华北落叶松林林分密度对林下更新影响研究

[目的]华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)是寒温带针叶林的优势树种之一。探究华北落叶松的更新特征,可为深入探测华北落叶松林天然更新潜在的生态学机制提供依据。[方法]以关帝山华北落叶松林为研究对象,设置3种林分密度类型,分析不同林分密度林下更新苗组成、结构及空间格局特征。[结果]中密度(825~875株·hm^(-2))华北落叶松林林下更新状况良好,更新苗数量明显增多(3500株·hm^(-2)),低龄级更新苗较多,高龄级的更新苗相对较少,更新苗龄级结构呈连续及相对稳定的分布;而低密度(575~700株·hm^(-2))和高密度(1000~1125株·hm^(-2))华北落叶松林下更新不佳,更新苗数量明显减少(≤1250株·hm^(-2)),高密度林下更新苗龄级结构间断,幼苗到幼树的过渡不连续。从更新苗的生长情况看,低密度林分中林下更新苗的株高、地径生长表现最好。更新幼树中的优势树种在3种密度的林分中均呈现明显的集聚分布。低密度和中密度华北落叶松林下更新幼苗的空间异质性强,高密度林下更新幼苗的空间异质性弱。更新幼苗空间变异主要由结构性因素引起。[结论]林分密度过密或过疏都不利于华北落叶松更新,及时进行密度调控有利于华北落叶松林的可持续发展。

配方施肥对华北落叶松各器官非结构性碳水化合物特征的影响

探究配方施肥对华北落叶松针叶、枝条和细根的非结构性碳水化合物(NSC)的影响,为华北落叶松高效施肥技术提供参考依据。以32年生华北落叶松为研究对象,采用N、P、K三因素三水平正交设计L 9(34),以不施肥为对照,研究配方施肥对华北落叶松针叶、枝条和细根的NSC及组分(可溶性糖、淀粉)含量的影响,分析华北落叶松各器官NSC及组分含量的相关关系。结果表明,1)华北落叶松针叶、枝条和细根非结构性碳水化合物含量随月份呈显著变化,基本均在10月达到峰值,且3个器官中NSC均以可溶性糖为主。2)各施肥处理对针叶、枝条和细根的NSC及组分含量的表现不同,其中针叶和细根的NSC含量分别在处理T4和T8较CK平均增幅最大,为29.65%、23%;而枝条的NSC含量和可溶性糖含量与CK的平均增幅相比表现为减少。3)相关性分析显示:针叶、枝条和细根的NSC含量与其可溶性糖含量和淀粉含量间均存在极显著正相关(P<0.01);细根NSC含量与针叶和枝条的可溶性糖含量均存在显著负相关(P<0.05)。4)N、P、K肥对华北落叶松各器官NSC及组分含量均有一定影响;N肥对细根NSC及组分含量均产生显著增加影响,P肥和K肥对各指标显著性影响有所不同;改善华北落叶松非结构性碳水化合物特征的最佳施肥方案为N 3P 3K 2(N 528.78 g·株^(-1)、P 1621.58 g·株^(-1)、K 172.98 g·株^(-1))。施用适宜的N、P、K配方能有效改善华北落叶松针叶、枝条和细根的NSC及组分含量,且各器官在生长过程中存在相互平衡和动态调配的关系。

内蒙古旺业甸华北落叶松人工林空间结构分析及其优化

以内蒙古赤峰市旺业甸实验林场未采伐的落叶松人工林幼龄林(18 a)、近熟林(34 a)及成熟林(48 a)为对象,分析3种林分空间结构,对结构不理想的林分进行空间结构优化。采用角尺度、大小比数、混交度及竞争指数4个林分空间结构参数,构建空间结构评价指数,对其空间结构进行优化。结果表明,旺业甸落叶松人工林幼龄林呈随机分布,近熟林及成熟林呈均匀分布,靠近随机分布,林木大小分化不明显,林木竞争较大,评价等级均为2级较差。根据评价结果,采用20%采伐强度后,竞争指数明显降低。采伐前后落叶松幼龄林空间结构综合指数由0.247增加为0.308,近熟林由0.312增加为0.406,成熟林由0.265增加为0.319,近熟林评价等级由2级提升为3级。通过对内蒙古赤峰市旺业甸林场的华北落叶松人工林空间结构分析与优化,可以较好地改善当地华北地区华北落叶松人工林林分空间结构,为我国华北落叶松人工林经营提供数据支持。

