山西省关帝山林区油松径向生长对气候的响应

测定山西省关帝山林区28棵油松不同树高处的年轮宽度数据,运用ARSTAN软件建立树木年轮标准年表,并对年轮宽度指数与降水量、温度的相关性进行分析。结果表明,油松不同树高处径向生长速率对气候的响应不同。0.0 m和11.0 m树高处年轮径向生长速率因降水量增加或者温度上升而加快;1.3 m树高处年轮径向生长速率因降水量增加而减缓,因温度上升而加快;3.0 m树高处年轮径向生长速率因降水量增加或者温度降低而加快;5.0 m树高处年轮径向生长速率因降水量增加或者温度升高而减缓;8.0 m树高处年轮径向生长速率因降水量增加或当年3月温度升高而加快,因当年7月温度升高而减缓。总体来说,降水量适量增加和温度适度升高,有利于油松的径向生长。

山西关帝山核桃楸播种育苗技术

核桃楸是关帝山林区重要的乡土经济树种,具有良好的生态效益和经济效益。从种子选择与处理、育苗地选择、整地做床、播种、幼苗管理等方面介绍了核桃楸的播种育苗技术环节,为核桃楸的大面积推广应用提供技术支撑。

关帝山国家森林公园在生态林业建设中林业技术推广的作用与运用策略

关帝山国家森林公园是我国著名的野生动植物保护区,园区的生态林业建设工作在一定程度上反映我国生态建设的最新成果。因此,森林公园也要实现林业技术创新,并以本园区工作为基点,将成熟的、先进的林业技术推广到其他地区,为林业生态建设提供明确的参考意见,为民众生态意识的觉醒提供积极引导。从林业技术推广的作用机理着手,通过对园区状况及生态林业建设成果进行分析,总结林业技术推广的作用及做法,为同级园区的林业技术推广工作提供有价值的参考意见。

土壤氮浓度对油松天然林新生枝叶碳氮磷化学计量及其内稳态的影响

为了解油松(Pinus tabuliformis)天然林新生枝叶碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征对土壤氮浓度改变的响应及其林龄差异,揭示不同龄级油松新生枝叶N、P元素内稳态对短期氮添加的响应。以关帝山林区孝文山林场Ⅴ~Ⅶ龄级油松天然次生林为研究对象,采用野外原位氮添加试验的方法,设置对照(N 0,0)、低氮(N 1,5 g/m 2)、中氮(N 2,10 g/m 2)和高氮(N 3,15 g/m 2)4个施氮水平,形成不同土壤N浓度梯度,分析不同N浓度新生枝和叶C、N、P计量指标和内稳态指数。油松枝叶C、N、P含量随土壤氮浓度的增加而显著增加,C/N和C/P减小;油松枝叶C含量、C/N和C/P随龄级增加而增加,N、P含量随龄级增加而减少;根据针叶N/P,该地区油松生长主要受N限制;新生枝和叶N、P含量及N/P与土壤指标的关系均能很好被内稳态模型模拟(p<0.1),其中新生枝P含量对土壤供氮水平变化敏感,而其他指标较稳定,新生叶的内稳态高于新生枝。该地区油松通过调节枝叶氮磷吸收与利用策略保持新生枝叶内稳态以适应土壤氮浓度增加及由此带来的变化。

华北山地典型天然次生林群落的树种空间分布格局及其关联性

关帝山华北落叶松、云杉、杨桦天然次生林植被类型是华北高海拔地带代表性的森林类型。以该地区上述3种典型的天然次生林群落为例,运用点格局分析中的单变量O-ring统计方法,分析各群落主要树种的种群空间分布格局;用双变量O-ring统计方法,分析各群落中树种间的空间关联性;并对同一树种在不同森林群落类型中种群空间分布格局和种间关联性的变化进行比较,以探讨华北山地次生林群落空间格局形成和种群维持与动态机制。研究结果表明,(1)各种群在相对小的尺度上聚集分布特征明显,随尺度增加树木种群的聚集性减弱并逐渐表现出随机分布的格局特征;(2)同一树种在不同森林群落类型中空间分布格局差异很大。红桦、白桦和山杨在阔叶林中呈明显的小尺度聚集分布格局,而在针叶林群落呈随机分布。在阔叶次生林中混生的小龄级华北落叶松呈现聚集性空间分布格局。在华北落叶松为优势树种的针叶林中,大龄级的华北落叶松表现出小尺度上均匀分布和较大尺度上随机分布的格局特征;(3)各群落中树种间的空间关联性主要表现在小尺度范围,随尺度加大空间关联性逐渐不明显;(4)在阔叶树占优势的次生林,小龄级华北落叶松与桦木的分布有较明显的空间正关联性,而在华北落叶松为优势树种的针叶林,桦与华北落叶松并未表现明显的空间关联性。种群分布格局和种群间的空间关联性随群落结构、空间尺度和龄级结构不同而有较大变化。

