干扰强度对大海陀自然保护区油松林群落生物多样性的影响

在大海陀国家自然保护区选择重度干扰、轻度干扰和无干扰油松林,调查林下灌木层和草本层物种多样性,分析人类干扰强度对油松林群落生物多样性的影响。结果表明:大海陀自然保护区油松林群落灌木16种,草本植物75种。随着干扰强度的增加,灌木层优势种由北京丁香演替为土庄绣线菊,草本层优势种由东亚唐松草向龙芽草演替,且优势种优势度降低,物种的均衡性增强。随着油松林群落人类干扰强度的增加,草本物种多样性和均匀度呈上升趋势,重度干扰油松林群落中灌木物种多样性和均匀度和无干扰群落存在显著差异,但物种丰富度无显著差异。重度干扰与无干扰相似度较低,共同物种较少,轻度干扰使油松林灌木物种数量和科数、草本物种数、属数增加。人类活动是林下植被变化的主要控制因素。

油松天然林林分空间结构特征

【目的】分析灵空山自然保护区典型森林类型即油松天然林的空间结构并对其进行评价,旨在为油松天然林空间结构优化措施的制定提供理论支撑。【方法】以灵空山自然保护区的油松天然林为研究对象,采用角尺度、大小比数、混交度、林层指数和开敞度5个指数分析油松天然林的空间结构特征,并利用熵权法确定权重进而构建空间结构综合指数,对其空间结构进行分级评价。【结果】油松天然林林分角尺度均值为0.54~0.66,林分空间分布格局总体上呈聚集分布;阳坡林分平均混交度为0.20,属弱度混交,其他立地林分混交程度介于中度与强度混交之间;林分大小比数均值为0.35~0.50,大小分化程度为中庸或近中庸状态;林分平均林层指数为0.29~0.41,且阴坡林层指数高于阳坡,林层结构总体较为简单,但阴坡林层结构较阳坡丰富;林分平均开敞度为0.37~0.52,林分内光照条件总体均达到了基本充足及以上,但半阴坡和阳坡半数以上油松光照条件受限;油松天然林林分空间结构综合指数为0.313 5~0.543 5,评价等级分属2、3级,半阴坡油松和阴坡辽东栎的空间结构综合指数分别为0.283 6和0.253 3,均属2级。【结论】灵空山油松天然林林分结构整体状况较差或一般,需进行结构优化调整,半阴坡油松和阴坡辽东栎的结构调整需求更为迫切,空间结构综合指数可作为优化调整油松天然林林分空间结构的依据。

辽西油松人工纯林不同间伐抚育方式对比研究

以位于辽西地区的北票市47 a油松人工纯林为研究对象,对近自然经营及传统经营(株数间伐强度10%左右)间伐5 a后的林分的胸径、树高、冠幅增长量及分级株数比例分布情况进行了对比研究,结果表明:同等株数间伐强度下,近自然经营中以目标树为导向的采伐Ⅱ、Ⅲ级木的间伐方式对保留木胸径、树高生长的整体促进效果要明显优于国内传统的采伐Ⅳ、Ⅴ级木的间伐方式,且可以在一定程度上保持林分胸径结构分布的相对稳定性,间伐后保留木按胸径分级株数比例分布曲线整体偏向右移。传统经营及近自然经营间伐抚育方式对间伐后保留木的树高生长均有不同程度的促进作用,后者的整体促进效果要稍优于前者。然而,以上两种间伐方式对间伐后保留木的冠幅生长并未表现出明显的促进效果。近自然经营间伐抚育要想收到明显的抚育效果,建议株数间伐强度应至少在20%以上。

不同密度油松天然次生林对林下植被组成和土壤物理性质的影响

以山西省关帝山国有林管理局三道川林场4种不同密度油松天然次生林为研究对象,调查分析了其林下植被组成及土壤物理性质随林分密度的变化规律。结果表明,油松天然次生林林下共出现植物32科64属70种。随着林分密度的增大,林下灌木层和草本层物种组成发生变化,物种数量呈现减少趋势;不同土层的土壤容重均呈现增大趋势,土壤最大持水量、毛管持水量呈现减小趋势。综合来看,为改善油松天然次生林林下植被组成及土壤物理性质,可适当降低林分密度。

