純林與混交林生物學(xué)分析范文

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作者：毛俊彪宋國志羅明超單位：云南昭通地區(qū)林科所云南昭通云南彝良縣林業(yè)局云南彝良

華山松(PinusarmandiiFranch)是我國中部和西南地區(qū)的主要用材樹種,分布范圍廣泛,昭通地區(qū)是全省的主要集中分布區(qū),海拔1600~3400m均有分布.由于華山松繁殖更新容易,生長較快,材質(zhì)優(yōu)良,種仁味美可口,為昭通地區(qū)主要造林樹種之一."長防"工程啟動以來,全區(qū)共營造華山松林約5133萬hm2,其中,混交林所占比重不到華山松造林總面積的011%.由于造林地多分布在丘陵山地,地形條件復(fù)雜,隨著海拔、坡位和坡向的變化,形成了小區(qū)域生境條件的千差萬別,有的生境雖好,但由于長期以來經(jīng)濟條件落后,經(jīng)營管理不善,林木長勢衰弱,抗逆性差,給病蟲害的發(fā)生創(chuàng)造了條件,加之純林較混交林對病蟲害的抗御能力差,病蟲害隨華山松純林面積的不斷擴大而日趨嚴重,純林生態(tài)效應(yīng)也不及混交林,基于目前國內(nèi)外對華山松純林與混交林生態(tài)效應(yīng)尚無系統(tǒng)研究,為探索其純林與混交林在生態(tài)效應(yīng)和病蟲害抗御能力方面的優(yōu)劣,為今后大面積的人工生態(tài)林建設(shè)和森林病蟲害的綜合治理提供理論依據(jù).在省科委基金處的支持下,經(jīng)地區(qū)科委立項,于1996-07~1998-07在華山松適生區(qū)的彝良縣奎香鄉(xiāng)黑拉村林場選點,進行了華山松純林與混交林生態(tài)效應(yīng)對比觀測研究.

1研究區(qū)自然概況

研究區(qū)位于彝良縣奎香鄉(xiāng)黑拉村林場,純林距混交林約500m,其地理坐標為東經(jīng)104b12c26d~104b13c6d,北緯27b21c51d~27b22c2d,海拔高度2041m,年平均氣溫15e,年降雨量1000mm,最熱月均溫2315e,最冷月均溫515e,無霜期258d,地塊平均坡度純林6b,交林8b,坡向均為西南向,成土母質(zhì)(巖)為石灰?guī)r,土壤為山地黃壤,平均相對濕度82%,氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L氣候,多雨潮濕,極適合華山松生長.

2標準地的選擇與觀測內(nèi)容

2.1標準地的選擇在彝良縣奎香鄉(xiāng)黑拉村林場選擇14年生具有代表性的華山松純林兩塊,每塊1133hm2,同時在其附近選取立地條件基本相同的華山松與麻櫟混交林(混交比6:4)兩塊,每塊1133hm2作對照,純林與混交林各設(shè)置樣地6塊,樣地面積100m2(10m@10m),每塊樣地內(nèi)采用5點取樣法設(shè)置小樣方5塊(2m@2m),并對被調(diào)查的樣株用油漆標記,全年按春、夏、秋、冬四季進行4次觀測,共觀測5次.

2.2標準地觀測內(nèi)容與方法

2.2.1土壤性狀采用標準地調(diào)查法,在純林和混交林的每個樣地內(nèi)選挖有代表性的土壤剖面一個,調(diào)查記載土壤類型,剖面層次結(jié)構(gòu),總厚度和各層厚度并取土樣進行土壤分析,測定土壤含水量、有機質(zhì)和速效氮、磷、鉀含量.

2.2.2林內(nèi)溫度和濕度分別在純林和混交林樣地中選擇固定地點,利用干濕球溫度計,按春、夏、秋、冬四季進行觀測,全年測4次,每次3d(選擇晴天),每天4次(9:00,11:00,15:00,17:00),同時測定純林和混交林林內(nèi)溫度和相對濕度.

2.2.3水土流失狀況分別在純林和混交林的標準地內(nèi)設(shè)徑流場80m2(20m@4m),四周挖溝,下方設(shè)承接池,連續(xù)兩年測定2次地表徑流量和泥沙含量.

2.2.4植被狀況分別在純林和混交林的樣地內(nèi)調(diào)查林分郁閉度、喬木樹種比例、灌木種類及蓋度、草本植物主要種類及蓋度以及地被物厚度及蓋度.

2.2.5主要動物種類分別在純林和混交林的標準地及附近調(diào)查動物出現(xiàn)的種類及頻度.

2.2.6主要害蟲的危害情況按照標準地調(diào)查法,在樣方內(nèi)進行昆蟲種類及密度的調(diào)查,對造成災(zāi)害的華山松木蠹象和華山松球蚜,在樣方內(nèi)按相應(yīng)分級標準對樣株進行調(diào)查,計算危害指數(shù).

2.2.7主要病害危害情況分別在純林和混交林的小樣方內(nèi)對華山松腐爛病,按分級標準,對樣株進行調(diào)查,計算病情指數(shù).

