长苞铁杉林倒木不同结构组分难降解物含量的分解程度差异

[目的]探究倒木不同结构组分难降解物含量的分解程度差异,为长苞铁杉林科学经营提供理论依据。[方法]以福建省天宝岩国家级自然保护区中的长苞铁杉林倒木为对象,采用空间代替时间法,在4种林分类型(长苞铁杉纯林、长苞铁杉+阔叶树混交林、长苞铁杉+猴头杜鹃混交林、长苞铁杉+毛竹混交林)中,探究倒木不同结构组分(树皮、边材、心材)的难降解物含量在分解过程中的变化趋势。[结果]显示:(1)在倒木分解过程中,纤维素、总酚和缩合单宁含量降低,木质素含量升高;倒木缩合单宁含量除了在长苞铁杉+阔叶树混交林中随腐烂等级增加呈先升后降趋势外,在其它3种林分类型中均呈现逐渐下降趋势;(2)从第Ⅰ腐烂等级到第Ⅴ腐烂等级,长苞铁杉倒木的难降解物质含量变化均为显著,其中树皮、边材和心材的纤维素含量分别下降100.08 g·kg^(-1)(20.6%)、73.79 g·kg^(-1)(15.0%)和89.87 g·kg^(-1)(17.5%);木质素含量分别升高42.53 g·kg^(-1)(37.7%)、36.71 g·kg^(-1)(37.9%)和22.25 g·kg^(-1)(22.0%);缩合单宁含量分别下降34.45 g·kg^(-1)(47.4%)、11.02 g·kg^(-1)(23.5%)和16.83 g·kg^(-1)(44.0%);总酚含量分别下降4.87 g·kg^(-1)(57.6%)、1.78 g·kg^(-1)(32.0%)和2.06 g·kg^(-1)(41.7%)。[结论]长苞铁杉林倒木分解中难降解物含量除了与其自身C、N、P含量有关外,还受到林分类型及其结构组分与林分类型交互作用的综合影响。研究结果为指导长苞铁杉林分经营提供了理论依据。

海拔对天宝岩长苞铁杉林粗死木质残体分布的影响

对天宝岩国家级自然保护区不同海拔长苞铁杉林粗死木质残体(coarse woody debris,CWD)的直径、数量、体积、高度及腐烂等级的分布特征进行对比研究.结果表明:(1)不同海拔的CWD主要分布在0-20 cm的小径级范围,数量和体积随径级的增加呈下降趋势;(2)海拔对倒木数量分布有极显著影响(df=2,P=0.006),倒木的数量随海拔上升而减少;枯立木的数量、体积随海拔的上升而增加;(3)不同海拔CWD主要分布在0-5 m高度级,且此高度级内CWD的数量分布随海拔的下降而增加;(4)倒木数量在不同腐烂等级上的分布差异显著(df=4,P=0.033).

长苞铁杉林林隙自然干扰规律

从林隙的大小结构、形成方式及形成木的数量特征等几个方面 ,对长苞铁杉纯林及混交林林隙干扰状况进行了对比研究 .结果表明 :纯林冠空隙 (CG)平均面积为 16 .4 6m2 ,扩展空隙 (EG)平均面积为 96 .98m2 ,混交林CG、EG平均面积分别为 6 9.75m2 和 2 32 .93m2 ;在长苞铁杉纯林中 ,林隙主要以枯立木形成为主 ,占总形成木的一半以上 ,且以单株形成木和多株形成木综合形成 ,形成木径级主要集中在 2 0～ 4 0cm之间 ;混交林林隙以干基折断为主 ,且多由双形成木形成 ,由双形成木形成的林隙占林隙总数的 4 4 % ,形成木以 30～ 4 0cm径级的占最大比例 ,占形成木总数的 4 3.2 4 % ;纯林及混交林形成木高度都主要集中在 2 0～ 30m之间 ;形成木物种组成的比例大小基本上与其主林层树种所占的比例相对应 ;纯林林隙大多处于林隙发育的前、中期而混交林林隙则多集中在林隙发育的中后期 .图 3表 5参

