马尾松人工纯林近自然化改造效果分析

[目的]以马尾松人工纯林为对象,分析其近自然化改造后森林质量变化和树种发育情况,为此类人工纯林的近自然化经营提供参考和决策依据。[方法 ]2007年在广西凭祥中国林科院热带林业实验中心对马尾松纯林开展近自然改造试验并设置样地20块,其中经营样地16块、对照样地4块;于2007年第一次全面调查获得本底数据之后,冬季执行目标树抚育择伐;2008年春执行6个阔叶树种4种组合的林下补植作业;2016年实施第二次目标树抚育伐;2007年后,每2年执行1次样地复测调查,共获取了7期数据。对7期监测数据的重要值指数、平均胸径和纯生长量等指标进行统计,从树种组成、林分结构、林分生长等方面对马尾松人工林近自然化改造效果进行分析和评价。[结果 ]近自然化改造的马尾松人工纯林经过13 a后,林分逐步过渡到异龄复层混交林结构。林下补植的6个树种的重要值均处于前10名,林分中出现了安息香、油桐等树种的天然更新。近自然化改造的马尾松林的林木从5 cm起测径阶到55 cm径阶范围内均有分布,呈现出经营措施促进下快速形成混交异龄林格局的发展动态;而未作处理的对照林分依然呈同龄纯林的径级分布。就生长而言,近自然化改造林分生长量显著高于对照林分,并且林分生长量主要集中于较大径阶林木,实现了林分价值的显著提升。[结论 ]人工纯林近自然化改造中,调整树种组成是最关键的经营措施;扩大径级结构分布范围是针叶纯林近自然化改造的基本指标;近自然化改造显著提高了森林的生长量和蓄积量;同时促进了土壤微生物发育,改善了森林土壤和生态系统整体质量。

桂西南马尾松人工林生长对不同强度采伐的动态响应

[目的]研究不同强度采伐下马尾松的生长动态,筛选适宜的采伐强度,为马尾松人工林近自然经营提供技术支撑。[方法]2007年10月在14年生马尾松人工林(保存密度1 100株·hm^(-2))内进行采伐试验,设置4个采伐强度,即保留密度分别为225、300、375、450株·hm^(-2),以不采伐为对照;其后,自2008年开始连续8 a,每2 a测定1次马尾松的胸径、树高、枝下高和冠面积等生长指标,并计算单株材积和林分蓄积量,应用方差分析和Duncan多重比较分析生长指标对不同采伐强度的动态响应。[结果]表明:采伐强度显著影响林分生长,其中,林分平均胸径、单株材积、冠面积的年均增长量随保留密度增大而减小,但均显著高于对照(P<0.05)。采伐后第1 3年,马尾松冠面积增长量显著高于采伐后期,胸径则在采伐后第3 5年最高,而不同采伐强度对林分树高生长影响不明显。保留密度显著影响林分枝下高和蓄积量的动态变化,其年均增长量随密度增大而递增。5个处理间林分蓄积年均增长量的差异随林龄的增大而逐渐缩小。[结论]马尾松人工林生长对不同强度采伐的动态响应以树冠最敏感,冠面积首先陡然增大,进而引起胸径的快速生长。树高和枝下高在采伐后年均增量变化相对平稳。4个采伐强度均显著促进单株材积生长,而仅保留密度为225株·hm^(-2)的采伐对林分蓄积增长量影响显著。综合比较林分的单株材积和林分蓄积连年增长量,建议在桂西南15年生马尾松人工林近自然经营中宜选择300株·hm^(-2)的保留密度进行采伐。

桂西南杉木林分生长对间伐的动态响应

以广西凭祥14年生杉木Cunninghamia lanceolata人工林(保存密度为1 219株·hm-2)为对象,设置69%(处理Ⅰ),60%(处理Ⅱ),51%(处理Ⅲ),40%(处理Ⅳ)4个间伐强度处理和不间伐对照,定期观测间伐后9 a内胸径、树高、枝下高和冠幅等林分生长指标,并计算单株材积和林分蓄积,从而揭示林分生长对间伐的动态响应,筛选适宜的间伐强度,为杉木人工林近自然化改造提供技术支撑。结果表明:间伐强度显著影响杉木林分胸径、枝下高、单株材积和蓄积生长(P<0.05),对树高和冠幅的影响不显著(P>0.05);胸径和单株材积以处理Ⅲ为最高,枝下高和蓄积则以对照为最高。胸径、冠幅和枝下高年均增量在间伐后第1~3年最大,处理间的差异随着时间的推移逐渐缩小。树高、单株材积和林分蓄积年均增量高峰则出现在间伐后第3~5年。根据上述试验结果,为了快速培育杉木大径材,建议在杉木近自然化改造中选择间伐强度约50%(处理Ⅲ)为宜。

