樟树生理生态特性及其林分生物产量的研究

樟树生理生态特性及其林分生物产量的研究

闫文德[1]2003年在《樟树生理生态特性及其林分生物产量的研究》文中进行了进一步梳理樟树(Cinnamomum camphora(L.)Presl)是我国特产珍贵用材和经济树种,也是我国亚热带常绿阔叶林的主要组成树种之一,对亚热带常绿阔叶林的结构功能维护及生物多样性保护起着重要作用。由于亚热带人工林大多以针叶林为主,结构的单一化使该区森林生态系统变得十分脆弱,对区域环境的生态安全构成严重威胁,因此,营造一定面积生态林,改善亚热带地区的生态环境势在必行。本文采用Li-6400P光合作用测定系统和ZENO-2000TE树干蒸腾测定系统,结合野外试验和室内分析方法对樟树的光合特性、蒸腾特性等生理生态特性以及群落小气候特性、生物产量、生物净第一性生产力和生长潜力的估算进行了研究。主要研究内容有: 樟树的净光合速率日变化有明显的“午休”现象。生长季节最大净光合速率可达18.370μmolCO_2·m~(-2)·s~(-1),最低值为2.0μmolCO_2·m~(-2)·s~(-1)左右。在空间尺度上,上部和中部叶片的净光合速率日变化为双峰曲线,两个峰值分别出现在12:00和14:00时,下部叶片的净光合速率上午8:00-10:00呈直线上升趋势,10:00-16:00时段出现一个平台期,净光合速率最大值出现在下午的15:00左右,为4.65μmolCO_2·m~(-2)·s~(-1),平台期变化率30%左右,日平均为2.583μmolCO_2·m~(-2)·s~(-1),分别是上部和中部叶的33.08%和33.35%。阴天净光合速率日变化为单峰曲线,峰值出现在12:00前后。净光合速率的季节性变化为双峰曲线,峰值分别出现在6月和9月,不同层次的叶片光合作用的季节性差别都较为明显。上部叶片的光饱和点为1250±50μmol·m~(-2)·s~(-1),中部叶的光饱和点为800±50μmol·m~(-2)·s~(-1),下部叶片光饱和点为700±50μmol·m~(-2)·s~(-1)。各部位叶光补偿点约为50μmol·m~(-2)·s~(-1)。上部叶和中部叶的CO_2饱和点都为1000μmolCO_2·mol~(-1);下部叶为400μmolCO_2·mol~(-1)。各部位CO_2补偿点为50μmolCO_2·mol~(-1)左右。影响樟树叶片净光合速率的因素有气孔导度(Cond)、胞间CO_2浓度(Ci)、叶面水分亏缺(Vpdl)、气温(Tair)、叶面温度(Tleaf)、相对湿度(RH)和光合有效辐射(PARi)等生理生态因子。CO_2浓度倍增对叶片的净光合速率有抑制作用,且CO_2浓度的升高对气孔本身不会产生多大影响。树冠中下部叶片对光强的增加较为敏感,当光强超过光饱和点范围时会出现不同程度的光抑制,具有耐荫性的特点。 樟树叶片蒸腾速率日变化5月和7月表现为单峰型曲线,峰值出现在中午14:00左右,上部和中部叶片蒸腾速率变化剧烈,变幅较大,下部叶变化平缓,在9月份,10:00-14:00树冠各部位叶片的蒸腾速率都出现一个平台期。在整个生长季节中叶片的蒸腾速率最高达到6.72mmol·m~(-2)·s~(-1)。各部位叶片日平均蒸腾速率值有差异,5月和9月日平均蒸腾速率大小顺序为:上部叶>中部叶>下部叶;7月份为:中部叶>上部叶>下部叶。在个体水平上,樟树蒸腾速率的日变化曲线也为单峰型,晴天和阴天高峰值出现在中午14:00时,雨天峰值出现在16:00时,最低值都出现在早晨6:00时。日平均蒸腾速率大小依此为:晴天>阴天>雨天。在博士学位论文:樟树生理生态特性及其林分生物产量的研究不同的物候期内,日平均蒸腾速率为:叶盛期>叶衰期>换叫-期。蒸腾速率季节变化表现为单峰曲线,6月蒸腾速率较高,上部叶月平均蒸腾速率为3.72 M。I·mI·宁’,中部叶为2.31mmOI·m’2·5”’,卜部*0为2.93***1,m一叁·S一’*除了7月份中部叶的月平均蒸腾速率人下上部夕,在整个生K季V,树冠中、卜部叶的月平均蒸腾速率都小丁上部,全年观测日平均蒸腾速率上部叶为 2.30mmOI·_”入S“’,中部n-为 1.79 ffiffiol·_”·S“’,厂部叶为 l.66 imOI·m”人S“’。在个体水平上月平均蒸腾速率的季节变化复杂,3月份最低,6月份最高。对樟树叶片蒸腾速率贡献较人的生理生态冈于有队m、hnd、Vpdl和兀汀,尤其是Mm对上部叶片的蒸腾速率贡献较中、卜部人。个体水平上,蒸腾速率的影响冈于主耍是气温、各层辐射和十壤温度。水分利川效率(WUE)日变化除了上部D]在 5月和 7月高峰值出在 10:00左心外,其它不同时期不同部位的川片的**E从8:co到16力o都呈现出卜降趋势:比较不同层次叫片的水分利川效率,s月份和9月份为:卜部叶>上部时>中部叶;7月份:卜部叶>中部叶>上部阶;·:叫片水分利川效率与各生理生态贝于的相关系数人小顺序排列为:上部川:Cz>h5>>引>>f>PARi>Vpd卜卜H>COOd;中部叫:T&iF> TI>>f>PARi>Ci>RH>COnd>Vpdl;卜部叶:Ci>Teaf>兀卜Cond>V叩卜RH>PA R 5 O 不同季节不同梯度辐射通量的日变化都表现出以中午为最高点的单峰变化趋势:全年树冠N挣辐射和冠上总辐射呈现出同步变化趋势。全光照条件卜不同季节的气温日变化也?现出单峰变化趋势,峰值出现在 15:00-17:00时;各时段冠卜气温都略低丁冠上气温,其中川盛期差异最人,叶衰期次之,换叶期差异最小。林内相对湿度的变化与辐射、温度的变化趋势相反,全年中林内主气相对湿度的日变化均呈“U”型