关帝山针叶林土壤细菌群落结构特征

【目的】分析环境与空间因素在寒温性针叶林土壤细菌群落构建中的作用,为区域森林生态系统管理措施的制定提供理论依据。【方法】利用Illumina高通量测序技术分析关帝山庞泉沟自然保护区华北落叶松林(Lp)、青杄林(Pw)以及油松林(Pt)4个土壤细菌群落(LpMC1、LpMC2、PwMC和PtMC)的结构,同时测定土壤理化性质和土壤酶活性,探讨细菌群落结构与森林类型和土壤环境因子的相关性。【结果】1)在该区域的森林土壤细菌群落中,变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、疣微菌门、浮霉菌门、酸杆菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、衣原体门和硝化螺旋菌门为优势细菌群。2)优势细菌类群相对丰度和土壤环境因子的RDA分析表明,土壤含水率、碳氮比、pH以及土壤酶活性是影响土壤细菌群落结构的重要因子。其中,变形菌门中的大部分类群和拟杆菌门更适于生活在酸性、湿度大、营养状况良好的土壤中,主要碳源是易分解性碳;放线菌门、浮霉菌门和绿弯菌门则在碱性、干旱、营养贫瘠的土壤中更占优势,主要分解顽固性碳。3)Alpha多样性分析结果表明,土壤细菌群落多样性在4个样地间存在差异,在营养贫瘠的油松林样地土壤中细菌群落(PtMC)丰富度低,多样性高;而在营养丰富的高海拔华北落叶松样地中细菌群落(LpMC1)丰富度高,多样性低。4)细菌群落Beta多样性分析结果表明,青杄林和油松林的土壤细菌群落(PwMC与PtMC)、高海拔华北落叶松林和低海拔华北落叶松林的土壤细菌群落(LpMC1与LpMC2)结构分别具有相似性。【结论】受环境选择和扩散限制的共同影响,不同针叶林土壤细菌群落结构和物种多样性具有显著差异。据此,可通过制定不同的育林措施,改变林下土壤环境,进而优化土壤细菌群落结构;提高土壤碳汇,促进土壤氮、硫、磷等营养物质的循环,提高土壤肥力。

山西关帝山神尾沟植物群落多样性研究

TWINSPAN将山西关帝山神尾沟 89个群落样方划分为 2 3组 ,即 2 3个群系。 DCA排序结果表明 :第一轴、第二轴及排序图对角线分别反映各植物群落所在环境的湿度、温度和海拔梯度变化。DCA二维排序图分布格局表明 :活土厚度、枯枝落叶层厚度与海拔之间有极明显的正相关性。不同海拔各样地指数散点图表明 :群落多样性和均匀度指数随海拔升高呈下降趋势 ,丰富度指数基本保持不变。

山西关帝山种子植物区系研究

关帝山位于吕梁山脉中部，有种子植物７３７种，属于３３５属、８５科。种子植物属种区系成分复杂多样，以温带成分占绝对优势（温带属２４９属，占总属数的８５．６７％）。对属种区系成分和植被建群种和优势种组成的分析表明，关帝山具有典型的暖温带落叶阔叶林性质。与有关山地植物区系与植被组成的比较，关帝山与太岳山具有较高的同质性和密切的联系，与太行山南部次之，而与秦岭太白山具有明显的差异。

关帝山亚高山灌丛草甸群落优势种群的生态位研究

采用定量分析方法对关帝山亚高山草甸灌丛群落中的13个主要种群进行了生态位研究.首先运用TWINSPAN把33个样方分为5个群落类型,作为5个综合资源位,用Levins、Shannon-wiener生态位宽度公式和Petraitis生态位特定重叠指数公式测定群落中主要种群生态位宽度和生态位重叠,并分析各种群生态位的生态学意义.结果表明,种群生态位宽度越大,对环境的适应能力越强,对资源的利用能力也越强;生态位重叠越大,种群间的生态相似性越大,利用资源的相似性程度越高;生态位宽的种群对生态位窄的种群可能有较高的重叠值,反之则较低.

