2020-2021年北京燕山山地丘陵区典型生态系统碳水通量观测数据集

自涡度相关技术被广泛应用以来,对于生态系统碳源汇功能的估算研究日趋完善。燕山区域作为北京最为重要的生态屏障与碳汇功能区,对其碳水通量的研究目前相对较少,特别是聚焦区域代表性生态系统类型如山地灌丛。本数据集为2020至2021年北京市怀柔区燕山山地灌丛、乔灌混交林和人工针叶林三类生态系统碳水通量观测数据。数据采集和处理过程严格遵循中国通量观测研究联盟(China FLUX)生态系统碳水通量和气象数据质量控制和规范。本数据集预期可以为分析我国华北典型山地丘陵区对全球变化的响应及其机制提供支撑。

燕山山地蒙古栎次生林林冠下造林试验

蒙古栎次生林是燕山山地分布广泛的退化森林植被。以退化蒙古栎次生林为研究对象,强度疏伐后林分郁闭度降低至0.6,采用蒙古栎、黄檗、水曲柳、五角枫、白桦、核桃楸、紫椴7个树种开展林冠下植苗造林。试验结果表明:黄檗、水曲柳、五角枫和紫椴、蒙古栎可以作为蒙古栎次生林林冠下造林的适宜树种,白桦不宜在林冠下造林,核桃楸在林冠下造林需进一步提高疏伐强度;对林分自然更新幼树调查结果显示:蒙古栎次生林有较强自然更新能力,更新幼树种类多样,密度达1065株/hm^(2),更新树种以五角枫、春榆和大叶白蜡为主,而上层林木的主要组成树种蒙古栎、白桦和黑桦的更新能力较弱;建议根据各树种生物学特性逐步加大疏伐强度以培育近自然程度较高的混交林。

燕山山地油松人工林林隙大小对更新的影响

林隙（gap）又称林窗,指森林群落中老龄树木死亡或偶然因素（如干旱、台风、火灾等）造成成熟阶段的优势种死亡,从而形成林冠空隙的现象（Watt,1947）。美国生态学家Runkle（1982）将林隙分为2种,一种是林冠空隙（canopy gap）,指上方无树冠遮荫的部分,即太阳处于正中位置时无树冠遮荫的面积之和;另一种是扩展林隙（expanded gap）,指形成该林隙周围树木基部所包围的面积（Runkle,1981）。本研究所指的林隙为应用最为广泛的扩展林隙。近年来的森林动态学研究表明：林隙在森林结构和多样性维持中起着重要的作用。

燕山山地典型森林枯落物持水特性

【目的】探讨不同森林类型枯落物持水特性的差异。【方法】以燕山山地典型天然次生林、华北落叶松人工林和油松人工林作为研究对象,在林下设置标准地,测定枯落物厚度和蓄积量,通过室内浸泡法测定持水特性。【结果】枯落物有效拦蓄量、最大拦蓄量和蓄积量的顺序一致:华北落叶松人工林>典型天然次生林>油松人工林;自然含水量和饱和持水率:典型天然次生林>华北落叶松人工林>油松人工林;枯落物持水量与浸水时间呈对数关系,吸水速率与浸水时间呈幂函数关系。【结论】森林枯落物层发挥水文功能由持水能力与蓄积量共同决定,在森林经营过程中应充分考虑到包括树种组成和搭配、林分密度等诸因子的影响。

燕山山地华北落叶松人工林碳密度及分配特征

为了定量研究燕山山地不同林龄华北落叶松人工林的碳密度特征及其分配格局,为森林碳汇服务功能提升提供科学依据。以河北省木兰围场国有林场管理局新丰林场3种林龄(11,21,32a)华北落叶松人工林为研究对象,基于9块样地本底调查和27株标准木树干解析数据,采用标准木回归分析法、样方收获法、土壤剖面取样法和重铬酸钾—浓硫酸氧化外加热法等,获取不同林龄华北落叶松人工林的碳密度,分析了其特征及变化趋势。结果表明:不同林龄华北落叶松人工林生态系统总碳密度表现为32a(97.29t/hm^2)>21a(90.56t/hm^2)>11a(44.57t/hm^2),以土壤层和乔木层为主要碳库,二者之和所占比例高达52.59%~71.51%;随着年龄的增长乔木层碳积累能力逐步增强,11,21,32a华北落叶松人工林乔木层碳密度分别为14.27,38.57,42.37t/hm^2,且达到了显著性差异水平;3个林龄华北落叶松各器官的碳密度均表现为干>枝>根>皮>叶,各器官贡献率之间均达到了极显著性差异。其中,树干贡献率最大;随着林龄的增加,树干的碳密度分配比例增加,树枝、树叶、树皮的分配比例下降,而根系的分配比例相对稳定;林冠下层碳密度大小呈现出凋落物层>草本层>灌木层的规律,且随着林龄的增加而增加;0—60cm土壤层碳密度表现为随着土层的加深,碳密度逐步降低,表层有机碳含量最高,且随着林龄的增加而增加,不同林龄间存在显著性差异;选择胸径、树高两因素构建乔木层二元可加性碳密度预测模型效果较好。可见,华北落叶松人工林碳密度的变化主要受到其自身生长发育的影响。同时,也受到人工抚育产生的密度变化的影响。

