CO_2浓度倍增与干旱胁迫对油松(Pinus tabulaeformis)相对分枝级水力结构的影响

在密闭式生长箱内经过13个月高CO2浓度培养的5年生油松(Pinus tabulaeformis)为实验对象,采用改良冲洗法研究了CO2浓度倍增(720μmolmol-1)与干旱胁迫交互作用对油松相对分枝级水力结构参数的影响。通过测定油松不同分枝级的水力结构参数分别在720μmolmol-1CO2和380μmolmol-1CO2(大气现有CO2浓度)浓度下随着干旱胁迫的变化,得出不同分枝级的导水率(Kh)、比导率(Ks)和胡伯尔值(Hv)在2个CO2浓度下均随着干旱胁迫的增加而逐渐下降,叶比导率(Lsc)在720μmolmol-1CO2浓度下随着干旱胁迫的增加非线性变化(0级>2级>1级)不同于380μmolmol-1CO2(0级>1级>2级)。同期干旱胁迫条件下,720μmolmol-1CO2浓度下的Kh、Ks、Lsc和Hv均大于380μmolmol-1CO2且差异显著。根据整株苗木的水势将苗木的水分状况分为4个梯度,在正常水分(-0.45^-0.65MPa)、轻度干旱(-1.15^-0.75MPa)和中度干旱(-1.95^-1.35MPa)胁迫时,3个分枝级均在720μmolmol-1CO2条件下的Kh和Ks较380μmolmol-1CO2增加,说明交互作用能提高导水能力,同时加快水分运输效率。在重度干旱(<-2.80MPa)胁迫时Kh比380μmolmol-1CO2增加,而Ks比380μmolmol-1CO2减小,即交互作用提高了水分运输的安全性,却减少了有效性。

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。

不同强度间伐对油松人工林空间结构和天然更新的影响

抚育间伐是实现人工林近自然经营的重要途径,以山西省关帝山国有林管理局西冶川林场的22 a油松人工林为研究对象,设置标准地,按株数设计3种不同强度间伐,分别为20%强度间伐、30%强度间伐、40%强度间伐,并以未伐林地为对照,研究不同强度间伐对油松人工林林分的空间结构及天然更新改变的影响。结果表明,经3种强度间伐后,油松人工林林分的平均混交度分别比对照组增加了8.78%、38.17%、61.07%,其中,40%强度间伐后的林分平均混交度最高、影响最大;油松人工林林分的平均角尺度分别为0.472、0.518、0.534,弱度间伐对林分水平分布格局影响较小,而30%强度间伐、40%强度间伐使林分水平分布从均匀分布转变为聚集分布状态;油松人工林林分的平均大小比数分别为0.495、0.488、0.484,不同强度间伐对林分的平均大小比数影响较小,油松人工林天然更新能力得到了增强;不同强度间伐1 a后的油松更新幼苗总数分别是对照组的1.88倍、5.75倍、6.25倍。因此,西冶川林场的22 a油松人工林适合采用30%~40%强度间伐。

北京松山天然油松林与土壤N、P、K的化学计量特征

该文以北京松山天然油松林为研究对象,研究了不同林龄油松及其土壤中N、P、K的化学计量特征,并对各化学计量特征进行了相关性分析。结果表明,该地区油松N的平均含量(18.32 g/kg)低于全球平均水平,P的平均含量(2.54 g/kg)高于全球平均水平,油松平均N∶P值低于14,表明该油松林生产力受N限制;油松叶片的P含量随着林龄的增加整体上呈先增加后减少的趋势,不同林龄油松根部的N含量要明显低于叶片的N含量;土壤N含量与P含量呈极显著正相关,油松整体N、P、K含量两两均存在显著正相关。N与N∶P、N∶K均存在极显著正相关。P与P∶K之间相关性不显著;林龄与叶片P含量呈现较弱正相关,与其他各化学计量特征因子存在负相关,叶片N含量与根部N含量相关性较高。

