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黄土高塬沟壑区油松人工林天然更新苗空间分布及影响因子研究

批准号:
32101511
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
王智斌
依托单位:
学科分类:
树木生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王智斌

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
利用林木的天然更新能力恢复人工林生态系统的健康稳定,对丰富黄土高塬沟壑区人工林的群落结构和提高其生态防护功能具有重要意义。本项目以黄土高塬沟壑区塬面、沟坡和沟道三个典型地貌部位的油松人工林为研究对象,将林分中的冠层覆盖区与林隙作为一个连续整体设置调查样方。定位并测量上层木、更新苗及林下乔灌木的生长状况和群落特征,测定林下光环境、枯落物持水特性、土壤理化性质及土壤微生物等系列生态因子。旨在探明黄土高塬沟壑区油松人工林天然更新苗密度、生长和分布规律;揭示林分内油松更新苗的空间分布格局及空间关联性;通过拟合各生态因子与更新苗密度和生长之间的相关性,阐明影响更新苗生长和分布的关键因子。以期为实现黄土高塬沟壑区油松人工林的连续覆盖和可持续经营提供重要的理论基础和科学依据。
英文摘要
The natural regeneration is of great significance in restoring healthy and stable plantation ecosystems, especially in enriching the community structure and improving ecological protection of plantations in the loess-tableland and gully region of Loess Plateau. Chinese pine (Pinus tabulaeformis Carr.) plantation planted in the three typical geomorphological locations of tableland, gully slope and gully were taken as the study object. The canopy coverage area and gap are taken as a continuous whole to set up investigated quadrats. First, the growth status and community characteristics of overstory trees, regenerated trees, other understory trees and shrubs are located and investigated. Meanwhile, a series of ecological factors such as understory light environment, water-holding characteristics of litter, physicochemical properties and microorganism of soil were determined. The purpose of this study is to clarify the condition of density and growth, and the distribution of regenerated trees of Chinese pine. Then, the spatial pattern and spatial association will be revealed. Furthermore, the key factors affecting the growth and distribution of regenerated trees will be elucidated according to fitting the correlation between a series of ecological factors and the growth and distribution of regenerated trees. Therefore, it is expected to provide an important theoretical basis and scientific basis for the continuous coverage and sustainable management of Chinese pine plantation on the loess-tableland and gully region of Loess Plateau.
油松(Pinus tabulaeformis)因其具有抗旱、耐瘠薄和极好的固土保水等特性成为黄土高原防护林的主要组成部分。然而,目前油松人工纯林大部分已进入近熟期或成熟期,其林分稳定性差、天然更新受阻等问题凸显,尤其黄土高原沟壑区的特殊地貌特征导致其天然更新更加困难。因此,如何利用林木的天然更新能力恢复人工林生态系统的健康稳定和提高其生态防护功能具有重要意义。本项目以黄土高塬沟壑区塬面、沟坡和沟道三个典型地貌的油松人工林为研究对象,基于冠层木、油松更新苗、林下乔灌木生长特征及系列生态因子数据,揭示了油松更新苗在不同典型地貌中的生长和分布规律,阐明了其空间分布格局及空间关联性,定量评价了油松更新苗种群的结构动态,解析了影响油松更新苗密度和生长的关键因子。结果表明:①沟坡相对塬面分布着较多数量的更新苗,且幼苗主要聚集在幼树周围,整体呈聚集分布;②油松更新种群高度主要集中在50-150 cm范围内,年龄以11-14年为主;③影响更新苗或幼树密度的关键因子为冠层木平均胸径、林隙面积、枯落物干重、土壤总氮、土壤速效钾和林下灌木密度;林下其他乔灌木密度、土壤全磷和林下光环境是显著影响更新苗高生长的关键因子;④更新苗与林下其他乔灌木、优势乔木、优势灌木间的空间关联主要表现为相互独立;⑤幼树阶段可能是油松人工林成功天然更新的关键时期;⑥在不同林隙面积等级间、不同林隙区域及郁闭林冠下,油松和辽东栎(Quercus mongolica)的密度、高度、重要值和生态位宽度均较其他林下木本植物高,可能是潜在的冠层替代物种,在林分演替过程中,未来可能会形成稳定性更高的针阔混交林(如油松×辽东栎);⑦在近熟油松人工林中开辟 > 80 m²的林隙,可以在中长期内保证较好的天然更新效果。研究结果可为黄土高原油松人工林可持续经营提供理论参考。
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