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福建柏火力楠混交林生产力与土壤养分效应研究

作　者: 朱洪如
导　师: 潘辉
学　校: 福建农林大学
专　业: 森林经理学
关键词: 福建柏火力楠径阶分布材积生物量土壤养分土壤碳库
分类号: S714
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

福建柏(Fokienia hodginsii Henry et Thomas)和火力楠(Michelia macelurei Dandy)是适合我国南方大力推广的优质用材树种。在我国南方短周期工业原料林建设、林地可持续经营和丰富林木种质资源等方面具有重要的作用和地位。本研究选择位于福建省厦门市同安区小坪林场于1982年人工营造的福建柏和火力楠纯林以及混交林优良速生树种为研究对象。本研究对象为城郊森林中的福建柏和火力楠人工纯林以及混交林。内容包括人工纯林和混交林的径阶分布、林分不同层次的生物量分配、林木材积变化、土壤养分状况对比和土壤碳库储量等内容。这些研究结果为指导和科学经营管理闽南山地的可持续经营提供依据,为我国应对未来的气候谈判提供基础数据,主要结论如下:(1)混交林中福建柏和火力楠林分的径阶分布呈现出大径阶、小径阶所占比例小,而中径阶所占的比例大,呈现正态分布,有利于群落的平衡。混交林中福建柏和火力楠大径级(胸径16cm以上)的株数比其纯林分别多26%和36%,而且林木分枝细,夹角小,自然整枝好,枝下高比纯林要高,死节小而少。表明福建柏与火力楠混交可以促进林木干形发育,提高出材率,林分及木材质量优于纯林。(2)福建柏和火力楠胸径总生长量、树高总生长量均随着树木年龄的增长而逐年增大;福建柏和火力楠的胸径、树高、材积和生长率,都是在树木生长的前10-15年之间的生长比较迅速,10-15年之后胸径、树高、材积的生长逐渐降低;福建柏和火力楠的连年生长量和平均生长量在初始时候都为“0”,之后材积随着树木年龄的增加而逐渐上升,而到一定的年龄后材积值又开始逐渐下降。(3)福建柏和火力楠林分平均木单株生物量及其器官分配的大小顺序为:树干>树根>树枝>树皮>树叶;福建柏和火力楠林分乔木层各器官平均生物量及其分配比例大小顺序如下:树干>树根>树皮>树枝>树叶、树干>树根>树枝>树皮>树叶。福建柏纯林、火力楠纯林及混交林分各个层次生物量大小比例为:乔木层>凋落物层>草本层>灌木层;福建柏和火力楠平均木的树干、树皮的生物量主要集中在样木的下层,而且随着树干高度的增加,呈现递减的趋势。(4)模型拟合的结果表明:以生物量(W)作为因变量,引入胸径(D1.3)、树高(H)、材积(V)三个因子作为自变量的模型略优于对数回归关系、多项式模型等其他模型。(5)在不同密度的人工林地中,单株林木各器官中,树干、树皮平均木的生物量占单株木总平均生物量的比例随着林分密度的增加而增加,平均木树枝、树叶的生物量占单株木总生物量的比例随着林分密度的增加而减小。(6)各类林地土壤容重均随土壤深度的增加而增加;混交林的土壤含水率、最大持水量、毛管持水量和最小持水量、毛管孔隙和总孔隙度比福建柏纯林和火力楠纯林均有提高;但非毛管孔隙比纯林有所降低;增植林木改良了土壤结构,使土壤变得比较疏松,土壤的蓄水能力和通气性得到提升;混交林表层和次表层的有机质含量均高于两种纯林;土壤有机质含量、全氮含量、水解性氮、全磷、有效磷的含量均随着土壤深度的增加而递减;三种林分土壤全钾含量大小顺序为:火力楠纯林>福建柏纯林>福建柏-火力楠混交林;三种林分土壤速效钾含量大小顺序为:福建柏纯林>火力楠纯林>福建柏-火力楠混交林。(7)福建柏-火力楠混交林、福建柏纯林和火力楠纯林0-80cm土层内土壤SOC平均含量分别为21.83 g·kg-1、20.90 g·kg-1和20.12 g·kg-1;经过造林改造之后,土壤表层SOC值的增加明显;在20cm土层深度内土壤富集系数>1,20cm土层深度以下<1;0-10cm土层富集系数最大,富集最明显;混交林、福建柏纯林和火力楠纯林土壤(0-80cm)的C储量分别为173.58t·hm-2、188.46 t·hm-2和178.53t·hm-2;林地土壤表现出C储量增加的趋势,成为一个重要的C汇。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
