滨海沙地木麻黄人工林生态系统结构与稳定性机制研究

【摘要】： 沿海防护林是协调人与自然关系的一种森林生态系统,在防风固沙、涵养水源、保持水土、改善生态环境,减少自然灾害,保障和促进工农业生产的发展,为人类创造良好生存环境方面具有极其重要的意义。木麻黄(Casuarina equisetifolia)自从其被引进以来,由于其具有耐旱、抗贫瘠、耐盐碱和抗风沙等特性,成为了东南沿海地区海岸带主要防护林树种。目前,以木麻黄为主要树种构建的沿海防护林生态系统组成树种单一、结构简单、布局不尽合理等问题,导致防护林出现了生态防护功能低、生物多样性低、系统稳定性差等现象。因此,构建以生物学稳定保证生态学稳定的木麻黄为主的防护林生态系统,建立物种多样和结构复杂的木麻黄人工林生态系统,提高木麻黄人工林生态系统的稳定性,是东南沿海地区防护林建设的核心问题。 本研究是以福建省沿海地区典型的木麻黄人工林生态系统作为研究对象,围绕着木麻黄人工林生态系统组成结构(生产者、消费者、分解者以及非生物部分)、生物多样性、对风沙、虫害的抗逆性等方面进行调查研究,并将其生物多样性与潺槁树(Litsea glutinosa)次生林生态系统生物多样性进行了比较,研究结果主要有: (1)木麻黄人工林生态系统结构组成主要分成生产者、消费者、分解者以及非生物部分,生产者以木麻黄科(Casuarinaceae)植物为主,松科(Pinaceae)、含羞草科(Mimosaceae)、桃金娘科(Myrtaceae)等与木麻黄混交的树种也占相当一部分,林下常见天然生长的灌草植物有26个科53个属56种;消费者包括昆虫86种、鸟类13种、爬行动物4种、哺乳动物9种、两栖动物4种;分解者方面分别对16年和25年生的木麻黄林分中的土壤微生物三大类群和五种功能细菌进行研究;非生物部分则主要阐述了研究区的气象因子、土壤因子。 (2)对木麻黄基干林和后沿片林进行生物多样性研究,发现基干林带中各项生物多样性指标均随着木麻黄林龄增大而增大,后沿片林则无此趋势。同时,对在研究区内的三个村落后的次生林进行了多样性调查,发现三个次生林均以樟科(Lauraceae)植物潺槁木姜子(Litsea glutinosa (Lour.) C. B. Rob.)为优势种。植物物种平均数分别是木麻黄基干林5.67种、木麻黄后沿片林8.33种、潺槁树次生林27.33种;潺槁树次生林生态系统的Simpson指数、Shannon-Wiener指数、均匀度指数(jsw)、均匀度指数(jsp)均比木麻黄基干林生态系统和后沿片林生态系统的高。 (3)从抗风、抗旱、抗虫害方面对木麻黄人工林生态系统抵抗力稳定性机制进行阐述,发现平18、粤501、惠1三个木麻黄无性系抗风、抗旱性能较强;无性系号为台山、C1的抗虫害性能较强;木麻黄对星天牛(Anoploplora chinesia(Forster))的抗性因所处地理位置、立地条件、整地方式、栽培管理措施等的不同而差异显著。对木麻黄人工林生态系统抗虫害稳定性提出“四位一体”、“三结合”的稳定性调控机制,通过筛选高抗品系、增加个体遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性以及景观多样性,改善林分结构组成,优化配置和空间布局,提高木麻黄人工林生态系统的抵抗力稳定性。 (4)对木麻黄人工林生态系统的恢复力稳定性调查研究中发现山地木麻黄根萌蘖更新能力较强,萌条密度和生物量均随着木麻黄林老化退化程度的加强呈现先增加后减少的趋势。认为木麻黄萌蘖更新对于老龄退化的山地木麻黄林的更新改造是一种具有一定替力的自然修复的快捷方式。 (5)以生态系统层次结构、物种多样性、抗逆性指数、病虫害状况、自我更新能力、系统生产力、郁闭度、土壤恢复程度等作为木麻黄人工林生态系统和潺槁树次生林生态系统稳定性评价指标体系,木麻黄人工林生态系统稳定性综合指数为0.50,综合稳定性属于中等偏下水平;潺槁树次生林生态系统稳定性综合指数为0.83,综合稳定性为中上水平。最后提出木麻黄人工林生态系统稳定性维持机制,主要有生物多样性机制、生产-消费-分解食物链机制、人为调控稳定性维持机制。

【关键词】：木麻黄 生态系统结构 稳定性机制 生物多样性
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：S718.55
【目录】：