高述超[2]2010年在《长沙城市森林生态系统养分循环与碳平衡研究》文中提出城市是人口主要集中居住的地区,是人类活动的重要场所,近年来随着城市的功能和规模不断扩大,城市环境污染日益严重,阻碍了社会、经济的发展。而城市森林被称为“城市之肺”,在改善城市地域内的生态环境,促进人与自然协调,满足社会持续发展等方面的作用突出,因此对城市森林的研究正日益受到世界各国的重视,城市森林显着的生态功能也备受各界科学工作者的关注。本研究在长沙城市选择樟树、马尾松人工混交林,对林分土壤理化性质、生物量结构特征、林分生产力、养分循环及生态系统碳素贮量及碳平衡等进行了系统研究。主要研究结果为:1.林地土壤pH值为4.69,属酸性土壤;自然含水量为21.77%;总孔隙度为44.59%;有机质含量为17.59 g·kg-1;全N含量0.99 g·kg-1;全P含量1.13 g·kg-1,且N素、P素有效率低,仅为2%;全K含量6.13 g·kg-1,属于低水平,速效K含量150.15 mg·kg-1,属适量K型土壤;全Ca含量0.79 g·kg-1,全Mg含量3.00 g·kg-1,均为低含量。微量元素含量以Fe最高,为60797 mg·kg-1,Cd最低,仅为1.18mg·kg-1,微量元素含量高低依次排序为:Fe>Mn>Zn>Cu>Pb>Ni>Co>Cd,并呈现Mn被淋溶而向土壤下层迁移,Cu、Fe、Zn、Cd、Ni、Pb、Co在土壤中的积累和淋溶作用不明显的规律。2.森林生态系统中,樟树单株生物量为191.12 kg,马尾松为291.97kg,山矾为29.37 kg,对蕚山矾为18.04 kg。4个树种单株生物量均为树干最高,且显着高于树皮、树枝、树叶和树根(p<0.05)。按林木各器官生物量大小依次顺序,樟树为树干>树根>树枝>树皮>树叶;马尾松、山矾和对蕚山矾则为树干>树枝>树根>树叶>树皮。在同一生态环境条件下,林冠层常绿阔叶速生樟树和常绿针叶速生马尾松均为24年生,而马尾松单株生物量比樟树大1.5倍;下木层山矾与对蕚山矾均为20年生的常绿阔叶树种,山矾单株生物量大于对蕚山矾1.6倍。表明林木个体生物量大小是由其生物学特性决定的,而环境的影响则是次要的。林分乔木层生物量为76.14 t·hm-2,其中樟树为28.67 t·hm-2,占乔木层生物量37.7%;马尾松为17.51 t·hm-2,占23.0%;山矾22.91 t·hm-2,占30.0%;对蕚山矾7.05 t·hm2,占9.3%。灌木层生物量为16.15 t·hm-2,其中木姜子1.47 t·hm-2,黄栀子0.64t·hm-2,幼树14.04 t·hm-2。草木层生物量为0.22 t·hm-2,其中狗脊蕨0.15 t·hm-2,凤尾蕨0.03t·hm-2,棕叶芦0.04 t·hm-2。层外层生物量为0.05 t·hm-2,其中菝葜0.02 t·hm-2,鸡矢藤为0.03t·hm-2。死地被物层生物量为5.00 t·hm-2,其中未分解(L)层为0.53 t·hm2,半分解(F)层为2.57 t·hm-2,已分解(H)层为1.90 t·hm-2。林内年凋落物生物量为7601.66 kg·hm-2·a-1;其中凋落针叶量为3541.22 kg·hm-2·a-1,凋落阔叶1878.20 kg·hm-2·a-1,落果796.67kg·hm-2·a-1,有机碎屑1385.57 kg·hm-2·a-1。林分乔木层生产力为4.85 t·hm-2·a-1,其中樟树为2.62 t·hm-2·a-1,马尾松0.73 t·hm-2·a-1,山矾1.14 t·hm-2·a-1,对蕚山矾0.36 t·hm-2·a-1。3.乔木层四个树种体内大量营养元素平均含量:N为5.92—8.25g.kg-1,P 0.43—0.58 g·kg-1;K 1.50—2.53 g·kg-1,Ca 4.36—10.21 g·kg-1, Mg 0.84—1.10 g·kg-1;微量元素平均含量:Fe 165.90—344.56 mg·kg-1, Cu 7.53—9.00 mg·kg-1,Zn 21.63—41.49 mg·kg-1,Mn 138.78—619.27 mg·kg-1,Cd 0.46—2.25 mg·kg-1;Ni 2.88—3.83 mg·kg-1;Pb 5.70—13.65 mg·kg-1.生态系统中营养元素的总贮量为1423.44 kg·hm-1,存留量为132.07kg·hm-2·a-1,归还量为238.97 kg·hm-2·a-1,吸收量为371.04 kg·hm-2·a-1,利用系数为0.26,循环系数为0.64,周转时间为5.96年。樟树、马尾松混交林生态系统,养分归还速率快,循环强度大,利用率高,周转时间不长,有利于生态系统和林地养分的维持。4.乔木层各树种的平均碳素含量樟树为539.73 g·kg-1,马尾松为458.40 g·kg-1,山矾470.13 g·kg-1,对蕚山矾463.50 g·kg-1。樟树各器官碳素含量差异不显着(p>0.05),马尾松各器官碳素含量差异显着(p<0.05),山矾叶碳素含量显着低于树干和树枝(p<0.05);对蕚山矾树干和树皮碳素含量显着高于树叶(p<0.05)。林下灌木层植物碳素平均含量以木姜子最高为481.47 g·kg-1,其次为黄栀子452.81 g·kg-1,再次为幼树466.67 g·kg-1。草本植物碳素平均含量棕叶芦为475.55 g·kg-1,凤尾蕨422.71 g·kg-1,狗脊蕨396.04 g·kg-1。藤本植物碳素平均含量菝葜为470.36 g·kg-1,鸡矢藤437.69 g·kg-1。草本植物和藤本植物地上部分茎叶碳素含量均高于地下部分根系。死地被物层的碳素含量,未分解L层为401.80 g·kg-1,半分解F层为436.59 g·kg-1,已分解H层为352.72 g·kg-1。凋落物层碳素含量:凋落针叶为325.03 g·kg-1,阔叶360.75 g·kg-1,落果425.18 g·kg-1,有机碎屑461.80 g·kg-1。林地土壤0-60cm层碳素平均含量为10.20 g·kg-1,并随土层的增加而逐渐下降。5.生态系统碳素的贮量为132.68 t·hm-2,其中乔木层为38.52 t·hm-2,灌木层为7.27 t·hm-2,草本层0.09 t·hm-2,层外层0.02 t·hm-2。死地被物层2.00 t·hm-2,土壤层(0-60cm)84.78 t·hm-2。系统中碳素贮量高低依次排序为土壤层>植被层>死地被物层。6.林分乔木层年净固定碳量为2.44 t·hm-2·a-1,其中樟树为1.37t·hm-2·a-1,马尾松0.35 t·hm-2·a-1,山矾0.54 t·hm-2·a-1,对蕚山矾0.18·hm-2·a-1。凋落物固碳量为2.81 t·hm-2·a-1,其中凋落针叶固碳量为1.15t·hm-2·a-1,阔叶0.68 t·hm-2·a-1,落果0.34 t·hm-2·a-1,有机碎屑0.64t·hm-2·a-1;土壤呼吸量(非根呼吸量)为3.58 t·hm-2·a-1。长沙城市樟树马尾松人工林生态系统碳收支平衡为正值,即生态系统与大气碳的交换中表现为碳汇,碳汇量为1.67 t·hm-2·a-1。