马尾松人工林强度采伐后套种阔叶树种的生长动态

研究马尾松人工林强度采伐后套种的不同树种的生长动态规律,筛选适宜的套种树种,为马尾松人工林近自然经营提供技术支撑。2008年2月于15年生马尾松人工林采用4个强度进行采伐,即保留密度分别为225(Ⅰ)、300(Ⅱ)、375(Ⅲ)和450(Ⅳ)株/hm2,于林下均匀套种大叶栎、红椎、灰木莲、香梓楠、格木等5个乡土阔叶树种,2008年底调查套种阔叶树的胸径、树高和冠幅等生长指标,此后至2016年每2年测定1次,应用方差分析和Duncan多重比较分析这些生长指标对不同强度采伐的动态响应。结果表明:采伐强度显著影响林下套种阔叶树的生长,其中大叶栎和灰木莲的胸径、树高和冠幅以及红椎的胸径和冠幅的生长随保留密度增大而减小,而红椎、格木的树高生长受采伐强度影响不大;格木的胸径和冠幅以及香梓楠的树高和冠幅生长在套种第7年之前受采伐强度影响不大,此后其生长随保留密度增大而减小;香梓楠的胸径生长则一直随保留密度增大而增大。大叶栎的胸径、树高和冠幅以及灰木莲的树高和冠幅、红椎的树高生长高峰出现在套种后第3年;红椎、灰木莲、香梓楠的胸径生长高峰出现在第5年;格木的胸径、树高和冠幅以及香梓楠的树高和冠幅、红椎的冠幅生长高峰出现在套种后第9年。马尾松人工林强度采伐后套种阔叶树的生长动态表现为大叶栎>红椎>灰木莲>香梓楠>格木。大叶栎、红椎、灰木莲的生长随采伐强度的增大而增大,而香梓楠、格木受采伐强度的影响不显著。综合比较5种套种树种的生长特性,在桂西南开展马尾松中龄林近自然化改造,选用大叶栎、红椎、灰木莲进行林下套种,宜采用采伐强度Ⅰ、Ⅱ,而套种香梓楠、格木则宜采用采伐强度Ⅲ、Ⅳ。

杉木人工林间伐后套种阔叶树种的生长动态

15年生杉木人工林采用4个强度进行间伐,保留密度分别为375(Ⅰ)、488(Ⅱ)、594(Ⅲ)和732(Ⅳ)株·hm-2,于林下均匀套种大叶栎、红椎、灰木莲、香梓楠、格木等5个乡土阔叶树种,2008年底调查套种阔叶树的胸径、树高和冠幅等生长指标,此后至2016年每2 a测定1次,应用方差分析和Duncan多重比较分析这些生长指标对不同强度间伐的动态响应。结果表明:1)杉木林下套种第3年,大叶栎的胸径、树高和冠幅以及灰木莲的树高和冠幅、红椎的树高出现生长高峰;第5年,红椎、灰木莲、香梓楠的胸径出现生长高峰;第9年,格木的胸径、树高和冠幅以及香梓楠的树高和冠幅、红椎的冠幅增长量最大。2)套种5个阔叶树的3个方面(胸径、树高和冠幅)生长总体表现看,其生长速度最快为大叶栎,其次为红椎、灰木莲,再次为香梓楠,最慢为格木。3)杉木间伐强度对套种阔叶树的生长大多表现为中度间伐强度优于强度和弱度处理,但并未呈现明显规律。香梓楠的胸径、树高、枝下高和冠幅生长最慢,大叶栎则生长最快;大叶栎在间伐处理Ⅱ(488株·hm-2)下套种优于其余3个间伐处理,格木则适合在间伐处理Ⅰ(375株·hm-2)下套种,红椎、灰木莲和香梓楠适合在间伐处理Ⅲ(594株·hm-2)下套种。大叶栎、红椎和灰木莲适合在间伐处理Ⅰ和Ⅱ下套种;香梓楠和格木适合在间伐处理Ⅲ和Ⅳ下套种。

