基于结构方程模型的杉木林林分结构多样性评价

综合评价杉木林林分结构多样性,可为提高林分结构多样性和精准制定森林经营措施提供理论依据。以湖南省平江县福寿林场的杉木林为研究对象,利用4株邻近木构建林分空间结构单元,选取表征林分树种组成多样性的全混交度、Simpson多样性指数与Shannon-Wiener指数,表征林木大小分化多样性的大小变异系数、大小分化度均值指数与交角竞争指数和表征林木空间分布多样性的角尺度、林层指数与空间密度指数等9个指标,构建林分结构多样性评价结构方程模型,并确定各指标权重,对林分结构多样性进行综合评价。结果表明:(1)林分结构多样性评价结构方程模型的卡方自由度比值χ2/df为1.409,介于1—3之间,比较适配指数(CFI)、常规拟合指数(NFI)、增值适配指数(TLI)和拟合优度指数(GFI)的值分别为0.985、0.953、0.978和0.931,均大于0.9,近似误差均方根(RMSEA)为0.048,小于0.05,各指数的拟合效果良好,模型的适配度较好,满足研究的需要;(2)3个内生潜在变量林分树种组成多样性、林木大小分化多样性和林木空间分布多样性的权重分别为0.3518、0.3201和0.3281,对外生潜在变量林分结构多样性的影响大致一样,Shannon-Wiener指数是影响林分树种组成多样性的关键因素,交角竞争指数是影响林木大小分化多样性的关键因素,林层指数是影响林木空间分布多样性的最重要因素;(3)研究区3个龄组杉木林林分结构多样性的综合得分分别为0.3364、0.4396和0.4588,评价等级处于Ⅱ、Ⅲ等级,林分结构多样性较低,未达到理想的状态。评价结果较客观地表征了研究区杉木林林分结构多样性的现状,表明利用结构方程模型来评价林分结构多样性是科学、可行的,可为林分结构多样性评价提供一个全新的思路。

杉木林改造成阔叶林对根际和非根际土壤磷组分和转化的影响

磷(P)是维持亚热带森林生态系统生产力的关键因子。杉木主要分布于我国亚热带地区,杉木林的土壤酸化,P利用效率低,研究杉木林转化后对土壤P的影响、对生态系统的稳定和森林可持续经营具有重要意义。该研究以南亚热带杉木林采伐迹地上重新种植的杉木林、红锥林、米老排林和红锥/米老排混交林为研究对象,采集根际土和非根际土,重点探究南亚热带杉木人工林改造成阔叶林后土壤P组分及转化的影响。结果表明:(1)改造后的红锥林、米老排林和红锥/米老排混交林的根际和非根际土壤的微生物生物量P含量及酸性磷酸酶活性均显著高于杉木林,红锥林和红锥/米老排混交林的土壤全P比杉木林和米老排林更容易转化为速效P。(2)红锥林和红锥/米老排混交林的根际和非根际土壤中氯化钙提取P的含量均显著高于杉木林和米老排林,米老排林和红锥/米老排混交林根际和非根际土壤中酶提取P、盐酸提取P和柠檬酸提取P的含量显著高于杉木林和红锥林。(3)RDA结果显示,调控根际和非根际土壤P组分的关键因子分别是土壤含水量和微生物生物量碳。综上认为,将杉木林改造成阔叶林有利于森林土壤P的储存和供应,该研究结果为提高南亚热带人工林土壤P有效性的树种选择和经营管理策略等提供了重要科学依据。

