安徽天井山国家森林公园马尾松次生林群落变化的初步研究

在安徽天井山国家森林公园马尾松次生林内设置3个固定样地进行长期监测,应用森林群落调查方法,统计分析2011-2022年间伐后马尾松次生林群落的演替进程和林木的生长变化。结果表明,在实行30%~50%强度的间伐措施后,经过12 a的自然更新,马尾松次生林纯林逐步向针阔混交林演替,但更新速度缓慢,阔叶树种由1种增加到4种,马尾松仍为优势树种,但重要值下降了30.9%;以马尾松为主的混交林中阔叶树的重要值由29.0%上升到61.7%,阔叶树种也增加了2种;以阔叶树为主的混交林中阔叶树种重要值达到84.1%,已呈现地带性森林植被特征。分析表明,对次生林采取“开林窗”的方式间伐马尾松,能快速诱导阔叶树种侵入次生林地,既能改善群落结构形成新的森林景观,又能获得较高的木材生长量。

千岛湖马尾松次生林珍贵化改培技术

淳安县是浙江省森林面积最大、森林蓄积量最多的县。该县自2008年起,针对结构单一的千岛湖马尾松次生林持续开展林相改造和珍贵化改培,先后实施了千岛湖林相改造工程、千岛湖森林彩化工程、森林生态系统修复工程,纯松林面积有所下降,有效提升了森林质量。本文基于相关实践,系统地介绍了千岛湖马尾松次生林珍贵化改培技术,包括改培模式选择、林地准备、树种选择、补植造林、抚育管理、目标树培育等方面内容,以期为大范围推广松林改培措施提供参考。

千岛湖区马尾松次生林疏伐后阔叶树生长和群落恢复研究

因分布于千岛湖的大面积马尾松占优势的次生林面临松材线虫病威胁,1996—2002年2次进行“砍松留阔”36.6%~50.0%高强度疏伐试验,于2022年进行调查,分析其阔叶树生长和群落恢复情况。结果表明:马尾松纯林经过疏伐后,促进了常绿阔叶树生长,阔叶树重要值从首次疏伐6年后上升至31.96%,第2次疏伐再过20年后增加到76.78%;马尾松阔叶混交林中的马尾松重要值试验初为66.87%,第1次疏疏伐6年后下降至34.05%,第2次疏伐再过20年后下降到13.54%;没有疏伐的常绿阔叶林前6年蓄积量年平均增长6.3%,再过20年后,优势树种苦槠枯死比例达1/3,总体蓄积呈基本稳定态势。马尾松林分布区高强度科学疏伐经营,可以促进林分的正向演替,免遭松材线虫病危害,同时还有一定的经济效益。

人为干扰对马尾松次生林多样性的影响

利用Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指数和均匀度来分析人为干扰对马尾松次生林木本植物多样性的影响，结果表明：马尾松次生林木本植物多样性指数为２左右（１．８５７９～２．１９４６），均匀度为０．７左右（０．７２４４～０．７７４６），物种多度分布符合对数级数分布。不同干扰强度对多样性和均匀度有一定影响，对物种多度分布没有影响，对马尾松林的更新有重要作用。

基于混合效应的湖南马尾松次生林单木生长模型

【目的】建立湖南省马尾松次生林单木断面积与材积生长模型,为林木的生长预估提供理论依据。【方法】以湖南省2014年一类清查样地中的20块马尾松次生林为研究对象,选取5个具有生物学意义的生长方程,建立马尾松断面积和材积随年龄变化的基础模型,在此基础上,加入以样地为随机效应的随机参数,构建基于混合效应的湖南马尾松次生林单木断面积和材积生长模型。【结果】断面积生长最优基础模型为Logistic方程,其确定系数(R2=0.746)和预测精度(P=98.13%)最大,残差平方和(SSE=0.025)最小;材积生长最优基础模型为Richards方程,其R2为0.703,预测精度为97.20%,SSE为1.034;混合效应模型模拟结果显示,断面积和材积生长模型的随机参数均为μ1、μ2、μ3。混合效应模型的拟合效果较基础模型有显著提升,其中断面积生长模型的R2由0.746提升到0.974,平均误差Bias由0.000 26降低到0.000 01;材积生长模型的R2由0.703提升到0.984,平均误差Bias由0.001 73降低到0.000 13。两个模型的预测精度较对应的基础模型均有所提升。【结论】含样地效应的混合效应模型拟合效果和预测精度均优于基础模型,具有更高的适用性,可为该林分的可持续经营提供科学指导。