燕山山地东西段白桦天然次生林直径结构规律的研究

林分直径分布是林分结构的主要特征,合理的林分结构是充分发挥森林功效的基础。本试验以河北省孟滦林场、黑龙山林场白桦天然次生林为研究对象,分析白桦幼龄林、中龄林和近熟林林分直径结构规律,用正态分布、对数正态分布、Weibull分布以及Logistic分布模型分别进行拟合。结果表明:孟滦林场和黑龙山林场白桦幼龄林直径分布均呈反"J"型曲线,符合对数正态分布;孟滦林场白桦中龄林直径结构呈单峰山状分布,符合正态分布、对数正态分布以及Logistic分布。而黑龙山林场白桦中龄林直径分布呈反"J"型,符合对数正态分布;白桦近熟林在孟滦林场中其直径结构呈双峰山状分布,Weibull分布拟合效果最好,而在黑龙山林场中,白桦近熟林直径分布呈多峰山状分布,Weibull分布拟合效果最好。

燕山山地丘陵区发展观光农业的思考——以迁西县为例

燕山山地丘陵区受气候、交通、传统等因素的制约,经济发展相对落后。在该地区发展观光农业,既可充分利用自然资源,也有助于实现农业多效、农民增收、产业优化转型。迁西县是典型燕山山地丘陵区地貌,该县观光农业在快速发展的同时,也存在着定位不清,重点不明,项目小、散、浅和宣传不到位等问题。提出清晰定位、培育品牌、打造产业联盟、引入CI增强宣传力度的解决办法。

燕山山地丘陵区水土流失防治途径及治理技术体系思考

燕山山地丘陵区位于京津冀协同发展区域北部,地理位置十分重要。根据区域土壤侵蚀环境和水土保持现状,分析了区域水土流失防治需求,并在已有治理经验的基础上,提出了该区的水土流失防治途径和水土流失治理技术体系,以期为区域水土流失防治提供思路和参考。

燕山山地华北落叶松人工林生物多样性研究

生物多样性与生境因子、林分自身因子、经营措施之间的动态变化规律研究,是开展森林经营的重要基础。通过典型样地调查,运用ForStat2.0统计方法,对燕山山地木兰林管局华北落叶松人工林生物多样性与生境因子、林分因子、经营措施之间相关系数,以及生物多样性各指数随林龄、郁闭度的变化趋势进行系统分析。研究表明:海拔、坡度、坡向、坡位、林龄、密度、郁闭度、混交比是影响该地区物种多样性的重要因子。生物多样性指数随林龄、郁闭度的变化趋势基本符合偏正态分布。据此认为森林经营管理过程中,通过及时调整林分密度,将有利于生物多样性保护,从而提高森林生态系统稳定性。

燕山山地华北落叶松不同测树因子之间的关系研究

华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Mayr.)是华北地区森林类型的主要优势树种,本文通过对华北落叶松各测树因子的(胸径和树高)的调查,利用树干解析,建立带皮胸径和去皮胸径、带皮胸径和树高之间的相关关系,并对其结果进行双变量方差分析。结果显示,30年生的华北落叶松树高和胸径都存在极显著相关,而12、15年生差异并不显著;中坡由于处于上下坡位的交界位置,所以胸径树高差异均不明显。

燕山山地次生阔叶林主要树种的生态位特征

为了解区域森林的结构与演替过程,促进森林植被的恢复,以燕山山地次生阔叶林为研究对象,采用样地调查法对主要树种的生态位进行了研究。结果表明,构成林分的树种多样,胡桃楸、黄檗、蒙古栎、春榆、白蜡、糠椴、五角枫等7个树种的生态位宽度较大,适应环境能力强,今后可在本区造林中选择应用。胡桃楸和黄檗在中、下坡位占有较高重要值,紫椴在中、上坡位占有较高重要值,应是其适宜生长的坡位条件。调查林分中各树种间生态位相似性程度处于中等水平,生态位相似程度较高的树种主要集中于处于中、上坡位且生态位宽较高的树种,如白蜡-春榆、糠椴-春榆、蒙古栎-五角枫等,由于林分处于幼龄阶段,各树种间生态位重叠值高,潜在竟争强度较高。

燕山山地白桦林的空间结构研究

为了解燕山山地白桦天然次生林的空间结构,以河北省孟滦林场和黑龙山林场的白桦天然次生林为研究对象,对其角尺度和混交度等空间结构特征参数进行了研究。结果表明:孟滦林场和黑龙山林场的白桦天然次生幼龄林均呈聚集分布,平均角尺度分别为0.58和0.55,孟滦林场的白桦天然次生幼龄林的聚集程度高于黑龙山林场;2个地区的白桦天然次生中龄林也呈明显的聚集分布。孟滦林场白桦天然次生林平均混交度为0.32,混交树种只有2个;黑龙山林场平均混交度为0.47,混交树种达到5个。

