黄土丘陵区不同林龄刺槐人工林水分、养分特征

发布时间：2020-10-29 06:35

　　 黄土丘陵区是特殊的生态环境脆弱区,是保持土壤与植被恢复的重点区域。已有研究表明黄土丘陵区植被恢复与生态重建的重点应聚焦在对现存人工林管理方面,本研究以黄土丘陵区不同林龄刺槐人工林为研究对象,采用野外调查和室内分析相结合的方法,通过测定不同林龄刺槐林下物种多样性、植物细根、生物量、水分和养分特征,探讨其对植物-凋落物-土壤间植被组成结构和水分、养分供需协调的动态变化过程,揭示不同林龄刺槐林结构优化与功能提升的水分和养分调控机制,为区域内人工林合理经营与管理提供理论依据。得出如下结论:(1)刺槐平均胸径及树高随着林龄增加呈现出逐渐递增的趋势,40年刺槐达到最高值。林分密度和郁闭度在25年时达到最大值;以33年刺槐林平均冠幅最高;40年时密度、郁闭度和冠幅均降低。细根分析表明,在0-60 cm土层,根长密度和根表面积密度整体上逐渐减少,以10年刺槐林最高。刺槐林下植被群落特征表现为,林内物种数量、物种丰富度和多样性指数均以25年刺槐林为最高值,均匀度指数以40年刺槐林最高。乔木层生物量表明,随着林龄的增加,刺槐各器官生物量和单株生物量呈增加趋势;33年和40年刺槐各器官生物量均显著高于其他林龄(p0.05);除10年刺槐以外,不同林龄刺槐器官生物量分配比例均表现为干根枝叶。(2)凋落物持水量随林龄的增加整体上呈增加趋势,40年刺槐林持水量最高,但10年林下凋落物最先在30 min内达到最大持水量的80%。凋落物层吸水速率在5 min之内便达到最高值,40年凋落物吸水速率为最大值。土壤含水量随土层深度的增加呈现出先增加后减少逐渐达到稳定的趋势。不同林龄刺槐土壤含水量在140 cm土层以下水分含量偏低。土壤饱和导水率以25年刺槐林高于其他林龄。土壤水分特征曲线中参数值A增高,表明土壤的持水能力逐渐增强。随着林龄的增加,在0-60 cm土层,小于0.25 mm粒径水稳性团聚体呈现出减少-增加-减少的波浪形趋势,25年刺槐林地显著高于其他林龄;60 cm土层以下,大于0.25 mm粒径以33年刺槐显著高于其他林龄。(3)刺槐人工林乔木层中,各器官全碳含量随林龄增加基本呈减少趋势,叶和枝全碳含量分别以33年和25年刺槐林最高,干、根和皮全碳含量均以10年刺槐林最高;枝和根全氮含量以33年刺槐林最高;叶全磷含量所占比例最高。刺槐人工林草本层养分含量呈现出先增加后减少的趋势,全碳含量以33年刺槐林最高。凋落物层养分含量基本上呈现出减少-增加-减少的趋势,全碳含量以40年刺槐林最高;全氮、全磷含量以33年刺槐林最高。凋落物与器官根全碳含量之间显著正相关(p0.05);凋落物和枝全氮含量之间显著正相关(p0.05);根与草本层之间全磷含量极显著正相关(p0.01)。刺槐人工林土壤有机质、全氮和碱解氮的含量随土层深度的增加,在0-60 cm土层内逐渐减少,60 cm土层以下基本维持稳定状态。土壤全磷含量随土层深度增加基本保持不变,这可能与磷元素迁移率低有关。不同林龄土壤速效磷含量随林龄的增加逐渐升高。在0-100 cm土层中,土壤有机质与全氮含量之间均显著正相关(p0.05)。除40-60 cm以外,土壤有机质含量与碱解氮含量显著正相关(p0.05)。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S792.27
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 目的与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 不同林龄人工林植被组成与结构特征
        1.2.2 不同林龄人工林水分特征
        1.2.3 不同林龄人工林养分特征
第二章 研究内容与研究方法
    2.1 研究目标与内容
        2.1.1 研究目标
        2.1.2 研究内容
    2.2 研究方法
        2.2.1 研究区概况
        2.2.2 样地选择与调查
        2.2.3 野外样品采集
        2.2.4 样品测定方法
        2.2.5 数据处理
    2.3 技术路线图
第三章 不同林龄刺槐人工林组成与结构特征
    3.1 不同林龄刺槐人工林林木生长特征
        3.1.1 平均胸径及树高特征
        3.1.2 密度及郁闭度特征
        3.1.3 林木冠幅特征
        3.1.4 植物细根分析
    3.2 不同林龄刺槐人工林下植被的群落特征
        3.2.1 刺槐林下群落类型与组成
        3.2.2 刺槐林下物种群落特征
    3.3 不同林龄刺槐人工林生物量
        3.3.1 刺槐乔木生物量估算方法
        3.3.2 刺槐乔木生物量分配特征
    3.4 小结
第四章 不同林龄刺槐人工林水分特征
    4.1 不同林龄刺槐凋落物持水特征
    4.2 不同林龄刺槐土壤水分特征
        4.2.1 土壤含水量变化
        4.2.2 土壤饱和导水率
        4.2.3 土壤水分特征曲线
    4.3 不同林龄刺槐土壤团聚体分布及水稳性特征
        4.3.1 土壤干筛团聚体粒径分布特征
        4.3.2 土壤水稳性团聚体粒径分布特征
    4.4 小结
第五章 不同林龄刺槐人工林养分特征
    5.1 不同林龄刺槐人工林乔木层各器官养分特征
    5.2 不同林龄刺槐人工林草本层和凋落物层养分特征
    5.3 不同林龄刺槐人工林土壤层养分特征
    5.4 不同林龄刺槐人工林系统养分分析
    5.5 小结
第六章 主要结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

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