不同恢复时期马尾松次生林土壤养分与微生物的演变

为了探讨牯牛降国家级自然保护区不同恢复时期（10年、20~30年、50年以上）马尾松次生林下土壤养分、微生物特征及其相互关系,采用稀释平板法和常规化学分析法进行测定。结果表明：（1）不同恢复时期马尾松次生林土壤铵态氮含量无显著差异（P〉0.05）,土壤有机碳、全氮、有效磷和硝态氮含量主要集中在0~20 cm土层内差异显著（P〈0.05）,但含量峰值点分布有所不同。（2）不同恢复时期马尾松次生林土壤微生物的总数量为：恢复50年以上〉20~30年〉10年,均呈显著差异（P〈0.05）。细菌是土壤微生物的主要类群,数量最多,为20.11×104~521.11×104cfu/g,占全部微生物比例的50.25%~89.43%;放线菌次之,真菌数量最少。（3）恢复50年以上马尾松次生林土壤微生物量碳、氮、磷含量均显著高于其他恢复时期的（P〈0.05）。（4）相关分析表明,不同恢复时期马尾松次生林土壤微生物量碳、氮与土壤全氮、有效磷呈显著或极显著正相关,说明土壤全氮和有效磷是影响土壤微生物量的重要因素。

千岛湖马尾松次生林林相改造技术研究

千岛湖国家森林公园林地中约有3/4(2万hm2)为马尾松次生林,森林景观单一,生态功能脆弱。1996年5～7月在小金山林区进行了砍松留阔间伐试验,经过6a多的观察,马尾松纯林已逐步向针阔混交林过渡,且有向原始常绿阔叶林演替的趋势。

马尾松次生林研究现状和展望

南方马尾松资源极为丰富 ,在森林资源中占有极其重要的地位。本文从马尾松次生林的形成、种群生态、群落生态、天然更新规律、营养物质循环以及森林经理等几个角度综述了近几十年对马尾松次生林的研究成果 ,并展望了未来的主要研究方向。

马尾松次生林蓄积量与生物量相关性研究

以湖南省会同县马尾松次生林为研究对象,利用83株解析木的生物量数据以及与之相对应的固定标准地数据,选取了5种回归方程对马尾松林分蓄积量与各组分生物量分别进行回归分析,得到了最优回归相关模型。经过对模型参数的检验与模型的适用性分析,得出该模型对马尾松次生林蓄积量与生物量各组分间的相关系数均达到了90%以上,而且模型对生物量各组分的估计值与实测值的标准差均在误差允许的范围内,说明回归模型精度较高,适用性较强。

