喀斯特森林不同经营类型冠层结构与调控技术研究

来源 :贵州大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:darkcome
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森林经营调控技术是促进和增强森林功能效应发挥的重要举措,如何确定不同经营类型的目标树种、调控林分结构以及促进森林效益的发挥是困扰石漠化生态植被恢复后森林群落管理的重点。本文以生态学、林学、恢复生态学及生物多样性保护学等学科理论为基础;以探索不同经营类型下的林分合理结构为目标;以“九五”、“十五”等课题支撑的黔中岩溶区石漠化植被恢复示范区的植被恢复成果为研究对象;以森林多目标功能发挥为导向,基于《黔中喀斯特森林生态经济功能群结构评价与经营对策研究》不同功能群的经营目标划分基础,即水源涵养兼药用-材用经营类型、蓄水保土兼材用经营类型、固碳释氧兼材用经营类型三大经营目标类型。分别对封山抚育经营类型下的光皮桦林,封山改良经营类型下的柳杉、喜树、厚朴混交林和封山造林经营类型下的猴樟、光皮桦混交林等群落类型开展研究。主要研究结论如下:(1)石漠化植被恢复过程中,不同人工措施处理对恢复区物种组成影响差异明显,尤其是封山改良措施提高了群落的物种多样性;群落稳定性依次为封山造林>封山抚育>封山改良;研究区25种优势物种叶片N/P值变化范围介于8.08~18.33之间,平均值为13.13±2.32,N/P<14.0有19种(76.0%),研究区森林群落植物生长主要受到N限制,在对森林群落结构进行调控过程中,应对当前研究区内的具有固氮能力的树种予以适当保留。(2)目标树种DBH与HT、HB、CW、CL均呈极显著正相关(P<0.01),不同目标树种的相关性大小存在差异;建立了以DBH为自变量的目标树种光皮桦(C,R2=0.819)、厚朴(C,R2=0.812),以HT为自变量的目标树种猴樟(P,R2=0.873)、柳杉(P,R2=0.836)和喜树(P,R2=0.863)的CSA最优预估模型;和CV的预估模型;以DBH为自变量的CV回归拟合效果为光皮桦(C,R2=0.819)>厚朴(C,R2=0.812)>柳杉(,R2=0.783)>猴樟(P,R2=0.772)>喜树(P,R2=0.730);以HT为自变量的CV回归拟合效果为猴樟(P,R2=0.874)>柳杉(P,R2=0.863)>喜树(P,R2=0.837)>厚朴(P,r2=0.801)>光皮桦(c,r2=0.693)。(3)喜树和厚朴的bd随rhc的增加呈现递减趋势,而猴樟、柳杉、光皮桦bd随rhc呈现先增大后减小的趋势,具体各rhc中的变化规律有差异;各目标树种的bl除光皮桦呈现bl3>bl4>bl5>bl1>bl2外,其它目标种的大小变化规律与bd变化相同。不同目标树种的ab随rhc的递增而减小趋势,不同冠层部位的枝条生物量总和随着rhc的增加呈现先增加后减少的趋势,不同目标种的最大冠层部位枝条总生物量不同;平随着rhc的增加总体上呈现逐渐较小的趋势,不同目标种的含水率变化呈现趋势并不完全相同。(4)猴樟叶lb、bl叶随着rhc的增加而呈现先增加后减小的趋势、ψl随着rhc的增加呈现逐渐减小的趋势;各枝级水平上植物叶生物量的分布总体上呈现先增加后减少的趋势,但各枝级水平上叶生物量增量不明显,不同rhc的猴樟叶片生物量所占比例存在较为明显差异,植物各枝级叶片含水率总体上呈现逐渐增加趋势,但其间规律不明显。光皮桦叶片生物量和平均叶枝长均随着相对冠高等级的增加而表现出先减小后增加再减小的规律,而在总体上呈现先增加后减小的趋势,平均叶倾角(ψl)整体上呈现逐渐增加的趋势;喜树叶片鲜重伴随rhc的增加而呈现先增加后减小的趋势;不同枝级着生的叶量随rhc的增加而呈现不同的规律。bl叶则呈现出随着rhc的增加而减小的规律,依次为1-a>2-b>3-c>4-d>5-e;厚朴叶总生物量和i级、ii级枝叶生物量伴随rhc的增加而呈现先增加后减小的趋势,但各自在不同层次间出现一些差异,各层次lb排列大小依次为4-d>3-c>2-b>1-a>5-e,i级叶生物量在各层次的排列大小依次为4-d>3-c>2-b>5-e>1-a,ii级叶生物量在各层次的排列大小依次为3-c>2-b>1-a>5-e>4-d。(5)采用总(破坏性)和bd(非破坏性)预估拟合效果要优于bl、叶;不同林分环境光皮桦la&bd拟合效果为林缘木>孤立木>林中木;喜树la预估方程:blfw总(p,r2=0.937)>bd(p,r2=0.877)>bfw总(p,r2=0.876)>bl(p,r2=0.669)。柳杉:bd(p,r2=0.924)>blfw总(p,r2=0.724);猴樟:BLFW总(P,R2=0.971)>BD(P,R2=0.886)>BBW总(P,R2=0.769)>BL(P,R2=0.593)。(6)采用Cubic分别对目标树种的DBH、HT随树龄的变化回归方程拟合效果均较好(R2>0.990);Power进行树高(因变量)和胸径关系拟合的方程在猴樟、喜树、柳杉和光皮桦中较好,而厚朴和木姜子(重要的非目标树木)则以Cubic拟合的回归曲线方程较好。对DBH与V拟合方程的优度为木姜子(0.997)>厚朴(0.993)=猴樟(0.993)>光皮桦(0.992)>柳杉(0.991)。CW和CA的预估模型解释量以基于DBH为自变量的方程较好,而对CL的预估则以基于HT为自变量的方程较好。(7)封山抚育类型的林分组成为光皮桦、猴樟、木姜子;且林分以中径木为主(50.8%)、大径木最小(4.8%);抚育间伐降低了中小径级林木比例、提高了大径级林木比例;密度和立地条件是限制该区林木生长成大径级(DBH)林木的关键因子;林木树高分布总体上均呈现先增加后减小的趋势,而各标准地HTL的实际分布数量有所不同。封山改良类型以柳杉、木姜子、喜树、厚朴、侧柏种类为主,且目标树种与非目标树种分别占87.83%和12.17%。喜树和柳杉控制着林分的群落上层,且占据着林木大径木的主要组分(占64.0%)。封山造林类型的以猴樟、木姜子、光皮桦种类为主,目标种与非目标树种分别占80.70%和19.3%。猴樟的小径木、中径木和大径木分别占据57.8%、38.2%和4.0%,该种群所在群落中呈增长型种群;光皮桦小径木中径木和大径木分别占7.7%、87.9%、4.4%,该种群所在群落中呈衰退型种群;非目标树种木姜子的小径木和中径木分别占46.0%和54.0%、而缺乏大径木,该种群所在群落中呈稳定性种群。(8)光照强度作为定性对比林分内外的光照环境变化具有一定的局限性,其值大小变化较大;抚育经营类型下的林内光照强度的变化随着林分密度增加呈现逐渐减小趋势,林下透光度显著减小;总体看来,林下透光度依次为封山抚育>封山造林>封山改良。
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