發(fā)布時(shí)間：2017-08-21 08:06

  本文關(guān)鍵詞：柏木低效林幾種改造模式生物多樣性研究

  更多相關(guān)文章： 柏木 低效林 凋落物 細(xì)根 土壤微生物 土壤動(dòng)物 改造模式

【摘要】：柏木林是四川盆地丘陵區(qū)的主要森林類型,同時(shí)也是兩種主要的低產(chǎn)低效林分之一。四川盆地丘陵區(qū)在長(zhǎng)江上游生態(tài)屏障,在水土保持以及改善生態(tài)環(huán)境等方面具有重要作用。柏木低效林分林相殘敗,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,樹種單一,水平相稀疏,物種多樣性程度低,水土流失嚴(yán)重。因此,柏木低效林分的改造對(duì)生態(tài)效益和木材產(chǎn)量的提高都具有十分重要的意義。林分改造很重要的問題就是系統(tǒng)的穩(wěn)定與健康,其中生物多樣性程度對(duì)改造成功與否有著至關(guān)重要的作用。為了探討柏木低效林改造模式地上與地下,有機(jī)與無(wú)機(jī)之間的相互關(guān)系,以德陽(yáng)市幾種柏木低效林改造模式為研究對(duì)象,以期為柏木低效林改造提供理論依據(jù),以柏木低效林改造10年后四種模式：純雜交竹模式(Bambusa pervariabilis×Dendrocalamopsis daii)(CZ)、柏木(Cupressus funebris Endl.)+榿木(Alnus cremastogyne Burk.)+雜交竹模式(BZQ)、柏木+麻櫟(Quercus acutissima Carruth)模式(BL)、柏木+雜交竹模式(BZ)為研究對(duì)象,未經(jīng)改造的純柏模式(CB)為對(duì)照,對(duì)林地土壤理化性質(zhì)、凋落物、林地細(xì)根、植物多樣性、土壤微生物和土壤動(dòng)物進(jìn)行了研究,得到以下初步結(jié)論。(1)改造模式和土層對(duì)銨態(tài)氮和土壤全磷無(wú)影響,其他指標(biāo)都可能受到模式或土層的影響。土壤養(yǎng)分和水分基本上都隨著土層的加深而逐漸降低。各模式間全氮、全磷、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、含量差異不顯著。各模式間全鉀含量差異顯著,其中CZ(0.325 g·kg-1)最高,依次為CBBLBZQBZ。模式間速效鉀含量差異顯著,最高的為BZQ(0.059 g·kg-1),其余依次為BZCZBLCB。土壤含水率為BZBZQCZCB。相比較而言在BZQ模中土壤養(yǎng)分、水分狀況和土壤結(jié)構(gòu)相對(duì)CB模式來說能得到有效的改善,但這些性質(zhì)的改善主要表現(xiàn)在表層土壤。(2)柏竹與柏竹榿模式細(xì)根生物量顯著高于純柏模式,幾種模式中柏櫟模式細(xì)根生物量最小,多樣性對(duì)細(xì)根生物量影響不顯著。柏竹與柏竹榿模式中柏木細(xì)根在土層中的分布呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),而在柏櫟模式中則呈現(xiàn)下沉趨勢(shì),柏木細(xì)根在總細(xì)根中的比重低于柏木在柏櫟中的組成,柏櫟模式中柏木死細(xì)根的比重也明顯高于其他模式。CZ細(xì)根鉀含量與CB細(xì)根的鈣含量在幾種模式中是最高的,與其他模式間有顯著性差異,而其他細(xì)根養(yǎng)分在模式間沒有差異；細(xì)根生物量與土壤全P、細(xì)根N含量與土壤全N及細(xì)根的K含量與土壤全K全N間有顯著相關(guān),而細(xì)根的P含量則與土壤養(yǎng)分無(wú)關(guān)。(3)柏木低效林改造模式林分年凋落物量為BZQBZBLCBCZ。