燕山山地造林树种筛选试验初报

针对冀北山地造林树种短缺的问题,选择黄檗(Phellodendron amurense)、华山松(Pinus armandii)、毛棶(Cornus walteri)、花楸(Sorbus pohuashanensis)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、黄栌(Cotinus coggygria)6个树种进行造林试验,结果表明黄檗、胡桃楸、毛梾、华山松和花楸5个树种均适宜在阴坡宜林荒山造林,黄栌适宜在阳坡宜林荒山造林,可作为本区宜林荒山人工造林树种。黄檗在半阳坡宜林地造林虽然成活率与保存率较高,但生长量与健壮程度显著低于阴坡造林地,因此水肥条件差的半阳坡宜林地不宜营造黄檗林。胡桃楸在石质沟谷地造林虽然生长量与保存率低于阴坡造林地,但保存率在85%以上且生长较好,为该立地条件较佳的造林树种和造林模式。

燕山山地槲树次生林冠下造林试验

针对燕山山地阳坡生长稀疏的退化槲树次生林,轻度疏伐后,采用油松容器苗进行冠下造林试验,结果表明:在林分郁闭度低于0.6的条件下,油松冠下造林的成活率与保存率较高,原有萌生单层纯林转化为异龄复层混交林,起到了较好改善林分结构和促进林分健康发育的作用。从油松幼树生长发育情况看,受光充分的油松幼树长势明显优于遮阴程度较高的幼树,说明影响退化槲树次生林冠下油松幼树生长发育的关键因素是受光条件,因此应适当加大疏伐强度,创造较好光照条件,以利于油松幼树生长。

燕山山地栎类次生林的林分结构特征

为了研究燕山山地栎类次生林的林分结构特征,采用样地调查法对栎类次生林的林分结构特征进行分析。结果表明:栎林按优势树种可分为槲树次生林、蒙古栎次生林、松栎混交林和阔叶杂木林4种类型,林分伴生树种多样,但以同龄单层林纯林为主,林分平均胸径和树高、蓄积量较低,森林质量较差,生态功能退化严重。森林经营中应根据不同类型栎林的结构特征,采用补植、疏伐和人工促进实生更新等措施促进森林发育。

燕山山地山杨天然次生林的碳汇量研究

采用生物量样地调查的方法,对燕山山地山杨天然次生林的生物量与碳汇量进行了研究。结果表明:山杨天然次生林的林木蓄积量和生物量、碳密度呈密切的相关性,其中以直线回归和幂函数的表现形式有较好适用性。山杨天然次生林林分碳密度平均值为218.6947t/hm2;其中林木生物量密度73.2898t/hm2,平均碳密度35.5883t/hm2;地被层平均碳密度7.9817t/hm2,土壤层平均碳密度175.1247t/hm2。

燕山山地胡桃楸林抚育试验

针对燕山山地沟谷胡桃楸林人为干扰多、缺少抚育和生长不良的问题,在林分结构特征调查基础上开展了胡桃楸林抚育试验。结果表明:在林分受人为干扰强度大的情况下,不良木所占比例较高,初次抚育间伐强度应为25%~45%,抚育后降低的郁闭度能在1~2 a内恢复;中幼龄胡桃楸林生长率高,强度疏伐后蓄积生长率提高8.7%~22.3%,抚育效果较好。

燕山北部山地不同植物群落物种多样性的空间变化

为了解燕山北部山地不同植物群落物种多样性的差异及其随坡位的空间变化,对该区4种典型植物群落的物种多样性进行了分析。结果表明:不同植物群落的草本层物种多样性随坡位变化未表现出一致的规律性,绣线菊灌丛的多样性随坡位的升高而缓慢增加,但变化不大;榛子灌丛的多样性随坡位的升高先下降后上升;天然杨桦林的多样性随坡位的升高逐渐下降,到上坡位置上变化较小;华北落叶松人工林的多样性没有明显的变化趋势。灌木层多样性的空间变化表现出两种趋势,绣线菊灌丛和天然杨桦林的灌木层表现为中间高两端低,榛子灌丛和华北落叶松人工林的灌木层物种多样性随坡位升高而增加。

燕山北部山地绣线菊灌丛生物量研究

绣线菊灌丛是燕山北部山地常见的退化生态系统类型,为了了解绣线菊灌丛的生长状况,对绣线菊灌丛的生物量进行了调查。结果表明:绣线菊灌丛地上生物量沿下坡-中坡-上坡的环境梯度有逐渐降低的趋势,下坡、中坡和上坡的总生物量分别为577.31g/m2、469.78g/m2和208.53g/m2;绣线菊灌丛中镶嵌分布的榛子灌丛的生物量和绣线菊灌丛也有相似的变化趋势,但榛子灌丛生物量明显高于绣线菊灌丛。绣线菊灌丛中草本层生物量也随坡度的增加有逐渐降低的趋势,其生物量的变化范围为118.92～276.72g/m2。该地区绣线菊灌丛生物量低于北方地区其他类型的灌丛。由此得出结论,绣线菊灌丛的生物量与地形条件密切相关,而且由于受到长期干扰,生物量处于较低水平。