3种天然阔叶混交林林木物种和大小分化多样性与地形的耦合关系

依据2021年浙江省森林资源连续清查数据,选取969个幼龄林和中林龄天然阔叶混交林样地,并依据样地植被型将样地划分为常绿阔叶林、落叶阔叶林和常绿落叶阔叶3种植被类型,采用方差分析及Pearson分析地形与林木物种和大小分化多样性的关系。结果表明:1)3种植被类型间物种多样性指标间均呈显著差异(P<0.05),落叶阔叶林胸径变异系数和胸径均匀度显著高于常绿阔叶林(P<0.05),而常绿阔叶林胸径香农维纳指数显著高于落叶阔叶林和常绿落叶阔叶林(P<0.05);2)随海拔或坡度的升高,3种植被类型丰富度、香农维纳指数和辛普森多样性指数均显著升高(P<0.05),但落叶阔叶林和常绿落叶阔叶林Pielou均匀度指数无明显差异,坡向对林木物种多样性无明显影响;3)随海拔升高,3种植被类型胸径变异系数和胸径均匀度整体上均呈降低趋势,而胸径香农维纳指数则相反;由阳坡到阴坡,常绿阔叶林和常绿落叶阔叶林胸径均匀度指数整体上均呈升高趋势;随坡度增加,落叶阔叶林胸径变异系数和3种植被类型胸径均匀度均降低,而落叶阔叶林胸径香农维纳指数则相反。海拔和坡度对3种植被类型树种数量、胸径均匀度有明显影响,但对落叶阔叶林和常绿落叶阔叶林树种均匀度、常绿阔叶林胸径变异系数均无明显影响,而坡向主要影响常绿阔叶林和常绿落叶阔叶林胸径均匀度。

栎类阔叶混交林下种植天麻的林窗植物多样性研究

以马宗岭林场栎类阔叶混交林下种植天麻的三种面积等级(0—55 m^(2)、55—10 m^(2)、>100 m^(2))林窗为研究对象,以距实验林窗10 m以外的不做任何处理的栎类阔叶混交林作为对照(CK),分析种植天麻的不同面积等级林窗内植物组成和植物多样性差异。结果显示:种植天麻的林窗草本层和灌木层植物种类和数量低于林下对照组,但林窗内促进了禾本科和菊科等喜光植物生长;草本层的R、H′、D、J_(sw)均随林窗面积的增加呈现先增大后减小的变化趋势,在55—100 m^(2)林窗处达到最大且R、H′、D均大于CK;对于灌木层,R、H′、D、J_(sw)在0—55 m^(2)林窗处最大且R、H′、J_(sw)均大于CK。栎类阔叶混交林的林下植物多样性保护过程中,林窗种植天麻以中小面积尺度最为合适。

关帝山杨桦混交林土壤动物功能群海拔梯度分布格局及其环境驱动因素

为探究关帝山不同海拔梯度下杨桦混交林土壤动物功能群的分布格局及环境驱动因素,以山西省关帝山林区典型森林生态系统“山杨-桦树”混交林为调查对象,设置4个海拔梯度(1600 m、1800 m、2000 m、2200 m),于2022—2023年的5月、7月、10月对杨桦林中土壤动物进行采样调查,采用多因素方差分析对不同海拔、月份、土层及其交互作用进行检验,采用单因素方差分析(One-way ANOVA)和最小差异显著法(LSD)分析不同海拔、采样季节、土壤各土层间的土壤动物功能群的动态响应;运用Mantel检验、冗余分析以明确环境因素对土壤动物功能群时空分布格局的影响。研究结果表明:关帝山不同海拔共获得土壤动物24434只,隶属于3门11纲34目(亚目)127个类群,其中菌食性3类、杂食性13类、植食性23类、捕食性30类、腐食性54类,数量占比分别为19.66%、4.33%、8.95%、10.08%、56.98%;随海拔上升,土壤动物功能群类群和个体数下降,菌食性类群数最少,腐食性类群数和数量最多,在时间动态上,土壤动物功能群总类群数随月份变化先上升后下降,变化趋势为7月>5月>10月,总个体数随时间逐渐下降,变化趋势为5月>7月>10月;在垂直分布上,总类群数和个体数随土层加深逐渐变少,变化趋势为同一海拔凋落物层>0—10 cm层>10—20 cm层>20—30 cm层。此外,腐食性土壤动物类群数、个体数均高于其它功能群。土壤温度、湿度、土壤酸碱度、电导率、速效氮、速效磷、速效钾是决定关帝山土壤动物功能群群落时空分布格局的主要环境因子。研究结果可为关帝山林区土壤动物的多样性监测与保护提供科学参考。

