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《四川农业大学》 2011年
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不同尺度防护林空间配置与结构优化调控技术研究

龚固堂  
【摘要】:四川盆地是长江上游最重要的农业区,农业开发历史悠久,长期不合理的经济活动导致了原生常绿阔叶林植被的消失殆尽。为了控制水土流失和解决群众烧柴问题,四川从20世纪70年代在盆地丘陵地区广泛开展了植被恢复;至九十年代后期,该区森林覆盖率达到了22.7%,水土流失得到了一定程度的遏制。但由于多种因素限制,营建了大面积的针叶纯林。目前,大多针叶纯林处于中幼林阶段,林分密度过大,林下灌草盖度低,天然更新不良,地力下降,林分稳定性差,水上保持能力弱。本文针对四川盆地主要生态问题和防护林存在的科学问题,在中尺度流域、小流域和林分尺度开展了防护林空间配置与结构优化研究,主要研究结果如下: 1中尺度流域森林覆盖率和林种优化布局 应用森林流域水文模型(FCHM)对研究区平通河流域和刘家河流域森林水文过程进行了模拟。结果表明:由于森林的覆盖,两个流域都能减少地表径流,但对径流的再分配存在差异。平通河流域随着森林覆盖率的增加能够增加多年平均河川径流量,径流正效应比较明显;而刘家河流域则相反,呈明显的负效应。 选择林分结构、土壤类型、坡度等12个指标对平通河流域的林业用地小班水源涵养功能进行了等级评价,以加权的林地土壤饱和蓄水量为指标确定流域适宜森林覆盖率。平通河流域林种结构优化布局后增加了用材林和经济林面积,这样更合理地利用了流域内丰富水资源,达到了流域削洪增枯的目的。 2小流域尺度上地块—林分类型优化配置 采用物元分析法对官司河流域土地适应性进行了评价,在综合考虑流域生态效益、经济效益、社会效益和林分稳定性基础上,用层次分析法得到了该流域主要森林类型的面积权重。结合面上样带调查资料,进行了地块—林分类型优化配置,对现有林分类型和相应小班进行了调整。官司河流域地块—林分类型优化配置后针叶纯林面积大大降低,针阔混交林比例达到39.9%。 3川中丘陵区适宜森林类型和林分结构 通过对川中丘陵区4种柏木林分类型的研究表明:在林冠截留、枯落物持水量、土壤最大持水量和土壤抗蚀性方面,栎柏混交林明显优于其它3种林分类型。根据对郁闭度与灌草生物量、郁闭度与灌草盖度的研究,郁闭度0.6-0.7,灌木盖度35-50%,草本盖度45%的柏木纯林水土保持效果较好。对川中丘陵区8种主要群落类型的生物多样性进行了研究,结果表明:灌木和草本层生物多样性都明显高于乔木层。8种群落类型的M. Godron稳定性指数远离稳定坐标点(20/80),均处于一定的不稳定阶段。 4林分结构优化调控技术 针对研究区普遍存在低效人工马尾松纯林、人工松柏混交林和人工柏木纯林的问题,开展了开窗补阔、生态疏伐和带状改造技术试验研究。开窗补阔试验结果表明:香樟、台湾桤木在柏木纯林中生长较好,栓皮栎在松树纯林中生长较好。采用3种处理强度对中龄马尾松纯林进行了生态疏伐试验,结果表明:疏伐强度以中度疏伐为宜,有利于适宜灌草盖度的形成和天然更新。设计了4种采伐带宽对柏木纯林进行了改造试验,结果表明:柏木纯林带状改造的采伐宽度以6 m或8 m为宜。
【学位授予单位】:四川农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S727.2

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