南亚热带4个珍优阔叶树种化感作用的生物测定

以萝卜、西南桦为受体植物,以西南桦、红椎、米老排和火力楠为供体植物,从供体植物的纯林内收集鲜叶、未分解和半分解枯落叶以及林下表土制备系列水浸液,通过种子萌发试验揭示其化感作用。结果表明:①西南桦鲜叶以及米老排、红椎和火力楠未分解枯落叶的1∶10水浸液对萝卜种子萌发存在显著的化感作用,其半分解枯落叶和林下表土的系列水浸液大多表现出对萝卜种子萌发的促进作用,但差异不显著;②米老排对西南桦种子萌发的化感作用最为明显,西南桦亦表现出显著的自毒作用,火力楠和红椎对西南桦种子萌发的化感作用相对较弱;③在选择西南桦的混交树种时,红椎是最为理想的伴生树种,其次是火力楠,而米老排则不适合与西南桦混交。

豆腐渣果的生物学生态学特性与育苗技术

豆腐渣果是一种药用植物,分布于我国热带、南亚热带地区。文中在豆腐渣果天然分布区调查以及育苗试验的基础上,介绍了豆腐渣果的经济价值、生物学生态学特性以及育苗技术。

二氧化碳压裂物性参数计算及分析

温度、压力对二氧化碳物性参数影响较大,本文采用计算精度和使用范围较广的Span-Wagner模型和Vesovic模型对二氧化碳物性参数进行。结算结果表明:二氧化碳临界点附近各物性参数均表现出较明显的奇异性。从气态转变到液态(液态转变到其他),物性参数会出现突变;但从气态或液态转变到超临界态,物性参数呈连续变化。因此,在二氧化碳压裂相关模型中不能将物性参数视为定值进行计算。

考虑裂缝壁面伤害的压裂井产能计算模型

为了准确计算压裂井产能,在对伤害带深度进行量化的基础上,采用压降叠加原理和直接边界元法,建立了拟稳定状态下考虑裂缝壁面伤害的有限导流压裂井产能计算模型。该模型计算结果表明:压裂液滤失造成的裂缝壁面伤害会降低压裂井产量,且随着导流能力的降低影响越严重;对于有限导流能力裂缝,随着导流能力的降低,高产段会从裂缝端部转移到裂缝根部。通过对比,忽略壁面表皮及使用平均壁面表皮与本模型楔形壁面表皮计算的产量差异,发现忽略壁面表皮及使用平均壁面表皮计算的产量始终偏大,且随着导流能力的降低,差异程度逐渐增大。

干扰树间伐对马尾松人工林目标树生长的初期效应

2007年10月在相同林分条件的14年生马尾松人工纯林中进行干扰树间伐,在间伐和对照地块各建立固定样地20块,并于2010年11月进行复测。基于间伐试验后的3年数据,研究干扰树间伐对目标树胸径、树高、枝下高、冠幅直径和材积生长的影响。结果表明:干扰树间伐前后,目标树生长均明显快于非目标树;干扰树间伐后3年,目标树的胸径生长量和材积生长量分别高于未间伐林分目标树的80%和55%,树高生长则差异较小,枝下高生长明显减慢,冠幅直径生长年均提高0.44 m,同时林分内较大径级的林木数量增加;随着目标树自由生长方向数的增加,目标树的胸径和材积生长增加,树高和枝下高生长没有明显的规律性;影响目标树生长的决定因素是目标树自由生长方向数。因此,间伐不应该仅仅注重间伐强度,而且要注重哪些林木(即干扰树)应当被间伐,以便目标树生长得更好。

