冀北山地华北落叶松低效人工林节肢动物物种多样性研究

通过对冀北山地华北落叶松低效人工改造林的节肢动物取样调查,采得节肢动物2纲9目60科177种3 985头。并初步统计分析该低效人工林的节肢动物群落组成,对人工林中5种不同处理样地进行分别取样,分析比较各样地节肢动物群落的物种组成、多样性指数、均匀度、相似性指数。结果表明:人工改造林中节肢动物多样性整体水平比未经处理的对照林略高,其中,人工促进更新的针针混交乔灌草复层结构林(样地1)的节肢动物多样性水平最高。

封育对华北落叶松低效人工林林下植被的影响

以木兰围场国有林场40a左右生华北落叶松低效人工林为对象,采用样地、样方测定法研究了封育2a对不同抚育疏伐保留密度林分林下植物群落植物组成与结构的影响,结果是保留密度为825株·hm-2和500株·hm-2的低效人工林,经封育后林下植物种类及个体数量都增加,增加者主要为草本植物,增加量低密度林分高于高密度林分;灌木层平均高度和盖度增加,盖度增加幅度低密度林地大于高密度林地;高密度林地草本层优势种(批针薹草)不变,低密度林地原次优势种(小红菊)上升为优势种,而原先的优势种(金毛狗尾草)衰退为次优势;草本植物Margalef丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数等4个物种多样性指数高密度样地和低密度样地都有相应提高,封育可以提高林分林下多样性,高密度林分提高幅度大于低密度林分;综合考虑,为改善林下植物群落结构,40a生左右华北落叶松低效人工林抚育改造适宜保留林分密度为500株·hm-2左右。

不同抚育措施对华北落叶松人工林生长的影响

落叶松是当前我国重要的用材树种,可用于房屋建筑、木土工程、木纤维工业原料、细木加工等用材。因此,对子午岭林业管理局合水分局华北落叶松人工林的抚育情况进行了,结果表明:采取高强度的抚育间伐手段将能够促进当地的落叶松人工林整体生长,将间伐强度控制在>40%以上可能对于当地的落叶松人工林材积提升有利。

华北落叶松人工林林分生长研究

文章以某林场为例,以该林场内的华北落叶松为研究对象,从林木胸径、树高、枝下高、冠幅、高径比以及冠径比这几方面入手,分析林木的实际生长情况,确定密度、树龄与华北落叶松人工林林分生长情况之间所存在的关系,总结该林场内华北落叶松人工林的林分生长特征与规律。结果表明,密度与林分生长情况之间存在反比例关系;林龄与林分生长情况之间存在正比例关系。

不同林分密度华北落叶松人工林土壤水分物理特征研究

为了探究不同林分密度华北落叶松人工林土壤水分物理特征,本研究以关帝山华北落叶松人工纯林为研究对象,选取3种不同林分密度人工林(低林分密度700株/hm^(2)、中林分密度1500株/hm^(2)、高林分密度2500株/hm^(2)),采用样地调查和室内分析手段,分析土壤水分物理特征。结果表明:中林分密度华北落叶松人工林土壤容重、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、土壤总孔隙度、土壤最大持水量、最小持水量和毛管持水量均高于低林分密度和高林分密度。不同林分密度华北落叶松人工林土壤水分物理特征之间表现出明显的相关性。当林分密度在1500株/hm^(2)左右时,更有利于华北落叶松发挥其水土保持价值。

华北落叶松低质低效人工林改造示范技术应用

通过近5年对河北省木兰林管局龙头山林场道坝梁华北落叶松低质低效人工林改造示范技术研究,探索应用可行的恢复手段,对退化的华北落叶松人工纯林进行科学经营,转变经营思路,减少皆伐改造。按照近自然育林法则,采取围栏封禁、开窗引灌、群团状择伐、带状皆伐、人工补造及人工促进天然更新等一系列科学经营措施,改善森林的生态环境及森林自我恢复能力,提高林地、林木生产力,努力打造健康、优质、高效的复层、混交、异龄林,实现森林的可持续经营。

