山东沙质海岸防护林体系建设关键技术研究

论文摘要

沿海防护林是我国沿海地区的重要生态屏障。近年来,沿海防护林体系建设已取得了很大的成就,但仍存在造林树种单一,结构模式简单,林种布局不合理,更新改造困难等一系列问题,严重制约沿海防护林体系建设和发展。为此,本研究采取定位试验与调查研究结合,科研与生产结合方法,重点开展了基干林带防护林体系结构优化、造林树种选择、困难立地造林、瘠薄沙地土壤改良、低效林更新改造等关键技术的研究,综合、系统地提出了沙质海岸防护林体系建设配套技术,为我国沿海防护林体系工程建设提供配套技术和理论依据。主要研究结果:应用层次分析方法对胶南市沿海防护林体系结构进行了优化,并提出其林种、树种优化配置方案。其中,林种结构优化决策结果是明显增加了防护林种比重,降低了经济林和用材林比重,使防护林种面积由原来的37.28%增加到51.93%。树种结构优化决策结果是扩大了阔叶树种比重,由原来的27%左右上升到50%左右;降低了针叶树种比重,黑松树种占的面积由原来的62.85%下降到33.10%,使针叶树种和阔叶树种整体比例基本达到平衡。该优化结果符合发展沿海生态型防护林体系的主导思想,为该市沿海防护林体系建设规划和决策提供科学依据。筛选出火炬松、刺槐无性系、刚火松、刚松、绒毛白蜡、侧柏、紫穗槐、山合欢、单叶蔓荆9种树种,其生长快,抗风沙能力强,适宜于山东沙质海岸基干林带造林;采用容器苗、高分子吸水剂（10～20g/株）、深栽客土（深为苗高1/2～1/3,黄泥客土为10～15kg/株）、根基覆盖（覆草+膜、覆草）等抗旱造林新技术,在“风口处、风蚀地”等干旱沙地造林,能提高造林成活率10%～30%,林木保存率达85%以上,且幼林生长快,林分郁闭早;提出的黑松×麻栎、黑松×刺槐、黑松×紫穗槐混交林群落模式在改良土壤、涵养水源和调节小气候等方面具有较强生态功能,是滨海沙地营造防护林的理想结构模式和混交类型;采用绿肥压青（紫穗槐鲜枝叶2.5kg/株）、施用有机肥（厩肥2～3kg/株）等瘠薄沙地土壤改良技术,改善了土壤养分转化效率,显著提高了林地土壤肥力;研制出沙质海岸黑松人工林经营株数密度表、生物量控制表、立木材积表、立地因子数量化表和立地类型表,为沿海黑松人工防护林立地评价和经营管理提供科学依据。提出了林冠下更新造林、留伐桩萌芽更新、隔行更新造林、人工促进天然更新,

