西北地区红桦天然次生林立地质量评价

在陕西、宁夏、甘肃、青海等地设置红桦天然次生林临时样地85块,以年龄-树高、胸径-树高数据为依据,选取常用的9个树木生长模型拟合导向曲线,采用相对优势高法编制立地指数表和立地形表,并采用2种方法对4个不同地区的立地质量进行比较,实现对西北地区红桦天然次生林立地质量的科学评价。结果表明,立地指数和立地形的最优导向曲线方程分别为H=18.073/{1+exp[-(A-22.571)/9.144]}、H=19.793/{1+exp[-(D-12.218)/6.588]};确定基准年龄为40 a,基准胸径为20 cm,指数级距为2 m,划定10~20 m共6个立地质量等级,编制立地指数表和立地形表。检验结果表明,两表的卡方值均小于临界值,落点检验精度分别为95%和97.5%,达到编表精度要求,均能够良好地反映红桦天然次生林立地质量。2种方法在对4个地区的立地质量评价中表现出较好的一致性,其中陕西火地塘林场立地质量最优,宁夏二龙河林场次之,青海北山林场和甘肃洮坪林场立地质量一般。

甘肃省白龙江林区红桦病虫害防治技术

红桦是我国常见的绿化造林树种,在生态系统恢复与重建中发挥着至关重要的作用。病虫害的发生,会影响红桦成活率与林业发展水平。为推动林业发展,以甘肃省白龙江林区为例,着重对红桦常见病虫害防治技术要点展开深入研究。

红桦播种育苗技术

红桦为阔叶树种,具有耐贫瘠、耐旱、耐水湿等优势,常与针叶树形成针阔混交林,是重要的林木树种。主要从树形外观、分布情况、生长环境要求、生长周期等方面加以介绍,以此为基础探讨红桦育苗技术,以期促进红桦这一珍贵树种资源的保护和可持续利用。

秦岭林区红桦天然林直径分布建模与差异分析

林分直径分布是研究林分结构的基础。根据秦岭火地塘、旬阳坝、黄柏塬3个林区181块红桦天然次生林样地数据,采用三参数Weibull概率密度函数构建秦岭红桦天然次生林直径分布模型,并对矩估计法和混合估计法2种参数预估方法,以及极大似然估计法(MLE)、累积分布函数法(CDF)和修正的累积分布函数法(MCDF)3种模型拟合方法进行比较评价。在此基础上,进一步探究影响红桦天然林直径分布差异的主要因素。结果表明,混合估计法在预测模型参数上优于矩估计法,CDF拟合的直径分布模型精度表现优于MLE和MCDF。平均直径和林分密度对秦岭林区红桦直径分布影响显著。平均直径越大,林分密度越小的红桦林分直径结构越接近正态分布,呈倒钟形;平均直径越小,林分密度越大的红桦林分直径结构呈右偏或倒J形分布。研究结果证明了秦岭林区红桦天然林采用混合估计法预测参数并结合CDF进行拟合的直径分布模型估计效果最好。

N添加对西南亚高山红桦林根系分泌物及其介导的养分转化过程的影响

目前缺乏对根系分泌物通量以及相关生态后果对不同氮(N)沉降水平响应方向和幅度的深入理解,该研究以西南亚高山典型的红桦(Betula albosinensis)林为研究对象,通过野外原位N添加试验模拟不同氮沉降水平(对照组,0 kg·hm^(-2)·a(-1);低氮处理,25 kg·hm^(-2)·a(-1);高氮处理,50 kg·hm^(-2)·a(-1)),分析了红桦林根系分泌物C输入通量及其介导的根际土壤养分循环过程对不同N添加水平的差异化响应,试图揭示不同N添加处理对红桦根系分泌物C输入通量及其介导的土壤养分转化过程的影响。结果表明:(1)N添加显著抑制了红桦林根系分泌物C输入速率(其中低氮(N25)条件下单位根生物量根系分泌速率均值降低约14.87%)和年C输入通量(低氮条件下降低了约45.01%)(P<0.05),其高氮处理的抑制效应更强。(2)N添加显著抑制了红桦林N矿化速率及其相关的微生物胞外酶活性(P<0.05),并显著降低了其根际效应;N沉降显著抑制了根系分泌物C输入通量及其介导的土壤养分转化过程,并且这种抑制效应随N沉降水平的升高而增强。该研究结果可丰富全球气候变化下森林地下碳养分循环过程的认识和理解。