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。

塞罕坝华北落叶松人工林天然更新影响因子

为了探讨影响塞罕坝地区华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林天然更新的关键因子,基于两个龄级(Ⅲ龄级,20—30a、Ⅳ龄级,30—40a)共计18块(50m×50m)华北落叶松人工林标准地的调查资料,采用冗余度分析法(RDA)对标准地中不同高度等级华北落叶松更新苗密度与环境因子之间的关系进行了分析,并运用偏冗余度分析法(partial RDA)对影响林分更新的土壤-枯落物因子、林分结构因子进行了定量分解。结果表明:(1)土壤-枯落物因子是影响该地区华北落叶松人工林林分更新的关键因子。(2)Ⅲ龄级林分更新主要影响因子有林分密度、土壤有机质含量、土壤速效磷、土壤碱解氮含量和枯落物厚度;Ⅳ龄级林分更新主要影响因子有枯落物厚度、土壤全钾、林分密度、土壤p H值和基面积。两个龄级林分更新都表现出高个体数,低成活率的现象,枯落物厚度是造成这种现象的主要因素。(3)Ⅲ龄级林分更新苗在早期生长中受土壤-枯落物因子限制比较大,而后林分结构因子逐渐成为主要的限制性因子;在Ⅳ龄级林分中,除基面积外的林分结构因子与5个高度等级更新苗密度呈正相关。

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.

间伐强度对塞罕坝华北落叶松人工林生长进程和生物量的影响

根据塞罕坝机械林场总场阴河林场生产经营现有的间伐强度(24.0%、25.9%、38.6%),设置标准地9块并制作解析木9株,对不同间伐强度条件下的华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Mayr.)人工林生长状况、生物量及生产力进行了调查研究。结果表明:随着间伐强度的增加,胸径、树高、材积生长量均有明显增加;相同龄组不同间伐强度条件下,林木树干、树皮、树枝、树叶、树根生物量及总生物量有随间伐强度增大而增加的趋势。间伐强度为38.6%的林分树干的含碳量为48.20 t.hm-2,比间伐强度24.0%、25.9%的林分分别大2.81、1.08 t.hm-2,林木碳储量的积累主要在树干部分,大约占总碳储量的50%左右。从生产实际来说间伐强度为38.6%条件下林分平均生产力比24.0%、25.9%间伐林分分别高出4%、5%。针对林场生产经营现有的3种间伐措施来讲,最适间伐强度为38.6%。

华北落叶松人工幼、中龄林土壤肥力变化

2005年以北京市营盘附近中山20年生和28年生华北落叶松人工林为对象,通过测定土壤表层0-20 cm土壤物理性质、化学性质和土壤酶的季节动态,用主成分分析法探讨华北落叶松幼、中龄林土壤肥力的变化。结果表明：28年生华北落叶松人工林土壤含水量、最大持水量、毛管持水量和非毛管孔隙度等低于20年生华北落叶松,而土壤容重和毛管孔隙度高于后者;随林龄增大,华北落叶松土壤pH下降0.10个单位,土壤全氮、速效钾含量不同程度降低,而有效磷含量有一定升高;相对于20年生华北落叶松,除多酚氧化酶外,28年生华北落叶松土壤过氧化氢酶、转化酶、脲酶和碱性磷酸酶活性降低。土壤脲酶、过氧化氢酶、最大持水量、非毛管孔隙度是评价华北落叶松土壤肥力的重要指标。20年生华北落叶松林分土壤肥力对密度较敏感,应及时适量间伐。20、28年生土壤综合得分IFI分别为0.358和-0.358,营盘附近中山大面积栽植华北落叶松需持慎重态度。

六盘山南部华北落叶松人工林土壤有机碳含量

研究造林措施和林龄对宁夏六盘山南部不同坡向华北落叶松人工林土壤有机碳的影响。结果表明:造林后,各坡向的土壤有机碳含量均呈现先下降、后上升的变化过程,其对造林干扰的敏感程度随土层加深而减弱;在阳坡半阳坡,造林10年后的幼龄林0～45cm土层土壤有机碳密度(96.33t·hm-2)仍低于灌丛(122.12t·hm-2),造林20年后的中龄林(189.27t·hm-2)已高于灌丛,说明土壤碳库已得到恢复;在阴坡半阴坡,幼龄林和中龄林的土壤碳密度分别为192.37和222.03t·hm-2,均低于天然次生林(256.64t·hm-2),说明造林20年后土壤碳库仍未恢复;阳坡半阳坡林地在造林后第8年0～45cm土层有机碳含量降至最低,相对阳坡灌丛(32.13g·kg-1)的降幅为3.72g·kg-1,需在造林后第16年才能恢复到造林前的灌丛水平;阴坡半阴坡林地在造林后第16年降至最低,相对阴坡次生林(66.30g·kg-1)的降幅为22.77g·kg-1,需在造林后第32年才能恢复到造林前次生林水平;阴坡造林后,其土壤有机碳比阳坡损失量大,损失期长,恢复较慢,但阴坡土壤碳库的绝对值在任何林龄阶段都高于阳坡,说明阴坡森林土壤的碳储存能力高于阳坡;在阳坡半阳坡灌丛采用扰动较弱的稀植造林时,造林后第10年0～45cm土层有机碳含量平均为31.05g·kg-1,虽仍低于灌丛(35.55g·kg-1),但却远高于扰动较强的全面整地后常规密度造林(23.17g·kg-1)。