山西省混交林现状与发展对策

分析了山西省林业现状和混交林的发展,对山西主要混交林类型进行了概述,指出该省混交林营造和研究中存在的问题及今后发展的对策与思路。

闽楠-木荷混交林空间结构及其养分利用

【目的】为探讨混交林中闽楠和木荷的种间关系,确定木荷能否作为闽楠的伴生树种营建健康高效的闽楠-木荷混交林。【方法】以金洞林场16年生的闽楠-木荷混交林以及闽楠纯林、木荷纯林为研究对象,通过分析闽楠-木荷混交林的根系分布特性与林分空间结构特性来探讨闽楠-木荷混交林地上与地下部分的种间关系;通过分析不同物候期下3种林分的闽楠与木荷叶片养分的动态规律来阐明闽楠与木荷之间的养分利用关系。【结果】1)在16年生闽楠-木荷混交林中,在闽楠周围1.5 m内闽楠和木荷的根系分布虽有部分重叠,但闽楠仍占据优势地位,闽楠和木荷在地下生长空间和养分吸收利用方面存在竞争但竞争不激烈;2)整体林分空间结构上,闽楠、木荷纯林略优于闽楠-木荷混交林,说明混交林的树种不同,树种之间的生长特性和生态特性不一样,林分的均一性会差一些,对其调整结构的难度要大于纯林。混交林中,木荷已对闽楠形成了一定的竞争优势;3)闽楠-木荷混交林中,对养分吸收利用在物候期上部分不同步,存在相对有利的互补关系;从所有的物候期来看,闽楠叶片的N、P、K含量在大部分时期都高于木荷,表明闽楠-木荷混交更有利于闽楠对养分的吸收利用,木荷对养分的需求更低;4)16年生混交林中闽楠、木荷的生长速度要优于相应的纯林,表明前期竞争促进了林分的生长。【结论】闽楠与木荷混交有利于闽楠获得更多的养分,适度竞争促进了林木的生长,木荷是闽楠较好的伴生树种。

地下因子驱动的人工混交林生产力提高机制

由于立地条件限制、商业需求等原因,世界范围内营建了大面积的人工林,其在木材生产、景观建设、环境改善和减缓气候变化等方面发挥着重要作用。然而,人工纯林经营带来的生产力下降和生物多样性降低等弊端是制约其发展的主要问题。营建混交林是为了规避人工纯林中出现的上述问题,最大程度提高人工林的效益。受限于林木生长的长周期性、森林环境的复杂性和土壤“黑箱”特性,探索地下生态系统进程具有一定的挑战性。目前,混交林增产机制的研究多集中于树种组成和林分结构等地上部分,地下因子的探索多注重土壤养分含量和周转过程,对于最终驱动混交林增产的机制仍有诸多疑问。生态位互补导致的地下生态位分离、竞争减少和促进作用是混交林中物种共存的主要机制,有利于混交树种资源获取,根可塑性对种间相互作用的响应是植物避免直接竞争有限资源的另一种机制,甚至可能导致“超产效应”。植物-土壤反馈导致的根系分泌物和土壤微生物变化对某些混交林内的生理生态过程产生重要影响。因此,生态位互补和植物-土壤反馈在很大程度上决定了混交林的生产力和可持续性。鉴于此,本文的目的是基于生态位互补效应、植物-土壤反馈理论,阐述成功的人工混交林地下发生的相互作用,力图加深我们对于混交林树木地下资源获取策略变化与调节机制的理解,并提出目前研究的不足及展望。

