冀北山地桦木林土壤细菌群落特征对坡向的响应

为了揭示冀北山地桦木林土壤细菌群落特征对坡向的响应规律,以冀北山地阴坡、半阴坡和半阳坡桦木林土壤为研究对象,采用高通量测序技术,分析了土壤细菌群落结构和多样性。结果表明:细菌群落组成主要包含41门、107纲,其中优势细菌门为变形菌门和酸杆菌门;土壤细菌群落α多样性指数在坡向间存在显著差异,阴坡>半阴坡>半阳坡;土壤含水量、容重、硝态氮和氨态氮均影响细菌微生物群落的结构组成,其中,土壤含水量与多种细菌门存在显著相关性,且与细菌α多样性存在极显著的正相关性。综上所述,不同坡向桦木林土壤细菌群落结构和多样性呈现出一定的变化规律,坡向和土层深度变化引起的土壤含水量变化是该地区桦木林土壤细菌群落结构和多样性差异的主要因素。

基于水量平衡的华北落叶松人工林承载密度研究

【目的】研究冀北地区华北落叶松人工林水分平衡规律及其供求关系,准确计算区域不同降水条件下华北落叶松适宜经营密度。【方法】依据水量平衡原理构建包含大气降水土壤入渗分量、林下蒸散发分量和不同胸径华北落叶松单株蒸腾耗水分量的水源承载密度计算公式。通过对小五台山自然保护区华北落叶松人工林树干液流、林下蒸散发、水量再分配特征的长期定位观测,以及胸径与木质部周长关系模型的构建,确定计算参数,计算不同降水条件下华北落叶松人工林各径级可承载密度。【结果】(1)小五台地区华北落叶松生长季6个月,生长季昼间蒸腾平均时长15 h;生长季平均液流速率0.012 kg/(h·cm),除4月、6月较低外,其余各月都达到0.011 kg/(h·cm)以上,尤其以8月最高,达到0.021 kg/(h·cm)。(2)生长季华北落叶松林下平均蒸散发速率1.448 kg/(m^(2)·d),全年平均速率0.833 kg/(m^(2)·d);蒸散发速率4—6月上升较快,6—9月上升缓慢,并在9月达到峰值,10月迅速下降,11月到来年2月处于较低水平。(3)华北落叶松林冠层截留量占降水量的21.22%,穿透雨量占78.10%,树干径流量占0.68%,坡面径流量占1.50%,土壤入渗量占77.28%。(4)华北落叶松胸径与木质部周长呈线性相关关系,R^(2)为0.958。【结论】依据水量平衡原理计算出小五台地区不同降水条件下华北落叶松林各径级可承载密度,对于冀北地区现有林分的科学经营具有重要指导意义。

冀北攻坚造林区樟子松幼树叶片功能性状对微地形的响应

【目的】探究冀北山区干旱石质阳坡不同地形对于樟子松幼树叶片功能性状的影响。【方法】以我国北方沙地造林常见树种人工樟子松幼龄林为研究对象,采用样地布设和植被调查的方法,通过方差分析对比幼树的叶面积(LA)、叶长(LL)、叶宽(LW)、叶曲率(LC)、比叶面积(SLA)、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)、全碳(C)九种叶片功能性状在不同坡度和坡位的差异。【结果】(1)在叶片外部形态方面,平地LL和SLA比坡地显著高出15.25%和5.52%。在叶片养分方面,除C之外,其余养分指标在平地和坡地之间均呈现出显著差异。其中,平地的N、P和K比坡地分别显著高出3.76%、31.14%和9.11%。(2)对于不同坡度,除了LC之外,其余均存在显著差异。LA和LL均表现为陡坡最高,陡坡比中坡平均分别高出20.8%和14.9%;LW表现为缓坡数值最大,分别比陡坡和中坡高出8.9%和5.3%;SLA表现为缓坡和中坡显著比陡坡高出8.6%和8.5%。叶片养分方面全氮含量(N)和全钾含量(K)随着坡度的增加表现出显著下降的趋势,全磷含量(P)则相反,中坡和陡坡显著比缓坡高出31.3%和30.2%。(3)叶片功能性状综合得分排序表明中坡和缓坡地形对樟子松幼树叶片的功能发育有正向促进作用,而陡坡则不利于叶片发育。【结论】本研究综合分析了樟子松幼树叶片功能性状对微地形的响应表现,对集成和优化困难立地植被恢复技术提供一定理论基础。

