六盘山自然保护区主要森林群落天然更新与生态恢复评价研究

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1、博士学位论文六盘山口然保护区主要森林群落天然更新与生态恢复评价研究姓名：杨占彪申请学位级别：博士专业：生态学指导教师：王刚20090501摘要本文对六盘山自然保护区4种不同类型森林群落:华北落叶松林(Form.Larixprincipis-rupprechtii^y油松林(Form.Pinus(abulgfbrmis)、华北落叶松+辽东栋林(Form.Larixprincipis・rupprechfii+Quercusliao(tmgensis)、辽东栋+少脉极+山杨林(Form.Quercusliaotungens

2、is^-Tiliapaucicostata+Populusdavidiana)的更新特征进行了研究，并根据国际恢复生态学会(SER)提出的部分评价生态恢复成功的标准，对退化土地上三种人工恢复措施进行了生态恢复评价。同时研究了华北落叶松人工林林与天然次生林交错带对更新的影响；人为干扰对华北落叶松人工林更新的影响。最后对华北落叶松天然更新的影响因素进行了探讨。主要研究结果如下：1.不同类型森林群落中，阔叶林和针阔混交林中幼苗丰富度、多样性指数和幼苗密度较高；其出现的树种总数也高于华北落叶松和油松人工林。华北落叶松林中，除

3、辽东栋以外，幼苗密度较高的树种主要是耐荫树种，如桦叶四蕊械、茶条械、五尖械。而针阔混交林和阔叶林中以动物为传播途径的物种增多。五个主要优势种中，辽东栋和油松可以在任何森林群落中定居生长，并且更新个体较充足。华北落叶松在任何群落中都没有更新幼苗，随着演替的进行，这个物种会逐渐被其他种群替代。对于针阔混交林，随着华北落叶松比例的增加，林下幼苗丰富度和幼苗密度减小。当针阔树种的比例接近1时林下幼苗丰富度和多样性较大。建议在人工造林时，针叶树种比例不能过大。2.通过对灌木地种植华北落叶松(LS人灌木地种植油松(PS)和稀疏林

4、地种植华北落叶松(LO)的三种不同恢复措施评价结果显示：这三种恢复措施在一定程度上促进了本地物种的入侵，增加了物种多样性和土壤养分含量。表明人为有目的的种植后期演替物种能够绕过退化土地上的早期演替阶段，加速了演替过程，因此其恢复措施是可行的。然而，LS和PS中由于林分密度过大，导致入侵的本地物种数量少于LO中；同时LS和PS的物种多样性、幼苗密度、幼苗多样性和土壤养分含量明显小于LOo和参照相比，LO的物种组成、物种多样性和土壤养分含量具有极高的相似性。结果表明，该恢复措施比较成功，并且加快了群落的演替近30年。由于

5、LS和PS林分密度过大，在自疏阶段或出现较大程度自然干扰之前，物种多样性将不会有明显的增加。为了保护生物多样性，必须提前进行人工间伐，减小林地密度，改善坏境条件，促进物种丰富度和多样性的增加。华北落叶松由于在当地不能天然更新，因此该物种终将会被本地物种替代。而油松因为能够进行天然更新，所以该群落具有较高的恢复潜力；随着演替的进行，本地物种的入侵，该群落最终会形成针阔混交林的较稳定群落。在L0中，虽然有少数树种缺失，但随着林内环境条件的改善，这些树种将很快入侵该群落。而从森林生态系统对人类服务的角度出发，有必要在华北落

6、叶松死亡或收获木材后进行补植以弥补华北落叶松不能夭然更新的不足。1.华北落叶松林和阔叶林形成的交错带内幼苗密度和幼苗丰富度略低于阔叶林，却明显高于华北落叶松林。而交错带内幼苗多样性指数和均匀度指数在三个群落中表现最高，不同幼苗种类表现出比较均匀分布的特征。交错带内较大径级的更新幼苗比例相对于相邻群落有所增加，说明幼苗在交错带内能够快速的生长，建议造林措施以不同群落交错的方式代替大面积的纯林种植。2.重度间伐林地(v650stems/ha)和中等面积(mean：114.620?)的林窗内幼苗丰富度、多样性指数以及幼苗密

7、度最大；幼树的丰富度、多样性指数和幼苗密度的最大值出现在重度间伐林地和大面积林窗内。重度间伐林地和中等面积、大面积林窗内幼苗在各个径级都有分布。幼树的平均树高和胸径随着干扰强度的增加而增加。幼苗与生境条件的相关分析表明，光照、枯枝落叶层厚度是影响间伐林地幼苗生长的主要因素。而大面积林窗内草本盖度明显影响着幼苗的丰富度和密度。林分密度管理和创建林窗能够增加林分结构异质性，从而提供适宜的坏境条件，促进幼苗存活和生长。然而，轻度间伐林地和小面积林窗由于周围树木林冠的扩展，林冠空隙很容易再次郁闭，从而不能形成长期的资源和环境

8、的异质性。因此，对华北落叶松人工林进行间伐时，强度不能过于太小。同时，对间伐过的林地进行多次间伐，有利于形成林分年龄结构的差异，从而构成较复杂的林分结构。3.通过播种华北落叶松种子和种植2年生华北落叶松幼苗并观测种子萌发率和幼苗成活率表明：华北落叶松不能在六盘山自然保护区天然更新的主要原因是刚萌发的幼苗不能成功越冬。同时光照条件、土壤水分、枯枝