林龄和造林密度对塞罕坝华北落叶松纸浆林材性影响效应

【目的】探究林龄和造林密度对华北落叶松纸浆林材性的影响,为塞罕坝地区定向培育华北落叶松纸浆人工林提供理论和实践依据。【方法】以3种林龄(15、20、25 a)、3种造林密度(低密度2500株·hm^(-2)、中密度3300株·hm^(-2)、高密度4400株·hm^(-2))的华北落叶松人工林为研究对象,采用双因素完全随机区组法研究造林密度对于林木材性的影响。【结果】1)木材基本密度仅在高密度水平下20 a(0.439 g·cm^(-3))和25 a(0.387 g·cm^(-3))林分间差异显著(P<0.05),而不同林龄水平下造林密度对其无显著影响。2)晚材率在高密度时,随着林龄的增加先显著增大后显著减小(P<0.05),与木材基本密度的变化规律相似;15 a时,低密度(19%)林分显著小于其他两个林分(P<0.05)。3)年轮宽度在15和20 a时,随着造林密度的增大显著减小,且峰值及其出现峰值的轮龄逐渐变小;而在25 a不同造林密度间无明显差异,且峰值(5.9、6.1、6.2 mm)及其出现的轮龄(7、6、8 a)都相近,认为林分可能由25 a进入生长稳定期。4)年轮宽度在不同密度水平下,随着林龄的增长,林木形成层分蘖活动逐渐减弱,细胞间间隙变小,木材材质更加致密,不断变小。5)当林龄和造林密度较小时,林木生长速度较快,纤维细胞在横向和纵向方向上迅速且均匀生长、细胞壁较厚,纤维长宽比小、壁腔比大;待林龄和林分密度逐渐增大,纤维细胞横向生长减缓、细胞壁逐渐变薄,纤维长宽比增大(56.40~77.15)、壁腔比变小(0.48~0.25)、综纤维素含量不断减小(73.18%~53.09%),说明此时纤维细胞已经充分伸长。6)酸不溶木素含量在各林分间浮动范围不大(20.98%~29.74%),随着林龄的增长略有增高。1%NaOH抽出物、苯醇抽出物和灰分含量在林龄和造林密度水平上都无明显一致的变化规律。7)单位公顷纸浆产量在各林龄水平下仅在15 a不同造林密度间差异显著,且随着造林密度的增加都呈现出上升的趋势,所有林分中含量最高的为15 a高密度林分(68.47 t·hm^(-2))。低、中密度水平下的林分,林龄越大单位公顷纸浆产量显著增大,而高密度林分在不同林龄间差异不显著。【结论】根据主成分分析法和综合排名初步认为,15 a林分的2500株·hm^(-2)材性最好,可作为塞罕坝地区纸浆材定向培育的选择方向。

