以晉西黃土區(qū)典型刺槐、油松純林和刺槐X油松混交林為研究對象,并以山楊X櫟類次生林為對照,通過對林分結構(水平、垂直結構)和水土保持功能影響因子的解析,借助結構方程定量分析不同林分結構與水土保持功能的耦合關系,提出基于功能導向型的林分結構調控和優(yōu)化措施配置,為黃土高原林分密度調控關鍵技術問題的解決以及黃土高原林分結構改造及水土保持功能持續(xù)提高的協(xié)調管理提供參考依據(jù)。研究結果如下:(1)林分結構特征。刺槐林、油松林、刺槐X油松混交林和山楊X櫟類次生林的胸徑和樹高的分布均呈現(xiàn)單峰曲線,冠幅分布隨冠幅區(qū)間增大而逐漸減小。林分密度與林木競爭指數(shù)相關性強;混交林的郁閉度普遍高于其他三種林分;林分長勢總體較均勻,其中,混交林和次生林林內的林木大小比數(shù)差異較小,純林林內的林木大小比數(shù)差異較大;在區(qū)域內大多呈現(xiàn)出團狀分布的空間分布格局,僅存在少量隨機和均勻分布;葉面積指數(shù)和林層指數(shù)越大,林分垂直結構越復雜。(2)林分水土保持功能�；旖涣值暮B(yǎng)水源功能優(yōu)于其他林分;次生林和混交林的保育土壤和攔沙減沙功能優(yōu)于刺槐和油松純林,但刺槐在保持土壤養(yǎng)分方面有一定優(yōu)越性;次生林和純林的生物多樣性保護功能優(yōu)于混交林。(3)基于結構方程的林分結構及其功能耦合模型。刺槐、油松和混交林的水土保持功能主要為攔沙減沙和涵養(yǎng)水源。受結構因子影響比較敏感的水土保持功能因子主要為產(chǎn)流、產(chǎn)沙和林冠截留等。影響水土保持功能的適宜調控結構因子分別為林分密度、郁閉度、林木競爭指數(shù)(中低競爭強度)、角尺度(均勻分布)、大小比數(shù)(林木長勢均勻、差異小)、林層指數(shù)和葉面積指數(shù)。此外,地形因子(坡度、坡向、海拔)對林分結構與功能耦合過程有顯著作用。(4)林分結構定量優(yōu)化措施配置建議。采用間伐、擇伐、補植油松或刺槐等林木撫育措施調整現(xiàn)有林分,其中密度至1600株/hm2、郁閉度至0.7(撫育期不小于0.6)、角尺度至[0.375,0.475)、大小比數(shù)至約0.5、林木競爭指數(shù)1.41。同時按照林分結構因子的優(yōu)化調控目標采取的近自然經(jīng)營措施,將現(xiàn)有林分逐漸改造為林層大都分布在兩層(林層指數(shù)0.37)、葉面積指數(shù)至[2.29,5]、針闊比為6:4至7:3的異齡復層刺槐×油松混交林,以顯著增強各項水土保持功能,從而解決黃土高原林分結構改造的技術難點,為水土保持的協(xié)調管理提供借鑒。
【學位單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S714.7
【部分圖文】：

逑３．３．技術路線逡逑本研究的技術路線如圖３－１。逡逑刺槐林、油松林、刺槐Ｘ油松混交林、山楊Ｘ櫟類次生林逡逑研究邐Ｉ邐邐１逡逑對象邐邐ｋｉ邐逡逑林分結構邐水土保持功能逡逑邐———邐邐邐邐邐卜邐邐邐邐邐逡逑１邐

