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淇澳岛无瓣海桑人工林的自然更新特征及林分改造效果

作　者: 刘滨尔
导　师: 廖宝文
学　校: 中国林业科学研究院
专　业: 生态学
关键词: 红树林淇澳岛无瓣海桑自然更新改造
分类号: S754.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

无瓣海桑人工林是否能演替成上层为外来种无瓣海桑,中层为乡土种乔木,下层为乡土种灌木的复合健康的林分体系是恢复学者关注的重要问题。本论文比较了淇澳红树林区无瓣海桑及各林分的群落特征,期望能找出适合进行人为套种的树种以及对光胁迫的机理特征进行分析。本论文在淇澳岛红树林区选取了不同林分的样地7处,共42个样方,调查其群落和土壤基质特征；林分改造试验是在9年龄无瓣海桑(Sonneratia apetala)林下套种木榄(Bruguiear gymnorrhiza),秋茄(Kandelia obovata),桐花树(Aegiceras corniculatum),老鼠筋(Acanthus ilicifolius)和红海榄(Rhizophora stylosa)(前期做的),同时利用前期的改造林分作补充调查,监测持续1年；在玻璃温室内模拟潮汐淹浸下林冠下层灌木的光胁迫,选用当地优势种老鼠筋和桐花树,处理为全光照、以及全光照的75%、60%、45%、20%、15%,5%。每种光照强度设置3个重复,每个重复16条胚轴(种子)。主要研究结论如下：(1)无瓣海桑人工林内自然更新主要以老鼠簕和卤蕨(Acrostichum aureum)为主。9年龄和12年龄无瓣海桑人工林内出现大量老鼠簕,地势较高地段有少量卤蕨：9年龄林分内老鼠筋密度为89,375株/hm2,均高1.48m,盖度高达93%,卤蕨为10,425株/hm2,均高1.41m,盖度6%；12年龄林分内老鼠筋密度为50,000株/hm2,均高1.34m,盖度高达76%,卤蕨为14,433株/hm2,均高1.7m,盖度上升至23%,同时出现少量桐花树,密度为267株/hm2,均高1.5m,盖度仅为1%。无瓣海桑人工林内虽然出现高密度,高覆盖度的小灌木老鼠筋和卤蕨,但其高度不超过2m且未见乔木树种的定居。(2)进行林分改造可以丰富无瓣海桑人工林林分树种种类,特别是促进乡土乔木树种在人工林内生长。无瓣海桑林下改造试验表明：林分改造一年后,木榄、桐花树,秋茄和老鼠簕的保存率分别是：75%、80.1%、51%,74.3%；年均胸径增量分别为0.36、0.37、0.58,0.4cm。结果表明四个树种进行林分改造均比较合适,但秋茄表现欠佳。本试验和前期的改造林分综合比较：曾种植的30亩红海榄现保存率为0,而10年龄木榄保存率仍维持在58.3%,高度为4.63m,形成了郁闭冠层,可见木榄的改造效果很好。5年龄秋茄保存率较低且尚未形成林冠层。总的来看,5种半红树和5种真红树植物试验树种中除红海榄(Rhizophora stylosa)外,其他树种效果均较理想,其中以木榄和桐花树表现最好,可能会作为将来林分改造的主要树种。林分改造对土壤基质的改善作用不明显。(3)在较低的光照环境下(≤60%),老鼠筋和桐花树的茎高、茎径、各器官鲜重和干重、叶片长宽比、单株叶面积、叶绿素a、b,表观量子利用率均有升高的趋势：其中,45%组老鼠筋的茎高、茎径、单株鲜重,单株干重,叶片长宽比分别为23cm、0.56cm、4227.9mg,895.4mg,2.73;45%组桐花树单株鲜重、单株干重,叶片长宽比分别为1781.8mg,397.6mg,1.68;60%组桐花树的茎高、茎径,单株叶面积分别为24.17cm、0.53cm,16.00cm2。20%组老鼠筋单株叶面积,叶绿素a、b分别为28.27cm2,1.58、2.03mg·g-1;15%组桐花树叶绿素a、b分别是1.47,1.65mg·g-1;45%组老鼠簕的根系活力为17.28ug·g-1h-1。5%组老鼠筋和桐花树的表观量子利用率分别为0.080,0.059molCO2·mol-1。5%组老鼠筋和桐花树的光补偿点分别为10.8,3.1μmol·m-2·s-1,均显著低于其他组。即使在最低光照条件下,老鼠筋的保存率也均在60%以上,桐花树均在40%以上。以上表明,老鼠筋和桐花树幼苗适应低光的能力都很强,在中低光照下5%-60%均能正常生长。(4)在中低光照下(5%,20%,45%),老鼠簕净光合速率均是随着淹浸时间的延长先升高后下降,而桐花树净光合速率的趋势是先降低后升高,均表现为光照越强净光合速率的变化越明显。在不同的光照下,老鼠筋和桐花树的气孔导度均是先下降后升高,最终稳定在初始值以下。研究表明,在模拟潮汐环境下,受试红树幼苗会伴随淹浸时间增加而增强对光能的利用率,但两种树种的反应时间和响应效果差别较大。(5)本试验结果与Chapman假说不一致。淇澳岛无瓣海桑人工林内有大量老鼠筋和卤蕨(Acrostichum aureum)存在,由于淇澳岛位于低盐度河口区,此现象与Lugo的低盐度促进林下植被定居的观点相一致,与Jazen认为红树林群落下层植被稀疏的观点不完全一致。据此可推断：速生红树人工林内的林下群落特征可能比原生林和乡土红树植物人工林群落特征的短时期波动性更大,其中林分自疏和土壤盐度可能是两个很重要的因素。综上所述,无瓣海桑人工林林下自然更新的普遍特点是有丰富的小灌木老鼠筋但无乔木树种,鉴于此通过人为引种乔木或灌木红树植物以期丰富人工林的树种种类,结果表明：除红海榄不能正常生长外,其它几种均可生长,其中木榄表现最佳,桐花树仍有待观察。同时从室内控制光照试验进一步说明老鼠筋和桐花树均拥有高的耐阴能力,从光照角度揭示了12年龄无瓣海桑林下存在大量老鼠筋和少量桐花树的原因。也从侧面反映了Siddiqi在孟加拉Char Kukri岛上无瓣海桑林下人为引入乔木进行改造,结果为高保存率的正确性。