森林火灾对马尾松次生林土壤理化性质的影响

森林火灾是森林生态系统中的重要干扰之一,深刻影响着土壤生物和非生物特性动态变化,进而影响生态系统养分循环和平衡。选择森林火灾典型分布区域,选取相似立地条件的具有南方代表性的不同发育阶段(不同林龄:幼龄林、中龄林和成熟林)的马尾松(Pinus massoniana)次生林,在火烧迹地(过火样地)及相邻未烧林分(对照样地)进行野外调查和采样,定量研究森林火灾对土壤理化性质的影响。森林火灾增加了马尾松次生林不同林龄的土壤容重、土壤pH值和土壤全磷,降低了不同林龄的土壤含水率、土壤全氮和土壤有机碳含量;提高了土壤C/N比,减少了C/P比和N/P比,且土壤含水率、土壤全氮、土壤全磷和土壤有机碳含量均随着林龄增长而增加,土壤容重和土壤pH值随林龄增长而减少。相关分析表明,土壤细根生物量与过火样地的土壤容重和土壤pH值呈负相关,而与土壤全氮、土壤全磷和土壤含水率呈极显著正相关(P<0.01)。不同林龄土壤有机碳含量与土壤全氮耦合性较高。嵌套方差分析表明,引起马尾松次生林土壤理化性质变异的原因是不同林龄、不同土壤深度和森林火灾,林龄和土壤深度解释了土壤理化性质的10.80%—69.80%,森林火灾解释了土壤理化性质变异的2.50%—11.20%。森林火灾对不同林龄马尾松次生林的土壤理化性质均产生影响。马尾松次生林土壤含水率、土壤全氮、土壤全磷和土壤有机碳含量均呈现为随土壤土层深度加深而减少的趋势,而土壤容重和土壤pH值则表现为随土壤土层深度加深而增加的趋势。研究结果进一步量化了森林火灾对土壤理化性质的影响,可为火烧迹地恢复、森林碳汇管理、林业可持续发展提供科学支撑。

马尾松次生林经营调控模拟系统的开发与应用

根据马尾松单木生长量模型,运用动态模拟方法,以WindowsXP为操作平台,以Visual Basic和Access数据库为开发平台,研制了马尾松次生林经营调控模拟系统。系统可以根据用户的需要,分别以林分最大蓄积量、最大生物量或最大水土保持功能为经营目标,可以实现对不同立地条件下马尾松次生林经营改造方案的生长动态和收益效果的模拟预测,生成适宜的管理决策方案,为马尾松次生林的资源管理和可持续发展提供定量化支持。

千岛湖马尾松次生林可持续经营技术初探

浙江县淳安县新安江开发总公司经营的千岛湖森林公园有 3 /4(2万hm2 )为马尾松次生林 ,其森林景观单一 ,生态功能脆弱 ,不能满足主要体现生态效益和社会效益的需要。为了探讨马尾松向混交林过渡的可持续经营技术 ,1 996年 5～ 7月在小金山林区对不同林分采取不同强度的“砍大留小”择伐试验 ,结果认为强度择伐虽然经济效益显著 ,但不利马尾松次生林的持续经营。

