小陇山林区不同密度油松人工林林下物种多样性研究

【目的】研究油松人工林密度对林下植物多样性的影响及二者的关系,提出维持植物多样性、人工林生态系统稳定性及其健康状况的合理林分密度。【方法】以小陇山林区5种不同密度30年生油松人工林为研究对象,分析油松人工林林下物种的重要值、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数和相似系数随林分密度的变化规律。【结果】①油松人工林林下共出现植物23科38属50种。随着林分密度的增大,林下物种数逐渐减少,灌木、草本层物种组成发生变化。②不同密度油松林林下灌木层和草本层植物丰富度指数、多样性指数,随林分密度的增加基本表现出减小趋势。③各指数与林分密度的相关性分析表明,灌木层和草本层的丰富度指数、草本层的均匀度指数与林分密度均表现出较高的相关性,其中草本层均匀度指数与密度呈显著负相关关系。④随着林分密度的增大,林下共有物种减少,相似系数逐渐降低。【结论】密度对人工油松林林下植物多样性有一定影响,但未达到显著水平;密度为1717～1867株/hm2时,林下物种丰富度指数、多样性指数、Alatalo指数均达到最高,表明此密度是林下植被生长发育较为合适的密度,能够保障林下植物多样性的维持。

基于T-S模型的神经网络在小陇山森林健康评价中的应用

综合考虑T-S模型的精确性及快速性和BP神经网络的自适应能力,提出了基于T-S模型的模糊神经网络的森林健康评价模型,并利用MATLAB7.5编写程序。以小陇山油松林为例,进行计算,将结果呈送给多位小陇山林业专家,专家们对评价结果均满意。

不同采种期灰楸种子品质的差异

通过对灰楸不同时期采集的楸吊、种子特征的观测及种子发芽试验,研究了不同采种期灰楸种子的品质和种子活力,为合理确定灰楸种子的采收期提供科学依据。结果表明:随采种期的变化,灰楸楸吊的鲜重、出种率、千粒重发生规律性变化。不同采种期灰楸种子的出种率、楸吊鲜重、千粒重、发芽率、发芽势、活力指数、发芽指数随采种期的变化差异极显著,不同单株间楸吊的鲜重、长度、粗度、出种率、发芽率、活力指数有极显著差异。10月底到11月中旬采集的灰楸楸吊出种率、千粒重、种子发芽率、活力指数、发芽指数最高,分别为17.5%、6.79、89.43%、35.67、3.73。表明10月底到11月初是天水地区灰楸采集的最佳时期,是适宜的采种期,采种时间越提前,品质越差。不同方位的种子发芽率有显著差异。

不同采伐强度对小陇山辽东栎天然林空间结构的影响

应用混交度、角尺度及大小比数3个结构参数,结合Hegyi竞争指数评价小陇山辽东栎天然林不同采伐强度0(对照)、20%(中度)、30%(强度)、40%(极强度)下空间结构的变化情况。结果表明,中、强度采伐下,林分混交程度高,林分结构最稳定;采伐强度对林木大小分化和空间分布格局的影响不明显。分析采伐强度与林分及树种空间竞争关系表明,树种辽东栎竞争指数随采伐强度加大而提高,华山松竞争指数变化趋势呈"凹"型,椴树呈倒"J"型,认为采伐能达到调整林分空间结构和提高林分及主要树种的竞争力的目的,采伐强度以20%或30%为宜,采伐强度不宜过大。研究采伐强度与森林空间结构、林木竞争变化之间的关系,对辽东栎天然林经营有重要意义。