混交比例对桉树-乡土树种混交林优势树种叶片资源获取性状的影响

桉树-乡土树种混交林在提高林分生产力和生态系统功能等方面具有较大潜力。该研究以南亚热带4种桉树-乡土树种混交林(桉树与乡土树种混交比例分别为5׃5、6׃4、7׃3、8׃2)和桉树纯林为研究对象,研究了3种优势乡土树种华润楠(Machilus chinensis)、阴香(Cinnamomum burmannii)、灰木莲(Manglietia glauca)和速生树种尾叶桉(Eucalyptus urophylla)的叶片生理、结构和化学性状在不同比例混交林中的差异。结果表明,4优势造林树种的叶片性状存在明显的种间差异,其中灰木莲的比叶面积(SLA)、光合磷利用效率(PPUE)、单位质量叶片最大光合速率(A_(mass))和蒸腾速率(T_(mass))以及叶片养分含量最高,说明灰木莲采取资源获取型的生态策略;尾叶桉的SLA、A_(mass)、T_(mass)及叶片养分含量最低,但具有最高的PPUE,说明尾叶桉兼顾了资源获取型和保守型的物种特征。灰木莲与尾叶桉在SLA、A_(mass)、T_(mass)、PPUE、叶片氮含量和氮磷比等叶片性状上几乎没有任何重叠,说明灰木莲与尾叶桉之间的叶片资源利用高度互补,可能是与尾叶桉混交的理想树种。物种水平上,灰木莲叶片氮含量、华润楠叶片磷含量以及干季时阴香叶片A_(mass)和PPUE随乡土树种混交比例增加有增加的趋势,但总体上树种混交比例对于4造林树种的叶片结构、化学和生理性状的影响不大;林分水平上,桉树-乡土树种混交林的比叶面积、光合能力以及叶片氮磷比显著高于尾叶桉纯林,说明桉树与乡土树种混交能够提高林分整体的光捕获和光合能力,但同时也加剧了植物生长的磷限制。因此,建议在未来南亚热带桉树人工林的构建与改造中,应优先挑选与桉树资源利用互补并能够优化混交林磷素循环利用的乡土树种。

3种混交林造林初期土壤真菌群落结构特征

土壤微生物是参与陆地生态系统生物地球化学循环过程的重要成员。造林可以显著影响土壤微生物群落结构与功能,但造林初期驱动的土壤理化因子变化对土壤微生物结构与功能的影响尚不清楚。通过分析由珍稀乡土树种组成的三种新造混交林(BB:银杏Ginkgo biloba⁃桢楠Phoebe zhennan;CB:香椿Toona sinensis⁃红豆杉Taxus wallichiana⁃桢楠Phoebe zhennan;MB:鹅掌楸Liriodendron chinense⁃乐昌含笑Michelia chapensis⁃香椿Toona sinensis⁃玉兰Yulania denudata)表层(0—20 cm)土壤真菌群落组成、功能类群及其土壤理化因子,并以草灌化未造林地作对照(CK),研究土壤真菌群落结构和功能对不同林型造林初期的响应。结果表明:(1)不同林型土壤真菌群落丰富度、多样性指数高于CK,表现为MB>BB>CB>CK,主要受到土壤孔隙度、水解性氮的影响。(2)土壤真菌门水平优势类群在不同处理间无显著差异,其中子囊菌门占绝对优势,MB中的被孢霉门相对丰度显著高于CK(P<0.05)。与CK相比,球囊菌门与Leptodiscella相对丰度在各林型中均降低。(3)通过非度量多维尺度(NMDS)与置换多元方差(Adonis)分析表明,造林初期,造林土壤真菌群落结构与CK存在显著差异(P<0.01)。冗余分析(RDA)分析表明全钾、水解性氮、土壤容重及土壤碳氮比是影响真菌群落指示种的主要土壤理化因子;被孢霉门与水解性氮、碳氮比、全氮、非毛管孔隙度、含水率均呈正相关,与全钾呈负相关。(4)真菌群落主要以腐生营养型为主,病理营养型次之;造林后腐生营养型真菌相对丰度降低,而土壤腐生菌的相对丰度在BB与MB处理中反而显著增加(P<0.05);MB处理中动物病原菌的相对丰度显著增加(P<0.05);真菌优势功能类群主要受到土壤pH、土壤孔隙度、土壤碳氮比(C/N)、土壤有机质、全氮、全钾的影响。造林初期土壤真菌群落结构与功能类群发生了显著改变,阔阔混交林较针阔混交林变化更加明显,其中多种阔叶树混交林病原菌相对更高。