武夷山杉木林丛枝菌根真菌沿海拔的变化特征及其影响因素

丛枝菌根共生体是丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)与宿主植物之间形成的互惠共生形式。共生体中的碳、氮、磷交换和代谢影响着宿主植物和共生真菌之间的营养平衡和资源重新分配,对陆地生态系统植物体的生长发育具有重要作用。本研究以武夷山3个海拔(1400 m,800 m,200 m)杉木人工林为研究对象,分析了不同海拔杉木林根际土壤、杉木特征指标之间的总体差异,以及海拔梯度中主导AMF变化的环境影响因素。结果表明:土壤有机碳、可溶性有机碳、微生物生物量碳含量均随海拔的升高而显著增加;不同海拔杉木林中,AMF特征指标除侵染率不变外,孢子、球囊霉素和菌丝密度均随海拔呈上升趋势。综合主成分分析第一和第二主成分各因子贡献值表明,土壤有机碳、温度、含水率、可溶性有机碳、总氮以及微生物生物量碳是影响AMF变化的重要因素;冗余分析结果进一步表明,可溶性有机碳对AMF影响最大,说明海拔梯度上易利用底物可能是影响杉木AMF特征变化的关键因子。研究结果对于了解和预测AMF如何调控亚热带杉木林生态系统功能及其对气候变化的响应具有重要意义。

间伐对杉木林枯落物和土壤水源涵养能力的动态变化分析

探讨不同间伐年限对杉木林枯落物层和土壤层持水能力的影响,为评估杉木林水源涵养功能对间伐的响应提供科学依据。以浙西南景宁县间伐1年、间伐3年、间伐8年和未间伐的杉木林为对象,采集枯落物与土壤样品,分析测定枯落物含水率、持水能力、土壤容重、非毛孔隙度并计算相关指标。结果表明:杉木林枯落物现存量在不同间伐年限间的差异并不显著(P>0.05);枯落物持水量、持水速率与浸水时间的关系分别符合对数函数和幂函数;间伐8年的杉木林枯落物层的最大持水率、最大拦蓄率和有效拦蓄率均显著高于未间伐林分(P<0.05);间伐3年、间伐8年的杉木林枯落物最大持水量和有效拦蓄量均显著高于未间伐林分;间伐8年杉木林地0~10 cm土层土壤容重显著降低(P<0.05),非毛管孔隙度显著增大,非毛管持水量显著增加了22.4%(P<0.05),而对10~30 cm土层土壤储水性能相关指标的影响不显著(P>0.05)。综上,杉木林枯落物层和土壤层的水源涵养功能随着间伐年限的延长而增强。

杉木林下植物多样性对不同间伐年限的响应

探究间伐对杉木林下植物多样性的动态影响,可为杉木林可持续经营和生态效益评价提供依据。以浙西南杉木林为对象,采用空间代替时间的方法,对间伐1、3、8 a后和未间伐(0 a)的林下植物种类、重要值及多样性进行全面调查与分析。结果表明:间伐0、1、3、8 a后杉木林下植物种类分别有37、48、59、66种,其中不同间伐年限杉木林下共有的植物35种。随着间伐年限的延长,杉木林下植物种类增加速度表现为“先快后慢”的趋势,与0 a相比,间伐1、3、8 a后林下灌木、草本和藤本植物种类分别增加了38.5%~100.0%、27.8%~72.2%、16.7%~66.7%。杉木林下排名前3的灌木、草本和藤本植物的优势种重要值之和随着间伐年限的增加总体呈现降低趋势。未间伐杉木林下没有阳性植物生长,间伐后种类增加到12~13种;中性植物种类随着间伐年限的延长而增加,与0 a相比,间伐3、8 a后分别增加了50.0%和85.0%。杉木林下植物的多样性指数随着间伐年限的延长而增大,灌木、草本植物的优势度指数Simpson、多样性指Shannon-Wiener和丰富度指数Margalef在不同间伐年限间的差异达显著水平(P<0.05),藤本植物的Simpson、Shannon-Wiener和Margalef表现为间伐3、8 a后显著高于0 a(P<0.05),植物的均匀度指数Pielou在不同间伐年限间没有显著性差异(P>0.05)。

不同抚育间伐强度对杉木林生长的影响

在杉木林种植过程中,不同的抚育间伐强度对于杉木林生长具有较大的影响。为了解不同抚育间伐强度对杉木林生长的影响,主要通过开展有效的试验,设定不同的间伐强度来加强3次重复抚育管理。通过分析胸径、蓄积、树高和单株材积等因素对杉木林生长的影响,提升杉木的合理抚育间伐水平,促进林分生长,为后续的林木质量提升提供保障。

