中亚热带炼山造林后杉木人工林林下植被及土壤C、N、P特征

摘要

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国南方亚热带地区特有的优良速生用材树种，具有悠久的栽培历史。维持杉木人工林生态系统的长期生产力等问题是当今生态学的热点问题之一。炼山造林是我国南方杉木人工林经营的基本措施，炼山对杉木人工林生态系统的影响，尤其是对林下植被和土壤的理化性质的影响，是衡量炼山造林对杉木人工林持久生产力影响的重要依据。本文选择中亚热带杉木中心产区湖南省会同县炼山造林后的杉木人工林为研究对象，采用空间代替时间的方法，研究了炼山后不同年龄阶段(3a、7a、17a、25 a)的杉木人工林生态系统的林下植被和土壤C、N、P的特征，探讨了炼山造林对杉木人工林的长期影响，得到以下主要研究结果:
　　(1)在调查的5个杉木人工林林分内共出现林下植物总物种数为194种，分属于78科，142属;其中，对照样地共有林下植物72种，分属于36科59属，以蔷薇科、茜草科为主;炼山造林后3a共有林下植物88种，分属于46科79属，以禾本科、茜草科为主;7a共有林下植物60种，分属于43科56属，以蔷薇科、桑科为主;17a共有林下植物76种，分属于52科64属，以鳞毛蕨科、蔷薇科为主;25a共有林下植物68种，分属于45科63属，以禾本科、虎耳草科为主。
　　(2)灌木的植株密度在炼山造林后7a达到最大值，随后降低;草本在炼山造林后3a达到最大值，之后随林分年龄的增大而减少;藤本的株数密度基本不变。灌木的平均高则随着林分年龄的增大而增加;草本平均高在7a时达到最大值，随后降低;藤本则呈下降趋势。林下植被的盖度，在17a以前，随着林分年龄的增加减小，到17a后，有增加的趋势。
　　(3)炼山造林后的林分与对照样地中灌木、草本及藤本植物的优势种不尽相同，同一个物种的重要值存在明显差异。菝葜、大青、山苍子是灌木优势种;狗脊蕨、鱼腥草是草本优势种;广东蛇葡萄与绵毛猕猴桃是藤本植物优势种。
　　(4)炼山造林后林下植被的Jaccard相似度指数相对较低，均小于55％。与对照样地比，随林分年龄增大，Jaccard相似度指数增加。灌木、草本、藤本植物的Jaccard相似度指数均在炼山造林后25a时达到最大值，藤本植物的Jaccard相似度指数略高于灌木和草本。
　　(5)灌木的物种丰富度在炼山造林后3a达到最大值，之后开始下降;草本的物种丰富度在炼山造林后3到7a期间降低，在炼山造林后17a再度上升，之后又开始小幅下降;藤本植物变化不大。灌木的Simpson和Shannon-Wiener指数随林分年龄增大而下降;草本植物则先上升后下降，在17a时达到最大值;藤本植物变幅不大。灌木的均匀度指数始终保持下降的趋势;草本则先升高后降低，在17a时达到最大值;藤本植物先降低后升高，之后大幅下降。
　　(6)炼山造林后初期林下总生物量猛增，在7a时达到最大值(23.65 t·hm2);灌木生物量随着林分年龄的增大而减少，17a时达到最低值(0.18 t·hm-2)，之后开始小幅上升;草本与枯落物层生物量在7a时达到最高值，随后开始下降。枯落物层生物量占总生物量的比例最大，为44.4％-69.9％，灌木最低，为1.9％-37.0％。
　　(7)受采伐的影响，炼山前后，土壤pH值较小。炼山使土壤pH值略有上升，但影响不显著，造林3a后，pH值增加了33.7％。炼山对土壤容重的影响不显著。短期内，炼山显著降低了0-10cm层土壤有机碳的含量，但随着时间的推移土壤有机碳逐渐增加。炼山后土壤两层全N的含量均小幅下降，炼山造林后逐渐上升，17a时达到最大值。炼山后土壤两层的全P含量有所增加，但不显著，炼山造林后7a、17a、25a土壤两层全P含量显著高于炼山前。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景

1．2 林火生态发展概述

1．3 炼山对林下植被的影响研究

1．4 炼山对土壤的影响研究

1．5 研究目的和意义

2 研究地概况与研究方法

2．1 研究地概况

2．2 主要研究内容

2．3 研究方法

2．3．1 技术路线图

2．3．2 样地选取与设置

2．3．3 乔木层调查

2．3．4 林下植被调查

2．3．5 土壤样品采集与分析

2．3．6 多样性指数及计算方法

2．3．7 数据处理方法

3 结果与分析

3．1 炼山对杉木人工林林下植被组成及结构的影响

3．1．1 林下植被科属组成

3．1．2 林下植被生长状况特征

3．1．3 林下植被重要值

3．1．4 林下植被Jaccard相似度指数

3．1．5 林下植被物种多样性变化特征

3．2 炼山对林下植被与枯落物生物量的影响

3．2．1 林下植被层生物量特征

3．2．2 枯落物生物量特征

3．3 炼山前后土壤特征

3．3．1 土壤pH值与容重

3．3．2 土壤有机碳

3．3．3 土壤全N

3．3．4 土壤全P

3．3．5 林下植被物种多样性、生物量与土壤特征的相关性分析

4 结论

4．1 炼山造林对杉木人工林林下植被组成及结构的影响

4．2 炼山造林对杉木人工林林下植被及枯落物生物量的影响

4．3 炼山造林对杉木人工林土壤特征的影响

5 创新点

6 研究展望

参考文献

攻读学位期间的主要学术成果

致谢