坡向对冀北山地蒙古栎幼树生长及生物量分配的影响

【目的】探讨冀北山地不同坡向对蒙古栎幼树生长及生物量分配的影响,旨在为该地区蒙古栎造林提供科学依据。【方法】本研究以冀北山地东坡、东南坡、西坡蒙古栎9年生幼树为研究对象,测定各坡向蒙古栎幼树地径、株高、冠幅及各器官生物量。采用单因素方差分析法检验各坡向蒙古栎幼树地径、株高、冠幅及生物量是否存在显著差异。以标准化主轴估计法检验各坡向蒙古栎幼树器官生物量间的异速生长关系。【结果】(1)东坡地径、株高均显著大于东南坡,其中地径差值0.29 cm,株高差值11.81 cm,两坡向间冠幅无显著差异。西坡地径、株高、冠幅均显著小于东坡和东南坡;地径-株高生长曲线斜率表现为东南坡(0.458)最大,东坡(0.377)居中,西坡(0.349)最小。(2)总生物量积累在东坡(1144.50 g/株)和东南坡(961.58 g/株)间无显著差异,西坡(365.33 g/株)显著小于东坡和东南坡;东坡和东南坡间叶、干、根生物量积累无显著差异,而东坡枝生物量积累(217.59 g/株)显著大于东南坡(159.17 g/株)。西坡各器官生物量积累均显著小于其他两坡向。(3)生物量分配比表现为西坡枝(13.32%)、干(24.10%)生物量分配比显著小于其他两坡向,而根生物量分配比(44.79%)显著大于其他两坡向(东坡34.28%;东南坡32.67%)。东坡枝生物量分配比显著大于东南坡,而叶分配比显著小于东南坡,干和根生物量分配比在东坡和东南坡间无显著差异。(4)各坡向成对器官生物量均呈等速生长关系,但呈现不同的器官分配趋向。【结论】蒙古栎幼树在3个坡向表现出不同的生长规律,东坡是蒙古栎幼树生长的最佳坡向。

冀北山地不同林分枯落物及土壤的水源涵养功能评价

以冀北山地6种典型林分为对象,对其凋落物及表层土壤的水源涵养功能进行了初步研究。结果表明,各林分枯落物有效拦蓄量排序为:山杨林(32.32 t/hm2)>白桦林(28.59 t/hm2)>蒙古栎林(20.26t/hm2)>油松蒙古栎混交林(19.49 t/hm2)>华北落叶松林(13.53 t/hm2)>油松林(13.23 t/hm2);各林分土壤最大持水量排序为:山杨林(1 709 t/hm2)>油松蒙古栎混交林(1 551 t/hm2)>白桦林(1 549 t/hm2)>油松林(1 547 t/hm2)>华北落叶松林(1 357 t/hm2)>蒙古栎林(1 303 t/hm2);各林分土壤渗透性能排序为:油松蒙古栎混交林>山杨林>白桦林>油松林>蒙古栎林>华北落叶松林。采用层次分析法确定指标权重,对评价指标值进行计算分析,比较不同林分综合水源涵养功能,结果认为,油松蒙古栎混交林的综合水源涵养功能最好,其次为山杨林、白桦林、蒙古栎林、油松林,华北落叶松林最差。

冀北山区三种典型森林类型枯落物水文效应研究

枯落物层在森林生态功能中具有十分重要的作用。在冀北山区北沟林场搜集了3种典型森林群落枯落物,研究其储量和持水特性。结果表明:3种林分类型枯落物半分解层的储量均大于未分解层;枯落物最大持水量总和为:油松蒙古栎混交林(155.31t/hm2)>山杨桦树混交林(105.62t/hm2)>落叶松桦树混交林(88.17t/hm2);枯落物有效拦蓄量半分解层均大于未分解层,排序为:油松蒙古栎混交林(128.15t/hm2)>山杨桦树混交林(82.27t/hm2)>落叶松桦树混交林(69.22t/hm2);总的有效持水量为:油松蒙古栎混交林(132.01t/hm2)>山杨桦树混交林(89.39t/hm2)>落叶松桦树混交林(74.95t/hm2);枯落物各层持水量与浸泡时间呈很好的对数关系。总之,油松蒙古栎混交林保持水土效果最佳。

