南方红壤丘陵区水土保持林对枯落物和土壤养分的影响

探究不同水土保持林土壤有机碳及土壤养分变化,为水土保持林的营造提供科学依据。以湖南省金洞林场15年生杉木-闽楠混交林、闽楠纯林、杉木纯林为研究对象,测定不同季节土壤有机碳、土壤及凋落物养分含量,分析不同林分组成和季节对土壤有机碳的影响。结果表明,林分组成和季节对土壤有机碳含量存在显著影响,土壤有机碳主要受全N、全P、可溶性有机碳、可溶性有机N的影响。不同林分下,土壤养分和凋落物养分存在显著差异,杉木-闽楠混交林土壤和凋落物养分显著高于杉木纯林、闽楠纯林,其土壤有机碳、全N、全P比杉木纯林高35.07%~52.63%,凋落物矿质元素含量比闽楠纯林高25.35%~45.16%。季节因子对土壤养分的影响高于凋落物养分,季节因子对凋落物矿质元素无显著影响。林分组成对土壤有机碳的影响主要通过改变土壤理化性质,特别是N素含量来影响土壤有机碳;季节因子对土壤有机碳的影响通过改变水热条件及凋落物分解速率,从而影响土壤有机碳的输入、输出。研究结果对南方红壤地区水土保持林的营造具有一定的参考意义。

桤木人工林的碳密度、碳库及碳吸存特征

对不同年龄阶段桤木人工林生态系统碳密度、碳库和碳吸存的研究结果表明:桤木各器官的碳密度算术平均值随年龄的增长而增加,5,8和14年生的分别为478.8,485.7和495.8g·kg-1,变异系数在0.25%～9.58%之间,不同器官碳密度由高至低排序大致为:树干>树枝>树叶>树根>树皮,林下植被各组分和死地被物的碳密度随着林龄的变化规律不明显,土壤层(0～60cm)平均碳密度也随着林龄的增长逐渐增加,且在垂直分布上随着土层深度的增加而逐渐下降。不同器官的碳贮量与其生物量成正比例关系,随着林龄增长,乔木层碳贮量的优势逐渐增强,从5年生的25.88t·hm-2增加到14年生的49.63t·hm-2。桤木人工林生态系统的碳库主要由植被层、死地被物层和土壤层组成,按其碳库大小顺序排列为:土壤层>植被层>死地被物层,5,8和14年生桤木林生态系统中的碳库分别为95.89,122.12和130.75t·hm-2,土壤碳贮量占整个生态系统碳库的59.42%以上,且随着林龄增长,地上部分与地下部分碳贮量之比有逐渐下降的趋势,5,8和14年生桤木年净固定碳量分别6.51,6.26和7.82t·hm-2a-1。湖南省现有桤木林植被碳库为2.8034×106t,为其潜在碳库的47.51%。

桤木人工林营养元素的季节动态、空间分布与生物循环研究

对湖南汨罗桤木人工林5种营养元素(N、P、K、Ca、Mg)的季节动态、空间分布及生物循环进行研究。结果表明:桤木叶片营养元素含量均为春季最高,干材养分含量偏低,且大部分元素在春季达最低点,所以建议桤木干材在春季采伐;树皮有大量Ca富集,根系中营养元素季节变化不明显。林下植被元素含量从春季到冬季有下降的趋势,枯落物、土壤层中元素含量季节变化趋势不明显,K元素各个土层各个季节含量变化都不是很大。桤木人工林生态系统各组分养分含量变化差异较大,以树叶中养分含量最高,30-60cm土壤层中含量最低;乔木层各器官排序为树叶>树皮>树枝>树根>树干,各器官中养分元素含量以N最高,P最低。桤木人工林生态系统养分总贮量为167 809.80kg/hm2,其中乔木层5种元素总量为754.77kg/hm2,占生态系统养分总贮量的0.45%,林下植被与枯落物层二者的养分积累量为254.04kg/hm2,占生态系统养分总贮量的0.15%。营养元素的年积累量为350.18kg/hm2,以N的积累量最大。桤木年吸收量、归还量、存留量分别为449.38,348.23,101.15kg/hm2。营养元素的循环系数为0.77,利用系数为0.60,周转期为2.17年,循环速率依次为N>Ca>Mg>K>P。