欧洲云杉扦插生根影响因子研究与生根力优良单株选择

采用悬臂式全光照自动间歇喷雾装置,按照L8(14×22)的正交试验设计在甘肃省小陇山进行欧洲云杉ABT1,IBA,NAA 4水平(0,50,100,200 mg·L-1)+插穗类型2水平(嫩枝、嫩枝基部带1.5年生硬枝)+处理时间2水平(1,2 h)试验,完全随机区组设计,2次重复;同时对823个欧洲云杉单株生根力进行研究。结果表明:ABT1,IBA合理浓度对愈伤组织生根起主导作用,穗条类型和处理时间随激素类型的不同效应不同。ABT1不同水平对生根率的影响差异显著,50 mg·L-1+嫩枝基部带1.5年生硬枝+处理1 h的生根率最高(89.0%),生根数以200mg·L-1+嫩枝基部带1.5年生硬枝+处理2 h最多。IBA各水平间对生根的影响差异不显著,但以50 mg·L-1+嫩枝基部带1.5年生硬枝+处理2 h的生根率最高,100 mg·L-1+嫩枝基部带1.5年生硬枝+处理1 h的生根数最多。高浓度NAA对愈伤组织生根有抑制作用,生产中不宜用NAA作生根促进物质,但是低浓度短时间处理能促进穗条皮部生根。欧洲云杉单株间生根率的变幅为0～100.0%,单株选择潜力较大。扦插生根性状与生长性状不相关,欧洲云杉无性系选育和采穗圃营建在重视生长性状选择的同时也要重视单株生根性状的选择。欧洲云杉生根率、生根数、根系平均长之间存在显著或极显著正相关关系,进行生根性状选择时以容易测得的生根率进行选择,其他生根性状也会得到改良。

天然混交林最优林分状态的π值法则

【目的】提出一个全新的林分状态合理性评价方法,为森林经营决策奠定科学基础。【方法】依据多指标综合评价原则,提出基于单位圆的林分状态评价方法,并利用该方法对我国天然锐齿栎混交林和红松阔叶林进行林分状态分析。【结果】现实林分状态优良程度取决于林分状态指标所构成的闭合图形面积大小,该面积与最优林分状态值(期望值)之比即是对现实林分状态最为恰当的度量。而最优林分状态值(期望值)恒等于单位圆面积π,此即为最优林分状态的π值法则。与常用的多指标体系比较分析的专业图表雷达图的本质区别在于,本文所提出的单位圆方法能够直接给出最优林分状态期望值。研究给出现实林分状态的计算公式并划定5个等级区间,指出林分状态可从林分空间结构(林分垂直结构和林分水平结构)、林分年龄结构、林分组成(树种多样性和树种组成)、林分密度、林分长势、顶级树种(组)或目的树种竞争、林分更新、林木健康8方面加以描述,这8方面能够表征林分主要的自然属性,且对应的每个指标值都是可操作的并能够及时收集到准确的数据。为凸显指标的先进性和实用性,文中提到的多数指标均采用最新研究成果并给出可选的测度方法。林分状态指标的归一化处理是林分状态评价的关键,应用本文提出的方法对我国天然红松阔叶林和锐齿栎混交林的林分状态进行分析发现,评价结果直观可靠,符合现实林分的客观实际。【结论】本文提出的基于单位圆的林分状态评价方法,特别是其中最优林分状态的π值法则,可为森林经营决策奠定科学基础,也可为不同地区不同类型森林健康质量评价提供分析工具。

小陇山油松林乔木层生物量相容性线性模型

以甘肃小陇山的油松林分为对象,应用图形分析、相关分析和回归分析法,建立了基于森林资源调查资料的林分生物量相容性线性模型。结果表明,小陇山油松林分各组分生物量(W)与林分活立木蓄积量(V)、与林分平均胸径-平均树高-林分密度(D-2-Hρ)均存在极其显著的线性相关关系。采用代数和法,建立了W=a+bV、W=a+b(D-2-Hρ)2种形式的林分乔木层生物量相容性线性模型,以95%的可靠性估计,2种形式模型的预估精度均在95%以上。理论上证明了W=a+bV这种建立在林分水平上的生物量线性估计模型可直接推广应用到区域尺度。