全文目录

摘要  5-8
Abstract  8-16
第一章绪论  16-28
  1.1 引言  16-25
    1.1.1 研究背景  16-19
    1.1.2 国内外研究现状及评述  19-24
    1.1.3 本研究的目的意义  24-25
  1.2 研究目标和主要研究内容  25-26
    1.2.1 研究目标  25
    1.2.2 主要研究内容  25-26
  1.3 项目来源与经费支持  26-27
  1.4 研究技术路线  27-28
第二章试验材料与方法  28-37
  2.1 研究地概况  28-29
  2.2 试验方法  29-37
    2.2.1 红树林群落调查  30-31
    2.2.2 无瓣海桑人工林改造  31-33
    2.2.3 老鼠筋和桐花树的光胁迫模拟试验  33-35
    2.2.4 土壤基质样品分析  35-36
    2.2.5 数据分析  36-37
第三章结果与分析  37-76
  3.1 淇澳岛红树林的群落与土壤基质特征  37-51
    3.1.1 人工林与自然林的群落特征  37-48
    3.1.2 土壤基质特征  48-51
  3.2 淇澳岛无瓣海桑人工林改造试验  51-60
    3.2.1 无瓣海桑人工林林下改造试验  51-57
    3.2.2 堤上半红树植物林相改造试验  57-59
    3.2.3 土壤基质特征  59-60
  3.3 老鼠筋和桐花树的光胁迫模拟试验  60-76
    3.3.1 生态指标  60-68
    3.3.2 生理指标  68-71
    3.3.3 光合指标  71-76
第四章结论与讨论  76-88
  4.1 结论  76-81
    4.1.1 淇澳岛红树林改造试验以及比较Siddiqi的试验结果  76-77
    4.1.2 两种灌木的光胁迫模拟  77-79
    4.1.3 淇澳岛红树林群落及其自然更新特征  79
    4.1.4 完善红树林林下植被生长限制假说以及主要限制因子  79-81
  4.2 讨论  81-86
    4.2.1 中国红树林区互花米草入侵的历史  82
    4.2.2 中国红树林的恢复与重建  82-84
    4.2.3 无瓣海桑人工林促进还是抑制了林下乡土种的自然更新?  84
    4.2.4 无瓣海桑是入侵种吗?  84-85
    4.2.5 淇澳岛无瓣海桑林内的乡土种自然定居  85-86
  4.3 展望  86-88
参考文献  88-101
在读期间的学术研究  101-102
致谢  102

淇澳岛无瓣海桑人工林的自然更新特征及林分改造效果

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