神农架华山松群落特征研究

选择神农架自然保护区华山松群落分布较集中的红石沟、金猴岭、金猴溪和官门山等4个地段,选取8块样地进行调查,分析了华山松群落的种类组成、区系特点、群落外貌、垂直结构及生活型等群落的性质和特征。结果表明:该群落具有明显的温带常绿针叶林特征,以高位芽植物为主,共有45种,占样地中维管束植物总数的54.2%。群落成层现象明显,可划分为乔木层、灌木层和草本层。植物的科属组成较为分散,乔木层主要优势科有松科、桦木科、漆树科、杨柳科等。群落的区系成分复杂分散,以温带性分布占优势,表明群落植物区系组成的温带性质。

湘西桤木人工林蓄积量模型及适宜经营密度研究

密度是表达林分结构的重要指标,立地条件、树种及林龄不同时,其林分最佳密度也不相同。以湘西桤木人工林为研究对象,采用数量化方法I和非线性回归分析方法,对2009年和2010年调查的78块标准地数据进行数据分析处理与建模。结果表明:(1)平均高、公顷株数、土层厚度、龄组、坡向、坡位、自然灾害、海拔、树种组成8种因子中,平均高、公顷株数、土层厚度和龄组对湘西桤木人工林平均木材积和单位面积蓄积量均有显著性影响,而海拔和树种组成对湘西桤木人工林平均木材积和单位面积蓄积量均无显著性影响。这对建立桤木人工林蓄积量与密度、平均高收集数据时提供理论指导,同时既能节省外业调查费用,又能保证建模数据的科学性。(2)建立了湘西8～10年桤木人工林蓄积量与密度、平均高相关关系模型:,建模精度为96.8458%,平均相对误差为1.1334%。模型适应性检验表明,残差值呈对称均匀分布,其平均相对误差为-1.2156%。(3)该地区8～10年桤木人林的最佳经营密度为800～1000株/hm2。这对于合理地经营和管理湘西桤木人工林具有重要的理论和实际指导意义。

湘中紫色页岩区芦竹生物量及养分分布规律研究

对湘中紫色页岩区芦竹的生物量和养分分布进行初步研究.结果表明:当年生芦竹杆(含叶)养分含量高于多年生,因此不宜砍伐利用当年生芦竹杆;根茎养分含量较高,是系统中良好的养分贮存库.一年生、二年生、五年生、八年生芦竹的生物量分别为293.00、5258.29、6746.87和480.86 kg.hm-2.

两种林龄四川桤木的光合特性研究

对2种林龄(3年生、8年生)四川桤木Alnus crematogyme生长期的光合速率进行测定分析,结果表明:3年生四川桤木上、下两部位年均日变化呈单峰型,峰值均出现在12:00,8年生桤木为双峰型,峰值出现在10:00和16:00,2种桤木年均日净光合速率均表现为上部叶>下部叶;8年生桤木各季节日净光合速率受到方位影响较3年生大,2种林龄桤木各季节日净光合速率大小排列顺序都为6月>4月>9月>10月,8年生四川桤木4个方位的年均日净光合速率值均大于3年生四川桤木;四川桤木2种林龄、不同部位、不同月份3个因素内部处理之间存在显著的差异性(P=0.017),林龄和月份两个因素之间交互作用显著,而其他两个交互作用均未达到5%的显著差异水平。

湘西南山地主要森林类型土壤养分研究

对湘西南永州市6种主要森林类型(针阔混交林、阔叶林、湿地松林、马尾松林、毛竹林和杉木林)林地的土壤养分进行测定与分析,结果表明:针阔混交林和毛竹林的土壤有机质含量较高;针阔混交林的氮、钾元素含量高,而磷元素含量相对较低;毛竹林的速效磷含量最高;阔叶林钾、磷元素含量较高,氮元素含量相对较低;湿地松和马尾松纯林的土壤有机质和营养元素含量均为最低。表明湿地松和马尾松林纯林不利于改善土壤养分状况,针阔混交林、阔叶林和幼林期毛竹林有利于土壤营养状况改良和防止地力衰退及保持林业持续发展。

生态理念构建理想人居环境

绿色、环保、可持续发展及人与自然和谐共处已成为人们共同的关注和期待。在这样一个呼唤保护生态环境的时代主流中，理想人居环境的提出表现了一种全新的文化意识和生态意识。