抚育间伐强度对杉木林生长的影响

为探究不同间伐强度对杉木林生长的影响,以广西桂北地区为研究地点,以杉木的树高、胸径、材积和生物量为研究对象,考察不同间伐强度下杉木林树高、胸径、材积和生物量的生长情况。结果表明:20%、30%、40%3个间伐强度均对杉木树高、胸径、材积和生物量的增长有显著影响,30%间伐强度下杉木树高、胸径、材积和生物量的增长最明显,树高、胸径和材积较抚育前分别提高了6.50%、11.84%、23.34%,根部、叶部、枝部和整株的生物量较抚育前分别提高了19.53%、17.82%、16.54%、27.69%。指出了杉木林间伐抚育过程中,选择30%的间伐强度有利于杉木林的生长。本研究为杉木林的科学间伐抚育提供了理论依据。

毛竹入侵杉木林对土壤真菌群落多样性的影响

为揭示凤阳山毛竹入侵杉木林后土壤真菌群落结构组成和多样性的变化,采用Illumina Miseq测序技术,分析杉木纯林、毛竹纯林及毛竹入侵后的杉木林真菌群落结构特征。结果表明:3种林型的土壤真菌类群为26门60纲113属415 OTU,子囊菌门和担子菌门是绝对优势的两个菌门。两者的丰度占真菌总量80.80%~83.92%,在3种林型间均不存在显著差异。识别出的1%以上的优势菌纲有8个,为古根菌纲、伞菌纲、粪壳菌纲、锤舌菌纲、银耳纲、球囊菌纲、散囊菌纲和酵母菌纲。古根菌纲和伞菌纲占真菌总量的50.82%~75.40%。古根菌纲在毛杉混交林的相对丰度显著高于毛竹纯林(P<0.05),与杉木纯林无显著差异。Archaeorhizomyces为优势菌属(20.07%~51.51%)且在毛杉混交林中最高、在毛竹纯林最低,毛杉混交林中全氮、碱解氮和速效钾含量均显著低于杉木纯林和毛竹纯林。土壤真菌优势菌属水平丰度与土壤环境因子的斯皮尔曼相关性分析表明,全磷与Meliniomyces、毛壳菌属、Hodophilus、瓶霉属、Heterocephalacria呈显著正相关(P<0.05),与Wickerhamomyces呈极显著正相关(P<0.01)。毛竹入侵杉木林后土壤理化性质变化显著,全磷、有效磷、pH、速效钾和碳磷比是影响土壤真菌群落结构的主要环境因子,研究结果可为控制毛竹扩张,维护生态稳定和多样性提供科学依据。

施肥对杉木林不同土层温室气体排放的影响

为深入研究深层土壤温室气体的迁移扩散特征,以亚热带杉木人工林为研究对象,设置施肥和不施肥2种处理,采用气体浓度梯度扩散法研究施肥对杉木人工林0~40 cm土层深度温室气体通量的影响,在此基础上结合土壤物理、化学和微生物指标的变化阐明影响不同土层温室气体通量的主导因子。结果表明:杉木人工林土壤是二氧化碳(CO_(2))与氧化亚氮(N_(2)O)的排放源,甲烷(CH_(4))的吸收汇;土壤排放的CO_(2)、N_(2)O通量和土壤吸收的CH_(4)通量均随着土壤深度的增加而降低,0~10 cm土层土壤排放的CO_(2)、N_(2)O通量和吸收的CH_(4)通量分别是30~40 cm土层气体通量的1.3、2.5和3.3倍;与不施肥处理相比,施肥显著抑制了各土层CO_(2)的排放与CH_(4)的吸收(P<0.05),施肥处理后杉木人工林土壤排放的CO_(2)通量降低了56.7%~77.5%,土壤吸收的CH_(4)通量降低了30.4%~57.8%,而且施肥对这两种气体排放的抑制作用分别在30~40 cm和20~40 cm土层中最明显;施肥显著降低了10~30 cm土层土壤排放的N_(2)O通量(P<0.05),其中10~20 cm土层土壤排放的N_(2)O通量降低最明显。施肥主要通过提高土壤湿度以降低土壤CO_(2)与N_(2)O的排放和土壤对CH4的吸收。

