林窗尺度对侧柏人工林凋落物中酶活性的影响开题报告

1. 研究目的与意义

随着科学技术的发展，林窗尺度对凋落物的影响被人们广泛的研究，其中不乏高山森林林窗对凋落物分解过程中水溶性氮和磷的影响、亚高山森林林窗对凋落物分解过程中半纤维素动态的影响，林窗对凋落物的影响已经为我们所熟知。凋落物通过影响土壤理化性状和生物活性改变土壤的生态功能,黄志群等曾报道凋落物多样性对杉木幼苗生长及吸收15N标记硫铵的影响的研究。但是，林窗尺度对侧柏人工林凋落物中酶活性的影响这一领域还未曾被涉及。

林窗干扰是森林循环理论基础之一林窗研究利于科学认识森林循环的动态过程。林窗干扰成为解释各层次生物多样性机制的工具之一，是生物多样性维持的动力。森林经营也由此改变了过去的采伐策略，择伐形成一定尺度的林窗已经成为现代自然林经营的主要手段，适宜于森林资源的快速恢复和生物多样性保护，减少环境的负面效应。研究林窗尺度对侧柏人工林凋落物中酶活性的影响，对于加快森林系统更新提供有效的科学途径。

2. 国内外研究现状分析

林窗（gap，又译林隙或林冠空隙）主要是指森林群落中老龄树死亡或因偶然性因素（如干旱,台风,火灾等）导致成熟阶段优势树种死亡，从而在林冠层造成空隙的现象。英国生态学家aswatt首先提出林窗的概念。

森林群落中林冠层乔木的死亡必然导致森林内部形成林窗。对于树木的死亡原因有其内部因素与外部因素。内部因素包括生理效率的降低、树木的衰老、生长状况变差、林分分层结构中优势树种的腐朽等；外部因素包括自然灾害（如火灾、台风、暴雨、地震、干旱）、人为干扰（砍伐森林、盗伐）等。这些因素中的某一方面或几个方面共同造成了森林中树木的折干、枯立、风倒或死亡等事件的发生，从而导致森林中相对连续的林冠层面出现间断的现象。这种空间上的不连续现象，在形态上就表现为一定尺度的空隙，即林窗。

林窗的重要性是在森林循环理论成为当代群落学指导思想以后才凸显出来，林窗研究具有重要的理论和实践意义。从理论上来说，林窗干扰是森林循环理论基础之一林窗研究利于科学认识森林循环的动态过程。林窗干扰成为解释各层次生物多样性机制的工具之一，是生物多样性维持的动力。林窗干扰是影响群落演替过程和异质种群动态的因素之一，也是森林景观格局异质性和破碎化形成的原因；同时，林窗研究具有重要的实践意义。林窗概念的出现和研究，使得思维和认识发生变化，影响到了林业生产实践。林窗特征、林窗生态环境、林窗干扰状况和林窗更新演替及其相互作用的研究结果可为阐明森林更新机理、制定森林经营和定向培育政策退化森林生态系统的植被恢复提供理论依据和技术支撑。

3. 研究的基本内容与计划

本研究以徐州市九里山侧柏人工纯林为研究对象，研究3种不同尺度林窗内凋落物的分解情况，以及酶活性对其的响应，旨在寻求适宜林窗尺度，促进侧柏人工林的养分循环过程，为实现森林的可持续利用及人工林的合理经营管理提供一定的科学依据。

在徐州市中部偏北的九里山阳面坡面随机设立三类不同大小圆形林窗，开设时间为2012年1月，仅伐除林窗半径内的乔木。其中小林窗为半径4m，面积为50m2；中林窗为半径8m，面积为200m2；大林窗为半径12m，面积为450m2。每种林窗设3个重复，并且在每个林窗临近林下设对照样地。

于2014年7月在侧柏林内进行凋落物收集，主要收集地面刚落的干枯枝叶。收集的凋落物在80℃烘干恒重后，称取10g装入大小为15cm25cm孔径1mm的凋落物袋中，共600个。于2014年7月将凋落物袋分别置于3种不同尺度林窗内和对照样地土壤表面，除去地表层的凋落物，让凋落物自然分解。分别于2014年10月、2015年1月、4月和7月从每个林窗及其对照样地中回收3~5个凋落物袋，进行室内分析。对收集采回的凋落物袋，洗净80℃烘干至恒重，待测备用。

4. 研究创新点

近年来，国内外鲜见有过不同尺度林窗内有关凋落物的研究，本研究以三种不同尺度林窗为研究对象，旨在探究凋落物内酶活性对不同林窗尺度的响应，进而寻找适宜的林窗尺度，可为加快森林系统更新、提高森林生态系统稳定性提供有效的科学依据。