湖南会同毛竹林土壤水源涵养及生物量的研究

摘要

水源涵养林在改善生态环境,尤其是在涵养水源、保持水土、防洪蓄洪、净化水质等水资源保护方面发挥着重要作用,因此水源涵养林也越来越引起人们的重视。毛竹是我国特有的、最重要的经济竹种,由于毛竹林具有庞大的林冠层、较厚的枯落物层和盘根错节的根系网络,以及疏松多孔的森林土壤,以上特性使得毛竹成为优良的水源涵养植物。以湖南省会同县的毛竹为研究对象,系统的对该地区的毛竹林涵养水源功能进行了研究。研究结果表明:
　　 1.会同县不同森林类型土壤的非毛管空隙度存在显著性的差别,以杉木毛竹混交林最大,毛竹林次之,杉木林最小。这主要是因为一方面毛竹的鞭根穿透能力强,细根发达,在不同深度的土层内左右穿插,形成纵横交错的根系网络,促进土壤各种孔隙的形成；另一方面,杉木毛竹混交林改善林地土壤结构,疏松了土壤,增加土壤孔隙度。不同森林类型土壤蓄水能力以杉木毛竹混交林最大,它分别比杉木林大81.08％,比毛竹林大11.81％。树高和胸径对土壤非毛管孔隙度影响差异性显著,土壤层的深度对其的影响显著。其显著性水平都达到了0.01以上。
　　 2.毛竹各器官地上部分生物量大小排序为秆>枝>叶,生物量在四个龄级上的分配为:3龄级>4龄级>2龄级>1龄级,其中3龄竹单株生物量最高,为41.599kg。总生物量和竹杆的生物量,随年龄的逐渐增加,呈现上升趋势,枝、叶、根的生物量年龄的逐渐增加呈现下降趋势。在各龄级中,秆的生物量一直是生物量主要构成部分。
　　 3.毛竹各因子生物量相关性表明毛竹的胸径、高度与杆重、枝重、根重、总生物量有很大的相关性,而与竹叶、竹枝的相关性差,是因为一年生竹竹叶较少含水率也大,三,四年生枝叶较多,其生物量与年龄和枝下高的相关性较大。对会同毛竹的各器官生物量通过①W=a×Db×Hc②W=a×(D2H)b③W=a+bD+cH④w=a(D+1)bHc以上的四个模型进行了拟合,得出了模型一、模型三、模型四,这三个模型很好地拟合了胸径、竹高与秆重、根重、总干重的关系,拟合的方程相关系数均达到极显著水平,但是四个模型对叶重和枝重的拟合关系相关系数小,说明其拟合方程不可用于估测叶的生物量。选择对根系生物量拟合较好的模型一。
　　 4.建立了非毛管孔隙度与根系生物量的关系模型:直线方程:F=-0.007+0.035×W；二次方程:F=0.106-0.076×W+0.022×W2复合曲线模型:F=0.028x1.488W；幂曲线模型F=0.040×W0.814；增长曲线F=e(-3.568+0.397/W)；指数模型F=0.028×e0.397W,各相关系数都达到了0.8以上,说明拟合的精度较高。结合前面建立的根的生物量模型,在实测了单株毛竹或者林分的平均胸径和树高的前提下,从而可以推算出,单株毛竹及林分的非毛管空隙度,进而可以计算出单株及林分的水源涵养能力。因此,只要知道了毛竹的胸径和树高,就可通过模型来算出毛竹的水源涵养的能力。
　　 毛竹根系纵横分布于土壤中,一方面直接增加了林地土壤的毛管孔隙度,另一方面则由于根系的新陈代谢活动增加了土壤有机质的含量,使土壤结构更利于含蓄水源,故根系的生物量对于林地土壤的涵养水源的功能十分重要,因此,在进行水源林树种选择时,应把根系是否丰富作为重要的考虑参数。

目录

文摘

英文文摘

引言

1 水源涵养与生物量概述

1.1 毛竹水源涵养功能研究进展

1.1.1 国内研究进展

1.1.2 国外研究进展

1.1.3 毛竹林水源涵养功能

1.2 毛竹林生物量研究进展

1.2.1 国内生物量的研究进展

1.2.2 国外生物量的研究进展

2 研究目的与内容

2.1 研究的主要目的

2.2 研究的主要内容

3 研究技术路线和方法

3.1 研究技术路线

3.2 研究方法

4 会同毛竹林土壤涵养水源功能研究

4.1 研究地自然概况

4.2 样地调查

4.3 数据处理

4.4 土壤理化性质的测定

4.5 不同的森林类型影响毛竹水源涵养的能力

4.5.1 不同的森林类型土壤非毛管空隙度方差分析

4.5.2 不同的森林类型土壤蓄水能力

4.6 不同的测树因子影响毛竹水源涵养的能力

4.6.1 不同树高影响非毛管孔隙度的方差分析

4.6.2 不同胸径影响非毛管孔隙度的方差分析

4.7 土层深度影响毛竹水源涵养的能力

5 会同毛竹生物量研究

5.1 单株生物量及分配规律

5.2.毛竹不同年龄分株各构件生物量

5.2.1 不同龄级单株生物量配置

5.2.1 不同年龄毛竹各器官生物量所占百分比

5.3 毛竹生物量模型

5.3.1 毛竹各器官生物量相关性分析

5.3.2 毛竹生物量模型拟合

5.3.3 毛竹生物量模型检验

6 水源涵养能力与生物量的关系研究

6.1 根系生物量与非毛管空隙度模型拟合

6.1.1 根系生物量与非毛管孔隙度相关性分析

6.1.2 根系生物量与非毛管孔隙度模型拟合

6.1.3 根系生物量与非毛管孔隙度模型检验

6.2 秆的生物量与非毛管孔隙度的关系

6.3 总的生物量与非毛管孔隙度的关系

7 结论与讨论

7.1 结论

7.2 讨论

参考文献

附录 :攻读学位期间的主要学术成果

致谢