純林與混交林生物學分析范文

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

華山松(PinusarmandiiFranch)是我國中部和西南地區的主要用材樹種,分布范圍廣泛,昭通地區是全省的主要集中分布區,海拔1600~3400m均有分布.由于華山松繁殖更新容易,生長較快,材質優良,種仁味美可口,為昭通地區主要造林樹種之一."長防"工程啟動以來,全區共營造華山松林約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,地形條件復雜,隨著海拔、坡位和坡向的變化,形成了小區域生境條件的千差萬別,有的生境雖好,但由于長期以來經濟條件落后,經營管理不善,林木長勢衰弱,抗逆性差,給病蟲害的發生創造了條件,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,純林生態效應也不及混交林,基于目前國內外對華山松純林與混交林生態效應尚無系統研究,為探索其純林與混交林在生態效應和病蟲害抗御能力方面的優劣,為今后大面積的人工生態林建設和森林病蟲害的綜合治理提供理論依據.在省科委基金處的支持下,經地區科委立項,于1996-07~1998-07在華山松適生區的彝良縣奎香鄉黑拉村林場選點,進行了華山松純林與混交林生態效應對比觀測研究.

1研究區自然概況

研究區位于彝良縣奎香鄉黑拉村林場,純林距混交林約500m,其地理坐標為東經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(巖)為石灰巖,土壤為山地黃壤,平均相對濕度82%,氣候屬亞熱帶季風氣候,多雨潮濕,極適合華山松生長.

2標準地的選擇與觀測內容

2.1標準地的選擇在彝良縣奎香鄉黑拉村林場選擇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,純林與混交林各設置樣地6塊,樣地面積100m2(10m@10m),每塊樣地內采用5點取樣法設置小樣方5塊(2m@2m),并對被調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標準地觀測內容與方法

2.2.1土壤性狀采用標準地調查法,在純林和混交林的每個樣地內選挖有代表性的土壤剖面一個,調查記載土壤類型,剖面層次結構,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、有機質和速效氮、磷、鉀含量.

2.2.2林內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設徑流場80m2(20m@4m),四周挖溝,下方設承接池,連續兩年測定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調查林分郁閉度、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查動物出現的種類及頻度.

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

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對華山松腐爛病,按分級標準,對樣株進行調查,計算病情指數.

3調查結果與分析

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數據及附圖表明,純林與混交林土壤均屬同一成土母巖上發育而成的山地黃壤,在結構和厚度上差異不大,但由于混交林枯枝落葉較純林多,林內生態系統較純林復雜,土壤有機質含量較純林高,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,磷含量出現反常現象,可能是由于混交樹種對磷的吸收較強的緣故。

3.2林內溫、濕度華山松純林與混交林林內溫、濕度對比表(表2)表明,純林冬、春季林內溫度較混交林低(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,林內光照增強,溫度升高,濕度降低;而夏、秋兩季混交林內麻櫟枝葉繁茂,林內光照減弱,濕度增大.由此看來混交林較純林對溫、濕度具有較好的調節作用。

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,純林內地表徑流量及泥砂含量均高于混交林;混交林內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于純林,保水、保土、保肥效益較純林好.

3.4植被狀況調查結果表明,混交林內植物種類較純林多;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昆蟲種類較純林多(包括天敵),種群數量較純林少;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作差異顯著性統計分析,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結果與討論

4.1生態效應產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效應產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,林內溫度、濕度、光照、生物多樣性等生態因子不同,混交林內生態系統較純林復雜,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、生態效益、防火效應和美學等方面均明顯優于純林.合理營造混交林是推行森保工程可持續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.從現有資料分析,營造混交林應貫徹/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,從生態效益的角度出發,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,建議采用帶狀或小塊狀混交.

4.5該項研究的現實意義該項研究,以系統論思想為先導,從整個森林生態系統的高度出發,大膽地嘗試把森林生態學、生物學同森林病蟲害的研究有機地結合起來,豐富了森保學科的新分支--森林病蟲害綜合治理學的內容;具有科學性、先進性和適用性。