不同穗条类型、长度的欧洲云杉扦插苗质量评价

[目的]为欧洲云杉扦插穗条选择和扦插苗培育提供依据。[方法]采用完全随机区组试验设计,研究了2种穗条类型(嫩枝基部带1.5年生硬枝、嫩枝)、3种穗条长度(5 10、10 15、15 20 cm)的嫩枝扦插苗从移植当年到第3年的成活率、保存率和生长情况。[结果]2种穗条类型扦插苗间的移植成活率和保存率差异不显著,但移植后嫩枝基部带1.5年生硬枝扦插苗的苗高、新梢生长量、地径、侧枝数、冠幅、鲜质量、干质量差异显著,都是嫩枝基部带1.5年生硬枝扦插苗大于嫩枝扦插苗。3种长度扦插苗的移植成活率、保存率的差异均显著;其中,15 20 cm长度穗条扦插苗移植成活率和保存率最高,分别是98.00%和86.00%,不同长度穗条扦插苗移植成苗率逐年下降,而且与穗条长度有关,弱小穗条获得的扦插苗成苗率低;5 10 cm的扦插苗移植成活率为46.00%,到第3年时保存率仅为23.33%,且移植后苗高、新梢生长量、地径、侧枝数、冠幅、鲜质量、干质量的差异也显著,且都以15 20cm穗条的扦插苗值最高,10 15 cm穗条的扦插苗次之,5 10 cm的扦插苗最小。嫩枝带硬枝扦插苗的苗木质量指数(QI)是嫩枝的7.74倍,15 20 cm穗条的扦插苗质量指数(QI)是5 10、10 15 cm扦插苗的5.47、5.23倍。扦插苗地径初始值与移植当年地径、苗高初始值与移植当年苗高间呈极显著正相关关系。[结论]扦插苗最初的生根状况和穗条质量影响后期培育过程中的存活和生长,嫩枝基部带1.5年生硬枝扦插苗和15 20 cm穗条的扦插苗不仅移植成活率、保存率高,而且生长量、生物量、质量指数都比短而弱小穗条的扦插苗高。

不同密度油松人工林土壤特性及水源涵养功能研究

【目的】探讨油松人工林不同林分密度下的土壤特性及水源涵养功能。【方法】以秦岭西段30年生油松人工林为研究对象,设置6种不同林分密度(1 367,1 861,2 517,2 617,3 012和3 683株/hm2)的标准地,采集土样和枯落物样品带回室内,测定土壤理化性质、土壤持水量、枯落物层持水特性等。【结果】林分密度对油松人工林的土壤含水率、有机质含量、体积质量、总孔隙度、土壤最大持水量、毛管持水量具有显著影响。密度为2 617株/hm2的林地土壤体积质量较小(1.14g/cm3),总孔隙度较大(62.57%),有机质含量较高,为1 367株/hm2林地的1.63倍,土壤持水性能较好(1 251.40t/hm2)。【结论】油松人工林在适宜密度条件下,有利于改善土壤结构,增强土壤肥力,提高土壤的蓄水能力,使林地具有更好的水源涵养功能。在秦岭西段小陇山林区,油松人工林的林分密度为2 617株/hm2左右较合理。

秦岭西部不同发育阶段油松和日本落叶松人工林土壤酶活性变化和分布特征

以秦岭西部小陇山沙坝林业试验基地为研究点,采用野外调查采样和室内分析相结合的方法,比较了不同发育阶段油松(Pinus tabulaeformis)和日本落叶松(Larix kaempferi)人工林林下凋落物分解层(H层)和表土层(A层)理化性质及酶活性的变化。结果表明,2种林型林下凋落物分解层各项土壤理化性质及酶活性指标均明显高于相应表土层。随着林龄的增加,除了土壤纤维素酶活性按幼龄林→中龄林→近熟林呈先升高后降低的变化趋势外,土壤荧光素二乙酸酯水解酶(FDA水解酶)、脱氢酶、蛋白酶、脲酶、酸性磷酸酶活性,以及有机质、全氮、有效氮、全磷、有效磷含量随林分的发育总体呈现先降低后升高的变化特征。从幼龄林到近熟林的发育过程中,日本落叶松林下各项土壤理化性质及酶活性指标变化波动性比油松大,说明日本落叶松的引进在一定程度上影响了土壤生物化学过程的强度和方向。除土壤脲酶与pH值之间以及酸性磷酶酸与速效氮之间以外,6种土壤酶活性与土壤pH值,有机质、全氮、速效氮、速效磷含量之间均呈在α=0.05或α=0.01水平上相关显著。

