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麻竹山地笋用林生态系统水文特征和养分动态的研究

作　者: 陈卓梅
导　师: 郑郁善；尤志达
学　校: 福建农林大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 麻竹 垦复 水土流失 水文特征 养分动态
分类号: S715
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要


麻竹（Dendrocalamus latiflorus）经济价值高、用途广泛、易栽培、周期短、且适应范围广，不仅具有很高的经济效益，而且有很高的社会效益和生态效益。但是，人们对山地麻竹栽培的认识主要还停留在感性认识上，其生物及生态学特性尚未被充分认识，且受市场波动的制约，山地麻竹栽培难以进一步向高效、丰产、优质、稳定、持续的方向发展，更谈不上发挥其生态与社会效应，开展可持续经营了。土壤垦复措施作为散、混生竹林的主要经营措施，目前尚未被应用到丛生竹经营当中。在福建省南靖国有林场的小山城工区设置试验地，分别实施全翻、带翻及扩穴（即按农户常规土壤管理，每年3月扩穴，不深翻）3种不同的土壤垦复措施，对麻竹林的经济效益利水土流失情况进行了比较研究，内容包括竹林出笋情况及经济效益、地表径流及泥沙、养分流失及系统养分的盈亏状况；同时研究了麻竹林生态系统水文特征和养分动态的其它环节，水文特征的研究内容包括降雨在林冠层的初次分配和林分的持水能力等；养分动态的研究内容包括凋落物的发生、分解与养分归还规律和养分的淋溶归还等，主要结论如下： 1) 三种不同土壤垦复措施竹林的出笋情况以实施带翻的最好，笋产量最高，达25520kg·hm-2，产出投入比最大，年利润达17778元·hm-2，是全翻和带翻的1.11倍和1.17倍，其经济效益是三种经营措施中最好的。 2) 垦复改良了土壤理化性质。三种经营措施中以全翻的林地土壤理化性质最好，其渗透性能、孔隙度及贮水能力等均最优，土壤稳渗速度为9.62mm·min-1，0-20cm和20-40cm总孔隙度分别为56.24％和47.69％，0-40cm土壤贮水量为1503.29t·hm-2。 3) 从水土流失状况看，年地表径流及泥沙流失量最大的是实施全翻的林地，分别达30.37mm和234.45kg·hm-2，其次是带翻，最小的是扩穴，带翻与扩穴之间的差异不显著。地表径流及其泥沙含量均具有明显的季节性，雨季大于旱季。 4) N、P和K的年流失量大小顺序也是全翻＞带翻＞扩穴，但三种不同经营措施间N和P的年流失量差异均不显著，K在各经营措施间差异水平达显著，带翻与扩穴间差异不显著。由于施肥及地表径流的影响，2000年6和8月地表径流的养分含量明显高于其它月份。 5) 三种不同经营措施麻竹林生态系统全年N、P和K均出现盈余。带翻能使土壤疏松，有利于植物根系伸展，更好地吸收养分，同时，养分流失的速度与数量比较低，其林地养分利用率是三种措施中最高的，N、P和K的年盈余量也是三种系统中最少的，分别为783.18、120.68kg·hm-2及184.50kg·hm-2；每年通过降雨和施肥输入的N、P和K量分别为：951.85 kg·hm-2，152.23kg·hm-2和281.90kg·hm-2；每年以竹笋、材及地表径流携带输出系统的N、P和K分别为168.67，31.55kg·hm-2和97.41kg·hm-2。 6) 降雨量是影响林冠截留、穿透水和茎流的主导因素。在一定降雨量级范围内，林冠截留量随着降水量的增加而增加，且较小雨量级时增加较快，较大雨量级时增加较慢，并趋于一定值；林冠截留量与一次性降雨量的关系可以用Richards函数较好地拟合。——刀 林冠截留、穿透水和茎流量都具有明显的季节性。由于雨季降雨量人，多狂风暴，且林冠较湿，穿透水和茎流量明显多于旱季；林冠截留率则明显小于旱季卜全年林冠截－留、穿透水和竹秆茎流量分别是283．10、1720，45mm和 99刀9 mm。年均林冠截留率、穿透率和竹秆茎流率分别为 13．47O，sl．82O和 4．71o。幻 麻竹林（扩穴）林分总持水量为1497．32t叱m“＼其中以上壤＊＊0cm深)的贮水能力为主体，占总持水量的99，57％。9)麻竹单株生物量的分配规律与养分浓度分配规律不同。各个器官中生物量最大的是秆，而养分浓度最大的则是叶；垂直高度上，la竹生物量最大值出现在 2－4m和 6－sin层，2 a竹出现在 2－4m，而养分浓度最大值，除 K之外，均出现于顶端。单株养分含量的垂直分布规律则呈现出生物量与养分浓度垂直分布规律相叠加的规律，la竹N和P、K含量的最大值分别出现在 6－sin和 8－10m，2 a竹均出现在 2－4m层；各器官养分含量分别是叶＞枝＞秆＞魂＞根；la竹养分含量＞2 a竹。10)从麻竹林生物量的分布看，乔木层生物量占林分总生物量的88，56％；其中，由于历年竹克未挖出，竹克生物量占整个地下部分的83厂3％；灌木草本层只。k 4．06％。从林分养分现存量的分布来看，以乔木层为主体，占林分养分现存量的88．引％：寐木草本层占5．92％，灌木草本的养分浓度较高，且回归速率快，对养分循环灵在‘较特殊的贡献。门)在出笋期，由于出笋消耗了大量养分，出现消耗大干吸收，淋竹卜【片的养分浓度Y不断下降趋势，且出笋后期下降的幅度大于出笋盛期。不同受光程度叶片的养分浓度，N和P是阳面叶＞阴面叶，K则恰恰相反。12)受麻竹生长节律和环境的影响，凋落物的发生及其养分浓度均有明显的季节性。凋落物的发生月动态呈明显的双峰型，峰值出现在 2000年门月和 200年 3月；受活体养分浓度的影响，由于发笋消耗人量养分，2000年

