桂西北杉木人工林的生物量积累及生产力变化

[目的]探究桂西北杉木人工林生长过程中生物量和生产力的积累过程及其变化规律,为该区域杉木人工林经营管理提供依据。[方法]以广西南丹县杉木人工林为研究对象,采用样地调查与生物量实测方法,研究了不同林龄(5、10、15、20年生)杉木人工林的生物量、年净生产力及其分配特征。[结果]不同林龄乔木层生物量在19.13~152.14 t·hm^(-2)之间,随林龄增加而增大。各林龄乔木层生物量的增长量表现为:10~15年生(51.81 t·hm^(-2))>5~10年生(42.47 t·hm^(-2))>15~20年生(38.73 t·hm^(-2))。随着林龄的增加,杉木人工林生物量中干材所占比例逐渐增大,而树叶和树枝所占比例逐渐减小。5、10、15、20年生杉木人工林林下植被生物量分别为1.93、1.12、1.38、2.01 t·hm^(-2),其中灌木层依次占29.02%、44.64%、47.10%和40.30%,草本层依次占70.98%、55.36%、52.90%和59.70%;凋落物层生物量依次为1.30、2.04、4.03、6.15 t·hm^(-2),随林龄增加而显著增大。杉木人工林乔木层年均净生产力依次为3.83、6.16、7.56、7.61 t·hm^(-2)·a^(-1),其中干材组成比例(37.43%~66.24%)随林龄增加而增大,树叶和树枝组成比例(5.12%~16.49%和9.20%~21.20%)则呈现相反的变化趋势。[结论]杉木人工林乔木层生物量随林龄增加而逐渐积累,其中干材所占比例随林龄增加而增大,树叶、树枝和干皮生物量所占比例随林龄增加而下降,树根生物量所占比例波动较小。桂西北杉木人工林具有较高的生物生产力水平,其不同林龄年均净生产力高于国内多数区域杉木人工林。

连栽桉树人工林土壤氮素季节动态特征

为探讨连栽桉树人工林对土壤氮素的影响,以不同栽植代数(1、2和3代)桉树人工林为研究对象,采用时空替代法,研究连栽桉树人工林土壤氮素(全氮(TN)、铵态氮(NH^+4-N)和硝态氮(NO^-3-N))质量分数的分布及其季节动态特征。结果表明:(1)连栽桉树人工林土壤氮素质量分数在土壤剖面分布的变化规律相一致,其在表层土壤均呈现富集现象,随土层加深而逐渐下降,且NH^+4-N质量分数均高于NO^-3-N质量分数。(2)连栽桉树人工林土壤TN、NH^+4-N和NO^-3-N质量分数均随桉树栽植代数的增加而减少,1~3代桉树林0~20 cm土层的TN、NH^+4-N和NO^-3-N质量分数均低于马尾松人工林;随着土壤深度的增加,不同栽植代数桉树人工林土壤TN、NH^+4-N和NO^-3-N质量分数之间的差异逐渐减少。(3)连栽桉树人工林土壤TN、NH^+4-N和NO^-3-N质量分数均具有明显的季节变化特征,其中TN质量分数由大到小表现为夏季、秋季、春季、冬季,NH^+4-N质量分数由大到小表现为春季、夏季、冬季、秋季,NO^-3-N质量分数由大到小表现为春季、夏季、冬季、秋季。(4)桉树人工林土壤TN、NH^+4-N和NO^-3-N与土壤有机质、速效磷和速效钾存在极显著相关关系(P<0.01),各土壤养分之间也存在一定程度的相关性。

桂西北不同年龄阶段秃杉人工林的水源涵养功能

为探究秃杉人工林水源涵养功能及其变化趋势,以广西南丹县不同年龄阶段(9,17,25,37年生)秃杉人工林为研究对象,采用室内浸泡法和环刀法分别研究4种林分的林冠层、林下植被层、凋落物层和土壤层持水特性。结果表明:(1)秃杉人工林林冠层和林下植物层持水量分别为18.79~28.37,1.27~4.72 t/hm^(2),其中林下植物层持水量随林龄增加而显著增大(P<0.05);凋落物现存量为2.23~10.67 t/hm^(2),最大持水量为5.95~34.15 t/hm^(2),随林龄增加而显著增大(P<0.05)。(2)不同林龄秃杉林土壤非毛管孔隙度和总孔隙度分别为5.60%~15.68%和48.27%~66.85%,其中0—20,20—40 cm土层非毛管孔隙度和总孔隙度均显著大于40—80 cm土层(P<0.05),同时随林龄增加而增大;土壤层(0—80 cm)最大持水量和有效持水量分别为4 196.74~4 416.47,540.13~648.07 t/hm^(2),其中0—20,20—40 cm土层最大持水量和有效持水量随林龄增加而增大。(3)9,17,25,37年生秃杉人工林林分的总持水量依次为4 222.43,4 272.55,4 355.29,4 484.32 t/hm^(2),随林龄增加而增大。综上,秃杉人工林能够改善土壤结构和水分状况,增强林分水源涵养功能。

