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杉木—闽粤栲混交林生产力及凋落物动态研究

作　者: 魏重和
导　师: 马祥庆；郑金兴
学　校: 福建农林大学
专　业: 林业推广
关键词: 杉木闽粤栲混交林纯林生产力养分循环
分类号: S718.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

杉木(Cunninghamia lanceolata)是我国南方重要的速生、丰产用材树种,从50年代起大量栽植,纯林面积逐年上升,连栽面积也迅速扩大,连栽杉木人工林导致林地生产力下降,土壤自毒作用和土壤肥力衰退日趋严重。目前连栽杉木人工林的生产力下降与地力退化已引起人们极大关注,已成为营林科学研究的热点之一。而混交林具有生物多样性丰富,抗逆性强,生态系统稳定等特点,营造混交林能够改善立地条件,能较好地发挥防护效益和抗御自然灾害的能力,是克服杉木人工林地力衰退的有效途径之一。闽粤栲(Castanopsis fissa)适应性强,容易繁殖,生长速度快,有较强的萌芽力,其根系发达,枝叶繁茂,落叶量大,是优良的杉木混交树种。本文通过对16年生杉木纯林与16年生杉木-闽粤栲混交林的对比研究,从生产力、生物量、养分积累及循环等方面进行系统全面的分析研究,探寻其混交林生态系统生产力及凋落物动态特征与规律,为评价以杉木为主的林分可持续经营提供理论依据和实践指导。主要研究结果如下：1.杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林胸径、树高、出材量和蓄积量随坡位的不同均表现为下坡>中坡>上坡的变化规律。杉木纯林比杉木-闽粤栲混交林具有更高的生产力,杉木纯林平均树高、平均胸径、出材量均大于混交林中的杉木。整体来看,杉木纯林的出材量和蓄积量均高于混交林。地径的逐年生长动态方面,两个林分的逐年地径生长量均表现为先升高再下降的变化,其中混交林下降得更快。2.杉木-闽粤栲混交林及杉木纯林的总生物量存在明显差异。混交林林分乔木层总生物量在中坡和下坡分别比杉木纯林高31.14%、5.51%。同一林分不同坡位的生物量表现为下坡>中坡>上坡。混交林的凋落物层生物量明显高于杉木纯林,在上、中、下坡分别是杉木纯林凋落的5.16倍、2.99倍、1.75倍。杉木-闽粤栲混交林能明显增加林分凋落物生物量。3.杉木-闽粤栲混交林及杉木纯林的养分浓度无明显规律。两林分林木各器官N、P、K浓度均以叶为最高,其他器官养分浓度的变化规律不明显。林下植被及凋落物养分浓度总体表现为N>K>P,凋落物所含的养分总体上呈现小于草本和灌木的规律。4.杉木-闽粤栲混交林及杉木纯林在养分积累量方面存在明显差异。上坡的杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林乔木层N、P、K养分积累体现为杉木纯林>混交林,中坡和下坡除下坡的P外,其余则表现为混交林>杉木纯林。养分积累表现为养分N>K>P的变化规律,随坡位的变化规律均表现为下坡>中坡>上坡。杉木纯林与混交林的林下植被及凋落物养分积累中,凋落物的养分积累量较大。同一坡位的纯林和混交林之间凋落物养分的积累存在较大的差异,凋落物N、P积累量除下坡的P积累量外,均表现为混交林>>杉木纯林。5.杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林乔木层的养分利用效率存在明显差异。上坡位的乔木层养分利用效率表现为混交林>杉木纯林,中坡两个林分的养分利用效率比较相近,而下坡的养分利用效率则呈现出杉木纯林>混交林。干材养分利用效率方面,混交林在上坡和下坡分别比杉木纯林高5.32%、13.71%。两个林分中坡的乔木层和干材的养分利用效率均最低。两个林分林下植被的养分利用效率也存在较大差异。混交林的林下植被养分利用效率在各坡位均高于杉木纯林,且不同坡位林下植被养分利用效率存在明显差异,表现为上坡>中坡>下坡。6.在年凋落物量方面,混交林上坡、中坡、下坡的年凋落量分别为1.23 m3·hm-2、1.55m3·hm-2、3.31 m3·hm-2,分别是杉木纯林的3.24倍、1.30倍、2.98倍,说明营造杉木-闽粤栲混交林能明显增大林分的凋落物量,但在混交林林分内,闽粤栲的凋落物量大于杉木。7.杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林养分存留量差异明显。混交林中坡和下坡分别比杉木纯林高28.16%、19.39%。养分归还量方面,各个坡位均表现为混交林>杉木纯林,混交林下坡的养分归还量最大,其次是上坡,再次为中坡。养分吸收量方面,中坡和下坡分别是杉木纯林的1.29倍、1.49倍。归还比方面,同一林分同一坡位养分归还比表现为N>P>K,说明养分N在两林分中的循环能力最强。混交林在上、下坡的归还比分别比杉木纯林高160.0%、104.55%,而二者在中坡的差异则较不明显,混交林养分归还比表现为下坡>上坡>中坡,说明混交林下坡的养分循环能力最强。

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摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
1 引言  11-12
2 国内外研究进展  12-14
  2.1 森林生态系统生产力研究进展  12
  2.2 人工林凋落物与养分循环研究进展  12-13
  2.3 杉木与闽粤栲混交林研究进展  13-14
3 研究地区概况  14-15
4 研究方法  15-16
  4.1 闽粤栲与杉木生物学特性研究  15
  4.2 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林生长量调查研究  15
  4.3 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林生物量调查研究  15
    4.3.1 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林林分生物量  15
    4.3.2 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林林下植被生物量及凋落物现存量  15
  4.4 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林凋落物测定  15-16
  4.5 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林养分循环研究  16
    4.5.1 样品分析  16
    4.5.2 数据计算  16
5 结果与分析  16-33
  5.1 杉木与闽粤栲的生物学特性研究  16-17
    5.1.1 杉木生物学特性分析  16-17
    5.1.2 闽粤栲生物学特性分析  17
  5.2 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林生长量的比较  17-21
    5.2.1 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林胸径的比较  17-18
    5.2.2 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林树高的比较  18
    5.2.3 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林出材的比较  18-19
    5.2.4 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林蓄积量的比较  19
    5.2.5 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林地径的比较  19-21
  5.3 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林生物量的比较  21-23
    5.3.1 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林乔木层生物量的比较  21-22
    5.3.2 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林林分总生物量的比较  22-23
  5.4 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林养分动态分析  23-24
    5.4.1 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林养分浓度的比较  23
    5.4.2 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林林下植被及凋落物养分浓度的比较  23-24
  5.5 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林养分积累和分配的比较  24-28
    5.5.1 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林乔木层养分积累和分配的比较  24-26
    5.5.2 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林林下植被及凋落物养分积累的比较  26-27
    5.5.3 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林总的养分积累和分配的比较  27-28
  5.6 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林养分利用效率比较  28-29
    5.6.1 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林乔木层的养分利用效率  28-29
    5.6.2 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林林下植被的养分利用效率  29
  5.7 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林凋落物特征的比较  29-30
  5.8 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林的养分循环比较  30-33
    5.8.1 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林养分存留的比较  30-31
    5.8.2 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林养分归还的比较  31
    5.8.3 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林养分吸收的比较  31
    5.8.4 杉木-闽粤栲混交林与杉木纯林养分循环的比较  31-33
6 结论与讨论  33-36
参考文献  36-39
致谢  39

杉木—闽粤栲混交林生产力及凋落物动态研究

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