混交对杉木和山杜英混交林生长、结构和生产力的影响

为探究杉木(Cunninghamia lanceolata)与山杜英(Elaeocarpus sylvestris)的混交效应,以景德镇枫树山林场20年生杉木纯林、山杜英纯林和杉木-山杜英混交林为研究对象,每种林分类型设置3种坡位(上坡、中坡和下坡),分析树种混交对林分生长的影响,并分别探究混交效应对立地条件和生境因子的响应。结果表明:混交林蓄积较预期蓄积增加5%,表现略微增产;混交林中杉木蓄积较杉木纯林增加15%,混交林中山杜英蓄积较山杜英纯林减少13%。相对于纯林,两树种直径分布特征对混交的响应呈相反趋势,混交林中杉木直径分布峰值向高阶移动,而混交林中山杜英直径分布峰值向低阶移动。混交林及其纯林粗根直径-胸径的异速生长分析表明,混交林中杉木生长侧重于树干生长,而山杜英生长侧重于根系生长;无论林型和树种,坡位由上到下,林木生长会侧重于树干生长。杉木-山杜英混交效应与地位指数呈显著负相关(P<0.05),土壤有效磷是混交林生长的主要限制因子。杉木与山杜英混交可促进林分生长,且混交林对较差立地条件有更好的适应性。

黔中地区马尾松-甜槠针阔混交林群落结构特征与林木空间分布格局及其关联性

为探究黔中地区天然次生马尾松针阔混交林群落结构及其空间分布格局特征,选取典型的马尾松-甜槠针阔混交林和马尾松纯林为调查对象,采用成对相关函数分析环境异质性对主要树种空间分布的影响、主要树种及径级空间格局和空间关联性研究。调查共记录91种植物,其中马尾松-甜槠针阔混交林和马尾松纯林分别为42种和68种。2个森林群落中乔木总径级整体均呈倒“J”形结构,结构稳定,自然更新良好。结果表明,生境异质性对2种群落类型在小距离上空间分布格局的影响作用明显。2块样地幼树、中树及总体分布格局相似,均为点距离在0~10 m内呈聚集分布、在10~25 m内呈随机分布,而大树在整个观察尺度内均为随机分布。马尾松纯林中马尾松-甜槠、甜槠-槲栎的空间关联性均以不相关为主,马尾松-槲栎以负相关为主;而马尾松-甜槠针阔混交林中马尾松与甜槠在10~20 m以负相关为主。2种群落类型不同径级的空间关联性总体为不相关。黔中山地天然次生马尾松-甜槠针阔混交林、马尾松纯林群落结构存在差异,环境异质性、径级结构和空间尺度对两者空间分布格局及其关联性影响明显。