河北山区森林生态环境质量评价

该文利用河北省山区连续清查样地调查数据,从森林生态环境背景、森林生长状态和森林自然性3个方面来构建森林生态环境质量评价的指标体系,同时采用层次分析方法、生态因子质量等级评分法、加权综合质量指数法系统地评价了河北省山区森林生态环境功能质量状况.结果表明:①在1988—2001年,河北山区森林生态环境功能质量尽管有些波动,但总体上呈现逐渐变好的趋势.②河北山区森林生态环境功能质量等级好、中、差所占的比重大小悬殊,其中质量等级为中等的所占比重最大,说明了河北山区提高森林生态环境质量还有很大的潜力.③1988年以来,森林自然性指数值随时间呈现出总体上的变小趋势,说明了该地区森林受到人为干扰程度在日益加重.

山西芦芽山地区树木年轮记录的1676 AD以来5~7月温度变化

在山西芦芽山地区采取了符合国际树轮库要求的油松样本,通过交叉定年和应用区域生长模型,建立长度为328 a的标准宽度年表.根据RCS序列所揭示的气候低频变化特征,确定1676 AD以来夏季温度可划分为两个时段:1676—1865 AD和1866—2003 AD.在1676—1865 AD时期,夏季温度变化主要表现为“冷强暖弱”,其中1710—1720s为最冷时段.1866—2003 AD时期,夏季温度呈现出“总体持续变暖,冷暖交替频繁”的变化特征.

冀北山地杨桦次生林空间点格局分析

杨桦次生林是冀北山地具有代表性的次生林植被类型,其空间分布格局的研究,可为该地区的天然次生林保护、恢复与可持续经营提供理论依据和参考。本试验在河北省木兰围场桃山林场,选择典型的杨桦次生林布设100m×100m样地,采用点格局分析方法分析杨桦次生林群落和主要种群的空间分布格局及种间关联关系。结果表明:冀北山地杨桦次生林群落在小尺度范围内呈聚集分布,在大尺度范围内呈随机分布;白桦、山杨和棘皮桦的单种格局在小尺度范围内呈聚集分布,在大尺度范围内呈随机分布;平基槭在研究的尺度范围内,均呈聚集分布;白桦与山杨、平基槭、棘皮桦之间都呈现为一定的正关联;山杨与平基槭、棘皮桦之间,小尺度呈现正关联,大尺度呈现负关联;平基槭与棘皮桦呈现为显著的正关联。

冀北山地3种典型林分类型生物量分配格局研究

森林生物量是森林生态系统的功能指标,也已成为森林经营的重要指标之一。本研究对冀北山地3种典型林分的乔木、灌木、草本和死地被物生物量进行了调查和比较。结果表明:油松蒙古栎混交林群落总生物量最大,为189.89t/hm2,落叶松桦木混交林和山杨桦木混交林总生物量差别不大,分别为119.76t/hm2和117.56t/hm2。3种林分类型不同层次生物量分配比例排序均为:乔木层>死地被物层>灌木层>草本层;主要乔木树种各器官生物量分配规律均为:树干>树根>树枝>树叶,灌木层和草本层生物量均表现为地下生物量大于地上;死地被物层生物量均表现为半分解层大于未分解层。

基于R2V和AutoCAD的树木年代学方法及其在冀北山地的初步应用

综合应用AbleSoftwareR2V的矢量化功能和AutoCAD的测量功能,提出一种新的树木年轮测量方法,并用此方法测定了冀北山地广为分布的白榆地径年轮宽度,进而用来尝试过去气候序列的重建。结果表明:5—9月平均气温和总降雨量与年轮指数成正相关,相关系数分别为0·597(α<0·05)、0·695(α<0·05)。以此为基础,建立了5—9月平均气温、总降雨量的转换方程,重建了冀北山地1940—1955年共16年5—9月平均气温和总降雨量。