六盘山南坡不同密度华北落叶松人工林年内径向生长动态及其影响因素

[目的]探究不同密度下华北落叶松人工林林分径向生长的季节变化特征及其对环境因子的响应,为准确评估和预测未来区域尺度上华北落叶松人工林树木径向生长和森林动态、实现可持续管理与多功能维持提供科学依据。[方法]在宁夏六盘山南部香水河小流域,设置4种不同密度华北落叶松样地,使用树木生长尺对华北落叶松年内径向生长过程进行监测,并同步监测气象因子、土壤温度和湿度。[结果]表明:(1)在生长季时间尺度,华北落叶松径向变化呈“S”型,径向变化呈相对稳定、快速增大、涨缩波动3个阶段的时间格局,快速增大阶段主要发生在6月初—7月下旬,DOY152—210。(2)在544、742、999和1020株·hm^(-2)的密度下,生长季节内华北落叶松林平均累积径向生长量分别为1070±230μm、775±181μm、518±214μm和494±124μm;随林分密度的增加,华北落叶松年内累积径向生长量呈下降趋势,其快速增大阶段缩短;(3)混合效应模型分析结果表明,华北落叶松径向生长主要受土壤水分和平均气温控制,但林分密度和生长时期对年内径向生长也有显著影响;同时考虑林分密度、生长时期、树木大小以及气象因子等变量的模型可解释72.0%的方差,但排除林分密度和生长时期因素后,树木大小和气象因子共同仅能解释46.4%的方差。[结论]超过2/3的华北落叶松径向生长发生在快速生长期;华北落叶松平均累积径向生长量随密度增大而减小;林分密度、生长时期、树木大小和气象因子共同调控树木的年内径向生长。

坡向对六盘山人工华北落叶松林径向生长⁃气候关系的影响

黄土高原半干旱地区人工林生长受水分和温度影响显著,坡向作为重要的立地因子,在水热条件再分配中起到了决定性的作用。利用树木年轮学方法测定了1995—2020年六盘山叠叠沟小流域阴坡、半阴坡和阳坡的华北落叶松(Larix gmelinii var.principis⁃rupprechtii)人工林优势木逐年树轮宽度,建立树轮宽度标准年表(STD)和差值年表(RES)分析不同坡向林木生长特征及对气候响应的敏感性差异。研究结果表明:(1)各坡向优势木年表质量表现为阴坡最好、阳坡最差。(2)阴坡树木受最高气温和最低气温抑制作用显著(上年6、11月和当年7月);半阴坡树木与当年7月平均气温显著负相关;阳坡树木与平均气温的相关性低。(3)不同坡向树木均与上年8月降水量显著正相关,且阳坡树木对降水量的响应敏感性高于阴坡和半阴坡;半阴坡树木还受当年7月相对湿度的促进作用。(4)阳坡树木对干旱胁迫的响应敏感性高于半阴坡和阴坡,其中气象因素对阴坡树木径向生长变化的解释率最低。综上所述,六盘山半干旱区华北落叶松对气候响应的敏感性较高,且阳坡主要受降水量影响,阴坡受最高气温和最低气温影响较大,半阴坡则受温度和降水的共同调节。若发生干旱事件,阳坡树木径向生长下降幅度要远高于阴坡和半阴坡。结果为黄土高原土石山区华北落叶松人工林保护和可持续经营提供科学依据。