土壤氮浓度对油松天然林新生枝叶碳氮磷化学计量及其内稳态的影响

为了解油松(Pinus tabuliformis)天然林新生枝叶碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征对土壤氮浓度改变的响应及其林龄差异,揭示不同龄级油松新生枝叶N、P元素内稳态对短期氮添加的响应。以关帝山林区孝文山林场Ⅴ~Ⅶ龄级油松天然次生林为研究对象,采用野外原位氮添加试验的方法,设置对照(N 0,0)、低氮(N 1,5 g/m 2)、中氮(N 2,10 g/m 2)和高氮(N 3,15 g/m 2)4个施氮水平,形成不同土壤N浓度梯度,分析不同N浓度新生枝和叶C、N、P计量指标和内稳态指数。油松枝叶C、N、P含量随土壤氮浓度的增加而显著增加,C/N和C/P减小;油松枝叶C含量、C/N和C/P随龄级增加而增加,N、P含量随龄级增加而减少;根据针叶N/P,该地区油松生长主要受N限制;新生枝和叶N、P含量及N/P与土壤指标的关系均能很好被内稳态模型模拟(p<0.1),其中新生枝P含量对土壤供氮水平变化敏感,而其他指标较稳定,新生叶的内稳态高于新生枝。该地区油松通过调节枝叶氮磷吸收与利用策略保持新生枝叶内稳态以适应土壤氮浓度增加及由此带来的变化。

湖南省马尾松天然次生林最优均衡曲线

【目的】本研究以湖南省马尾松天然次生林为研究对象,在现有生长模型的支持下,对备选均衡曲线进行筛选,最终甄别出最优均衡曲线,作为马尾松天然次生林经营的量化导向目标。【方法】本研究首先在综合分析马尾松天然次生林结构的基础上,依据湖南省马尾松天然林林分状况以及以往的研究结果,胸高断面积(B)的取值拟选择35、40和45m^(2)/hm^(2);连续两个径阶的林木株数比值(q值)选择1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7;最大保留径阶(D_(max))的取值选择40、45和50 cm,构建了54条潜在的基础均衡曲线簇。并在所构建的可变概率转移矩阵模型的支持下,对基础均衡曲线簇进行了模拟,筛选出最优均衡曲线。【结果】转移矩阵模型支持下的80年的模拟结果显示均衡曲线12(B为35 m^(2)/hm^(2),D_(max)为45 cm,q为1.7)在蓄积年生长量、蓄积量、采伐木平方平均直径以及树种组成稳定性方面表现出明显的优势,在达到均衡结构时,具有最大的蓄积量年增长量(iv),iv为1.18 m^(3)/(a·hm^(2)),同时该均衡曲线的其他评价指标也表现较为优秀,观测株数偏离均衡株数的方差值var为0.12<0.5,蓄积量V为268.13 m^(3)/hm^(2),采伐木平方平均直径dg为17.99 cm。此外,该均衡曲线在模拟期后20年(2077-2097年),树种组成基本保持稳定,未见明显波动,因此作为最优均衡曲线。【结论】现实林分经营模拟结果表明,如果按照最优均衡曲线进行森林结构的及时调整,森林的结构会逐步逼近均衡曲线,实现最终的均衡状态。同时,森林的树种组成也会发生相应的变化,经济价值高的硬阔树种以及栎类则会成为未来森林的主要组成部分,而马尾松的比例则逐步下降,到了后期马尾松会逐渐退化并被其他阔叶树替代。此外,大径阶树的株数增加,森林的价值逐步提升。

山西灵空山国家级自然保护区天然油松林灌草物种多样性研究

对山西灵空山国家级自然保护区天然油松林下灌木和草本植物组成及特征进行调查,分析其物种多样性指数,并进行等级评价。结果表明,天然油松林下灌木植物有23种,草本植物有28种,不同坡向的优势灌草物种明显不同。林下灌草植物总体多样性在阴坡最好,在半阳坡最差。各坡向林下物种多样性等级均达到了较好及以上水平,但阳坡灌木物种和半阳坡林下总体物种多样性阈值均接近较好水平的下限,需适当进行人为干预,促进其物种多样性的提高。

