黄土丘陵区柠条人工林生长及凋落动态研究

论文摘要

凋落物是森林生态系统中物质和能量的主要媒介,它通过向林地内有机质提供主要物质,向林地中归还养分而起到维持土壤肥力的作用,因此凋落物对森林内土壤养分的可持续发展具有重要的意义。人工柠条作为主要的灌木造林树种之一,在黄土丘陵半干旱区已经有大面积的种植,通过对柠条林凋落物特性的研究能够进一步了解人工林内的结构和功能,对柠条人工林的营造和经营管理都具有一定的意义。本试验从2009年10月份开始,选择不同坡向及林龄的人工柠条林为研究对象,天然狼牙刺林为对照,对人工林内的生长因子、凋落物数量、凋落物组成、凋落物养分含量及变化模式、凋落物养分归还量进行研究,结果表明:(1)柠条从11龄到41龄,阴坡柠条的株高变化范围在1.73m～2.03m之间,分枝数在12～22间,各分枝的枝茎变化范围为14.16mm～15.25mm;阳坡四个林龄的的株高变化分为在1.29m～1.78m之间,各林龄的分枝数集中在8～17之间,各分枝的平均枝茎变化范围在11.87mm～16.11mm,两个坡向冠幅的变化都随林龄的升高而减小。随着林龄的升高,柠条的各种生长指标都呈先升高后降低的趋势,说明在某一林龄柠条开始退化。不同林龄柠条单位面积叶片总重的季节生长均表现为双峰型,第一个峰值出现在5月下旬至6月上旬,叶量占整株的40%左右。第二个峰值出现在8月下旬至9月上旬。柠条新枝长随月份的递增而升高,对比两个坡向柠条枝生长量,同林龄的季节变化阳坡滞后于阴坡。(2)阳坡人工柠条的年凋落量从11龄到41龄分别为1230kg/hm~2、1298kg/hm~2、987kg/hm~2、721kg/hm~2,相应阴坡年凋落量分别为1288kg/hm~2、1997kg/hm~2、1187kg/hm~2和1069kg/hm~2。天然狼牙刺的年凋落量为2094kg/hm~2。对不同坡向、林龄的柠条进行方差分析表明,林龄和坡向都能对柠条的凋落量产生重要的影响作用。在组成凋落物的各组分中,落叶占绝对的优势,其次为其它组分,落枝和落果凋落量较少,凋落量最小的为落花。柠条林凋落量的月变化模式阳坡多属于多峰型,阴坡都为双峰模式,主峰都出现在8到10月份。和柠条林相比,天然狼牙刺林凋落量的月变化为双峰型,峰值分别在5月份和9到10月份,其中9到10月份凋落量占总凋落量的56%,为主要的凋落时期。不同坡向、林龄柠条林凋落物养分含量顺序都是N﹥K﹥P,但各组分的养分含量小顺序不同。4个林龄柠条林各组分养分含量月变化模式主要为双峰和多峰模式,不同林龄相同组分养分含量出现峰值的具体时间不同。(3)不同坡向、林龄的柠条各组分中养分归还量大小都表现为N﹥K﹥P,狼牙刺也遵循这个规律。对3种元素的养分归还量进行综合,可以发现两个坡向中的18龄柠条具有和天然狼牙刺相近的养分归还量,说明柠条林在一定程度上能够给土壤提供更多的养分。就凋落物各组分的归还量而言,落叶归还量占较大比重,几乎平均达到总归还量的50%左右,其它组分和落花归还量次于落叶,落果和落枝中各养分归还量相对较小,具体的变化随林龄的不同而有微小差异。不同坡向、林龄柠条各组分中养分归还量月变化模式不同,但都表现为三种模式,单峰、双峰和三峰。不同林龄柠条各组分的月变化模式不同,相同坡向不同林龄的柠条,同组分间的变化模式基本一致,只有个别组分表现为变化模式不同,但主峰分布的月份保持一样。相同林龄不同坡向柠条不同组分间养分归还量的月变化模式也不同,但同组分间变化模式基本一致,峰值出现的月份也一样。说明坡向和林龄能够影响各组分归还量的大小,但对相同组分月变化模式干扰不大。(4)综合各林龄生物量大小、凋落量、凋落物中各养分含量以及养分归还量可以看出随林龄的增长,各种指标多呈先增加后减少的趋势,其中18龄柠条都优于或者近于天然狼牙刺林,31龄柠条处于稳定的状态,11龄柠条波动性较大,41龄柠条各指标较低。在柠条的整个生长发育过程中,41龄柠条处于一种退化状态。同时,相同林龄不同坡向人工柠条林各种生长和凋落指标阴坡优于阳坡。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的依据和意义
• 1.2 研究进展
• 1.2.1 凋落物的国内外研究概况
• 1.3 研究中存在的问题
• 1.4 小结
• 第二章 研究内容与方法
• 2.1 研究区自然概况
• 2.1.1 地质背景
• 2.1.2 气候特征
• 2.1.3 植被特征
• 2.1.4 土壤概况
• 2.2 研究内容
• 2.2.1 不同年限柠条人工林的生长特征研究
• 2.2.2 不同年限柠条人工林凋落量及凋落物养分含量
• 2.2.3 不同年限柠条人工林凋落物养分归还量
• 2.3 技术路线
• 2.4 研究方法
• 2.4.1 样地调查
• 2.4.2 样品的采集与分析
• 2.4.3 数据的处理及计算方法
• 2.5 小结
• 第三章 不同生长年限柠条的生长特征
• 3.1 柠条的生长因子
• 3.2 柠条生长过程的季节变化
• 3.2.1 柠条叶生长的季节变化
• 3.2.2 柠条茎生长的季节变化
• 3.2.3 柠条新枝生长的季节变化
• 3.3 柠条和狼牙刺生长特征的比较
• 3.4 小结
• 第四章 不同林龄柠条人工林年凋落量及凋落物养分含量
• 4.1 柠条年凋落量及月变化模式
• 4.1.1 年凋落量
• 4.1.2 凋落物的组成
• 4.1.3 凋落量的月变化
• 4.2 柠条凋落物的养分含量及其月变化
• 4.2.1 柠条凋落物各组分中的养分含量
• 4.2.2 凋落物各组分中养分含量的月动态
• 4.3 小结
• 第五章 不同林龄柠条人工林凋落物养分归还量及动态
• 5.1 不同林龄柠条人工林凋落物养分年归还量
• 5.2 凋落物各组分养分归还量的月动态
• 5.2.1 凋落物各组分中N 归还量的月变化
• 5.2.2 凋落物各组分中P 归还量的月变化
• 5.2.3 凋落物各组分中K 归还量的月变化
• 5.3 小结
• 第六章 结论和讨论
• 6.1 结论
• 6.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介