蒙古栎次生林的生长更新与林下植被多样性对林分密度的响应

作     者：胡延辰 

作者单位：沈阳农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陆秀君

授予年度：2022年

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：林分密度 蒙古栎次生林 物种多样性 天然更新 

摘      要：以辽宁省抚顺市清源县40a生的蒙古栎天然次生林为研究对象,在2018年对6块面积为0.1 hm的蒙古栎样地进行疏伐,疏伐2年后调查样地内蒙古栎的林木生长(树高、胸径、冠幅、干形生长、单株材积生长)、林下实生苗的更新林下植被的物种组成及林地土壤水分与温度条件的变化,探究疏伐后3种不同密度即低密度(600株·hm)、中密度(720株·hm)、高密度(900株·hm)。对林木生长、林下幼苗更新与林下植被多样性的影响。为基于干型管理的林分适宜密度提供参考和依据。主要研究结果如下:(1)在疏伐后第二年不同密度下树木的平均胸径与平均树高未发生显著差异,疏伐后第三年不同密度下树木胸径与树高出现显著性差异,其中,600株·hm的低密度林分中,树木的平均胸径为19.0 cm,显著大于900株·hm的高密度。在900株·hm的高密度林分中,树木由于竞争作用主要进行高生长,平均树高最大,为14.4 m。疏伐3年后对树木的干材形状没有产生影响,但林冠的生长对林分密度变化响应明显,低密度下林冠的对称指数显著高于高密度林分,数值最大达76.8%,林冠的生长最为均匀,而高密度下对称指数最低,树冠生长存在偏冠现象。疏伐后密度变化对树木材积的积累有着明显的影响,在低密度下树木的单株材积最大为0.11 m。在疏伐进行后短期内,3种密度下树木的单株材积增速无明显差异,但随着疏伐年份逐渐增加,高密度下树木材积增速减缓。树木的胸径生长量在疏伐后第3三年出现显著差异,低密度与中密度下树木胸径增长量几乎相同,分别为0.91 cm和0.87cm,高密度下林分的胸径生长量由2019-2020年的0.55 cm下降到2020-2021年的0.50 cm。(2)低密度下田间持水量与毛管持水量最低,分别为135.8 g·kg和167.3 g·kg,可供给植物利用的水分最少。在720株·hm的中密度下,土壤中水分含量最大,为7.91%。三种密度下林地土壤的蓄水能力无显著差异。在600株·hm的低林分密度下土壤更容易受到气温的影响,温度变化明显,升温、降温更快。在三种林分密度下,土壤温度的日变化规律基本一致,土壤温度在15:00时温度达到最高,在7:00时最低。但随着密度的降低,土壤温度受气温变化的影响更加剧烈,在15:00时,低密度下土壤温度最高,为14.2℃,在7:00时,土壤温度最低,为10.7℃。(3)在三种林分密度下林下植被草本层的植物种类均高于灌木层的植物种类。共调查到林下植被70种,隶属于41科67属。其中,灌木层植物有15科22属共有24种,草本层有47种隶属于27科45属。灌木种类在中密度最多有18种。草本种类在低密度最多有33种。不同密度林分林下植被组成相似,物种多样性指数无显著差异。在蒙古栎纯林中,不同密度林分蒙古栎幼苗的重要值在0.22～0.46之间,为0.23、、,处于绝对的优势地位。不同密度林下植被优势种组成相似,灌木层的优势种为蒙古栎和胡枝子。草本层的优势种为山罗花和三叶委陵菜。灌木层与草本层的植物种类有较多重叠,但优势种明显,且优势种的重要值远大于其他物种。(4)蒙古栎幼苗更新情况在中密度最好。在中密度下幼苗更新数量最多,为324株。各苗高等级下更新苗的数量在中密度下最大。且仅在中密度下出现了苗高等级I的幼苗。蒙古栎幼苗的数量随苗高等级的提高而不断减少,等级III的更新苗数量最多,三种密度下分别为192株、285株、139株。远远超过其他苗高等级的幼苗数量。从幼苗的总体生长情况来看,不同林分密度间,幼苗的苗高无显著差异。中密度下更新苗地径最大,显著高于其他密度。同一苗高等级下幼苗的地径差异发现在中密度与高密度下苗高等级III的幼苗地径无显著差异,为0.21 cm。苗高等级II下幼苗的地径在中密度下最大,为0.48 cm。苗高等级I的幼苗仅在中密度下出现。平均地径为0.64 cm。从幼苗在生长季的生长情况来看,低密度下更新苗在生长季内与其他林下植物产生了明显的竞争作用。存活率最低,仅为50%,低密度下幼苗在生长季主要进行高生长,幼苗平均高生长量最大,为1.73 cm。幼苗高径比变化不明显,苗木质量较差。中密度下更新苗的径向生长迅速,地径增长量最大,为0.47 cm。高径比变化最大,苗木质量明显提升。林分密度对幼苗的影响主要体现在对光资源的分配。对幼苗获取水资源影响不显著。综上所述,在本试验范围内,对40a生的蒙古栎天然次生林,保留720株·hm的密度,林木生长良好,林下植被分布较为均匀,幼苗的更新数量与生长情况显著优于其他密度。因此,中密度(720株·hm)最适于辽东地区蒙古栎幼龄林的天然更新,有助于辽东山区蒙古栎次生林的可持续发展。