近自然化改造对马尾松和杉木人工林生物量及其分配的影响

近自然化改造作为森林新增碳汇的最有希望的选择之一,将如何通过改变林分结构影响林分生物量和生产力进而影响林分固碳能力和潜力目前尚不清楚,因此,了解近自然化改造对人工林生物量及其分配的影响,对人工林生态系统碳管理具有重要意义。以马尾松近自然化改造林(P(CN))、马尾松未改造纯林(P(CK))、杉木近自然改造林(C(CN))和杉木未改造纯林(C(CK))4种人工林为研究对象,采用样方调查和生物量实测的方法,分析4种林分生物量差异,旨在揭示近自然化改造对马尾松和杉木人工林生物量及其分配的影响。结果表明:马尾松杉木人工林近自然化改造通过调整林分结构显著提升马尾松和杉木人工林生物量和生产力,8a后马尾松和杉木林分生物量分别增加46.71%和37.24%。乔木层生物量在林分生物量总量中占主导地位(95.48%-98.82%),并对林分生态系统总生物量变化起决定性作用。林分生物量和生产力的增加主要因为近自然化改造改变了林分群落结构,进而提高了乔木层生产力。研究结果表明,合理的经营措施不仅可以改善林分结构,提升林分生产力,并可为增强植被固碳能力创造有利条件。

南亚热带红锥、杉木纯林与混交林碳贮量比较

造林再造林作为新增碳汇的一种有效途径,受到国际社会的广泛关注。如何通过改变林分树种组成,优化造林模式提高人工林生态系统碳贮量已成为国内外学者关注的重点。通过样方调查和生物量实测相结合的方法,对南亚热带26年生红锥纯林(PCH)、杉木纯林(PCL)及红锥×杉木混交林(MCC)生态系统各组分碳含量、碳贮量及其分配特征进行了比较研究。结果表明:杉木、红锥各器官平均碳含量分别为492.1—545.7 g/kg和486.7—524.1 g/kg。相同树种不同器官以及不同树种的相同器官间碳含量差异显著(P<0.05)。红锥各器官碳含量的平均值(521.3 g/kg)高于杉木(504.7 g/kg)。不同林分间地被物碳含量大小顺序为PCH>MCC>PCL;不同树种之间的土壤碳含量差异显著(P<0.05),0—100 cm土壤平均碳含量为PCL>MCC>PCH。生态系统碳贮量大小顺序为PCL(169.49 t/hm2)>MCC(141.18 t/hm2)>PCL(129.20 t/hm2),相同组分不同林分以及相同林分的不同组分碳贮量均存在显著差异(P<0.05)。造林模式对人工林碳贮量及其分配规律有显著影响,营建混交林有利于红锥生物量和土壤碳的累积,而营建纯林有利于杉木人工林生物量碳的吸收,也有利于土壤碳的固定。因而,混交林的固碳功能未必高于纯林,在选择碳汇林的造林模式时,应以充分考虑不同树种的固碳特性。

广西凭祥西南桦中幼林林木生长过程与造林密度的关系

造林密度决定着林分后期密度大小，是影响人工林生长的重要因素之一，与林木生长过程密切相关，决定着林分的健康状况及生产力，是林分合理结构的数量基础。

南亚热带珍稀濒危树种格木生长规律研究

应用30年生格木人工林树干解析资料，对珍稀濒危树种格木人工林的生长规律进行研究，结果表明：（1）林分中等木胸径生长量的速生期在7～25年，连年生长量最高峰值在第15年，连年生长量与平均生长量曲线在20～26年相交；林分优势木径向生长的速生期在5～28年，连年生长量的最高峰值在第11年，平均生长量的峰值在18～19年。（2）林分中等木树高生长的速生期在第4～21年，连年生长量的最高峰值在第7年，平均生长量的峰值在第8年，平均生长量与连年生长量曲线在8～21年多次相交；林分优势木树高生长的速生期在4～20年，连年生长量的最高峰值在第4年，平均生长量的峰值在第9年，平均生长量与连年生长量在9～16年多次相交。（3）中等木与优势木的材积速生期持续时间长，生长潜力大，直至第30年时仍未达数量成熟。（4）心材形成的起始树龄和起始树干去皮直径分别为12．2年、7．73cm。（5）林分中等木胸径、树高和材积的最优拟合方程分别为Gompertz、Richards、Richards方程，其调整后的拟合优度均≥0．978691，拟合效果显著；林分优势木胸径、树高、材积的最优拟合模型分别为Schumacher、Richards、Richards方程。（6）利用Adobe Acrobat软件距离工具进行树干解析测定，具有测量结果精准、效率高、成本低及复测易于实现等优点，相对于传统手工测量方式是一种较好的新途径。