六盘山四种森林生态系统的碳氮储量、组成及分布特征

碳和氮是森林生态系统的重要组成元素,其含量有很大时空差异,并和立地及森林特征关系很大,需做大量的积累性调查才能得到其变化规律,尤其是加强在过去较少研究的西北地区的调查。在宁夏六盘山区选择华北落叶松(Larix principisrupprechtii)人工林、华山松(Pinus armandii)次生林、桦木(Betula platyphylla)次生林和野李子(Prunus salicina)灌丛4种典型森林,测定了乔木层(分不同器官)、灌木层、草本层、枯落物层、根系层(0—100 cm土壤)的碳、氮含量,分析了生态系统的碳、氮储量及成分组成和层次分布特征。结果表明,碳含量在不同乔木树种及其不同器官之间的差异不明显;但氮含量存在显著的树种差别和器官差异,以树叶的最高、树干的最低。灌木层和草本层的碳氮含量均表现为地上部分>地下部分。各森林样地的乔木层、灌木层、草本层的碳含量依次降低,但氮含量依次增高;枯落物层的碳含量低于各植被层,但氮含量高于各植被层;根系层土壤的碳、氮含量则随土层增深而递减。包括活植被层、枯落物层和根系层土壤在内的华北落叶松人工林、华山松次生林、桦木次生林、野李子灌丛的生态系统碳储量依次为364.56、450.98、640.02、196.55 t/hm2,氮储量依次为27.86、36.19、47.02、15.99 t/hm2。所有4种森林生态系统的根系层土壤的碳氮储量均占整个生态系统总储量的绝大部分,其比例对碳储量为84.69%—93.92%,氮储量为98.09%—98.64%。从乔木层、灌木层、草本层、枯落物层到根系层(土壤),呈现出C/N比依次减小的趋势;根系层土壤和整个生态系统的C/N比分别为华北落叶松林的11.84和13.12、华山松林的10.76和12.56、桦木林的12.48和13.52、野李子灌丛的11.70和12.29。

洞庭湖区重引入麋鹿的可行性研究

洞庭湖湖区湿地是麋鹿 (Elaphurusdavidianus)的古栖息地。为了使麋鹿重返洞庭湖 ,2 0 0 0～ 2 0 0 1年 ,我们考察了湖北石首天鹅洲麋鹿自然保护区、北京麋鹿苑和江苏大丰麋鹿自然保护区的麋鹿种群 ,勘察了洞庭湖区岳阳市、常德市和益阳市的 10处洲滩 ,发现湖南汉寿县桔林垸、华容县集成垸与湖北天鹅洲麋鹿自然保护区的自然条件相似 ,是洞庭湖区麋鹿重引入的适宜地点。于是 ,我们对桔林垸和集成垸的自然条件和动植物资源等进行了调查 ,并对麋鹿喜食植物的生物量进行了抽样调查 ,确定了环境容纳量。集成垸的植被有 3个植被型组 ,有维管植物 75科 189属 2 6 4种 ,可用于放养麋鹿的面积为 2 0 0 0hm2 ,麋鹿夏季喜食植物有 5 0种 ,其鲜重 2 115 8.4吨 ,麋鹿环境容纳量为 10 0 0余头。桔林垸在 1998年退田还湖后 ,天然植被恢复很快 ,其植被类型有 3个植被型组 ,有维管植物 75科 189属 2 5 0余种 ,具有麋鹿夏季喜食的植物 5 2种 ,其鲜重达 1885 9.0吨 ,可供 94 0余头麋鹿生存。其适合放养麋鹿面积为 170 3.1hm2 ,环境容纳量在 85 0头麋鹿以上。无论从气候还是从食物、环境容纳量来看 ,桔林垸和集成垸均适合重新引入麋鹿。本文讨论了再引入麋鹿的人类协助性措施 :保证生存空间、防治疾病。

四川桤木人工林不同年龄段生物量的研究

对湖南湘西北地区3个立地条件相近的5年生、8年生和14年生四川桤木人工林的生物量进行了研究.结果表明:3个年龄段桤木林分的生产力分别为14.40、13.30、16.67 t·hm-2,均表现出较大的生产力.