辽河源不同龄组油松天然次生林生物量及空间分配特征

油松是中国暖温带区域主要的森林植被,精确计算油松天然林生物量及准确表征空间分布特征对其在固碳释氧、林木积累营养物质等方面的生态服务功能评估具有重要意义。目前,国内基本上没有进行油松天然次生林生物量及空间分配在一个年龄序列上的研究。研究的主要目的是准确估算河北省平泉县辽河源自然保护区4个龄组油松天然次生林林分各组分的生物量,并揭示生物量在空间的分配特征。在每种林分内,林下植被层(灌木和草本)和凋落物层生物量通过样地调查和全挖取样的方法计算。基于胸径(DBH)和树高(H)的异速生长方程则用于计算乔木层生物量。结果表明:(1)林分生物量大小排序为:成熟林(397.793 t/hm2)>近熟林(242.188 t/hm2)>中龄林(203.801 t/hm2)>幼龄林(132.894 t/hm2);(2)乔木层生物量成熟林(373.128 t/hm2)>近熟林(224.991 t/hm2)>中龄林(187.750 t/hm2)>幼龄林(119.169 t/hm2)。地上部分各组分生物量大小关系略有差异,幼龄林和近熟林为:干>根>枝>叶>干皮>球果,而中龄林和成熟林则是干>根>枝>干皮>叶>球果。干生物量对于各龄组乔木层生物量来说是最大的贡献者,所占比例表现为:中龄林(66.25%)>近熟林(64.38%)>成熟林(62.09%)>幼龄林(38.41%),而贡献较小的球果则是成熟林(1.02%)>幼龄林(0.88%)>近熟林(0.72%)>中龄林(0.53%)。根系总生物量在18.315 t/hm2(中龄林)—44.849 t/hm2(成熟林)之间,其组分生物量大小整体上表现为:根桩>粗根>大根>细根>小细根;(3)灌木层生物量成熟林(0.861 t/hm2)>近熟林(0.790 t/hm2)>中龄林(0.559 t/hm2)>幼龄林(0.401 t/hm2),各组分生物量大小为根>茎>叶;(4)草本层生物量幼龄林(3.058 t/hm2)>近熟林(2.017 t/hm2)>中龄林(1.220 t/hm2)>成熟林(1.181 t/hm2),地下部分生物量均大于地上部分;(5)凋落物层生物量成熟林(22.623 t/hm2)>近熟林(14.390 t/hm2)>中龄林(14.272 t/hm2)>幼龄林(10.265 t/hm2),各层生物量大小为:未分解层>半分解层>全分解层。(6)在各层次生物量的比较中,4个龄组均表现为乔木层>凋落物层>草本层>灌木层。其中,幼龄林乔木层生物量占89.67%、中龄林占92.13%、近熟林占92.90%,成熟林占93.80%。

黄土丘陵区油松天然次生林林窗特征与更新动态

研究了黄土丘陵区油松天然次生林林窗的形状、大小结构、分布、形成木特征及其更新状况.结果表明：在油松天然次生林中，林冠林窗（CG）和扩展林窗（EG）面积均呈以小林窗为主的偏态分布.CG平均面积为31.15 m^2,以20～40 m^2林窗的数量比和面积比最大,分别为38.24％和30.50％;EG平均面积为58.04 m^2,以30～60 m^2的数量比和面积比最大,分别为36.77％和27.79％,且CG的平均面积占EG平均面积的53.67％;林窗形状多呈椭圆形,高度多在14～16 m;林窗形成年龄以10～20年为主,占33.82％.林窗中基折和枯立木分别占形成木总数的47.66％和23.44％.林窗形成的主要因素是人为间伐或盗伐,树木衰老等引起的抗性下降、干旱、病虫害等也是导致树木死亡的原因之一;每个林窗中平均有1.89个形成木,其中以2株形成木的林窗最多.林窗形成木主要是油松,其次为山杨、白桦和辽东栎等.形成木的径级呈明显的偏态分布,以10～20 cm和21～30 cm径级最为普遍,分别占总数的25.0%和45.31%,与林窗面积偏态分布吻合;林窗内林木的更新状况好于林下,且油松幼苗不存在断层,而油松林下幼苗在年龄结构上有明显的断层.

冀北辽河源地区不同林龄油松天然次生林土壤理化特征的研究

为探讨不同林龄的油松天然次生林土壤理化性质的差异及规律,以辽河源地区油松(Pinus tabulaeformis)天然次生林为研究对象,研究了不同林龄林分的土壤理化特征及其垂直分布特征。结果表明:1)随着林龄的增加,土壤pH值和土壤全P含量逐渐增加而土壤容重逐渐降低,土壤自然含水量、土壤全K含量先降后增,而土壤有机质、土壤全N含量先增后降。林龄对林分土壤物理性质影响不显著,而对林分土壤化学性质影响显著。2)各林龄林地土壤容重、土壤pH值随着土层深度的增加而增加,土壤自然含水量、土壤有机质含量、N、P、K含量随着土层深度的增加逐渐降低。3)土壤理化各指标间关系密切,除土壤全P与土壤其它理化性质间均无显著相关外,其它各指标间的相关性显著,相关系数正负均有,相关性较为复杂。

