大兴安岭山地樟子松天然林土壤水分物理性质及水源涵养功能研究

对大兴安岭山地樟子松天然林土壤水分物理性质及水源涵养能力进行研究,结果表明,0-20 cm土层土壤含水量、土壤毛管孔隙度、总孔隙度、枯落物蓄积量和蓄水量均表现为：坡下〉坡中〉坡上,土壤含水量变化范围为278.71~377.98 g/kg,平均值为327.67 g/kg;整个坡面土壤毛管孔隙和总孔隙度平均值分别为29.08%和53.15%;枯落物蓄积量和最大蓄水量分别为16.72,53.24 t/hm2。0-20 cm土层土壤容重随坡位降低有减小趋势,其平均值为0.84 g/cm3。土壤非毛管孔隙、土壤毛管蓄水量、有效蓄水量、最大蓄水量均表现为：坡下〉坡上〉坡中。整个坡面平均毛管蓄水量、有效蓄水量和最大蓄水量分别为625.90,499.05,1 130.29 t/hm2。樟子松天然林林地蓄水能力也表现为：坡下〉坡上〉坡中,坡下为1 358.51 t/hm2,坡上为1 102.09 t/hm2,坡中为1 058.85 t/hm2,平均蓄水量为1 183.54 t/hm2。由此可见,山地樟子松天然林蓄水能力受坡度和坡位影响较大。

大兴安岭山地樟子松天然林不同坡位土壤养分特征及相关性研究

以大兴安岭地区典型山地樟子松天然林为材料，研究了不同坡位土壤养分特征及其相关性，研究得出：坡位对土壤速效养分影响较大。樟子松天然林0～20cm土层土壤有机质含量与土壤水解氮含量均有：坡上〉坡下〉坡中，二者含量平均值分别为1．24％和573．45mg／kg；土壤全氮含量表现为：坡下〉坡上〉坡中，其含量平均值为2．504g／kg。土壤全磷和土壤速效磷含量变化规律为：坡上〉坡中〉坡下，其土壤全磷含量分别为：2．469、2．180和2．160g／kg；土壤速效磷含量分别为607．80、509．76和443．84mg／kg。土壤全钾含量变化为：坡下〉坡中〉坡上，平均值为50．41g／kg；土壤速效钾含量变化为：坡上〉坡中〉坡下，其值分别为：500．16、476．00和443．15mg／kg，平均值为473．10mg／kg。相关分析结果表明，土壤有机质与其他养分元素含量呈正相关，除与土壤全钾和速效钾相关性较差，其余相关性均较好。在不同坡位上，土壤全量养分间的差异不显著，速效养分间差异显著。

沙地樟子松天然林自然落种和土壤种子库的特征

研究了呼伦贝尔沙地3种类型的樟子松天然林内天然母树的自然落种和土壤种子库特征。结果表明:土壤种子库中种子数量的空间分布特征和母树自然落种数量的空间分布规律相同。从树干或林缘向外,随着传播距离的增加,土壤种子库的种子数量和母树自然落种的种子数量均有降低的趋势。从树干或林缘向外4～5 m范围内樟子松母树自然落种数量最多,而后随着距离的增加,自然落种数量明显减少。樟子松天然林母树自然落种的传播距离范围可以达到25 m,表明在适宜条件下,沙地樟子松天然林通过自然更新,能够迅速扩展林缘,扩大种群。

沙地樟子松天然林种子库特征研究

本文研究结果表明,樟子松天然林土壤种子库种子数量随着距树干距离（2-6 m）的增加有增加的趋势,但距树干8 m以后则降低,在距树干2-10 m范围内东侧、东南存在种子的概率占80%,西侧和北侧范围存在种子的概率为60%;樟子松天然落种数量更偏向于南侧,东侧和北侧落种数量偏少,并在树冠外围8-20m收集到的自然落种数量相对稳定;樟子松自然落种方位不同,种子发芽率也不同。距离树干4 m范围,种子发芽率平均值为71.5%;距离树干8-20 m,收集的种子发芽率依次为44.1%、70.8%、46.9%和36.1%;樟子松天然林土壤种子库内种子发芽率为58.2%,比当年自然落种平均发芽率降低17.6%。

呼伦贝尔沙地樟子松天然更新苗影响因素的研究

通过对呼伦贝尔沙地樟子松天然林天然更新苗特征及其影响因素的研究,结果表明:母树密度不同,天然更新苗数量和年龄结构存在明显差异;樟子松天然更新苗年龄结构在时间上具有明显的不连续性,樟子松天然更新苗密度因林分类型的差异明显不同。在疏林地(树龄30 a),平均更新苗密度每2 500 m2为13株,在火烧迹地平均更新苗密度每600 m2为28.5株,樟子松单株样地平均更新苗密度每600 m2为118.8株。不同年龄的天然更新苗保存密度和年平均降水量有显著或极显著关系,且随着林分郁闭度的增加,研究区天然更新苗密度呈现降低的趋势。

红花尔基沙地天然樟子松林生物量研究

为了解樟子松天然林的生物量,对红花尔基的樟子松生物量进行了测定和分析,结果表明:樟子松叶面积指数一般为4.3~5.2,最高为7.7,最低为0.6736。在年龄相同、郁闭度相同条件下,单位面积生物量随平均胸径的增加而增加。樟子松地上生物量与地下生物量的比值随年龄增加而增加,比值为3.3~4.55,平均为3.92;根系生物量是全部生物量的1/5。樟子松的根系主要分布在0~15 cm土层,占全部根系的62.788%,>15~40 cm土层根系占14%,40 cm以下占23.78%。地上平均净生产力最高为2665.7 kg·hm^(-2)·a^(-1),最低为149.5 kg·hm^(-2)·a^(-1)。全部生物量最大净生产力为2394.8 kg·hm^(-2)·a^(-1)。叶面积与叶干质量比随年龄增加而下降。樟子松枝、叶、干、根的含水率平均为51.766%~55.35%,2年生球果含水率平均76.366%。

不同起源樟子松林水分利用的差异及机制

明确同一树种不同起源林分(天然林与人工引种林)间水分利用特征的差异,对于指导林分的可持续经营具有重要意义。本研究以樟子松这一“三北”工程中重要的造林树种为例,选择2种起源的林分为试验林,利用热扩散技术监测了试验林生长季树干边材液流速率(Js),分析樟子松水分传输过程及其与环境因子间的关系。结果表明:在整个生长季的典型晴天下,樟子松人工林的日液流速率(J_(s-daily))显著高于樟子松天然林,二者J_(s-daily)平均值分别为132.98和114.86 cm·d^(-1),樟子松人工林表现出了更高的水分传输潜力。在樟子松天然林中,大气水分亏缺(VPD)对树木水分利用过程主要表现为驱动效应,而在樟子松人工林中出现了明显的阈值效应,VPD拐点约在1.91 kPa,此时液流速率(J_(s-hour))边界函数值接近最大值17.88 cm·h^(-1)。观测期间,2种起源樟子松林受大气驱动的蒸腾潜力(J_(s-hour)/VPD)随土壤干旱的加剧而下降,但樟子松人工林对干旱的敏感性比樟子松天然林更高,反映出这一树种对水分利用过程较强的调控能力。