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《中国林业科学研究院》 2011年
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皖南毛竹林密度效应研究

余林  
【摘要】:毛竹(Phyllostachys edulis)是我国亚热带主要的生态经济竹种,不仅具有较高的经济价值和社会价值,而且发挥着重要的生态功能。密度管理一直是毛竹林培育的关键技术,合理的密度管理不仅是提高竹林生产力的重要途径,而且是充分发挥竹林生态功能的必要手段。以往关于毛竹林密度的研究常侧重于生产力方面,而随着人们对生态需求的不断增强,毛竹林经济效益和生态效益兼顾将成了竹林培育的重要发展方向,因此探讨毛竹林的密度效应对毛竹林可持续经营具有重要的意义。本研究通过在皖南地区设置具有代表性且环境条件基本一致,林分密度分别为1 200株?hm-2(D1)、1 800株?hm-2(D_2)、2 400株?hm-2(D_3)和3 000株?hm-2(D_4)的毛竹纯林,比较研究了不同密度毛竹林的生长特征、土壤质量、生物量格局、营养元素积累与分配、水源涵养功能的差异,旨在揭示林分密度对毛竹林生产力及主要生态功能的作用机理,探讨经济效益和生态效益兼顾的毛竹林经营密度,为皖南地区毛竹林丰产培育和可持续经营提供理论依据和技术指导。研究结果表明: (1)不同密度毛竹林的胸径、竹高、枝下高、冠幅、基径、胸径处壁厚、总节数和枝盘数等指标差异不显著,而毛竹林的出笋成竹、受害程度及叶面积指数差异显著。毛竹林的出笋率和成竹率随着密度的增大而降低,而退笋率不受密度的影响。密度影响着毛竹林病虫害率和雨雪冰冻受害率,竹林总受害率大小排序为D(316.67 %)D(413.33%)D1(10.19 %)D_2(9.26 %),在竹林经营中可以通过密度管理来降低毛竹林的受害率。构建了皖南地区毛竹林叶面积指数的估算模型LAI=0.000588 N 0.9519 D 0.7136,不同密度毛竹林叶面积指数表现为D_4(6.83)D_3(5.38)D_2(4.21)D1(2.96)。毛竹生长因子之间存在着不同程度的相关关系,其中毛竹的胸径和竹高与其他指标的相关关系更密切。 (2)应用加权综合指数法对毛竹林土壤物理性状、化学性质和酶活性进行了综合评价,毛竹林土壤质量综合指数排序为D(10.5086)D(20.5084)D(30.4943)D(40.4781)。试验区土壤较适合毛竹的生长,但是土壤氮磷钾比值与毛竹生长所需氮磷钾比值存在差异,其中土壤磷元素含量是毛竹生长的主要限制因子。随着林分密度增大,毛竹林土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性总体呈现先增加后趋于稳定的规律性变化。土壤酶之间及其与土壤理化性质密切相关,可以用土壤酶活性作为评价毛竹林土壤质量的指标。 (3)林分密度显著影响着毛竹林生物量格局。不同密度毛竹林生态系统生物量表现为D_4(118.02 t·hm~(-2))D_3(98.42 t·hm~(-2))D_2(67.84 t·hm~(-2))D_1(58.27 t·hm~(-2)),其中乔木层生物量所占比例最大,大小排序为D(4111.45 t·hm~(-2))D(391.44 t·hm~(-2))D(260.54 t·hm~(-2))D_1(50.14 t·hm~(-2))。林下植被生物量占毛竹林生态系统生物量的比例较小,其中灌木层所占比例为0.23 %~4.60 %,草本层所占比例为0.25 %~2.53 %,灌木层和草本层的生物量与竹林密度呈显著负相关。毛竹林枯落物储量的大小排序为D(46.00 t·hm~(-2))D_3(5.56 t·hm~(-2))D_2(5.02 t·hm~(-2))D_1(3.98 t·hm~(-2)),占生态系统生物量的5.08 %~7.40 %。通过线性逐步回归拟合发现,对毛竹林生态系统生物量的直接影响力排序依次为林分密度土壤有机质土壤pH值平均胸径土壤容重。 (4)林分密度对毛竹不同器官和毛竹林生态系统各层次氮、磷、钾元素积累与分配有着深刻的影响。毛竹林营养元素的总积累量表现为D(354 019.59 kg·hm~(-2))D(446676.53 kg·hm~(-2))D_2(44 548.81 kg·hm~(-2))D_1(25 650.10 kg·hm~(-2)),各元素占总积累量比例大小依次为钾氮磷。毛竹林对林地土壤中营养元素的累积程度存在显著差异,表现为主要累积氮元素和磷元素,而对钾元素的生物吸收较少。毛竹林林下植被的营养元素含量均高于乔木层,富集系数呈现随密度增大而减小的趋势。 (5)林分密度显著影响毛竹林水源涵养功能的发挥,试验区1 200株·hm~(-2)的毛竹林水源涵养功能最强。毛竹林的水源涵养量表现为D_1(722.20 t·hm~(-2))D_3(720.71 t·hm~(-2))D_4(655.96 t·hm~(-2))D_2(616.04 t·hm~(-2))。毛竹林植冠层截留量的大小排序为D_4(7.93 t·hm~(-2))D_2(6.34 t·hm~(-2))D_3(6.33 t·hm~(-2))D_1(5.30 t·hm~(-2)),乔木层枝叶持水量随密度增大而增加,林下植被持水量则与密度负相关。毛竹林枯落物层最大持水量与其储量密切相关,大小排序为D_4(20.70 t·hm~(-2))D_3(17.71 t·hm~(-2))D_2(17.04 t·hm~(-2))D_1(13.56 t·hm~(-2))。枯落物层最大拦蓄量和有效拦蓄量均随着竹林密度增大而增加,枯落物层持水量和吸水速率与浸泡时间之间的拟合模型为S=aInt+b和V=ctd。土壤是毛竹林水源涵养的主体,占毛竹林水源涵养量的95.64 %~97.39 %。随着林分密度增大,毛竹林土壤层水源涵养功能呈降低趋势。不同密度毛竹林土壤渗透性能高低排序为D_1D_3D_2D_4,模型f=at-n可以模拟毛竹林土壤水分入渗过程。 (6)在研究区,2 400株·hm~(-2)为毛竹林最优的经营密度。不同密度毛竹林的生产力、改良土壤、维持生物循环平衡、水源涵养功能等主要生态功能优劣次序不尽相同。应用加权综合指数法对毛竹林的生长特征、土壤质量、生物量格局、营养元素积累与分配、水源涵养功能进行综合评价,不同密度毛竹林生产力及生态功能综合指数大小依次为D_3(0.4995)D_2(0.4803)D_1(0.4662)D_4(0.2602)。皖南地区2 400株·hm~(-2)毛竹林不仅具有较好的经济效益,而且能够很好地发挥竹林改良土壤、维持生物循环平衡、水源涵养等生态功能。
【学位授予单位】:中国林业科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S795

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【引证文献】
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3 何奇江;汪奎宏;华锡奇;童晓青;;不同产量类型雷竹林的激素、氨基酸及营养成分分析研究[A];中国林学会首届竹业学术大会论文集[C];2004年
4 刘广路;范少辉;官凤英;杜满义;陈孝丑;;不同劈草时间毛竹林生产力及土壤变化特征[A];第九届中国林业青年学术年会论文摘要集[C];2010年
5 陈丽华;李皓;余兆根;;不同施肥量处理对早竹林竹笋产量及土壤养分含量变化的影响[A];“木本粮油产业发展森林食品质量安全”学术研讨会暨华东六省一市林学会学术年会论文集[C];2015年
6 汪奎宏;何奇江;华锡奇;童晓青;;秋季出笋雷竹林的氨基酸、激素和营养成分的分析研究[A];中国林学会首届竹业学术大会论文集[C];2004年
7 李江;黄从德;张国庆;;川西退耕还林地苦竹林碳密度、碳贮量及其空间分布[A];2006浙江林业科技论坛论文集[C];2006年
