南亚热带杉木人工林近自然化改造对林分生物量及物种多样性的影响

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文章通过对南亚热带杉木人工林近自然化改造8a后的林分生长发育、生物量与物种多样性的实地监测调查,探究了改造后杉木人工林生长发育和林分结构的演变机制,表明了杉木人工林生物量及物种多样性在不同间伐强度及套种阔叶树种这两种近自然化改造方式下的影响变化,研究表明:
　　(1)间伐促进了改造林分杉木的胸径、树高的生长。强度间伐(74％)林分杉木的平均胸径达到(22.97±0.57)cm,平均树高达到(16.40±0.62)m;中度间伐(50%)林分的平均胸径为(19.83±0.76)cm,平均树高为(14.80±1.56)m;弱度间伐(34%)林分的平均胸径为(18.20±0.70)cm,平均树高为(14.63±0.57)m。未间伐对照林分平均胸径达到(18.75±0.33) cm,平均树高高于所有间伐林分,达到(17.57±1.06)m。只有强度间伐能显著提高杉木单株材积。
　　(2)间伐强度对套种的幼龄红椎、大叶栎、润楠生长无显著影响,而各套种树种间生长有一定差异,米老排较适合作为杉木近自然化改造优选树种。8年生林冠下米老排的平均胸径为8.83cm,分别是红椎、大叶栎、润楠的1.80、2.01、2.11倍。
　　(3)间伐显著促进了杉木林下自然更新生长。林下更新树种密度最大的是中度间伐(50%)林分,其次是弱度间伐(34%)林分,强度间伐(74%)林分最小,林分密度分别为15.72株/hm2、15.33株/hm2、10.33株/hm2,显著高于更新密度仅为0.61株/hm2的对照林分。林下自然更新树种平均胸径、平均树高均随着间伐强度增大而增大,平均胸径在4.14cm到4.98cm之间,平均树高在4.84m到5.93m之间。
　　(4)中、强度间伐能提高杉木单株生物量,且对杉木单株各器官生物量分配产生了明显的作用。平均木单株生物量表现为:强度间伐(74%)林分(229.21kg/株)>对照林分(0%)(167.92kg/株)>中度间伐(50%)林分(159.27kg/株)>弱度间伐(34%)林分(136.17kg/株)。单株各器官生物量分配格局、各器官的相对生物量所占比例均表现为干>根>枝>皮>叶。
　　(5)主林层,间伐林分与对照林分杉木总生物量差异明显,随间伐强度递增生物量递减。强度间伐(74%)林分生物量为123.42t/hm2,中度间伐(50%)林分为161.29t/hm2,弱度间伐(34%)为214.74t/hm2,对照林分(0%)为262.14t/hm2。各器官生物量分配规律为干(50.19%~56.48%)>根(25.08%~25.48%)>枝(8.00%~14.22%)>皮(5.27%~6.06%)>叶(4.27%~5.25%)。间伐提高下林层生物量及所占林分的生物量分配比。地上部分生物量分配百分比在75.57%到77.26%,地下部分则在22.89%至25.87%之间。套种树种中,米老排生物量贡献率最大,间伐强度越大对米老排生物量积累越有利。近自然化改造对灌草生物量影响不显著。林分生物量的空间分布格局均表现为:乔木层>调落物层>林下植被层。
　　(6)近自然化改造的杉木人工林物种结构、重要值有一定变化。改造样地总共有185种维管束植物,分属76科143属。杉木林下蕨类植物较为丰富,总共分布有17科23属33种蕨类植物。物种丰富度表现为草本层>灌木层>乔木层>层间层。在乔木层中杉木的重要值随间伐强度增强而有所下降,套种的阔叶树种米老排、红椎、大叶栎重要值都超过10%,也有三桠苦、大果榕、大叶白纸扇、粗叶榕、凸尖紫麻自然更新至乔木层;灌木层主要为凸尖紫麻、柏拉木、三桠苦、大青等,这些种重要值均大于10,同时出现了石岩枫、粗糠柴、中平树等偏阳生树种;层间植物主要以变叶胡椒、络石、山薯、玉叶金花、胡椒、爬藤榕为主。草本层的以淡绿短肠蕨、金毛狗、福建观音座莲、半边旗、有刺凤尾蕨、三羽新月蕨等丰富的蕨类植物占有绝对优势,重要值排序都在前列。
　　(7)近自然化改造促进物种多样性向趋好方向发展。间伐后乔木层Gleason物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数均与对照差异显著,但间伐强度间差异不明显。强度间伐(74%)林分物种丰富度为19.67,中度间伐为17.67,弱度最高,达到24.00,而对照林分仅为4.33。近自然化改造对林下灌草层的Margale物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数等影响不显著,这符合林分近自然化改造规律。

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作者
蓝嘉川;
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作者单位

广西大学;

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授予单位广西大学;
学科生态学
授予学位硕士
导师姓名温远光;
年度 2014
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类杉木;
关键词
近自然化改造; 杉木人工林; 生长发育; 林分生物量; 物种多样性;

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