基于LUCC的冀北土石山区东北沟流域土壤侵蚀时空变化分析

在G IS技术的支持下,利用气候、土壤、植被盖度、DEM、土地利用现状调查和影像等数据,揭示东北沟流域土地利用和土壤侵蚀变化特点,明确土地利用类型与土壤侵蚀的关系。结果表明:1)近20年来流域土地利用变化剧烈,林地增加,草地、耕地和难利用土地减少,林地和草地之间及其内部转化较为明显;2)土壤侵蚀模数由1990年的5 136.13 t/(km2.a)减小到2009年的1 823.30 t/(km2.a),土壤侵蚀强度明显减弱,土壤侵蚀由轻度侵蚀(32.78%)和中度侵蚀(28.49%)为主减弱到以微度侵蚀(42.16%)和轻度侵蚀(33.25%)为主;3)不同土地利用类型的平均土壤侵蚀模数均有大幅度的下降,其差异也比较明显,林地、居住建筑用地的侵蚀强度较小,难利用土地土壤侵蚀强度较大。难利用土地是今后水土流失治理的重点区域。

冀北山地3种生态景观林优势种群结构动态研究

为阐明冀北山地油松林、白桦林、白桦华北落叶松林3种典型生态景观林优势种群的发展趋势,为其经营改造提供依据,本研究运用种群径级结构、高度结构和时间序列预测分析等方法,研究了3种生态景观林优势种群结构的动态变化规律。结果表明:冀北山地白桦林、白桦华北落叶松林的各优势种群幼苗幼树个体缺乏,中径级、大径级个体较多,基本呈衰退趋势;油松林的油松种群的小径级个体数量多,属于进展型种群。时间序列分析表明,在未来的Ⅱ径级、Ⅳ径级和Ⅵ径级后,油松林的油松种群随着时间推移,小径级个体数相对仍保持较多的状态,表明油松种群保持相对稳定的状态;而白桦林、白桦华北落叶松林各优势种群呈现衰退趋势,实施适当的抚育间伐措施已成必然。

冀北山地坡位条件对油松生长的影响

为了了解冀北山地坡位条件对油松生长的影响,对分布于坡面和坡顶的油松优势木的生长状况进行了比较分析。研究结果表明:坡面上油松的树高连年生长量、平均生长量和总生长量都明显高于坡顶,二者树高年平均生长量相差约9cm,但是地形对油松胸径生长没有明显影响;两种地形条件下,树高连年生长量随年龄的增长相对稳定,而胸径连年生长量都是在10年之前呈增加的趋势,而后下降,在20年生左右降至最低。两种地形条件下,油松树高和胸径的连年生长量的年际变化都具有明显的同步性,表明树高和胸径的生长都对年际的气候变化反应敏感;油松的树高年生长量与前1年的胸径生长量具有更高的相关性,表明前1年气候条件对油松的树高年生长有明显影响。油松高生长主要受地形和气候的影响,径生长则受林分因子和气候的影响;坡面地形更适宜于油松的生长,分布于坡面的油松林可用于培育优质木材,而分布于坡顶的油松林则宜作为生态林来进行保护和经营。

冀北山地杨桦低效林改造的效益分析

[目的]分析研究冀北山地杨桦低效林改造的成果,为该地区的森林健康经营理论提供参考。[方法]采用生态疏伐后人工林下更新的方式进行改造,并以定量计算的方式对改造后样地和未改造对照样地分别从林地生产力、固碳释氧功能、水源涵养功能3方面进行效益分析。[结果]改造后的样地较对应的对照样地在总体效益方面具备很大优势,具体高出值分别为25 008.89和14 802.17元/hm2,增长率分别为16.6%,14.6%。其中林地生产力价值分别高于对照样地44.9%,73.11%;固碳释氧价值分别高出13.4%,9.2%;涵养水源价值分别高出5.4%,2.6%。[结论]对杨桦低效林进行生态疏伐、人工林下更新改造后,林分质量得到显著改善,提高了林地生产力和林分生态功能的同时,带来了经济效益的增长。

