古田山中亚热带常绿阔叶林地上生物量空间格局及其影响因子

发布时间：2020-07-16 04:38

【摘要】：中国的亚热带常绿阔叶林具有独特的气候、物种组成和结构特点,是研究生物量影响因子的独特场所。森林地上生物量(AGB;Above-ground biomass)是森林生态系统生物量的重要组成部分,是森林生态系统中最具活力的碳库,在森林活植被生物量中占有较大比重,目前对地上生物量影响因子的探究是森林碳储量研究的热点。前人对地上生物量的研究多集中于热带和温带,亚热带地上生物量研究的规模和样方数比较小。本研究在古田山自然保护区全境系统性取样,设置380个森林样方,估算森林样方地上生物量,分析古田山亚热带常绿阔叶林地上生物量的分布状况。通过提取各样方的地形因子,测定各样方土壤理化性质,并利用样方木本植物个体调查数据估算生物因子,利用多元统计方法,分析确定在亚热带区域影响亚热带常绿阔叶林地上生物量变化的主要环境因子和生物因子。主要结论如下:(1)古田山保护区天然林次生林地上生物量近似正态分布,空间变化大,平均值为172.5 Mg ha-1,标准差为68.4 Mg ha-1;最小值发生在最近采伐后自然恢复的天然林,地上生物量为36.1 Mg ha-1,最大值发生在老龄原始林,地上生物量为457.1 Mg ha-1。与已有的关于中国亚热带常绿阔叶林地上生物量的研究结果相比,本研究的地上生物量的变化与整个亚热带区域森林生物量的变化相似。(2)主要的环境因子对地上生物量的研究结果:在分析地上生物量与15个环境变量之间关系中,海拔、有机碳、土壤有效磷、有效硫和有效镁与地上生物量呈显著正相关;pH值,土壤容重和土壤全磷与地上生物量呈显著的负相关(p0.05)。地上生物量对环境因子的多元回归结果表明:地形变量中,海拔、坡度和坡向对地上生物量具有正效应。在土壤变量中,土壤容重、土壤含水量和全磷对地上生物量有负效应,有效磷对森林地上生物量有正效应。其中,海拔对森林地上生物量影响最大,其次为土壤容重和土壤含水量。地上生物量对环境因子和生物因子多元回归分析表明:控制了生物因子后,海拔仍对地上生物量呈现正效应,但效应降低;全磷、土壤容重和含水量仍保持对地上生物量的负效应,但坡度、坡向、有效磷的效应不再显著。(3)主要的生物因子对地上生物量的研究结果:在6个生物因子中,胸径90%分位数(R2 = 0.32,p0.001)对地上生物量为正效应,其影响最大,其次是胸径变异系数(R2 = 0.19,p0.001),群落胸径变差越大,地上生物量越大。地上生物量对生物因子的多元回归分析表明:胸径90%分位数对地上生物量的影响仍然最大(正效应),胸径变异系数的效应仍居第二位,并且效应方向不变。在控制了其它生物因子后,均匀度仍对地上生物量没有影响,但多度和物种丰富度都呈显著的正效应,群落物种越丰富,森林地上生物量越高,尽管物种丰富度的影响相对比较小。控制了环境因子后,除香农指数外,其他生物因子都对地上生物量变化呈现出显著影响;90%胸径分位数、胸径变异系数、多度和物种丰富度仍呈现显著的正效应,他们的影响顺序保持不变,胸径90%分位数仍保持对地上生物量的最大影响。(4)森林地上生物量对环境和生物因子的多元回归分析表明:生物因子对地上生物量的影响显著高于环境因子,特别是胸径90%分位数的效应是效应最大环境因子全磷的4倍多;其它生物因子如胸径变异系数和多度的效应也显著大于环境因子的效应。方差分解分析表明:环境因子和生物因子总共解释了 69%的地上生物量的变异。环境因子总共解释了地上生物量的25%,生物因子总共解释地上生物量的61%。环境因子独立解释地上生物量的8%,生物因子独立解释了 44%,生物因子和环境共同解释了 17%。本研究对各类亚热带常绿阔叶林的地上生物量的估计可能对整个亚热带常绿阔叶林生物量和生产力的估计有很重要的参考作用。为中国亚热带地区以固碳和生物多样性保护为目的的森林管理提供参考,为我国常绿阔叶林的生态恢复和生物多样性保护提供可行性建议,也为未来从遥感信息中解译生态系统生产力和生物多样性信息从而实现遥感监测森林生物多样性和生产力提供基本支持。
【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S718.5
【图文】：

