小兴安岭红松活立木树干腐朽定量检测及与立地条件关系

发布时间：2016-11-26 07:12

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《东北林业大学》 2015年

小兴安岭红松活立木树干腐朽定量检测及与立地条件关系

孙天用  

【摘要】：活立木腐朽是森林经营中普遍存在的问题,对森林的经济和生态效益都有巨大危害,必须加以控制。在林地调查中不难发现,有的林地活立木腐朽集中,有的则很少有腐朽发生一些研究也表明,在某些特定环境下腐朽会有明显偏多或偏少的现象,这说明腐朽的形成和发展受立地条件影响很大,为了给腐朽防治提供理论依据和新思路,有必要全面而深入地研究立地条件对腐朽的影响。我国东北林区优势树种之一的红松属于珍贵树种,受到国家保护,研究价值很高,为保护该树种免受腐朽侵袭,减少相关损失,以小兴安岭针阔混交林中的红松活立木作为研究对象,采用野外无损测试技术和实验室分析手段深入研究了准确判断树干内部腐朽状况以及定量腐朽程度的方法,在此基础上系统分析了立地条件对腐朽程度的影响。主要研究内容包括：①腐朽程度定量检测。采用阻抗仪、木芯失重率估测、近红外和红外光谱分析4种方法对红松树干内部腐朽进行判断和定量表征,通过比较分析,择优选取,建立可靠性高的腐朽程度定量检测方法。②立地条件对红松树干腐朽程度的影响。分类研究了立地土壤理化性质(pH、有机质含量等12项理化指标)、地形条件(高程、坡度/向/位)、微气候(地表温度、气温、湿度和光照强度等)和活立木自身条件(边心材含水率和胸径)对腐朽程度的影响。③综合分析。从所观测的立地条件指标中筛选出与腐朽程度相关性较强的指标,用因子分析研究腐朽程度与提取出的主要因子之间的相关关系,最后用相关系数法分析不同立地条件之间的相互联系和影响。研究结果表明,阻抗仪检测能够对红松树干腐朽程度实现比较准确的定量,如实反映树干内部腐朽情况,近红外光谱分析也能大致判断树干腐朽程度,但是准确度和可靠性逊色于阻抗仪检测。阻抗仪测得的腐朽程度(EZ)与腐朽程度真值(ES,根据木芯失重率估算得到)之间极显著正相关(r=0.905,P0.01),两种结果可以互相转换。近红外光谱预测模型中光谱与腐朽程度真值(ES)之间的相关系数r可达0.697。活立木下不同位置(干基处、坡上/下距干基处5m)土壤理化特性中,只有干基处土壤理化特性与红松树干腐朽程度之间有较强的相关关系。干基处土壤含水率(r=0.642,P0.01)和有机质含量(r=0.639,P0.01)与腐朽程度的相关程度最高；其次是土壤全N含量(r=0.576,P0.01)和C/N(r=0.512,P0.01)；土壤pH、容重、速效P和水解N含量也与腐朽程度在0.01或0.05水平上显著相关,相关程度较低一些。地形条件(高程,坡度/向/位)中只有坡向和坡位对红松树干腐朽程度有明显的影响。样木调查结果表明,北坡的腐朽发生率最高,这跟北坡是被阴面,林地湿度较大有关。处于坡中部样木的腐朽程度(P=0.0180.05)显著大于坡上部,这与坡中部样木的立地土壤含水率(P=0.0160.05)显著高于坡上部有关。微气候因子不同时段(每日8：00～16：00之间观测7次)观测值与样木腐朽程度之间呈现出不同程度的相关关系,其中日平均值与腐朽程度的相关程度最高(主成分回归的决定系数R2=0.612,后面同),其次是8：00(R2=0.459)和14：00(R2=0.546)的观测值。地表温度和光照强度在不同时段均与腐朽程度呈现显著或极显著负相关关系,气温和空气相对湿度仅在部分时段与腐朽程度显著相关(分别为负相关和正相关)。健康样木下的地表温度、气温和光照强度均显著高于(P0.01)腐朽样木下,而空气相对湿度显著低于(P0.01)腐朽样木下,说明在光照较弱,温度偏低和比较潮湿的微气候生境下,红松活立木更易发生腐朽。样木腐朽程度与边心材含水率极显著负相关(相关系数r分别为-0.715和-0.749),且健康样木边材(在0.01水平上)和心材(在0.05水平上)含水率显著高于腐朽样木,这一结果表明腐朽使得活立木体内水分减少,且腐朽程度越高,水分减少越多。所观测的立地条件指标可以划归为5类,即光照强度和温度因子、土壤养分因子、土壤含水率和酸碱度因子、坡位因子和土壤容重因子,其中光照强度和温度因子与红松腐朽程度相关性最强(r=0.488,P0.05),其次是坡位因子(r=-0.400,P0.05),再次是土壤水分和酸碱度因子(r=0.385,P0.05),土壤养分因子和土壤容重因子与腐朽程度的相关关系尚未达到显著性水平。不同立地条件之间普遍存在显著相关关系,其中土壤有机质含量对土壤其他理化指标(含水率、pH、全N含量、C/N、速效P含量、容重)有显著的影响,地表温度和光照强度对含水率等7项土壤理化指标(其他6项分别为有机质含量、pH、全N含量、C/N、速效P含量、容重)均有显著影响,坡位对土壤含水率、土壤容重和C/N有显著的影响。

【关键词】：
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S791.247
【目录】：

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