华北落叶松人工林生物量及其分配模式

植物生物量及其分配模式是全球碳循环研究的重要内容之一。为提高我国不同尺度森林生物量碳的估算和模型模拟等的准确性,该文采用标准木法研究了华北落叶松人工林典型分布区(关帝山、五台山中山和亚高山、五台山山间盆地、塞罕坝林区)的单木生物量相对生长模型、林分生物量及其分配模式的动态变化。结果表明:①林分生物量随林龄的增加而增加,但不同分布区林分生物量的生长过程存在有一定的差异。林龄较小时各区林分生物量的差别很小,但随着林龄的增加各区之间的差异逐渐变大。在五台山中山和亚高山,林分生物量在林龄25年左右时基本达到稳定,而五台山山间盆地则在林龄35年左右时才基本达到稳定,并且这两个分布区的最大林分生物量都小于关帝山和塞罕坝。②不同分布区生物量的分配模式存在一定的差异。干生物量的比例在关帝山和塞罕坝间无显著性差异(P>0.05),都明显大于五台山(P<0.05),其中五台山中山和亚高山干生物量所占的比例最小。各区枝生物量所占的比例均有显著差异(P<0.05),叶生物量所占的比例却无明显差异(P>0.05)。除五台山山间盆地外,其余3个分布区干生物量的比例与林龄、胸径和蓄积量等林分指标呈极显著正相关(P<0.01),枝和叶生物量的比例与这些指标呈极显著负相关(P<0.01),而且都以指数形式趋于稳定值,但根生物量的比例却与这些指标大多无明显相关性(P>0.05)。

华北落叶松人工林土壤碳氮磷生态化学计量特征

为阐明华北落叶松（Larixprincipis-rupprechtii）人工林地土壤有机碳、全氮和全磷质量分数的时间变化特征和垂直分布特征,以秦岭20年华北落叶松人工林林地为研究对象,对其土壤有机碳、全氮和全磷质量分数及其化学计量比的季节变化和垂直分布特征进行研究分析。结果表明：1）有机碳、全氮和全磷质量分数随着土层深度增加而降低,土壤有机碳和全氮质量分数具有相似的空间分布和时间变化特征。0-20 cm土壤有机碳、全氮和全磷质量分数从5—10月均呈现明显的动态变化,有机碳质量分数的季节波动性最大;20-40 cm和40-60 cm土层的季节变化规律没有0-20 cm土层明显。2）0-20 cm土层的C/N、C/P和N/P显著高于20-40 cm和40-60 cm土层;各个土层C/N季节变异性最小,季节变化规律不明显,N/P变异性最大,C/P次之,且C/P和N/P具有相似的季节变化趋势。3）土壤C、N和P质量分数之间存在极显著的正相关关系（P〈0.01）,土壤有机碳质量分数与C/N和C/P以及土壤全氮质量分数与C/P和N/P均呈极显著正相关;土壤全磷质量分数与C/P存在极显著正相关关系,而与N/P不相关。表明有机碳和全氮质量分数是导致C/N、C/P和N/P变化的主要因素。

不同林龄华北落叶松人工林地土壤肥力评价

运用主成分分析与Norm值、隶属度函数结合的方法,分析评价秦岭地区不同林龄（5、10和20年生）华北落叶松人工林土壤肥力的大小。结果表明：土壤有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾、酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶组成了土壤质量评价的最小数据集;速效磷隶属度数值最小,为0.14,铵态氮、脲酶次之,为0.26,速效钾与蔗糖酶的隶属度数值最大,分别为0.75、0.74;不同林龄土壤综合质量指数数值为0.43~0.57,随着林龄的增加,土壤肥力呈现降低的趋势,即5a〉10a〉20a;华北落叶松人工林样地磷元素的消耗速率〉氮元素,消耗速率分别为9.94%、1.11%,磷在华北落叶松生长中的限制作用会日益凸显。