公路建设期路域生态区植物种群空间分布格局--以宝(鸡)天(水)高速公路为例

分析了宝（鸡）天（水）高速公路建设地区植被生态环境特点,结合道路工程建设标段划分和小陇山各林场分布现状,对沿线路域生态系统进行了三级分区：其中一级路域生态区分别是麦积林场路域生态区、党川林场路域生态区、百花林场路域生态区和东岔林场路域生态区。最后,选择花石山1#隧道路域生态带（段）作为本次研究的典型案例区,通过对该路域生态带（段）内的植物群落进行细致调查,并应用种群数量统计分析、扩展最近邻体分析和点格局分析3种方法,选择该路域生态带自然植被类型的地带性种群锐齿栎（Quercus aliena. var）、非地带性种群华山松（Pinus armandii）、白桦（Betula platyphylla）和人工群落的建群种种群日本落叶松（Larixkaempferi）进行了分布格局的对比研究。结果表明：路域生态区内各主要种群的空间分布格局具有一定的尺度变异性,如地带性种群锐齿栎（Quercus aliena. var）在0～10m尺度上表现为随机分布、10～20m尺度上表现为聚集分布、大于20m尺度上表现为均匀分布,等。通过路域生态区内的植物种群空间分布格局研究,也对公路施工后的植物生态修复和绿地景观设计提供一定思路,为路域环境监测提供了生物因子方面的对比资料,最终为更合理的保护路域生态环境提供科学基础。

小陇山自然保护区华山松群落8个主要种群的生态位研究

小陇山国家级自然保护区是中国华山松的主要分布区之一。在野外大量调查基础上,运用Levins和Shan-non-Wiener生态位宽度、生态位重叠和生态位相似比例等指数,对林区华山松群落中8个主要种群生态位特征进行研究。结果表明,生态位宽度值大小依次为华山松、锐齿栎、披针叶忍冬、漆树、甘肃山楂、毛栗、辽东栎和少脉椴。华山松Shannon-Wiener生态位宽度值最大,为0.988 8,其次是锐齿栎,为0.877 6,少脉椴最小,为0.352 9。该群落种群间生态位重叠值普遍较低,表明多数种群间竞争较小。建群种华山松与其他种群间生态位重叠值较大,为0.079 1~0.101 3,而其他种群与华山松间生态位重叠值却较小,为0.015 4~0.069 0,华山松与毛栗的重叠值最大,为0.101 3,华山松与少脉椴的重叠值最小,为0.079 1。生态位相似比例在0.5以上的种群对有4对,占14.28%,分别是华山松-锐齿栎、华山松-披针叶忍冬、锐齿栎-披针叶忍冬和锐齿栎-漆树种群对,在0.5以下的有24对,占85.72%,表明群落中多数种群对资源利用的相似性程度较小。作为中国华山松的分布地之一,秦岭西段小陇山林区具有暖温带针叶林生态位的特征。

