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《山东农业大学》 2010年
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泰山罗汉崖林场森林近自然结构与水土保持功能

杜强  
【摘要】: 本论文采用近自然林业的研究方法,对罗汉崖林场9个典型林分的天然更新、林分结构、生物多样性、林冠截留、土壤层和枯落物层的特征及其水土保持功能进行了系统全面的研究,评价了不同林分类型的近自然度与发展演替阶段,并对近自然结构与水土保持功能之间的关系进行了探讨,结果表明: 1.阔叶林的林下更新能力优于针叶林。林下更新树种数最多的是黄连木纯林,最少的是黑松纯林。林下更新树种中,数量最多的是麻栎,而分布最广泛的则是黄连木。林下更新能力从大到小的顺序依次是:15a麻栎纯林50a麻栎纯林五角枫纯林麻栎黑松混交林黄连木纯林黄连木刺槐混交林侧柏纯林刺槐纯林黑松纯林。近自然度和枯落物厚度与林下天然更新呈正相关关系,良好的近自然结构和枯落物厚度对天然更新有改善作用 2.混交林的林分水平结构和垂直结构,整体上要优于纯林。麻栎黑松混交林在垂直结构各层中的分布最为均匀,层次结构合理,为复层结构,而侧柏纯林则是水平结构最好的林分,径阶水平多,最接近近自然林分特征。 3.9个林分类型中,阔叶林的Shannon-Wienner多样性指数要高于针叶林;针阔混交林的Shannon-Wienner多样性指数低于阔叶林纯林,高于针叶林纯林;针阔混交林高于阔叶树混交林;阔叶林纯林的Pielou均匀度指数高于针叶林纯林,针阔混交林高于针叶林纯林,阔叶林纯林与针阔混交林的差别不明显。即有利于生物多样性的顺序是阔叶林针阔混交林针叶林。 4.9个林分类型近自然评价中,侧柏纯林的近自然度最高,但在整体上混交林高于纯林。近自然度指数从大到小的顺序依次是:侧柏纯林黄连木刺槐混交林麻栎黑松混交林15a麻栎纯林五角枫纯林50a麻栎纯林刺槐纯林黑松纯林黄连木纯林。9个林分类型的郁闭度都较高,都达到了林分郁闭的标准,均处在森林演替的中期阶段。五角枫纯林、侧柏纯林、50a麻栎纯林、黑松纯林、麻栎黑松混交林的演替阶段为目标树生长阶段,刺槐纯林、15a麻栎纯林和黄连木纯林为质量形成阶段,黄连木刺槐混交林为生长抚育阶段。 5.混交林的林冠截留能力整体上优于纯林。林冠截留能力从大到小的顺序是麻栎黑松混交林五角枫纯林黄连木刺槐混交林侧柏纯林黄连木纯林15a麻栎纯林刺槐纯林黑松纯林50a麻栎纯林。林内降雨量与林外降雨量之间呈现极好的的线性关系,林冠截留量与林外降雨量呈较好的指数关系。林内降雨量与林外降雨量的关系方程为y=0.8320x-5.4287,林冠截留量与林外降雨量的关系方程为y=1.3678x0.6139。林冠截留量和截留率与近自然度之间的均呈正相关关系,近自然度较高的林分类型的林冠饱和截留量也较高。较好的郁闭度、较多的径级数、较大的林分密度和较高的树高对林冠截留能力都有提高的作用。 6.9个林分类型中,混交林在土壤的平均渗透速率、稳定渗透速率和渗透系数方面,从整体上都优于纯林。土壤饱和持水量大小依次为:五角枫纯林侧柏纯林刺槐纯林黑松纯林黄连木纯林15a麻栎纯林50a麻栎纯林黄连木刺槐混交林麻栎黑松混交林。土壤有效持水量从大到小依次是:50a麻栎纯林五角枫纯林侧柏纯林15a麻栎纯林麻栎×黑松纯林黑松纯林刺槐纯林黄连木刺槐混交林黄连木纯林。近自然度较高的林分类型对土壤非毛管孔隙度的改善有较好的作用。林木胸径较大的林分对林分土壤持水量起到一定的改善作用。较高演替阶段的林分类型的土壤有效持水能力也会较强,近自然度较高的林分对土壤渗透能力起到一定的改善作用,林分近自然度与土壤渗透能力之间整体上呈现正相关的关系,林分密度对土壤渗透性在一定范围内有良好的改善作用。 7.在枯落物厚度方面,阔叶林的厚度高于针叶林。9个林分类型的枯落物饱和持水量从大到小依次是:五角枫纯林麻栎黑松混交林15a麻栎纯林刺槐纯林50a麻栎纯林黄连木刺槐混交林侧柏纯林黑松纯林黄连木纯林。有效持水量大小顺序为:麻栎黑松混交林五角枫纯林15a麻栎纯林刺槐纯林黄连木刺槐混交林50a麻栎纯林侧柏纯林黄连木纯林黑松纯林。较好的近自然结构有利于枯落物的蓄积,对枯落物的持水能力有改善作用。 8.综合林分林冠层、枯落物层和土壤层,对9个林分水土保持能力的评价结果为:五角枫纯林(98.57mm)50a麻栎纯林(90.53mm)15a麻栎纯林(84.49mm)麻栎黑松混交林(82.08mm)侧柏纯林(81.35mm)刺槐纯林(69.72mm)黄连木刺槐混交林(64.03mm)黑松纯林(63.83mm)黄连木纯林(60.39mm)。近自然度和林分密度与枯落物持水能力之间呈正相关关系,林分的近自然结构和演替发展有利于枯落物持水量的提高。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S714.7

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