松毛虫害对马尾松林生物多样性和碳储量影响的研究

【摘要】马尾松毛虫(Dendrolimuspunctatus)是松林生态系统中的常见昆虫,对我国南方各省的松林危害极其严重,也严重影响着松林周边居民的正常生活。本文通过对研究区域的县市区马尾松毛虫虫害的监测,选取新邵县和辰溪县三年前发生样地和对照样地,当年发生样地和对照样地作为本文主要试验样地,主要从马尾松毛虫害对林分生物多样性、生物量、碳贮量、土壤持水性能、林分景观结构等方面论述了马尾松毛虫对林分的影响。主要结果如下：(1)生物多样性研究结果显示,新邵县各试验样地以及辰溪县三年前发生与对照样地的Shannon-Wiener指数和Simpson指数均是对照样地>发生样地,而辰溪县当年对照样地Shannon-Wiener指数和simpsond指数值(1.42,0.70)<当年发生样地(1.80,0.80),主要是由于发生样地植被种类数量多于对照样地,又因监测时候正处马尾松毛虫发生期,除了造成马尾松松针大面积被食,其他还未造成其他影响。(2)三年前发生样地林木蓄积量(新邵县108.8m3·hm-2、辰溪县206.3m3·hm-2)<三年前对照样地林木蓄积量(新邵县121.7m3·hn-2、辰溪县220.9m3·hm-2),三年前发生样地林木生物量(新邵县68.77t·hm-2、辰溪县125.52t·hm-2)<三年前对照样地林木生物量(新邵县74.84t·hm-2、辰溪县142.40t·hm-2),主要是由于马尾松毛虫食掉松叶,导致林木光合作用减弱,固碳能力下降,生长速度缓慢,甚至小部分植株死亡,所以马尾松毛虫发生样地蓄积量也小于对照样地,部分植株死亡,停止生长,也会影响马尾松林分蓄积量和生物量的大小。(3)对乔木层林分碳贮量研究表明,辰溪县与新邵县监测的三年前发生试验样地和对照样地均表现出,三年前发生样地林木碳贮量(新邵县34.74t·hm-2、辰溪县63.41t·hm-2)<三年前对照样地林木碳贮量(新邵县37.81t·hm-2、辰溪县71.94t·hm-2)。(4)新邵县、辰溪县各试验样地三年前发生样地活地被物生物量>三年前对照样地活地被物生物量,主要以灌木层最为明显,三年前发生样地(新邵县0.327kg、辰溪县0.646kg)>三年前对照样地(新邵县0.128kg、辰溪县0.359kg)主要是因为马尾松毛虫害的发生改变了林分内光照条件,促使林分内矮小灌木的生长发育。各试验样地枯落物未分解层生物量表现为三年前发生样地(新邵县0.348kg、辰溪县0.105kg)<三年前对照样地(新邵县0.512kg、辰溪县0.269kg),当年发生样地(新邵县0.322kg、辰溪县0.334kg)<当年对照样地(新邵县0.384kg、辰溪县0.390kg),主要是因为马尾松发生样地内,大量松针被马尾松毛虫食掉,造成林分内凋落物量大量减少,枯落物积累量减少,枯落物未分解积累量减少,枯落物未分解层生物量减少。而辰溪县三年前发生样地枯落物总生物量(0.674kg)>三年前对照样地枯落物总生物量(0.629kg),主要是受三年前马尾松毛虫大爆发后,经过两年枯落物生物量积累量逐渐增加,加上马尾松毛虫大量死亡,马尾松毛虫的排泄物及虫体腐烂进入林分内,使得三年前发生样地枯落物总生物量积累量增速比三年前对照样地快,经过三年积累,枯落物总生物量超过对照样地枯落物总生物量。(5)新邵县林分土壤容重表现为三年前发生试验样地(1.30g/cm3)<三年前对照样地(1.13g/cm3),各马尾松毛虫发生样地非毛管空隙度表现为,对照样地非毛管孔隙度>发生样地非毛管孔隙度,而辰溪县三年前发生样地非毛管孔隙度(9.30)>三年前对照样地非毛管孔隙度(5.15),主要是因为辰溪县三年前马尾松毛虫大爆发后,经过两年良好生长,同时在充足的光照条件,适宜水分条件,使得三年前发生样地土壤结构恢复正常,加上林分内马尾松毛虫大量死亡,虫体腐烂进入土壤内,给发生样地提供充足的营养循环,促进土壤良性发育。对土壤蓄水能力来说,新邵县三年前发生样地最大持水量(99.49mm)>三年前对照样地最大持水量(79.19mm),最大蓄水量为三年前发生(994.86t/hm2)>三年前对照(791.93t/hm2)。(6)对林分景观结构的影响分析可知,不同的景观类型能对马尾松毛虫发生甚至造成松毛虫灾害的传播起到隔离阻碍作用,从而控制灾害的发生和扩大。在偶灾区和无灾区以及常灾区3个松毛虫划分区域类型中,而对于研究区域的常灾区中,该划分区域中得景观均匀度和景观多样性指数都很小,而林分斑块数量和占其面积的比例均较大,但对于其中的景观相对优势度很大,研究出的无灾区分析得知,其景观结构特征与常灾区相比,刚好相反,表明混交林能有效控制虫害。
【作者】张刘源；
【导师】文仕知；
【作者基本信息】中南林业科技大学，生态学，2014，硕士
【关键词】马尾松毛虫；多样性；生物量；碳贮量；土壤结构；景观结构；

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