基于近自然改造的马尾松林分竞争强度研究

为了揭示马尾松人工近自然改造作业下树种间的关系,本文主要分析了近自然改造林分内马尾松的种内种间竞争强度,以期为营造近自然混交林和人工林近自然作业法提供参考和理论基础。基于广西热带林业实验中心人工马尾松近自然5种改造实验林20个固定样地的2014年复测数据（A1~A4：不同采伐强度补植树种的改造混交林,A5：未改造马尾松对照纯林,每种改造模式各4个固定样地）,利用Voronoi图确定了林木的生长空间和竞争邻木,运用Hegyi单木竞争模型对改造混交林总体竞争强度、改造混交林和对照纯林中马尾松种内种间竞争强度进行了数量分析。结果表明：1）改造混交林中马尾松和主要补植树种竞争排序为：红锥〉灰木莲〉大叶栎〉马尾松〉香梓楠〉格木,不同改造模式平均竞争指数排序为：A1〉A3〉A4〉A2。2）改造混交林对象木马尾松共计212株,其他竞争木336株;对照纯林马尾松共计190株。对照马尾松纯林竞争指数为359.51,远大于改造混交林中马尾松竞争指数（166.98）,适当强度的采伐有效地降低了林分内马尾松的竞争压力,马尾松纯林中只存在种内竞争,改造混交林中马尾松种内竞争指数大于种间,各占54.65%和45.35%。3）混交林与纯林中马尾松种内竞争差异显著,竞争指数随胸径增大而逐渐减小;各径级内平均竞争指数,改造混交林均小于对照纯林。4）速生树种对马尾松最先产生种间竞争压力,马尾松与主要竞争木竞争关系（CI〉1）排序为：大叶栎〉灰木莲〉红锥〉香梓楠〉鸭脚木〉山油麻〉安息香〉格木〉黄毛榕,改造混交林各模式间马尾松种间竞争差异不显著。5）马尾松竞争指数随胸径的增大不断变小,改造混交林总竞争指数、种内竞争指数以及对照纯林总竞争指数与马尾松胸径分别符合幂函数、双曲线函数和对数函数的关系;当马尾松胸径大于25 cm时,混交林与纯林内马尾松受到的竞争压力均逐渐减小趋于平缓;小于25 cm时,马尾松受到的竞争压力较大。通过分析马尾松近自然改造林分内树种竞争关系可知,基于近自然经营理论的人工纯林改造利用有效的干扰木采伐和合理的树种补植,能够有效降低马尾松的竞争压力,同时促进补植树种的生长和天然更新,引导林分的正向演替,形成复层异龄混交林,证明了近自然改造的合理性与可行性。

全球降水格局变化下土壤氮循环研究进展

自然和人为因素导致全球降水格局发生改变,降水变化势必影响土壤氮循环,从而影响陆地生态系统生产力和多样性,然而不同降水变化类型对土壤氮循环的影响仍然缺乏足够的认识。因此,本文综合分析了全球和我国降水格局变化特征,简要介绍了6种降水格局变化下土壤氮循环的研究方法(长期降水固定观测、野外降水控制实验、自然降水梯度、室内培养、模型和遥感),系统综述了3种降水变化类型(降水波动、干旱、干湿交替),以及降水与温度、氮沉降等交互作用对土壤氮循环影响的研究进展与存在的问题,并展望了未来研究方向,为评估和预测未来降水变化对陆地生态系统功能的影响提供理论依据。

红椎人工林生长规律的初步研究

基于林分树干解析资料,对广西大青山27年生红椎人工林的生长规律进行分析研究,结果表明:(1)7～12年为胸径连年生长量的速生期,第8年胸径连年生长量达峰值,第11年后连年生长量略呈下降趋势,但连年生长量与平均生长量曲线直到22～23年才相交;(2)4～11年为树高连年生长量快速增长期,树高连年生长量于第7、8年达峰值,随后开始逐渐下降,并在第12年与树高平均生长量相交;(3)11～27年材积生长一直处于不断增长的阶段,直到27年生时,材积生长量仍未达数量成熟,红椎人工林材积的生长潜力大;(4)利用Richards方程拟合红椎人工林胸径、树高和材积的生长规律,拟合优度均在0.99以上,拟合效果显著。