冀北山地不同坡位油松林土壤水文效应

对冀北山地不同坡位油松林土壤层水文效应进行初步研究,结果表明：（1）0~40cm土层内,土壤容重的变动范围在0.97~1.19g/cm3,土壤总孔隙度的变动范围在45.43%~54.50%,土壤容重随土层深度的增加而增大,总孔隙度随土层深度的增加而减小;（2）坡上样地Ⅱ和样地Ⅰ每10cm饱和持水量最大,分别为713.67t/hm2和708.56t/hm2,坡中样地Ⅲ饱和持水量最小,仅为583.00t/hm2,坡中样地Ⅲ和坡下样地Ⅳ每10cm土壤的有效持水量最大,分别为196.33t/hm2和185.00t/hm2,坡上样地Ⅱ有效持水量最小,仅为74.67t/hm2;（3）林下土壤初渗速率在76.09~20.81mm/min,稳渗速率在1.95~4.06mm/min,入渗速率与入渗时间存在明显幂函数关系。

河北省山区湿地的类型与成因分析

通过分析研究,根据河北省山区湿地的特点,建立了新的湿地分类系统;发现并命名了新的湿地类型,查清了河北省山区湿地的类型与数量;同时分析了山区湿地的成因。对山区经济发展与湿地生态环境保护有一定指导意义。

冀北山区生态恢复下生态输水现状分析——基于东北沟流域的实证

冀北山区作为京津的水源区对于保障下游的水资源安全发挥着重要作用。以京津水源区东北沟流域为例,基于土地利用调查数据、降雨数据和参与式农户调查获得流域生态环境变化和生态输水的现状,对近年来冀北山区生态环境变化以及这种变化对下游输水的影响进行了研究。结果表明:东北沟流域生态建设已取得了一定的成就,经过二十余年的自然封禁,林地占了流域面积的一半以上,近年来发生土壤侵蚀的频率和强度都明显减少了,这方面的变化是有利于为下游生态输水;但降雨量减少,可利用的水资源减少,森林面积增加,植被对降雨和径流的拦截,下游输水能力下降。加之,水源区的居民生态保护意识不强,没有认识到所处区域的重要地位。大量的化肥投入诱发的面源污染不利于该区域为下游的生态输水,而为上游提供生态补偿可协调上下游的利益冲突。

冀北山地华北落叶松人工林径级结构及空间分布格局研究

以华北落叶松人工林为研究对象,采用点格局分析法,对冀北山地华北落叶松人工林的径级结构和空间结构进行了探究。结果表明:冀北山地白桦、华北落叶松以及蒙古栎3种林木的分布与尺度(t)有关。当t<14m或t>22m时,白桦属于集群分布;当14m<t<22m时,白桦属于随机分布。当t<14m时,华北落叶松属于集群分布;当t>14m时,华北落叶松属于随机分布。当t<19m时,蒙古栎属于集群分布;当t>19m时,蒙古栎属于随机分布。白桦、华北落叶松和蒙古栎的径阶的分布都接近于正态分布,可用韦布尔分布、Lo-gistic分布、对数正态分布以及正态分布模型进行模拟。

5种解磷溶磷菌肥在冀西山区旱地玉米上的肥效试验

针对冀西山区石灰性土壤施用磷肥后易形成难溶性磷的特点,以不施用菌肥为CK,以5种不同的解磷溶磷菌肥为研究对象,分析了施用不同菌肥对土壤速效磷含量、植株全磷含量、籽粒全磷含量和籽粒产量的影响。结果表明:施用不同菌肥对玉米苗期的土壤速效磷含量影响不大,对大喇叭口期的土壤速效磷含量影响变大但差异未达到显著水平;收获期所有施用菌肥的土壤速效磷含量均>CK,其中处理Ⅳ与CK差异达到了显著水平。本研究条件下,施用不同菌肥对植株和籽粒的全磷含量影响不显著。参试菌肥均能够提高玉米产量,除处理Ⅴ外,其他菌肥处理的产量均>9000 kg/hm2,增产幅度(15.6%～24.2%)明显。