四川盆周山地杉木人工混交林对铝毒害的缓解作用

摘要

杉木是我国南方重要的用材树种，有着长期栽培的历史，种植面积较大，为我国森林资源的增加和利用做出了重要的贡献。但是，随着大气环境日益恶化以及诸如杉木、马尾松、桉树等树种人工纯林的过度营造，在全球范围内发生了诸如地力衰退、病虫害、酸雨、火灾、生态恶化等问题，成为我国乃至全球重大的林业和环境问题，造成了很大的经济损失。
　　 杉木铝毒害问题引起了许多国家政府的高度重视，纷纷对此展开了一系列相关的研究。国内已有的杉木人工林地力退化研究，多侧重于营养元素的供需矛盾，近年的研究，逐渐向“植物营养胁迫”，特别是铝毒、锰毒及其作用机制逼近，土壤酸化引起的植物生长缓慢甚至死亡问题，已经成为阻碍我国林业发展的重大问题。因此，研究酸性土壤林木生长所遭受的铝毒害问题，对开发利用酸性土壤资源，提高林地生产力有着十分重要的意义。
　　 在四川盆周山地现有杉木人工混交林主要生长区设立18个临时样地对杉木铝毒害问题进行研究，借鉴国内外有关森林群落及森林土壤酸化研究方法，在对样地进行数量分类的基础上，探讨杉木人工混交林群落的植被组成状况、生物多样性状况以及土壤酸化引起的铝毒害等方面的问题；通过研究不同树种配置的杉木人工混交林地上部分林分生长状况以及地下部分与铝毒害有关的几种离子的含量，分析哪些树种配置下杉木的铝毒害程度较轻，哪种树种配置具有更好的缓解铝毒害的效果，哪些树种具有抗铝毒害性能，哪些树种缓解铝毒害的效果较好，为解决不同树种配置杉木人工混交林缓解铝毒害效果优劣问题提供方法和依据，同时也为抗铝毒害植物的选择提供一个思路，为解决我国南方大面积森林铝毒害问题开辟一条高效、低耗、无污染的生物防治途径，具有重要的理论参考价值和广阔应用前景，得到以下主要研究结果。
　　 (1)四川盆周山现有杉木人工混交林主要生长区所设立的18个临时样地所包含的蕨类植物、裸子植物、被子植物共27个科43个属47个种，各林分植物科属种的组成基本上以单科单种或单科多种为主。把含有3种或3种以上植物的科作为林分的优势科，则乔木层优势科有3个，分别是桦木科，樟科和壳斗科；灌木层优势科有一个，为蔷薇科；草本层优势科是禾本科和蕨类植物。
　　 (2)通过对样地的数量分类，最终得到的分类结果为：
　　 Ⅰ.杉木+阔叶乔木+灌木，乔木树种种类不丰富，灌木比例较大，盖度在40％左右，包括样地9,10;
　　 Ⅱ.杉木纯林+灌木，杉木数量大，灌木比例小，草本丰富且盖度较高，包括样地4,17;
　　 Ⅲ.杉木+柳杉+阔叶乔木+灌木，针叶和阔叶树种所占比例基本对等，灌木种类较丰富，盖度在20％左右，包括样地1，3,13，18;
　　 Ⅳ.杉木+木荷+阔叶乔木，阔叶乔木主要为桤木，檫木，黄檗，栎类，川楝等.木荷为明显的指示树种，阔叶树种种类较多且数量丰富，阔叶树种所占比例较大，在60％左右，灌木较少，包括样地2,6，8,12,14，15;
　　 Ⅴ.杉木+毛竹+阔叶乔木，阔叶乔木主要为毛泡桐，栎类，马尾松等，毛竹为明显的指示树种，阔叶树种种类丰富所占比例较大，在50％左右，灌木较少，包括样地5,7，11,16。
　　 (3)5个不同类型的杉木林所遭受的铝毒害程度大小关系为，类型Ⅴ＜类型Ⅳ＜类型Ⅰ＜类型Ⅲ＜类型Ⅱ。反映出杉木与阔叶乔木混交且乔木树种种类多、数量丰富，优势阔叶树种较多的杉阔混交林缓解铝毒害的效果最好；灌木缓解铝毒害的效果显著，灌木数量丰富且比例较大的林分缓解铝毒害的效果较好；针叶树种柳杉、水杉、马尾松等缓解铝毒害的效果不明显，不如阔叶乔木和灌木。
　　 缓解杉木铝毒害的最优树种配置类型为：杉木混交阔叶树种，阔叶树种种类多且分布均匀，辅以较为丰富的灌木树种。营造阔叶乔木时尽量种植一些缓解铝毒害效果较好的指示树种，阔叶树种所占比例在50％以上最好。
　　 (4)通过典范相关分析，确定的对铝毒害有比较好的缓解作用的树种有：木荷，桤木，檫木，润楠，毛泡桐，槭树，毛竹，峨眉栲，栎类，茶树，花楸，山刺玫，悬钩子等。根据适地适树的原则，在杉木主要生长区尽可能营造以上指示树种的杉木人工混交林。

目录

文摘

英文文摘

1．绪言

1.1 铝毒害研究进展

1.1.1 国内外研究概况

1.1.2 铝的存在形态及其对植物生长的影响

1.2 杉木生物学特性

1.3 研究背景与意义

2 研究内容与方法

2.1 研究区概况

2.2 样地设计

2.3 研究内容与方法

2.3.1 植被区系特征

2.3.2 植物群落的数量分类

2.3.3 植物群落多样性

2.3.4 森林土壤化学性质

2.3.5 典范相关分析

2.4 技术路线

3 结果与分析

3.1 杉木人工混交林的植被区系特征

3.1.1 科、属、种组成

3.1.2 样地之间的相似性系数

3.1.3 重要值

3.2 杉木人工混交林植被的数量分类

3.2.1 Twinspan分类

3.2.2 DCCA排序

3.2.3 方差分析

3.3 杉木人工混交林群落多样性

3.3.1 物种多样性指数分析

3.3.2 不同配置类型之间的物种多样性差异

3.4 杉木人工混交林土壤酸化特征

3.4.1 多元相关分析

3.4.2 通径分析

3.4.3 不同配置类型之间的土壤酸化差异

3.5 杉木人工混交林的典范相关分析

4 结论与讨论

4.1 主要结论

4.2 本文特色

4.3 研究展望

参考文献

致谢

附录A 植物科属种名录

附录B 多重比较表