冀北山地天然次生林與人工林典型生態(tài)系統(tǒng)服務功能研究—以天然次生楊樺林與人工落葉松林為例.pdf

1、生態(tài)系統(tǒng)服務功能是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用。人工林因其起源、結構與天然林有很大不同,其生態(tài)系統(tǒng)服務功能也可能存在很大不同。人工落葉松林和天然次生楊樺林是冀北山地分布最為廣泛的森林類型之一。本研究以不同年齡階段的天然次生楊樺林(13a、18a、28a)與人工落葉松林(9a、13a、15a、30a)為研究對象,分析比較了兩種林分類型之間物質生產功能、生物固碳功能、理水功能、土壤肥力維持功能、植被物

2、種多樣性維持功能的差異。主要結論如下：
　　 ⑴人工落葉松林在生物量、生產力等方面方面均高于天然次生楊樺林。13a、15a、30a人工落葉松林總生物量分別比13a、18a、28a天然次生楊樺林高27.32％、16.82％、19.53％。13a、18a及28a楊樺林的林分生產力分別為6.67 t／hm2·a、6.67t／hm2·a和7.10 t／hm2·a,13a、15a及30a人工落葉松林的生產力分別為7.12t／hm2·a、1

3、0.27t／hm2·a和11.70 t／hm2·a。
　　 ⑵人工落葉松林生物固碳功能強于天然次生楊樺林。兩種林分相近年齡階段相比,人工落葉松林的總碳貯量及生物碳貯量的積累速率均明顯高于天然次生楊樺林,人工落葉松林的總碳貯量比天然次生楊樺林要高20％。在兩種林分生物碳庫中,喬木層碳貯量在總碳貯量中所占比例均最高(64.56％-88.92％),林下植被層碳貯量最低,凋落物碳貯量較高,最高占到林分總碳貯量的33.84％。人工落葉松林

4、凋落物碳貯量是相近林齡天然次生楊樺林的2倍左右。
　　 ⑶人工落葉松林林分最大持水量與天然次生楊樺林相比沒有明顯差異,分別為2266.47t·hm-2和2238.88 t·hm-2。但人工落葉松林地上部分持水量明顯高于天然次生楊樺林,其中,林冠截留量9a、13a、15a、30a人工落葉松林分別為6.62 t·hm-2、8.35 t·hm-2、7.81 t·hm-2和5.92 t·hm-2；13a、18a和30a天然次生楊樺林分別

5、為2.84 t·hm-2、4.64 t·hm-2和6.16 t·hm-2。凋落物在地上部分持水量中作用顯著,人工落葉松林平均凋落物持水量(48.64 t·hm-2)為天然次生楊樺林(22.26 t·hm-2)的2倍。對于兩種林分來說,土壤最大持水量主導著林分最大持水量,其在林分總持水量中所占比例均達到96％以上。
　　 ⑷除全氮含量人工落葉松林與天然次生楊樺林持平外,其余各指標人工落葉松林均略高于或高于天然次生楊樺林,沒有發(fā)現華

6、北落葉松林土壤養(yǎng)分含量有明顯的下降趨勢。表現在具體林分上,13a天然次生楊樺林的土壤有機質、速效磷、全氮、全磷含量高于13a人工落葉松林,速效鉀、全鉀含量則低于13a落葉松林,堿解氮含量兩者持平；30a人工落葉松林則是除了全鉀含量低于28a天然次生楊樺林外,其余各指標均高于28a楊樺林。不同土壤養(yǎng)分指標隨林齡的變化趨勢不同,天然次生楊樺林土壤有機質、速效磷、速效鉀、全氮含量隨林分年齡增加而降低,全鉀含量隨林齡增加而升高,堿解氮和全磷含量

7、變化不明顯；人工落葉松林土壤速效磷、速效鉀、全鉀含量隨林分年齡增加而降低,有機質、全氮、堿解氮、全磷含量隨林齡變化不明顯。兩外,隨土層深度增加各養(yǎng)分含量均表現出逐漸降低的趨勢,速效磷變化規(guī)律不明顯。兩種林分類型中,土壤磷元素含量都處于較低水平
　　 ⑸人工落葉松林喬木層以及灌木層、草本層物種多樣性與天然生楊樺林無明顯差異,僅在喬木層生長后期,由于多次的人類經營活動,其物種多樣性低于相近林齡的天然次生楊樺林,在該地區(qū)通過調整經營目