古田山,样方,设置位置

图３－１古田山３８０个样方设置位置逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋３－１邋Ｌｏｃａｔｉｏｎｓ邋ｏｆ邋ｓａｍｐｌｅｄ邋ｆｏｒｅｓｔ邋ｐｌｏｔｓ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋Ｇｕｔｉａｎｓｈａｎ邋Ｒｅｓｅｒｖｅ逡逑至２０１６年在古田山国家级自然保护区全境天然林区域，正南３５０邋ｍ系统设置一个２０邋ｍ邋ｘ邋２０邋ｍ森林群落样方，如遇特殊现在仍有强烈人为干扰的地点，允许在２０－５０米范围内移动林样方。使用森林罗盘仪和激光测距仪精确标定样地边界，下磁铁对样方进行永久标记，并用手持全球定位系统（ＧＰＳＭ１２逡逑

土壤采样,样方,方案

对样地内所有胸径（ＤＢＨ）邋２邋１邋ｃｍ的木本植物个体进行定位调查，包括逡逑测量胸径和坐标、记录物种名称。物种名称鉴定到种，对难以鉴定的个体，采集逡逑标本和拍照，请分类专家进行鉴定。总共设置有效样地３８０个（图３－１），共有逡逑１１６，５２２个ＤＢＨ邋２邋１邋ｃｍ的独立植物个体，２５３种植物，分别属于６２个科，１４３逡逑个属（见附表１）；个体平均胸径为５．１ｃｍ，样地物种丰富度（１３－６３种）和个体逡逑数（６５－７０３棵）变异较大。逡逑３．１．２邋土壤样品采集与处理分析逡逑３．１．２．１样品采集材料和工具逡逑取土：取样图、全球定位系统（ＧＰＳＭＡＰ６２Ｓ）、管形土钻、卷尺（５０ｍ）、逡逑ＰＶＣ管、自封袋６号、大背包（大编织袋）、塑料标签、记号笔、铅笔、橡皮、逡逑记录本、红绳子、胶手套；逡逑土壤容重：环刀、钢制环刀托、电子天平、铁铲、削面刀、抹布；逡逑ｐＨ值的测定：便携式酸度计、炉子、石棉瓦、标准试剂盒、温度计；逡逑土壤湿度测定：烘箱、铝盒、电子天平；逡逑土样的风干及制备：场地（通风、无污染）、孔径为２ｍｍ尼龙筛研钵、０．１４９逡逑筛子、塑料布、玻璃棒、丝绸（皮毛）、自封袋。逡逑３＿邋１．２．２样品采集方案逡逑２０１６年在每个２０ｍ＞＜２０ｍ样方分割为１６个５ｍｘ５ｍ小样方，采用品字形设计逡逑（图３－２）选择８个小样方，在每个小样方中心用直径５ｃｍ邋土钻采集０－１０邋ｃｍ的逡逑土壤样品，然后将８个样品混合为一个样品来分析土壤的理化性质。逡逑在四个ｌＯｍｘｌＯｍ小样方中心点（Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ）以及２０ｍｘ２０ｍ样地中心点逡逑（Ｃ）（图３－２）

分布图,古田山,平均胸径,空间格局

绘制了地上生物量在古田山保护区内的空间格局分布图，发现浙江古田山逡逑亚热带森林群落地上生物量具有非常明显的空间格局，总体上核心区较高，周边逡逑区域较低（图４－１邋）。基于３８０个２０ｍｘ２０ｍ样地数据，古田山自然保护区地上生逡逑物量最大值为４５７．１邋Ｍｇ邋ｈａ＇为核心区无人为干扰的原始森林，海拔７１２．９ｎｉ，逡逑平均胸径为１０．３邋ｃｍ；最小值为３６．１邋Ｍｇ邋ｈａ—１，为近３０年前被采伐后的天然更新逡逑的次生林，海拔３１４．６邋ｍ，平均胸径为３．６邋ｃｍ。所有样方地上生物量的平均值为逡逑２０逡逑

【参考文献】