六盘山华北落叶松和白桦林日蒸腾对环境因子的响应差异

【目的】准确量化半干旱区典型人工林的蒸腾特征及其对气象因子和土壤水分的响应规律,探究其水分利用策略的差异,为该区域的林水综合管理提供理论依据。【方法】2022年5—10月,在六盘山半干旱区叠叠沟小流域选取当地主要的造林树种华北落叶松和白桦,各布设1个面积30 m×30 m的固定样地,每个样地选取12株不同胸径的样树,连续测定树干液流密度、气象因子和0~60 cm土层的土壤含水量,分析华北落叶松和白桦人工林蒸腾特征及其对潜在蒸散(PET)和土壤相对可利用水分(REW)的响应差异。【结果】1)7—10月华北落叶松和白桦人工林的日均蒸腾量分别为0.63和0.54 mm·d^(-1),前者比后者高0.09 mm·d^(-1);华北落叶松和白桦林分日蒸腾量随着月份变化均呈先增后减的变化趋势,在7月均达到最大值,分别为1.38和1.45 mm·d^(-1)。2)2种人工林的日蒸腾量对PET的响应均符合指数函数关系,即日蒸腾量随PET增大呈先增大后趋于稳定,但变化趋势在不同REW之间有差别;华北落叶松林分日蒸腾量随PET增长的速率在REW<0.3时较低,在REW>0.3后则迅速升高,且不同REW之间差距很小;而白桦林分日蒸腾量随PET增长的速率持续增大,且比较均匀。3)2种人工林的日蒸腾量对REW的响应也均符合指数函数关系,但变化趋势在不同PET之间有差别;华北落叶松林分蒸腾量随REW增长的速率在PET<2 mm·d^(-1)时较低,在PET>2 mm·d^(-1)后则迅速升高,且不同PET之间差距很小;相比之下,白桦人工林日蒸腾量随REW增大而升高的变化在整个PET变化范围内都比较均匀,且增长速率持续增大。【结论】华北落叶松林分日蒸腾量对PET和REW的响应明显比白桦林更敏感。华北落叶松林分日蒸腾量在PET<2 mm·d^(-1)或REW<0.3时明显高于白桦,但在PET>2 mm·d^(-1)或REW>0.3后迅速升高到其最大值附近并随PET或REW升高保持稳定,而白桦林分日蒸腾量表现为相对均匀地逐渐趋于其最大值。这说明在水分受限的半干旱区,华北落叶松林的蒸腾耗水量高于白桦林,且白桦林蒸腾受干旱期土壤水分的限制更明显。

宁夏六盘山北部华北落叶松林树高与胸径生长的多因子响应耦合模型构建

【目的】分析宁夏六盘山半干旱区叠叠沟小流域华北落叶松人工林林龄、密度和主要立地因子对树高和胸径生长的影响,建立树木生长的多因子响应耦合模型,为该地区华北落叶松人工林生长预测和可持续经营提供理论依据。【方法】2018和2019年,在六盘山半干旱区叠叠沟小流域分别选择42和57块华北落叶松人工林样地,调查树高、胸径、林龄、密度等林分结构特征以及坡向、土壤厚度等立地因子,并收集2003—2017年在叠叠沟小流域调查的93块样地历史数据。基于192块样地数据,分析树高和胸径对林龄、密度、坡向、土壤厚度等因子的响应规律,利用2/3和1/3的数据建立和验证树高与胸径生长的多因子响应耦合模型。【结果】树高和胸径对林龄、密度、坡向、土壤厚度的响应规律各异;树高和胸径随林龄增加先快速增加,后在林龄超过20年时缓慢增加;树高和胸径随密度增加先表现为稳定,后在密度分别超过2000、1500株·hm^(-2)时缓慢下降,在密度超过3000、2300株·hm^(-2)时加快下降;树高和胸径随坡向偏离正北方向的角度增加先表现为稳定,后在坡向超过80°时迅速降低;树高和胸径随土壤厚度增加先表现为增加,后在土壤厚度分别超过90、80 cm渐趋稳定。基于连乘耦合、立地指数和立地因子3种林木生长模型表达式,建立树高和胸径响应林龄、密度、坡向、土壤厚度和立地指数的耦合模型并拟合模型参数;树高模型的确定系数分别为0.804、0.902、0.806,NS系数分别为0.793、0.903、0.762;胸径模型的确定系数分别为0.846、0.803、0.834,NS系数分别为0.837、0.840、0.818;3种模型拟合效果均较好。【结论】宁夏六盘山半干旱区华北落叶松人工林树高和胸径生长随林龄、密度、坡向、土壤厚度增加分别表现为先快后慢增加、先稳定后下降、先稳定后降低、先升高后稳定,建立的连乘耦合、立地指数和立地因子多因子耦合模型精度均较高,但鉴于研究区尚未确定立地指数分布规律并综合考虑各模型精度、应用难度、结构复杂程度差异,建议采用多因子连乘耦合模型预测华北落叶松人工林树高和胸径生长。

