大青山主要森林类型生态效益的研究与评价

论文摘要

生态效益评价在国内还处于起步阶段,大多以宏观统计数据资料计量森林生态效益,各地方还没有完整的指标体系和实际生态效益评价的结合,多以单一生态功能研究为主,在理论和方法上还不十分完善。本论文从单因子生态效益分析到综合生态效益评价,依据专家评估法、采用层次分析与统计相结合的方法,建立了大青山主要森林类型（油松人工林、落叶松人工林和白桦天然次生林）生态效益评价指标体系,并用权重系数反映其指标贡献率的大小,然后通过林分竞争、生物量、土壤物理特性、地表径流、土壤侵蚀、小气候、干物质积累等几个方面对生态系统稳定性、涵养水源、水土保持、改善小气候、改良土壤、和固碳放氧等六个子效益进行了研究与分析,得出子效益和综合效益指数,最后用模糊评价方法评价其等级,完整体现了生态效益的研究与评价的结合。研究结果表明:1.大青山30年生油松林密度不宜超过3200株/hm2, 25年生落叶松林在1700株/hm2范围内还未出现林木分化现象,白桦林因萌生起源、年龄因素的影响,密度对其分级木没有显著影响。2.对于地上总生物量,落叶松林（52225.4kg/hm2）>油松林（34869 kg/hm2）>白桦林（26378.9 kg/hm2）;白桦林灌木层生物量（3251～4160kg/hm2）最大;油松林草本层生物量（369～1146 kg/hm2）相对较大,其次为白桦和落叶松林。3.对于土壤理化性质,大青山地区有林地普遍好于荒草坡,其中白桦天然次生林要好于人工林。旱季和雨季土壤含水量的变化与土壤有效水的变化不相一致,在土壤有效水和含水量方面降雨对油松林和荒草坡水分变化影响较大。4.依据林地总贮水量的大小,4种林地水源涵养功能大小依次为白桦天然次生林（3687.172 t/hm2）>落叶松人工林（3553.229 t/hm2）>灌木林（3035.698 t/hm2）>油松人工林（2796.279 t/hm2）。5.古路板林场落叶松林、油松林、白桦林和灌木林的土壤侵蚀量分别为108t/a、1022.7t/a、158.2t/a和232.3t/a。产沙量大小依次为油松林>落叶松林>灌木林>白桦林,油松林的产沙量是白桦林的21.8倍。6.林内外湿度变化在1～2m范围内没有明显规律,而林内外温度变化受季节的影响较大;油松林能降低林外风速的50%,落叶松林能降低林外风速的40%,白桦林在7月份降低风速百分比约是5月份的2倍。7.油松林、落叶松林和白桦林固定CO2效益依次为29.47 t/hm2、51.95 t/hm2和26.93 t/hm2,释放O2效益依次为21.70 t/hm2、38.24 t/hm2和19.82t/hm2。8.三种森林类型的总生态效益不同,其各项指标所占的比例也不同,单项生态效益排序与其贡献率有明显差异。油松林、落叶松林和白桦林综合生态效益评价指数依次为0.742、1.037、1.067。其中生态系统稳定性白桦天然次生林要明显好于人工林,三种林型水土保持效益差异最大,油松林水源涵养作用较差,落叶松林固碳放氧效益最好。模糊评价结果与层次分析法相一致。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 林分结构与生物量
• 1.2 密度对林分结构与生长的影响
• 1.3 水源涵养及水土保持的研究
• 1.4 森林小气候的研究
• 1.5 固碳制氧效益
• 1.6 生态效益评价
• 1.7 研究内容及研究对象
• 1.8 论文特色及研究目的意义
• 2 研究区概况
• 2.1 地理位置
• 2.2 气候
• 2.3 土壤
• 2.4 植被
• 3 林分结构与生物量
• 3.1 林分结构
• 3.1.1 研究方法
• 3.1.2 分级木与径阶分布
• 3.1.2.1 油松林分级木与径阶分布
• 3.1.2.2 落叶松林分级木与径级分布
• 3.1.2.3 白桦林分级木与径级分布
• 3.1.2.4 林分密度对林木竞争的影响
• 3.1.3 小结
• 3.2 林分生物量
• 3.2.1 研究方法
• 3.2.2 结果与分析
• 3.2.2.1 油松各器官及林地生物量的分配情况
