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长白落叶松人工用材林长期生产力维持的研究

孙志虎  
【摘要】:本文针对落叶松人工林经营当中存在地力下降或潜在地力下降的问题,以黑龙江省孟家岗林场不同立地条件、不同林龄的长白落叶松(Larix olgensis Henry)人工林为研究对象,采用森林生态系统经营管理模型(FORECAST,FORestry and Environmental Change ASsessmenT),从轮伐期的长度、林地枯落物的管理、采伐剩余物的处理和施肥措施等方面,对不同经营措施下落叶松人工林生物量、养分动态和长期生产力进行预测,由此提出维持林地长期生产力的经营措施。 在FORECAST模型运行参数相关数据收集过程中,建立了落叶松生物量各组分的单木生物量模型,估计不同立地质量、不同初植密度落叶松林分水平上的生物量;应用地统计学方法研究了落叶松凋落物、细根和林内光照分布的空间异质性特征,并据此估计出不同林龄落叶松的凋落物现存量、细根生物量和光照指数,同时对落叶松细根的生产和周转速率进行了估计;利用原位调查和以空间代替时间的方法,对落叶松针叶中N、P、K的内循环,凋落物层和矿质土壤中的N、P、K贮量,枯叶、枯枝、各类根系和树皮分解过程中N、P、K含量的变化情况进行了研究。结果表明: 1.林木胸径与树枝、根系、粗根(2cm)、树皮生物量密切相关,树高与死树皮、树干(去皮和带皮)、小根(0.5cm)、中根(0.5-2cm)、树叶生物量密切相关,胸径和树高的乘积(D~2H)与活树皮生物量密切相关。结合单木生物量模型和林分直径分布预估模型可以对不同立地、不同林龄下落叶松林分各组分的生物量进行预测。 2.13-41a生落叶松纯林的凋落物未分解层、半分解层、完全分解层和腐殖质层的现存量为4.0164-8.8970t/hm~2、3.9614-10.6206t/hm~2、0.5959-10.8017t/hm~2、1.9062-21.2704t/hm~2;0-10cm、10-20cm、20-30cm和30-40cm土层中细根的现存量为0.4748-1.5359t/hm~2、0.2776-0.8462t/hm~2、0.1348-1.4467t/hm~2、0.033-0.8898t/hm~2;0-40cm土层的细根生产量为221.46-1907.94g/m~2/a,平均为904.09g/m~2/a;细根周转率为0.53-1.46,平均为1.16;叶面积指数和光照指数分别为1.74-3.97、0.028-0.632。 3.落叶松针叶衰老时,部分养分通过内循环转移,N、P、K的转移率分别为70.68%、62.59%、60.00%。随着林龄的增大,三种养分的转移量里增加趋势,N、P、K的转移量分别为65.89-184.15kg.hm~(-2).a-~1、29.98-83.79kg.hm~(-2).a-~1、16.67-46.59kg.hm~(-2).a-~1。凋落物层中的N、P、K贮量随林龄增大呈先增加后减少的趋势,全氮、全钾、全磷贮量的变化范围分别为142.76-534.17kg/hm~2、72.76-254.53 kg/hm~2和35.03-134.96kg/hm~2。死根和枯叶内N、P、K的生物分解系数随着林龄的增加而增大,死根内N、P、K的生物分解系数分别为0.7-1.5、1.1-1.7和1.0-3.5,年释放量分别为5.41-36.5kg/hm~2、2.86-25.77kg/hm~2和3.1-15.73kg/hm~2;枯叶内N、P、K的生物分解系数分别为0.9-1.3、1.1-1.7和1.0-1.3,年释放量分别为11.51-28.02kg/hm~2、13.99-33.23kg/hm~2和6.84-14.35kg/hm~2。枯枝中N、P、K含量随分解时间的变化呈二次抛物线的变化趋势,分解一年后,N、P、K含量分别为0.2756%、0.0665%、0.0586%,生物分解系数分别为1.8229、2.8812、6.8379。死树皮内的N含量随分解时间呈S形曲线的变化趋势,P、K呈二次抛物线的变化趋势,分解一年后,死树皮中的N、P、K含量分别为0.5177


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