人为干扰程度对油松天然林土壤物理性状的影响

为分析油松天然林土壤物理性状在人为干扰下的表现,文章以辽宁省铁岭市的油松为研究对象,设置4种人为干扰程度,即无人为干扰(对照,CK)、轻度干扰、中度干扰、重度干扰,分析不同人为干扰程度对油松天然林土壤物理性状的影响。结果显示,3种人为干扰下的土壤总容重分别比对照(CK)增加了0.09、0.23、0.3 g·cm^(-3);0~20 cm的土壤,3种人为干扰下的土壤总孔隙度分别比对照(CK)下降了6.13%、17.78%、28.82%;20~50 cm的土壤,3种人为干扰下的土壤总孔隙度分别比对照(CK)下降了7.63%、14.57%、22.23%。0~20 cm的土壤,3种人为干扰下的土壤最大持水量分别比对照(CK)下降了21.65%、49.26%、51.83%;20~50 cm的土壤,3种人为干扰下的土壤最大持水量分别比对照(CK)下降了26.26%、41.77%、45.56%。0~20 cm的土壤,3种人为干扰下的土壤前30 min入渗率分别比对照(CK)下降了48.15%、65.93%、73.35%。由此得出,相关部门应采取适当的人为管控措施,加强对油松天然林的保护。

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。

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%。

山西油松天然林分21年子代生长性状遗传变异研究

山西是油松种子区的中部区,也是周边省份的主要供种来源,本文在田间试验基础上对主要来自该种子区的23个天然林分21年子代植株的生长性状进行了测定。结果表明:树木生长在林分子代间差异极显著;山西油松天然分布具有地理区域性和山系区域性特点,区域内林分子代表现相对一致,区域间差异显著;区域林分子代生长量由大到小的地理区排序为中部区、南部区和北部区,按山系排序为关帝山、太岳山、中条山、吕梁山、太行山和管涔山,而与对林分当代调查结果不同;根据林分子代生长表现选出6个优良林分。建议加强对优良天然林分的保护,建设采种基地和用于高改良轮育种。

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。

采伐方式及整地对半干旱地区油松天然更新的影响

采用固定标准地观测方法,对朝阳半干旱地区油松天然更新人工促进措施进行了探讨,旨在为半干旱地区油松林的科学经营提供理论与技术依据。结果表明:间伐、带状采伐、带状采伐栽植山杏和整地措施可有效促进天然更新。对于31a生油松人工林,保留株数为225～375株.hm-2的间伐强度更新效果较好,更新幼树株数为2630～3480株·hm-2,更新频率为78%～83%;带状采伐宽度以8～12m为宜,更新幼树株数为2604～4375株·hm-2,更新频率为67%～91%;通过带状采伐栽植阔叶树山杏,可逐渐把现有油松人工纯林向复层异龄混交林方向诱导。

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。

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.

带状采伐栽植阔叶树对油松人工林天然更新的影响

采用标准地观测的方法,研究了带状采伐栽植阔叶树后油松(Pinus tabulaeformis)人工林天然更新的特点和效果。结果表明:带状采伐栽植阔叶树后,油松人工林天然更新效果受立地条件影响,阳坡不能更新或更新幼树极少。油松窄带状采伐栽植山杏(Prunus sibirica),油松保留带内油松天然更新幼树达3 500株/hm2;山杏林带内油松更新幼树约2500株/hm2,与山杏形成了混交林。油松窄带状采伐栽植黄栌(Cotinus coggygria var.pubescens),油松保留带、黄栌林带油松更新幼树株数均达到了天然更新标准;在有一定数量前更幼树的前提下,油松宽带状采伐栽植刺槐(Robinia pseudoacacia)、山杏等阔叶树后天然更新良好,阔叶树带内形成了稳定的针阔混交异龄林。

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。

油松天然群体种实性状表型多样性分析

在油松天然林分布区共抽取了10个群体,分别测量了8个种实性状。方差分析表明:油松种实性状在群体间和群体内存在广泛的变异,8个性状在群体间和群体内差异均达极显著水平。表型分化系数即群体间的变异为51.86%,大于群体内变异(48.14%),是油松表型遗传变异的主要部分。球果长、球果径、球果形状指数、种子长、种子宽、种子厚、种子形状指数和千粒重的变异系数分别为:12.87%、12.43%、11.19%、13.97%、16.92%、18.8%、11.53%和32.50%。利用群体间欧氏距离进行UPGMA表型性状的聚类分析,可将油松10个天然群体划分为5类。相关分析表明,油松球果长和果径相关紧密,种长、种宽和千粒重两两相关显著。种形指数与纬度、海拔和生态梯度值(EGA)呈显著负相关,与年均温、年降水量和生长期呈显著正相关。

