三峽庫區(qū)馬尾松、柏木林木生長及健康經(jīng)營研究.pdf

1、全球氣候變化是人類生存所面臨的重大問題，而三峽庫區(qū)因地形復(fù)雜，物種豐富、群落多樣，一直是我國乃至世界研究關(guān)注的熱點地區(qū)，因此三峽庫區(qū)主要樹種的生長與氣候因子之間的關(guān)系以及其森林健康問題成為本研究的主要內(nèi)容。樹木年輪氣候?qū)W是以植物生理學(xué)為基礎(chǔ)，以樹木年輪生長特性為依據(jù)，研究氣候?qū)淠旧L影響的程度。本研究試圖通過樹木年輪學(xué)的方法，解釋三峽庫區(qū)主要樹種生長與氣候因子之間的關(guān)系，從森林經(jīng)營的角度通過影響森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、環(huán)境因子，試圖改善森

2、林健康狀況，提高森林結(jié)構(gòu)多樣性，增強森林抵御外界干擾的能力，實現(xiàn)三峽庫區(qū)森林的健康、持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。
　　本研究利用庫區(qū)森林資源二類清查資料和國家氣象局氣象網(wǎng)站多年歷史數(shù)據(jù)，調(diào)查庫區(qū)主要縣市的森林蟲害發(fā)生歷史記錄，對其森林健康狀況進行了評價和分類，對蟲害發(fā)生和危害等級進行了劃分，并建立了地理信息系統(tǒng)。通過樣地調(diào)查和樹木年輪資料的獲取，分析主要樹種生長趨勢，建立主要樹種不同地域、不同海拔高度樹木生長與氣候因子之間的關(guān)系模型。通過一定

3、的經(jīng)營措施，試圖通過改變林分微環(huán)境控制和改善葉蜂危害狀況。分析結(jié)果表明：
　　1.馬尾松生長不同海拔對氣候的響應(yīng)不同，海拔600m時，馬尾松生長主要受5，6月份的降雨和5，6月份的濕度指數(shù)影響，而海拔900m時受5，6月份溫度和上年11月份降雨和濕度指數(shù)影響。
　　2.庫區(qū)中游云陽縣分布上限的馬尾松樹輪寬度指數(shù)變化幅度大于下限，且上限樹輪樣本的信噪比、樣本總體代表性要高于下限的。總體來講，上限樹木的生長對環(huán)境的敏感性高于下限

4、的。進一步分析表明上限馬尾松生長受前一年溫度和降水的影響，而分布在生長下限的馬尾松生長只與當(dāng)年降水有關(guān)，這表明云陽分布在上限的馬尾松和分布在下限的馬尾松生長與氣候因子之間的關(guān)系不同；氣候因子對分布在上限的馬尾松生長的影響存在滯后效應(yīng)。
　　3.運用相關(guān)函數(shù)及單年分析等樹木年輪氣候?qū)W方法，研究三峽庫區(qū)上游馬尾松徑向生長與氣候變化的關(guān)系，結(jié)果表明，馬尾松的生長對環(huán)境變化比較敏感，不同海拔馬尾松對降雨量和氣溫的響應(yīng)不同，海拔600 m處

5、馬尾松生長與5，6月份的降雨和濕潤指數(shù)顯著相關(guān)，而海拔900 m處馬尾松與環(huán)境的關(guān)系相對復(fù)雜，除受當(dāng)年5，6月份溫度影響外，還受上年11月份濕潤指數(shù)的影響，說明同一地區(qū)不同海拔梯度的馬尾松對氣候的響應(yīng)具有不同特征。最后用多元回歸模型回歸了馬尾松徑向生長與氣候因子之間的關(guān)系。
　　4.利用蟲害發(fā)生的歷史記錄，按照單位時間內(nèi)蟲害發(fā)生的頻率劃分為頻發(fā)區(qū)、偶發(fā)區(qū)和安全區(qū)。秭歸為湖北庫區(qū)病蟲害發(fā)生頻率最嚴重的縣，頻發(fā)區(qū)為茅坪鎮(zhèn)；偶發(fā)區(qū)為郭家

