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《福建农林大学》 2011年
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干扰条件下木麻黄防护林体系的生态效应研究

辛秀  
【摘要】:沿海防护林是一项人工生态系统,它是生态环境建设的重要内容之一,是一项能提供巨大生态效益、经济效益和社会效益的系统工程,其生态系统不仅为人类提供了大量的木质林产品和非木质林产品,而且在维持生态安全、维护人类生存发展的基本条件中起着决定性和不可替代的作用。在沿海沙地上如何编制有效的森林经营方案,构建一个复合可持续经营人工生态系统,维持和提高木麻黄林土壤肥力,确保人工林地防护效能,成为现在沿海防护林的重大难题。本研究选择位于福建省东山县赤山林场不同海岸梯度与不同人为干扰的的八块木麻黄防护林样地为研究对象,调查对比不同海岸梯度下木麻黄防护林的群落组成、结构、生物多样性,不同海岸梯度下木麻黄防护林群落受风干扰的影响,不同人为干扰下木麻黄防护林的土壤理化性质。最后,综合调查和分析,主要结论如下: (1).不同海岸梯度上木麻黄沿海防护林的群落的组成和结构调查发现,随着距海距离的增大,环境条件如土壤养分的改善,风干扰因素的减弱,生态系统的复杂性呈现一定程度的梯度变化。其中前沿的植物种类最少,说明由于距离海岸较近,生境条件不适于植物生长,同时也在一定程度上说明防护林对于生态环境的改善作用。随着距海距离的增加,灌木层植物物种比例呈现先增加再逐渐减小的趋势,草本植物种类变化不明显,藤本植物物种逐渐减少。 不同海岸梯度上木麻黄沿海防护林的群落的物种组成及其重要值差异较大。在样地A中优势种为木麻黄、老鼠簕、厚藤;样地B中优势种为相思树、藿香蓟、雀梅藤;样地C中优势种为木麻黄、藿香蓟、流苏子;样地D中优势种为木麻黄、马缨丹、藿香蓟、鸭跖草、茅莓。 四个样地共有的灌木为木麻黄和马缨丹,木麻黄的重要值分别为254.00、62.50、239.10和116.00,呈现先递减,又递增,再递减的趋势,这是由于样地B人工种植了相思树,自然萌生了潺槁木姜子、朴、了哥王等乡土植物,增加了群落的物种多样性,木麻黄生存的空间变小。马缨丹的重要值分别为46.00、59.30、52.60和116.50,在样地A、C、D中随着距海距离的增加,马缨丹的生存空间逐渐变大。样地D地处农田防护林,主要灌木种除了木麻黄、马缨丹之外,乡土树种潺槁木姜子在该林带也有较大数量的分布,已成为重要值第3的灌木种群,说明随着距海距离的增大,树种的种类相应增加,潺槁木姜子的重要值逐渐增大,木麻黄的重要值则有所降低,防护林中乡土植物的自然恢复程度越来越大。 四个样地共有的草本植物有3种,为藿香蓟、铺地黍和一年蓬。其中藿香蓟的重要值分别为31.70、106.10、117.80和93.60。藿香蓟在B、C、D样地中,已经成为防护林中林下植被的优势种,在林下树种中占有优势。铺地黍的重要值分别为67.60、87.50、32.20和4.00。样地B由于靠近海岸,受风干扰强烈,造成林窗数量多,使物种多样性增多,铺地黍数量多于样地A,而C、D样地与A相比,铺地黍呈现递减的趋势,说明随着距海距离的增加,铺地黍的生存空间逐渐变小。乡土植物鸭跖草,在样地A中没有出现,而在样地B、C、D中的重要值分别为5.80、72.00和93.40,呈现递增的趋势,说明随着距海距离的增加,鸭跖草的生存空间逐渐变大,防护林中乡土植物的自然恢复程度越来越大。 不同海岸梯度上木麻黄沿海防护林的群落多样性的变化不同,随着与最高潮水位距离的增大,不同海岸梯度的Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数和McIntosh多样性指数均呈现不同程度的升高趋势。 (2).不同海岸梯度上木麻黄沿海防护林的群落所受风干扰影响不同,在经过台风干扰后,随着距海距离的增大,防护林受到的风干扰减小,木麻黄的长势越来越好,枯死率明显降低,平均胸径和平均高度逐渐增大。而林分密度也一定程度上影响了防护林所受到的风干扰强度。 (3).四个不同人为干扰的样地土壤物理性质变化趋势一致,在0~20cm土层内,受人为保护的间伐区和保护区土壤的容重比采伐区和凋落物采集区小,在土壤含水量、土壤的毛管孔隙度、土壤总孔隙度受人为保护的间伐区和保护区均比受人为干扰的采伐区和凋落物采集区大。而在20~40cm,40~60cm土层内,各指标略有差异。土壤pH值方面,四个样地的土壤pH值变化趋势一致,均为凋落物采集区〈采伐〈间伐区〈保护区,土壤的pH值逐渐增大,土壤酸性呈现减弱的趋势。 土壤养分方面,土壤有机质在四个样地0~20cm、20~40cm、40~60cm三个土层厚度内均呈现出递减的趋势,即随着土层厚度的增加,土壤有机质逐渐减少。速效氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾在0~20 cm土层呈现出相同的变化规律,间伐区、保护区均比采伐区、凋落物采集区含量高,而在20~40cm、40~60cm土层内则略有差异,这可能与营养元素不断由枯枝落叶分解而形成,而营养元素又不断被植被吸收利用有关系。 经过单相关分析得出土壤理化性质各指标之间存在显著相关性,这说明土壤各理化因子之间不是单一的,相互影响,有一定的关联性。经过主成分分析,得出第一主成分包含了土壤有机质、速效氮、速效钾、全氮、全磷、全钾的变异信息,第二主成分包含了土壤容重、土壤总孔隙度和毛管孔隙度的变异信息,第三主成分包含了土壤含水量、土壤pH值和速效磷的变异信息,第一主成分的累积方差贡献率最大,因此对土壤肥力起着重要作用。土壤有机质、速效氮、速效钾、全氮、全磷、全钾反应的是土壤化学性质,由此可以看出土壤的化学性质对植物具有至关重要的作用。
【学位授予单位】:福建农林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S718.55

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