蔡金桓[3]2018年在《氮磷添加对不同种植密度樟树幼苗生理生态特性的影响》文中提出大气沉降是氮磷生物地球化学循环过程中的重要环节,密度是自然界中重要的选择压力之一,两者均能影响植物的生长发育进程。本试验通过氮磷添加对不同种植密度(10、20、40和80株/m~2,分别用密度I、II、III和IV表示)樟树(Cinnamomum camphora)的幼苗生长形态、生物量、养分变化、根系形态、荧光参数和土壤肥力等指标的影响进行研究。结果表明:氮磷添加处理下樟树幼苗的苗高、冠幅和地径随着种植密度的增高呈现下降的趋势。与初始值相比,在所有种植密度下,N处理的幼苗苗高增长幅度为29.12%~46.90%,P处理的为27.84%~37.26%,NP处理的为27.62%~46.47%;N处理的幼苗地径增长幅度为54.86%~85.19%,P处理的为49.39%~88.88%,NP处理下的为47.03%~113.03%。与初始值相比,在种植密度I和II下,N处理的幼苗冠幅的增长幅度为72.04%~124.17%,P处理的为52.13%~112.32%,NP处理的为87.20%~186.26%。总体上,高种植密度抑制了幼苗苗高、地径和冠幅的生长;N和NP处理对幼苗苗高和地径增长的促进作用较强;在低种植密度下,N和NP处理对幼苗冠幅的促进作用较强。本研究中,氮磷添加处理下樟树幼苗的单株生物量、地上和地下生物量随着种植密度的增加而减少,单位面积生物量随着种植密度的增加而增加。与对照组相比,N处理下幼苗单株生物量的增长幅度为23.91%~98.25%,P处理下的为5.99%~100.06%,NP处理下的为33.21%~145.42%。各处理下幼苗的根冠比均小于1。ck处理的根冠比大小顺序为密度IV>密度I>密度II>密度III,N处理的为密度III>密度IV>密度I>密度II,P处理的为密度III>密度II>密度IV>密度I,NP处理的为密度IV>密度III>密度I>密度II。总体而言,N和NP处理对单株生物量增长的促进效果较好;高种植密度下的幼苗根冠比较高,而低种植密度的根冠比较低。本研究中,各植物不同器官的C、N、P和K浓度分别为446.27~512.34、3.75~24.50、1.41~3.65和6.01~16.22 g/kg。各元素浓度高低排序为为C>K>N>P。不同器官的N含量为叶>根>枝>茎,P浓度为枝>茎>根>叶,K含量为叶>枝>根>茎。随着种植密度的增大,幼苗叶片C浓度、根和枝的N浓度、茎的N和K浓度表现出下降的趋势,而幼苗根、茎、枝的P浓度呈现上升的趋势。在整个试验周期中,N和NP处理能够促进幼苗叶片C和N浓度以及根N浓度的增加,P处理能够促进根P浓度的上升,而N和NP处理能够导致幼苗根、茎、枝的P浓度下降,P处理会引起叶片的C浓度下降。随着种植密度的增大,平均单株幼苗C、N、P和K总贮量呈现下降的趋势,而单位面积贮量呈现上升的趋势。氮磷添加处理促进了平均单株幼苗C、N、P和K总贮量的增加,其中C贮量的范围是1.88~7.27 g,N、P和K贮量的范围分别是32.17~208.80、10.84~27.04和32.66~146.01 mg。平均单株幼苗体内元素贮量大小顺序为C>N>K>P。本研究中,各处理下土壤pH值为4.10~4.74,有机质、全N、全P和全K含量分别为11.51~17.22、0.50~0.63、0.19~0.32和3.32~7.61 g/kg,碱解N、有效P和速效K的含量分别为41.77~60.19、1.90~4.80和14.82~48.88 mg/kg。随着种植密度的增加,土壤pH以及土壤全P、有效P、全K和速效K含量呈现上升的趋势,而ck和P处理的土壤碱解N呈现下降的趋势。此外,ck和P处理能够促进土壤有机质的增加,NP处理引起了土壤有机质的下降;在种植密度I、II、III下,P处理的土壤全N含量均高于N和NP处理;P和NP处理能够促进幼苗土壤有效P含量的增加;N和NP处理的显着降低了土壤速效K含量。各处理的最大荧光(F_m)、PSII原初光能转化效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(φ_(PSII))、非光化学猝灭(NPQ)和光化学淬灭系数(qP)的数值范围分别为3.98~4.41、0.73~0.79、0.73~0.77、0.09~0.49和0.99~1.13。高密度会抑制F_v/F_m;ck处理在密度I时的F_m显着大于其余种植密度;ck、N和P处理的NPQ呈现先上升后下降的趋势;种植密度II的NP处理的φ_(PSII)显着小于ck和P处理,种植密度III的NP处理显着大于其余处理;在种植密度I和II下,N、P、NP处理能够促进qP的提高,但是在种植密度III和IV下反而抑制qP。幼苗细根长度、表面积、体积和根尖数随着种植密度的增大而减小。与ck处理相比,N、P和NP处理下细根长度的增长幅度分别为40.61~267.62、24.12~319.16和93.90~104.57%,细根表面积的增长幅度分别为40.25~199.54、26.51~220.12和87.26~303.05%,细根体积的增长幅度分别为39.70~211.35、28.43~220.10和82.16~305.06%,细根根尖数的增长幅度分别为68.20~211.35、28.43~220.10和82.16~305.06%。氮磷添加处理均能促进细根长度、表面积、体积和根尖数的增长。