不同抚育间伐强度对杉木林下套种草珊瑚生长的影响

为探讨不同强度的抚育间伐对杉木林下套种的草珊瑚生长的影响,以14年生杉木林作为研究对象,在相同立地条件下,采用轻、中、重度的抚育间伐措施后林下套种草珊瑚。试验表明,采取重度抚育间伐(35%)措施的杉木林下草珊瑚的生长量、生物量最大,且保存率、含水率更高,其4年生的草珊瑚单株干质量能达328.89 g,较采用中度抚育间伐(25%)措施杉木林下4年生的草珊瑚单株干质量增加5.19%。因此,建议在采取重度抚育间伐(35%)措施的杉木林下套种草珊瑚。

杉木林不同密度套种鄂西红豆树初期生长效果分析

选择22年生人工杉木林间伐调整林分密度后套种鄂西红豆树,设计3种不同密度套种方式:A处理为杉木900株/hm^(2)套种鄂西红豆树600株/hm^(2)、B处理为杉木750株/hm^(2)套种鄂西红豆树750株/hm^(2)、C处理为杉木600株/hm^(2)套种鄂西红豆树900株/hm^(2),比较人工杉木林不同密度套种鄂西红豆树的生长效果,结果表明:套种6年后,杉木和鄂西红豆树的生长量均随杉木保留密度的降低而增大,对2个树种的保存率没有显著影响,以C处理形成的异龄复层林的生长效果最佳,杉木的平均胸径达22.6 cm,平均树高达16.8 m,平均单株材积达0.3214 m^(3),平均蓄积量达192.197m^(3)/hm^(2);鄂西红豆树的平均胸径达5.5 cm,平均树高达6.5 m,平均单株材积达0.0086 m^(3),平均蓄积量达7.224 m^(3)/hm^(2);杉木、鄂西红豆树的合计蓄积量达199.421 m^(3)/hm^(2)。

福建人工杉木林的培育和经营方式研究

杉木为裸子植物中的一种,属于杉科。在中国的速生商品材树种中,它是一个较为特殊的树种,在我国南方,其造林面积和林分蓄积均居我国人工林的首位。杉木生长快,材质好,在福建省广泛种植。杉木有很多特性,如纹理通直、强度适中、质量较好等。由于具有这些特性,杉木通常被用于家具的制造、建筑用材料、船只的建造等,有广泛的用途。在我国福建省,杉木是一种主要的造林树种。因此,优质杉木苗木的培育及成活率的提升,给福建省的杉木产业建设带来很大的价值。

抚育间伐强度对杉木林生长的影响

以融水苗族自治县贝江河林场为研究地点,通过监测杉木林树高、胸径、材积和林木生物量等指标,探讨了抚育间伐强度对杉木林生长的影响。结果表明:在不同的间伐强度下,杉木的各项生长指标和生物量均受到显著影响。特别是在30%的间伐强度下,杉木的生长表现最为明显。适度的抚育间伐可以促进杉木树高、胸径、材积和生物量的增长,但过高的间伐强度可能导致不利影响。指出了随着间伐强度的增加,部分处理组的根部、叶部、枝部和整株生物量均呈现出增加的趋势,这表明适度间伐可以促进杉木的生长和生物量积累。研究结果为杉木林的科学抚育提供理论依据。