低效林不同改造模式的凋落物數(shù)量在各個(gè)月的分布不均勻,除了BZQ模式,其他幾種改造模式森林凋落物量一年之內(nèi)在十月凋落量最多,在一月最低,各改造模式從一月到十月間凋落物生物量總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì),但是BZQ模式卻在四月有小幅的下降。對(duì)柏木低效林不同改造模式凋落物養(yǎng)分含量研究發(fā)現(xiàn),氮磷鉀各養(yǎng)分含量差異均顯著,其中BZQ模式的養(yǎng)分含量最高。(4)幾種改造模式下的灌木層與草本層植物物種,其組成結(jié)構(gòu)特征存在一定差異,但在物種的分布上差異并不明顯。CZ模式由于較其他模式結(jié)構(gòu)更對(duì)獨(dú)特,擁有著較多的獨(dú)有種。在幾種改造模式中,僅有柏櫟混交林此一種模式在生物多樣性上表現(xiàn)出優(yōu)于對(duì)照模式既純柏模式。從植物多樣性的角度來看,BL改造模式植物多樣性程度更高。(5)柏竹模式土壤動(dòng)物數(shù)量最多,其次為柏竹榿純竹純柏柏櫟,土壤動(dòng)物最少,模式間的土壤動(dòng)物數(shù)量并沒有顯著性差異(P=0.80)。幾種模式中所有土壤動(dòng)物中大型土壤動(dòng)物占優(yōu)勢(shì),分別占柏櫟、柏竹榿、柏竹、純竹、純柏的42.99%、56.37%、44.34%、75.93%、58.99%。柏櫟、柏竹榿、柏竹中小型土壤動(dòng)物較小型土壤動(dòng)物多,而在純竹、純柏兩模式小型土壤動(dòng)物較中小型土壤動(dòng)物多。凋落物中氮磷鉀含量與土壤動(dòng)物的總數(shù)、大中小型土壤動(dòng)物的數(shù)量均無(wú)明顯相關(guān)性,只有凋落物生物量與中型土壤動(dòng)物間有極顯著的正相關(guān)(P0.01,R2=0.978)。土壤因素中僅有土壤pH值與大型土壤動(dòng)物有顯著的正相關(guān)關(guān)系。(6)土壤微生物中細(xì)菌數(shù)量所占的比例最大,約為60%-95%；放線菌數(shù)量占微生物總量的5%-40%；真菌只是土壤微生物中很少的一部分約占0.03%-0.24%。五種模式土壤微生物在不同的土壤深度分布變化明顯(P0.01)。在0-10 cm的微生物總量略多于10 cm-20 cm。土壤微生物在季節(jié)上變化也很明顯,總體呈現(xiàn)出降升降的趨勢(shì),只是一月至四月雖然表現(xiàn)為降,但相對(duì)平緩,四至七月急劇上升,七月到十月又急劇下降。Shannon及Pielou多樣性指數(shù)總體趨勢(shì)是七月十月一月四月。土壤微生物數(shù)量純竹柏櫟柏竹榿純柏柏竹。細(xì)菌數(shù)量與土壤全磷、凋落物磷含量和大型土壤動(dòng)物數(shù)量呈顯著正相關(guān),與植物的Simpson多樣性呈顯著的負(fù)相關(guān)性(P0.05)。真菌數(shù)量與土壤全氮、細(xì)根氮含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,而與土壤全磷、細(xì)根鉀含量、植物豐富度有顯著正相關(guān)。放線菌只與土壤含水率有關(guān)且正相關(guān),與其他因子無(wú)關(guān)。微生物總數(shù)受到土壤全氮、土壤全磷的影響,其中與土壤全氮呈負(fù)相關(guān)；與土壤全磷呈正相關(guān)。(7)凋落物生物量、凋落物N含量、凋落物P含量、植物Pilou均勻度及植物豐富度對(duì)地下部分有顯著性的影響,但凋落物K含量、植物Simpson和植物Shannon多樣性與地下部分無(wú)明顯相關(guān)性。