不同坡位米老排人工林生长量与生物量的研究

为了阐明坡位对米老排人工林生长量及生物量的影响,采用相对生长法分3个坡位对广西大青山28年生米老排人工林生长量及生物量进行研究。结果表明:坡位对米老排人工林胸径和树高生长量影响显著,且呈现出下坡位>中坡位>上坡位的规律;人工林群落及各组分生物量和乔木各器官生物量均受坡位的影响,且差异显著,下坡位生物量最高,中坡位居次,上坡位最低。

采伐方式对米老排人工林天然更新的影响

【目的】基于米老排树种生物学特性,探索采伐方式对米老排人工林天然更新的影响,为其天然更新利用和可持续经营提供科学依据。【方法】以南亚热带米老排人工林为对象,按单因素完全随机试验设计方法,设计3种采伐处理(TA:带状皆伐作业,皆伐迹地带宽约为100 m,顺坡长度大于100 m,两侧不采伐保留带宽度均不少于30 m;TB:沿顺坡方向带式渐伐,渐伐带宽约50 m,渐伐后林分保留密度120~150株/hm^2;TC:皆伐,作业面积4.0 hm^2)和1种对照CK处理(沿顺坡方向,保留宽度为50~100 m的不采伐保留带),每个处理布设3块样地。基于数据处理系统(DPS14.5),采用单因素方差分析和最小显著差异法(LSD),对米老排人工林不同采伐作业后天然更新幼树的更新密度、更新频度、生长等进行分析。【结果】(1)在采伐与抚育作业2年后,所有采伐处理迹地天然更新幼树(树高>1.3 m)的更新效果均可达到天然更新的良级标准(更新密度大于3000株/hm^2,更新频度大于60%),但仅有TC处理种子更新幼树的更新效果达到采伐迹地天然更新的良级标准。(2)在带状皆伐迹地内,米老排天然更新效果随林缘距离的增加而递减,仅能在距林缘18 m范围内(单侧林缘距离范围)达到天然更新良级标准。(3)采伐处理与对照处理相比,前者米老排天然更新的效果远高于后者。(4)在0~10 m尺度内,米老排人工林及其采伐迹地种子更新幼树的空间分布多为非单一的分布类型,并呈规律性变化(先呈聚集分布,随后再呈随机分布或均匀分布)。【结论】(1)在采伐处理与对照处理样地之间,采伐与抚育措施对米老排种子更新幼树的空间分布类型影响不明显,对促进种子更新幼树更新密度和更新频度的影响极显著(P<0.01),对改变种子更新幼树的径级分布作用明显。(2)在米老排人工林落种高峰期(其落种高峰期在10月下旬至12月中旬)外的带状皆伐作业,其作业的带宽宜控制在36 m内。(3)光照是影响米老排人工林天然更新幼树建成的关键因子,利用米老排人工林的落种期和天然更新特性(落种在空旷地易萌发),采用皆伐、渐伐与带状皆伐均可有效实现其采伐迹地的天然更新。

南亚热带米老排人工林皆伐迹地天然更新研究

基于南亚热带米老排人工林落种后皆伐迹地的天然更新调查资料,对其皆伐迹地天然更新幼树的树种、起源、数量、空间格局、分布频度和树高结构进行研究,结果表明:(1)皆伐迹地上绝大多数的天然更新树种为米老排树种;(2)在0~10 m空间尺度内,米老排种子更新幼树的分布为聚集分布(P<0.01);(3)米老排种子更新幼树的数量和频度,可达到森林天然更新的良级标准,亦符合采伐迹地人工更新成林的验收标准;(4)种子天然更新幼树树高的分布近似正偏山状的weibull密度函数;(5)在米老排人工林皆伐作业后1.5年左右,对采伐迹地天然更新幼树进行间苗定株较为适宜;(6)对米老排人工林适时适地的采用小面积皆伐、非炼山方式清理迹地剩余物、保护和利用迹地天然更新幼树的方式,可有效实现采伐迹地的森林更新。

南亚热带米老排人工林碳贮量及其分配特征

米老排是我国南方速生用材树种,研究米老排(Mytilaria laosensis)人工林碳贮量与碳分配的规律,可为评价米老排人工林的固碳能力与发展人工林多目标经营提供科学依据。采用样地测定的方法,对南亚热带米老排人工林不同器官碳浓度、碳贮量及分配特征进行了研究。结果表明:不同器官碳浓度均值的变化范围为:51.73%—55.75%,各器官碳浓度大小为:新叶>新枝>老叶>树干>老枝>根桩>粗根>细根;凋落物碳浓度为未分解层>半分解层;0—100 cm土壤碳浓度随深度增加而降低,变化范围为0.62%—4.10%。20年生米老排人工林总碳贮量为331.61 t/hm2,乔木层,凋落物层和土壤层的碳贮量分别为154.07、2.74和174.80 t/hm2。年均总固碳量为14.77 t/hm2,折合CO2量为54.16 t,其中乔木层、凋落物层和土壤层所占比例分别为60.73%,6.16%和33.11%。

