不同间伐比例对杉木—乳源木莲混交林土壤养分动态和林木生长的影响

论文摘要

人工林的间伐不仅涉及林木生长与收获,而且关系到人工林的地力维持。如何维护人工林的地力、开展森林可持续经营已成为当今众多学者所关注的问题。本文以杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.)和乳源木莲(MangLietia Yuyuanensis Law)混交林(简称为杉莲),通过间伐设置3种不同的杉木:乳源木莲比例(1:1对照处理、2:1处理和3:1处理),利用土壤温湿度电子仪、原位氮矿化培养法、微生物磷脂脂肪酸法(PLFAs)等,来研究杉木与乳源木莲不同混交比例下的土壤温湿度、土壤养分(氮矿化)、土壤微生物群落结构和林木生长等。主要研究结果如下:(1)土壤温度在每日的18:00达到最大值(18.94~20.10℃),在08:00达到最小值(17.54~18.74℃),且均表现出:3:1>2:1>1:1。土壤相对湿度在每日的02:00达到最大值(90.91~95.40%),在每日的18:00达到最小值(89.68~94.32%),总体表现出与土壤温度表现出相反的趋势。3中不同处理下土壤温度和相对湿度的季节变化表现为:夏季>春季>秋季>冬季。春季、夏季和秋季的土壤温度与土壤相对湿度呈现显著正相关关系,而冬季,土壤温度与土壤相对湿度呈现显著负相关关系。(2)土壤含水量为26.77~40.94%;土壤无机氮含量以铵态氮含量占据主导位置,各处理铵态氮含量平均值总体上表现出春季>秋季>冬季>夏季,其中春季铵态氮含量表现为1:1>3:1;而硝态氮含量表现出相反趋势:夏季>冬季>秋季>春季,各季节不同处理间的硝态氮含量无显著差异;土壤速效磷含量在春季和冬季显著高于夏季和秋季,其中春季速效磷含量表现为1:1处理和2:1处理显著大于3:1处理。(3)从结果来看,2:1处理和3:1处理明显增加土壤氮矿化量和年硝化量等,能改善土壤氮素的供应情况,提高了对土壤微生物和林木的养分供应,但是也在一定程度上增加土壤氮素淋溶量。(4)土壤细菌PLFAs量占土壤微生物总PLFAs的43.62~48.21%,处于优势地位,其次为真菌PLFAs量,而放线菌的生物量最低(5.74~6.69nmol/g)。相对于对照处理,3:1处理能显著地提高土壤微生物生物量,可能促进土壤土壤硝化速率和矿化速率,加快研究区的氮素循环。而2:1处理下土壤微生物量及微生物群落结构未发生显著变化。冗余分析(RDA)表明,土壤硝态氮含量与各类特征磷脂脂肪酸PLFAs呈现显著正相关关系,速效磷含量土壤各类特征磷脂脂肪酸PLFAs呈现显著负相关关系。(5)间伐44个月后,乳源木莲的平均胸径为15.82~17.19cm,杉木的平均胸径为13.37~13.67cm,且乳源木莲的胸径年增长量大于杉木胸径年增长量,表明杉木与乳源木莲的竞争中乳源木莲占据优势地位。相比1:1处理,3:1处理和2:1处理均能显著提高杉木和乳源木莲的年平均胸径增长量,促进杉木和乳源木莲的生长。综上,杉木与乳源木莲间伐后均能显著地提高土壤温湿度、土壤年氮矿化量和林木胸径。其中,3:1处理能显著地提高土壤微生物总PLFAs量,可能是促进土壤养分矿化的主要驱动力,但增加矿化同时增加了养分淋溶风险,可采取合理的水土保持措施来防治或者减少土壤侵蚀的产生,以最大程度地降低样地间伐后的土壤淋失作用,维持森林地力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及目的
•   1.2 国内外研究综述
•     1.2.1 人工林发展现状
•     1.2.2 间伐对人工林生态系统的影响
•     1.2.3 间伐对林木生长的影响
•     1.2.4 间伐对土壤养分的影响
•     1.2.5 间伐对土壤微生物群落结构的影响
•   1.3 研究内容
•   1.4 技术路线
• 2 材料与方法
•   2.1 研究区概况
•   2.2 样地设计与处理
•   2.3 样品、数据采集及计算方法
•     2.3.1 土壤温湿度数据采集、处理及计算
•     2.3.2 土壤氮矿化样品采集、处理及计算
•     2.3.3 土壤微生物样品采集、处理及计算
•     2.3.4 林木胸径数据采集及处理
•   2.4 土壤指标测定方法
•     2.4.1 土壤理化性质测定
•     2.4.2 土壤微生物磷脂脂肪酸测定
•   2.5 数据分析与处理
• 3 不同间伐比例对土壤温湿度动态特征的影响
•   3.1 不同间伐比例下土壤温湿度的日变化
•     3.1.1 土壤温度的日变化
•     3.1.2 土壤相对湿度的日变化
•   3.2 不同间伐比例下土壤温湿度的季节变化
•     3.2.1 土壤温度的季节变化
•     3.2.2 土壤相对湿度的季节变化
•   3.3 土壤温度与土壤相对湿度之间的关系
•   3.4 小结与讨论
• 4 不同间伐比例对土壤氮矿化的影响
•   4.1 土壤理化性质的季节变化
•     4.1.1 土壤含水量的季节变化
•     4.1.2 土壤铵态氮含量的季节变化
•     4.1.3 土壤硝态氮含量的季节变化
•     4.1.4 土壤无机氮含量的季节变化
•     4.1.5 土壤速效磷含量的季节变化
•   4.2 土壤氮矿化的季节变化
•     4.2.1 土壤氮矿化速率的季节变化
•     4.2.2 土壤氮矿化量
•   4.3 相关分析
•   4.4 双因素方差分析
•   4.5 小结与讨论
• 5 不同间伐比例对土壤微生物群落结构的影响
•   5.1 土壤微生物群落结构特征
•     5.1.1 土壤各类群土壤微生物PLFAs含量
•     5.1.2 土壤各类群微生物相对丰度特征
•   5.2 土壤微生物群落结构与土壤环境因子之间的关系
•   5.3 小结与讨论
• 6 不同间伐比例对林木胸径的影响
•   6.1 混交林林木平均胸径的年际变化
•     6.1.1 乳源木莲平均胸径的年际变化
•     6.1.2 杉木平均胸径的年际变化
•   6.2 双因素方差分析
•   6.3 小结与讨论
• 7 结论与展望
•   7.1 结论
•     7.1.1 不同间伐比例对土壤温湿度动态特征的影响
•     7.1.2 不同间伐比例对土壤氮矿化的影响
•     7.1.3 不同间伐比例对土壤微生物群落结构的影响
•     7.1.4 不同间伐比例对林木胸径的影响
•   7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 雷学臣

导师: 吴建平,李相玺

关键词: 间伐比例,混交林,氮矿化,土壤温湿度,土壤微生物群落,林木生长

来源: 南昌工程学院

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,林业,林业,林业

单位: 南昌工程学院

分类号: S714.8;S791.27;S792.99

总页数: 51

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