外来树种日本落叶松对森林土壤质量及细菌多样性的影响

以甘肃小陇山林区8～30年林龄日本落叶松林（外来树种）、油松林（乡土树种）及次生林为研究对象，研究了不同树种森林的土壤质量和细菌多样性变化．结果表明：不同树种森林土壤pH无明显变化；林龄越长，土壤含水量越高．土壤总氮与有机质含量以次生林最高，其次为日本落叶松，油松最低．不同林龄森林土壤总氮与有机质含量无明显变化，表明树种是影响土壤质量的主要因素．与乡土树种油松相比，外来树种日本落叶松显著提高了土壤全氮及土壤有机质含量．变性梯度凝胶电泳（DGGE）图谱显示，次生林土壤细菌多样性最高，而外来树种日本落叶松土壤细菌多样性最低．对DGGE图谱的聚类分析发现，小陇山不同森林土壤细菌类群分属变形杆菌、噬纤维黄杆菌和高G＋C含量革兰氏阳性细菌类，其中分属变形杆菌为主要类群．进一步分析发现，日本落叶松的细菌群落组成具有更高的相似度，说明日本落叶松正在使该地区土壤细菌多样性发生变化．

小陇山人工油松林径级结构及林下植物多样性研究

采用典型样方法获取样地数据,并根据径级分布、物种重要值、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数对小陇山人工油松林进行分析。结果表明:油松林中小径级林木较多,缺乏大径级林木;林下更新物种丰富,共包含47个科98个属112种;Gleason丰富度指数随着林龄和郁闭度增加而减小,且从阴坡向阳坡逐渐升高;多样性指数Simpson与Shannon-Wiener变化趋势基本一致,与Pielou均匀度指数一样,随林龄的增加而增大,且多样性指数随着郁闭度的增加而减小,从阴坡向阳坡逐渐升高,而均匀度指数受郁闭度和坡向的影响较小。小陇山人工油松林群落总体更新良好。

甘肃小陇山华山松群落灌木层优势种种间关联性分析

通过野外大量调查,选取小陇山华山松林55个样方中的20个常见物种,运用多物种复合关联VR,χ2检验,Pearson相关系数和Spearman秩相关系数和关联测度等测算和综合分析群落的种间联接关系,结果表明:(1)多物种关联性(VR)的分析表明华山松林主要组成成员间的关系以正关联为主,说明华山松群落主要种群对生存环境的需求是一致的;(2)20个常见种种对中以华山松-锐齿栎、华山松-栓皮栎、华山松-辽东栎等种对之间呈正关联;锐齿栎-栓皮栎、锐齿栎-盐肤木等呈现负关联;黑刺菝葜、多毛樱桃等为独立关系等,是群落内环境的体现,是群落内环境异质性的表征;(3)依据华山松林种间关系的不同性质把组成群落的20个常见种归纳为3个生态种组,即正关联组、负关联组和独立组;(4)种间关联的研究结果对华山松群落的生境监测、营林管理、林区道路景观再造中的树种选择和配置有一定的实际指导意义。

小陇山不同林龄锐齿栎林土壤有机碳和全氮积累特征

以甘肃小陇山林区3个林龄阶段(中龄林、近熟林和成熟林)的锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)天然次生林为对象,研究了土壤中有机碳和全氮的垂直分布及其积累特征。结果表明:林地土壤有机碳和全氮含量在各龄级土壤剖面中的垂直变化规律一致,表层土壤中含量最高,随着土层深度逐渐降低。1 m土层范围有机碳和全氮密度随着林龄的增加而增加,中龄林、近熟林和成熟林的碳密度分别为122.92、242.21t/hm^2和280.53 t/hm^2,龄组之间差异显著(P<0.05);3个林龄阶段的土壤全氮密度分别为10.37、18.94t/hm^2和24.76 t/hm^2,差异显著(P<0.05)。有机碳和全氮密度在0—20 cm土层中占有很高比重,达37%—56%。土壤有机碳与全氮含量呈极显著的线性正相关(P<0.0001)。土壤有机碳和全氮积累速率随林龄阶段存在差异,在生长旺盛期(中龄林-近熟林)的土壤有机碳(10.84 t hm^(-2)a^(-1))和全氮(0.78 t hm^(-)2a^(-1))的积累速率要大于成熟期(近熟林-成熟林)的土壤有机碳(1.92 t hm^(-2)a^(-1))和全氮(0.29 t hm^(-2)a^(-1))积累速率。

