南亚热带马尾松人工林生产力影响因素分析

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中文摘要：森林生产力是研究森林结构与功能的基础内容，也是评价森林质量的重要指标。科学合理的经营措施能够有效提高森林的生产力，探究森林生产力的影响因素对森林经营有着重要意义。本文以南亚热带马尾松人工林为研究对象，基于中国林业科学研究院热带林业实验中心53块马尾松人工林系统抽样样地数据和20块马尾松典型观测样地数据，对比分析了不同林龄阶段、不同密度等级、不同树种组成类型下林分生长变化状况和土壤养分元素动态变化，并以各因素（林龄、密度、树种组成、土壤养分元素）作为变量，分别构建了含不同因素的马尾松林分断面积生长模型，以期为南亚热带马尾松森林经营提供理论依据。研究结果主要表明: (1)林龄对南亚热带马尾松人工林生产力有显著影响，不同林龄阶段马尾松人工林平均胸径、总胸高断面积、平均单株材积和林分蓄积差异显著(p＜0.05)，且平均胸径、总胸高断面积、平均单株材积和林分蓄积随林龄增加而增大。林分蓄积生长量和生长率随林龄增大而减少，且从中龄林过渡到近熟林阶段时下降幅度较为明显。在此基础上，构建了含林龄阶段固定效应的马尾松林分断面积生长模型。结果发现随林龄的增大，模拟所得各林龄阶段所对应的参数a的值呈现出先增大后减小的趋势，近熟林阶段参数a的值最大，说明研究区内马尾松人工林生产力随林龄增大而增大，且在近熟林阶段达到最大。 (2)林分密度对马尾松人工林生产力影响显著，林分平均胸径与平均单株材积随着密度增大而减小，总胸高断面积和林分蓄积随密度增大而增大。对于马尾松中龄林，中密度(750-1100n*hm-2)下林分蓄积定期平均生长量PAI和生长率Pt最大，分别为18.716m3*hm-2*a-1，11.97％;对于马尾松近熟林，不同密度等级下马尾松近熟林林分蓄积定期平均生长量差异不显著。通过比较不同密度指标对马尾松林分断面积生长方程拟合效果的影响，发现林分密度指数(SDI)更能反映其生长过程。在此基础上，构建了含密度等级固定效应的马尾松林分断面积生长模型。结果发现模拟得到的参数a的值随林分密度指数(SDI)的增大而增大，说明研究区内马尾松人工林林分生产力随林分密度的增加而增大。 (3)树种组成对马尾松人工林生产力有着重要的影响，林下补植不同树种的各改造模式(A1-A4)林分蓄积定期平均生长量和生长率以及单位面积进界蓄积均大于对照纯林，其中改造模式A2各方面均大于其他改造模式，而枯损量则是对照纯林要远远大于各改造模式;在单木水平上，各改造模式平均胸径生长量、平均树高生长量和单株材积生长量均大于对照纯林，其中改造模式A2各方面均大于其他改造模式。综合看来，改造模式A2（林下补植大叶栎和格木）在短期内改造效果最好。在此基础上，构建了含树种组成类型固定效应的马尾松林分断面积生长模型，结果发现马尾松纯林参数a的值最大，其次为马尾松—大叶栎混交林，再次为马尾松与其他阔叶树种（如红锥、灰木莲等）形成的混交林。 (4)不同土壤养分元素对马尾松人工林生产力产生的影响也不相同，pH值在各林龄阶段均为下降;有机质含量在中龄林阶段时显著减少，在其他林龄阶段变化不大;全氮和速效氮含量在各林龄阶段基本均为增加;全磷含量在各林龄阶段表现为增加或基本不变，速效磷含量在中龄林阶段显著减少;全钾含量除成熟林外各林龄阶段均为增加，速效钾在含量在中龄林阶段明显减少，其他林龄阶段变化不大。为探究生产力和土壤养分元素之间的关系，分别采用Pearson相关分析和逐步回归分析方法分析两者之间的关系。Pearson相关分析表明马尾松林分生产力与pH值呈显著负相关，与全钾含量和速效磷含量呈负相关，与碱解氮含量呈显著正相关;逐步回归分析结果表明pH值、碱解氮含量和速效磷含量影响显著，在此基础上，采用再参数化的方法，构建含土壤养分元素的马尾松林分断面积生长模型，结果发现pH值和速效磷含量与断面积生长负相关，碱解氮含量与断面积生长呈正相关。

作者：

刘卓

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关键词：

马尾松人工林经营策略生产力林分密度树种组成土壤养分

授予学位：

硕士

学科专业：

森林经理学

导师：

朱光玉；刘宪钊

学位年度：

2019

学位授予单位：

中南林业科技大学

语种：

中文

中图分类号：