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马尾松低效林改造对土壤理化性质与林分生物量的影响

作　者: 张晓琴
导　师: 唐纯科；李贤伟
学　校: 四川农业大学
专　业: 森林培育学
关键词: 马尾松低效林土壤理化性质生物量土壤侵蚀模数
分类号: S718.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本为通过对马尾松低效林改造20 a后林地土壤理化性质的研究,并用收获法测定了林分生物量,揭示不同改造处理、不同改造年限植被与土壤互动过程,评价不同改造处理对土壤养分、林分生物量、土壤侵蚀的影响,为低效林分改造及生态恢复提供理论依据。研究结果表明:(1)马尾松低效林不同改造年限(3a与20a)土壤物理性质变化的研究结果与不同改造年限(6a与20a)土壤养分变化的研究结果均表明:以土壤表层(0～20cm)为例,改造后的初期几年土壤改良效益比较明显,土壤物理特性和养分都有明显好转,随着改造年限的推延,土壤理化性质相对改造后的初期几年变化不显著,有的理化指标甚至出现下降趋势,可能是林分自肥作用受到限制与人为干扰的结果。(2)不同处理(处理Ⅰ:马尾松-低密度-施肥;处理Ⅱ:马尾松-高密度-无肥;处理Ⅲ:湿地松-低密度-无肥;处理Ⅳ:湿地松-高密度-施肥;对照)在0～20 cm土层,对照对土壤理化属性的改善作用明显好于处理Ⅰ和处理Ⅱ,处理Ⅰ和处理Ⅱ间无显著性差异,处理Ⅲ与处理Ⅳ间也无显著差异,但是处理Ⅲ与处理Ⅳ两者明显好于处理Ⅰ和处理Ⅱ;而在20～60 cm土层,不同处理对土壤理化性质各指标的影响差异不显著。(3)同一处理不同土层(上层:0～20 cm,下层:20～60 cm)的土壤容重、孔隙状况与持水状况,改造林地和对照林地的上下土层变化趋势一致,都表现为上层土壤容重小于下层,上层的孔隙度大于下层,上层土壤持水状况好于下层;此外,土壤养分在土壤剖面的分布也具有明显的层次性,表层的养分状况明显好于下层。说明植被在恢复过程中降低土壤容重、增加土壤孔隙度与持水性能,增加土壤肥力等方面的作用以表层较为明显,具有一定的表聚性。(4)不同处理的现实林分乔木密度有差异,在2150～4350株/hm~2之间。且随着乔木密度的增大,呈现的基本规律是:枝下高和郁闭度的值也增大,分别在6.41～7.82 m之间与0.55～0.80之间波动,但其平均树高、平均胸径、冠幅逐渐减小,分别在9.98～11.72 m、7.77～10.26 cm与1.94～2.26 m之间。另外,不同密度的林分乔木生物量差异很大,乔木层林分生物量在112.67～170.56 t/hm~2之间,其中处理Ⅳ乔木密度为3950株/hm~2,乔木层生物量最大,为170.56 t/hm~2,说明并非初植乔木密度越大,其生物量越大。(5)不同处理对乔木层、灌木层、草本层、枯落物层生物量以及群落生物量都有极显著的影响(P＜0.01)。就群落生物量和乔木层生物量来说,均是处理Ⅳ最大,分别为184.14 t/hm~2、170.56t/hm~2,显著大于其他处理,处理Ⅲ次之;从灌木层生物量和草本层生物量来看,均是对照林分的较大,分别为10.54 t/hm~2、1.50 t/hm~2,且显著大于其他。另外,同一处理的不同林分层次均是乔木层生物量所占比例最大,在87.95%～92.63%之间,对马尾松水保林来说,乔木层生物量比例较大,因为乔木密度过大,势必会抑制林下植被的生长,达不到各层有效截留降水的效果。(6)根据林下植被与影响因子相关分析,林下植被生物量与土壤非毛管孔隙度、毛管持水量、土壤有机质、速效钾呈显著正相关;与土壤容重、林分郁闭度呈显著负相关;而与其他影响因子之间的相关性不显著。(7)林分改造对于林地侵蚀有很大的影响,通过改变地表植被状况、土壤物理特性和养分状况,土壤侵蚀模数显著下降,改造后林分在一定时间内的侵蚀模数大大降低。不同处理下产生的土壤侵蚀量也存在着明显的差别:对照林地土壤侵蚀模数最小,为6.68 t/km~z,处理Ⅲ和处理Ⅳ较小,分别为8.52 t/km~2、8.93 t/km~2,处理Ⅰ和处理Ⅱ较大,分别为15.43 t/km~2、16.78 t/km~2。(8)选择土壤侵蚀量与各影响因子进行相关性分析。土壤侵蚀模数与土壤容重呈极显著正相关(P＜0.01);与土壤田间持水量、土壤有机质、全氮、水解氮、植被总盖度、林下植被生物量呈显著负相关(P＜0.05);与土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、土壤最大持水量、毛管持水量、土壤速效K均呈极显著负相关(P＜0.01);而与其他所选因子相关性不显著。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