米老排人工林天然更新及影响因子

【目的】探索米老排人工林天然更新的机理,为其天然更新的利用和人工促进措施提供科学依据。【方法】基于米老排人工林天然更新环境因子的调查及米老排种子萌发的控制性试验,采用单因素方差分析及最小显著差异法(LSD)分析光照(CK1,自然全光照,T1~T4处理分别为1~4层遮荫,37.3%、15.5%、4.2%和1.6%自然光照)、凋落物物理性质(覆盖方式)(A1和A2处理,种子分别在凋落物下方和上方)、凋落物浸提液浓度差异对米老排天然更新的影响。【结果】郁闭米老排人工林中,无论是米老排树种或其他树种天然更新的效果均不良[幼树(树高h>1.3 m)的更新密度<330.0株/ha,更新频度<13.0%]。林下微环境类型对米老排天然更新的影响明显,其微环境类型更新频度的排序为裸露地表>草本>凋落物>岩石,在凋落物覆盖的微环境中,其更新频度低于30.0%。在不同遮荫处理中,米老排种子的最终萌发率、萌发指数和萌发初始日的差异不显著(P>0.05,下同)。凋落物覆盖对米老排种子萌发的效果(萌发率、发芽势、萌发指数、平均萌发时间)影响不显著,但种子萌发起始日均大于CK1;种子处于凋落物上方的A2处理,其萌发率、平均萌发时间、萌发指数和萌发起始日与对照均有显著差异(P<0.05)。米老排凋落物浸提液对米老排种子萌发有“低促高抑”化感作用,其中,高浓度浸提液(B1处理)对种子的萌发率、发芽势和萌发指数有强烈抑制作用(|RI|>0.50),低浓度浸提液(B2、B3和B4处理)对种子的萌发率、发芽势和萌发指数的化感作用为微弱等级(|RI|≤0.30)。【结论】种子萌发受凋落物隔离的物理障碍作用显著;光照不是影响米老排种子萌发的限制性因子,而是米老排幼树建成的关键影响因子;高浓度的凋落物浸提液对米老排种子萌发、幼苗胚根的生长及胚根与胚轴比值有显著抑制作用。因此,米老排凋落物的物理机械障碍是阻碍其种子萌发及幼苗定居的关键因子。

广西大青山米老排人工林土壤物理性质

用环刀法分3个不同坡位和4个土层深度对广西大青山米老排人工林土壤体积质量、含水率、持水量、孔隙度等物理性质进行了研究,结果表明:大青山米老排人工林土壤体积质量、土壤水分及土壤空隙的差异主要体现在表土层上,表层以下各土层之间差异不显著;不同的坡位对米老排表土层的土壤物理性质影响显著,但对表层以下其他土层无显著影响。

气候和地形对米老排人工林生长和材质的影响

比较分析了米老排人工林胸径和树高生长以及木材品质在不同气候、不同地形条件下的表现差异,结果表明:相同地形条件下生长在南亚热带的米老排人工林林分胸径和树高以及木材密度、顺纹抗压强度和抗弯强度大于生长在中亚热带的,而木材尺寸稳定性小于生长在中亚热带的。相同气候条件下,山谷中的米老排人工林林分胸径和树高以及木材尺寸稳定性大于山脊上的,木材密度、顺纹抗压强度和抗弯强度则小于山脊上的。差异显著性t检验表明:气候和地形对米老排人工林林分胸径和树高影响均极显著,对米老排人工林木材密度、顺纹抗压强度和抗弯强度影响极显著或显著;地形对米老排人工林差异干缩影响极显著或显著,气候对米老排人工林差异干缩影响不显著。综合考虑,要获得优质速生的米老排木材,宜选择南亚热带的山谷进行人工林建设。