复合肥施用量对盆栽红桦幼苗生长的影响

以红桦幼苗为试验材料,利用盆栽试验研究不同施肥量对桦树幼苗、根系及叶片生长情况的影响。结果表明:施用肥料可明显促进桦树幼苗的生长;随着施肥量的增加,桦树幼苗地上部鲜重、地下部鲜重、总生物量、根系长度、根系表面积、根系体积、根尖数、根系交叉数、叶片数呈先升高后降低的趋势;在施肥量为2~3 g·株^(-1)时,桦树幼苗生长效果最好。

红桦育苗技术要点

红桦是一种树形优美、萌蘖能力强的速生型树种,是退耕还林工程中的先锋树种。由于红桦栽培具备良好的生态、经济及社会价值,甘肃省迭部生态建设管护中心电尕林场逐步扩大了红桦栽种面积,并不断优化红桦育苗造林技术。结合甘肃省迭部生态建设管护中心电尕林场的红桦育苗经验,从选地整地、种子采集与处理、科学播种、苗期管理及病虫害防治等方面对红桦育苗技术要点展开探讨,旨在为其他地区红桦科学栽培提供借鉴,进而扩大红桦栽培面积,充分发挥红桦在生态建设中的积极作用。

甘肃太子山林区红桦和落叶松外生菌根真菌多样性研究

为了明确甘肃太子山林区红桦和落叶松外生菌根真菌多样性,选取分子生物学方法开展红桦和落叶松外生菌根真菌多样性的研究。研究结果表明,甘肃太子山林区红桦外生菌根真菌重要值排名前五的分别为青霉、拟青霉、毛霉、犁头霉以及毛壳菌;甘肃太子山林区红桦外生菌根真菌重要值排名前五的分别为青霉、茎点霉、轮枝孢、犁头霉以及指轮枝孢。甘肃太子山林区的幼龄以及阳坡的红桦和落叶松树种,更容易被外生菌根侵染,真菌多样性更高。红桦外生菌根真菌多样性高于落叶松外生菌根真菌多样性,树龄和坡向对红桦和落叶松外生菌根真菌多样性影响明显。研究结果可为甘肃太子山林区人工造林提供理论指导。

太白山红桦林的排序

运用主分量分析（ＰＣＡ）法，将太白山红桦林分为７个类型：Ⅰ．红桦＋辽东栎林；Ⅱ．红桦＋辽东栎＋华山松林；Ⅲ．红桦＋华山松林；Ⅳ．红桦纯林；Ⅴ．红桦＋华山松＋牛皮桦林；Ⅵ．红桦＋牛皮桦＋巴山冷杉林；Ⅶ．红桦＋牛皮桦林。这不仅与分类结果一致，而且反映了各样地间的空间分布格局。影响排序的主导因子是红桦、辽东栎和牛皮桦。

光照与温度对云杉和红桦种子萌发的影响

通过在气候箱内模拟迹地环境条件 ,探讨了不同温度和光照对亚高山针叶林采伐迹地关键种种子萌发的影响 .结果表明 ,云杉和红桦种子萌发的最适温度均为 2 5℃ ,发芽率分别为 88 8± 8 4 %和 30 8± 10 4 % ,多重比较显示红桦对温度的响应比云杉更敏感 .云杉在 10℃时能萌发而红桦则几乎不能 ,红桦种子萌发所需要的最低温度比云杉的高 .昼夜温差对两类种子发芽影响明显 ,2 0℃ /15℃条件下两种种子萌发率最高 ,温差过大不利于红桦种子萌发 .光照强度对种子的发芽率也有明显影响 ,二者在透光 2 0 %时种子发芽率最高 ,分别为 83 2± 6 6 %和 2 9 2± 5 5 % ,云杉种子萌发对光照的响应比红桦种子更为敏感 .采伐迹地强烈的光照是限制亚高山针叶林自然更新的重要因素 ,迹地温度升高有利于云杉和红桦种子萌发 。