1 前言  11-14
2 文献综述  14-18
  2.1 生态风景林研究概况  14
  2.2 林分结构和生产力研究概况  14-16
  2.3 福建柏林分生产力研究概况  16
  2.4 火力楠林分生产力研究概况  16-17
  2.5 林分土壤养分效应研究概况  17
  2.6 研究展望  17-18
3 研究区概况  18-19
4 研究内容及方法  19-22
  4.1 研究内容  19
    4.1.1 林分结构  19
    4.1.2 林分材积  19
    4.1.3 林分生产力  19
    4.1.4 林地土壤养分  19
  4.2 内外业分析调查和数据处理方法  19-22
    4.2.1 内、外业分析调查方法  19-21
      4.2.1.1 群落样地调查方法  19-20
      4.2.1.2 乔木层、灌木层、草本层及凋落物层生物量测定  20-21
      4.2.1.3 树木材积测定  21
      4.2.1.4 土壤样品的采集与分析方法  21
    4.2.2 内业实验及分析方法  21-22
      4.2.2.1 数据处理方法  21
      4.2.2.2 生物量及材积模型拟合方法  21-22
5 结果与分析  22-54
  5.1 福建柏和火力楠纯林及其混交林的结构  22-28
    5.1.1 福建柏和火力楠纯林的径阶分布  22-24
    5.1.2 福建柏-火力楠混交林的径阶分布  24-25
    5.1.3 福建柏和火力楠胸径和树高时变特征分析  25-28
  5.2 福建柏和火力楠林分的材积  28-32
    5.2.1 不同密度林分平均木材积和林分材积  28-29
    5.2.2 材积的生长过程分析  29
    5.2.3 材积的连年生长量和平均生长量的关系  29-32
  5.3 福建柏和火力楠纯林及其混交林生物量  32-48
    5.3.1 乔木层生物量及其分配  32-41
    5.3.2 灌木层生物量及其分配  41
    5.3.3 草本层生物量及其分配  41-42
    5.3.4 凋落物层生物量及其分配  42-43
    5.3.5 林分生物量分配格局  43
    5.3.6 福建柏和火力楠各器官生物量及材积的回归分析  43-47
    5.3.7 不同密度林分平均木和林分的生物量及其分配  47-48
  5.4 福建柏和火力楠纯林及其混交林土壤养分效应  48-54
    5.4.1 土壤物理性质  48-49
      5.4.1.1 土壤容重的变化  48-49
      5.4.1.2 土壤含水量、最大持水量、毛管持水量和最小持水量的变化  49
      5.4.1.3 土壤非毛管孔隙、毛管孔隙和总孔隙度的变化  49
    5.4.2 土壤化学性质  49-51
      5.4.2.1 土壤有机质的变化  49-50
      5.4.2.2 土壤全氮与水解性氮的变化  50
      5.4.2.3 土壤全磷和有效磷的变化  50-51
      5.4.2.4 土壤全钾和速效钾的变化  51
    5.4.3 土壤有机碳库的变化  51-54
      5.4.3.1 土壤有机碳(SOC)含量及其垂直分布  51-52
      5.4.3.2 土壤有机碳(SOC)富集系数变化  52
      5.4.3.3 土壤有机碳库储量及其垂直分布  52-54
6 结论  54-57
  6.1 福建柏和火力楠纯林及其混交林结构  54
  6.2 福建柏和火力楠纯林及其混交林材积  54-55
  6.3 福建柏和火力楠纯林及其混交林生物量  55-56
  6.4 福建柏和火力楠纯林及其混交林土壤物理化学性质和土壤碳库  56-57
参考文献  57-61
致谢  61

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