南平市杉木林可燃物载量空间分布格局

森林可燃物作为森林火灾发生的物质基础,其载量大小决定火灾发生的危险程度。研究依托福建省森林火灾风险普查,以南平市285个杉木林样地调查数据为基础,利用GIS技术和地统计学方法分析了杉木林可燃物载量空间分布格局。结果表明,全市杉木林可燃物载量空间分布上属于中等变异;乔木层、灌木层、草本层、枯落物层、腐殖质层最佳理论模型依次为高斯、高斯、球状、指数、指数模型,块金效应值分别为9.91%、15.56%、29.41%、49.61%、49.97%;自相关Morans′I系数总体上随空间距离的增加呈递减趋势;分形维数值为乔木层(1.990)>灌木层(1.974)>草本层(1.970)>枯落物层(1.938)>腐殖质层(1.910)。

综合抚育措施对杉木林生长及土壤养分含量的影响

调查分析综合抚育措施(间伐+除草+修枝+施肥)对杉木林生长及土壤养分含量。在福建省南平市建阳区选择试验基地,根据抚育措施差异分组,不做任何抚育处理纳入CK组,间伐+除草纳入T1组、间伐+除草+修枝纳入T2组,间伐+除草+修枝+施肥纳入T3组,对比了不同抚育措施对杉木林生长及土壤养分含量的影响,分析了综合抚育措施的优势。结果表明:T2、T3组的平均胸径无差异,T1组和T2组平均蓄积无差异(P>0.05),T3组的平均胸径、平均树高、平均蓄积、平均材积均高于其他3组(P<0.05),整体排序T3、T2、T1、T3处理的灌木植物、草本植物和藤本植物新增种类高于其他3组,综合排序:T3>T2>T1>CK。抚育组的其他土壤养分指标均高于CK组(P<0.05),T1和T2的碱解氮、有效磷、有机质无明显差异(P>0.05),T3的碱解氮、有效磷、速效钾、有机质指标高于其他3组(P<0.05),T3组的质量含水率和孔隙度高于其他3组(P<0.05),土壤容重低。综合抚育措施(间伐+除草+修枝+施肥)可改善杉木林土壤性质,提高土壤养分,促进杉木林生长。

采伐剩余物处理方式对杉木林土壤温室气体通量的影响

森林作为CO_(2)、CH_(4)、N_(2)O的重要源或汇,其经营管理方式直接或间接地影响土壤温室气体通量,以往研究主要集中在火烧管理对森林土壤CO_(2)排放的影响,且少有研究评估不同营林措施对3种温室气体的增温潜势的影响。为研究采伐剩余物不同处理方式对杉木幼林土壤温室气体通量的影响,本研究以福建三明格氏栲自然保护区内的杉木人工林为研究对象,在2018年7月—2019年7月采用静态箱-气相色谱法对保留(CT)、火烧(RB)、清除(R)3种采伐剩余物处理方式下土壤温室气体通量进行为期1年的监测。结果显示:1)CT处理下土壤CO_(2)、N_(2)O累积排放通量显著高于R、RB处理,而土壤CH_(4)累积吸收通量CT处理显著低于R、RB处理,3种温室气体在R、RB处理间通量差异不显著;2)土壤温度和体积含水量在不同处理间并不存在显著差异,然而,采用不同采伐剩余物处理方式会改变土壤温室气体与土壤温度、土壤体积含水量的相关关系;3)冗余分析结果显示土壤生物化学性质中对土壤温室气体解释度最高的指标为土壤微生物生物量碳,其与土壤CO_(2)、N_(2)O是正相关关系,与土壤CH_(4)是负相关关系。结果表明,清除与火烧采伐剩余物通过降低土壤微生物生物量含量进而减少土壤温室气体通量。

湖南会同连作杉木林凋落物量20年动态特征

在湖南会同杉木林生态系统国家野外科学观测研究站试验基地的第Ⅲ集水区,对连作杉木林的凋落物量进行连续20a的定位观测,研究凋落物的组成特征、季节和长期动态变化格局。结果表明:连作杉木林从第8年起开始收集到凋落物,第8～20年间,凋落物量总体呈上升趋势,年平均生物量为(1109.86±117.27)kg·hm-2。凋落物中针叶、小枝、落果和碎屑所占比例分别为63.75%,25.87%,5.11%和2.19%。会同杉木人工林有明显的季节性凋落节律,1月至6月份,凋落物量总体上呈现上升趋势,从6月份至12月份总体上呈下降趋势,凋落物量的峰值出现在6月份,11月份则全年最低。凋落物与林龄呈显著的二次曲线相关,模拟凋落物量与林龄的关系,得到二次曲线方程关系:y=-10.06x2+361.1x-1747,R2=0.920,p<0.001。凋落物中的小枝、针叶、落果与林龄呈显著二次曲线方程关系(p<0.05),而碎屑与林龄的相关性不显著。