刺槐單木起測胸徑為３ｃｍ，徑階為２ｃｍ邋（６ｃｍ以下和２２ｃｍ以上的刺槐分別作為逡逑一個徑階）。對研究區(qū)刺槐林的樣地調查數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，并繪制徑階分布與株數(shù)關系逡逑圖（圖４－１）。逡逑２５０邋ｒ逡逑ｉ邋Ｔ逡逑Ｉ邋？逡逑Ｖ５０邋■邋ＩＩＩ逡逑Ｉ邐Ｔ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｍ逡逑＼邐ｉ邐｜邐Ｉ邐ｉ邐Ｔ逡逑＿．~彛畫p．ｌ．Ｉ．ｉ．ｉ■士．士逡逑６邐８邐１０邐１２邐】４邐１６邐１８邐２０邐２２邐＞２２逡逑－５0邐－逡逑徑階逡逑圖４－１刺槐林分胸徑分布圖逡逑Ｆｉｇ．４－１邋Ｔｈｅ邋ＤＢＨ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｒｏｂｉｎｉａｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａ．逡逑由圖４－１可知，處于徑階６？１２ｃｍ的林木株數(shù)分布最多，占總株數(shù)的７５．３４％，總逡逑體呈單峰分布，即胸徑從中間徑階向雙側徑階變化時，株數(shù)呈減少趨勢。數(shù)據(jù)總體呈逡逑現(xiàn)偏左的正態(tài)分布，表明刺槐林林木生長的胸徑指標偏小。逡逑４．邋１．邋１．邋２．冠幅分布特征逡逑刺槐的冠幅區(qū)間每５ｍ２劃分為一級（由于５ｍ２以下的林木數(shù)量較多，將其劃分為逡逑２級；而４０ｍ２以上的林木數(shù)量較少，統(tǒng)一劃分為１級。）對刺槐樣地調查冠幅數(shù)據(jù)進逡逑行統(tǒng)計，繪制冠幅區(qū)間分布與株數(shù)關系圖（圖４－２）。逡逑由圖４－２可知，刺槐的冠幅分布總體隨冠幅區(qū)間增加而遞減的趨勢，處于0？９．９２逡逑ｍ２較小冠幅區(qū)間的林木株數(shù)分布最多

逑４．邋１．邋１．邋４．郁閉度特征逡逑通過實地調查獲取各樣地的郁閉度，并繪制刺槐林分密度與郁閉度關系圖（圖４－逡逑４，圖中刺槐的林分密度由低到高排列）。逡逑１．０邋ｒ逡逑０８邐－邐Ｓ邐Ｓ邐W 邐５逡逑＾邐0．６邐－邐＾邋ｉ邐Ｍ邐ｆｔ邋ｉ邐ｓ邐Ｈｉ邐Ｉ邐－邐＼邐＼邐＼邋｜逡逑１邐0４１邐ｎ邐ｉ邐ｍ邐ｎ邐ｉ邐＾邐ｉ邐Ｍ邋ｎ邐＾邐ｎ邐ｉ？邐ｍ邐ｎ邐＾邐ｉ邐ｈ逡逑§ｉｇ８Ｓ§Ｓ§ｇ８ＳＳｇｇｓＳｓ８ＳＳ§ｓ§ｇｓｓ５８逡逑ｙｒ，邋＼Ｃ邐ｏｃ邋0邋．0邋—邋ｒ、ｉ邋廣勹對邋》廣，卜邋ｏｃ邋Ｏ＇邋—廣４邐－ｒ邋？／－，？0邐ｏｏ邐ｃ＊．邐Ｏ邐ｒｊ－邐、ｎ逡逑一一一一一一一一—一邋ｎ邐＜？豸邋ｆｓ｛廣ｊ邋產(chǎn)＞１邐＜Ｎ邐疒ｎ｜邐產(chǎn)0邐廣＊￣５逡逑林分密度ｔ＿ｍ２）逡逑圖４－４不同林分密度（由低到高排列）下刺槐林的郁閉度特征逡逑Ｆｉｇ．４－４邋Ｔｈｅ邋ｃａｎｏｐｙ邋ｄｅｎｓｉｔｙ邋ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ邋ｏｆ邋Ｒｏｂｉｎｉａｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａ邋ｉｎ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｓｔａｎｄ邋ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ．逡逑由圖４－４可知，刺槐林的郁閉度范圍０．３８？０．８７，隨林分密度增大呈多峰波動，在逡逑１０００邋株／ｈｍ２、１７００邋株／ｈｍ２邋和邋３０００邋株／ｈｍ２邋時達到峰值，１６００邋株／ｈｍ２、２６００邋株／ｈｍ２邋和逡逑３４００株／ｈｍ２時郁閉度較大

本文編號：2813544