凋落物生物量與中型土壤動(dòng)物呈極顯著正相關(guān)；凋落物N含量與土壤全N、細(xì)根N含量呈顯著正相關(guān),但與土壤全K和細(xì)根K含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；凋落物P含量與土壤全P、細(xì)根生物量、細(xì)根K含量和細(xì)菌數(shù)量呈顯著正相關(guān),與細(xì)根N含量呈顯著負(fù)相關(guān)。植物Pilou與土壤全N呈正相關(guān),但與土壤全K、細(xì)根K含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；植物豐富度與細(xì)根生物量、細(xì)根P含量、細(xì)根K含量和真菌總數(shù)間呈現(xiàn)正相關(guān),與細(xì)根N含量呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)。雖然地上與地下部分存在千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系,但從本文來看,地上與地下間相互關(guān)系并不密切。在幾種模式中,BL與BZQ模式在植物多樣性、凋落物與土壤微生物方面表現(xiàn)較好,綜合考慮BL與BZQ模式相對(duì)表現(xiàn)較好,是該區(qū)域可供選擇的柏木低效林改造模式。柏木本來是川中丘陵區(qū)的適生樹種,對(duì)該區(qū)域的綠化做出了重要的貢獻(xiàn),只是由于其生長(zhǎng)的紫色土瘠薄,環(huán)境承載力低,加之該區(qū)域明顯的旱澇季以及不合理的經(jīng)營(yíng)利用,導(dǎo)致林分生產(chǎn)力和生態(tài)功能低下,但經(jīng)過眾多學(xué)者大量的研究,迄今仍未找到一種可以完全替代柏木的樹種。因此,在柏木低效林改造過程中,應(yīng)適當(dāng)保持林地上一定的柏木數(shù)量,選擇合適的模式營(yíng)造柏木混交林,對(duì)于全砍重造要慎重,對(duì)外來物種的引進(jìn)尤其要引起高度的重視；同時(shí),由于柏木低效林所在環(huán)境承載力較低,應(yīng)盡量避免人畜的破壞,適當(dāng)進(jìn)行封育。
【關(guān)鍵詞】：柏木 低效林 凋落物 細(xì)根 土壤微生物 土壤動(dòng)物 改造模式
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S791.41
【目錄】：

• 摘要5-8
• Abstract8-16
• 前言16
• 1 綜述16-42
• 1.1 生物多樣性維持機(jī)制16-20
• 1.1.1 生物與非生物因子16-19
• 1.1.2 現(xiàn)代氣候、歷史過程以及隨機(jī)因素假說19-20
• 1.2 生物多樣性及其影響因素20-30
• 1.2.1 植物多樣性20-23
• 1.2.2 微生物多樣性23-25
• 1.2.3 土壤動(dòng)物多樣性25-30
• 1.3 地上與地下多樣性間的相互關(guān)系30-32
• 1.3.1 正相關(guān)型30-31
• 1.3.2 逐漸增加型31
• 1.3.3 本地負(fù)相關(guān)而大尺度上正相關(guān)型31-32
• 1.3.4 地上與地下多樣性無(wú)關(guān)聯(lián)型32
• 1.4 生物多樣性測(cè)度32-33
• 1.5 柏木低效林研究現(xiàn)狀33-40
• 1.5.1 柏木低效林的恢復(fù)與重建基本理論34-38
• 1.5.2 柏木低效林植物多樣性研究38-39
• 1.5.3 柏木低效林水土保持效益研究39-40
• 1.5.4 柏木低效林經(jīng)營(yíng)管理及改造模式40
• 1.6 研究的目的意義40-42
• 2 試驗(yàn)地概況及研究?jī)?nèi)容42-46
• 2.1 研究區(qū)概況42