黄龙山林区封育天然油松群落种群生态位特征

选择黄土高原气候交错带的典型地段,将封育年限作为一维资源状态,以物种的重要值作为资源位上的表征特征,对6个封育年限内的油松群落乔木层、灌木层的主要种群生态位宽度和生态位重叠进行了分析,结果表明:多数种群的生态位宽度较窄,生态位宽度较大的种群,生态位宽度排序与其重要值排序并非一致;种群间的生态位重叠较为普遍,这些结果与群落封育过程中物种对光等生态因子要求不同直接相关。研究结果有助于理解天然林封育过程中种群的生态适应性变化规律。

秦岭火地塘天然次生油松林倒木储量与分解

粗头直径≥10cm,长度通常≥1m,倾斜度超过45°的死木质残体称为倒木（Harmon et al.,1996）。倒木是森林生态系统的重要组成部分,在森林生态系统中倒木与生产者、消费者、分解者之间都有着密切的营养关系,其结构与功能相互制约,相互影响。倒木对森林中生产者的更新有着不容忽视的作用,为各类植物提供了生境,而且还对森林生态系统的演替起着重要的作用（侯平等,2001）;

秦岭油松人工林与次生林群落特征比较

采用标准样地法对秦岭旬阳坝地区油松Pinus tabulaeformis次生林与人工林进行了群落学调查研究,旨在比较天然油松林遭砍伐后经过自然恢复或人工栽植恢复40a左右群落的特征差异。结果表明:天然恢复次生林有维管植物66科104属134种,人工林有维管植物73科104属125种,2种群落含1～2个种的科均较多;人工林与次生林共有种为70种,种类组成相似系数为53.03%。2种群落的垂直结构相似,都分为乔木、灌木和草本3层,乔木层又分3个亚层;人工林乔木层、灌木层密度低于次生林,草本层密度高于次生林。2种群落物种多样性指数中,Shannon-Wiener指数、Margalef指数和Richness指数的大小顺序均为灌木层>草本层>乔木层,Simpson指数均为乔木层>草本层>灌木层,Evenness指数的变化不一致,天然次生林为灌木层>草本层>乔木层,人工林为灌木层>乔木层>草本层;次生林乔木层的物种丰富度指数显著高于人工林,而均匀度指数显著低于人工林;人工林与次生林灌木层各多样性指数无明显差异;人工林草本层的优势度显著高于次生林。人工林凋落物厚度显著高于次生林,土壤营养指标在2种群落间均无明显差异。上述结果说明,经过40a左右的恢复,人工林与次生林群落特征已达到一定程度的相似性,油松适合作为该地区的造林树种恢复天然植被。

模拟氮沉降对油松林单一及混合叶凋落物分解的影响

通过长期原位模拟氮沉降试验,研究暖温带油松林单一和混合叶凋落物分解对外源氮添加的响应过程与机制。氮处理水平分别为对照(0 kg/(hm2·a),N0),低氮(50 kg/(hm2·a),N1),中氮(100 kg/(hm2·a),N2)和高氮(150 kg/(hm2·a),N3)。利用凋落袋法对天然林油松针叶、辽东栎阔叶、油松-辽东栎混合叶以及人工林油松针叶进行原位分解试验。研究结果表明,自然状态下天然林油松针叶、辽东栎阔叶、油松-辽东栎混合叶、人工林油松针叶分解95%所需时间分别为7.58、4.89、6.92、8.03年。氮沉降显著促进了人工林油松针叶的分解,抑制天然林辽东栎阔叶的分解;分解前期,N沉降促进天然林油松针叶、油松-辽东栎混合叶分解,并在分解后期对油松针叶分解产生抑制作用,而对油松-辽东栎混合叶分解无显著影响。在氮沉降持续增加的背景下,研究结果可为油松林生态系统物质循环和能量流动提供基础数据。

油松不同种源种实性状的变异分析

为了揭示油松Pinus tabulaeformis天然群体中种实性状的变异规律,对陕西省天然群体中7个种源的141个油松家系(单株)的球果和种子表型性状采用方差分析、多重比较和相关分析等统计分析方法,讨论了油松种源间和种源内家系间的遗传变异与相关。结果表明,油松种实性状在种源间和种源内家系间存在极其丰富的遗传变异。油松球果长度、球果宽度、球果鲜质量、种子长度、种子宽度和种子厚度等6个性状在种源间和种源内差异均达极显著水平,其中,球果鲜质量的表型和遗传变异系数达到最大。油松球果3个性状间相关紧密(P<0.05),种子性状间两两相关显著(P<0.01),而球果性状与种子性状之间相关多数未达显著水平。海拔和年降水与球果宽度和种子宽度正相关显著;年均温与种实性状呈负相关,与种子的性状和千粒质量的负相关达到5%的显著水平;地理纬度、≥10℃积温和无霜期与种实性状的相关性弱,均未达到显著水平。