秦岭西段油松天然次生林种群竞争关系研究

【目的】探明秦岭西段油松天然次生林的种群竞争关系,为秦岭西段油松天然次生林的保护及可持续经营与管理提供科学依据。【方法】通过典型样地调查,运用Hegyi单木竞争指数模型,定量分析秦岭西段油松天然次生林油松种群种内及种间的竞争强度。【结果】油松种群的种内竞争强度(竞争指数为145.50)大于种间竞争强度(竞争指数为47.29)。在胸径处于5～25cm径级,油松种群的种内竞争强度随着径级的增加而增大,胸径≥25cm后,其竞争强度又逐渐降低。油松种群内种间竞争强度的顺序为:油松>锐齿槲栎>小叶杨>白桦>三桠乌药>鹅耳枥>稠李>华山松>山楂>山杨>辽东栎>牛皮桦>橿子栎。油松对象木的胸径大小与油松种内、种间以及整个林分的竞争强度服从幂函数关系,其胸径大小与竞争强度之间呈显著的负相关关系。由预测结果可知,当油松胸径达到25cm后,种群竞争强度明显变小,且变幅较小。【结论】油松天然次生林胸径达到25cm之前应采取必要的人工抚育,以有效减小油松种群的竞争强度,使生态系统尽快达到稳态。

朝阳地区侵蚀沟内油松天然更新的影响因子分析

在大量调查研究的基础上,得出了影响侵蚀沟内油松天然更新的因子有:沟坡方向、侵蚀沟部位(纵向位置)、侵蚀沟深度和地被物厚度。对侵蚀沟内外油松的生长对比以及侵蚀沟内油松更新幼树连续5年生长量的调查研究表明:侵蚀沟内油松天然更新幼树连年生长量很大 ,侵蚀沟内外油松径生长量相当,树高生长量却相差悬殊,沟内油松树高是沟外油松树高的2倍。

秦岭天然油松、锐齿栎林根系-土壤互动效应研究

通过对油松林、锐齿栎林、草丛等不同植被类型下土壤物理性质研究表明 :土壤形成发育过程中 ,森林群落改善土壤物理性质的作用明显大于草本群落 ;阔叶林对土壤物理性质的改善作用强于针叶林。在 0～ 1 0 cm土层深度 ,>5 mm粒级的水稳性团聚体含量的增量锐齿栎林为 2 7.8% ,油松林为 1 4.0 % ,草丛为 5 .7% ;1～ 2 mm粒级的土壤水稳性团聚体含量的增量锐齿栎林为 6.0 % ,油松林为 1 1 .1 % ,草丛 8.6%。森林植被增加直径 >5 mm和 2～ 5

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。

黄土丘陵区油松人工林与天然林养分分布和生物循环比较

对黄土丘陵区油松人工林和天然林的养分积累与分配以及养分循环特征进行了比较研究,结果表明:(1)油松林各组分养分含量的变化趋势为:针叶>树枝>树皮>树根>树干;地上部分的养分在针叶、树枝、树干和凋落物中呈:Ca>N>K>Mg>P(林型Ⅰ的针叶、枝干和林型Ⅳ的树枝N含量较其它元素含量高),而在土壤层中呈:Ca>K>Mg>N>P;不同林型内各养分含量因林龄的不同而有差异。(2)油松林生态系统中养分总贮量的80.83%～98.81%集中在土壤组分中,乔木层养分量占总贮量的0.76%～5.52%,林下植被层和凋落物层的养分贮量分别占系统总贮量的0.05%～0.17%和0.38%～3.48%。人工油松林的养分贮量随抚育林龄的增加先升后降,30a时养分贮量最大,50a时养分贮量明显降低,其中N素衰减较其它养分快(30龄油松林是50龄油松林的4.23倍)。(3)油松林地上部分养分贮量主要集中在针叶,且随着抚育林龄的增加,针叶不但贮量增加而且占地上各组分总贮量比例也增大,树枝和树干只是绝对贮量增加,但所占地上总贮量的比例下降。(4)油松林地上部分养分的年积累量以30a人工林最高,变化趋势为Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅰ。各组分养分的年积累量总的变化趋势为:针叶>树枝>根系>树皮>树干,同一组分各养分年积累量与各组分养分贮量变化顺序基本一致,即10年生幼林为N>Ca>K>P>Mg,人工成熟纯林Ca>N>K>P>M,天然林与人工成熟林相似。(5)天然林的吸收量、存留量明显高于人工林。人工林随着抚育林龄的增加,吸收量和归还量增大,存留量和循环系数先增后降。各林地油松利用系数为:Ca>Mg>N>K>P,但同一养分利用率,油松人工林随着林龄的增加而降低,油松天然林与人工成熟林的利用系数和周转期相似。