前言  11
1 文献综述  11-21
  1.1 低效林概念与类型划分  11-12
  1.2 低效林的成因  12-13
    1.2.1 自然地理因素  12-13
    1.2.2 人为因素  13
  1.3 低效林主要特征  13-14
    1.3.1 森林生产力显著下降，生物多样性明显降低甚至丧失  13-14
    1.3.2 森林防护效能低下  14
    1.3.3 森林生态系统的树种组成和结构单一  14
  1.4 低效林改造途径研究状况  14-16
    1.4.1 选育适生树种和优良品系  14-15
    1.4.2 注重合理的造林结构和造林密度  15
    1.4.3 选择合理的改造方式和配套措施  15-16
    1.4.4 加强林分改造后的管护和抚育  16
  1.5 恢复与重建低效林的功能与效益评价  16-18
    1.5.1 生物多样性评价  17
    1.5.2 水土保持功能评价  17-18
    1.5.3 土壤养分评价  18
    1.5.4 生物量评价  18
    1.5.5 系统的综合评价  18
  1.6 低效林改造对土壤理化性质影响的相关研究  18-19
  1.7 森林生物量的相关研究  19-21
2 研究目的与意义  21-22
3 研究区概况及研究方法  22-27
  3.1 研究区概况  22-24
  3.2 研究方法与内容  24-27
    3.2.1 标准地设置与调查  24-25
    3.2.2 径流观测  25
    3.2.3 土壤样品采集和制备  25
    3.2.4 土壤理化性质测定  25-26
    3.2.5 生物量测定  26-27
4 数据处理与统计分析  27
5 结果与分析  27-47
  5.1 土壤物理性质的变化  27-32
    5.1.1 不同改造年限土壤容重及孔隙状况的变化  27-28
    5.1.2 不同处理对土壤物理性质的影响  28-31
    5.1.3 小结  31-32
  5.2 土壤养分的变化  32-37
    5.2.1 不同改造年限土壤主要养分的变化  32-33
    5.2.2 不同处理对土壤主要养分的影响  33-35
    5.2.3 不同处理土壤pH值变化  35-36
    5.2.4 小结  36-37
  5.3 群落生物量的变化  37-44
    5.3.1 不同处理林分生长状况  37-38
    5.3.2 乔木层生物量模型模拟  38-39
    5.3.3 不同处理乔木层生物量  39-40
    5.3.4 不同处理群落生物量  40-42
    5.3.5 不同处理林下植被生物量  42-43
    5.3.6 不同处理枯落物层生物量  43-44
    5.3.7 林下植被与影响因子相关分析  44
  5.4 土壤侵蚀量的变化  44-47
    5.4.1 不同处理土壤侵蚀量的变化  44-45
    5.4.2 土壤侵蚀与土壤物理特性的相关性  45-46
    5.4.3 土壤侵蚀与土壤养分的相关性  46
    5.4.4 土壤侵蚀与植被状况的相关性  46-47
6 讨论与结论  47-50
  6.1 土壤理化性质改良效应  47-48
  6.2 对照林分的自然恢复  48-49
  6.3 低效林生态系统的健康维护对策  49-50
7 进一步研究内容  50-51
参考文献  51-60
致谢  60

马尾松低效林改造对土壤理化性质与林分生物量的影响

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