黃土丘陵區(qū)是特殊的生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū),是保持土壤與植被恢復的重點區(qū)域。已有研究表明黃土丘陵區(qū)植被恢復與生態(tài)重建的重點應聚焦在對現(xiàn)存人工林管理方面,本研究以黃土丘陵區(qū)不同林齡刺槐人工林為研究對象,采用野外調(diào)查和室內(nèi)分析相結(jié)合的方法,通過測定不同林齡刺槐林下物種多樣性、植物細根、生物量、水分和養(yǎng)分特征,探討其對植物-凋落物-土壤間植被組成結(jié)構(gòu)和水分、養(yǎng)分供需協(xié)調(diào)的動態(tài)變化過程,揭示不同林齡刺槐林結(jié)構(gòu)優(yōu)化與功能提升的水分和養(yǎng)分調(diào)控機制,為區(qū)域內(nèi)人工林合理經(jīng)營與管理提供理論依據(jù)。得出如下結(jié)論:(1)刺槐平均胸徑及樹高隨著林齡增加呈現(xiàn)出逐漸遞增的趨勢,40年刺槐達到最高值。林分密度和郁閉度在25年時達到最大值;以33年刺槐林平均冠幅最高;40年時密度、郁閉度和冠幅均降低。細根分析表明,在0-60 cm土層,根長密度和根表面積密度整體上逐漸減少,以10年刺槐林最高。刺槐林下植被群落特征表現(xiàn)為,林內(nèi)物種數(shù)量、物種豐富度和多樣性指數(shù)均以25年刺槐林為最高值,均勻度指數(shù)以40年刺槐林最高。喬木層生物量表明,隨著林齡的增加,刺槐各器官生物量和單株生物量呈增加趨勢;33年和40年刺槐各器官生物量均顯著高于其他林齡(p0.05);除10年刺槐以外,不同林齡刺槐器官生物量分配比例均表現(xiàn)為干根枝葉。(2)凋落物持水量隨林齡的增加整體上呈增加趨勢,40年刺槐林持水量最高,但10年林下凋落物最先在30 min內(nèi)達到最大持水量的80%。凋落物層吸水速率在5 min之內(nèi)便達到最高值,40年凋落物吸水速率為最大值。土壤含水量隨土層深度的增加呈現(xiàn)出先增加后減少逐漸達到穩(wěn)定的趨勢。不同林齡刺槐土壤含水量在140 cm土層以下水分含量偏低。土壤飽和導水率以25年刺槐林高于其他林齡。土壤水分特征曲線中參數(shù)值A增高,表明土壤的持水能力逐漸增強。隨著林齡的增加,在0-60 cm土層,小于0.25 mm粒徑水穩(wěn)性團聚體呈現(xiàn)出減少-增加-減少的波浪形趨勢,25年刺槐林地顯著高于其他林齡;60 cm土層以下,大于0.25 mm粒徑以33年刺槐顯著高于其他林齡。(3)刺槐人工林喬木層中,各器官全碳含量隨林齡增加基本呈減少趨勢,葉和枝全碳含量分別以33年和25年刺槐林最高,干、根和皮全碳含量均以10年刺槐林最高;枝和根全氮含量以33年刺槐林最高;葉全磷含量所占比例最高。刺槐人工林草本層養(yǎng)分含量呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢,全碳含量以33年刺槐林最高。凋落物層養(yǎng)分含量基本上呈現(xiàn)出減少-增加-減少的趨勢,全碳含量以40年刺槐林最高;全氮、全磷含量以33年刺槐林最高。凋落物與器官根全碳含量之間顯著正相關(p0.05);凋落物和枝全氮含量之間顯著正相關(p0.05);根與草本層之間全磷含量極顯著正相關(p0.01)。刺槐人工林土壤有機質(zhì)、全氮和堿解氮的含量隨土層深度的增加,在0-60 cm土層內(nèi)逐漸減少,60 cm土層以下基本維持穩(wěn)定狀態(tài)。土壤全磷含量隨土層深度增加基本保持不變,這可能與磷元素遷移率低有關。不同林齡土壤速效磷含量隨林齡的增加逐漸升高。在0-100 cm土層中,土壤有機質(zhì)與全氮含量之間均顯著正相關(p0.05)。除40-60 cm以外,土壤有機質(zhì)含量與堿解氮含量顯著正相關(p0.05)。
【學位單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：S792.27
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 目的與意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 不同林齡人工林植被組成與結(jié)構(gòu)特征
        1.2.2 不同林齡人工林水分特征
        1.2.3 不同林齡人工林養(yǎng)分特征
第二章 研究內(nèi)容與研究方法
    2.1 研究目標與內(nèi)容
        2.1.1 研究目標
        2.1.2 研究內(nèi)容
    2.2 研究方法
        2.2.1 研究區(qū)概況
        2.2.2 樣地選擇與調(diào)查
        2.2.3 野外樣品采集
        2.2.4 樣品測定方法
        2.2.5 數(shù)據(jù)處理
    2.3 技術(shù)路線圖
第三章 不同林齡刺槐人工林組成與結(jié)構(gòu)特征
    3.1 不同林齡刺槐人工林林木生長特征
        3.1.1 平均胸徑及樹高特征
        3.1.2 密度及郁閉度特征
        3.1.3 林木冠幅特征
        3.1.4 植物細根分析
    3.2 不同林齡刺槐人工林下植被的群落特征
        3.2.1 刺槐林下群落類型與組成
        3.2.2 刺槐林下物種群落特征
    3.3 不同林齡刺槐人工林生物量
        3.3.1 刺槐喬木生物量估算方法
        3.3.2 刺槐喬木生物量分配特征
    3.4 小結(jié)
第四章 不同林齡刺槐人工林水分特征
    4.1 不同林齡刺槐凋落物持水特征
    4.2 不同林齡刺槐土壤水分特征
        4.2.1 土壤含水量變化
        4.2.2 土壤飽和導水率
        4.2.3 土壤水分特征曲線
    4.3 不同林齡刺槐土壤團聚體分布及水穩(wěn)性特征
        4.3.1 土壤干篩團聚體粒徑分布特征
        4.3.2 土壤水穩(wěn)性團聚體粒徑分布特征
    4.4 小結(jié)
第五章 不同林齡刺槐人工林養(yǎng)分特征
    5.1 不同林齡刺槐人工林喬木層各器官養(yǎng)分特征
    5.2 不同林齡刺槐人工林草本層和凋落物層養(yǎng)分特征
    5.3 不同林齡刺槐人工林土壤層養(yǎng)分特征
    5.4 不同林齡刺槐人工林系統(tǒng)養(yǎng)分分析
    5.5 小結(jié)
第六章 主要結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介

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本文編號：2860528