3調(diào)查結(jié)果與分析

3.1土壤性狀華山松純林與混交林土壤類型均屬山地黃壤,純林土壤的平均厚度115cm,其中A層18cm,B層40cm,土壤pH4155,平均速效氮含量217545mg/100g土、速效磷含量11227mg/100g土、速效鉀含量3197mg/100g土;混交林土壤平均厚度110cm,其中A層20cm,B層45cm,土壤pH值4187,平均速效氮含量3615045mg/100g土、速效磷含量017685mg/100g土、速效鉀含量10106mg/100g土;純林與混交林對比情況見表1,圖1.表1數(shù)據(jù)及附圖表明,純林與混交林土壤均屬同一成土母巖上發(fā)育而成的山地黃壤,在結(jié)構(gòu)和厚度上差異不大,但由于混交林枯枝落葉較純林多,林內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)較純林復(fù)雜,土壤有機質(zhì)含量較純林高,土壤微生物活動較純林頻繁,造成混交林土壤肥力較純林高,氮、鉀含量也高,磷含量出現(xiàn)反常現(xiàn)象,可能是由于混交樹種對磷的吸收較強的緣故。

3.2林內(nèi)溫、濕度華山松純林與混交林林內(nèi)溫、濕度對比表(表2)表明,純林冬、春季林內(nèi)溫度較混交林低(冬季低415%,春季低917%),濕度較混交林高(冬季高1012%,春季高1419%);夏、秋季純林內(nèi)溫度較混交林高(夏季高412%,秋季高016%),濕度較混交林低(夏季低217%,秋季低613%).其主要原因是,冬、春兩季混交林中麻櫟枝葉枯落,郁閉度降低,林內(nèi)光照增強,溫度升高,濕度降低;而夏、秋兩季混交林內(nèi)麻櫟枝葉繁茂,林內(nèi)光照減弱,濕度增大.由此看來混交林較純林對溫、濕度具有較好的調(diào)節(jié)作用。

3.3水土流失狀況華山松純林與混交林水土流失對比表(表3)表明,在降雨強度相同的情況下,純林內(nèi)地表徑流量及泥砂含量均高于混交林;混交林內(nèi)地表徑流量較純林少1615%,泥砂含量少2917%,混交林對降雨的截留作用明顯優(yōu)于純林,保水、保土、保肥效益較純林好.

3.4植被狀況調(diào)查結(jié)果表明,混交林內(nèi)植物種類較純林多;灌木蓋度和草本蓋度的平均值混交林高于純林;地被物厚度混交林也高于純林,覆蓋度基本一致。

3.5主要害蟲的危害情況混交林內(nèi)昆蟲種類較純林多(包括天敵),種群數(shù)量較純林少;華山松木蠹象和華山松球蚜危害程度純林均高于混交林,其中:木蠹象危害逐年變重,混交林加重程度較純林緩慢;球蚜4月份危害最重,危害程度年變化純林較混交林起伏大,見表5.對純林和混交林危害指數(shù)作差異顯著性統(tǒng)計分析,木蠹象T=51808>TA=0101=31355,差異極顯著;球蚜T=31538>TA=0101=31355,差異極顯著;表明混交林對主要蟲害的抗御能力較純林強.

3.6主要病害危害情況華山松腐爛病對混交林危害較純林輕,危害程度年變化純林較混交林起伏大,見表6.對華山松純林與混交林腐爛病病情指數(shù)危害程度作T值檢驗,T=31381>TA=0101=31355,差異極顯著,表明混交林對主要病害的抗御能力較純林強.

4結(jié)果與討論

4.1生態(tài)效應(yīng)產(chǎn)生顯著差異的根本原因混交林與純林由于樹種組成不同,造成林內(nèi)溫度、濕度、土壤微生物活動、地被物厚度等因素的差異,混交林內(nèi)灌木、草本種類較純林多,覆蓋度較純林高,土壤微生物活動頻繁,并且雨季混交林樹冠對降雨的截留作用較純林大,林內(nèi)灌木、草本、地被物等對水土的保持作用也較純林好.因此,樹種組成不同是造成純林與混交林生態(tài)效應(yīng)產(chǎn)生顯著差異的根本原因.

4.2病蟲害危害程度差異顯著的根本原因混交林與純林由于樹種組成不同,林內(nèi)溫度、濕度、光照、生物多樣性等生態(tài)因子不同,混交林內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)較純林復(fù)雜,生物種類多,病蟲害自然控制因素(包括天敵等)多.同時不同樹種混交對病蟲害的傳播具有生物抑制和阻隔作用.由此說明,造成華山松純林與混交林病蟲危害程度差異顯著的根本原因是林分內(nèi)樹種的組成不同

4.3森林病蟲害綜合治理途徑混交林與純林比較,混交林在社會效益、生態(tài)效益、防火效應(yīng)和美學(xué)等方面均明顯優(yōu)于純林.合理營造混交林是推行森保工程可持續(xù)控制和進行森林病蟲害綜合治理的最佳途徑.

4.4適地適樹,合理混交營造混交林的混交模式還有待于進一步研究.從現(xiàn)有資料分析,營造混交林應(yīng)貫徹/適地適樹,合理混交0的原則.在樹種組成上以針闊混交為主,從生態(tài)效益的角度出發(fā),混交方式建議采用株間或行間混交;從綜合效益的角度出發(fā),建議采用帶狀或小塊狀混交.

4.5該項研究的現(xiàn)實意義該項研究,以系統(tǒng)論思想為先導(dǎo),從整個森林生態(tài)系統(tǒng)的高度出發(fā),大膽地嘗試把森林生態(tài)學(xué)、生物學(xué)同森林病蟲害的研究有機地結(jié)合起來,豐富了森保學(xué)科的新分支--森林病蟲害綜合治理學(xué)的內(nèi)容;具有科學(xué)性、先進性和適用性。