六盘山华北落叶松林和红桦林枯落物持水特征及其截持降雨过程

在六盘山南坡野外调查了华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtii)和红桦(Betula albo-sinensis)两个林分的枯落物数量特征,其厚度分别是3.6cm和4.0cm,储量为16.83t/hm2和9.04t/hm2。浸泡测定了单位重量(1.0kg/m2)枯落物的持水能力,华北落叶松林和红桦林的最大持水深分别是1.8mm和2.7mm。在六盘山地区自然雨强范围内(<30mm/h),利用模拟降雨研究了枯落物的截持降雨过程,表明枯落物持水能力随雨强增大而提高;在雨强为30mm/h时,华北落叶松林和红桦林枯落物(1.0kg/m2)的最大截持雨量为1.5mm和2.6mm,分别是浸泡测定持水能力的83.3%和96.2%,两种实验吸持水分的过程基本一致。分析表明,枯落物截持过程的吸水速率受其本身含水量大小的影响,同时构建了具有较好截持机制的枯落物截持降雨过程模型,并基于枯落物浸泡实验和模拟降雨截持实验的数据拟合了模型参数。

增温对川西亚高山针叶林内不同光环境下红桦和岷江冷杉幼苗生长和生理的影响

川西亚高山针叶林是青藏高原东部高寒林区的重要组成部分,也是研究全球变化对森林生态系统影响的重要森林类型。开展亚高山针叶林不同树种对气候变暖响应差异的研究,可为预测未来气候变暖背景下亚高山针叶林植被组成和森林动态提供科学依据。我们以川西亚高山针叶林两种主要树种——红桦(Betula albo-sinensis)和岷江冷杉(Abies faxoniana)为研究材料,采用开顶式增温法(Open-top chamber,OTC)模拟气候变暖,研究了增温对全光条件和林下低光环境中(约为全光的10%)生长的红桦和岷江冷杉幼苗生长和生理的影响。在人工林环境下,OTC使增温框内平均气温和地表温度分别升高了0.51和0.33℃;而在林外空地处,OTC使二者分别升高了0.69和0.41℃。研究结果显示,增温总体上促进了两种幼苗的生长和生理过程,并促使幼苗将更多的生物量投入到其同化部位——叶,使幼苗的根冠比(R/S)显著降低。增温通过增加叶片的光合色素含量和表观量子效率等光合参数,促进了幼苗的光合过程和生长。然而,增温对两种幼苗生长和生理的影响效果与植物种类及其所处的光环境有关。增温仅在林外全光条件下显著影响红桦幼苗的生长和生理过程。岷江冷杉幼苗对增温的响应与红桦相反,即增温仅在林下低光环境下对岷江冷杉幼苗的生长和生理过程有明显促进作用。这种响应差异可能赋予这两种植物在未来气候变暖背景下面对外界环境变化时具有不同的适应能力和竞争优势,从而对亚高山针叶林生态系统物种组成和森林动态产生潜在影响。

太白山红桦种群不同发育阶段的空间格局与关联性

以太白山1 hm2红桦林样地资料为基础,运用点格局分析方法中的单变量O-ring函数和双变量O-ring函数对红桦种群不同发育阶段的空间格局及关联性进行分析。结果表明:太白山红桦林多为成熟林和过熟林,林下幼苗、幼树极少,而受到一定砍伐干扰的林下红桦更新较好;红桦不同发育阶段的分布格局各异,幼树的聚集性最强,中树表现出一定的聚集性,而大树主要表现为随机分布;红桦幼树与大树在0～15 m尺度空间内多呈负关联,幼树与中树及中树与大树空间分布上总体无显著关联性。以上结果表明:红桦种群强烈依赖于干扰进行斑块集群更新,其更新不仅受种间竞争的影响,同样受种内竞争的制约,最终导致成熟的红桦林更新极差,呈现衰退趋势。选择性择伐大树或者枯树可以促进红桦种群的局部稳定性。