杨东[4]2012年在《长江叁角洲海岸防护林树种选择与配置模式研究》文中研究表明海岸防护林在改良土壤、降低风速、改善区域生态环境等方面发挥了重要作用,是沿海地区经济可持续发展的重要保障。国内外关于沿海防护林体系的林带结构、土壤改良、抵抗台风等方面进行了大量研究,取得了丰硕成果,积累了丰富的实践经验。但目前多数海岸防护林带林种单一,抵抗病虫害能力和稳定性较差,而可用于造林的树种类型较少。本文以长江叁角洲地区的上海市和南通市海岸防护林带为研究对象,以选择适宜的造林树种和配置模式为目标,分别从海岸带植被类型分布、树种受水盐胁迫的反应、试验林树种综合评价、不同类型防护林肥力状况等方面入手进行研究。结果表明:(1)泥质海岸滩涂分布的主要植被群落为海叁棱藨草、互花米草、芦苇等群落,内侧分布有狗尾草、白茅、加拿大一支黄花等草本群落,群落植被类型较为单一。土壤PH值和土壤含水率是影响滩涂植被群落物种多样性和植物分布的重要土壤因子,土壤PH值与叁个多样性指数均呈显着负相关关系,相关系数分别为-0.912、-0.933、-0.905;土壤含水率与物种丰富度呈显着负相关,相关系数为-0.904,与其它两个多样性指数也有较高的负相关关系,相关系数分别为-0.722、-0.865;滩涂植被群落随土壤含水率的下降和PH值的降低,其物种多样性指数逐渐增加。(2)对4个防护林树种水盐胁迫下各项生理指标和生长情况的研究表明,初期低水盐浓度下可能刺激苗木根系的生长,但随着试验时间增加和水盐胁迫水平增高,水盐胁迫对不同树种的茎、叶、根系的生长和生物量的积累有明显抑制作用。(3)树木的生理指标中,质膜透性、叶绿素、可溶性蛋白含量等指标都与树木的耐水盐能力有关。但各个指标的变化趋势有很多不同,其受胁迫浓度、胁迫时间等影响较大,原因可能是各树种对水盐胁迫浓度都有一定的生理适应范围,且对胁迫的响应时间也有较大差异。因此用单一生理指标来分析树木的耐水盐能力,不确定性因素较多,评价难度较大。(4)通过主成分分析得到4个树种抵抗水盐胁迫能力大小顺序为乌桕>落羽杉>喜树>栾树,这与试验观测结果相符。由主成分分析因子载荷可以看出,苗高、地径、生物量与两个因子均为正相关,且载荷很大;质膜透性与两个因子均为负相关,载荷较大;游离脯氨酸含量对因子1载荷很大,但对因子2载荷很小;其它指标与两个因子的相关性不同。总之,评价树木的耐水盐能力,如选用生理指标,必须选择适合的胁迫压力和胁迫时间,且应结合多个生理指标进行综合分析。实际应用中,选择可以直接观测的形态指标如苗高、地径、生物量等形态指标,既方便操作,又比较可靠。(5)用层次分析法构建海岸带防护林树种选择评价指标体系,共涵盖了19个评价点,覆盖了生长适应性、生态功能、景观效应和经济价值等防护林树种选择的主要方面,采用定性与定量相结合的方法,对29个试验树种进行综合评价。根据评价结果推荐乔木树种12种,分别为苦楝、青桐、栾树、金丝垂柳、乌桕、黄连木、中山杉、喜树、墨西哥落羽杉、雪松、枫香、南酸枣,作为泥质海岸带防护林适宜造林树种。(6)海岸6种典型防护林带的林下土壤各种养分指标和除过氧化氢酶外几种主要的土壤酶活性在土层中的分布规律较为相似,一般随土层深度的增加而降低且差异显着,林地土壤养分和酶活性均高于滩地对照。水杉和杉木两种针叶树种林下土壤容重、含盐量均高于刺槐和杨树林等阔叶树种,非毛管孔隙度则低于后者;刺槐与杨树,杉木与杨树两种混交林土壤物理性状、养分含量及酶活性均好于纯林。(7)对防护林带的生长状况调查表明,刺槐与杨树,杉木与杨树混交林林木生长情况比纯林好,林木的平均树高、胸径均明显高于各自的纯林,林分郁闭度相对纯林明显增大。刺槐和杨树混交后,径高比分别为1:72.22和1:83.17,而刺槐和杨树纯林的径高比分别为1:70.90和1:80.86;杉木和杨树的混交林中杉木的径高比为1:89.97,而其纯林则为1:85.99,说明混交林中林木圆满度相对纯林大,树干尖削度变小,出材率增加。(8)用多元逐步回归方法对防护林草本层物种多样性指数与土壤肥力因子的关系研究表明:土壤PH值与草本层物种多样性指数呈显着负相关,且对叁个物种多样性的解释能力分别达到84.6%、56.1%和59.1%,可见影响草本层物种多样性的主要因子是土壤PH值。其次是土壤全磷含量,它与草本层物种多样性指数呈正相关,对叁个物种多样性的解释能力分别为11.3%、32.1%和31.9%。此外,土壤含水率、土壤有效磷含量、土壤容重、孔隙度和全氮含量也对草本层物种多样性有一定的影响。

周刚[5]2008年在《湖南省水土保持林树种选择及配置模式研究》文中研究说明水土保持林树种选择及配置模式研究,一直是水土保持学科的重点的和难点之一。湖南水土流失面积达40393km2。水土流失治理已成为湖南生态安全建设的首要任务之一,但其复杂的自然条件给水土保持林树种选择及模式配置带来极大困难。该文对湖南省天然次生林中具有代表性的主要群落类型中的优势种群间联的测定,明确了次生状况下的天然林内植物种群之间、植物群落与环境之间的相互关系,掌握了湖南主要植物种群、植物群落沿环境梯度分布的状况。从种群生态学角度剖析了马尾松、黄山松和柏木等12个较典型的优势种群的动态规律,编制了“静态生命表”,为区域水土保持林树种和模式配置提供了理论基础。通过对湖南水土流失区的调查和分析,获得了19个主要树种的土壤厚度生态适应极限值。进一步对19个主要树种生长区的土壤不同层次及其厚度与各树种胸径生长量(D5)进行相关分析发现,土壤厚度(特别是表土层A+B)是影响水土流失区树种生长的主导因子。采用模糊聚类分析将以上主要树种进行了生态适应类型划分。采用母质土类+林分组成复式命名,将调查的湖南主要水土保持林分成了27个类型,按其生态经济特性分成了7个组合类群。明确了影响该省林地土壤水稳性指数和渗透系数的有关因子和3个不同雨强下不同类型林地土壤的水土流失规律及有关因子对土壤侵蚀量的影响与排序。筛选出7个高产型水土保持林类型和13个抗蚀性较强的水土保持林类型。根据上述研究,在板页岩、花岗岩和石灰岩3种地质类型区建立了11个水土保持林配置模式,对其进行定位观测研究发现,在降雨量基本相同的情况下,与对照相比,各水土保持林配置模式均能不同程度的减少地表径流量和产沙量。在水土保持林营造的初期,坡改梯工程措施可极大地增强林地整体的水土保持功能。本研究将为湖南水土保持林的建设提供了实用技术,并为遏止该区域内日趋严重的土地退化和生态环境恶化,减少进入四水和洞庭湖的泥沙等目标的实现起到重要的推动作用。