缙云山针阔混交林水热通量特征及其影响因子

基于涡度相关技术,对重庆市缙云山观测站内的针阔混交林生态系统的净辐射(Rn)、显热通量(H)、潜热通量(LE)、土壤热通量(G)等进行处理,分析研究区水热通量及各环境因子的变化过程,明确水热通量变化的外在驱动因子,为森林经营及林业可持续发展提供科学依据。结果表明:1)该生态系统能量闭合缺失为0.26。2)各水热通量在日变化上呈现单峰变化趋势,在季节变化上呈现出夏季最大(日均值124.66 W/m^(2)),冬季最小(日均值31.68 W/m^(2));空气温度(Ta)、饱和水气压差(VPD)呈现多峰变化趋势;降水集中于一年的4、7、8,9和10月;叶面积指数(LAI)在生长季(4—10月)呈现单峰变化。3)非雾天情况下显热通量(H)显著大于雾天情况,冠层导度(Gs)表现出多维度的复杂特征。缙云山针阔混交林能量循环损失较小,数据可靠;太阳高度角变化引起的净辐射变化是水热通量变化的主导因素;降水量(Pr)的不规则分布及LAI的变化导致Ta和VPD多峰变化;雾气对土壤热量的导向会造成显热通量下降;较高的空气温度导致了大气与下垫面之间湍流形式的热流显著增加而使显热通量上涨。一般情况下,H主要受到Rn的影响,且分别受到VPD和土壤温度(Tsoil)的次要影响(雾天环境)以及VPD和风速WS的次要影响(非雾天环境)。Rn、Gs、Ta、VPD均对LE产生显著影响,未发现研究区Pr和Tsoil与LE存在显著关系。Gs受多种因素(Rn、VPD、Ta、VWC、P等)综合影响。

基于树冠重叠面积的天然混交林林木竞争指数

构建基于树冠重叠面积和林木混交关系的竞争指数,探究天然混交林林分及主要树种竞争的表达方法,并以甘肃省小陇山林区锐齿槲栎天然混交林为研究对象,采用胸径、树高、冠幅、距离等信息的2期调查数据,对新构建的基于树冠重叠面积的天然混交林林木竞争(CIM)指数进行验证,并选取Spearman系数,对CIM竞争指数和传统竞争指数进行相关性分析。结果表明,采用树冠投影重叠和考虑树高关系确定竞争木的方法能有效避免竞争木多选或漏选;CIM1、CIM2、CIM3能够表达出混交林竞争压力变化,表现出竞争压力越大林木蓄积生长量越小的趋势,将树种混交因子引入竞争指数能够提高蓄积生长量与竞争指数的相关性,更加客观的描述林分中竞争状况。竞争指数与蓄积生长量相关性由大到小排序为CIM2>CIM3>CIM1>Bella竞争指数(CIO)>简单竞争指数(CI)>CIO_(2)>CIO1,表明竞争指数CIM2对混交林竞争表达更具参考意义。林分中主要树种锐齿槲栎由于相邻木中同树种相邻木增加,导致竞争压力增大。天然混交林中树种组成复杂多样,林木分布不均匀,在竞争指数中引入树种混交因子能够较为真实的反映林木竞争状况。