太白山红桦种群结构与空间分析

为了揭示太白山红桦(Betula albo-sinensis)种群的维持机制,结合径级结构、静态生命表和存活曲线,对太白山红桦种群结构进行了研究;并应用单变量、双变量K函数对不同径级立木与残干的空间格局、空间关联性进行了多尺度分析。研究显示,太白山红桦种群在幼苗幼树阶段死亡率较高,进入中龄期后死亡率有所降低,随着年龄增长,死亡率逐渐增加,直至年龄极限。其存活曲线基本接近DeeveyI型(曲线凸型)。其个体死亡方式主要为掘根和折干(由大雪所致),能够为种群更新提供潜在空间。除海拔2250m立木整体格局呈集群分布外,该地区红桦立木与残干在不同尺度下的整体格局均为随机分布。不同发育阶段的个体均呈集群分布,表现为斑块状同龄群。在红桦更新所需的最适林窗大小尺度上,红桦立木与残干的空间关联性为显著正相关。以上结果表明:太白山红桦种群具有同龄集群生长的特性,种群由时空上不连续的局部斑块同龄个体组成,其更新有赖于以掘根及折干方式死亡个体所形成的林窗斑块,这种以局部林窗斑块更新维持种群整体稳定的特性,可能是其长期稳定存在的重要机制。

光照强度对川西亚高山红桦幼苗光合及叶绿素荧光特性的影响

为了研究弱光环境对林下红桦幼苗光合生理的影响,进行了30±2.5%遮荫处理,并对7月份川西亚高山红桦(Betula albosinensis)幼苗光合以及荧光参数进行了测定。结果表明:随着光照强度的降低,红桦幼苗叶片光补偿点、光饱和点、CO_2补偿点、CO_2饱和点、光合色素含量以及羧化效率(CE)均上升;对照和遮荫条件下,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(rubisco)活性分别为0.203和0.177μmol·mL^(-1)·min^(-1)。遮荫处理的(?)PSII、Fv/Fm的日变化比较平稳而且维持在一个较高的水平,而且其Fo、(?)PSⅡ、Fv/Fm值均高于对照。这些现象表明,川西亚高山地区夏季的强光环境对红桦幼苗的光合作用具有一定的负效应,但对林下的幼苗光合与生长却是有利的。红桦幼苗是该地区暗针叶林演替初期的先锋树种和林下植被恢复过程中的主要树种,本结果对进一步研究该地区林地的生态恢复具有重要参考价值。

太白山红桦种子的萌发特性

红桦(Betula albo-sinensis)广布于我国太白山中高海拔地区,普遍存在着更新障碍。为了给红桦林的自然更新提供新的解释与证据,我们对2400粒红桦种子进行了去果皮观察并计数发芽率,观察了红桦种子在不同光合有效辐射(Photosynthetically active radiation,PAR)和不同光照时间(强光照:PAR为464.7μmol photons·m-2·s-1,12h·d-1;中光照:PAR为233.8μmol photons·m-2·s-1,12h·d-1;弱光照:PAR为233.8μmol photons·m-2·s-1,0.5h·d-1)、不同昼夜温差(25/20℃、20/15℃、15/10℃)和去果皮处理下的发芽率,以及无光照处理下的发芽率。此外,还观察了种子在不同覆盖物(阔叶、针叶、针阔混合)和不同基质(土、沙)中以及在落叶(阔叶、针阔混合)中的发芽率。红桦种子成熟时,大约54.29%为饱满具活力的种子。种子在25/20℃的昼夜温差下发芽率最高,而在15/10℃的昼夜温差下极少萌发。中光照下,种子发芽率略高于其它两种光照,无光照则完全抑制了种子萌发。去果皮处理可促进其萌发,各种覆盖物会导致种子发芽率下降。不同的萌发基质对萌发无影响。以上结果暗示,自然条件下太白山红桦种子的萌发将依赖于自然的扰动。

川西亚高山红桦幼苗土壤蔗糖酶活性对温度和大气二氧化碳浓度升高的响应

研究了不同月份、不同密度下川西亚高山红桦(Betula albo-sinensis)幼苗土壤蔗糖酶活性对温度升高(ET)、大气CO2浓度升高(EC)及其复合作用(ETC)的响应.结果表明:ET处理下,各月份土壤蔗糖酶活性均表现出不同程度的提高,其中5、6、9和10月份达到显著水平(P<0.05);EC处理下,各月份土壤蔗糖酶活性均显著提高,各月份土壤蔗糖酶活性表现为高密度根际土壤(HR)>低密度根际土壤(LR)>高密度非根际土壤(HN)>低密度非根际土壤(LN);不同月份的土壤蔗糖酶活性对ETC和遮荫(CS)处理的响应不同,其响应动态与季节变化、植物密度以及蔗糖酶在土壤中的位置密切相关.