6、壩鎮(zhèn)和歸州鎮(zhèn)；除此外基本屬于安全區(qū)域。而夷陵縣馬尾松毛蟲則在太平溪鎮(zhèn)、樂天溪鎮(zhèn)和小溪塔鎮(zhèn)為頻發(fā)區(qū)；三斗坪鎮(zhèn)和雅雀嶺鎮(zhèn)為偶發(fā)區(qū)；其他地區(qū)均為安全區(qū)。
　　5.各種氣象因子綜合作用于馬尾松毛蟲的發(fā)生，秭歸縣馬尾松毛蟲的發(fā)生主要受受溫度和日照的影響比較顯著，其次為風(fēng)速，馬尾松毛蟲的發(fā)生面積主要與當(dāng)年4月份的平均溫度、最高溫度、最低溫度和日照時數(shù)相關(guān)。
　　6.通過主成分分析，影響夷陵地區(qū)馬尾松毛蟲發(fā)生的主要是降雨、日照和溫度，通過

7、月份氣象因子的分析，4月份的平均溫度、4月份日照時數(shù)和5月份總降雨量與馬尾松毛蟲發(fā)生面積之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系。
　　7.不同帶寬改造后對林分徑級組成的影響主要在小徑級林木，即改造后無論哪種帶寬，都表現(xiàn)出低徑級林木株數(shù)增多的現(xiàn)象，而對高徑級則影響不大。不同樹種改造帶柏木更新幼苗數(shù)量都比未改帶有明顯的增加，而不同樹種在改造帶內(nèi)所產(chǎn)生的環(huán)境條件的不同，導(dǎo)致柏木幼苗數(shù)量的差異。
　　8.帶狀改造后對Simpson指數(shù)的影響不同，2

8、0m帶寬改造對于灌木層來講，Simpson指數(shù)改造帶平均0.4813，未改帶為0.6078，未改帶高出改造帶20.8％，而草本卻恰恰相反，改造帶0.6478，未改造0.4393，改造帶高出未改帶32.2%。6m改造后灌木層生物多樣性指數(shù)D，H與20m結(jié)果一致，S則是改造帶小于柏木帶，與20m處理的結(jié)果相反。
　　20m帶寬改造后Shannon-Wiener指數(shù)與Simpson指數(shù)的結(jié)果相似，改造帶灌木：0.985,未改帶灌木1.2

9、609，未改帶比改造帶高21.8%，改造帶草本1.3403，未改帶0.8767，改造帶比未改帶高出34.6%。
　　9.6m帶寬改造后9，10月份平均溫度分別比20m帶寬高0.85℃，0.62℃，最高溫度之間分別相差0.39℃和0.77℃，6m帶寬的較差要比20m的低，說明改造帶窄，整個林分的郁閉度比20m的高，土壤溫度由于太陽輻射影響而產(chǎn)生的溫度差異要小。
　　10.帶狀改造后改造帶內(nèi)部與邊緣葉蜂幼蟲的數(shù)量存在顯著差異，而

10、不同帶寬之間沒有產(chǎn)生顯著差異，帶寬改造帶內(nèi)葉蜂入土的數(shù)量顯著高于林分邊緣，而不同帶寬之間沒有顯著差別。葉蜂入土主要集中在5月9-18日的10天之間。6m帶寬、20m帶寬及20m改造林緣在這10天內(nèi)截獲的幼蟲數(shù)量分別占截獲幼蟲總數(shù)量的85%，88%和79%。即平均84%的葉蜂幼蟲是在5月9-18日之間入土。
　　11.不同帶寬改造對土壤理化性質(zhì)的影響不同，土層深度20～40cm的土壤容重降低的幅度20m帶寬要高于6m帶寬改造，而土層

11、0～20cm土壤容重降低的幅度6m帶寬要高于20m帶寬改造；6m改造帶土層0～20cm和20～40cm土壤總孔隙度分別提高4.7%、1.6%，而20m改造帶土層0～20cm土壤總孔隙度提高23.4%,土層20～40cm土壤總孔隙度比對照則降低了29.4%。土壤有機質(zhì)由于改造后林分環(huán)境條件的不同，使有機質(zhì)積累和分解的速度不同，導(dǎo)致20m帶寬改造后土層0～20cm和20～40cm有機質(zhì)含量比對照分別提高了15.0%、28.4%。6m帶寬改造