氮添加对华北落叶松根际与非养分的影响

[目的]大气氮沉降对森林根际与非根际土壤养分有重要影响。华北地区是我国氮沉降高值区之一,然而目前关于氮沉降对该地区森林土壤养分影响的阈值及其是否引起其它养分限制还不清楚。[方法]本研究以河北省木兰林场国有林场的华北落叶松人工林为研究对象,通过多水平氮添加实验(0、5、10、20、40、80、160 kg N·ha^(-1)·yr^(-1)),分析氮添加对根际和非根际土壤在全量养分、速效养分及其生态化学计量的差异影响,旨在揭示氮添加对华北落叶松人工林根际效应的影响。[结果]研究表明:1)根际土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和有效氮(AN)含量随氮添加水平呈上升趋势,且都在氮添加为80 kg N·ha^(-1)·yr^(-1)时达到最高值,与对照组相比增加了39.55%、36.27%、56.69%、44.02%。2)非根际土壤NO_(3)^(-)-N在氮添加为160 kg N·ha^(-1)·yr^(-1)时达到最大,与对照组存在显著性差异,不同氮添加水平下SOC、TN、TP含量等均无显著变化。3)随着氮添加水平的增加,根际土壤的C∶P、N∶P呈上升趋势,非根际土壤的C∶P、N∶P呈下降趋势。4)相对于对照组,氮添加后土壤SOC、TN、NO_(3)^(-)-N、AN、AP、C∶P、N∶P的根际效应呈增加趋势。[结论]本研究表明,氮添加会增强根际效应,提高华北落叶松人工林根际土壤SOC、TN、NO_(3)^(-)-N、AN的含量,且阈值均在80 kg N·ha^(-1)·yr^(-1),而且氮添加会改变土壤磷元素平衡,华北落叶松人工林生长未来可能会面临土壤磷限制。本研究可为大气氮沉降或施肥措施下华北落叶松人工林的养分调控提供理论和科学依据。

土壤温度和含水率对幼、成蚓分解华北落叶松人工林凋落物的影响

为明确幼、成蚓在不同土壤温度和含水率条件下分解凋落物的作用,以陕西秦岭华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林为研究对象,采用微宇宙法进行接种蚯蚓对凋落物分解影响的室内培养试验,分别接种赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)幼蚓、成蚓,以不添加蚯蚓作为对照。设置不同土壤温度(T_(1):14℃、T_(2):18℃、T_(3):22℃)、含水率(M_1:30%、M_(2):32.5%、M_(3):35%)梯度,探究土壤温度及含水率对蚯蚓分解凋落物与凋落物养分释放的影响。结果表明:1)在T_(1)时随着土壤含水率的增加,幼蚓、成蚓对凋落物的分解率均在下降,M_(3)时幼蚓分解率是成蚓的1.3倍;在T_(2)、T_(3)时随着土壤含水率的增加,幼蚓、成蚓对凋落物的分解率提高,M_(3)时成蚓分解率分别是幼蚓的1.05倍、1.18倍;幼蚓、成蚓对凋落物C、N、P含量的影响及纤维素的释放作用增强。幼蚓、成蚓对木质素的释放作用在T_(1)、T_(2)时随土壤含水率增加呈下降趋势,T_(3)时,随土壤含水率增加呈上升趋势。2)在土壤含水率相同时,随着土壤温度的增加,幼蚓、成蚓对凋落物分解作用及凋落物C、N、P、纤维素及木质素的释放作用增强。3)土壤温度及含水率对幼、成蚓分解凋落物的速率有交互影响。蚯蚓对凋落物分解作用在T_(3)M_(3)时最强,幼蚓、成蚓对凋落物的分解率分别达18.3%和21.2%。接种幼蚓和成蚓后凋落物有机碳含量在T_(3)M_(3)时最低,与对照相比,分别降低了12.7%和13.5%;接种幼蚓和成蚓后凋落物全磷含量在T_(3)M_(2)时最低,与对照相比,分别降低了21.3%、29.5%。接种蚯蚓加速了凋落物分解及养分释放,蚯蚓在T_(3)M_(3)时对凋落物的分解作用最强,幼蚓、成蚓对温度及含水率的响应不同。

