纯林与混交林生物学分析范文

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作者：毛俊彪宋国志罗明超单位：云南昭通地区林科所云南昭通云南彝良县林业局云南彝良

华山松(PinusarmandiiFranch)是我国中部和西南地区的主要用材树种,分布范围广泛,昭通地区是全省的主要集中分布区,海拔1600~3400m均有分布.由于华山松繁殖更新容易,生长较快,材质优良,种仁味美可口,为昭通地区主要造林树种之一."长防"工程启动以来,全区共营造华山松林约5133万hm2,其中,混交林所占比重不到华山松造林总面积的011%.由于造林地多分布在丘陵山地,地形条件复杂,随着海拔、坡位和坡向的变化,形成了小区域生境条件的千差万别,有的生境虽好,但由于长期以来经济条件落后,经营管理不善,林木长势衰弱,抗逆性差,给病虫害的发生创造了条件,加之纯林较混交林对病虫害的抗御能力差,病虫害随华山松纯林面积的不断扩大而日趋严重,纯林生态效应也不及混交林,基于目前国内外对华山松纯林与混交林生态效应尚无系统研究,为探索其纯林与混交林在生态效应和病虫害抗御能力方面的优劣,为今后大面积的人工生态林建设和森林病虫害的综合治理提供理论依据.在省科委基金处的支持下,经地区科委立项,于1996-07~1998-07在华山松适生区的彝良县奎香乡黑拉村林场选点,进行了华山松纯林与混交林生态效应对比观测研究.

1研究区自然概况

研究区位于彝良县奎香乡黑拉村林场,纯林距混交林约500m,其地理坐标为东经104b12c26d~104b13c6d,北纬27b21c51d~27b22c2d,海拔高度2041m,年平均气温15e,年降雨量1000mm,最热月均温2315e,最冷月均温515e,无霜期258d,地块平均坡度纯林6b,交林8b,坡向均为西南向,成土母质(岩)为石灰岩,土壤为山地黄壤,平均相对湿度82%,气候属亚热带季风气候,多雨潮湿,极适合华山松生长.

2标准地的选择与观测内容

2.1标准地的选择在彝良县奎香乡黑拉村林场选择14年生具有代表性的华山松纯林两块,每块1133hm2,同时在其附近选取立地条件基本相同的华山松与麻栎混交林(混交比6:4)两块,每块1133hm2作对照,纯林与混交林各设置样地6块,样地面积100m2(10m@10m),每块样地内采用5点取样法设置小样方5块(2m@2m),并对被调查的样株用油漆标记,全年按春、夏、秋、冬四季进行4次观测,共观测5次.

2.2标准地观测内容与方法

2.2.1土壤性状采用标准地调查法,在纯林和混交林的每个样地内选挖有代表性的土壤剖面一个,调查记载土壤类型,剖面层次结构,总厚度和各层厚度并取土样进行土壤分析,测定土壤含水量、有机质和速效氮、磷、钾含量.

2.2.2林内温度和湿度分别在纯林和混交林样地中选择固定地点,利用干湿球温度计,按春、夏、秋、冬四季进行观测,全年测4次,每次3d(选择晴天),每天4次(9:00,11:00,15:00,17:00),同时测定纯林和混交林林内温度和相对湿度.

2.2.3水土流失状况分别在纯林和混交林的标准地内设径流场80m2(20m@4m),四周挖沟,下方设承接池,连续两年测定2次地表径流量和泥沙含量.

2.2.4植被状况分别在纯林和混交林的样地内调查林分郁闭度、乔木树种比例、灌木种类及盖度、草本植物主要种类及盖度以及地被物厚度及盖度.

2.2.5主要动物种类分别在纯林和混交林的标准地及附近调查动物出现的种类及频度.

2.2.6主要害虫的危害情况按照标准地调查法,在样方内进行昆虫种类及密度的调查,对造成灾害的华山松木蠹象和华山松球蚜,在样方内按相应分级标准对样株进行调查,计算危害指数.

2.2.7主要病害危害情况分别在纯林和混交林的小样方内对华山松腐烂病,按分级标准,对样株进行调查,计算病情指数.