枯饼、谷壳和水分对覆盖厚竹林土壤温度的影响

【目的】探索厚竹笋用林冬季覆盖中发热物质、保温材料和水分对土壤温度变化的影响,促进厚竹提早出笋和延长出笋期。【方法】采用L27(913)正交试验方法对厚竹笋用林地进行冬季覆盖试验。设计3个水平的枯饼(发热物质)施用量,分别为3.0、4.5和6.0 t/hm2,3个水平的谷壳(保温材料)覆盖厚度,分别为15、25和35 cm,3个水平的覆盖前林地补水量,分别为湿润土壤深度10、15和20 cm。观测覆盖期0、10和20 cm土层土壤温度的变化规律。【结果】冬季覆盖期,厚竹笋用林土壤温度的变化规律为前2周快速升高,第3~5周温度较高,第6周快速下降,第13周(翌年2月底)温度达到最低,之后缓慢上升。谷壳层厚度对土壤温度影响极显著,枯饼用量在覆盖初期和后期对土壤温度影响显著,枯饼用量和谷壳层厚度的交互作用对土壤温度产生显著影响。覆盖前进行林地补水对土壤温度的影响不显著,但对土壤温度的变化速度和温度峰值出现的时间有一定影响。【结论】冬季覆盖时,谷壳保温层厚度是影响厚竹笋用林土壤温度的首要因素,枯饼用量主要决定土壤温度的变化规律,在覆盖初期和后期对土壤温度产生显著影响。生产中可通过适当增加谷壳保温层厚度,减少枯饼用量,来降低覆盖对土壤和环境的不良影响。

桂西南不同林龄马尾松人工林生物生产力及其分布特征

为探究桂西南不同林龄马尾松(Pinus massoniana)人工林生物量积累及生产力变化规律,以5、10和15年生马尾松(桐棉松种源)人工林为研究对象,采用样地调查与生物量实测方法,研究其生物量、年净生产力及其分配特征。结果表明,马尾松人工林乔木层生物量为34.07~162.16 t/hm^(2),随林龄的增加而增加;10~15年的乔木层生物量增长量(68.62 t/hm^(2))大于5~10年(59.47 t/hm^(2));随着林龄的增加,干材生物量的比例逐渐增大,树叶生物量的比例逐渐减小。5、10和15年生马尾松人工林林下植被生物量分别为2.80、2.33和2.54 t/hm^(2),其中灌木层分别占36.43%、53.65%和59.06%,草本层分别占63.57%、46.35%和40.94%;凋落物层生物量随林龄增加而增加,分别为1.83、3.17和5.30 t/hm^(2)。5、10和15年生马尾松人工林乔木层年均净生产力为10.48、13.83和16.00 t·hm^(-2)·a^(-1),其中干材和干皮年均净生产力比例随林龄增加而增大,树叶和树枝年均净生产力比例呈相反趋势。桂西南马尾松人工林具有较高的生物生产力水平,不同林龄人工林的年均净生产力高于国内多数区域的马尾松人工林。

广西南丹县秃杉人工林碳储量及其分布格局

采用标准样地法对广西南丹县20年生秃杉人工林碳储量及其空间分布格局进行研究。结果表明,秃杉各器官碳含量为436.4~501.2 g/kg,其由大到小依次为干皮、树枝、树根、干材、树叶。灌木层、草本层和凋落物层碳含量分别为449.8、392.5和424.7 g/kg。土壤(0~80 cm)平均碳含量为19.0 g/kg,各土层碳含量随土层深度增加而减少。20年生秃杉人工林生态系统碳储量为255.81 t/hm^(2),其中乔木层为99.43 t/hm^(2),占整个生态系统碳储量的38.87%;灌草层为2.14 t/hm^(2),占0.84%;凋落物层为2.52 t/hm^(2),占0.98%;林地土壤(0~80 cm)为151.72 t/hm^(2),占59.31%。秃杉人工林各器官碳储量与其生物量成正比关系,干材的生物量最大,其碳储量也最高,占植被层碳储量的59.48%,树枝、树叶、干皮和树根的碳储量共占36.05%。20年生秃杉人工林乔木层年净生产力为12.52 t/(hm^(2)·a),有机碳年净固定量为5.98 t/(hm^(2)·a),年净CO 2吸收量为21.93 t/(hm^(2)·a)。

桂西北杉木成熟林生态系统碳贮量及其分布格局

为了探究桂西北杉木人工林成熟林的碳汇功能,为其生态效益的合理评价和可持续经营提供依据。以广西南丹县杉木成熟林(30年生)为研究对象,通过野外样地调查和室内分析,对其生态系统碳储量及其分布格局进行了研究。结果表明:1) 各器官碳含量介于468.4~502.8 g•kg−1之间,按大小排列次序为干皮 】干材 】树叶 】树枝 】树根,林分中不同层次植物碳含量为乔木层 】灌木层 】草本层,土壤(0~80 cm)平均碳含量为15.16 g•kg−1,随土层加深逐渐下降。2) 杉木成熟林生态系统碳贮量为241.63 t•hm−2,不同部分碳贮量由大到小次序为土壤层(145.61 t•hm−2) 】乔木层(91.36 t•hm−2) 】凋落物层(2.78 t•hm−2 】灌木层(1.38 t•hm−2) 】草本层(0.50 t•hm−2)。乔木层各器官碳贮量与其生物量成正比例关系,干材的生物量最大,其碳贮量也最高,占乔木层碳贮量的68.14%,树枝、树叶、干皮和树根等碳贮量共占31.86%。3) 杉木成熟林乔木层年净生产力为7.84 t•hm−2•a−1,有机碳年净固定量为3.84 t•hm−2•a−1,年净吸收CO2量为14.08 t•hm−2•a−1。因此,桂西北杉木成熟林具有较强的固碳功能,在区域森林生态系统碳循环中发挥着重要的作用。