2种水分条件下华北落叶松林的林下日蒸散量变化差异

【目的】探讨土壤湿度对华北落叶松Larixprincipis-rupprechtii林下日蒸散变化的影响,为理解林地蒸散适应气候变化的机制及制定林水协调管理方案提供理论基础。【方法】以宁夏六盘山半干旱区叠叠沟小流域华北落叶松人工林为对象,设置了遮断降水输入(防水处理)和自然降水输入2种处理,人为加大土壤湿度梯度,分析2种土壤湿度条件下气温、太阳辐射、降水量等因子对林下日蒸散量的影响。【结果】在8、9、10月,自然降水的林下日蒸散量分别为67.06、36.32、29.49 mm·d^(-1),防水处理分别为54.22、20.07、11.35 mm·d^(-1),各月自然降水下的日蒸散量均大于防水处理。2种水分条件的林下日蒸散量随时间进程总体呈逐渐减小趋势,且自然降水下波动大于防水处理。8—10月,2种水分条件的林下日蒸散量差值总体呈先升后降的波浪状变化,比值总体呈逐渐升高的波浪状变化;在8、9、10月,各日自然降水日蒸散量与防水处理日蒸散量之差的均值依次为0.41、0.54、0.59 mm·d^(-1),比值依次为1.29、1.91、2.74。随潜在蒸散增大,2种水分条件的林下日蒸散量差与土壤体积含水量差的比值逐渐增加。土壤湿度对林下蒸散的影响在日潜在蒸散量小于3 mm·d^(-1)时较小,在大于3 mm·d^(-1)时增大,在大于5 mm·d^(-1)时增大极为明显。【结论】2种水分条件的林下蒸散影响因子大致相同,区别为自然降水的林下日蒸散量更多受降水影响,而防水处理则更多受土壤湿度影响。未来应增加多个土壤湿度梯度对林下蒸散差异的影响研究。图7表1参28.

华北落叶松混交林林下植物群落特征对间伐的响应

为探究提高华北落叶松混交林生物多样性的抚育措施,通过对北京市京西林场对照区(Ⅰ)、弱度间伐(Ⅱ)、中度间伐(Ⅲ)和强度间伐(Ⅳ)4种间伐强度下的华北落叶松混交林林下植物群落调查和监测,分析其林下植被变化特征。结果表明,4种间伐强度下,林下灌木种类分别为5、7、7、6种,草本种类分别为11、11、10、12种,共有物种包括山楂叶悬钩子、榛、绣线菊、溲疏、野青茅、苔草和假还阳参;随着林分郁闭度减小,灌木和草本数量增加,中度抚育强度样地(Ⅲ)中灌木数量最多,强度间伐样地(Ⅳ)中草本数量最多;随着间伐强度增加,喜光灌木如六道木、接骨木、连翘增多,凸显阳光对植被影响;不同抚育强度下灌木和草本植被重要值排序不同;灌木层中,绣线菊、牛叠肚在4种间伐强度样地中重要值均排前三,荆条仅在对照区(Ⅰ)中重要值排前三,连翘仅在强度间伐样地(Ⅳ)中重要值排前三,草本层中,野青茅在弱度、中度间伐强度均重要值排前三,尤其在强度间伐样地(Ⅳ)中,重要值达到37.16;物种多样性、群落相似性和林下物种多样性评估表明,不同抚育强度影响物种组成和多样性,高强度间伐有助于提高多样性,尤其是在草本层。研究结果为优化华北落叶松混交林抚育策略以提升生物多样性的保护效果提供重要参考。