长苞铁杉幼苗在林窗不同位置的建立

通过2003年12月到2005年1月对福建省天宝岩国家级自然保护区长苞铁杉林内椭圆形林窗(面积118m2)中心、中部、边缘和林下样地进行种子埋藏及幼苗定位观测实验,研究了长苞铁杉幼苗在林窗不同位置中的建立。结果表明:在林窗内不同位置对长苞铁杉幼苗建立有显著影响。林窗中心样地、林窗中部样地、林窗边缘和林下样地内长苞铁杉幼苗发生率分别为10%,10.7%,6%和6%。从林冠下到林窗中心,长苞铁杉种子的幼苗发生率略有增高趋势。在林窗中心样地和林窗中部样地中雨水冲刷是幼苗死亡的最主要原因,而在林窗边缘样地和林下样地中昆虫的取食是幼苗死亡的最主要原因。林窗位置对幼苗的存活率有显著影响,林窗中部样地幼苗存活率最高(11.4%),林窗中心样地幼苗存活率次之(6.7%),而林窗边缘样地和林下样地幼苗则均全部死亡。种子营养消耗完后,在林窗中心、林窗中部、林窗边缘和林下等4个位置样地中,林窗中心样地幼苗平均高度最高。经过一个生长季后,林窗中心样地中幼苗的根生物量、茎生物量和总生物量均略高于林窗中部样地的幼苗,但差异并不显著。林窗中心样地幼苗叶生物量、叶重比、叶/地上等指标显著高于林窗中部样地的幼苗,而茎重比则低于林窗中部样地的幼苗。

广东乳阳山地广东松、长苞铁杉原生林的结构特征和动态分析

对乳阳林区亚热带山地广东松(Pinus kwangtungensis)、长苞铁杉(Tsugalongibracteata)原生林及其与阔叶树的混交林结构特征和动态作了论述和分析,并从森林群落演替的观点出发提出了保护和利用的建议.

倒木覆盖对天宝岩国家级自然保护区长苞铁杉林内土壤理化特性的影响

以天宝岩国家级自然保护区长苞铁杉(Tsuga longibracteata W.C.Cheng)林为研究对象,研究了有无倒木覆盖以及倒木腐烂程度对土壤8项理化指标(包括含水量,容重,总孔隙度,有机碳、全N、全P和全K含量以及C/N比)的影响,并比较了经倒木覆盖后不同季节和不同类型林分中土壤8个理化指标的变化。结果显示:与无倒木覆盖的土壤相比,经倒木覆盖后土壤容重降低,总孔隙度及含水量提高,有机碳、全N及全K含量均增加,说明倒木覆盖总体上提高了长苞铁杉林下土壤的肥力,但有无倒木覆盖对土壤理化性质无显著影响。经不同腐烂程度倒木覆盖后土壤有机碳含量有显著差异(P<0.05)并随倒木腐烂程度提高大体呈现逐渐升高的趋势,但土壤的其他7个理化指标无显著差异;经中等(Ⅲ级)腐烂倒木覆盖后土壤的全N、全P和全K含量均最高。经倒木覆盖后,不同季节土壤的全P含量无显著变化,而其他7个理化指标在不同季节均有显著变化(P<0.05);经倒木覆盖后秋、冬、春、夏土壤容重和全K含量依次增加,总孔隙度和有机碳含量依次降低,土壤含水量在秋季最低、春季则最高。整体来看,在长苞铁杉林的不同类型林分内经倒木覆盖后土壤8个理化指标均有显著差异(P<0.05);与供试的4类混交林相比,在长苞铁杉纯林内经倒木覆盖后土壤的含水量、容重和全K含量均最高,总孔隙度最低,有机碳含量相对较低,C/N比及全N和全P含量居中。研究结果表明:在天宝岩国家级自然保护区长苞铁杉林内,倒木覆盖有利于改善土壤理化性质、提高土壤肥力。

广东乳阳山地广东松、长苞铁杉原生林的结构特征和动态分析

对乳阳林区亚热带山地广东松(Pinus kwangtungensis)、长苞铁杉(Tsuga longibracteata)原生林及其与阔叶树的混交林结构特征和动态作了论述和分析,并从森林群落演替的观点出发提出了保护和利用的建议。

天宝岩长苞铁杉林倒木的燃烧性研究

以天宝岩长苞铁杉林内倒木为研究对象,结合以负荷量和含水率为自变量的综合燃烧属性及以灰分、热值、含水率及氮含量等理化性质为评价指标的燃烧熵值,综合探讨长苞铁杉林内倒木的燃烧性。结果表明,天宝岩长苞铁杉林内倒木属于低燃烧性可燃物,其发生火灾的可能性较小;长苞铁杉+糙花少穗竹混交林内倒木的燃烧性最低,非防火期长苞铁杉+毛竹混交林内倒木的燃烧性最大;倒木负荷量、综合燃烧属性值及发生火灾的可能性随腐烂等级升高而降低,平均含水率随腐烂等级增加而升高,燃烧性熵值随腐烂等级升高而降低。

