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不同营林措施对湿地松林分生长及养分循环的影响研究

作　者: 肖兴翠
导　师: 李志辉
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 森林培育
关键词: 湿地松林分密度施肥修枝生物量根系养分循环
分类号: S791.246
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

湿地松(Pinus elliottii)自引种到我国已有80多年历史,是一种优良的脂材两用树种,因其适应性强、分布广,早期生长快,树干通直,材质好,已经成为我国南方丘陵区最主要的造林树种之一。本文以湖南省泪罗市湿地松人工林为研究对象,对不同密度林分的林木生长量、生物量、根系状况、养分变化状况进行了研究,并就施肥、修枝对湿地松中龄林生长等方面的影响状况进行了观测与分析,为制定湘北区域湿地松人工林营林措施提供理论依据。研究结果表明：1.林分密度对除树高外的各生长指标均有显著或极显著影响。胸径、树高和单株材积均从8a生、林分蓄积从4a生开始随林分密度的增大而增大。不同密度以高密度林分高径比大、冠高比小、树干相对饱满。到11a生时,低密度林分中≥14cm的中径阶木所占比例大,高密度林分中8-12cm的小径阶木所占比例大。综合成本效益分析,培育湿地松中大径材及脂材两用林宜选用1667、2000株.hm-2两种密度,培育中小径材宜选用2400株·hm-2作为初植密度。2.林分密度对单株、林分生物量及其分配均有极显著影响。9a生及11a生乔木层单株生物量均随林分密度的增大明显减小,乔木层、凋落物生物量及林分总生物量均随林分密度的增大而增大,地被物生物量总体随林分密度的增大而减小；林分各组分中以乔木层生物量所占比例最大,分别占林分总量的81.6%-88.1%和83.0%-87.6%；乔木层各器官中均以树干生物量比例最大,分别占其总量的37.7%-43.7%和41.4%-45.8%；建立的各器官生物量模型精度较高,可用于估测湿地松各器官生长量；不同密度林分平均生产力分别为8.9t·hm-2a-1和9.1t·hm-2a-1,以2400株.hm-2林分结构较为合理,适宜作为湘北湿地松纸浆材造林密度。3.林分密度对单株、林分根系生物量均有显著或极显著影响。随着林分密度的增大,9a及11a生单株根系生物量减小,林分根系生物量总体增大,其中根桩和大根合计分别占总根量的60.7%-70.9%和63.9%-75.2%；不同密度根系生物量均随土层深度的增加而明显减小,11a生时有63.1%以上的根系集中分布在0-40cm土层内,有81.4%以上的根系集中分布在距树干0-50cm范围内,因此对湿地松施肥的位置应该设在距树干50cm、深度20cm左右为宜,以确保肥料最大限度的被根系吸收。利用建立的湿地松单株各级根系生物量模型,可以估测单株各径级根系生物量及总根量,为根系的开发利用提供依据。4.林分密度对湿地松单株及林分营养元素积累量均有显著影响,随着林分密度的增大,9a及11a生乔木层单株营养元素积累量减小,乔木层、凋落物营养元素积累量及林分总量总体增大；林分各组分以乔木层为主,分别占林分营养元素积累总量67.7%-79.2%和69.3%-76.5%,乔木层以林冠枝叶和干材营养元素积累为主,11a生时分别占其总量的44.1%-50.1%和39.1%-44.9%。随着林分密度增大,林分吸收量和存留量显著增大,归还量略微减小,周转期总体变长,养分循环速率略微减小,养分利用效率增大；综上分析,以1667、2000株.hm-2作为湿地松人工林适宜经营密度,对林地进行选择性除杂,并将凋落物及采伐时剩余的枝叶保留在林地,适当增施P、N、K肥,以维持湿地松人工林的地力。5.施肥对湿地松生长及土壤等均有明显影响。施肥3a后,胸径、单株材积生长量比对照显著提高,以700g·株-1的施肥量各指标生长量最大。施肥2a后的土壤养分与施肥前相比,不同土层pH值及速效P均有所减小,有机质、速效K含量均有所增加,速效N含量大幅增加。施肥7个月后,豆马勃子实体个数在施肥量100-800g·株-1范围内总体随施肥量的增加而增加,是对照的2.0-24.0倍,施肥量过多可能会抑制豆马勃菌的生长。综合分析,对湿地松中龄林追肥,以追施N、P、K配方肥700g·株-1最佳。6.修枝对湿地松中龄林除冠幅外的各指标生长量均有不利影响,高强度修枝2a后,不同密度湿地松胸径、单株材积和蓄积生长量显著低于对照,冠幅生长量显著高于对照,中低强度和留桩的方式修枝对生长量的不利影响相对较小。对高密度湿地松进行修枝对干形影响更大,中高强度及留桩方式修枝使高径比变大,冠高比变小,干形更为饱满。