三峡库区马尾松次生林林分结构特征分析

【目的】马尾松林是三峡库区重要的防护林类型之一,了解林分空间结构特征是实现森林可持续经营的重要途径。笔者从垂直结构上分析三峡库区马尾松林分结构特征,为进一步研究林分演替、制定合理的防护林经营措施提供依据。【方法】以湖北省秭归县九岭头林场马尾松林为研究对象,选取大小分别为50 m×60 m、50 m×60 m和50 m×50 m的3块样地,基于样地调查,考虑不同高度林木冠层光合作用的生态学特性,采用树冠光竞争高度法将林分划分为上林层、中林层和下林层,并在此基础上分析各林层径级分布、树种组成及空间结构等特征。【结果】①3样地平均胸径随着垂直层次的升高而增大,下林层、中林层、上林层的平均胸径变幅分别为7.34～8.95 cm、14.42～18.15 cm和24.48～26.06 cm。不同林层间蓄积量存在极显著差异,上林层占整个林分蓄积量的比例最高,为63.06%～76.78%,而下林层蓄积量占比仅为4.32%～7.10%。②随着垂直层次的上升,林木径级分布变广,林分密度变小,上林层径级主要分布在22和30 cm径级,呈不规则多峰曲线,中林层径级主要分布在10、18和22 cm径级,主要呈左偏峰分布,下林层径级呈倒"J"形分布,即随着径级的增大,林分密度急剧减小;③下林层的树种主要以本土阔叶树种为主,代表了整个林分的树种组成。随着林层的上升,树种数总体呈减小趋势。马尾松是上林层的优势树种,其数量占比为69.72%～94.62%,但随着垂直层次的下降,其比例大幅减少,表明在马尾松林演替进程中,林下更新环境较好,有利于本土阔叶树种的生长;④角尺度在不同林层间未表现出明显的变化规律,林分整体呈聚集分布或随机分布,而大小比数、混交度及林木竞争指数随着林层的降低而增大,表明随着林层的降低,林木大小分化程度越明显,树种隔离程度越高,同时林木个体间的竞争也越激烈;⑤各林层林木角尺度分布频率总体呈正态分布,角尺度为0.5的林木占比为46.03%～63.33%,说明林分中处于随机分布的林木占多数,但下林层中林木主要呈聚集性分布。上林层处于优势状态的林木比例最大,中林层处于亚优势或优势的林木多于较劣势或劣势的林木,而下林层处于较劣势或劣势的林木比例最大。下林层处于强度混交和极强度混交的比例远大于处于零度和弱度混交的,且竞争指数在下林层达到最大,表明下林层林木个体受到来自其他树种的竞争压力较大,而林木所承受的竞争力越大,越不利于其蓄积量的积累。【结论】未来该地区马尾松次生林有可能演替成为针阔比例相当或以阔叶树为主、针叶树为辅的针阔混交林;该地区马尾松林应以中林层和下林层为主要调控层次;以较易获取的参数为基础,构建能够准确选出备伐木的模型是今后值得关注的问题。

中度强度森林火灾对马尾松次生林土壤有机碳密度的影响

森林火灾作为森林非连续的干扰因子,是生物地球化学循环的驱动因子,显著改变生态系统的结构和功能及养分循环与能量传递,引起森林碳库与碳分配格局的变化,进而影响森林演替进程及固碳能力。该研究以广东省马尾松(Pinus massoniana)次生林为研究对象,采用相邻样地比较法和空间代替时间法,以野外调查采样与室内试验分析为主要手段,定量研究突发性森林火灾对土壤有机碳密度的影响,探讨森林火灾对土壤有机碳固持的影响机制。结果表明:与对照相比,森林火灾后的幼龄林、中龄林和成熟林的土壤有机碳密度分别为35.12、40.80和52.34 t·hm–2,依次降低了10.93%、8.52%和7.56%。相比对照,幼龄林、中龄林和成熟林土壤剖面(0–60 cm)的土壤有机碳密度变化范围分别为5.04–7.76、5.26–10.27和6.33–13.58t·hm–2,依次降低了2.51%–16.83%、1.31%–11.85%和1.09%–12.50%;森林火灾显著降低了幼龄林和中龄林0–30cm的土壤有机碳密度,显著降低了成熟林0–20 cm的土壤有机碳密度。马尾松次生林土壤有机碳密度与土壤理化性质具有显著相关关系。通径分析表明,对照样地和过火样地中,土壤全氮含量均对土壤有机碳密度的直接作用最大,土壤细根生物量对土壤有机碳密度的直接作用较小,但其通过土壤全氮含量对土壤有机碳密度的影响均表现在间接作用上。嵌套方差分析表明,土壤深度解释了土壤有机碳密度变异的70.60%,林龄解释了其变异的25.35%,森林火灾解释了其变异的2.34%。研究发现:森林火灾减少了马尾松次生林各林龄的土壤有机碳密度。在水平方向上,随着林龄增长,土壤有机碳密度的减少幅度降低;在垂直方向上,土壤有机碳密度随着土壤土层深度加深而降低,且随林龄增长减少幅度下降。研究森林火灾对森林生态系统土壤有机碳的影响,有助于理解森林生态系统土壤碳固持和碳循环过程,对制定旨在减缓全球变化的科学合理的林火管理策略具有重要意义。

