林下載植紅松后結(jié)構(gòu)調(diào)整對生長和生理生態(tài)特性的影響.pdf

1、本研究以帽兒山實(shí)驗(yàn)林場內(nèi)次生林冠下栽植的21年生和28年生紅松固定樣地為基礎(chǔ),以“栽針保闊”經(jīng)營手段培育的處于相持狀態(tài)的紅松單株為研究對象,采用開敞度(K)為主要空間結(jié)構(gòu)量化調(diào)整指標(biāo),結(jié)合大小比數(shù)(U)、混交度(M)等參數(shù)對林分空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,從2004年到2009年對林分進(jìn)行跟蹤調(diào)查,分析了紅松生長發(fā)育狀況,總結(jié)了紅松幼樹單株生長環(huán)境調(diào)整的效果。調(diào)查了不同調(diào)整強(qiáng)度間闊葉樹生長量、樹種組成、徑級分布以及物種多樣性的變化,測定了紅松樹葉

2、葉綠素和光合蒸騰特性,對比了紅松生物量的積累與分配,并根據(jù)調(diào)整后林地土壤理化性質(zhì)分析了土壤理化性質(zhì)變化狀況,建立了一套林分空間結(jié)構(gòu)量化調(diào)整的評價體系。同時,利用實(shí)測樹高與照片中讀取樹高間的關(guān)系,建立回歸方程計(jì)算得出紅松樹高年生長量來確定林分調(diào)整的最佳時期,并應(yīng)用該體系和模型,以長白山南部山區(qū)的柞木紅松混交林和雜木紅松混交林為例,提出了相應(yīng)的林分調(diào)整方案。以期為改進(jìn)和完善在“栽針保闊”思想指導(dǎo)下建立起來的紅松闊葉樹人天混交林的培育和合理經(jīng)

3、營提供科學(xué)依據(jù)。研究結(jié)果如下:
　　 (1)林分結(jié)構(gòu)量化調(diào)整對處于相持狀態(tài)冠下栽植紅松的平均地徑、胸徑和樹高生長具有促進(jìn)作用,紅松相持狀態(tài)在林分結(jié)構(gòu)調(diào)整后各個水平下每個年度紅松地徑、胸徑和樹高的凈生長量均顯著高于對照林分紅松地徑的凈生長量,在第20年和第27年出現(xiàn)了年生長量的低谷,認(rèn)為紅松與闊葉相持狀態(tài)的林分需要進(jìn)行第二次量化調(diào)整,調(diào)整時期為第19年末和第26年末。
　　 林分結(jié)構(gòu)量化調(diào)整促進(jìn)紅松地上部分各個器官生物量的

4、積累。紅松地上部分各個器官生物量和生物量凈生長量在21年生紅松林分量化調(diào)整各個水平下(除K=1.5水平)分別是W干>W葉>W枝>W皮和△W干>△W葉>△W柱>△W皮；28年生紅松分別為W干>w技>W葉>W皮和△W干>△W枝>△W葉>△W皮。隨著紅松的生長發(fā)育,21年生紅松樹干生物量和樹枝生物量所占的比重越來越高,樹皮和樹葉生物量比例逐漸降低,28年生紅松樹干生物量比例增大,樹枝生物量比例持平,樹皮和樹葉生物量比例降低。28年生紅松樹干比

5、和樹枝比高于21年生紅松。
　　 在相持狀態(tài)適當(dāng)調(diào)控紅松開敞度能有效地促進(jìn)紅松和闊葉樹的生長,開敞度可以作為栽針保闊林分的量化調(diào)整指標(biāo)。在相持狀態(tài)林分結(jié)構(gòu)量化調(diào)整開敞度為1均提高上層闊葉樹物種多樣性,促進(jìn)紅松生長發(fā)育的效果優(yōu)于其他水平,紅松地上生物量最大,分別為1829.17 kg·hm-2(21年生紅松)和29128.94 kg·hm-2(28年生紅松),兩個生長階段各個器官生物量凈生長量均以開敞度為1水平下最大,是該體系下林

6、分量化調(diào)整指標(biāo)表現(xiàn)最佳的水平。
　　 林分結(jié)構(gòu)量化調(diào)整有助于提高水曲柳、黃檗、胡桃楸、色木等硬闊葉樹比例,椴樹、青楷槭、楊樹、榆樹、暴馬丁香等樹種比例下降,促進(jìn)林分的進(jìn)展演替。林分結(jié)構(gòu)量化調(diào)整有效促進(jìn)相持狀態(tài)闊葉樹胸徑和樹高凈生長量的生長,改善上層闊葉樹物種均勻度,提高上層闊葉樹物種豐富度,并且21年生上層闊葉樹樹種生態(tài)優(yōu)勢度均高于28年生紅松,28年生上層闊葉樹物種豐富度物種多樣性高于21年生紅松。
　　 (2)林分量

7、化調(diào)整促進(jìn)各個水平下紅松樹冠不同層次當(dāng)年生和多年生樹葉葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素的積累,降低了紅松樹冠上層和當(dāng)年生與多年生樹葉的葉綠素a/b值。林分量化調(diào)整K=1和K=2水平下促進(jìn)樹冠上層和當(dāng)年生樹葉綠素a和總?cè)~綠素的積累,分別顯著高于樹冠下層和多年生樹葉中的含量(p<0.05),葉綠素b在林分量化調(diào)整K=1水平下樹冠上層的含量均顯著高于樹冠下層的含量(p<0.05)。K=1.5和對照CK林分中樹葉葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素在紅松樹

8、冠下層和多年生樹葉中的含量分別高于樹冠上層和當(dāng)年生樹葉中的含量。
　　 林分量化調(diào)整提高了各個水平下紅松的光合能力和水分利用效率,降低了樹葉的蒸騰速率(K=2水平下樹冠層除外)。紅松樹冠上層樹葉的蒸騰速率在林分量化調(diào)整的各個水平下均低于下層樹葉的蒸騰速率。紅松當(dāng)年生樹葉的蒸騰速率和水分利用效率均高于多年生樹葉的蒸騰速率。紅松當(dāng)年生和多年生樹葉的蒸騰速率以對照CK林分中最大,K=1水平下最低,隨著開敞度的增大,紅松樹葉的蒸騰速率逐

9、漸增大。
　　 (3)林分結(jié)構(gòu)量化調(diào)整降低了紅松兩個生長階段中土壤容重,提高了土壤飽和持水量、土壤毛管持水量、土壤非毛管孔隙度和土壤毛管孔隙度。隨著土層加深容重逐漸增大,土壤持水量和土壤孔隙度逐漸減小。相持狀態(tài),上層土壤毛管持水量、總孔隙度、非毛管孔隙度和毛管空隙度均高于下層(28年生紅松對照CK林分土壤非毛管孔隙度外)。21年生紅松林地下層土壤容重顯著高于上層土壤容重(p<0.05)。
　　 相持狀態(tài)林分結(jié)構(gòu)量化調(diào)整促