巨尾桉人工林生长、生物量及植物多样性的动态变化

摘要

近年来，广西桉树人工林得到了迅猛的发展，极大的促进了地方经济发展，加强对桉树人工林生物量、生产力及植物多样性的认识，才能更好的推进桉树人工林可持续发展。本文在广西重要桉树生产基地钦州市选择巨尾桉(Eucalyptus grandis×Eucalyptus urophylla)人工林为实验对象，设置两种更新方式(萌芽更新和植苗更新)的桉树人工林实验样地，每种更新方式林分各设3次重复，连续5年对样地林木生长及林下植被进行调查，具体分析两种更新方式巨尾桉人工林生物量、生产力及植物多样性的动态变化，阐明更新方式对林分结构和生长特性、生物量和生产力、植物多样性和功能群的影响。本文研究结果如下：
　　 更新方式对巨尾桉林分结构有一定影响：(1)萌芽林林木直径、径级分化较植苗林大；萌芽林的林木树高较植苗林的高一级；植苗林的林分结构多样性指数在前4年均比萌芽林大，但在第5年比萌芽林小。(2)萌芽林、植苗林冠层结构因子中的叶面积指数、平均叶倾角、散射辐射透过系数、直接辐射透过系数、消光系数差异不显著，萌芽林叶面积指数、平均叶倾斜角比植苗林略大，而植苗林散射辐射透过系数、直接辐射透过系数、消光系数比萌芽林略大。
　　 萌芽林和植苗林的林分生长过程和生长规律存在一定的差异，更新方式对巨尾桉林分的生长有较明显的影响：(1)萌芽林胸径、树高生长规律相似，生长高峰均出现在第1年，之后下降明显，第5年降至最低点；植苗林胸径、树高生长规律也相似，但是生长高峰出现在第2年，第5年降至最低点，呈现单峰格局。(2)萌芽林与植苗林遵循材积生长峰值落后于胸径生长峰值的一般规律，且材积连年生长高峰期均出现在第3年，然后下降明显，但到第5年时仍然大于第1年，呈现单峰格局。(3)在两种更新方式的巨尾桉人工林中，树高均随胸径的增加而增大，两者呈现紧密的正相关。(4)5年生的桉树萌芽林的胸径、树高、平均单株材积和林分蓄积生长均显著高于植苗林，分别高出28.78%、12.84%、75.71%、64.06%。
　　 更新方式对巨尾桉人工林生物量和生产力有明显影响：(1)虽然萌芽林林分密度(1433株/hm2)极显著低于植苗林(1533株/hm2)，但萌芽林单株林木生物量、乔木层生物量及生产力极显著的高于植苗林，这一现象贯穿在每个林龄阶段，其中5年生的萌芽林分的别为79.46kg、113.8t/hm2、22.76t/hm2.a，植苗林分别为52.14kg、79.97t/hm2、15.99t/hm2.a，萌芽林比植苗林分别高出52.38%、42.30%、42.30%。(2)萌芽林3次重复间生物量的变异系数为2.23%～9.79%，植苗林则为3.08%～26.78%。
　　 更新方式对林下植物功能群有一定影响：(1)植苗林与萌芽林优势物种组成有所不同，植苗林和萌芽林灌木层优势种分别为地稔、玉叶金花、大青、海金沙和烂头钵、海金沙、黄牛木，植苗林和萌芽林草本层优势种分别为五节芒、东方乌毛蕨、铁芒萁和铁芒萁、五节芒、东方乌毛蕨。(2)植苗林的草本层、灌木层、乔木层物种数分别比萌芽林高出28.57%、7.41%、83.33%，藤本植物物种数则是萌芽林比植苗林多12.50%。(3)植苗林的高位芽植物Ph、地面芽植物H、地上芽植物Ch、分别比萌芽林高出11.43%、40.00%、37.50%。
　　 更新方式对林下植物多样性的影响为：(1)若按600m2调查样地统计，萌芽林灌木层、草本层的平均物种丰富度分别为28.33±2.52、5.67±1.53，植苗林灌木层、草本层平均物种丰富度分别为30.67±1.15、5.67±1.15，两者灌木层、草本层物种丰富度差异不显著。(2)萌芽林灌木层Simpson指数极显著大于植苗林，生态优势度极显小于于植苗林，草本层Simpson指数差异不明显。(3)β多样性分析表明，两种更新方式林分内的Jaccard指数相近；植苗林的Cody指数、群落相异性系数比萌芽林的大，但差异不明显著。(4)萌芽林、植苗林的林分内相似性系数变动范围分别为59.38～76.47%、62.16～66.67%；林分间相似性系数范围在50.75～70.42%之间。