全文目录


中文摘要  6-8
英文摘要  8-11
前言  11-14
1 试验地自然概况  14-15
2 研究方法  15-17
  2．1 径流场的研究  15
    2．1．1 试验设计  15
    2．1．2 径流场设置  15
  2．2 水文特征的研究  15-16
    2．2．1 标准竹及代表竹丛的选择  15
    2．2．2 土壤物理化学性质的测定  15-16
    2．2．3 地表径流及泥沙含量的测定  16
    2．2．4 降雨量的测定  16
    2．2．5 穿透水的测定  16
    2．2．6 竹秆茎流的测定  16
    2．2．7 林冠截留量的计算  16
    2．2．8 林分持水量的测定  16
  2．3 生物量和养分动态的测定  16-17
    2．3．1 生物量及养分含量的测定  16
      2．3．1．1 乔木层生物量及养分含量的测定  16
      2．3．1．2 林下植被及凋落物层生物量及养分含量的测定  16
    2．3．2 笋期叶片养分动态的测定  16-17
    2．3．3 落叶动态和养分含量的测定  17
    2．3．4 凋落物分解速度的测定  17
    2．3．5 植株、土样和水样的养分分析  17
      2．3．5．1 植株及凋落物  17
      2．3．5．2 土样  17
      2．3．5．3 水样  17
3 结果与分析  17-54
  3．1 不同土壤垦复措施的效应评价  17-33
    3．1．1 不同垦复措施麻竹林笋产量及经济效益的比较  17-19
      3．1．1．1 不同垦复措施对产笋数量的影响  17-18
      3．1．1．2 不同垦复措施对笋产量的影响  18
      3．1．1．3 不同垦复措施对笋个体重的影响  18
      3．1．1．4 不同垦复措施退笋情况比较  18-19
      3．1．1．5 经济效益分析  19
    3．1．2 不同垦复措施麻竹林土壤理化性质的变化  19-21
      3．1．2．1 土壤水分物理性质  19-21
      3．1．2．2 土壤肥力  21
    3．1．3 不同垦复措施麻竹林地表径流的比较  21-26
      3．1．3．1 不同降雨量级降雨产生的地表径流  22-23
      3．1．3．2 不同垦复措施麻竹林地表径流的月动态  23-26
    3．1．4 不同垦复措施麻竹林地表径流泥沙含量的比较  26-27
    3．1．5 不同垦复措施麻竹林地表径流的养分输出量  27-32
      3．1．5．1 地表径流的N素浓度含量  28-29
      3．1．5．2 地表径流的P素浓度含量  29-30
      3．1．5．3 地表径流的K素浓度含量  30-32
    3．1．6 不同垦复措施麻竹林生态系统养分输入与输出的比较  32
    3．1．7 小结  32-33
  3．2 降雨在麻竹林冠层的分配  33-36
    3．2．1 不同降雨量级降雨在麻竹林冠层的分配  33-35
      3．2．1．1 林冠截留  33-35
      3．2．1．2 竹秆茎流  35
      3．2．1．3 穿透水  35
    3．2．2 降雨在麻竹林冠层分配的月动态  35-36
      3．2．2．1 林冠截留的月动态  35-36
      3．2．2．2 竹秆茎流的月动态  36
      3．2．2．3 穿透水的月动态  36
  3．3 麻竹林水源涵养功能的综合评价  36-37
  3．4 麻竹林分的养分动态  37-54
    3．4．1 林分生物量和养分含量的分布及其动态  37-44
      3．4．1．1 林分生物量  37-39
      3．4．1．2 林分养分现存量  39-43
      3．4．1．3 叶片养分浓度笋期的变化  43-44
    3．4．2 麻竹林凋落物的发生、分解与养分归还规律  44-50
      3．4．2．1 凋落物的发生规律  44-47
      3．4．2．2 凋落物的分解失重规律  47-48
      3．4．2．3 凋落物分解过程中养分浓度的变化  48-50
    3．4．3 麻竹林养分的淋溶归还  50-53
      3．4．3．1 穿透水和竹秆茎流的养分浓度月动态  50-51
      3．4．3．2 穿透水和竹秆茎流水的养分含量月动态  51-53
      3．4．3．3 林分养分的淋溶归还  53
    3．4．4 麻竹林养分的总归还  53-54
4 结论与讨论  54-56
  4．1 结论  54-55
  4．2 讨论  55-56
参考文献  56-60
致谢  60

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中图分类: > 农业科学 > 林业 > 林业基础科学 > 森林水文学
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