天目山常绿落叶阔叶混交林种子雨特征及其与群落组成的关系

林木种子是森林更新的重要物质基础,其数量多少与组成会对群落动态和生态系统的结构与功能产生深刻影响。为了更好的了解天目山常绿落叶阔叶混交林动态变化,利用种子收集器对天目山常绿落叶阔叶混交林种子雨进行了一年定位监测,分析了种子雨物种组成、季节动态、空间动态、种子性状以及种子雨与群落树种空间关系。结果表明:(1)天目山常绿落叶阔叶混交林种子雨密度为921.33粒m^(-2) a^(-1),一年中每月都能收集到一定数量种子,月平均种子雨密度为76.78粒/m^(2),种子雨密度最大高峰是在10月份,达到263.78粒/m^(2),种子雨散布具有很大的空间变异,群落种子雨空间分布格局呈聚集分布。(2)一年中共收集到30个物种的种子,单粒种子平均重量为0.065 g,其中小叶青冈重量最大为0.405 g,最小的为柳杉重量为0.003 g,不同散布方式和不同果实类型的物种种子重量差异显著,在散布方式中重力散布的种子重量最大,在果实类型中坚果的种子重量最大。(3)植物群落物种对种子雨组成,特别是优势种的物种丰富度有很大贡献,种子不同的散布方式会影响种子雨与母树组成的相似性,风力散布的相似系数的最高值(R_(max))和距种子雨收集器的距离(d)均最大(风力散布:R_(max)=0.212,d=8 m;动物散布:R_(max)=0.143,d=6 m;重力散布:R_(max)=0.100,d=7 m),种子雨密度与周围母树数量在一定范围内呈显著正相关。综上,天目山常绿落叶阔叶混交林种子物种种类丰富,种子雨具有明显的季节动态和空间变异,符合亚热带常绿落叶阔叶混交林种子雨时空动态的典型特征,通过风力散布的种子在远距离传播上有更大的优势。

基于混合效应和分位数回归的温带针阔混交林树高与胸径关系研究

【目的】基于非线性回归和广义模型构建不同分位数回归和混合效应的树高预测方程,并对比分析非线性模型、不同分位点(τ=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)模型、广义模型及非线性混合效应模型的拟合效果和预测精度,为研究林分生长和收获提供理论依据。【方法】本研究以吉林蛟河地区针阔混交林的主要树种(红松、色木槭、紫椴和水曲柳)为研究对象,基于21.12 hm2样地数据,首先在11个广泛使用的树高方程基础模型中选定基础模型;其次探究林分变量对树高的影响并构建含林分变量的广义模型;最后在基础模型和广义模型的基础上,构建分位数模型,同时考虑样方效应对树高的影响,构建混合效应模型。【结果】(1)各树种均以Richards模型拟合精度更高,且具有生物学意义,选定为基础模型;考虑林分变量与树高的相关性以及模型收敛性,加入优势木高建立的广义模型能显著提高拟合效果。(2)各树种均为中位数τ=0.5时模型拟合效果最佳,且与非线性回归预测精度相近,红松、色木槭、紫椴和水曲柳最高R^(2)值分别为0.811、0.809、0.724和0.617,广义中位数回归预测能力得到进一步提高,R^(2)值分别为0.891、0.874、0.858和0.627。(3)混合效应模型相对其他模型能显著提高预测精度,其中基础混合模型略优于广义混合模型,4个树种R^(2)值达到0.937、0.919、0.906和0.643,表明包含样方效应的混合模型能得到更准确更稳定的预测结果。【结论】与传统方法建立的基础模型和广义模型以及两者的中位数回归模型相较,基于非线性混合效应构建的树高-胸径模型预测精度更高,其中基于基础混合效应构建的吉林蛟河地区混交林树高-胸径模型更具优越性和稳定性。

不同模式桉树混交林的生长效应分析

为探索伴生树种早期对桉树生长的影响,以桉树×红椎、桉树×火力楠、桉树×火力楠×黑木相思、桉树×黑木相思4种混交林为研究对象,对其林木生长量及桉树在不同混交模式中的生长效应进行分析。结果表明:4种混交模式下混交树种早期生长量均优于其纯林生长量。桉树×火力楠对桉树树高促进作用最大,增量为4.94±1.57 m;桉树×火力楠×黑木相思对桉树胸径和材积促进作用最大,增量分别为2.47±0.70 cm和0.8695±0.7066 m^(3)•hm^(−2)。总体以桉树×火力楠×黑木相思混交模式最优。