修枝3-4个月,流脂松节数量总体随修枝强度的增加而增加,采用低强度、留桩的方式修枝可以减少松节流脂。综合修枝2a的成本效益,对6a及7a生湿地松以不修枝为宜。综合以上研究结果,1667、2000株·hm-2两种密度投入产出较好,养分周转期较短,循环速率较高,可作为培育湿地松中大径材首选造林密度,而2400株.hm-2林分结构较好,生物量相对较高,可作为培育中小径材的初植密度。在培育过程中对湿地松中龄林进行选择性除杂,追施700g·株-1的P、N、K肥配方肥,注意将凋落物保留在林地,采伐时将枝叶保留在林地,有利于维持地力,提高湿地松林分生产力。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-13
1 引言  13-37
  1.1 研究背景  13-14
  1.2 研究目的及意义  14-15
  1.3 文献综述  15-35
    1.3.1 林分密度效应研究进展  15-25
    1.3.2 施肥效应研究进展  25-32
    1.3.3 修枝对林木生长的影响  32-35
  1.4 研究内容及技术路线  35-37
2 林分密度对湿地松林分生长的影响  37-66
  2.1 试验材料与方法  37-39
    2.1.1 试验地及林分概况  37
    2.1.2 研究方法  37-39
  2.2 结果与分析  39-64
    2.2.1 林分密度对湿地松生长的影响  39-51
    2.2.2 林分密度对湿地松干形的影响  51-53
    2.2.3 林分密度对湿地松生物量的影响  53-64
  2.3 小结  64-66
3 林分密度对湿地松根系生物量及其分布的影响  66-79
  3.1 试验材料及方法  66
    3.1.1 试验地及林分概况  66
    3.1.2 研究方法  66
  3.2 结果与分析  66-77
    3.2.1 林分密度对单株根系生物量及其分配的影响  66-69
    3.2.2 林分密度对林分根系生物量及其分配的影响  69-70
    3.2.3 林分密度对根系生物量空间分布规律的影响  70-75
    3.2.4 根系与地上部分的相关性  75-76
    3.2.5 根系生物量与林木胸径、树高及林分密度的相关关系  76-77
  3.3 小结  77-79
4 林分密度对湿地松养分循环的影响  79-102
  4.1 试验材料及方法  79-80
    4.1.1 试验地及林分概况  79
    4.1.2 研究方法  79-80
  4.2 结果与分析  80-99
    4.2.1 不同密度林分各组分养分含量及富集特征  80-82
    4.2.2 不同密度单株营养元素的积累与分配  82-85
    4.2.3 不同密度林分营养元素的积累和分布  85-91
    4.2.4 不同密度林分营养元素的生物循环  91-95
    4.2.5 不同密度林分养分循环特征  95-99
  4.3 小结  99-102
5 施肥对湿地松林分生长及土壤的影响  102-113
  5.1 试验材料与方法  102-104
    5.1.1 试验地及林分概况  102
    5.1.2 试验材料  102-103
    5.1.3 研究方法  103-104
  5.2 结果与分析  104-111
    5.2.1 施肥对湿地松生长的影响  104-108
    5.2.2 施肥对土壤肥力的影响  108-110
    5.2.3 施肥对土共生菌的影响  110
    3.2.4 施肥成本效益分析  110-111
  5.3 小结  111-113
6 修枝对湿地松林分生长的影响  113-139
  6.1 试验材料与方法  113-114
    6.1.1 试验地及林分概况  113
    6.1.2 研究方法  113-114
  6.2 结果与分析  114-137
    6.2.1 修枝前湿地松林分生长情况  114-115
    6.2.2 修枝对湿地松生长的影响  115-125
    6.2.3 修枝对湿地松干形的影响  125-134
    6.2.4 修枝对湿地松松节流脂的影响  134-137
    6.2.5 修枝成本效益分析  137
  6.3 小结  137-139
7 结论与讨论  139-147
  7.1 结论  139-142
  7.2 讨论  142-145
  7.3 创新点  145
  7.4 研究展望  145-147
参考文献  147-162
附录  162-163
致谢  163

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