小陇山2种典型天然林空间结构参数分布特征

采用林分空间结构参数一元分布、二元分布、林分综合指数和距离分析方法,探讨小陇山林区2种典型天然林空间结构特征。结果显示:(1)油松天然林混交度为0.397,树种隔离程度较低,锐齿栎天然林混交度为0.797,混交良好,油松、锐齿栎天然林胸径大小比数分别为0.507、0.485,林分均处于中庸状态,角尺度分别为0.511、0.508,林木分布格局均属随机分布。(2)油松、锐齿栎天然林中相同混交程度或优劣程度的林木大多处于随机分布,相同混交程度或分布格局的林木处于不同优劣程度的林木大致相等。区别在于油松天然林中同一优劣程度或分布格局的林木大多与同种相邻,而锐齿栎天然林中同一优劣程度或分布格局林木大多处于强度和极强度混交。(3)油松、锐齿栎天然林林分空间结构指数(FSSI)分别为0.526、0.739,林分空间结构距离(FSSD)分别为0.788、0.576,锐齿栎林空间结构明显优于油松林。FSSI和FSSD具有极显著的线性关系,FSSD=-1.481 5×FSSI+1.625 7,R2=0.990 6(P<0.01),二者在表述林分空间结构方面具有较强的一致性。研究表明:二元分布、林分空间结构指数和距离分别是从林木水平和样地水平研究林分空间结构较为有效的方法,可为小陇山林区林分微观结构分析和精细的结构调整提供新途径。

日本落叶松纸浆材造纸性能的研究

该文以日本落叶松为原料 ,分别研究了用碱量、硫化度、保温时间对硫酸盐法制浆的影响 ,并对不同树龄、不同部位和不同单株之间的制浆差别进行了比较 .结果发现 ,最佳蒸煮工艺条件为 :用碱量 2 1%、硫化度 2 5 %、最高温度 170℃、保温时间 2 5h ;随着树龄的增大 ,日本落叶松的蒸煮难度增加 ;在树干的顶部、干部和基部中 ,干部原料较易蒸煮 ;不同单株间的制浆性能存在一定的差别 ,但影响不大 ;树龄较小的 12年生日本落叶松纸浆的物理性能要好于 15年生和 2 3年生的 ;原浆的卡伯值高对保持日本落叶松KP浆的抗张强度和裂断长有利 ,而对耐折度和撕裂指数不利 .

土壤微生物生物量的研究进展

土壤微生物量作为土壤有机质最活跃的部分,可用来表征土壤肥力水平,而且在维持土壤生态系统平衡方面有重要意义。阐述了土壤微生物量的研究进展,包括土壤微生物量的空间分布规律、土壤微生物量的时间分布规律以及影响土壤微生物量的生态因子,分析了人类活动对土壤微生物量的促进作用以及污染、酸雨等对其的抑制作用,提出了今后土壤微生物量的发展方向。

小陇山不同林龄锐齿栎林土壤有机碳和全氮积累特征

以甘肃小陇山林区3个林龄阶段(中龄林、近熟林和成熟林)的锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)天然次生林为对象,研究了土壤中有机碳和全氮的垂直分布及其积累特征。结果表明:林地土壤有机碳和全氮含量在各龄级土壤剖面中的垂直变化规律一致,表层土壤中含量最高,随着土层深度逐渐降低。1 m土层范围有机碳和全氮密度随着林龄的增加而增加,中龄林、近熟林和成熟林的碳密度分别为122.92、242.21t/hm^2和280.53 t/hm^2,龄组之间差异显著(P<0.05);3个林龄阶段的土壤全氮密度分别为10.37、18.94t/hm^2和24.76 t/hm^2,差异显著(P<0.05)。有机碳和全氮密度在0—20 cm土层中占有很高比重,达37%—56%。土壤有机碳与全氮含量呈极显著的线性正相关(P<0.0001)。土壤有机碳和全氮积累速率随林龄阶段存在差异,在生长旺盛期(中龄林-近熟林)的土壤有机碳(10.84 t hm^(-2)a^(-1))和全氮(0.78 t hm^(-)2a^(-1))的积累速率要大于成熟期(近熟林-成熟林)的土壤有机碳(1.92 t hm^(-2)a^(-1))和全氮(0.29 t hm^(-2)a^(-1))积累速率。