8 郭晓敏;牛德奎;郭熙;胡东南;熊国辉;严伍明;;平衡施肥毛竹林土壤养分空间异质性研究(摘要)[A];中国地壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会文集(面向农业与环境的土壤科学专题篇)[C];2004年
9 刘蔚漪;范少辉;蔡春菊;刘广路;;不同竹林类型的夏季小气候特征研究[A];第十三届中国科协年会第16分会场-沿海生态建设与城乡人居环境学术研讨会论文集[C];2011年
10 朱勇;;苦竹林根系的生长力研究初步[A];中国林学会首届竹业学术大会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 江积仕 罗展阳 池佛兴;竹林深处做文章[N];闽西日报;2009年
2 通讯员 陶光阳;竹林深处开辟致富路[N];湖南经济报;2008年
3 本报记者 钟丽琳 刘玉荣;连片竹林带来村民幸福生活[N];闽西日报;2010年
4 本报记者 黄少鹤 见习记者 黄琼芬;老区基点村的那片竹林[N];福建日报;2012年
5 岳北;如何将竹林冻害损失减到最少[N];中国绿色时报;2008年
6 张化;毛竹林成了“金竹林”[N];上饶日报;2007年
7 记者 孙吉晶;万亩竹林遭卵园蝽侵害[N];宁波日报;2006年
8 记者 徐小骏 通讯员 丁南森 施玲央;缙云万亩竹园催生“绿色经济”新业态[N];丽水日报;2018年
9 记者 吴建军 通讯员 吴发新 吴小青;庆元“深耕”15万亩竹林惠农民[N];丽水日报;2011年
10 记者 李霞 通讯员 张成岳;庆元建成1400公里竹林道路[N];丽水日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 余林;皖南毛竹林密度效应研究[D];中国林业科学研究院;2011年
2 顾小平;竹林肥培理论与技术研究[D];中国林业科学研究院;2000年
3 张大鹏;川南退耕竹林水土保持功能研究与综合评价[D];中国林业科学研究院;2012年
4 张华;基于森林资源清查资料的福建省竹林生态系统服务功能研究[D];中国林业科学研究院;2013年
5 邓旺华;竹林地面光谱特征及遥感信息提取方法研究[D];中国林业科学研究院;2009年
6 夏恩龙;中国竹林经营认证标准及其影响因素研究[D];中国林业科学研究院;2009年
7 刘亚迪;植被退化雷竹林养分响应及其化学计量特征研究[D];中国林业科学研究院;2012年
8 张颖;毛竹花发育4个时期关键调控途径筛选与相关基因研究[D];中国林业科学研究院;2014年
9 曾全超;黄土高原辽东栎枯落物分解的微生物作用机制[D];西北农林科技大学;2018年
10 王仲男;羊草枯落物对草食家畜放牧与生境的响应机制[D];东北师范大学;2018年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 申贵仓;基于净生态系统生产力的毛竹与苦竹林碳汇能力估测[D];中国林业科学研究院;2012年
2 黄鹤凤;浙西北典型竹林土壤呼吸特征及其环境因子的研究[D];浙江农林大学;2015年
3 翟婉璐;不同年限覆盖雷竹林土壤性质变化过程及其对生物质空间布局的影响[D];中国林业科学研究院;2017年
4 贾荔;川南竹林表层土壤有机碳氮组成特征研究[D];四川农业大学;2016年
5 李荣斌;集约经营雷竹林氮磷流失防控技术研究[D];浙江大学;2015年
6 张玮;论竹林小说中的民俗书写[D];上海师范大学;2012年
7 吕玉龙;毛竹笋竹林土壤营养空间变异与分区式施肥推荐[D];浙江林学院;2007年
8 李艳红;林地覆盖退化雷竹林林分结构及光合生理特征研究[D];内蒙古大学;2009年
9 季海宝;集约经营雷竹林植株离子组变化研究[D];浙江农林大学;2011年
10 王武朝;河南省巩义市竹林镇和谐发展模式研究[D];郑州大学;2012年
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