• 3.2.2.2 落叶松各器官及林地生物量的分配情况
• 3.2.2.3 白桦各器官及林地生物量的分配情况
• 3.2.2.4 密度对林分生物量及各器官所占比例的影响效应
• 3.2.3 小结
• 3.2.4 讨论
• 4 不同植被类型土壤物理特征及有效水研究
• 4.1 土壤物理特征研究
• 4.1.1 研究方法
• 4.1.2 结果与分析
• 4.1.2.1 不同植被类型土壤物理特征
• 4.1.2.2 不同植被类型土壤入渗速率的研究
• 4.1.2.3 不同植被类型土壤物理特性的比较
• 4.1.3 小结
• 4.2 土壤有效水的研究
• 4.2.1 研究方法
• 4.2.2 结果与分析
• 4.2.2.1 不同深度旱雨季土壤水分的变化
• 4.2.2.2 不同植被类型旱、雨季土壤含水量与田间持水量的关系
• 4.2.2.3 不同植被类型旱季土壤含水量与有效水的关系
• 4.2.2.4 不同植被类型雨季土壤含水量与有效水的关系
• 4.2.2.5 土壤物理性质与渗透性和土壤含水量的关系
• 4.2.2.6 不同植被类型水土保持及土壤贮水能力探讨
• 4.2.3 结论与讨论
• 5 不同植被类型水源涵养功能的研究
• 5.1 研究方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 不同植被类型下凋落物特性的分析
• 5.2.2 凋落物持水量
• 5.2.3 凋落物持水过程
• 5.2.4 不同植被类型土壤贮水量研究
• 5.3 小结
• 6 不同植被类型土壤水土保持功能的研究
• 6.1 研究方法
• 6.2 结果与分析
• 6.2.1 不同植被类型地表径流与土壤侵蚀
• 6.2.2 产流产沙与影响因子相关性分析
• 6.2.3 地表径流量和土壤侵蚀量与影响因子主成分分析
• 6.2.4 产流产沙与影响因子回归分析
• 6.2.5 不同植被土壤侵蚀量的计算
• 6.3 结论
• 7 小气候的研究
• 7.1 研究方法
• 7.2 研究结果
• 7.2.1 油松林内外小气候变化规律
• 7.2.2 落叶松林内外小气候变化规律
• 7.2.3 白桦林内外小气候变化规律
• 7.3 讨论
• 8 固碳制氧效益
• 8.1 研究方法
• 8.2 结果与分析
• 8.2.1 油松林固碳放氧效益计算
• 8.2.2 落叶松林固碳放氧效益计算
• 8.2.3 白桦林固碳放氧效益计算
• 8.2.4 不同森林类型固碳放氧效益计算
• 8.3 小结
• 9 三种主要森林类型生态效益评价
• 9.1 层次分析法
• 9.1.1 层次分析法介绍
• 9.1.2 层次分析法的基本原理、步骤
• 9.1.3 指标权重的确定
• 9.1.4 评价指标筛选的基本原则
• 9.2 大青山生态效益评价指标的建立
• 9.2.1 指标体系中各个指标权重的确定
• 9.2.2 层次总排序权值的确定
• 9.3 各指标的无纲量化处理
• 9.4 综合生态效益评价模型
• 9.4.1 综合生态效益分析
• 9.4.2 综合生态效益评价
• 9.4.2.1 三种森林类型综合生态效益指数
• 9.4.2.2 各准则层对综合效益的贡献率
• 9.5 小结
• 10 三种森林类型的模糊综合评价
• 10.1 模糊评价的介绍
• 10.2 三种林型各指标模糊评价的结果
• 10.2.1 三种森林类型生态系统稳定性模糊评价
• 10.2.2 三种森林类型水源涵养作用模糊评价
• 10.2.3 三种森林类型小气候效益模糊评价
• 10.2.4 三种森林类型水土保持效益模糊评价
• 10.2.5 三种森林类型土壤效益模糊评价
• 10.2.6 三种森林类型固碳放氧效益模糊评价
• 10.2.7 小结
• 11 结论
• 11.1 林分结构与生物量
• 11.2 土壤物理性质及有效水
• 11.3 土壤水源涵养功能
• 11.4 水土保持功能的研究
• 11.5 小气候变化规律
• 11.6 固碳放氧效益
• 11.7 生态效益评价
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介