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。

不同经营方法对秦岭华北落叶松林分生长和林下植被的影响

【目的】探讨不同经营方法对秦岭华北落叶松林分生长和林下植被的影响,以期提高生态系统生产力,优化该地区华北落叶松人工林经营技术,为实现森林可持续经营提供理论和实践依据。【方法】以西北农林科技大学教学实验林场平河梁华北落叶松人工林为研究对象,根据近自然经营指导下的抚育间伐技术措施,设置间伐处理(T1,间伐强度20%)和林窗处理(T2,只留下少许保留木,伐出其他乔木,形成32 m×32 m的方形林窗),以未经营样地为对照(CK),间伐和林窗经营7年后,调查不同经营方法对人工林林分生长及林下植被更新和生长的影响。【结果】间伐后的林木平均胸径、单株材积、总蓄积量均显著高于对照组,但树高变化较小;间伐和林窗处理下的林下幼苗生长发育与对照组均存在显著差异(P<0.05);间伐处理中,华山松和云杉幼苗的成活率较高,但人工补植的红桦幼苗全部死亡;间伐和林窗处理既促进了人工补植幼苗生长,又促进了幼苗天然更新;间伐和林窗处理后林下灌草的物种多样性显著提高;间伐和林窗处理后林下灌草的种类和盖度提高,物种丰富度也显著增加,以间伐处理效果最佳;对照样地和经营后样地之间共有植物种少,而间伐处理和林窗处理之间共有种较多,相似性系数高。【结论】间伐和林窗2种经营方法对华北落叶松人工林生长均有促进作用,间伐经营对华北落叶松人工林生长和幼苗更新的促进效果更为明显,灌草的物种多样性也在间伐后显著提高,在秦岭其他区域的华北落叶松人工林中采用间伐经营更加合理。

六盘山华北落叶松人工林叶面积指数的校准

为了提高植物冠层分析仪在测量森林叶面积指数时的精度和适用范围,在宁夏六盘山北部,选取不同林分特征的华北落叶松人工林,应用凋落物收集法测量华北落叶松人工林真实的叶面积指数,从而确定植物冠层分析仪测量的叶面积指数的误差范围,并进行校准。结果表明:(1)六盘山华北落叶松人工纯林的叶面积指数为0~2.96,在8—10月呈现减小的趋势。(2)在生长季中期(7—9月)植物冠层分析仪测得的叶面积指数偏小,误差范围在0.03~0.38(1.41%~15.89%),而在生长季末期(10月)的测量值则偏大,误差范围在0.04~0.86(1.67%~90.87%)。(3)植物冠层分析仪测量产生误差与林分郁闭度、林分密度、树高、胸径等密切相关。因此,可通过构建林分特征与叶面积指数的多因素耦合模型,从而提高植物冠层分析仪的测量精度和适用范围。

华北落叶松林下草本植物分布对光环境的响应及指示作用

林下光照影响草本植物的物种组成,草本植物对光环境也会产生响应。在冀北山地华北落叶松林内设置60个样方,调查草本植物的种类与数量,并用半球面影像技术获得林下光照数据(散射光指数ISF、直射光指数DSF、总光照指数GSF)。通过多响应置换过程(MRPP)和冗余分析(RDA)探究草本植物数量和分布与光照强弱的关系,通过指示种分析(ISA)明确不同光照强弱的指示物种。结果表明,研究区共有草本植物27科64属98种,菊科植物种类最多,其次是毛茛科和蔷薇科。重要值最高的物种为乌苏里薹草(31.0%),其次为披针叶薹草(21.5%)、尖裂叶蒿(13.5%)。MRPP分析发现,GSF、ISF和DSF对物种分布的影响均有显著性差异(P<0.05),RDA分析表明,林下草本受直射光的影响更显著。通过指示种分析结合RDA排序图,确定远东芨芨草(IV=66,P<0.01)和匍枝委陵菜(IV=62.7,P<0.05)指示强散射光;展枝唐松草(IV=50.9,P<0.05)和林地早熟禾(IV=45.1,P<0.05)都指示弱散射光;鹅观草(IV=47.2,P<0.05)指示强总光照。华北落叶松林下植物分布对光环境有显著响应,且对直射光更敏感,典型植物对光照具有良好的指示作用。