姚迎九[6]2003年在《樟树人工林生物量和养分积累与分布》文中进行了进一步梳理18年生樟树人工林分生物量为111.08t/hm~2,生态系统的生物量分配格局:乔木层>枯枝落叶层>灌木层>草本层。整个生态系统净生产力为12.10t/hm~2·a,其中乔木层净生产力达9.55t·hm~(-2)·工~(-1),占78.93%,下木层为0.25t'hm~(-2)·a~(-1)占2.63%,草本层为2.33t·hm~(-2)·a~(-1),占18.44%。乔木层中,其生物量分配格局为:树干>树枝>树根>树皮>树叶。在林分产量结构方面,5m以下树干生物量占其总量的80%,树枝的生物量主要分布在4~11m,占其总量的86%,树叶的生物量主要分布在8~12m,占树叶总生物量的78%。地下根系在离地面40cm深土层内的生物量占总根量的84.74%。 樟树人工林生态系统植被层大量元素含量排列顺序依次为Ca>N>K>Mg>P,植被层微量元素含量排列顺序依次为Mn>Fe>Zn>Cu>Ni>Cd>Pd。在植被层各层次中,养分含量总的趋势是乔木层<灌木层、草本层。 乔木层大量元素含量排列顺序为Ca>N>K>Mg>P。微量元素含量排列顺序为Mn>Fe>Zn>Cu>Ni>Cd>Pb,在各器官中,树叶的养分含量最高,树干的养分含量最低。根系中大量元素含量的排列顺序为K>N>Ca>Mg>P,树根中微量元素含量排列顺序为Fe>Mn>Zn>Cu>Ni>Cd>Pb。根的直径对大量元素的含量有一定的影响,树枝中大量元素的含量在空间分布上有随高度增高而增加的趋势。树叶中大量元素的除N外,其他大量元素的含量基本上不受高度的影响。 灌木层大量元素的含量排列顺序为Ca>N>K>P>Mg,草本层大量元素含量排列顺序为N>>K>Ca>P>Mg,灌木层微量元素的含量排列顺序为Mn>Fe>Zn>Ni>Cu>Cd>Pb,草本层微量元素的含量的排列顺序为Fe>Mn>Ni>Zn>Cu>Cd>Pb。其地上部分养分的含量高于地下部分。 凋落物大量元素含量排列顺序为N>Ca>K>P>Mg。微量元素含量排列顺序为Fe>Mn>Ni>Zn>Cd>Cu>Pb。凋落物在分解过程中,除K、Fe、Pb的含量不断增大外,其它元素含量呈开始增大,然后又减小的趋势。这可能是因为在分解初期凋落物的失重率高于养分的分解速率,而分解后期凋落物的失重率低于养分的分解速率,也有可能是半分解层吸附养分的能力较强。其机理有待于进一步探讨和证实。 樟树人工林生态系统中大量元素积累量为1568.74kg·hm~(-2),微量元素积累量为35312.37g·hm~(-2),其排列顺序为乔木层>凋落物层>灌木层>草本层。在大量元素中,Ca的积累量最高,占整个生态系统大量元素积累量的33.67%,N的积累量和Ca的积累量相差不大,占33.62%,K占25.57%,Mg占4.19%,P的积累量最小,占2.95%。在微量元素积累量中,Mn占43.38%,Fe占37.43%,Zn占7.03%,Ni占6.67%,Cd占1.92%,Pb占0.38%。乔木层大量元素积累量1154.17kg·hm~(-2)。树干大量元素积累量占整个乔木层的22.15%,树皮占17.99%,树枝占22.79%,树叶占14.98%,树根占24.09%。各种大量元素中,Ca的积累量最大,占32.26%,N占30.03%,P占2.87%,K占29.91%,Mg的积累量最小,占4.93%。乔木层中微量元素的总的积累量为18869.76g·hm~(-2),其中,树干中微量元素的积累量占20.27%,树皮占13.65%,树枝占19.74%,树叶占23.14%,树根占23.19%。在微量元素积累量中,Mn的积累量最大,占48.33%,其次是Fe,占35.14%,积累量最少的是Pb,只占0.38%。樟树对土壤中营养元素的富集能力是不一致的,其中对大量元素富集能力的总趋势是N>P>Ca>K>Mg。樟树对微量元素的富集能力也不一致,总的趋势是Mn>Cu>Zn>Ni>Pb>Fe。樟树每生产1t干物质,需要大量元素12.55kg,需微量元素为205.16g。 目前,该林分群落结构不合理,养分利用效率不高,应调整群落产量结构,以提高其综合效益。

宿少锋[7]2012年在《凋落物与根处理对亚热带阔叶林最大光合速率影响研究》文中研究指明为了探讨凋落物和根处理对植物生理特性的影响,从2010年7月至2011年10月,我们以亚热带常见的两个阔叶树种樟树和枫香为研究对象,对樟树和枫香林分人工设置了4种改变土壤碳输入的处理,即加倍凋落物、去除凋落物、去根加倍凋落物、去根去凋落物,同时还设置2种对照处理,即去根处理和空白对照(根与凋落物均不人为改变),共6种处理。研究了在改变碳输入方式下2种林分最大净光合速率、叶片水势及叶片K、 Mg、 N、 P四种矿质元素的含量动态变化,研究结果如下:1.在凋落物和根的6种处理下,樟树与枫香林分最大净光合速率均随着季节的变化,表现出先增大随后减小的变化规律。加倍凋落物和去根加倍凋落物的处理,樟树与枫香林分最大净光合速率高于空白对照样地,而去除凋落物和去根去除凋落物的处理,樟树与枫香林分最大净光合速率小于空白对照样地。加倍凋落物处理下,枫香林分最大净光合速率比空白对照增加了2.32%,樟树增加了5.03%;去根加倍凋落物处理下,枫香最大净光合速率比空白对照增大了3.87%,樟树增加了10.31%;去除凋落物处理下,枫香最大净光合速率比空白对照平均减小了7.72%,樟树减少了6.81%;去根去除凋落物处理下,枫香最大净光合速率比空白对照样地平均减小7.47%,樟树减少了3.48%;去根处理下,枫香净光合速率比空白对照平均减小3.05%,樟树减小了4.12%。方差分析表明;5种处理与对照样地均有极显着性差异(P<0.05)2.在凋落物和根的6种处理下,樟树和枫香林分叶片水势呈现显着的季节性变化,但是变化总体趋势与最大净光合速率恰好相反,即随着最大净光合速率增大,叶片的水势会减小。樟树叶片水势在不同处理下年平均值大小表现为:去根>去根加倍凋落物>去根去除凋落物>去除凋落物>空白对照>加倍凋落物,枫香叶片水势年平均值大小表现为:去根去除凋落物>去除凋落物>去根>空白对照>去根加倍凋落物>加倍凋落物。3.在凋落物和根的6种处理下,樟树与枫香叶片元素N、 F、 K、 Mg的含量也呈现季节性变化。枫香K元素的季节变化呈现出倒立的“单峰”型曲线,峰值出现在4月,6种处理中以去根加倍凋落物的均值最大,去除凋落物与去根去凋落物均值最小。樟树K元素的季节变化呈逐渐递减趋势,最大值出现在4月,最小值出现在10月,6种处理中去根加倍凋落物的年均值最大,去根去凋落物年均值最小。枫香叶片Mg元素季节变化呈现出倒立的“单峰”型曲线,樟树叶片Mg元素含量的动态变化较小,两种林分6种处理下Mg元素含量年均值均是去根加倍凋落物最大,枫香去除凋落物年均值最小,樟树去根去除凋落物年均值最小。2种林分N元素含量在改变碳输入后变化较显着,年均含量:去根加倍凋落物>加倍凋落物>去根>空白对照>去根凋落物>去根去除凋落物,樟树叶片N元素的年均含量:去根加倍凋落物>加倍凋落物>空白对照>去除凋落物>去根>去根去除凋落物。枫香叶片P元素的年均含量:去根加倍凋落物>加倍凋落物>去根>空白对照>去根去除凋落物>去除凋落物,樟树叶片P元素年均含量:去根加倍凋落物>去根>加倍凋落物≥空白对照>去除凋落物>去根去除凋落物,樟树叶片N、P含量比枫香叶片的N、P含量相对较大,但枫香叶片的N/P比大于樟树。本研究表明,凋落物和根处理对林分的生理生态特性是有明显影响,樟树与枫香两种林分的5种处理与对照样地相比,最大净光合速率、叶片水势、叶片K、 Mg、 N、 P4种矿质元素均存在极显着差异(P<0.05),且最大净光合速率与叶片水势呈负相关关系,与叶片元素呈正相关关系。对两种林分6种处理下的最大净光合速率与叶片水势和叶片元素指标进行了主因子分析,结果表明,樟树4种元素和叶片水势对最大净光合速率变化的累积贡献率达到了97.951%,其中第一主成分是K、 Mg、 N、 P四个元素,方差贡献率是68.364%,第二主成分是叶片水势,方差贡献率是29.587%。枫香叶片4种元素和叶片水势对枫香最大净光合变化的累积贡献率达到了95.101%,其中第一主成分是K、 Mg、 P叁个元素,方差贡献率是71.643%,第二主成分是叶片水势和叶片N元素,方差贡献率是23.459%。

