不同更新方式下刺槐的生长情况,分析了刺槐林的退化特征,并对不同改造更新方式的效果进行分析,以期为该地区刺槐人工林的天然化培育提供依据。所取得的主要结论如下:1.通过刺槐纯林和混交林对生物量、冠幅、土壤物理特性、生物多样性的影响比较发现,黄土丘陵半干旱区刺槐纯林易发生退化。所调查不同林龄刺槐纯林均发生不同程度的退化。随林龄的增长,刺槐纯林退化程度加剧。生物量、径级、冠幅随林龄的增长而增加,林分密度降低,冠径比减小。蓄积量为26.07～84.79 m3/hm~2,林分密度为200～1417株/hm~2,径级为2～32cm。退化人工刺槐林平均冠幅为2.43～3.83 m,除33龄(W0°)外,其他纯林冠径比均大于1.2。不同林龄的退化刺槐林对土壤容重、孔隙度、有机质、饱和导水率的改善作用明显,不同林龄间差异十分显著。0～60cm土层内有机质含量为1.80g/kg～15.81 g/kg,平均值仅6.01g/kg。饱和导水率为0.30 mm/min～8.63 mm/min,平均饱和导水率50龄刺槐林最大为4.83 mm/min,33龄(W0°)最小为1.53 mm/min。土壤总孔隙度的变化范围为53.66%～59.90%。对黄土丘陵半干旱区不同林龄人工刺槐林的林分密度、蓄积量、比根长、土壤物理特性及生物多样性的分析认为,退化刺槐林的改造更新林龄在30年左右。2.退化刺槐林判断指标:a.退化人工刺槐林林相参差不齐,存在大量枯木;树体上枯枝多,萌生枝条多,萌生枝条存活率低,树冠冠形差;树体黑色,附生大量黄褐色地衣;b.刺槐胸径与树冠投影面积的相关性分析表明,若正相关系数在0.7以上,则没有发生退化,呈负相关或正相关性在0.7以下则发生退化。c.利用冠径比来进行判断。冠径比是两个垂直方向树冠投影直径的比值,冠径比可以描述两个垂直方向上刺槐冠幅的变化,两个垂直方向差异越大,冠径比就越大或越小。退化人工刺槐林的冠径比大于1.2或小于0.8,正常刺槐冠径比在0.8～1.2之间。d.人工刺槐林内,刺槐的自然死亡或人为破坏造成人工刺槐林发生退化,退化的刺槐林内林内郁闭度较低,草本生物多样性增加。3.不同改造更新方式下,林分密度、生物量都不相同,以混交林密度最合理,蓄积量最大。不同改造更新方式林分密度为1056株/hm~2～4667株/hm~2,乔木蓄积量为17.68m3/hm~2～50.73m3/hm~2。不同改造更新方式对土壤物理特性、生物多样性、冠幅的影响不同。其中以混交方式的作用最为明显,其次为皆伐萌生,重新造林效果最差。0～60cm土层总孔隙度在49.24%～62.58%范围变化,混交林大于萌生刺槐林和重新造林。土壤饱和导水率范围为0.73 mm/min～6.75 mm/min。土壤有机质在0.98g/kg～15.28g/kg之间。4.黄土高原地区在明确改造更新目的的情况下,对退化刺槐林改造更新时应遵循以下原则:a.急需改造更新且资金不足的退化人工刺槐林,可采用间伐加封育的措施进行适当的人工抚育。b.不提倡在退化刺槐林地上皆伐后进行重新造林,原因是重新造林成本过高,且易造成新的退化植被,并由于树种选择不当造成生态、经济效益不高。c.黄土高原地区降水量在200～500mm的地区可对退化人工刺槐林进行间伐或与灌木混交,灌木应以豆科经济灌木为主。d.不论采取何种改造更新措施,都必须加强抚育管理,以减少人为因素对刺槐林的影响。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章绪论  12-18
  1.1 研究的目的和意义  12-13
  1.2 研究进展  13-18
    1.2.1 退化植被国内外研究概况  13-14
    1.2.2 退化植被的概念  14-15
    1.2.3 退化人工林退化特征  15
    1.2.4 退化植被与环境因子的关系  15-16
    1.2.5 植被退化衡量标准  16
    1.2.6 退化植被改造效果分析  16-18
第二章研究内容与方法  18-25
  2.1 研究区自然概况  18
  2.2 研究内容  18-19
    2.2.1 典型人工刺槐林特征分析  18-19
    2.2.2 人工刺槐林不同改造更新效果分析  19
  2.3 研究方法  19-24
    2.3.1 生物量的测定  19-20
    2.3.2 土壤物理特性  20-23
    2.3.3 造林情况及林地资料调查  23
    2.3.4 生物多样性调查  23-24
  2.4 试验数据的整理与分析  24
  2.5 技术路线  24-25
第三章黄土丘陵半干旱区人工刺槐林林分特征分析  25-47
  3.1 不同林龄刺槐林的林分特征  25-28
    3.1.1 不同林龄刺槐林的林分密度与蓄积量  25-27
    3.1.2 不同林龄刺槐林的径阶变化  27-28
  3.2 刺槐胸径与树冠投影面积分析  28-31
    3.2.1 刺槐胸径与树冠投影面积相关性分析  28-29
    3.2.2 不同林龄刺槐林的树冠投影  29-31
  3.3 不同林龄刺槐林内土壤水分  31-32
  3.4 刺槐林根系特征  32-36
    3.4.1 刺槐林根系生物量  32-33
    3.4.2 不同林龄刺槐林比根长  33-36
  3.5 不同林龄刺槐林的土壤理化性质  36-43
    3.5.1 土壤容重  36-37
    3.5.2 土壤孔隙度  37-41
    3.5.3 不同林龄刺槐林的土壤饱和导水率  41-42
    3.5.4 不同林龄刺槐林的土壤有机质  42-43
  3.6 不同林龄刺槐林生物多样性  43-45
    3.6.1 不同林龄刺槐林林内物种组成  43-44
    3.6.2 不同林龄刺槐林林内植物多样性指数  44-45
  3.7 小结  45-47
第四章黄土丘陵半干旱区改造更新退化刺槐林效果分析  47-64
  4.1 不同改造更新方式的林分密度和乔木蓄积量  48-49
  4.2 不同改造更新方式的根系生物量和比根长  49-52
    4.2.1 不同改造更新方式对根系生物量的影响  49-50
    4.2.2 不同改造更新方式对根系比根长的影响  50-52
  4.3 不同改造更新方式树冠投影面积变化  52-54
  4.4 不同改造更新方式对土壤水分的影响  54-55
  4.5 不同改造更新方式对土壤物理特性的影响  55-60
    4.5.1 不同改造更新方式对土壤容重的影响  55-56
    4.5.2 不同改造更新方式对土壤孔隙度的影响  56-58
    4.5.3 不同改造更新方式对土壤有机质含量影响  58-59
    4.5.4 不同改造更新方式对土壤饱和导水率影响  59-60
  4.6 不同改造更新方式对生物多样性的影响  60-62
    4.6.1 不同改造更新方式林内物种组成  60
    4.6.2 不同改造更新方式林内植物多样性  60-62
  4.7 小结  62-64
第五章结论与讨论  64-67
参考文献  67-72
附录1  72-74
致谢  74-75
作者简介  75

黄土丘陵半干旱区人工刺槐林退化特征及改造效果评价

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