燕山山地华北落叶松林群落特征及其生产力研究

【摘要】： 华北落叶松(larix principis-rupprechtii Mayr．)是燕山山地分布最广、蓄积量最大的主要森林生态树种，对燕山山地水源涵养、水土保持，以及林区生态系统的形成与维护发挥着不可代替的作用。华北落叶松也是木兰林管局经营的主要目的树种，本文以木兰林管局华北落叶松群落为研究对象，通过野外调查和室内试验相结合的方法，对华北落叶松群落结构、物种多样性、华北落叶松生长过程、生物量，以及生产力进行了研究。得出主要结论如下： (1)华北落叶松人工纯林垂直结构比较简单，基本分为两层乔木层和一层草本层；华北落叶松+山杨+桦树针阔混交林、杨桦阔叶混交林，自下而上在垂直方向上形成高差不同的明显的4个层次。各群落水平结构，草本层的个体密度最高，说明该地区土壤条件比较好，降水较多，比较阴湿；乔木层的个体密度大于灌木层，说明灌木层由于受到乔木层的影响，制约了它的生长和繁殖，数量较少。种群大小级结构整体上呈正金字塔型，各级均有分布。从存活曲线看，华北落叶松属Deevey-Ⅲ型，即增长种群。 (2)华北落叶松人工纯林，生物多样性各指数随林龄、郁闭度的变化趋势基本符合偏正态分布。分析结果表明：海拔、坡度、坡向、坡位、林龄、密度、郁闭度、混交比是影响该地区物种多样性的重要因子。灌木层各指数最大值出现在样地19林分中，最小值出现在样地10、22、24中；草本层最大值出现在No33林分中，最小值出现在样地19林分中。华北落叶松、山杨、桦树针阔混交林，灌木层的最大值出现在样地13中，草本层出现在样地16中，灌、草最小值都出现在样地31中。 (3)华北落叶松的胸径、树高和材积总生长量随着林龄的增大而持续上升；连年生长量和平均生长量在起始阶段随着林龄的增加而增加，但连年生长量比平均生长量增加速度快，其值大于平均生长量。连年生长量达到最高峰的时间比平均生长量要早，连年生长量达到高峰后逐渐下降与平均生长量相交，相交后，连年生长量总小于平均生长量。胸径的连年生长量高峰比树高连年生长量高峰更为持久，而去皮材积连年生长量的高峰期比二者迟的多。胸径、树高和材积的连年增长量均表现出明显的波动性。 (4)华北落叶松的生产力随着径级的增加而增加。乔木层各器官的生物量分配是树干＞树枝＞树叶＞果实，树干的生物量与总生物量的比例随林龄的增大而增大。群落乔木层的生物量主要积聚在树干和树枝中，随林龄的增大，树干的生物量远大于树枝的生物量，反映出华北落叶松整枝良好，树干生产力高。这从一个侧面反映了华北落叶松人工纯林生长环境状况良好，经营措施到位，有力的促进了华北落叶松的生长。样地群落中乔木层生物量和凋落物层生物量占了很大比例，样地10、22、24、30为华北落叶松人工纯林没有灌木层，样地9、13、8、31的草本层占总生物量的比例非常小。样地11群落生物量最大，达到了122.028t·hm~(-2)，其中乔木层生物量和凋落物层生物量占了很大比例，达到99.96％，灌木层的生物量为零，草本层的生物量所占的比例仅为0.04％。 (5)林龄相同或相近的华北落叶松、山杨、桦树针阔混交林的生物多样性高于华北落叶松人工纯林的生物多样性，而华北落叶松人工纯林比华北落叶松、山杨、桦树针阔混交林群落生产力高。据此认为森林经营管理过程中，根据经营目的，对于保护区内的公益林，森林群落的经营应注重林分小环境混交或景观尺度上的混交；对于商品林，林分的主要经营目是提高林分生产力，以人工纯林为主，同时应及时调整林分密度，注重景观尺度上的混交，将有利于生物多样性保护，在提高群落生产力的同时提高森林生态系统稳定性。 (6)生物量、生产力与生境因子、林分因子显著性分析：y=(y1，y2，y3，y4，y5)分成3组(簇)多元线性回归方程：第1组经过筛选的多元线性回归方程是：y1=-45.50+4.05x1+0.09x4-1.8x3+12.32x6；y2=2.92+0.04x1-0.01x4-0.02x3-0.11x6；y3=0.13-0.004x1-0.0004x4+0.001x3+0.003x6。第2组经过筛选的多元线性回归方程是：y4=1.3+0.62x8-2.10x5。第3组经过筛选的多元线性回归方程是：y5=0.095+0.16x8-0.05x7。由y=(y1，y2，y3，y4，y5)可知，群落生物量、乔木层生产力、灌木层生产力受相同自变量集——林龄、密度、坡度、坡向的影响显著，受其它因子的影响不显著；草本层生产力与郁闭度、混交比显著；群落的苦落物、凋落量生产力受坡位、混交比的影响显著。

【关键词】：华北落叶松 群落结构 生物多样性 生长规律 生物量与生产力
【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：S718.5
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