林窗尺度对侧柏人工林土壤磷组分的影响
1选题依据
据第九次全国森林资源清查结果表明,我国森林覆盖率22.96%。我国人工林面积已达到7900hm2,位居世界首位,但是人工林单位面积蓄积量79.82m3/hm2仅为世界平均水平的1/6[1]。当前人工林经营管理粗放,结构简单,生物多样性低,良种使用率不高,造成了地力衰退,生产力低下。因此对人工林进行改造,优化林分结构,提高生态系统的稳定性,成为亟待解决的重要课题。
林窗作为小范围的干扰,改变了林窗内的光照、温度、水分等关键微气候条件,影响土壤微生物与酶的活性,从而影响土壤营养元素的循环和转化途径[2],对森林生态系统更新、演替及生产力提高起着重要的驱动作用。人工林中不同尺度的林窗会导致林分结构的不同,这对促进林木生长、自然更新有着重要的作用[3]。
磷是植物生长发育必需的大量元素之一。相关研究表明,磷是陆地生态系统生产力的主要限制元素,土壤中磷素有许多形态,不同的磷素之间的有效性也存在差异。磷组分受植被[4]、土壤类型、土壤微生物等[5]因素影响,因此研究土壤磷组分对维持森林生态系统的稳定性有重要意义。
侧柏(Platycladus orientalis(L.) Franco)是我国特产树种,人工栽培范围几乎遍及全国,也是绿化荒山的重要树种。在涵养水源、防风固沙、保持水土等方面发挥了重要的生态功能[6]。
但由于侧柏人工林林分密度过大,林分结构单一等问题,引起林分生产力低下,土壤磷素的有效性没有混交林高。而林窗是一种小尺度干扰,是人工诱导与定向恢复及更新的有效驱动力,能形成具有边缘效应的生态交错微区[7],在一定尺度范围内引起微环境因子的变化,如磷等多种土壤养分也因林窗的尺度、季节、位置等发生相应的变化,从而对林木的萌发、生长、更新等起到促进作用。
因此研究不同尺度林窗下不同土层土壤磷组分状况,调查不同林窗下土壤中的磷含量,旨在明晰侧柏人工林中不同尺度林窗中土壤磷含量的变化,为寻求科学合理的林窗尺度,制定侧柏人工林合理的经营方案以及实现侧柏人工林生态系统的可持续经营提供理论依据。
2国内外研究概况