苏木山不同林分密度华北落叶松人工林土壤水分物理特征

为研究苏木山不同林分密度华北落叶松人工林土壤水分的物理特征,为华北落叶松人工林合理经营和生态环境的可持续健康发展提供理论依据。选择该林区5个密度林分,对不同林分密度、不同土层间的土壤物理特性进行综合比较,利用主成分分析、隶属函数和加权求和模型进行综合评价。结果表明,过低或过高的林分密度均会显著增加土壤容重,降低土壤总孔隙度、毛管孔隙度、最大持水量和田间持水量;不同林分密度土壤水分物理特性指标除非毛管孔隙度外均在土壤表层呈现显著变化;林分密度为1300株/hm^(2)时综合评价值最高,因此针对该林区的华北落叶松人工林,将林分密度控制在1300~1800株/hm^(2),将更有利于维持整个林地系统土壤水分物理特性的长期稳定性,为华北落叶松人工林维持长期生产力创造良好条件,获得更好的生态和经济效益。

不同海拔华北落叶松年内径向生长动态差异探析

为了解不同海拔对华北落叶松年内径向变化的影响,以围场县吉字营林区和塞罕坝机械林场自然保护区的华北落叶松人工林为研究对象,对比分析不同海拔华北落叶松年内径向生长的起止日期、径向生长速率、年内径向累积生长量的差异。在围场县吉字营林区(低海拔,1308 m)和塞罕坝机械林场自然保护区(中海拔,1530 m)设置了2个不同海拔的华北落叶松监测样地,利用点状树木径向生长监测仪对样地中的华北落叶松进行年内径向生长监测,通过日最大值法提取2022年不同海拔的华北落叶松径向生长量,并基于Gompertz函数对华北落叶松年内径向生长进行拟合。结果表明,中海拔地区的华北落叶松生长开始时间比低海拔地区晚15 d,结束时间早5 d,生长季时间缩短了20 d;在快速生长阶段,中海拔地区华北落叶松径向生长速率和累积生长量低于低海拔地区;在慢速生长阶段,中海拔地区华北落叶松径向生长速率和累积生长量高于低海拔地区。

华北落叶松育苗和造林技术要点

华北落叶松分布范围广,具有材质好,用途广,防风固沙,涵养水源等优点,是我国华北地区山地的主要造林树种。本文对华北落叶松育苗和造林技术要点进行系统论述,为华北落叶松的育苗和造林提供技术参考。

苏木山不同林分密度华北落叶松人工林土壤养分特征

【目的】华北落叶松是内蒙古苏木山主要栽植树种,华北落叶松在苏木山栽植初期长势良好,近年来随着华北落叶松林龄的增加,不同林分密度华北落叶松长势产生差异,本文旨在对苏木山不同林分密度华北落叶松人工林土壤养分特征进行研究。【方法】本文以内蒙古苏木山林场林分密度500~600株·hm^(-2)、900~1000株·hm^(-2)、1300~1400株·hm^(-2)、1800~2000株·hm^(-2)的40 a生华北落叶松人工林为研究对象,分析华北落叶松人工林不同林分密度对林下土壤养分的影响,及各土壤养分之间的关系。【结果】各密度华北落叶松人工林在0~30 cm土层中,土壤有机质、全氮、速效钾随土层深度的增加而减小。本文研究的土壤养分含量各因子之间存在显著相关性,其中有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量与土壤pH值呈显著负相关;全氮、碱解氮、速效磷、速效钾与土壤有机质呈极显著相关,全钾与有机质呈显著负相关。【结论】在所研究的林分密度中,密度为900~1000株·hm^(-2)时,0~30 cm土层土壤的有机质、全氮、速效磷、速效钾含量相对较高,pH值较低,即苏木山40 a生华北落叶松人工林林分密度为900~1000株·hm^(-2)时,土壤养分含量较高,利于林木生长,为最佳经营密度。