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 国内外沿海防护林研究概况
• 1.1.1 立地类型划分
• 1.1.2 造林树种选育
• 1.1.3 造林、营林技术
• 1.1.4 群落结构模式
• 1.1.5 生物量和生产力
• 1.1.6 更新改造技术
• 1.1.7 功能与环境效应
• 1.2 沿海防护林体系建设基本理论
• 1.2.1 沿海防护林体系的概念和内涵
• 1.2.2 沿海防护林体系建设基础理论
• 1.2.2.1 景观生态学理论
• 1.2.2.2 生态系统经营理论
• 1.2.2.3 生态演替理论
• 1.2.2.4 生物多样性保护理论
• 1.2.2.5 森林健康经营理论
• 1.2.2.6 生态经济学理论
• 1.3 沿海防护林体系发展趋势
• 1.4 主要研究内容及创新点
• 2 研究区概况
• 2.1 地理位置
• 2.2 类型及分布
• 2.3 自然条件
• 2.3.1 气候特点
• 2.3.2 土壤特点
• 2.3.3 植被特点
• 2.4 社会经济条件
• 2.5 沿海防护林建设现状及存在问题
• 3 研究方法
• 3.1 试验设计
• 3.1.1 造林树种选择
• 3.1.2 困难立地造林技术
• 3.1.3 瘠薄沙地土壤改良技术
• 3.1.4 群落环境效应
• 3.1.5 低效林更新方式
• 3.1.6 低效林抚育改造
• 3.2 调查方法
• 3.2.1 标准地调查
• 3.2.1.1 临时标准地
• 3.2.1.2 固定标准地
• 3.2.2 生物量调查
• 3.2.2.1 乔木层生物量
• 3.2.2.2 灌木层生物量
• 3.2.2.3 草本及枯落层生物量
• 3.2.2.4 生物量及生产力计算
• 3.2.3 标准木调查
• 3.3 观测方法
• 3.3.1 土壤物理性状
• 3.3.2 土壤养分含量
• 3.3.3 土壤酶的活性
• 3.3.4 土壤微生物数量
• 3.3.5 土壤贮水性能
• 3.3.6 枯落物持水性能
• 3.3.7 生理指标
• 3.3.8 小气候因子
• 3.4 结构优化方法
• 3.5 技术路线
• 4 结果与分析
• 4.1 沙质海岸黑松防护林立地质量评价及类型划分
• 4.1.1 立地质量数量化评价
• 4.1.1.1 立地因子选择及其类目划分
• 4.1.1.2 材料筛选和整理
• 4.1.1.3 树高与年龄的回归方程选配，标准年龄确定
• 4.1.1.4 编数量化得分表
• 4.1.1.5 立地质量数量化评价
• 4.1.1.6 黑松防护林生长预测
• 4.1.2 立地类型划分
• 4.1.3 小结
• 4.2 沙质海岸防护林树种选择及生理特性的研究
• 4.2.1 不同树种的造林效果
• 4.2.1.1 粗砂质土壤上的林木生长
• 4.2.1.2 沙壤质土壤上的林木生长
• 4.2.2 不同树种的生理指标分析
• 4.2.2.1 光合速率的变化
• 4.2.2.2 呼吸速率的变化
• 4.2.2.3 蒸腾速率的变化
• 4.2.2.4 Logistic 拟合及分析
• 4.2.3 树种抗旱性分析
• 4.2.3 1 蒸腾速率的日变化
• 4.2.3 2 叶片水势的日变化
• 4.2.4 小结
• 4.3 沙质海岸困难立地造林技术的研究
• 4.3.1 容器苗造林效果
• 4.3.1.1 成活率和保存率
• 4.3.1.2 幼树生长状况
• 4.3.1.3 造林投资分析
• 4.3.2 客土深栽造林效果
• 4.3.2.1 客土造林效果
• 4.3.2.2 大苗深栽效果
• 4.3.3 高分子吸水剂造林效果
• 4.3.3.1 高分子吸水剂保水效能
• 4.3.3.2 高分子吸水剂对土壤其它物理性能的影响
• 4.3.3.3 高分子吸水剂对黑松成活率的影响
• 4.3.4 根基覆盖造林效果
• 4.3.4.1 对土壤失水率的影响
• 4.3.4.2 对土壤养分和土壤酶的影响
• 4.3.4.3 对造林成活率的影响
• 4.3.5 设置防沙障造林效果
• 4.3.6 小结
• 4.4 沙质海岸防护林瘠薄沙地土壤改良技术的研究
• 4.4.1 绿肥压青改良土壤的效果
• 4.4.1.1 对土壤养分的影响
• 4.4.1.2 对土壤酶活性的影响
• 4.4.2 施有机肥改良土壤的效果
• 4.4.2.1 对土壤养分的影响
• 4.4.2.2 对土壤酶活性的影响
• 4.4.3 小结
• 4.5 沙质海岸防护林主要树种生物生产力的研究
• 4.5.1 黑松防护林生物量和生产力的研究
• 4.5.1.1 相对生长关系的建立
• 4.5.1.2 黑松防护林单株生物量模型
• 4.5.1.3 黑松防护林林分生物量结构及其分配
• 4.5.1.4 黑松防护林乔木层生物量结构及其分配
• 4.5.1.5 黑松防护林乔木层各径阶林木生物量结构及其分配
• 4.5.1.6 黑松防护林林分生产力的评定
• 4.5.2 火炬松防护林生物量研究
• 4.5.2.1 火炬松生长特性和生长过程
• 4.5.2.2 不同林龄火炬松生物量的生长变化
• 4.5.2.3 火炬松单株生物量的垂直分布
• 4.5.2.4 火炬松生物量与胸径、基径和树高的关系
• 4.5.2.5 生物量模型的建立
• 4.5.3 小结
• 4.6 沙质海岸防护林群落类型及其环境效应的研究
• 4.6.1 不同群落类型对土壤肥力的影响
• 4.6.1.1 土壤理化性状
• 4.6.1.2 土壤微生物数量
• 4.6.1.3 土壤酶活性
• 4.6.1.4 土壤微生物、酶与土壤养分的相关分析
• 4.6.2 不同群落类型对土壤水源涵养功能的影响
• 4.6.2.1 土壤物理性质
• 4.6.2.2 土壤渗透性能
• 4.6.2.3 土壤贮水能力
• 4.6.2.4 枯落物的持水能力
• 4.6.2.5 土壤水源涵养能力综合评价
• 4.6.3 不同群落类型对小气候效能的影响
• 4.6.3.1 光照强度
• 4.6.3.2 空气温度
• 4.6.3.3 空气相对湿度
• 4.6.3.4 防风效能
• 4.6.4 小结
• 4.7 沙质海岸黑松人工林经营数表的研制
• 4.7.1 黑松人工林经营密度表的研制
• 4.7.1.1 材料整理
• 4.7.1.2 数学模型建立
• 4.7.1.3 林分经营密度表编制
• 4.7.2 黑松人工林立木材积表的研制
• 4.7.2.1 资料整理与分析
• 4.7.2.2 立木一元材积表的编制
• 4.7.2.3 立木二元材积表的编制
• 4.7.3 小结
• 4.8 沙质海岸黑松低效林更新改造技术的研究
• 4.8.1 黑松低效林分类型划分
• 4.8.1.1 黑松低效林的生长状况
• 4.8.1.2 黑松低效林的形成原因
• 4.8.2 黑松低效林更新方式
• 4.8.2.1 林冠下更新造林
• 4.8.2.2 伐桩萌芽更新造林
• 4.8.2.3 隔行更新造林
• 4.8.2.4 带状更新造林
• 4.8.2.5 人工促进天然更新
• 4.8.3 黑松低效林改造技术
• 4.8.3.1 稀疏林补植造林
• 4.8.3.2 林地土壤培肥
• 4.8.3.3 低效林抚育修枝
• 4.8.4 小结
• 4.9 胶南沿海防护林体系结构优化的研究
• 4.9.1 胶南沿海防护林资源现状与结构评价
• 4.9.1.1 资源现状
• 4.9.1.2 结构评价
• 4.9.2 沿海防护林体系结构优化
• 4.9.2.1 指导思想
• 4.9.2.2 体系结构优化模型的建立
• 4.9.2.3 体系结构优化结果与分析
• 4.9.3 小结
• 5 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.2 讨论
• 参考文献
• 作者简介
• 导师简介
• 致谢