不同混交模式下幼龄桉树混交林的生长和水土流失特征研究

设计尾巨桉×红椿和大花序桉×闽楠的垂直、水平、块状三种混交方式的试验林,以研究不同混交模式下桉树混交林的生长和水土流失规律。结果表明:1年生尾巨桉、红椿、大花序桉和闽楠分别在水平、块状、块状和水平混交模式下的树高增长率最大,依次为1560.00%、863.33%、457.50%和6.67%,因此水平混交模式和块状混交模式的林分树高生长效果较好。在尾巨桉×红椿和大花序桉×闽楠两种林分中的月均地表径流以块状混交模式最少,分别是107.72 L和215.24 L,月均土壤流失以块状混交模式较少,分别是4.95 kg和7.25 kg,因此块状混交模式对水土保持的效果较优于垂直混交模式和水平混交模式。综合考虑,采用块状混交模式效果最好。

土壤碳氮磷生态化学计量比对针阔人工混交林及其纯林的差异响应

为了阐明针阔人工混交林及其纯林对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量比的影响,以我国南亚热带地区针叶马尾松、阔叶格木人工纯林及二者的混交林为研究对象,依据各林分土壤表层(0~20 cm)、中层(20~40 cm)和底层(40~60 cm)土壤碳氮比(C/N)、碳磷比(C/P)和氮磷比(N/P),利用方差分析检验土壤C/N、C/P、N/P在不同林分不同土层间的差异特征,进而采用直线回归分析法探究C/N、C/P、N/P与土壤理化性质因子的相关关系。结果显示:(1)土壤C、N、P生态化学计量比在不同林分间的差异依土层而异。土壤C/N在各土层的林分间无显著差异(P>0.05),而马尾松-格木混交林土壤表层的C/P显著高于马尾松林(P<0.05),土壤N/P在格木林和混交林表层和底层均显著高于马尾松林。(2)随土壤深度增加土壤C、N、P生态化学计量比变化趋势依林分而异。马尾松林土壤C/N在土壤表层显著高于中层和底层(P<0.05),而其C/P则是土壤中层显著高于表层和底层;马尾松林和混交林的土壤N/P均随土壤深度增加而降低。(3)研究区样地林分土壤C/N、C/P与SOC显著正相关(P<0.05),而土壤N/P与TN极显著正相关(P<0.01)。研究结果表明,在南亚热带地区营建格木林及马尾松-格木混交林对平衡土壤碳氮磷养分的效果优于马尾松纯林。

气候因子对云冷杉针叶混交林主要针叶树种径向生长的贡献率分析

【目的】为分析气候变化对针叶树种径向生长的影响,揭示针叶混交林对气候变化的响应规律,在全球气候变暖的背景下,对森林生态系统的适应性经营提供理论支撑。【方法】以金沟岭林场云冷杉针叶混交林中的3个针叶树种为研究对象,建立3个针叶树种的树轮宽度标准化年表,分析3个树种的树轮宽度与气候因子之间的相关关系,明确该地区显著限制其径向生长的气候因子,并用层次分割法量化气候因子对各树种树轮宽度变化的贡献率。【结果】在95%的置信区间下,与气候因子相关分析显示:红松和臭冷杉的径向生长同时受气温和降水的影响,与生长季初期气温正相关;鱼鳞云杉的树轮宽度主要受气温影响,与秋冬季节气温负相关,与降水量的整体相关性较低。3个树种均受到上一年气候因子的影响,有一定的“滞后效应”。滑动相关分析表明,本研究3个主要针叶树种与气候因子的响应关系存在差异,主要表现为负相关性呈增强趋势。3月平均气温对红松的贡献率最高,为34.56%,4月最低气温对臭冷杉的贡献率最高,为22.29%,对鱼鳞云杉的贡献率为60.89%。【结论】层次分割分析法能够有效量化气候因子对各树种树轮生长的贡献率,分析结果可为制定该地区应对未来气候变化的经营管理措施提供理论参考。

