连栽桉树人工林群落结构复杂性和土壤养分变化的研究

论文摘要

伴随桉树人工林的迅速发展给社会带来良好经济效益的同时,由于不合理的经营措施也带来了一系列的生态问题,引发了学术界的争论并且愈演愈烈,争论的焦点主要是:(1)桉树人工林林下生物多样性问题;(2)桉树人工林的地力衰退问题。本文在东门试验地设置第1代和第2代桉树人工林连栽试验样地,每代设三个重复,采用野外调查和室内分析相结合的方法对尾巨桉人工林群落组成和土壤养分的变化进行研究,以阐明连栽对桉树人工林群落结构复杂性和地力的影响。对林下植物群落组成变化的研究结果表明:(1)SR林(第2代林)与FR林(第1代林)相比,林下群落植物物种减少了38.30%,灌木层植物减少了45.31%;草本层减少了23.33%;(2)连栽加剧了灌木植物的退化,而有利于草本植物的生长。灌木层植物在群落中所占比例下降了12.55%,草本层上升到了12.55%;(3)连栽导致群落中高位芽植物的减少,促进了一年生植物的生长;(4)从多样性指数和物种丰富度分析的结果显示,连栽桉树人工林林下群落物种多样性有所降低;(5)林下灌木层的优势种组合由原来的潺槁树、盐肤木、石岩枫、路边青演变为盐肤木、路边青、潺槁树和毛桐;草本层的优势种组合由五节芒、飞机草、荩草和石珍芒演变为五节芒、白茅、飞机草、光高梁和蕨;(6)FR林叶面积指数和平均叶倾角比SR林小,但林内的消光系数、直接辐射透过系数和散射辐射透过系数均高于SR林。对连栽桉树人工林生物量和生产力研究结果表明:(1)连栽对桉树人工林林分生物量和生产力没有显著影响,但在一定程度上有降低的趋势;(2)连栽导致桉树人工林林下植被的生物量和生产力显著下降,平均下降了54.60%。对连栽桉树人工林土壤养分变化研究结果表明:(1)土壤的pH值、土壤交换性钙和速效钾在0～20cm和20～40cm土层都有不同程度的降低,但不显著;(2)土壤有机质、水解氮和全钾的含量在0～20cm土层显著下降,分别下降了31.17%,22.42%和31.80%,在20～40cm土层,差异不显著,但也有下降的趋势;(3)全氮含量在0～20cm土层呈下降趋势,在20～40cm土层,显著下降;(4)全磷、有效磷的含量在0～20cm和20～40cm土层均呈上升趋势,且全磷在0～20cm土层上升显著;(5)交换性镁含量在0～20cm和20～40cm土层都显著下降,分别下降了30.17%和56.00%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 人工林的概念及特点
• 1.1.1 人工林的相关概念
• 1.1.2 人工林的基本特征
• 1.2 桉树人工林的发展现状
• 1.2.1 世界桉树人工林发展现状
• 1.2.2 中国桉树人工林发展现状
• 1.2.3 广西桉树人工林发展现状
• 1.3 关于发展桉树人工林引起的争论
• 1.3.1 桉树人工林林下生物多样性问题
• 1.3.2 人工林地力的问题
• 第二章 研究地区概况
• 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 气候水文
• 2.1.4 土壤
• 2.1.5 植被
• 2.2 经济社会环境概况
• 2.2.1 人口与人文环境
• 2.2.2 交通环境
• 2.2.3 社会经济状况
• 第三章 调查研究方法
• 3.1 试验点概况
• 3.2 样地设计
• 3.2.1 试验地选择
• 3.2.2 样地设计
• 3.3 调查采样
• 3.3.1 物种多样性调查
• 3.3.2 生物量调查
• 3.3.3 土壤样品的采集
• 3.3.4 林分冠层结构测定
• 3.4 样品分析与数据处理方法
• 3.4.1 植物功能群的划分
• 3.4.2 物种多样性指数计算
• 3.4.3 物种的重要值计算
• 3.4.4 生物量和生产力的估算
• 3.4.5 冠层图像的分析
• 3.4.6 土壤养分分析
• 3.5.7 统计分析方法
• 第四章 连栽对林下物种组成与群落结构的影响
• 4.1 群落的物种组成分析
• 4.2 群落的功能群组成分析
• 4.2.1 植物的生长型组成特征
• 4.2.2 植物的生活型组成特征
• 4.3 群落的植物多样性分析
• 4.3.1 α多样性指数
• 4.3.2 β多样性指数
• 4.4 林下植被重要值分析
• 4.4.1 灌木层物种组成及重要值分析
• 4.4.2 草本层物种组成及重要值分析
• 4.5 冠层结构
• 4.5.1 冠层叶面积指数和叶群结构
• 4.5.2 树冠辐射透过系数
• 4.6 小结
• 第五章 连栽对林分生物量和生产力的影响
• 5.1 乔木层生物量与生产力
• 5.1.1 林木平均单株的生物量及器官分配
• 5.1.2 林木群体的生物量
• 5.1.3 乔木层生产力
• 5.2 林下植被生物量和生产力
• 5.2.1 林下植被生物量
• 5.2.2 林下植被生产力
• 5.3 小结
• 第六章 连栽对桉树人工林土壤养分影响
• 6.1 土壤酸碱度变化
• 6.2 土壤有机质的变化
• 6.3 土壤氮磷钾含量的变化
• 6.3.1 土壤氮素
• 6.3.2 土壤磷素
• 6.3.3 土壤钾素
• 6.4 土壤交换性钙、镁含量的变化
• 6.4.1 钙含量
• 6.4.2 镁含量
• 6.5 小结
• 第七章 讨论与建议
• 7.1 连栽对林下植被及物种多样性的影响
• 7.2 连栽对尾巨桉乔木层生物量和生产力的影响
• 7.3 连栽对桉树人工林土壤养分的影响
• 7.4 今后的工作建议
• 参考文献
• 附录1:
• 附录2:
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况