油松天然林群落结构及种群空间分布格局

根据北京密云县不老屯镇0.6hm2的油松(Pinus tabulaeformis)天然次生林样地的调查资料,采用点格局分析方法,对群落的结构特征、主要种群及不同发育阶段种群在不同尺度下的空间分布格局及其相互关系进行了研究。结果表明:油松林乔木层共有5个种群,种群密度差异较大,油松种群的密度最大,槲树种群次之,其它种群密度极低。不同发育阶段个体种群密度大小顺序为中树>大树>幼树。群落个体直径分布与树高分布关系密切,均呈双峰山状分布。油松种群和槲树种群的空间分布格局与尺度关系密切,均以集群分布为主要特征,种间关系为负关联,种间竞争激烈。油松林不同发育阶段个体的空间格局随尺度变化,在较大空间尺度范围内呈现集群分布,幼树的聚集程度最大,中树次之,大树的聚集程度最小。不同发育阶段种群之间存在着相关性,以负关联为主,当空间尺度大于临界值时,油松不同发育阶段种群趋于随机分布,空间关联性减弱或无相关性。

次生林林木空间结构等对红松幼树生长的影响

本项研究以红松幼树及其周围最近4株相邻木组成的小环境结构单元为研究对象,研究了光照条件、土壤腐殖质层厚度、相邻木、直射光、上层树种、草本和灌木等6个环境因子对红松幼树生长的影响。本文对其中的光照条件、土壤腐殖质层厚度和相邻木等3个林木空间结构因子进行了研究。结果表明:(1)可以用开敞度表达红松幼树对光环境条件的特殊要求。随着林木的生长,开敞度将不断减小。(2)深厚的土壤腐殖质层厚度(约20cm)有利于红松幼树的生长。(3)用混交度和角尺度分别代表相邻木种类及相对于红松幼树的方位,当M=0 5(中度混交),W=0 5(随机),即同种红松伴生且周围相邻木为随机分布时,对红松幼树生长有利。

冀北山地天然林与人工林植被物种多样性研究

采用典型样地调查法,对冀北河北木兰围场自然保护区内天然次生油松(Pinus tabulae-formis)林和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林植被物种多样性进行研究。结果表明,2种林型下灌木层物种数与种类相近,而草本层物种种类有所不同;天然林草本层以菊科(Compositae)植物为主,优势种为小红菊(Dendranthema chanetii);人工林草本层以莎草科(Cyperaceae)等阳性植物为主,优势种为乌苏里苔草(Carex ussuriensis)。同一林型不同海拔样地间草本层的Margalef丰富度指数(RI)、Shannon-Wiener(H)、Si mpson多样性指数(G)和Pielou均匀度指数随海拔高度的增加,在天然林内先减小后增加,人工林内则持续减小;只有Alatalo均匀度指数呈现不同变化趋势。2种林型下同一海拔的样地间各草本α多样性指数均无明显差异(P<0.05)。人工林内样地间草本β多样性指数随海拔的增高而增加;天然林内该指数随着海拔的增高而减小。

基于哑变量的油松人工林和天然林生长模型

为准确掌握油松生长过程、改善油松经营管理模式,利用北京地区油松连续清查数据,在Richards模型基础上,考虑林分起源的差异,在模型中引入哑变量,建立北京地区不同林分起源相容性油松林分生长模型。结果表明:所建立的含哑变量的油松生长模型,对油松林分生长模型的拟合效果较好,决定系数高达0.938 0和0.991 8;油松蓄积量的拟合效果比断面积好,人工林的拟合效果高于天然林。用检验数据对模型进行适应性检验,林分断面积和蓄积量生长模型的预估精度均在90%以上。

辽西半干旱地区油松人工林天然更新的影响因子研究

为了给辽西半干旱地区油松林的科学经营提供理论依据,采用标准地调查观测的方法,研究林况、地况因子对辽西半干旱地区油松人工林天然更新的影响。结果表明:对天然更新幼树株数影响较大的因子为微地形、林分郁闭度、坡向和土层厚度,对更新幼树生长影响较大的因子为林分郁闭度、灌木盖度和土层厚度。林分郁闭度为影响辽西地区油松天然更新的关键因子,郁闭度大于0.7时几乎没有更新幼树,郁闭度小于0.3时幼树分布不均匀;坡向与土层厚度构成了辽西油松人工林天然更新的主导立地因子,阳坡天然更新不能成功进行,适宜的立地条件是实现油松天然更新的前提;侵蚀沟对油松天然更新有着显著影响,侵蚀沟内更新幼树株数比正常坡面高160.2%;林下灌草有时也会对油松天然更新产生重要影响。