王新凯[8]2011年在《喀斯特城市森林生物量及其碳吸存功能研究》文中进行了进一步梳理城市是人口主要集中居住的地区,是人类活动的重要场所,随着城市功能和规模不断扩大,被称为“城市之肺”的城市森林,在美化和改善城市的生态环境,促进人与自然协调,满足社会持续发展的显着功能日益突出,而备受世界各国的重视。贵州省贵阳市地处喀斯特地貌的中心地带,喀斯特面积占全市面积的85.0%。是世界上喀斯特地区植被最好的中心城市,为国家首个森林城市,成为喀斯特地貌上的“绿色奇迹”。对喀斯特城市森林的研究,越来越受到各界科学工作者的关注。本研究在贵阳市选择了9种森林类型,对林分的土壤理化性质、生物量结构特征、林分生产力及碳贮量进行了系统研究。主要研究结果为:1.林地土壤为黄壤。pH 4.68—5.33,属酸性土壤;容重为0.92—1.16g·cm-3;自然含水率为22.94%—40.87%;总孔隙度为56.16%—65.17%;有机质含量25.12—32.95 g·kg-1;表明贵阳市森林土壤,酸碱度适中,土壤疏松,结构良好,土层湿润,有机质含量较高,适宜于植物生长。2.3种林分的物种丰富度指数为,杨树林2.140,刺槐+梓木混交林1.528,灌木林1.905;Shannon-wiener多样性指数,杨树林2.361,刺槐+梓木混交林2.285,灌木林0.118;Simpson多样性指数,杨树林0.839,刺槐+梓木林0.888,灌木林1.000;均匀度指数,杨树林0.802,刺槐+梓木林0.920,灌木林0.042;生态优势度,杨树林0.161,刺槐+梓木林0.111,灌木林0.086。p多样性指数,刺槐+梓木林和灌木林(0.345)>杨树林和灌木林(0.286)>杨树林和刺槐+梓木林(0.200)。3种林分中,杨树林和刺槐+梓木林,乔木层结构简单,优势种明显;灌木层和草本层物种多样性均匀度高,优势种不突出,分布均匀;灌木林木本植物种类及个体丰富,多样性较高,草本植物种类少,均匀度高。不同林分间的p多样性均不高,而空间异质性较高。3.林木单株生物量,樟树(16年生)为7.99 kg、杨树(25年生)189.49 kg、梓木(38年生)43.97 kg、刺槐(38年生)58.82 kg、亮叶桦(10年生)9.54 kg、意杨(10年生)7.03 kg、马尾松(8年生)5.56 kg、麻栎(38年生)173.21 kg、红枫(11年生)1.98 kg、日本晚樱(5年生)5.13 kg;林分生物量为樟树林15.18 t·hm-2、杨树林105.36 t·hm-2、刺槐+梓木林83.65 t·hm-2、亮叶桦+意杨林4.03 t·hm-2、马尾松林2.60 t·hm-2、麻栎林129.04 t·hm-2、红枫林4.95 t·hm-2、日本晚樱林12.82 t·hm-2;6种林分中,林下灌木层生物量为1288.56—7264.14 kg·hm-2、其中地上部生物量占54.77%—83.51%,地下部分生物量占16.49%—39.73%;林下草本层生物量为556.49—9494.98 kg·hm-2;林地死地被物生物量为946.17—9672.29 kg·hm2;基本上存在由未分解层向半分解层和已分解层迁移的趋势。林分生产力为樟树林2.862 t·hm-2·a-1、杨树林12.124 t·hm-2·a-1、刺槐+梓木林11.548 t·hm-2·a-1、亮叶桦+意杨林0.988 t·hm-2·a-1、马尾松林0.325 t·hm-2·a-1、麻栎林9.379 t·hm-2·a-1、红枫林1.696 t·hm-2·a-1、日本晚樱林5.526 t·hm-2·a-1。在喀斯特环境条件下,营造的人工林是成功的。4.自然生长的灌木林林分生物量为12461.00 kg-hm-2,生物量在组成物种的分配上存在不均匀状态,在空间上具有较大的异质性。地上部分多分枝的茎与近地的树冠生物量为8420.27 kg·hm-2,占林分总生物量的67.57%,地下部分盘根错节的根系生物量为4040.74 kg·hm-2,占32.43%;林下草本植物种类仅6种,生物量为3745.14 kg·hm-2,占灌木林总生物量的23.11%;死地被物层生物量6597.11 kg·hm-2,未分解层己向半分解层和已分解层迁移。灌木林是喀斯特地区一种特殊的森林类型。5.喀斯特城市主要树种碳平均含量分别为:樟树585.72 g·kg-1、杨树533.90 g·kg-1、马尾松483.46 g·kg-1、麻栎544.54 g-kg-1、梓木547.71g-kg-1、刺槐521.21 g·kg1、亮叶桦549.07 g-kg-1、意杨553.43 g-kg-1、红枫492.54 g·kg-1、日本晚樱524.94 g·kg-1。林下灌木层碳平均含量分别为:樟树林538.80 g-kg-1、杨树林528.08g·kg-1、马尾松林519.55 g-kg-1、刺槐+梓木林516.44 g·kg-1、麻栎林520.27g·kg-1、亮叶桦+意杨林522.90 g-kg-1、灌木林512.31 g·kg-1。林下草本层碳平均含量分别为:樟树林388.07 g·kg-1、杨树林335.14g·kg-1、马尾松林432.09 g·kg-1、麻栎林451.63 g·kg-1、刺槐+梓木林408.84g·kg-1、亮叶桦+意杨444.06 g·kg-1、灌木林465.59 g-kg-1。林下死地被物层碳平均含量为:樟树林、杨树林、马尾松林、麻栎林、刺槐+梓木林、亮叶桦+意杨林、灌木林,分别为518.98、562.17、410.78、376.26、451.67、394.97、370.43 g·kg-1。6.8种林分乔木层的碳贮量樟树林8.94 t·hm-2、杨树林59.84 t·hm-2、马尾松林1.27 t·hm-2、麻栎林71.60 t·hm-2、刺槐+梓木林46.36 t·hm-2、亮叶桦+意杨林2.26 t·hm-2、红枫林2.47 t·hm-2、日本晚樱林6.78 t·hm-2。7种林分林下灌木层碳贮量樟树林、杨树林、马尾松林、麻栎林、刺槐+梓木林、亮叶桦+意杨林、灌木林分别为0.72、3.93、0.79、1.06、2.41、3.11、6.37 t·hm-2。林下草本层碳贮量樟树林、杨树林、马尾松林、麻栎林、刺槐+梓木林、亮叶桦+意杨林、灌木林分别为0.32、0.19、1.26、1.07、4.32、1.59、1.73 t·hm-2。林下死地被物层和土壤层碳贮量。死地被物层碳贮量,杨树林为3.27t·hm-2、樟树林0.50 t·hm-2、马尾松林3.90 t·hm-2、麻栎林1.96 t·hm-2、刺槐+梓木林1.15 t·hm-2、亮叶桦+意杨林1.05 t·hm-2、灌木林2.56 t·hm-2。土壤层碳贮量中杨树林、樟树林、马尾松林、麻栎林、灌木林、刺槐+梓木林、亮叶桦+意杨林分别为121.26、115.37、122.69、74.91、77.68、111.00、112.15t·hm-2。7.7种森林生态系统碳贮量为:樟树林125.85 t·hm-2、杨树林188.49t·hm-2、马尾松林129.91 t·hm-2、麻栎林150.60 t·hm-2、刺槐+梓木林165.24t·hm-2、亮叶桦+意杨林120.16 t·hm-2、灌木林88.34 t·hm-2。各森林生态系统中碳贮量主要由植被层、死地被物层和土壤层组成,按各组成层的碳贮量大小排序均为:土壤层>植被层>死地被物层。贵阳市8种森林的年净固碳量为23.866 t·hm-2·a-1、其中樟树林为1.676 t·hm-2·a-1、占7.02%,杨树林6.473 t·hm-2·a-1、占27.12%,马尾松林0.157 t·hm-2·a-1、占0.66%,麻栎林5.107 t·hm-2·a-1、占21.40%,红枫林0.835 t·hm-2.a-1、占3.50%,日本晚樱林2.901 t·hm-2·a-1、占12.16%,刺槐+梓木林6.172 t·hm-2·a-1、占25.86%,亮叶桦+意杨林0.545 t·hm-2·a-1、占2.28%。森林年净固碳量与林分年龄、生产力及生物学特性紧密相关。8.喀斯特贵阳市森林面积据不完全统计约187228.80 hm2(不含经济果品类面积)总碳储量为2243.59万t,其中樟树林为10.31万t,占0.46%,杨树林20.53万t,占0.92%,马尾松林1073.03万t,占47.82%,麻栎林91.06万t,占4.06%,刺槐+梓木林371.59万t,占16.5%,亮叶桦+意杨林81.93万t,占3.65%,灌木林595.14万t,占26.53%。表明在喀斯特地区典型的城市森林地段,碳吸存功能在维持和改善当地的生态环境中发挥了极大的作用。