杉木林凋落物产量、分解率与储量的关系

在福建三明采用 2种方法测定 2 7a生杉木林的杉木叶和小枝凋落物的分解率 .采用网袋法 (孔径 0 .5mm尼龙网袋 )测定的杉木叶和小枝凋落物残留率Olson指数模型的分解系数 (k值 )分别为 0 .76 92a-1和 0 .2 5 0 1a-1,相应的第 1年的分解率分别为 5 3.6 6 %和 2 2 .13% ;另一种测定k值的方法较为准确 ,是通过计算凋落物年产量与地面凋落物储量的比值得到 ,采用该方法计算的杉木叶和小枝凋落物的k值分别为 1.788a-1和 0 .86 2 2a-1,分别是网袋法测定值的 2 .32和 3.5 4倍 ,相应的第 1年的分解率分别为 83.2 7%和 5 7.78% ,分别是网袋法测定值的 1.5 5倍和 2 .6 1倍 .采用后一种方法测定的凋落物分解率可以解决尼龙网袋法测定分解速率结果偏低的问题 .图 2表 3参

不同林地清理方式对杉木林土壤肥力的影响

研究了杉木林采伐迹地及采伐后的炼山迹地的土壤物理性质、养分含量、微生物数量和酶活性.结果表明,采伐迹地的非毛管孔隙比杉木林地增加23%,自然含水量和毛管持水量则下降25%;炼山迹地土壤容重比杉木林地增加10%,非毛管孔隙、自然含水量和毛管持水量分别下降61%、48%和26%.采伐迹地有机质、全N、全P和全K含量分别比杉木林地下降14%、14%、35%和22%,炼山迹地分别下降37%、37%、47%和7%.采伐迹地碱解N和有效K含量分别比杉木林地增加24%和31%,有效P含量比杉木林地下降15%;炼山迹地的碱解N、有效P和有效K含量分别比杉木林地下降25%、43%和40%.采伐迹地的细菌、真菌和放线菌数量比杉木林地增加1.4、11.3和0.8倍;炼山迹地细菌数量比杉木林地减少24%,真菌和放线菌数量增加了5.0和0.5倍.采伐迹地脲酶、过氧化氢酶和纤维素分解酶活性分别为杉木林地1.9、1.6和2.1倍,而炼山迹地分别为后者的35.4%、90%和106%.湿润土壤有机质、全N和全P含量高,疏松多孔的土壤有利于碱解N、速效P、速效K积累和脲酶活性的增加.真菌数量随毛管孔隙的增加而减少.通气良好有利于提高土壤过氧化氢酶活性.

不同发育阶段杉木林土壤有机碳变化特征及影响因素

对江西大岗山地区不同发育阶段杉木林林地土壤有机碳变化特征进行了研究,并利用相关分析和逐步回归分析方法探讨了土壤因子对其的影响。结果表明,不同发育阶段土壤有机碳含量随土壤深度的增加而降低,各层次有机碳含量表现出明显的变异特征,变异程度为：40-60 cm土层〉20-40 cm土层〉0-20 cm土层,其中中龄林土壤变异最为显著;随杉木的生长发育,土壤有机碳含量从幼龄林到中龄林呈下降趋势,中龄林到过熟林则呈上升趋势;土壤有机碳含量与全N量、碱解N量、有效P含量等土壤因子密切相关;建立的从幼龄林到过熟林各阶段的土壤有机碳回归方程具有较高的回归精度,比较标准化回归系数法处理显示,土壤N状况是影响土壤有机碳变异的主导因子。