中亚热带不同演替阶段森林土壤水分时空异质性

【目的】探究典型中亚热带区不同演替阶段森林群落土壤体积含水量的时间(年、干湿季)与空间(土层)异质性特征,分析森林群落演替进程中引起土壤不同土层体积含水量异质性的主要因素,为区域林水资源管理及森林生态系统服务功能评估提供基础数据。【方法】选取云南玉溪磨盘山的典型森林,包括演替初期的云南松林(PF)、演替中期的云南松阔叶混交林(PBMF)和顶级群落常绿阔叶林(EBF),应用时域反射法与经典统计学分析法,于2021年5月至2022年4月测量样地0~60 cm土层内每10 cm土层的土壤体积含水量,探析森林土壤水分的时空异质性及影响因素。【结果】1)在气候干湿分明、干旱频繁的中亚热带地区,森林土壤储水量在时间上呈中等变异且与降水变化趋势一致。随演替进行,年均土壤储水量为EBF最大,MPBF次之,PF最小。EBF与PBMF全年土壤储水量较PF分别平均增加31.24%和15.22%。2)3种演替阶段森林的土壤体积含水量均随土层加深而增大,0~10 cm土层土壤体积含水量平均比50~60 cm土层低45.22%,土壤体积含水量变异系数与土壤体积含水量呈显著负相关(P<0.05)。3)土壤体积含水量与林分密度、树高、胸径、土壤密度、土壤砂粒含量均极显著负相关(P<0.01),与叶面积指数、郁闭度、土壤孔隙度、黏粒含量、粉粒含量、有机质含量和有机碳含量均极显著正相关(P<0.01),叶面积指数、土壤孔隙度、粉粒含量、有机质含量和有机碳含量与土壤含水量的关联程度最高。【结论】云南玉溪磨盘山不同演替阶段森林的年、干湿季和0~60 cm土层的土壤体积含水量变异系数均值分别为19.86%、17.31%、14.06%和20.58%,均表现出中等强度异质性,随演替进行森林土壤储水能力不断增强。叶面积指数、土壤孔隙度、砂粒含量、有机质含量和有机碳含量是土壤不同土层体积含水量产生空间异质性的主导因素。

滇中磨盘山不同演替阶段林分结构及物种多样性研究

为探明中亚热带不同演替阶段林分结构特征及其与物种多样性的关系,以滇中磨盘山处于演替前期、中期和后期的针叶纯林、针阔混交林、常绿阔叶林3种典型林分为对象,量化研究不同演替阶段林分空间结构多个指标变化规律和物种多样性指数的差异,并借助冗余分析探究二者间相互作用关系;再利用多元分布对林分空间结构参数进行全面描述和综合评价。结果表明,林分空间结构参数在不同演替阶段林分中差异显著,群落演替对树种混交度、林层差异度的影响最大,均在演替后期达到最大值,分别为0.703、0.511;综合比较多元分布结果发现,3种林分类型中,以常绿阔叶林空间结构相对最为合理;乔木层物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Weiner指数和Pielou均匀度指数均随着演替进展而上升,并在常绿阔叶林中各指数最高;树种隔离程度是影响乔木层物种多样性的主要驱动因子,其次是胸径结构及林分密度。研究结果可为该地区林分结构调整和森林可持续经营提供理论依据。

中亚热带典型森林生态系统水源涵养功能

以中亚热带典型的5类森林生态系统为研究对象,对不同森林生态系统的水源涵养功能进行评估并分析其影响因素。基于国家林业和草原局云南玉溪森林生态系统国家定位观测研究站2017—2021年的生态监测数据,采用水量平衡法对中亚热带磨盘山5种典型森林生态系统水源涵养量进行计算,在分析水源涵养量时空分布规律的基础上评估森林生态系统水源涵养功能。研究表明:(1)2017—2021年间5类森林生态系统水源涵养量有增长趋势,2018年的降水量和水源涵养量相比于2017年、2019年有显著增长,2019—2021年常绿阔叶林、高山栎林和华山松林水源涵养功能均呈较好增长趋势,而滇油杉林和针阔混交林表现不佳。(2)水源涵养量的空间分布与林内降雨量、蒸腾量空间分布大致相同,而与地表径流量的空间分布不同。空间分布上常绿阔叶林水源涵养功能最强(97.2 mm),高山栎林(77.6 mm)、针阔混交林(71.7 mm)、华山松林(65.2 mm)次之,滇油杉林水源涵养能力相对最弱(60.2 mm)。(3)5类森林生态系统水源涵养量的影响因素不同且差异较大,林内降水量为主要显著影响因素(P<0.05),其次为凋落物蓄积量和林分郁闭度,并建立了耦合性较高的水源涵养量与显著影响因素的线性回归模型,以预测空间上未知点的水源涵养量。森林生态系统长期定位监测数据可以综合的评估不同森林生态系统的水源涵养功能及其发展趋势,有利于生态价值的衡量和保护力度的把握。