郑欣颖[9]2018年在《火力楠和樟树人工林生态系统碳和养分储量研究》文中认为森林碳储量的研究是全球碳循环研究的热点,森林碳库的变化对全球气候变暖、维护生态平衡具有重要的意义。本文以韶关市曲江县小坑国家森林公园(原小坑林场)内的火力楠(Michelia macclurei)和樟树(Cinnamomum camphora)人工林为研究对象,采用径级标准木法对两种人工林乔木层生物量进行计算,并对单位面积内乔灌草、凋落物生物量分配格局进行分析,同时估算了人工林系统(乔木层、灌木层、草本层、土壤层和凋落物层)的单位面积碳储量、营养元素储量,并进一步探讨元素化学计量特征、土壤理化性质对两种人工林的影响,分析比较两种林分各指标的异同,以期为优良碳汇人工林树种的筛选提供理论依据。结果表明:(1)采用已建立的生物量回归模型,对火力楠及樟树林木个体的生物量进行拟合后得到火力楠乔木层各器官生物量大小排序为:干(50.4±1.10)%>枝(20.3±0.63)%>叶(17.2±0.16)%>根(12.1±0.31)%;樟树乔木层各器官生物量大小排序为:干(50.8±3.56)%>根(26.9±0.24)%>枝(15.8±2.86)%>叶(6.5±0.86)%。火力楠和樟树林分不同层次生物量分配规律为:乔木层>凋落物层>草本层>灌木层。火力楠乔木层生物量大于樟树乔木层生物量,而灌木层、草本层反之。(2)火力楠林乔木层各器官碳含量总体上差异不大,碳含量的大小顺序为:叶>干>枝>根;樟树林乔木层各器官碳含量有所差异,碳含量的大小顺序为:枝>叶>干>根,火力楠林乔木层干器官碳含量显着大于樟树林,而根器官反之。两种林分各层碳含量的大小顺序均为:乔木层>灌木层>草本层>凋落物层,火力楠林下凋落叶层的碳含量大于樟树林,而乔木层、灌木层和草本层反之。火力楠林乔木层不同器官碳储量分配规律为:干>枝>叶>根,总碳储量为11.04 t/hm~2,地上部分碳储量约为地下部分的8.5倍;樟树林乔木层不同器官碳储量分配规律为:干>枝>根>叶,总碳储量为6.42t/hm~2,地上部分碳储量约为地下部分的3倍,火力楠林叶、枝、干的碳储量显着大于樟树林,而根反之。两种林分乔木层、灌木层和草本层地上部分碳储量均比其地下部分(根)大。(3)火力楠和樟树乔木层不同器官全N储量排序分别为:叶>枝>干>根,叶>枝>根>干,火力楠叶、枝、干的全N储量显着大于樟树;全P储量排序分别为:叶>干>枝>根,叶>根>枝>干,根器官反之;全K储量排序均为:叶>根>枝>干。两种林分乔木层叶的全N、全P、全K元素总储量最高,而干最低。叁种营养元素储量呈现N储量>K储量>P储量。两种林分乔木层、灌木层和草本层地上部分N、P和K元素储量均大于地下部分。(4)随着土层的加深,火力楠林地各层土壤pH波动幅度小,而樟树林地土壤pH呈现小幅度上升趋势,两种林分各层土壤C、N、碱解N及速效K含量呈现下降趋势,火力楠林地各层土壤全P、全K含量差异均不显着,而有效P含量显着降低,樟树林地各层土壤P、K含量呈现小幅度下降趋势,而有效P含量差异均不显着。(5)火力楠0-20cm、20-40cm、40-60cm土层土壤过氧化氢酶含量差异不显着,60-80cm、80-100cm土层呈现下降趋势,而樟树林地各层土壤过氧化氢酶含量随着土层的加深呈现下降的趋势;两种林地各层土壤酸性磷酸酶、脲酶含量也均呈现下降的趋势。火力楠林地土壤各土层过氧化氢酶含量、60-80cm、80-100cm土层土壤酸性磷酸酶含量及20-40cm、40-60cm、60-80cm和80-100cm土层土壤脲酶含量均显着大于樟树林地。(6)火力楠林地土壤总C储量为259.26t/hm~2,其土壤C储量随土层的加深而呈现上升的趋势;樟树林地土壤总C储量为203.97t/hm~2,其土壤C储量随土层的加深整体呈现下降的趋势。两种林地土壤P储量和K储量均随土层的加深而呈现上升的趋势,而土壤N储量呈现波动状。火力楠林地各层土壤P储量均大于樟树林地,K储量反之,两种林地中叁种土壤营养元素储量排序均为:K>N>P。(7)火力楠和樟树林分系统碳储量分配格局均为土壤层>乔木层>凋落物层>草本层>灌木层。火力楠林分系统总碳储量显着大于樟树林分系统,其中乔木层碳储量显着大于樟树乔木层碳储量,而灌木层、草本层及凋落物层差异不显着。火力楠和樟树林分系统N、P、K储量分别为238628.68kg/hm~2和326579.02kg/hm~2,排序均为土壤层>乔木层>凋落物层>草本层>灌木层。火力楠乔木层N、P、K储量均大于樟树乔木层,而灌木层反之。(8)两种林分乔木层C:N最小值均出现在叶,火力楠叶、枝、干的C:P、C:K比值均大于樟树,而根反之。火力楠林乔木层的C:N、C:P、C:K和N:P均大于樟树,而灌木层和草本层反之。

