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马尾松人工林近自然化改造初期效果分析研究

作　者: 王霞
导　师: 陆元昌
学　校: 北京林业大学
专　业:
关键词: 人工林近自然化改造马尾松人工纯林异龄混交林林分结构单木生长模型
分类号: S791.248
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

马尾松(Pinus massoniana)作为我国南方的主要用材与造林树种,在保持水土、涵养水源、园林绿化以及保持生物多样性方面发挥着重要作用,主要以人工林形式大面积进行培育。但是由于人工针叶纯林树种单一、结构过于简单以及中幼龄林的比重较大,导致林分抵御有害生物的能力较差,易受到外来因素的干扰与侵害。此外,马尾松人工纯林难以满足市场对不同层次、特别是高质量大径材的需求。本文以中国林科院热带林业实验中心(简称热林中心)伏波林场内1993年春季杉木采伐迹地更新造林的马尾松人工纯林为研究对象,于2007年进行4种不同模式的近自然化改造设计和作业,并保留了对照林分和样地,总体目标是把结构简单的针叶纯林改造为结构丰富、功能多样的异龄混交林。每种模式分别建立4块面积为400平米的圆形样地,共设20块,对样地林分信息进行持续观测。本文以2008年、2010年和2012年三期观测数据为基础,从树种组成、林分结构、生长动态、土壤化学性质等方面,对马尾松近自然改造效果进行综合分析。初步研究结果表明：近自然改造的林分树种组成丰富,其直径分布从最初的近正态分布逐步过渡为倒J形分布,并且已经形成上层、中层和下层复层垂直结构。近自然化后的林分,混交度有了明显的提升,林木空间分布格局从最开始的均匀分布逐渐过渡为聚集分布或随机分布。近自然化改造林的土壤化学性质与有机质含量较对照林分表现出明显的优势。同时,本文对不同等级的林木生长过程进行分析,分析结果表明优势木生长具有绝对的优势,其总生长量远远高于中庸木和被压木。由于以纯林为应用对象的传统生长收获表,不能满足改造后的异龄混交林生长收获预估的需要,本研究通过逐步回归的方法分析,构造基于林木大小、竞争指数、立地条件的单木生长模型,为改造后的异龄混交林的预估及经营方案的制定提供了决策依据。总之,分析表明近自然化改造丰富了林分的树种组成、优化了林分结构、促进了土壤的良性发展,形成了较为稳定且持续覆盖的森林生态系统。初步结果展示出人工林的近自然化改造是实现我国森林多功经营的一个有效途径。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-10
1 绪论  10-23
  1.1 引言  10-11
    1.1.1 研究背景  10-11
    1.1.2 研究目的和意义  11
  1.2 研究综述  11-20
    1.2.1 人工林近自然化改造研究现状  11-14
    1.2.2 林分结构研究现状  14-17
    1.2.3 森林生长动态及模拟技术研究现状  17-20
  1.3 研究对象、目标和主要内容  20-23
    1.3.1 研究对象  20
    1.3.2 研究目标  20-21
    1.3.3 研究内容  21
    1.3.4 研究技术路线  21-23
2 研究区概况与研究方法  23-40
  2.1 研究区域概况  23-25
    2.1.1 自然地理概况  23-24
    2.1.2 资源概况  24-25
    2.1.3 森林经营历史概况  25
  2.2 研究方法  25-40
    2.2.1 试验设计和数据调查  25-29
    2.2.2 树种组成研究方法  29-30
    2.2.3 林分结构研究方法  30-33
    2.2.4 林分生长动态研究  33-35
    2.2.5 单株生长过程比较分析方法  35-36
    2.2.6 土壤取样及分析方法  36
    2.2.7 统计分析方法  36-40
3 近自然化改造林树种组成动态变化  40-48
  3.1 主林层树种组成动态变化  40-44
    3.1.1 树种丰富度及重要值  40-43
    3.1.2 树种多样性指数分析  43-44
  3.2 更新层树种组成动态变化  44-47
    3.2.1 天然更新树种丰富度及重要值  44-46
    3.2.2 天然更新树种多样性指数分析  46-47
  3.3 小结  47-48
4 近自然化改造林林分结构变化  48-58
  4.1 基本林分参数变化  48-49
  4.2 水平结构动态变化  49-52
    4.2.1 De Liocourt比率的Q值  49-50
    4.2.2 株数-径阶分布  50-52
  4.3 垂直结构动态变化  52-56
    4.3.1 林分平均高和树高曲线  52-53
    4.3.2 林分垂直分层  53-54
    4.3.3 林木空间混交度动态变化  54-55
    4.3.4 林木分布格局动态变化  55-56
  4.4 小结  56-58
5 近自然化改造林生长动态变化  58-71
  5.1 胸径生长动态  58-66
    5.1.1 近自然改造林与对照林分生长对比  58-61
    5.1.2 近自然改造林不同模式生长效果对比  61-66
  5.2 近自然化改造样林生长收获模型  66-69
  5.3 小结  69-71
6 基于个体差异的不同群落单株生长过程比较分析  71-77
  6.1 直径生长分析  71-72
  6.2 树高生长分析  72-74
  6.3 材积生长及数量成熟年龄分析  74-76
  6.4 小结  76-77
7 近自然化改造林土壤性质变化  77-85
  7.1 土壤有机质含量分析  77-78
  7.2 土壤PH值分析  78-79
  7.3 土壤N素的含量分析  79-80
  7.4 土壤P素的含量分析  80-81
  7.5 土壤K素的含量分析  81-82
  7.6 小结  82-85
8 结论与讨论  85-88
  8.1 主要结论  85-86
  8.2 创新点  86-87
  8.3 展望  87-88
参考文献  88-94
附表  94-95
个人简介  95-96
导师简介  96-97
获得成果目录  97-98
致谢  98

马尾松人工林近自然化改造初期效果分析研究

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