马尾松天然次生林密度调控生长时效性的初步研究

对马尾松天然林进行不同密度调控试验 ,在林分改造 12a后生长结果表明 :(1)间伐后不同的保留密度对树冠发育 ,胸径、单株材积、林分蓄积的生长影响显著 ,其随着保留密度的增加 ,各生长指标逐渐减小 ,这说明间伐前期对马尾松胸径的影响效应可保留相当长的时间。但从生长时效性看 ,间伐后密度对林分胸径生长的影响主要在间伐后的 1～ 3a内 ,此后每年的胸径增长效应逐渐减弱。 (2 )间伐后保留密度的不同 ,对林分树高逐年生长没有明显的规律性 ,但对其枝下高有一定影响 ,随保留密度减小 。

千岛湖区马尾松林改造后的林下植物多样性和群落稳定性

[目的]马尾松针叶林阔叶化改造有利于提升森林生态系统结构和功能,对林下植被的更新和演替也有着重要影响。分析林分改造后的林下植物多样性和稳定性特征,可为森林的可持续经营提供参考。[方法]以淳安县千岛湖林区马尾松不同改造林分(Ⅰ疏伐促新、Ⅱ疏伐补阔、Ⅲ皆伐促新、Ⅳ皆伐补阔)为对象,周边无改造措施林分(Ⅴ)为对照,进行植被调查、土壤采样与测定,分析了林下植被物种组成和多样性与林地特征因子的关系,并探究了林下群落稳定性与物种多样性的关系。[结果]样地间的林下灌木层优势种的差异低于草本层,Ⅴ的林下物种多样性显著低于改造后林地(p <0.05),Ⅳ的草本层物种多样性显著高于其它林地(p <0.05)。林地特征因子能解释林下植物种变化的40%,且对草本层的影响程度高于灌木层,其中郁闭度是最主要的影响因素。在马尾松林分改造初期,林下植物群落稳定性Ⅴ>Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ,林下灌木层稳定性与物种多样性的相关程度较低,而草本层稳定性与物种多样性呈显著负相关(p <0.05)。[结论]千岛湖区马尾松林阔叶化改造初期,主要通过降低郁闭度显著提高了林下草本层多样性,但皆伐措施的林下植物群落稳定性较低。因此,综合考虑植物多样性和稳定性维持,对马尾松林采取适当间伐等抚育措施能促进其林下植被的发展。

林龄对重庆武陵山区马尾松天然次生林C、N、P生态化学计量特征的影响

在国家碳达峰和碳中和背景下,为准确评估区域植被固碳增汇功能和科学指导其经营管理,以重庆武陵山区14、25、38、45、62年生马尾松天然次生林为研究对象,对马尾松各器官(叶、枝、干、根和皮)、凋落物以及土壤C、N、P含量及其生态化学计量特征进行研究。结果表明:(1)马尾松针叶C、N、P含量分别变化在444.48—518.03 g/kg、12.31—16.15 g/kg、1.75—2.21 g/kg之间,总体呈“C适中、N缺乏及P充足”的养分格局,且马尾松生长主要受N限制。(2)马尾松各器官C、N、P生态化学计量受林龄影响及其变化规律各有不同,但不同器官差异显著(P<0.05),其中C含量以皮最大,N、P含量则以针叶最大。(3)林龄对马尾松凋落物C、N、P生态化学计量影响不显著(P>0.05);马尾松林土壤P含量低(变化在0.09—0.41 g/kg之间),但各土层生态化学计量比却普遍较高,且受林龄影响各不相同。(4)C、N、P生态化学计量在马尾松各器官—凋落物—土壤之间总体呈显著相关性(P<0.05),其中,针叶C、N含量均与土壤N含量呈显著正相关,但针叶P含量与土壤N含量呈显著负相关。因此,对于该区域的马尾松天然次生林,应采取适当增施氮肥或林下补植固氮树种的营林措施,以提升马尾松天然次生林的固碳增汇能力。