甘肃小陇山次生林经营技术研究

小陇山次生林从经营角度划分为针阔混交林和栎类阔叶混交林两大类,针阔混交林占75%,栎类阔叶混交林占25%;次生林经营需要从技术与管理层面上建立森林经营管理技术体系和森林经营管理支撑系统,采用抚育(间伐、择伐)、改造、造林、采伐、封育、封禁等综合经营技术措施,抚育经营技术要点包括林分调查、抚育时间、方式、强度、目标树确定以及抚育采伐技术等,最根本的技术是实现由次生林经营向次生林发展转变。

基于T-S模型的神经网络在小陇山森林健康评价中的应用

综合考虑T-S模型的精确性及快速性和BP神经网络的自适应能力,提出了基于T-S模型的模糊神经网络的森林健康评价模型,并利用MATLAB7.5编写程序。以小陇山油松林为例,进行计算,将结果呈送给多位小陇山林业专家,专家们对评价结果均满意。

基于养分资源轴的锐齿栎林主要种群生态位研究

以Levins和Shannon-Wiener生态位宽度及Pianka重叠指数为依据,将土壤有机质、土壤pH值、土壤全N分别作为反映各主要种群生长环境的资源轴,对小陇山锐齿栎林的10个主要种群生态位宽度和生态位重叠进行了研究.结果表明,各主要种群在3个资源轴上的生态位宽度均较大,生态位宽度平均最大值出现在有机质资源维上,平均最小值出现在全N资源维上;各主要种群在3个资源维上的重叠都较大,说明了各主要树种间利用资源的方式较为相似,表明种群间利用资源的竞争排斥作用较为强烈,彼此之间容易造成在各资源维上的竞争;在3组资源轴中,锐齿栎的生态位宽度均为最大,说明锐齿栎种群对各资源的利用充分,适应性强.

2种不同土地利用方式对山麓耕地土壤养分的影响

研究不同土地利用方式对土壤养分的影响,以便了解土壤质量状况,为实现不同植被管理和可持续利用提供科学依据。以小陇山山麓区移栽至耕地(前期种植柴胡)后生长3年的油松Pinus tabulaeformis Carr.苗木土壤为对象,并以长期种植柴胡Bupleurum chinense的耕地作对照,采用对比和主成分分析方法,对2种人工植被类型下不同土层(0～10、10～20和20～30 cm)土壤养分特征进行了分析。结果表明:1)油松苗地3个土壤层的有机质、全磷和全钾含量均小于柴胡耕地,除0～10 cm土层有机质外,其余差异均达到显著水平(P <0.05);3个土壤层的全氮含量在油松地和柴胡地两者之间均无显著差异(P> 0.05)。油松苗地3个土壤层的速效钾均显著大于柴胡地(P <0.05);而有效磷含量却小于柴胡地(10～20 cm除外),且仅在20～30 cm土层两者差异达显著水平(P <0.05);同样,3个土壤层的碱解氮含量在油松地和柴胡地两者之间均无显著差异(P> 0.05)。2)2种植被类型下土壤的有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷和速效钾含量表现出"表聚现象",即养分含量从表层向下层呈递减趋势;而全钾含量在2种植被类型下均表现出相反的变化趋势,即从表层向下层呈递增趋势,但差异均不显著(P> 0.05)。3)主成分分析表明:速效钾和全磷是影响油松苗地土壤质量的最主要土壤因子,而全氮和全磷是影响柴胡地土壤质量的最主要土壤因子,且土壤养分综合得分表现为油松地(1.467)<柴胡地(1.504)。可见,油松人工苗明显地降低了耕地土壤养分含量,长期栽植将会导致土壤养分处在较低水平,因此在大苗培育期间要因土施肥,提高土壤肥力,尤其需要及时补充土壤有机磷肥;而对柴胡耕地也应该补充有机氮肥和磷肥。这些结论可为小陇山山麓区域耕地进行土地合理利用和土壤科学管理提供科学参考。