天宝岩自然保护区长苞铁杉混交林粗木质残体蓄水能力研究

选择天宝岩国家级自然保护区内4种不同长苞铁杉混交林(A^D)粗木质残体(CWD)为研究对象,采用自然风干法与室内浸泡法对不同类型(倒木、枯立木、树桩)和不同腐烂程度(Ⅰ~Ⅴ级,腐烂由轻到重)CWD的蓄水能力进行测定分析和对比研究。结果显示:(1)CWD有效拦蓄量在不同长苞铁杉混交林下表现为:长苞铁杉+石栎+马尾松混交林(B,14.21t/hm2)>长苞铁杉+甜槠+青冈混交林(C,7.78t/hm2)>长苞铁杉+青冈+深山含笑混交林(D,6.99t/hm2)>长苞铁杉+猴头杜鹃混交林(A,4.74t/hm2),而在各CWD类型下表现为:倒木(19.579t/hm2)>枯立木(8.494t/hm2)>树桩(5.661t/hm2)。(2)各长苞铁杉混交林CWD的蓄水量和蓄水速率在蓄水过程中都表现为B>D>C>A,而在脱水过程中都表现为B>C>A>D。(3)不同腐烂等级的CWD按其蓄水量、蓄水速率和脱水速率大小排列皆为:Ⅱ级>Ⅵ级>Ⅲ级>Ⅴ级>Ⅰ级。研究表明:CWD蓄水量的大小差异与群落类型、腐烂等级、CWD本身持水性等因素有关,其蓄水和脱水的速率与其持水量、蓄积量以及腐烂等级之间也存在密切的联系;CWD的自然持水率随腐烂等级增加呈增加趋势,而且腐烂等级越高CWD蓄水速率变化也越明显,CWD腐烂等级对其蓄水能力影响较大;倒木具有较好的持水能力,并在蓄积量上远大于树桩和枯立木,对降雨有较强的实际拦截能力。

福建天宝岩国家级自然保护区长苞铁杉林林窗的物种构成和边缘效应分析

在福建天宝岩国家级自然保护区内的长苞铁杉(Tsuga longibracteata W.C.Cheng)纯林和长苞铁杉-阔叶树混交林中选择处于不同发育阶段的24个林窗,对各林窗中心区、边缘区和非林窗区的物种数、个体数、ShannonWiener指数(D)和Simpson指数(C)进行分析,并据此对各林型林窗的边缘效应指数ED和EC进行比较。结果表明:2种林型林窗的物种数和个体数均随林窗的发育进程逐渐增加,且在林窗的不同区域也有一定差异,总体上在林窗边缘区最高、在非林窗区最低;混交林林窗各区域的物种数和个体数均高于长苞铁杉纯林。2种林型林窗不同发育阶段及不同区域间的D和C值存在一定差异;2种林型林窗的中心区和非林窗区的D值均随发育进程逐渐增大,而林窗边缘区的D值则在发育前期最高,且各发育阶段林窗中心区和边缘区的D值均高于非林窗区;纯林林窗不同区域的C值在发育中期最低,发育前期和后期略高;而混交林林窗中心区和非林窗区的C值则随发育进程逐渐减小,林窗边缘区的C值则随发育进程逐渐增大。2种林型林窗的ED值均随发育进程逐渐减小,EC值则随发育进程逐渐增大;其中,林窗发育前期的ED和EC值与发育中期和后期的ED和EC值差异显著(P<0.05),且混交林林窗不同发育阶段的ED值均高于纯林,而其EC值则低于纯林。综合分析结果显示:长苞铁杉纯林和长苞铁杉-阔叶树混交林的林窗均具有明显的边缘效应,且边缘效应的强度与林窗面积和林型相关;混交林林窗的边缘效应一定程度上高于纯林,表明混交林的林窗更有利于林分更新和树木生长。

天宝岩长苞铁杉林林窗的微环境特征

以天宝岩国家级自然保护区长苞铁杉纯林和长苞铁杉+阔叶树混交林的林窗为研究对象,分析林窗内光照强度、空气和土壤温、湿度等微环境特征。结果显示:不同长苞铁杉林林窗的光照强度和空气温度均表现为长苞铁杉纯林>长苞铁杉+阔叶树混交林,中心区>扩展区>非林窗区,而其平均空气湿度呈相反趋势;土壤温、湿度变化在不同林窗中存在异质性;长苞铁杉纯林的微环境因子变化幅度比长苞铁杉+阔叶树混交林大,且林窗越大变化幅度越大;林窗光照强度平均日变化呈正态分布曲线,正午最高;林窗空气和土壤温度平均日变化呈单峰凸型曲线,空气和土壤湿度则呈相反趋势。研究表明:随着长苞铁杉林林窗的林分类型、面积大小、林窗内外位置和日变化时段的不同,林窗微环境因子会发生相应变化;林窗面积越大,林窗内光照强度和空气温度越大,空气和土壤温、湿度变化越剧烈;长苞铁杉+阔叶树混交林改善林窗内小气候的作用较长苞铁杉纯林强。