甘肃小陇山白皮松林优势种群的分布格局

应用多个聚集强度指数[方差/均值比率法、负二项参数(k)、扩散系数(C)、Cassie指标(CA)、丛生指标(I)]和聚块性指标,采用径级代表龄级的方法,对甘肃小陇山白皮松林优势种群的分布格局及其动态进行了调查研究。结果表明:调查区目前白皮松种群的分布格局均呈现聚集分布;随着群落中白皮松种群的发育进程,分布格局的时间模式由开始的聚集分布趋势先是增强,然后变弱,之后成为均匀分布,最后趋向于随机分布。

甘肃小陇山华山松群落灌木层优势种种间关联性分析

通过野外大量调查,选取小陇山华山松林55个样方中的20个常见物种,运用多物种复合关联VR,χ2检验,Pearson相关系数和Spearman秩相关系数和关联测度等测算和综合分析群落的种间联接关系,结果表明:(1)多物种关联性(VR)的分析表明华山松林主要组成成员间的关系以正关联为主,说明华山松群落主要种群对生存环境的需求是一致的;(2)20个常见种种对中以华山松-锐齿栎、华山松-栓皮栎、华山松-辽东栎等种对之间呈正关联;锐齿栎-栓皮栎、锐齿栎-盐肤木等呈现负关联;黑刺菝葜、多毛樱桃等为独立关系等,是群落内环境的体现,是群落内环境异质性的表征;(3)依据华山松林种间关系的不同性质把组成群落的20个常见种归纳为3个生态种组,即正关联组、负关联组和独立组;(4)种间关联的研究结果对华山松群落的生境监测、营林管理、林区道路景观再造中的树种选择和配置有一定的实际指导意义。

日本落叶松原料纤维形态特性的研究

为深入了解日本落叶松的纤维特性,该研究对不同树龄和不同部位日本落叶松的纤维形态和纤维素结晶度进行了分析.结果表明:不同树龄日本落叶松的纤维特性存在一定的差异.平均纤维长度在2.5～3.0 mm,纤维宽度和粗度随着树龄增大而减小.沃康诺结晶度指数(O'KI)在2.1～2.4,纳耳森沃康诺结晶度指数(N·O'KI)为0.38～0.40.O'KI和N·O'KI由基部向顶部均有递增的趋势.从纤维特性分析,与20年以上树龄相比,12年生和15年生日本落叶松适合用作造纸原料和对制浆造纸更为有利.

日本落叶松不同树龄的制浆性能研究

为了深入了解日本落叶松的制浆特性,对不同树龄、部位日本落叶松木材的纤维形态、化学组成、糖类组成、KP法制浆性能进行了分析。结果表明,日本落叶松的木材纤维较长,平均纤维长度为2.5～3mm,其中15年生日本落叶松的木材平均纤维长度最大,且长宽比也最大;而12年生日本落叶松的木材纤维长度分布频率最为集中。纤维宽度和粗度随着树龄增大而减小。冷水抽出物、热水抽出物和1%NaOH抽出物的含量随着树龄的增大而增加;灰分含量随着树龄的增加而略有降低;其他化学组成的含量随着树龄的增大变化规律不明显,综纤维素含量约为70%,酸不溶木素含量约为27%,酸溶木素含量为0.29%,聚戊糖含量为12%～13%。12年生日本落叶松木材的热水抽出物、1%NaOH抽出物和木素含量较低,综纤维素和聚戊糖含量较高;而15和23年生日本落叶松木材的热水抽出物、1%NaOH抽出物、木素和综纤维素含量相近。不同树龄日本落叶松木材中各聚糖的组成比较接近,总碳水化合物含量随着树龄的增大而降低。与23年生日本落叶松木材相比,12与15年生木材中聚葡萄糖含量较高,聚半乳糖含量较低,对提高制浆得率比较有利。随着树龄的增大,日本落叶松木材的蒸煮性能呈下降趋势,蒸煮耗碱量也随之增加。