易利萍[10]2008年在《枫香人工林生态系统生物量和养分的积累与分布》文中研究指明枫香(Liquidambar formosana Hance)是我国上等的用材树种,还是重要的园林绿化树种,同时由于生态效益明显它还是我国生态林的重要组成树种。对枫香林生产力和养分分布的研究,有助于提高其经营水平,对枫香的可持续经营有重要意义。本文采用标准木分析法(乔木)和样方收获法(灌木、草本),对21年生枫香人工林的生物量、生产力、养分的积累与分布进行了测定与分析,结果表明:枫香人工林单株生物量为70.97 kg,其中树干占60.19%,树皮占9.41%,树枝占8.61%,树根占16.98%,树叶最少,仅占4.81%,树叶偏大的原因是林分密度偏大,营养空间有限。各组分生物量的大小趋势为:树干>树根>树枝>树皮>树叶。根系生物量达到了12.05kg,占全株生物量的17.61%。根系生物量主要分布在根头,所占比率达到94%以上,大根占3.49%,粗根和细根分别占1.24%和0.58%。密度为2175株/hm2的枫香人工林生态系统的总生物量为159.55 t/hm2。其中乔木层生物量为154.37 t/hm2,占据了森林生态系统总生物量的96%以上,表明枫香对林地地力和空间的利用较充分;由于林下活地被物层主要以草本为主,故生物量偏小,仅占0.2%;枯枝落叶层占3.06%。叶面积指数为3.64,非光合作用器官与光合作用器官的比值达到了19.80,说明枫香的树叶少,但生产的干物质多,叶的光合效率高。枫香人工林生态系统乔木层的净第一性生产力为14.41t·hm-2·a-1;;树干的第一净生产力最高,分配率达到30.68%,表现出较高的生产力,树叶次之,占51.49%;地上部分的分配率达到91.33%,相当于地下部分的6.2倍,占有绝对优势;各器官生产力大小顺序为:树叶>树干>树根>树枝。林分的土壤有机质含量是a层>b层>c层(a层0~15 cm,b层15-30 cm,c层30-45 cm)。土壤大量元素排列顺序为K> N>Ca>Mg>P。土壤层微量元素的排列顺序为:Fe>Mn>Zn>Pb>Ni>Cu>Cd。枫香人工林生态系统中,各层次的大量元素的含量排列顺序为:活地被物>枯枝落叶>层乔木层>土壤层。其大小分别为:34.177 g·kg-1,26.484 g·kg-1、19.323g·kg-1、5.884g·kg-1。枫香林生态系统中,各层次的微量元素含量的排列顺序为:土壤层>枯枝落叶层>乔木层>活地被物层。其大小分别为1901.705mg·kg-1,1345.203 mg·kg-1,720.327 mg·kg-1; 674.845 mg·kg-1。枫香对土壤中营养元素的富集能力是不一致的,树叶对大量元素的富集能力(除Ca外)最强,树干对大量元素的富集能力最弱,大量元素富集能力的总趋势为Ca> Mg>N>P>K。乔木层各器官对土壤微量元素富集能力的总趋势为Cu> Mn> Pb > Zn>Cd> Ni> Fe。枫香人工林生态系统中养分的空间分布:乔木层>枯枝落叶层>活地被物层。大量元素的总积累量为1878.841kg·hm-2,其中乔木层大量元素的积累量最大,积累量为1 706.045kg·hm。占整个林分大量元素积累量的90.80%,其次是枯枝落叶层,只占8.63%,活地被物层中大量元素的积累量最小,占0.57%。枫香生态系统中,大量元素的积累总量是:Ca>N>K>Mg>P;微量元素的总积累量为:75 735.49g·hm-2,其中乔木层微量元素的积累量最大,占91.35%,其次是枯枝落叶层含量,占8.37%,活地被物层最小,占0.28%,可见乔木层中微量元素的积累量相当高。各种微量元素的积累含量趋势是:Mn>Fe>Zn>Cu>Pb>Ni>Cd。大量元素的利用效率是每生产1t干物质吸收的大量元素量21.308kg;林分各器官大量元素的利用效率大小排列为:树叶>树皮>树枝>树根>树干,其各种大量元素的利用效率大小排列为:Ca>N>K>Mg>P。微量元素的利用效率是每生产1t干物质吸收的微量元素751.474g;林分各器官微量元素的利用效率大小排列为:树叶>树皮>树枝>树根>树干。林分各微量元素的利用效率大小排列为:Mn>Fe>Zn>Cu>Pb>Ni>Cd。乔木层大量元素的年净积累量为69.094kg·hm-2·a-1,林分各器官大量元素的年净积累量大小排列为:树干>树皮>树枝>树根。在大量元素年净积累量中,Ca的年净积累量最大,在大量元素年净积累量中,其各种大量元素年净积累量Ca>N>K>Mg>P。各养分元素的年存留量变化总的规律是林冠枝叶积累速率高,树干次之,地下部分最少,同一组分中Ca、N的积累速率最大,依次为K、Mg、P。微量元素的年净积累量为:2 852.314g·hm-2·a-1,林分各器官微量元素的年净积累量大小排列为:树干>树根>树皮>树枝。其各种微量元素年净积累量Mn>Fe>Zn>Cu>Pb>Ni>Cd。

参考文献:

[1]. 樟树生理生态特性及其林分生物产量的研究[D]. 闫文德. 中南林学院. 2003

[2]. 长沙城市森林生态系统养分循环与碳平衡研究[D]. 高述超. 中南林业科技大学. 2010

[3]. 氮磷添加对不同种植密度樟树幼苗生理生态特性的影响[D]. 蔡金桓. 华南农业大学. 2018

[4]. 长江叁角洲海岸防护林树种选择与配置模式研究[D]. 杨东. 南京林业大学. 2012

[5]. 湖南省水土保持林树种选择及配置模式研究[D]. 周刚. 北京林业大学. 2008

[6]. 樟树人工林生物量和养分积累与分布[D]. 姚迎九. 中南林学院. 2003

[7]. 凋落物与根处理对亚热带阔叶林最大光合速率影响研究[D]. 宿少锋. 中南林业科技大学. 2012

[8]. 喀斯特城市森林生物量及其碳吸存功能研究[D]. 王新凯. 中南林业科技大学. 2011

[9]. 火力楠和樟树人工林生态系统碳和养分储量研究[D]. 郑欣颖. 华南农业大学. 2018

[10]. 枫香人工林生态系统生物量和养分的积累与分布[D]. 易利萍. 中南林业科技大学. 2008

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樟树生理生态特性及其林分生物产量的研究
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