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本文首先以相同立地条件下高密度造林的雷林1号桉间种菠萝林分和纯林林分为研究材料,对两种林分的生长状况及生长过程进行比较,分析林分的大小结构特征和冠层结构特征及其与林分生长的关系。然后以雷林1号桉为研究材料,对郁闭林分中不同优势群体的生物量结构及其分配调控机制进行了研究。通过这些研究,揭示了林分发育过程中林分结构特征对林分生长的影响机制。研究结果如下:
在观察阶段,两种林分均表现出生长下降的趋势。对两种林分中优势和非优势群体生长过程的比较分析,表明非优势群体生长的下降是林分后期生长下降的主要原因。林分中非优势群体生长的下降与林分树干生物量累计生长量的增加密切相关,而优势群体的生长则与林分树干生物量累计生长量的关系较弱,说明非优势群体的生长受到了光资源的限制。研究结果同时表明在雷林1号桉林下间种菠萝可以显著地促进林分生长,但间种林分高生产力的获得主要得益于造林后头2.5年表现出的较高生产力。
在观察阶段,两种林分大小不整齐性和偏斜程度均随着林分的发育而增加,且死亡个体均集中在林分中较小的径阶。林分整体和不同优势群体生长与林分大小结构存在密切的关系,但大小结构参数对林分整体和不同优势群体生长的影响程度存在差异,大小结构参数对非优势群体生长的影响明显强于优势群体。这些结果进一步说明两种林分随着发育过程的延伸,光因子对林木生长的限制作用越来越明显。
在林分发育过程中,尽管在后期雷林1号桉两种林分的叶生物量增加趋势放缓,但仍表现出逐年增加的趋势,而林分整体和其中的优势与非优势群体的生长效率均表现出逐年下降的趋势。这说明试验林分生长的下降主要是由于生长效率的下降引起的,这是由于林分冠层叶生物量密度上升的结构变化导致了林分冠层单位叶面积光同化效率的下降。林分中优势类群与非优势类群生长效率的动态变化表明二者生长效率下降的机制并不一致。在冠层水平上,林分中优势类群生长效率下降的机制是由于叶生物量过密导致叶片相互遮荫,使得一些叶片不能获得足够光照而导致对光资源的利用效率降低,而非优势类群则与获得光照的数量少有关。对雷林 1 号桉郁闭林分中不同优势地位个体形态特征与生物量结构关系的研究表明在相等个体大小条件下,雷林1号桉郁闭林分中下压个体的树干生物量比例大,枝、叶比例小。这是由于下压个体受到光资源的胁迫,加强高生长而导致林木生物量向树干的倾斜分配,从而减少了对枝、叶器官生物量的分配。
综合上述研究结果说明:林分结构是影响林分生长的重要因素之一。在林分水平上,雷林1号桉林分结构造成林分生长下降的主要机制是林分个体大小分化加强、大小不整齐性程度增加、林分叶生物量密度增加导致林分整体和林分中不同群体单位叶量同化效率的降低。在个体水平上,随着林分的发育,林分中个体大小分化加强而造成林分中下压个体生物量对树干倾斜分配,使得同化器官生物量减少,进一步促使生长效率下降。