大气二氧化碳浓度与温度升高对红桦幼苗养分积累和分配的影响

利用封闭式生长室,研究了CO2浓度升高(环境CO2+350μmol.mol-1,EC)、温度升高(环境温度+2℃,ET)以及二者同时升高(ECT)对川西亚高山红桦幼苗养分积累和分配的影响.结果表明:经过一个生长季,EC处理下红桦幼苗单株N、P、K积累比对照分别增加44%、45%和11%(P<0.05),ET处理下分别增加37%、76%和9%(P<0.05),ECT处理下分别增加24%、88%和20%(P<0.05).EC处理使N向红桦幼苗叶中分配的比例降低11.68%(P<0.05),向枝、茎、根中分配的比例分别增加2.95%、3.39%和5.34%(P>0.05);ET处理使N向叶中分配的比例增加11.09%(P<0.05),向枝、茎、根中分配的比例分别降低0.69%、10.35%和0.05%(P>0.05).ECT处理下N的分配格局与EC处理相似.3种处理下P和K在红桦幼苗中的分配变化差异较大,CO2浓度和温度升高可能促进植物养分的积累,改变养分在植物各器官间的分配.

大气CO2浓度升高对亚高山红桦碳水化合物含量与分配的影响

应用封闭式生长室系统,研究了川西亚高山红桦(Betula albo-sinensis)幼苗根、茎、叶和枝中碳水化合物含量及其分配和主要生长指标对大气CO2浓度升高(EC,Elevated CO2,环境CO2浓度+350(±25)μmol.mol-1)的响应。结果表明,红桦幼苗的树高、基径、树干基部横截面积和生物量等均受到CO2浓度升高的促进作用。与对照(CK)相比,CO2浓度升高显著增加了红桦幼苗根、茎、叶中的还原糖、蔗糖、总可溶性糖及淀粉含量。除蔗糖含量外,枝中还原糖、总可溶性糖和淀粉的含量也有显著增加。EC对红桦幼苗各器官中的纤维素含量没有显著影响。升高CO2浓度改变了碳水化合物在红桦幼苗根、茎、叶和枝中的分配格局;与CK相比,分配到根的还原性糖、蔗糖、淀粉、纤维素和总的可溶性糖分别增加了55.96%、35.76%、39.52%、29.36%和55.56%。综上所述,CO2浓度升高促进了红桦幼苗的生长,增加了红桦幼苗体内的碳水化合物含量及其在根部的积累,这将增强红桦幼苗对寒冷环境的抵抗力,提高其在环境中的竞争力。

秦岭中段红桦次生林更新特征研究

【目的】研究秦岭中段红桦(Betula albo-sinensis)次生林的更新特征,为红桦林的近自然恢复提供理论依据。【方法】应用典型样地法,调查红桦次生林的更新状况,分析林下木本植物更新特征及生物和非生物因子对其的影响。【结果】更新层共有木本植物59种,其中乔木树种有25种,占所有木本植物总数的42.4%。更新的木本植物中以灌木种居多,优势种有箭竹(Fargesia spathacea)、悬钩子(Rubus corchorifolius)等,红桦在群落更新层中的优势地位不明显。红桦次生林木本植物幼苗在40～60cm高度级内数量最多,0～20cm高度级内分布很少。林下木本植物的更新方式以萌生为主。林分密度对木本植物幼苗、幼树更新密度的影响相似,即其更新密度均随着林分密度的增加呈先增加后减少的趋势。阳坡(南偏西40°)利于幼树生长,随着坡向转为阴坡,幼苗密度逐渐增加,而幼树密度呈不同程度的减少。海拔对红桦次生林林下木本植物的更新也有明显影响,当海拔从1 825m增加到2 449m时,幼苗密度下降,幼树密度增大;但当海拔增加到2 467m时,幼苗密度增加,幼树密度减少。【结论】秦岭中段的红桦次生林处于演替后期,林分更新能力较差。