大興安嶺闊葉混交低質(zhì)林不同改造模式效果的研究.pdf

1、本文以大興安嶺闊葉混交低質(zhì)林為研究對象，通過帶狀6m(S1)、10m(S2)、14m(S3)、18m(S4)和塊狀25m2(G1)、100m2(G2)、225m2(G3)、400m2(G4)、625m2(G5)、900m2(G6)改造模式進行改造后，對各樣地枯落物持水性能、土壤理化性質(zhì)、土壤呼吸速率、物種多樣性、植被生長等指標進行了連續(xù)5年的觀測，分析了不同改造模式各項指標的動態(tài)變化，并且建立了綜合評價模型，對不同改造模式進行了綜合評價

2、。研究結(jié)果可以準確掌握低質(zhì)林改造過程中恢復(fù)的過程及現(xiàn)狀，有助于低質(zhì)林改造措施的開展與調(diào)整，有利于提升大興安嶺林區(qū)低質(zhì)林的經(jīng)營水平，提高森林質(zhì)量和生產(chǎn)力，改善森林的多種生態(tài)功能，對大興安嶺林區(qū)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。研究結(jié)果如下：
　　(1)各改造樣地枯落物蓄積量、最大持水量、有效攔蓄量隨著時間的推移呈現(xiàn)先下降后上升的過程。樣地S2、G2枯落物蓄積量、最大持水量、有效攔蓄量在改造后的第一年（2010年）明顯高于對照樣地(P＜0

3、.05)，在改造后的第二年和第三年（2011年和2012年）不同改造樣地各指標都低于對照樣地，到改造后的第五年（2014年）樣地S2、G1、G2、G3枯落物各指標都高于對照樣地，帶狀改造樣地中樣地S2枯落物蓄積量(11.14t·hm-2)、最大持水量（60.19t·hm-2）、有效攔蓄量(47.31t·hm-2)最高，塊狀改造樣地中樣地G2枯落物蓄積量（10.37t·hm-2）、最大持水量(58.50t·hm-2)、有效攔蓄量（46.1

4、9t·hm-2）最高。各樣地半分解層枯落物蓄積量、最大持水量、有效攔蓄量等指標都高于未分解層枯落物。改造后第五年（2014年）各樣地枯落物持水量與浸泡時間之間的關(guān)系滿足對數(shù)曲線，枯落物吸水速率與浸泡時間之間的關(guān)系滿足乘冪曲線。
　　(2)各改造樣地改造后第一年（2010年）土壤結(jié)構(gòu)受到比較嚴重的破壞，土壤容重較高，土壤水分以及孔隙狀況較差，之后隨著更新植被的生長，土壤物理性質(zhì)在波動過程中逐漸改善。各改造樣地土壤pH值隨時間的推移呈

5、現(xiàn)先下降后上升的過程，同年各改造樣地土壤pH值隨樣地面積增加而上升。各改造樣地土壤有機質(zhì)、全量養(yǎng)分和速效養(yǎng)分含量在改造后的前兩年明顯高于對照樣地，之后隨時間的推移開始流失下降，甚至低于對照樣地，隨著各改造樣地人工更新苗木以及天然更新植被的生長，土壤養(yǎng)分含量又有所上升。在改造后第五年（2014年），帶狀改造樣地S2、S3，塊狀改造樣地G2、G3，土壤容重較低，持水能力較強，孔隙度較大，土壤養(yǎng)分含量較高。
　　(3)各帶狀改造樣地和對

6、照樣地白天土壤呼吸速率均高于夜間土壤呼吸速率，一天當中土壤呼吸速率最高值一般出現(xiàn)在12:00～15:00，土壤呼吸速率最低值一般出現(xiàn)在23:00～3:00。各改造樣地土壤呼吸速率隨時間的推移先上升后下降，隨后又上升，2014年各改造樣地土壤呼吸速率都低于對照樣地，且差異顯著(P＜0.05)，其中樣地S3土壤呼吸速率（5.84μmol·m-2·s-1）最高。土壤呼吸速率與土壤溫度的關(guān)系適合指數(shù)模型(R2為0.79～0.90)，Q10值在2

7、.23～2.66之間，土壤呼吸速率和土壤濕度(9％～27％)呈顯著的二次曲線關(guān)系（R2為0.65～0.85），應(yīng)用雙因素復(fù)合模型擬合效果優(yōu)于單因子模型，土壤溫濕度能夠共同解釋各樣地土壤呼吸速率的70.7％～92.5％。各樣地土壤呼吸速率與土壤總孔隙度、有機質(zhì)含量存在顯著的正相關(guān)性，與土壤pH、氮含量及半分解枯落物蓄積量相關(guān)性也較高。
　　(4)各樣地在改造后第五年（2014年）喬木層物種樣性評價指數(shù)都低于對照樣地，其中S3的喬木層

8、Shannon-wiener多樣性指數(shù)(1.37)、Pielou均勻度指數(shù)(0.98)最高;各改造樣地灌木層Shannon-wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)都高于對照樣地，其中S4最高，達到了1.52、0.95;各改造樣地草本層物種豐富度指數(shù)和Shannon-wiener多樣性指數(shù)都高于對照樣地，其中G6草本層Shannon-wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)最高，達到了2.08、0.87。在改造后的5年時間里

9、各改造樣地胸徑和樹高總生長量高于對照樣地，帶狀改造樣地中S2胸徑和樹高總生長量最高，分別達到了0.58cm、0.76m，塊狀改造樣地中G3胸徑和樹高總生長量最高，分別達到了0.56cm、0.72m。在改造后第五年（2014年），樣地S3紅松連年生長率(20.47％)最高，連年生長量為6.91cm，樣地S2樟子松連年生長率(20.69％)最高，連年生長量為5.02cm，樣地G4興安落葉松連年生長率(22.05％)最高，連年生長量為14.6

10、4cm。各改造樣地苗木保存率隨時間的推移下降幅度減小，在改造后第五年（2014年）樣地S2紅松、樟子松和興安落葉松苗木保存率最高，分別達到了80.77％、78.85％、82.31％。
　　(5)采用灰色關(guān)聯(lián)分析法對改造后第五年（2014年）不同改造模式建立綜合評價模型，篩選出28個指標，計算出10種改造模式的灰色關(guān)聯(lián)度，據(jù)此評價各改造模式的改造效果，綜合比較發(fā)現(xiàn)，帶狀改造模式總體上優(yōu)于塊狀改造模式，帶狀改造模式中S2和S3改造效果