长苞铁杉天然林水源涵养功能研究

对闽西邱家山长苞铁杉天然林、常绿阔叶林和杉木人工林的林冠层、林下植被层和凋落物层的持水量、土壤的蓄水能力和渗透性能进行研究 ,结果表明 :长苞铁杉天然林地上部分持水量与常绿阔叶林接近 ,分别为 2 5 8 4 2 6t·hm-2 和 2 77 2 4 2t·hm-2 ;林地土壤的稳渗值亦相近 ,分别为 6 6 8mm·min-1和 6 91mm·min-1,分别是杉木人工林土壤的 1 8倍和 1 9倍。

长苞铁杉天然林水源涵养功能研究

研究了闽西邱家山长苞铁杉天然林、常绿阔叶林和杉木人工林的林冠层、林下植被层和凋落物层的持水量、土壤蓄水能力和渗透性能，结果表明：长苞铁杉天然林地上部分持水量与常绿阔叶林接近，分别为２５８．４２６Ｔ／ｈｍ２和２７７．２４２Ｔ／ｈｍ２，林地土壤的稳渗值亦相近，分别为６．６８ｍｍ／ｍｉｎ和６．９１ｍｍ／ｍｉｎ，是杉木人工林的１．８倍和１．９倍．说明了长苞铁杉天然林具有较好的水源涵养功能．

长苞铁杉天然林生长规律研究

长苞铁杉天然林生长缓慢,在22a时,胸径平均生长量达最大值。树高前8a生长较快,以后逐年下降。材积生长逐年增加。经营过程中,可在15～20a间进行适当间伐。

天宝岩长苞铁杉林倒木对土壤肥力质量的影响评价

以天宝岩长苞铁杉林的倒木-土壤系统为研究对象,采用因子分析方法与模糊评价方法,探讨分析倒木接触处土壤及空旷处土壤的肥力质量.结果表明:研究区长苞铁杉林分内倒木的覆盖有利于提高土壤肥力,其肥力指数随海拔降低呈下降趋势,且随腐烂等级的升高,土壤肥力指数升高,其中,第Ⅳ腐烂等级倒木接触处土壤肥力较邻近腐烂等级出现降低趋势;长苞铁杉+猴头杜鹃林内倒木接触处土壤的肥力显著高于空旷地,长苞铁杉纯林内倒木接触处土壤的肥力指数低于空旷地土壤.研究揭示了倒木存在对森林土壤肥力质量的影响规律,可为后期在长苞铁杉林内开展倒木更新研究时的倒木选择与保留提供科学依据.

腐烂等级和径级对天宝岩长苞铁杉林木质残体理化性质的影响

木质残体是森林生态系统的重要组成部分,其理化性质影响木质残体的分解。本研究以集中分布于天宝岩国家级自然保护区的长苞铁杉(Tsuga longibracteata)林木质残体为对象,将4个不同类型林分的木质残体划分为5个腐烂等级和4个径级,研究林分类型、腐烂等级、径级及其交互作用对木质残体理化性质的影响。结果表明:从物理性质来看,长苞铁杉林木质残体的木材密度随腐烂等级的增加而下降,含水率却呈上升趋势;径级仅对长苞铁杉纯林木质残体的含水率具有显著影响;腐烂等级和径级的交互作用对各林分木质残体的物理性质均无显著影响;从化学性质来看,腐烂等级对木质残体C含量无显著影响,但对3个混交林木质残体的N含量、C/N具有显著影响;径级仅对长苞铁杉纯林木质残体的P含量以及长苞铁杉+猴头杜鹃(Rhododendron simiarum)混交林的P含量、C/N具有显著影响;交互作用对长苞铁杉林木质残体的化学成分普遍无显著影响;木材密度与长苞铁杉+猴头杜鹃混交林木质残体的C、P含量和长苞铁杉+毛竹(Phyllostachys edulis)混交林木质残体的C、N、P、C/N呈显著相关;含水率与长苞铁杉纯林的N、P、C/N和长苞铁杉+毛竹混交林木质残体的P、C/N呈显著相关。由此可见,木质残体的物理性质是影响养分含量变化的重要因素。