不同因素对闽楠嫩枝扦插生根的影响

为了研究不同因素对闽楠嫩枝扦插的影响,以多年生母株上当年生半木质化枝条及当年实生苗茎段作插穗,分别探讨不同插穗、生根促进剂质量浓度、插穗浸泡时间3种因子对闽楠嫩枝扦插生根率及幼根生长的影响。结果表明:此3种因子对闽楠嫩枝扦插生根率及根长均有显著影响;试验最佳组合为当年实生苗茎段,浸泡于质量浓度为200mg/L的ABT-1#溶液中9 h,扦插后60 d生根率可达93.3%,平均根长为4.9 mm。

贮藏温度与时间对榉树种子活力及抗氧化特性的影响

为了更好的探讨榉树种子贮藏技术,分别用不同的贮藏温度(3℃、10℃、常温)和贮藏时间的榉树种子作研究对象,分别检测了榉树种子的田间出苗率、超氧阴离子(O2-.)生成量、过氧化氢(H2O2)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性及过氧化物酶(POD)活性,结果表明:冰箱中3℃贮藏的榉树种子具有最高的田间出苗率,超氧阴离子(O2-.)生成量、过氧化氢(H2O2)含量最低,且超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性及过氧化物酶(POD)活性高,能及时迅速清除超氧阴离子(O2-.)、过氧化氢(H2O2)及其它自由基,避免了它们对种子的伤害,种子的活力得以保持在较高水平,具有较高的田间出苗率,因此冰箱中3℃是榉树种子比较好的贮藏温度。

不同立地条件下桤木人工幼林生物量和生产力的比较

对不同立地条件下5年生四川桤木人工林的生物量和生产力进行了研究.结果表明:花垣地区和汨罗地区桤木人工林单株生物量分别为33.42和22.77 kg/株,林分生物量分别为54.65和57.66 t/hm2,生产力分别为10.93和11.53 t/(hm2.a).对汨罗地区桤木进行间伐,同时适当施肥提高林地土壤养分含量,是提高林分生产力的必要途径.

杉木人工林水量平衡和蒸散的研究

本文根据我们严密设计的小集水区径流场连续6年的水文测定数据,进行了杉木人工林水量平衡和蒸散的研究。结果表明:集水区年平均降雨量1065.5 mm,在林冠作用面降雨量的分配中,林冠截留雨量264.6ram,截留率24.8%;穿透过林冠层的雨量799.82mm,树干径流量1.08mm,分别占降雨量的75.1%和0.1%。林内降水到达林地时,在枯枝落叶层这个作用面上净降水进行再分配,其中,地表径流量9.27mm,地下径流量203.00mm,总径流系数0.199。土壤蓄水量月变化较大,但年变化很小,占降雨量的1.2%。系统水量最大的输出是蒸散,每年以气态形式返回大气的水量868.03mm,占降雨量81.3%。在蒸散的水量中,林冠截留雨量的直接物理蒸发量为264.6mm,占总蒸散量的31.6%。

六盘山华北落叶松林降水转化中的阳离子通量变化特征

在六盘山香水河小流域的华北落叶松人工林样地,测定了2011年生长季降水转化过程中的大气降水、穿透水、干流、枯落物渗透水和主根系层(30 cm土层)土壤渗透水的pH值与多种阳离子的浓度及通量变化。结果表明:林外降水的pH值平均为7.13,转化为穿透雨和干流后降为6.73和6.00,转化为枯落物渗透水和土壤渗透水后回升为6.87和7.28。在降水转为由穿透雨和干流组成的林下降水后,绝大多数阳离子的浓度都不同程度地增大,但Zn2+浓度下降;虽然林冠截持使林下降水的数量减小,但由于雨水对林冠的离子交换及淋洗,林下降水的多数阳离子通量都比林外降水明显增大,K+、Mg2+、H+、Mn2+、Cu2+、Fe3+由林外的17.23、12.51、0.06、0.09、0.13、0.19 mmol.m-2分别上升到林下的141.87、32.93、0.10、0.68、0.24、0.56 mmol.m-2,但Na+、Ca2+、Zn2+的通量分别由林外的33.73、112.91、2.05 mmol.m-2减小为林内的30.70、75.75、1.10 mmol.m-2。在枯落物层渗透水中,绝大多数阳离子的浓度都不同程度地下降,仅Mg2+浓度微弱上升;受枯落物截持部分降水及雨水中阳离子与枯落物交换的影响,枯落物渗透水中所有阳离子的通量都比林下降水明显减小,K+、Na+、Mg2+、Ca2+、H+、Mn2+、Cu2+、Zn2+、Fe3+分别降至83.06、12.30、23.96、65.73、0.04、0.12、0.09、0.13、0.32 mmol.m-2。在主根系层土壤渗透水中,一些阳离子(K+、Mn2+、Cu2+、Fe3+)的浓度下降,另一些阳离子(Na+、Mg2+、Ca2+、Zn2+)的浓度则上升,尤其Ca2+浓度显著上升;Na+、Mg2+、Ca2+、Mn2+、Zn2+的通量比枯落物渗透水增大,其值分别为37.49、62.83、202.41、0.22、1.05 mmol.m-2,但K+、Cu2+、Fe3+的通量比枯落物渗透水减小,其值分别为27.14、0.07、0.09 mmol.m-2。相对于林外降水的阳离子输入通量,林冠层对多数阳离子(除Na+、Ca2+、Zn2+)的通量为净淋出(增加)作用,枯落物层对多数阳离子(除K+、Mg2+、Mn2+、Fe3+)的通量为净固定(减少)作用,主根系层土壤对盐基离子(Na+、K+、Mg2+、Ca2+)和Mn2+的通量为净淋失(增大)作用,但对其他阳离子(H+、Cu2+、Zn2+、Fe3+)的通量为净固定(减少)作用。

