杉木连栽栽培技术要点.docx

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1、杉木连栽栽培技术要点森林生态系统的养分循环是生态系统的一个重要过程之一，直接影响森林的生产力。1学习方法1.1 抗癫痫和氮循环的简单示意图FORECAST模型是一个以林分群体特征及林地养分循环为基础的森林生态系统管理模型1. 2模型建立和运行过程FORECAST模型的应用有4个步骤：（1）数据的收集、输入和验证；建立生态系统模拟运行 的初始条件；定义森林管理方式或者干扰方式；（4）模拟各种管理方式并分析模型输出结 果。前2个步骤即为模型的参数校准。模型的校准数据是由描述不同养分条件林地上林木 （地上部分和地下部分）和小型植被按照林分生长的时间序列而逐渐累积的生物量的数据组 成。林木生物量和林分

2、自疏率通常由树高、胸径和林分密度结合具有树种特异性的组分生 物量异速生长方程得到。在模型的养分模拟部分，需要不同养分在各种生物量组分中的含 量的数据。模型同时还需要不同叶量所产生的遮光度的数据和树叶对不同光照强度响应的 数据。模型校准所需的这些数据主要来自于文献，包括福建、湖南等主要杉木中心产区的 研究报告和江西、广西等气候相似区域的杉木林的研究文献。第2阶段的校准需要在“设置”模式下运行模型来建立立地初始条件。在这个阶段，模型 运行时需关闭养分反馈,从而使表示立地条件的植被、凋落物和土壤有机质得以积累，这反 映出历史的积累模式。杉木人工林的模型参数在借鉴Bi等1.4林木生长相关指数模型的校准

3、数据来自中国可观测的杉木人工林范围内的所有立地,立地按照质量情况分为 较差、中等、较好，并被量化为17, 21和27（从差到好，基于优势木50 a的生长高度）来代 表模型推演林木生长的相关指数。FORECAST模型中数量化的立地质量可以是但并不是必须 基于立地指数即某一指数年龄优势木的平均高度2模拟结果2. 1实验数据的验证模型验证有很多方法。本研究采用模型模拟结果与实验测量数据对比的方法来进行验证。 由于比较不同轮伐期（不同代数）养分氮循环的研究很少，所以我们获得的相关文献数据非 常有限。根据刘爱琴等2.2 a轮伐期土壤有效氮含量的变化由图2可见:3种不同立地条件下,轮伐期长短对土壤有效氮含

4、量有显著的影响。在较差立 地上，10 a轮伐期的前5个轮伐期土壤有效氮含量较大,下降也较快;从第6个轮伐期开始 有小幅下降，然后逐渐过渡到平稳、。25 a轮伐期的第1个轮伐期，其土壤有效氮含量小于 10 a轮伐期第1个轮伐期的值，但是25 a轮伐期的下降幅度较小，并且在第2个轮伐期之 后就逐渐平稳。50 a轮伐期的土壤有效氮含量高于25 a轮伐期的土壤有效氮含量,并且高 于第2个轮伐期之后的10 a轮伐期的值;50 a轮伐期的土壤有效氮含量在各个轮伐期之间 的变化不大。中等立地和较好立地有相似的规律，只是相比差等立地25 a轮伐期的值要低 于10 a轮伐期的值。2.3 轮伐天数a的减少由图3和

5、图4可见:3种不同立地条件下,氮的年吸收量和凋落物形式氮的年归还量，总体趋 势都是随着轮伐期的增长而增加，随着轮伐代数的增加而减少。10 a轮伐期的吸收量和归 还量在前4个轮伐期有明显的下降，而且下降幅度相较25 a轮伐期要大;50 a轮伐期的吸 收量和归还量,在各轮伐期之间变化不大,趋势相对比较平稳。由于模拟采用的是茎干采伐 的收获方式,枝叶和根均遗留在原地,所以大量的氮以凋落物的形式归还给土壤。以中等立 地为例,不同轮伐期氮的循环系数2.4 a轮伐期土壤氮淋溶损失量测定由图5可知:杉木人工林的土壤氮淋溶损失量总体是随着立地条件的变好而增大。3种不同 立地条件下，10 a轮伐期的年平均土壤氮

6、淋溶损失量较大,并且在前3个轮伐期表现尤为明 显,3个轮伐期之后逐渐平稳;25 a轮伐期的年均土壤氮淋溶损失量较小，只在第1个轮伐 期和第2个轮伐期之间变化比较大;50 a轮伐期的年均土壤氮淋溶损失量较小,轮伐期之间 的变化也不大。总体趋势上,较差立地和中等立地,土壤氮淋溶损失量都是随着轮伐期的增 长而减小;较好立地50 a轮伐期的土壤氮淋溶损失量要大于25 a轮伐期的土壤氮淋溶损 失量，但是小于10 a轮伐期的淋溶量。2.5 积累的量的测定叶片含氮量是FORECAST模型一个重要的输出参数。通过这个参数,我们可以看出伴随着林 分生长,氮元素在叶片中积累的量。图6显示了 3种立地条件下,不同轮

7、伐期叶片含氮量的 变化趋势。由图6可知：随着轮伐期的增长积累在叶片中的氮逐渐增加。10 a轮伐期的叶 片含氮量随着立地条件变好与25 a轮伐期的差距逐渐减小,这可能是因为随着立地条件的变好,林木迅速生长，使得10 a轮伐期的密度优势逐渐显现了出来，从而造成了叶片含氮量 在总量上的增加。3分析与讨论3. 1抗欺凌模型的精度FORECAST模型通过大量森林生态系统的模拟，已得到了较好的检验3.2 不同轮伐期杉木人工林生态氮元素的变化趋势轮伐期的长短会影响杉木人工林氮元素的循环和利用。彭长辉等3.3 土壤有效氮与凋落物返还量量量的变化从模拟结果可以看出：相同轮伐期不同代数杉木林的氮循环和利用存在着显

8、著差异。随着 代数的增加,土壤有效氮含量、年吸收量和年归还量均呈递减趋势,而且这种趋势随着轮伐 周期的变短而愈加明显。以中等立地前4代（即前4个轮伐期）为例，10 a轮伐期的第2代、 第3代和第4代土壤有效氮较第1代分别减少了 17. 2%, 23. 6%和27. 2%;年吸收量分别减少 了 10. 1%, 16.9%和20.4%;年归还量分别减少了 81%, 14. 1%和17.9%。25 a轮伐期的第2代、 第3代和第4代土壤有效氮相较第1代分别减少了 10.6%, 13. 1%和14. 5%;年吸收量分别减 少了 9.2%, 12. 0%和13. 9%;年归还量分别减少了 8.了,11.8%和13.4%。可见，随着杉木连栽 代数的增加,土壤有效氮减少,土壤供肥和保肥的能力下降,吸收氮和凋落物归还氮的量也 在减少，从而可能导致林分产量的降低。本研究的模拟结果中，第1代、第2代和第3代土 壤有效氮的变化幅度较大,这与盛炜彤3.4 生态系统氮动态的变化在这次模拟工作中，只是研究不同立地条件下轮伐期长短对杉木人工林生态系统氮动态的 影响，而没有考虑炼山、整地和疏伐等育林干扰。我们将进一步完善模型，加入炼山、整地、 疏伐等育林措施，使模型模拟更贴近现实的生产管理,为杉木人工林的合理经营提供更为准 确的数据。