论文部分内容阅读
森林是地球上最大的陆地生态系统,生物量作为生态系统中积累的有机物总量,是森林生态系统运行的能量基础和营养物质来源。生物量是指净生产量的积累量,某一时刻的生物量就是此时此刻以前生态系统所累积下来的有机质总量。森林生物量通常以单位面积或单位时间积累的干物质量或能量表示。西南桦(Betula alnoides Hamilt.)是桦木科桦木属西桦组的旱季落叶的乔木树种。它的林下植被丰富多样,每年产生大量枯枝落叶,是热带、亚热带地区退化林地地力恢复和低效生态公益林改造的理想树种。本文通过对热带珍贵树种西南桦生物量的研究,掌握和了解同一龄级下不同的次生林与两种不同经营方式下西南桦人工林的生物量情况及生态特性,并且对相近龄级下的不同西南桦人工林生物量进行研究,同时调查研究4年生西南桦人工林生物量及生态特性,为西南桦人工林的开发利用,充分发挥其生态效益和经济效益提供理论依据;为进一步进行西南桦人工林生态系统能量流动和物质循环研究提供基础数据;为热带亚热带荒山草坡的森林植被恢复和改造利用提供示范;为退化生态系统与重建提供理论依据。
通过对六种林分生物量及生态特性的调查研究,采用Excel、Pearson、SPSS软件对数据进行计算和处理,得出以下结果:
(一)对同一龄级下不同次生林与两种不同经营方式的西南桦人工林的各层次器官生物量进行比较,结果表明: (1)干材生物量以西南桦次生林最大,其次为西南桦母树林和西南桦人工林,最小的是热带次生林。分配比例大小顺序是:干材>根>枝>叶。可见,以西南桦为主的生态群落干材生物量都明显大于热带次生林的干材生物量。
(2)灌木生物量最大的是西南桦母树林,其次是西南桦人工林。人工林的灌木层生物量高于次生林,而西南桦人工林、西南桦次生林、热带次生林灌木层的生物量与天然山地雨林、季风常绿阔叶林相比,则相差甚远。说明天然的山地雨林和季风常绿阔叶林的下木层较发达,其林分结构相对复杂。
(3)草本层生物量以西南桦人工林最大,其次是西南桦次生林,随着林龄的增长,林分郁闭度的逐渐增加,林下光照小,草本植物种类和数量随之减少。同山地雨林和季风长绿阔叶林相似,热带杂木次生林也因为郁闭度大,林下草本层生物量较小。
(4)林分活生物量的层次分配比例,因林型的不同而不同,除西南桦人工林乔木层不足70%以外,其余3种林分都达到了90%以上;灌木层以西南桦次生林为最小,只有0.99%,其它3种林分较相近;草本层以西南桦人工林为最大,达20.30%,分别是西南桦次生林、热带次生林、西南桦母树林的4.9倍、10.2倍和9.6倍。
(5)在凋落物组成中,枯叶量所占比例最大,西南桦次生林约占凋落物量的2/3,其余三种林分占约3/5。从整个林分的凋落物量来看,西南桦次生林的凋落量最大,西南桦母树林最小。而西南桦母树林的枝叶生物量最少,其凋落物也最少。从叶面积指数上看,热带次生林最大,最小的是西南桦人工纯林。
(二)对相近龄级3种不同造林模式下西南桦人工林生物量进行比较的结果可知:(1)干材生物量以西南桦与肉桂的混交林最大,其次为西南桦母树林和西南桦人工林。在各部分中的分配比例大小顺序是:干材>根>枝>叶。西南桦与肉桂的混交林的枝、叶、根生物量显著大于其他几种类型,从各部分所占比例看,西南桦母树林和西南桦人工林的干材生物量的比例最大,而西南桦与肉桂混交林的干材比例不足60%。
(2)灌木生物量最大的是西南桦与肉桂混交林,其次是西南桦母树林,西南桦人工林与西南桦母树林相近,为3.536 t/hm<2>。在3个林分里的小样方中,植物种都达20余种,且多为乔木或小乔木的幼树,真正的灌木种类很少。
(3)草本层生物量以西南桦人工林最大,其次是西南桦与肉桂混交林,随着林龄的增长,林分郁闭度的逐渐增加,林下光照小,草本植物种类和数量减少。
(4)乔木层所占的比例最大,西南桦母树林为92.68%,西南桦人工林为69.90%,西南桦与肉桂混交林为86.47%。灌木层生物量西南桦与肉桂混交林所占比例较多,占11.57%。草本层活生物量以西南桦人工林所占的比例最多,达到24.39%。
(5)在凋落物的组成中,枯叶量所占比例最大,西南桦母树林和西南桦人工林约占3/5,西南桦与肉桂混交林占2/3以上。从整个林分的凋落物量来看,西南桦与肉桂混交林最大,西南桦母树林最小。
(三)对4年生西南桦人工林生物量的研究结果表明:树体各部分中以树干生物量最高,树根其次,再次之为树枝,树叶所占比例最小。林内下木种类较多,生物量较大,为3.92 t/hm<2>,占林分总生物量的20.06%,其中地上部分生物量为1.32 t/hm<2>,占下木层生物量的33.67%,地下部分生物量为2.60 t/hm<2>,占66.33%。草本层生物量较大,为5.11 t/hm<2>,占总生物量的26.15%,其中地上部分为3.10 t/hm<2>,占草本生物量的60.67%,地下部分为2.01 t/hm<,2>,占39.33%。乔木层所占比例最大,达45.54%,但不足50%,灌木层占23.64%,草本层占30.82%。在凋落物的组成中,枯叶量所占比例较大,占71.42%,枯枝较少,只占28.58%。对以上结果进行分析后总结得到以下结论:
(一)滇南热区速生树种西南桦群落的生物量无论是次生林还是人工林都比热带次生林高。说明选择西南桦作为恢复退化生态系统的先锋树种是理想的,而且这种人工促进植被的方法是可行的。
(二)本文提出了滇南热区速生树种西南桦在演替初期的器官生物量优化回归模型及凋落物分解率的模型,可为具有相似立地条件的西南桦人工群落生物量的估测提供可靠的参考依据。
(三)对比西南桦人工林群落可知,西南桦与肉桂混交林的总生物量、年平均生产力、群落结构及物种多样性等都高于其它模式,对退化生态系统的恢复较为有利,同时肉桂的经济价值与西南桦可媲美,这种造林模式是恢复退化生态系统较为实惠的方法。