重庆铁山坪马尾松林生态系统碳贮量及其分配特征

分析重庆铁山坪46年(42～51年)生马尾松次生林的生物量、碳贮量及其空间分布特征。结果表明:马尾松林生物量为142.06t·hm-2,乔木层(89.91%)>灌木层(5.61%)>枯枝落叶层(2.98%)>草本层(1.50%);马尾松林生态系统的总有机碳贮量为197.78t·hm-2,乔木层为76.06t·hm-2(38.45%),灌木层为3.55t·hm-2(1.79%),草本层为0.88t·hm-2(0.44%),现存凋落物层为2.34t·hm-2(1.17%),土壤层为114.96t·hm-2(58.13%);马尾松各器官的碳贮量与其生物量成正比,树干的碳贮量最高,占乔木层碳贮量的75.06%;马尾松林年净生物量增长量为9.01t·hm-2a-1,年净固碳量为4.49t·hm-2a-1,折合成CO2为16.46t·hm-2a-1。

不同采集方式对马尾松林天然更新的影响

利用面积为 1 4.33hm2 的固定试验区 ,定位研究不同采集作业方式对马尾松次生阔叶混交林天然更新效果的影响 .结果表明 :主伐强度不同 ,对马尾松次生林更新密度、更新频度和1年生幼苗各器官生长量都有显著影响 ;集材有利于种子的着床发芽 ,对更新密度有显著影响 。

中度火灾一年后马尾松林土壤碳库特征

【目的】分析不同林龄马尾松次生林在森林火灾前后土壤理化性质、土壤活性有机碳组分(LOC)的动态特征及变化趋势,定量评价中度林火强度对土壤碳库稳定性的影响,可为定量研究中度林火对土壤碳平衡与碳循环的影响提供参考。【方法】选择成熟林、中龄林和幼龄林的马尾松次生林,采集火烧迹地及相邻未烧林分0~60 cm土壤,测定其土壤理化性质、细根生物量和土壤LOC组分含量,通过计算土壤碳库管理指数(CPMI)分析土壤碳库变化特征,采用通径分析探讨土壤CPMI的直接影响和间接影响因素。【结果】与对照样地相比,森林火灾后各林龄0~60 cm土层的土壤密度提高3.80%~4.85%、土壤pH值提高4.21%~5.78%、土壤全磷含量提高7.97%~12.44%,土壤含水率降低3.41%~3.97%、土壤全氮含量降低15.09%~17.45%、土壤有机碳含量降低10.07%~14.31%,幼龄林、中龄林和成熟林的土壤活性有机碳(LOC)分别降低22.70%、19.48%和17.48%。不同林龄马尾松次生林土壤CPMI对森林火灾的响应有差异,幼龄林、中龄林和成熟林的土壤CPMI分别为26.15、30.57和32.09,呈随林龄的增长而增加的趋势。马尾松次生林土壤CPMI与土壤LOC各组分呈极显著相关关系(P<0.01),与土壤理化性质和土壤细根生物量亦呈极显著相关关系(P<0.01)。通径分析表明,土壤全氮含量对土壤CPMI的直接影响最大,通径系数达1.786,土壤全磷含量、土壤细根生物量对其影响次之,通径系数分别为-1.021和0.981。【结论】中度林火对马尾松次生林土壤有机碳库稳定性产生重要影响,森林火灾后3种林龄之间的土壤活性有机质矿化释放的土壤养分产生差异,是马尾松次生林土壤碳库稳定性变化不一致的主要原因。土壤有机碳库稳定性随着林龄的增加和土壤深度增加而增强。因此,在制定火烧迹地生态修复策略时,应加强成熟林地的保护,同时加强对中幼龄林地的人工抚育,促进火后马尾松次生林的自然更新和恢复。