天水小陇山红豆杉群落特征的生态学意义

[目的]红豆杉属植物对生境条件要求较严格,对外界环境变化和人为干扰较为敏感。研究其群落特征和生态位特征对了解群落动态和生境变化有重要意义。[方法]基于野外采样调查,对小陇山林区红豆杉群落的种属组成、数量、生活型谱和主要种群的生态位特征进行了研究。[结果]1.组成红豆杉林的植物共有64种,隶属于33科47属。乔木层的优势科为红豆杉科,灌木层的优势科为蔷薇科,草本层为莎草科;红豆杉群落物种多度分布呈倒J型;红豆杉群落生活型谱表现为地上芽植物>高位芽植物>地面芽植物>地下芽植物>一年生植物;2.红豆杉群落乔木层生态位宽度依次为红豆杉>油松>栓皮栎>毛栗子>侧柏>青檀;红豆杉与其他种群之间重叠值小于伴生种之间的重叠值;红豆杉林各种群之间的生态位相似性比值Cih大于0.9的有16对,占57.15%,在0.7~0.8之间有9对,占32.14%,0.6~0.7之间有3对,占10.71%。人工红豆杉林油松对红豆杉的干扰程度较青檀大。

秦岭西段小陇山林区气候要素及其变化特征研究

以小陇山森林生态站2008-2010年的气象观测数据为依据,进行了流域尺度的森林小气候特征分析。研究结果表明:秦岭西段小陇山林区气温年较差为51.5℃,气温随季节变化比较明显;降水主要集中在7-9月,占全年降水量的63.2%;相对湿度随降水量变化比较明显,降水量多的月份相对湿度较大;年平均风速变化在0.7～1.3m.s-1之间,盛行北风和西南偏南风;大陆性季风气候明显。

小陇山油松人工林林冠指标相关性研究

以甘肃小陇山油松人工林为研究对象,在探讨油松冠幅分布及其与树高、胸径之间关系的基础上,采用Pearson相关系数探讨平均冠幅(C)、冠长(CL)、树冠面积(CA)、相对冠幅(RC)、相对冠长(RCL)、相对冠面积(RCA)、树冠体积(CV)、树冠伸展度(TCEL)、冠长率(TCR)、树冠圆满度(TROR)、树冠投影比(TRPR)、生长空间指数(GSI)、树冠表面积(TCA)13个树冠指标之间的内在关联。结果表明,油松人工林冠幅平均值3.462m,大多数林木冠幅0.6~5.4m,整体分布近似正态分布。冠幅和树高、胸径之间均呈线性关系,且冠幅与胸径之间的线性关系更为显著。13个林冠指标之间大多数存在一定的相关性,其中,C与CA、CV与TCA、CA与GSI等指标对呈正相关,且相关系数较大;CV与TROR、GSI与TROR等指标对则呈微弱的正相关;TCR与TROR、CL与TROR、RCL与TROR呈负相关。该研究揭示了不同林冠指标之间的内在关联,同时为林冠指标高效选择提供便捷途径。

小陇山林区高寒山地青海云杉育苗技术

近年来,随着青海云杉在荒山造林、水源涵养、城市绿化等方面的不断开发与综合利用,青海云杉已成为小陇山林区高寒阴湿地带森林更新和荒山造林的先锋树种,更是培育后备森林资源和西北国土绿化的重要树种。1998年,天然林保护工程实施以来,小陇山林业实验局在地处秦岭西部余脉的滩歌林场高寒山地进行了大面积的青海云杉播种育苗,通过实践,系统总结了一整套育苗技术,以便为青海云杉在高寒山地的育苗与推广提供技术指导。

小陇山红桦次生林物种组成与立木的点格局分析

选择秦岭西段小陇山典型红桦次生林群落样地进行物种组成及种群径级结构研究,并运用单变量O-ring函数、双变量O-ring函数对各种群的空间分布格局及种间相关性进行多尺度分析.结果表明:在红桦次生林群落样地中,红桦占据明显的优势地位;从径级结构看,红桦幼苗匮乏,天然更新不良,而巴山冷杉和山杨更新状态良好;红桦和旱柳主要表现为随机分布,巴山冷杉和山杨表现为小尺度聚集性分布格局;红桦与巴山冷杉和山杨在中尺度上呈正相关,而旱柳与红桦、巴山冷杉和山杨在小尺度上呈负相关,其余种间相关性不明显.目前小陇山红桦次生林群落种群的分布格局在小尺度上决定于种群的生物学特性,而在更大尺度上决定于环境异质性;未来一段时间内,先锋种群红桦将处于生长优势地位,但从长远看,仍需要人工辅助更新.