川西亞高山主要森林類型恢復(fù)過程中地上生物量、生產(chǎn)力變化研究.pdf

1、森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中主要的植被類型在全球碳循環(huán)過程中扮演著舉足輕重的角色。森林生物量是碳循環(huán)研究的重要組成部分。川西亞高山林區(qū)位于青藏高原東南緣，對(duì)維持長(zhǎng)江上游生態(tài)平衡與區(qū)域水、碳循環(huán)具有重要作用。該區(qū)以往的森林生物量研究，主要集中在人工針葉林和老齡林方面，缺乏各種天然次生林生物量研究及不同恢復(fù)途徑之間的對(duì)比分析。本文采用標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查與樹木年輪學(xué)相結(jié)合的方法，對(duì)川西亞高山次生樺樹林、次生針闊混交林、人工云杉林以及原始暗針葉林的群落特征與

2、地上生物量格局進(jìn)行了研究，以期能為森林植被碳收支評(píng)價(jià)、區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與管理提供科學(xué)指導(dǎo)。通過研究，本文所得主要結(jié)論如下：
　　(1)川西亞高山森林地上生物量主要受林齡和海拔影響
　　在自然恢復(fù)過程中，次生樺樹林喬木層及單株平均地上生物量均隨著林齡的增加呈顯著增加趨勢(shì)(P<0.01)；生產(chǎn)力則先增加后減小。次生樺樹林在20 a時(shí)以枝、葉生長(zhǎng)為主(占55％)，而到30 a時(shí)以莖干生長(zhǎng)為主(占55%)，30 a后莖干生長(zhǎng)又有所下

3、降。喬木層蓄積量及單株材積均隨著林齡的增加而增加，在研究時(shí)期內(nèi)，平均生長(zhǎng)量與連年生長(zhǎng)量分別在50 a年達(dá)到最大值。
　　次生針闊混交林喬木層生物量隨海拔升高而降低，林分針葉類樹種、闊葉類樹種總生物量也隨海拔升高而下降。地上生物量與海拔梯度的回歸分析顯示，林分總?cè)郝渑c闊葉類樹種均呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。林分喬木層及單株總生產(chǎn)力均不斷下降(林分水平差異顯著)。在產(chǎn)量器官分配關(guān)系上，莖、枝生物量比重隨海拔升高有所下降，而葉生物量

4、比重不斷增加。闊葉類樹種單株平均生物量、生產(chǎn)力隨海拔上升而下降，達(dá)到極顯著水平(P<0.01)；而針葉類樹種單株平均生物量、生產(chǎn)力隨海拔上升不斷上升，但未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。并且當(dāng)海拔超過3300 m時(shí)，針葉樹單株生物量、生產(chǎn)力明顯高于闊葉樹。闊葉類樹種對(duì)海拔梯度響應(yīng)的敏感性要高于針葉類樹種。
　　(2)主要森林類型之間的對(duì)比分析
　　通過樹木年輪學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：40年左右生天然恢復(fù)的次生樺樹林與針闊混交林徑級(jí)結(jié)構(gòu)呈倒

5、“J”字形分布，人工云杉林內(nèi)林木徑級(jí)近似呈正態(tài)分布。三種恢復(fù)過程中的森林類型齡級(jí)結(jié)構(gòu)特征為，次生樺樹林近似呈正態(tài)分布；次生針闊混交林集中分布于20—25 cm，25—30 cm，30—35 cm三個(gè)齡級(jí)；人工云杉林齡級(jí)數(shù)最少并且各齡級(jí)密度相近。不同森林類型在恢復(fù)過程中，次生針闊混交林一直保持最高的林分地上生物量與林分蓄積量。與人工云杉林相比，在0—30 a期間，次生樺樹林具有相對(duì)較高的林分生物量；在30a之后，云杉人工林生物量較高。在0

6、—20a樺樹林林分蓄積量略高于云杉林，而20 a以后，云杉林蓄積量則超過樺樹林。隨林齡增加，各林型平均生產(chǎn)力均呈遞增趨勢(shì)，并且呈“S”形波動(dòng)。與人工云杉林相比，闊葉林、混交林在20 a之后生產(chǎn)力波動(dòng)較大。在30 a之前，各林型的生產(chǎn)力大小對(duì)比顯示，次生針闊混交林>次生樺樹林>人工云杉林，而30 a之后，針闊混交林生產(chǎn)力仍然最高，而人工云杉林則超過次生樺樹林。
　　原始林內(nèi)林木徑級(jí)跨度最寬，從最小徑級(jí)5—10 cm至>75cm大徑級(jí)

7、均有分布。原始暗針葉林內(nèi)林木年齡結(jié)構(gòu)跨度最大，最小齡級(jí)有20—40 a，最大齡級(jí)達(dá)到300 a。原始林中林木株數(shù)最多的齡級(jí)位于100 a附近處，原始林的林分生物量與蓄積量變化曲線均呈“J”型單調(diào)增長(zhǎng)，林分平均生產(chǎn)力呈“S”型曲線增長(zhǎng)。老齡林仍具有一定的固碳能力。
　　(3)森林生產(chǎn)力與環(huán)境因子的關(guān)系。相關(guān)分析結(jié)果表明，在川西亞高山地區(qū)，氣溫是影響林分生長(zhǎng)的主要限制因子，并表現(xiàn)出很強(qiáng)的正相關(guān)性，尤其是月平均最低溫對(duì)林分生長(zhǎng)影響最為顯