北京山区典型森林枯落物层生态功能研究

论文摘要

本研究以北京山区三种典型林分类型油松、刺槐、侧柏人工林枯落物层为研究对象,通过对三种林分枯落物层现存量,碳和养分的分析,持水特性的研究,保水保土功能的研究,分析得出三种林分类型枯落物层水文功能的异同,并创新性的对三种林分类型枯落物化感物质及相互之间的化感作用进行了系统的研究,分析得出初步结论,为三种林分类型混交提供可行性建议。油松、刺槐、侧柏三种林分类型下枯落物储量有一定差别,依次为油松林、刺槐林,侧柏林储量最小。枯枝落叶层中叶养分储量均以N为最高,P浓度最低。地表养分周转率用凋落物养分年归还量与枯枝落叶层养分贮量的比值表示,其中油松林地表N和K的周转率最大,P周转率最大值（1.48）出现在侧柏林。油松林枯落物层碳储量最高,均大于刺槐林和侧柏林,而侧柏林枯落物层的碳周转率较油松、刺槐林稍高。三种林分枯落物的最大持水量有所不同。刺槐林枯落物的最大持水量最大,侧柏林最小,枯落物最大持水率排序依次为：刺槐林>侧柏林>油松林。枯落物持水量与浸泡时间具有一定的相关关系,三种林分枯落物各层持水量与浸泡时间的关系进行回归分析,得出该时段内持水量与浸泡时间之间存在如下关系：Q=aln（t）+b式中：Q—枯落物持水量（g／kg）；t—浸泡时间（h）；a—方程系数；b—方程常数项。三种林分枯落物的吸水速率表现出一定的规律性。对三种林分不同层次枯落物吸水速率与浸泡时间进行拟合,发现其关系如下：V=Ktn式中：V—枯落物吸水速度（g·kg-1·h-1）；t—浸泡时间（h）；k—方程系数；n—指数。从有效拦蓄率看,三种林分枯落物未分解层均大于半分解层,呈现相同的变化规律。综合枯落物未分解层和半分解层的变化规律可知,三种林分中刺槐林枯落物的拦蓄能力最强。三种林分枯落物层的阻滞径流速率的效应十分显著,在同等的条件下,随着坡度的增加,开始产流时间依次缩短,产流速率依次增大。裸地与有枯落物覆盖产沙产流量有明显的差异。三种林分枯落物中化学成分主要有醇、烷、酯、酚、烯等,三种林分枯落物中的化学成分有相似的成分,但同时也有各自特有的化学成分。通过对三种浓度枯落物水浸液对种子生长的影响分析,探讨三种树种的种间关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 引言
• 1.1 森林枯落物层研究意义
• 1.2 森林枯落物层国内外研究概况
• 1.2.1 森林枯落物层水文机理研究
• 1.2.2 森林枯落物层碳及养分研究
• 1.2.3 森林枯落物层化感作用研究
• 2 研究区概况
• 2.1 自然环境概况
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 地质地貌
• 2.1.3 土壤
• 2.1.4 气候
• 2.1.5 水文
• 2.1.6 植被
• 2.2 北京山区社会经济概况
• 2.3 主要研究区域概况
• 3 研究目的及技术路线
• 4 研究方法
• 4.1 枯落物层的研究
• 4.1.1 枯落物层现存量调查
• 4.1.2 枯落物层碳和养分分析
• 4.1.3 枯落物层持水特性研究
• 4.2 枯枝落物层保水保土功能研究
• 4.2.1 枯落物阻滞径流速率的测定
• 4.2.2 枯落物减流减沙的测定
• 4.3 枯枝落物层化感作用的研究
• 4.3.1 枯落物水浸液的提取
• 4.3.2 枯枝物化感物质鉴定
• 4.3.3 生物测定（以发芽过程为指标进行测定）
• 4.3.4 数据统计分析
• 5 枯落物层的储量
• 5.1 枯落物层的现存量
• 5.2 枯落物层的碳库及养分库
• 6 枯落物层的持水能力
• 6.1 枯落物最大持水量
• 6.2 枯落物持水过程
• 6.3 枯落物吸水速率
• 6.4 枯落物有效拦蓄量
• 7 枯落物层的保水保土功能
• 7.1 枯落物阻滞径流速率
• 7.2 枯落物的减流减沙
• 8 枯落物层的化感作用
• 8.1 枯落物层化感物质的研究
• 8.2 枯落物水浸液对树种种子发芽的影响
• 8.2.1 不同浓度油松枯落物水浸液对三树种发芽及芽生长的影响
• 8.2.2 不同浓度刺槐枯落物水浸液对三树种发芽及芽生长的影响
• 8.2.3 不同浓度侧柏枯落物水浸液对三树种发芽及芽生长的影响
• 9 结论与讨论
• 9.1 结论
• 9.2 讨论
• 参考文献
• 附录
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