湖南省马尾松林生物量动态特征及其对龄组结构变化的响应

摘要

马尾松（Pinus massoniana）是我国南方次生林演替的先锋树种，也是荒山人工造林的主要树种。2009年森林资源数据表明，全国马尾松林面积达1.20×109hm2，蓄积量为5.88×1010m3。同时，马尾松适应性强、生长快，其碳吸存能力强、潜力大。可见，马尾松林在木材和非木质产品生产、区域森林植被恢复和生态系统服务等方面具有十分重要的作用。本研究根据湖南省1983年-2009年的森林资源数据，用各龄组林分生物量和材积源法，分别估算全省及各地市(州）马尾松林的生物量，分析马尾松林生物量变化趋势及分布格局，在假设提高经营水平的基础上，预测全省及各地市马尾松林的生产潜力。主要研究结果为:
　　(1)马尾松林典型样地数据表明，湖南省马尾松林各龄组的林分平均生物量随着林龄的增大而增加，其中幼龄林的林分平均生物量为13.75t·hm-2，中龄林的生物量34.83t·hm-2，近熟林的生物量54.83t·hm-2，成熟林的生物量91.22t·hm-2，说明马尾松在达到成熟林前林分生物量的生长潜力大，目前湖南省马尾松幼龄林的面积较大，成熟林的面积较小，马尾松林仍具有较大的生长潜力。
　　(2)用材积源法估算的1983-2009年5个年段湖南省马尾松林生物量总量分别为38.55×106t(1983-1987年)、51.19×106t(1990-1995年)、44.06×106t(1996-1999年)、69.50×106t（2000-2004年）和35.58×106t（2005-2009年）。与1983-1987年段相比，2005-2009年段马尾松林生物量减少了2.97×106t，其中1996-1999年段和2005-2009年段呈负增长，分别比上年段减少13.92％和48.80％;1990-1995年段和2000-2004年段呈正增长，增长率分别为32.78％和57.73％。用相对生长方程法估算的1983-2009年各年段马尾松林生物量总量分别为43.43×106t（1983-1987年）、45.36×106t(1990-1995年)、72.51×106t(1996-1999年)、90.61×106t(2000-2004年)和54.56×106t（2005-2009年），其中1983年到-2004年马尾松林生物量的增长率为52.06％，2005-2009年段有所降低，减少36.78％。
　　(3)尽管材积源法和相对生长方程估算1983年-2009年间全省马尾松生物量的变化趋势存在一定差异，但估算值的差距不大。因此，用2种方法估算的平均值来分析各时间段全省各龄组马尾松总生物量的变化。过去25年湖南省马尾松林生物量变化为40.87×106 t-90.61×106 t，1983-2004年间呈上升趋势，总生物量由1.31×106t增加到22.26×106t，主要是因为近熟林和成熟林的面积和生物量的增加而导致的。各地市（州）的马尾松林总生物量总体表现为马尾松林生物量从1983-1995年间增加，1995-1999年下降，2004年增加，2009年有所下降。
　　(4)回归分析显示各龄组所占面积的比例对马尾松林生物量影响显著，其中成熟林和过熟林所占面积比例的影响最大;龄组面积比例变化值对总生物量变化的影响达到极显著，其中幼龄林和中龄林比例变化对生物量影响最大，龄组结构调整和培育大径材马尾松有利于增加区域森林生物量。
　　综上所述，2009年湖南省马尾松林的林分平均生物量为48.66t·hm-2，低于全国马尾松生物量平均水平86.3t·hm-2。过去25年，湖南省马尾松林的总生物量呈先增加再减小的趋势，2004年生物量高于1987年。提高林分单位面积生产力和调整龄组面积结构是增加森林生产潜力的有效途径。由于本研究仅估算了马尾松林乔木层生物量，今后研究应在生态系统水平上研究森林生态系统的生物量，如灌木层、草本层和凋落物生物量，为提高森林生态系统碳贮存量的估算提供科学依据。同时，加强森林经营理论应用，合理调整森林结构，提供森林生产力。本研究结果可为湖南省森林生物量研究和经营管理提供基础数据和技术支撑。

目录

声明

摘要

1 文献综述

1．1 选题背景

1．2 研究目的

1．3 研究地概况

1．3．1 国内外森林生物量研究现状

1．3．2 森林生态系统生物量的影响因子

1．3．3 森林生物量的研究方法

1．3．4 存在的问题

2．研究区域概况

3 研究方法

3．1 基础数据

3．2 马尾松林生物量总量计算

3．3 湖南省马尾松林生产潜力估算

4 结果与分析

4．1 湖南省马尾松不同龄组林分生物量

4．2 湖南省1983-2009年马尾松林面积及蓄积量变化

4．3 湖南省马尾松林1983-2009各年段生物量

4．3．1 材积源法估算的1983-2009年各年段马尾松林生物量

4．3．2 相对生长方程估算的1983-2009年各年段马尾松林生物量

4．3．3 两种估算方法计算湖南省马尾松林总生物量比较

4．3．4 两种估算方法计算湖南省14个地市(州)马尾松林总生物量比较

4．4 湖南省过去25年马尾松林总生物量

4．4．1 湖南省1983-2009年马尾松林生物量变化

4．4．2 各地市(州)1983-2009年间马尾松林生物量变化

4．4．3 1983-1987年间马尾松林生物量

4．4．4 1990-1995年间马尾松林生物量

4．4．5 1996-1999年间马尾松林生物量

4．4．6 2000-2004年问马尾松林生物量

4．4．7 2004-2009年间马尾松林生物量

4．4．8 龄组因子对马尾松林生物量的影响

4．5 湖南省马尾松林生物量增加潜力

5 结论

参考文献

攻读学位期间的主要学术成果

致谢