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《中国林业科学研究院》 2001年
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九龙山不同森林类型立地长期生产力研究

于宁楼  
【摘要】:通过野外调查和室内试验对立地条件相同的落叶松(Larix principis-rupprenchtii)、油松(Pinus tabulaeformis)、白蜡(Fraxinus chinensis)和椴栎杨(Tilia, Qeurcus Popullus)天然林次生林地上的植物群落、土壤微生物、土壤酶、森林枯枝落叶层、土壤有机质、土壤酸度、林地和根际土壤中的大量和微量元素、林木生长期间土壤中的养分动态,以及土壤容重和孔隙度的变化进行了研究。比较和分析了人工林与椴栎天然次生林土壤生态系统的进化和退化过程,为确定控制土壤生态系统的稳定性和维持立地长期生产力提供了依据。 结果表明:(1)九龙山椴栎天然次生林中乔木树种较多, 林下植被发育程度较高。与椴栎天然次生林相比,人工林林下的植物种类减少,其中:油松人工林减少的最多,落叶松人工林和白蜡人工林林中阴性植物减少,阳性植物增加。结合乔木、灌木和草本来看,椴栎天然次生林植物的种类和数量均高于人工林。人工林林地和根际土壤中真菌、细菌和放线菌的总量,以及脲酶、转化酶和过氧化氢酶的总活性都呈现降低的趋势,其中:白蜡人工林降低的幅度最大,其次是落叶松,油松人工林。(2)与椴栎天然次生林相比,人工林土壤有机质的含量下降,质量恶化,其中:白蜡人工林有机质和胡敏酸下降的幅度最大,其次是油松人工林和落叶松人工林。说明营造人工林以后,有机质不仅在数量上减少,质量上也开始恶化。(3)与底层土壤相比,落叶松和油松人工林枯枝落叶分解产生的有机酸和根系的分泌物降低了土壤的pH值,可能使土壤发生酸化现象。(4)人工林林地土壤中的有效氮、有效钾、有效锌、有效铜的含量呈下降的趋势,其中:油松和白蜡人工林下降的趋势比较明显,落叶松人工林变化较小,落叶松林人工林林地土壤中个别元素的含量甚至高于天然次生林。从养分变化情况来看,落叶松人工林和椴栎天然次生林差异不大,但油松和白蜡人工林明显下降。(5)油松和白蜡人工林根际土壤中的水解氮、速效钾、有效铁、有效锌、有效铜的供应能力明显降低,但是落叶松人工林变化不大。椴栎天然次生林和人工林根际内的钾、铁、锰、锌、铜等有效性均有不同程度的提高,即这些金属元素在根际发生活化。(6)林木生长季节,与椴栎天然次生林相比,人工林土壤中的速效钾、有效铁、有效锰、有效铜的供应能力明显下降,但是,不同的树种下降的幅度差异较大。此外,落叶松人工林土壤中的有效氮和白蜡人工林土壤中的速效磷供应能力均高于椴栎天然次生林。(7)油松人工林的枯枝落叶量和养分贮量最大,落叶松和白蜡人工林的枯枝落叶量和养分贮量明显减少。椴栎天然次生林枯枝落叶中的钙镁钠元素贮量最大,其分解释放能和枯枝落叶分解产生的有机酸中和,可以有效的防止土WP=10壤酸化。(8)油松和白蜡人工林枯枝落叶分解速率明显降低,但是落叶松人工林枯枝落叶分解速率高于椴栎天然次生林。从单位质量枯枝落叶层中大量元素和微量元素的归还量来看,椴栎天然次生林远远高于人工林。(9)与椴栎天然次生林相比,人工林的土壤的容重明显增大,增大的幅度是白蜡人工林大于油松人工林,油松人工林大于落叶松人工林。人工林土壤中总孔隙度,毛管孔隙度和非毛管孔隙度明显降低,降低的幅度是白蜡人工林大于油松人工林,油松人工林大于落叶松人工林。 从研究结果来看,无论从土壤的结构、枯枝落叶的分解和养分归还量、理化特性和生物特性等方面,还是从生态系统的稳定性来看,都表现出单作人工林地力维护的能力远不如天然次生林。但是,针叶人工林和阔叶人工林,以及不同树种的针叶人工林对土壤肥力影响的程度又是多方面的,其对土壤肥力的影响和维护差异较大,在人工林的经营中选择合适的树种和减少对土壤的干扰对维持长期的立地生产力具有极其重要的意义。
【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】:2001
【分类号】:S718.556

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