密度对米老排萌生幼龄林生长及直径分布的影响

【目的】伐桩萌条保留密度是萌生林培育经营的关键技术。本研究旨在探索密度对米老排萌生林生长及直径分布的影响,进而确定米老排萌生林的合理经营密度。【方法】以米老排人工林皆伐迹地伐桩萌条为试验对象,采用单因素随机区组试验设计,设计了3种留萌处理(TCA:保留1株/桩,TCB:保留2株/桩,TCC:保留3株/桩),3次重复,共9块固定样地;基于固定样地5年的连续观测数据,对3种不同密度米老排萌生幼林的生长及直径分布进行研究。【结果】(1)除萌后1~3.5年,密度对萌生林平均的胸径、树高和单株材积的生长影响不显著,对萌生林优势木树高生长量影响不显著,对萌生林优势木单株材积的总生长量影响显著(P<0.05),对萌生林优势木胸径总生长量与单株材积连年生长量影响极显著(P<0.01)。(2)萌生林平均胸径、平均树高、优势木平均胸径和优势木平均树高的连年生长量峰值均出现在第2年;林分平均胸径的平均生长量曲线与连年生长量曲线的相交时间在3~4年之间,而林分平均树高的平均生长量曲线与连年生长量曲线的相交时间则在2~5年间。(3)第2年后,萌生林优势高和平均树高的连年生长量呈明显递减趋势。(4)萌生林直径分布遵从单峰正偏山状分布,处于竞争的自然稀疏后期,使用Weibull分布函数对萌生林的直径分布拟合效果良好。【结论】前5年为萌生林径向生长和高生长的旺盛期,合理保留密度及幼林抚育对萌生林的径向生长极为重要。每伐桩保留1~2株萌条的除萌措施,对提高萌生林优势木比例作用明显。

珍稀树种格木蛀梢害虫的种类鉴定与发生规律初报

格木Erythrophleum fordii Oliv.是我国热带南亚热带地区一个重要的珍贵用材树种,蛀梢害虫的严重为害长期制约着其人工林的健康发展。基于对格木蛀梢害虫种类的鉴定,以及若干造林模式的虫害调查,初步总结了格木蛀梢害虫的发生规律。格木蛀梢害虫为荔枝异形小卷蛾Cryptophlebia ombrodelta L.,主要为害格木未完全木质化的嫩梢,严重影响其干形和长势。从广东格木种源家系试验林虫害发生的时空格局分析,荔枝异型小卷蛾繁殖快,在纯林中扩散迅速,而且所有种源、家系均受害,因此格木不宜营造大片纯林。格木与桉树以及米老排、红锥等速生树种同龄或异龄混交模式中,格木处于林冠下,其受害率明显下降,说明与速生树种混交能够控制荔枝异型小卷蛾的发生与为害;而与生长速度接近的马尾松混交,因二者处于同一林冠层,对虫害控制效果差;这种差异可能与荔枝异型小卷蛾不适应荫蔽环境有关。研究首次明确了格木蛀梢害虫种类,初步摸清其发生规律,并提出了适宜的造林模式,为格木人工林的健康发展提供了科技支撑。

西南桦轻基质网袋容器苗基质选择试验

采用沤制松树皮、沤制锯末、炭化锯末3种材料设置9个轻基质配方开展西南桦网袋容器苗培育试验,依据苗高、地径、根系生长表现及生物量等指标进行苗木综合评价,旨在筛选出适合西南桦苗木培育的轻基质配方。结果表明:不同配方之间的苗高、地径、根系和生物量均差异极显著(p<0.01);以配方Ⅴ(50%沤制松树皮+50%炭化锯末)和Ⅵ(25%沤制松树皮+75%炭化锯末)的育苗效果最好,Ⅲ、Ⅷ和Ⅸ的效果最差,与炭化锯末比沤制锯末更利于西南桦苗木生长有关。建议生产上采用沤制松树皮和炭化锯末的混合基质培育西南桦苗木,若添加沤制锯末,其比例不宜超过20%。