华北落叶松人工林的生物量估算参数

分析华北落叶松人工林4个典型区域(关帝山、五台山中山区、五台山盆地区和塞罕坝)的生物量估算参数(生物量转扩因子、生物量扩展因子和根茎比)及其区域分异。结果表明:关帝山林区和五台山林区(中山区和盆地区)的生物量转扩因子平均值间无显著差异(P>0.05)且都大于塞罕坝林区(P<0.05);关帝山林区、五台山盆地区和塞罕坝林区的生物量扩展因子平均值间无显著差异(P>0.05)且都小于五台山中山区(P<0.05);生物量转扩因子和生物量扩展因子随林龄、平均胸径和蓄积量的增加而减小并趋于稳定;4个区域的根茎比平均值间无显著差异(P>0.05);根茎比随林龄和平均胸径的增加而增加(P<0.01),但与林分密度和蓄积量无显著相关性(P>0.05)。由于不同区域的生物量转扩因子和生物量扩展因子平均值间存在显著差异,故而建议按区域选择它们的值,并尽可能利用它们与林分测量指标的函数关系来确定。

林分密度对华北落叶松人工林林下植被多样性影响的研究

以河北省塞罕坝机械林场为研究地点,采用标准地调查法,研究在立地条件一致的情况下林分密度对华北落叶松人工林林下植被多样性的影响,结果表明:在华北落叶松人工林林下植被各多样性指数中,灌木的Simpson指数D和草本植物的Shannon-Wiener指数H受林分密度的影响最大。林分密度对华北落叶松人工林林下植被的科、属组成以及物种丰富度、物种多样性、物种均匀度均有一定程度的影响,随着林分密度的增加它们均呈不同程度降低的趋势。

五台山华北落叶松人工林生物生产力与营养元素的积累

在太行五台山地区，调查华北落叶松人工林林分１６块标准地，并测定了单株平均木各器官生物量及营养元素含量，拟合了华北落叶松林木各器官生物量随年龄变化的ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ生长方程。试验表明：华北落叶松立木及林分生物量年平均生长随年龄呈抛物线变化，２４年生时达到高峰，而叶片对干材的净光合同化率１８年生时即达顶峰，约为４００ｇ／ｍ２。１５年生林木各器官主要营养元素总积累量，从大到小顺序为Ｎ、Ｃａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｐ，林分每公顷可积累以上五种营养元素的总量是８８８．９１ｋｇ。Ｎ为４０６．８６ｋｇ，其中叶片中Ｎ积累２１４．５６ｋｇ，占总Ｎ积累的５２．７４％；干中Ｎ积累５４．３５ｋｇ，占总Ｎ积累的１３．３６％。１５年生华北落叶松林分，生产１吨干物质即固定Ｎ３．５ｋｇ；而生产１ｍ２木材需固定Ｎ４．６ｋｇ；伐倒１ｍ３木材所消耗的Ｎ仅为０．６１１ｋｇ，占１ｍ３木材需固Ｎ总量的１３．３６％。

塞罕坝华北落叶松人工林生产力对坡向的响应

以9块华北落叶松人工林标准地及9株解析木为研究对象,通过对不同坡向条件下(曼甸、阳坡、阴坡)华北落叶松人工林生长、生物量及生产力进行研究,结果表明,华北落叶松具有较好的适应性,在3种立地中曼甸上华北落叶松的胸径生长较大,树高差异不明显;同一林龄条件下,曼甸林分的生物量较阳坡、阴坡的大;各组分的含碳量以曼甸的最大,阴坡、阳坡差别较小;曼甸的生产力>阳坡>阴坡。

应用Gash模型对青海高寒区华北落叶松人工林林冠截留的模拟

为了解Gash模型在青海高寒区的适用性,选择大通县宝库河流域的华北落叶松人工林作为研究对象,利用调整后的Gash模型对林地林冠截留的观测结果进行模拟,结果表明:研究区华北落叶松人工林林冠饱和持水量S=0.569mm,树干持水能力St=0.010 4mm,树干径流系数pt=0.23%。观测期间降雨量不小于1mm的25场降雨的林冠截留的实测值为57.03mm,占总降雨量的23.34%,模拟值为61.89mm,占总降雨量的25.32%,模拟值比实测值高4.86mm,相对误差8.51%。此结果优于使用原始Gash模型的模拟结果。根据观测期间所有降雨的模拟截留结果,林冠截留损失最主要的部分是林冠饱和后的蒸发,占截留损失总量的63.62%,所占比例最少的是树干蒸发,仅为截留损失总量的0.30%。研究结果表明Gash模型在该地区具有较好的适用性。