平潭岛台湾相思与黑松不同混交林林下物种多样性与土壤理化性质的关系

林下植物多样性和土壤理化性质是反映水土保持稳定性和生长力的关键指标。该研究以平潭岛的5种典型林分类型:Ⅰ.台湾相思(Acacia confusat)林、Ⅱ.黑松(Pinus thunbergii)林、Ⅲ.台湾相思+木麻黄(A.confusa+Casuarina equisetifolia)林、Ⅳ.黑松+台湾相思(P.thunbergii+A.confusa)林和Ⅴ.黑松+滨柃(P.thunbergii+Eurya emarginata)林为例,分析不同林分类型的林下物种多样性与土壤理化因子的差异性,通过冗余分析探讨土壤理化性质与林下物种多样性之间的相互关系。结果表明,黑松+台湾相思混合种植更有利于丰富林下物种多样性,台湾相思+木麻黄植物群落结构简单,物种多样性水平低下。不同混交类型土壤的理化性质不同,相对纯林而言,树种混交有利于提高土壤全钾含量,台湾相思与木麻黄混合种植有利于提高有机质、全氮、碱解氮和有效磷含量。土壤全钾和水溶性盐总量对林下物种多样性影响最大,全钾与灌木层和草本层的物种多样性指数均呈负相关;水溶性盐总量与灌木层物种多样性指数呈正相关,与草本层物种多样性指数呈负相关。因此,在今后混交林的营造模式上,为提高林下物种多样性可以考虑黑松+台湾相思的混合种植;在提高土壤肥力上考虑台湾相思+木麻黄、黑松+台湾相思混合种植;同时通过人为抚育间伐和补植等措施进行树种协调,降低木麻黄化感作用,并控制土壤全钾和水溶性盐总量,促进群落长期稳定发展。

基于功能性状的中亚热带岩溶常绿落叶阔叶混交林物种多样性维持研究

理解植物功能性状和功能实体在森林群落的分布,有助于探讨物种丧失对森林生态系统功能、冗余和恢复力的影响。为了解脆弱的岩溶石山森林在应对生物多样性丧失的生态系统反馈,对桂林岩溶石山两块1hm~2的常绿落叶阔叶混交林的木本植物数据进行了分析。包括基于功能性状计算功能多样性、构建功能实体计算功能冗余以及采用Pearson相关分析和Mantel检验评估物种多样性指标在生态系统的维持机制。结果显示:(1)青冈+大叶榉树群落的功能多样性指标均低于鱼骨木+青冈+圆叶乌桕群落,且两个群落间功能均匀度不相关(P>0.05),功能丰富度、功能离散度和Rao′s二次熵呈现极显著相关性(P<0.001),功能分散度呈现显著相关性(P<0.05)。(2)两个群落的物种丰富度与功能冗余指标表现出相似的线性关系,即物种丰富度与功能实体等级、功能冗余、功能超冗余呈正相关,与功能脆弱性呈负相关关系。(3)不同植物功能性状间、不同功能多样性指标间和不同功能冗余指标间的相关性较强,功能多样性指标和功能冗余指标间无显著相关性,但功能性状与功能多样性指标、功能性状与功能冗余指标均存在不同程度的相关性。而在功能实体与物种多样性指标的相关性方面,呈现出同物种丰富度与物种多样性指标相似的显著度。另外,物种多度与物种丰富度、功能分散度、功能离散度、Rao′s二次熵及功能脆弱性均显著相关。总之,在岩溶石山常绿落叶阔叶混交林中,高功能多样性的群落存在高功能冗余的现象,但功能多样性和功能冗余是相互独立的因素;物种丰富度高的群落所提供的保险效应无法抵消其生态系统的脆弱性。因此,不能仅通过保护物种丰富度来维持生态系统的特有功能,还应充分考虑多度对生态系统功能的贡献,以更有效地实现对岩溶石山森林生态系统的保护。