利用哑变量研究湘西桤木林分优势平均高与平均高的相关关系

林分优势平均高和林分平均高是立地质量评价的2个重要指标。以78块湘西桤木人工林标准地数据为研究对象,采用数量化方法I分析了地名、林分类型、坡度、坡位、坡向、土壤厚度、土壤类型、自然灾害、公顷株数、海拔、年龄和郁闭度11种因子对高比值(林分平均高与优势平均高之比)的显著性影响程度,选出影响显著的主导因子作为哑变量,确定地名和林分类型(绝对纯林和相对纯林)为显著性影响的主导因子,2个因子对高比值具有显著性影响的可靠性为93.70%和99.96%,选取这2个因子作为哑变量,建立了基于哑变量的林分优势平均高与林分平均高非线性模型和常规的非线性模型,采用确定系数、残差均值、绝对残差均值、相对误差均值和精度5个指标,通过对常规、基于地名哑变量和基于林分类型哑变量的3种非线性模型的建模精度和模型适应性检验结果比较,指出基于哑变量的非线性模型优于常规非线性模型,且基于地名哑变量的模型最优。基于地名哑变量、基于林分类型哑变量和常规非线性模型的建模精度分别为98.65%、97.53%、93.43%,建模确定系数分别为0.9389、0.9266和0.9015,建模残差均值分别为2.16E-09、5.53E-09和2.30E-07,建模绝对残差均值1.0631、1.1323和1.8522,建模相对误差均值分别为0.1197、0.2038和0.2932。研究方法和结果有助于提高建模精度,并为建立区域性通用生物数学模型提供了一种思维方法。

基于有效垂直应力水平的滑带土强度参数适用性研究

滑带土强度参数的正确选取是滑坡稳定性评价和抗滑工程设计中的关键问题。在已有研究成果的基础上,以四川薛城镇滑坡为例,对其滑带土样进行固结–大位移环剪–再固结–再环剪的剪切试验,再现复活型滑坡滑带土的强度特性,提出基于不同有效垂直应力(滑动体覆盖厚度)采用相应的残余强度和再生强度参数的取值方法,并论证其合理性,对复活型滑坡滑面强度参数的合理取值具有极为重要的参考价值。

不同林龄闽楠人工林生物量结构特征

采用标准木法（乔木层）和样方收获法（灌木层、草本层、枯落物层）获取不同林龄（12 a、25 a、38 a）闽楠人工林的生物量,并分析了其组成、分配及变化趋势。结果表明：（1）林分的总生物量随林龄的增大而增加,12 a、25 a、38 a闽楠人工林生物量分别为52.52 t/hm2、210.45 t/hm2、347.44 t/hm2;（2）乔木层在整个生态系统的生物量中有绝对优势,分配率达95.09%～97.19%,按林龄从小到大分别为49.94 t/hm2、205.22 t/hm2、337.67 t/hm2,其次为枯落物层,占2.36%～4.08%,灌草层所占的比例最小,仅为0.23%～0.46%;（2）乔木层各器官以干所占比例最高,占53.06%～62.63%,并且随着林龄的增大而增加;根系在乔木层的分配比例相对稳定,占15.97%～17.78%;枝、叶分别占乔木层的10.47%～15.33%、7.08%～8.75%,均随林龄的增大而降低;（4）12a、25a、38a闽楠人工林的年平均净生产力分别为：6.73 t/hm2·a、17.35 t/hm2·a、24.60 t/hm2·a。