• 2.2 樣地設(shè)置42-44
• 2.3 研究?jī)?nèi)容44
• 2.3.1 模式林內(nèi)環(huán)境特征44
• 2.3.2 幾種模式植物多樣性44
• 2.3.3 幾種模式上壤微生物多樣性44
• 2.3.4 幾種模式土壤動(dòng)物多樣性44
• 2.3.5 幾種模式地下與地上部分間關(guān)系44
• 2.4 技術(shù)路線44-46
• 3 柏木低效林幾種改造模式的土壤理化性質(zhì)及有機(jī)物質(zhì)特性46-68
• 3.1 柏木低效林幾種改造模式的土壤理化性質(zhì)46-52
• 3.1.1 研究方法47
• 3.1.2 結(jié)果與分析47-51
• 3.1.3 小結(jié)51-52
• 3.2 柏木低效林幾種改造模式的地上凋落物特征52-56
• 3.2.1 研究方法52-53
• 3.2.2 數(shù)據(jù)處理與分析53
• 3.2.3 結(jié)果與分析53-55
• 3.2.4 小結(jié)55-56
• 3.3 柏木低效林幾種改造模式的細(xì)根特性56-68
• 3.3.1 研究方法56-58
• 3.3.2 數(shù)據(jù)處理58
• 3.3.3 結(jié)果與分析58-66
• 3.3.4 小結(jié)66-68
• 4 柏木低效林幾種改造模式的植物多樣性68-76
• 4.1 研究方法69
• 4.2 數(shù)據(jù)處理69
• 4.3 結(jié)果與分析69-75
• 4.3.1 植被組成69-71
• 4.3.2 模式植物多樣性71-72
• 4.3.3 模式間的相似性72-73
• 4.3.4 模式內(nèi)各層次多樣性73-75
• 4.4 小結(jié)75-76
• 5 柏木低效林幾種改造模式的上壤動(dòng)物多樣性76-83
• 5.1 研究方法76-77
• 5.2 數(shù)據(jù)處理77
• 5.3 結(jié)果與分析77-82
• 5.3.1 土壤動(dòng)物數(shù)量77-78
• 5.3.2 土壤動(dòng)物群落78-79
• 5.3.3 土壤動(dòng)物類群79
• 5.3.4 土壤動(dòng)物多樣性79-80
• 5.3.5 土壤動(dòng)物的影響因素80-82
• 5.4 小結(jié)82-83
• 6 柏木低效林幾種改造模式的土壤微生物多樣性83-95
• 6.1 研究方法84
• 6.2 數(shù)據(jù)處理與分析84-85
• 6.3 結(jié)果與分析85-94
• 6.3.1 土壤微生物空間分布及季節(jié)動(dòng)態(tài)85-88
• 6.3.2 土壤微生物多樣性88-90
• 6.3.3 模式內(nèi)微生物多樣性90-91
• 6.3.4 微生物與環(huán)境因子間的關(guān)系91-94
• 6.4 小結(jié)94-95
• 7 結(jié)論95-106
• 7.1 討論95-103
• 7.1.1 土壤養(yǎng)分95-96
• 7.1.2 森林凋落物96
• 7.1.3 細(xì)根生物量96-99
• 7.1.4 凋落物對(duì)土壤動(dòng)物的影響99
• 7.1.5 土壤養(yǎng)分對(duì)土壤動(dòng)物的影響99-100
• 7.1.6 土壤微生物100-101
• 7.1.7 模式間比較101-103
• 7.2 主要研究結(jié)論103-104
• 7.3 特色與創(chuàng)新104-105
• 7.4 進(jìn)一步研究的方向105-106
• 參考文獻(xiàn)106-126
• 個(gè)人簡(jiǎn)介126-128
• 導(dǎo)師簡(jiǎn)介128-129
• 致謝129

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本文編號(hào)：711728