米老排人工林种子雨时空动态特征及其采伐更新设计

【目的】以带状皆伐后米老排人工林为对象,研究其保留带和皆伐迹地种子雨及沉水种子的时空动态,旨在为米老排人工林更新采伐设计及促进天然更新提供科学依据。【方法】在米老排人工林带状皆伐后,分别在保留带和皆伐迹地内各布设3个固定样地,连续2年观测种子雨。采用单因素方差分析和t检验的方法对不同样地的种子雨组成进行分析。采用幂函数、指数函数及其对数转化函数模型,建立皆伐迹地内种子雨及沉水种子密度随离开林缘距离变化的分布预测模型。【结果】种子雨散落的起始期在9月下旬至10月中旬、高峰期在10月下旬至12月中旬、消退期在12月下旬至翌年1月上旬;在保留带内,种子雨密度及沉水种子密度的空间异质性不明显,年际差异也不显著;在皆伐迹地内,部分离林缘等距离样点间的种子雨密度与沉水种子密度的空间异质明显(P<0.05),年际差异也显著(P<0.05);在皆伐迹地,种子雨的沉水种子百分比随离林缘距离增加呈先增后降的变化;保留带的种子雨及沉水种子在林缘外皆伐迹地扩散的空间分布可用指数函数转换的线性模型较好描述,其最远扩散距离分别为25和20 m。【结论】成熟米老排人工林用于天然更新的种源充足,不存在限制;如果米老排人工林采伐时间是从12月至翌年1月底,因种子已散落且足够,故在满足国家有关人工林采伐政策的前提下,可用皆伐或不受宽度限制的带状皆伐;若在不是种子集中散落期且种子活力已丧失的时间采伐,如在6~9月,宜用带状采伐,且其适宜宽度及最大带宽为35与40 m。

米老排人工林营养元素积累及其分配格局

对广西宁明县34年生米老排人工林的5种营养元素(N、P、K、Ca、Mg)的含量、积累量及其分配特征进行了调查和分析。结果表明:米老排不同器官营养元素含量的变化趋势为树叶>干皮>树枝>树根>干材,树叶和干材各营养元素含量为N>K>Ca>P或Mg,树枝和树根中则是K或Ca>N>Mg>P,干皮为Ca>K>N>P>Mg;米老排人工林营养元素总储存量为1671.74kg/hm2,其中乔木层营养元素储存量(1497.01kg/hm2)占89.55%,灌草层(23.00kg/hm2)和凋落物层(151.73kg/hm2)营养元素储存量分别占1.37%和9.48%;米老排人工林乔木层营养元素年净积累量为44.03kg/(hm2·a),不同养分元素年净积累量的顺序为N>K>Ca>Mg>P,每积累1t干物质需要5种营养元素5.10kg。

23年生米老排人工林生物量测定

对23年生米老排人工林生物量进行了测定,得出了其各器官生物量排列为:树干>根>枝>皮>叶;米老排树干纹理直,结构细致,硬度及强度中等,不开裂,易加工,切面光滑,色泽美观,树冠大,叶片数量多,侧枝粗长,根系发达(84%的生物量分布在0~40cm的土层中,细根穿透能力强多分布在>40cm的土层中),这些是米老排生产力相对较高的主要原因,也是土壤改良与水土保持的优良树种。

桂西南28年生米老排人工林生物量及其分配特征

应用相对生长法对桂西南28年生米老排人工林生物量及其分配特征进行了研究。结果表明:28年生米老排人工林生物量为281.47t·hm-2,生态系统生物量分配格局为乔木层(97.89%)>凋落物层(1.87%)>灌木层(0.16%)>草本层(0.08%);其中,乔木层生物量为275.54t·hm-2,其生物量在各器官的分配规律为树干(63.01%)>树根(21.01%)>树枝(9.64%)>树皮(4.38%)>树叶(1.72%)>果实(0.25%);乔木生物量的径级分布接近正态分布,生物量主要集中在径级为25～29cm的林木,占乔木层生物量总量的48.15%;28年生米老排人工林林分年均净生产力为15.61t·hm-2·a-1,各组分净生产力大小顺序为乔木层(81.50%)>凋落物层(16.82%)>灌木层(0.98%)>草本层(0.70%);乔木层年均净生产力为12.72t·hm-2·a-1,各器官净生产力大小顺序为树干(48.76%)>树叶(18.64%)>树根(16.26%)>树枝(7.46%)>果实(5.50%)>树皮(3.39%)。

米老排人工林碳素积累特征及其分配格局

在生物量调查的基础上,对桂西南地区28年生米老排人工林生态系统的碳素积累特征及分配格局进行了研究。结果表明:米老排各器官碳含量在522.8～560.2g·kg-1,大小排序为:树叶(560.2g·kg-1)>树干(542.8g·kg-1)>树根(530.9g·kg-1)>树皮(530.8g·kg-1)>树枝(522.8g·kg-1);土壤碳含量以表土层最高,且随土层深度的增加而降低;米老排人工林乔木层碳贮量为147.90t·hm-2,其中,树干占乔木层碳贮量的63.72%;米老排人工林生态系统碳贮量为285.36t·hm-2,各组分的分配顺序为乔木层>土壤层>凋落物层>灌木层>草本层;植被层碳贮量为土壤层(0～100cm)的1.1倍。