3调查结果与分析

3.1土壤性状华山松纯林与混交林土壤类型均属山地黄壤,纯林土壤的平均厚度115cm,其中A层18cm,B层40cm,土壤pH4155,平均速效氮含量217545mg/100g土、速效磷含量11227mg/100g土、速效钾含量3197mg/100g土;混交林土壤平均厚度110cm,其中A层20cm,B层45cm,土壤pH值4187,平均速效氮含量3615045mg/100g土、速效磷含量017685mg/100g土、速效钾含量10106mg/100g土;纯林与混交林对比情况见表1,图1.表1数据及附图表明,纯林与混交林土壤均属同一成土母岩上发育而成的山地黄壤,在结构和厚度上差异不大,但由于混交林枯枝落叶较纯林多,林内生态系统较纯林复杂,土壤有机质含量较纯林高,土壤微生物活动较纯林频繁,造成混交林土壤肥力较纯林高,氮、钾含量也高,磷含量出现反常现象,可能是由于混交树种对磷的吸收较强的缘故。

3.2林内温、湿度华山松纯林与混交林林内温、湿度对比表(表2)表明,纯林冬、春季林内温度较混交林低(冬季低415%,春季低917%),湿度较混交林高(冬季高1012%,春季高1419%);夏、秋季纯林内温度较混交林高(夏季高412%,秋季高016%),湿度较混交林低(夏季低217%,秋季低613%).其主要原因是,冬、春两季混交林中麻栎枝叶枯落,郁闭度降低,林内光照增强,温度升高,湿度降低;而夏、秋两季混交林内麻栎枝叶繁茂,林内光照减弱,湿度增大.由此看来混交林较纯林对温、湿度具有较好的调节作用。

3.3水土流失状况华山松纯林与混交林水土流失对比表(表3)表明,在降雨强度相同的情况下,纯林内地表径流量及泥砂含量均高于混交林;混交林内地表径流量较纯林少1615%,泥砂含量少2917%,混交林对降雨的截留作用明显优于纯林,保水、保土、保肥效益较纯林好.

3.4植被状况调查结果表明,混交林内植物种类较纯林多;灌木盖度和草本盖度的平均值混交林高于纯林;地被物厚度混交林也高于纯林,覆盖度基本一致。

3.5主要害虫的危害情况混交林内昆虫种类较纯林多(包括天敌),种群数量较纯林少;华山松木蠹象和华山松球蚜危害程度纯林均高于混交林,其中:木蠹象危害逐年变重,混交林加重程度较纯林缓慢;球蚜4月份危害最重,危害程度年变化纯林较混交林起伏大,见表5.对纯林和混交林危害指数作差异显著性统计分析,木蠹象T=51808>TA=0101=31355,差异极显著;球蚜T=31538>TA=0101=31355,差异极显著;表明混交林对主要虫害的抗御能力较纯林强.

3.6主要病害危害情况华山松腐烂病对混交林危害较纯林轻,危害程度年变化纯林较混交林起伏大,见表6.对华山松纯林与混交林腐烂病病情指数危害程度作T值检验,T=31381>TA=0101=31355,差异极显著,表明混交林对主要病害的抗御能力较纯林强.

4结果与讨论

4.1生态效应产生显著差异的根本原因混交林与纯林由于树种组成不同,造成林内温度、湿度、土壤微生物活动、地被物厚度等因素的差异,混交林内灌木、草本种类较纯林多,覆盖度较纯林高,土壤微生物活动频繁,并且雨季混交林树冠对降雨的截留作用较纯林大,林内灌木、草本、地被物等对水土的保持作用也较纯林好.因此,树种组成不同是造成纯林与混交林生态效应产生显著差异的根本原因.

4.2病虫害危害程度差异显著的根本原因混交林与纯林由于树种组成不同,林内温度、湿度、光照、生物多样性等生态因子不同,混交林内生态系统较纯林复杂,生物种类多,病虫害自然控制因素(包括天敌等)多.同时不同树种混交对病虫害的传播具有生物抑制和阻隔作用.由此说明,造成华山松纯林与混交林病虫危害程度差异显著的根本原因是林分内树种的组成不同

4.3森林病虫害综合治理途径混交林与纯林比较,混交林在社会效益、生态效益、防火效应和美学等方面均明显优于纯林.合理营造混交林是推行森保工程可持续控制和进行森林病虫害综合治理的最佳途径.

4.4适地适树,合理混交营造混交林的混交模式还有待于进一步研究.从现有资料分析,营造混交林应贯彻/适地适树,合理混交0的原则.在树种组成上以针阔混交为主,从生态效益的角度出发,混交方式建议采用株间或行间混交;从综合效益的角度出发,建议采用带状或小块状混交.

4.5该项研究的现实意义该项研究,以系统论思想为先导,从整个森林生态系统的高度出发,大胆地尝试把森林生态学、生物学同森林病虫害的研究有机地结合起来,丰富了森保学科的新分支--森林病虫害综合治理学的内容;具有科学性、先进性和适用性。