目录

文摘

英文文摘

第一章 桉树人工林生长、生物量及植物多样性研究进展

1.1 桉树人工林生长研究进展

1.2 桉树人工林生物量研究进展

1.3 桉树人工林植物多样性研究进展

1.4 桉树人工林更新方式及影响研究进展

1.5 本研究的目的、意义及创新之处

第二章 研究地点和方法

2.1 研究地点和样地设计

2.1.1 研究区域的自然环境

2.1.2 实验地概况

2.1.3 样地设计

2.2 调查与测定方法

2.2.1 林木生长量调查

2.2.2 林下植物物种的调查

2.2.3 林木生物量调查

2.2.4 群落冠层结构测定

2.3 统计分析方法

2.3.1 单株材积和林分材积的计算

2.3.2 林分生物量和生产力的计算

2.3.3 物种重要值的计算

2.3.4 植物多样性的计算

2.3.5 差异性分析

第三章 两种更新方式巨尾桉人工林林分结构和生长规律的比较研究

3.1 林分生长状况

3.1.1 胸径生长

3.1.2 树高生长

3.1.3 材积生长

3.2 两种更新方式林分结构分析

3.2.1 直径结构

3.2.2 树高结构

3.2.3 材积结构

3.2.4 冠层结构

3.3 林分乔木层的结构多样性

3.4 巨尾桉树高与胸径的相关性分析

3.5 两种更新方式巨尾桉人林分生长因子和结构因子的差异性分析

3.6 小结与讨论

3.6.1 更新方式对巨尾桉林分生长规律的影响

3.6.2 更新方式对巨尾桉林分生长特性的影响

3.6.3 更新方式对巨尾桉林分结构及冠层结构的影响

第四章 两种更新方式巨尾桉人工林生物量和生产力的比较研究

4.1 两种更新方式巨尾桉人工林生物量及动态

4.1.1 林木平均单株的生物量及器官分配

4.1.2 林木群体的生物量及动态

4.2 两种更新方式巨尾桉人工林乔木生产力及动态

4.3 两种更新方式巨尾桉人工林乔木层生物量和生产力的差异性分析

4.4 小结与讨论

4.4.1 巨尾桉人工林乔木层生物量和生产力变化规律

4.4.2 更新方式对巨尾桉人工林分生物量和生产力的影响

第五章 两种更新方式巨尾桉人工林植物多样性与植物功能群的研究

5.1.林下植物科属种组成及其重要值分析

5.1.1 林下植物科属种组成

5.1.2 灌木层物种组成与重要值分析

5.1.3 草本层物种组成与重要值分析

5.2 植物功能群分析

5.2.1 植物的生长型特征

5.2.2 植物的生活型特征

5.2.3 植物的种子传播特征

5.3 两种更新方式林分植物多样性

5.3.1 物种丰富度

5.3.2 α多样性

5.3.3 β多样性

5.3.4 林分内、林分间群落相似性分析

5.4 群落植物多样性的时空变化

5.4.1 群落植物多样性动态

5.4.2 灌木层和草本层植物多样性的变化

5.5 小结与讨论

5.5.1 更新方式对林下植物功能群的影响

5.5.2 更新方式对林下植物多样性的影响

5.5.3 林下植物多样性的时空动态

第六章 结论与建议

6.1 结论

6.1.1 更新方式对巨尾桉林分结构和生长特性的影响

6.1.2 更新方式对巨尾桉人工林生物量和生产力的影响

6.1.3 更新方式对巨尾桉人工林植物多样性和功能群的影响

6.2 建议

参考文献

附录

附录1：广西钦州大番坡巨尾桉人工林样地植物名录

附录2：样地外貌及地形图

致谢

攻读学位期间发表论文情况