关帝山不同植被恢复类型土壤抗蚀性研究

对关帝山4种植被恢复类型(包括云杉-落叶松-杨桦针阔混交林(简称针阔混交林)、杨桦阔叶林、沙棘灌木林和华北落叶松林)和撂荒地(对照)0-20cm土层土壤抗蚀性进行研究。结果表明,与撂荒地相比,不同植被恢复类型土壤抗蚀性均明显增强(P<0.05),各种恢复林地土壤有机碳含量、>0.25mm风干及水稳性团聚体含量均明显增加,水稳性团聚体平均重量直径(MWD湿)和水稳性指数均显著增大,团聚体结构破坏率和土壤容重显著减小;同时,植被恢复也改善土壤微团聚状况,使分散率降低,团聚度增加。采用主成分分析法,确定土壤抗蚀性评价指标的3个主成分,并确定土壤抗蚀性的综合评价模型,即Y=0.718Y1+0.167Y2+0.115Y3,依据土壤抗蚀性综合主成分值,得出土壤抗蚀性强弱顺序为:针阔混交林(2.621)>杨桦阔叶林(1.204)>沙棘灌木林(-0.159)>华北落叶松林(-1.056)>撂荒地(-2.609)。建议在该区进行生态修复的营林过程中,加强对人工林的抚育管理,以增强其水源涵养和水土保持功能。

关帝山亚高山灌丛草甸群落的数量分类与排序研究

应用数量分类(TWINSPAN)和DCA排序方法,对关帝山灌丛草甸群落进行了多元分析,TWINSPAN分类结果表明,该地区亚高山植被可分为灌丛群落、草甸群落2大类,包括8个群落类型,分别位于不同的海拔高度。DCA排序结果与TWINSPAN分类分析结果一致,并可知决定亚高山植物群落类型分布的环境因子主要是海拔高度和地形因子。

关帝山亚高山灌丛群落和草甸群落优势种的种间关系

运用2×2列联表、χ2检验方法对关帝山亚高山草甸群落的28个优势种及亚高山灌丛群落的26个优势种进行总体相关性和种对间的联结性检验,利用Ochiai指数测定种对间的关联度,应用Pearson相关系数和Spearman秩相关系数刻画种对间的数量变化关系。结果表明:群落优势种间多呈不显著关联,草甸群落中显著相关的种对数仅占总对数的17.9%,灌丛群落为25.9%;对生境要求相同或相似的种对呈显著的正关联;种间关系因群落类型不同存在明显差异。

关帝山森林土壤有机碳和氮素的空间变异特征

在庞泉沟自然保护区选择3个生态功能区设置典型样地,运用经典统计学和地统计学方法研究了森林土壤有机碳、全氮及碳氮比的空间变异特征及分布格局。结果表明,随着生态系统由人工林→次生演替早期杨桦阔叶林→次生演替中后期云杉、杨、桦混交林顺向演替,土壤有机碳和全氮平均值先增加后减小,碳氮比平均值呈逐渐减小趋势。3指标变异系数在11.74%64.71%之间,存在中等强度的变异性;人工林土壤有机碳和全氮的变程相对次生林增大,基台值相对减小,表明人工林土壤有机碳和全氮异质性程度较低,空间分布较次生林更趋于均匀化。人工林土壤有机碳、全氮及碳氮比的结构方差比在0 64.8%之间,变异具有较弱或中等强度的空间自相关性,次生林土壤上述3指标结构方差比均大于75%(云杉、杨、桦混交林中全氮略低为66.8%),表现出强的空间自相关变异,且随顺向演替的进行,各指标结构方差比呈增加趋势;kriging插值结果表明,人工林土壤有机碳、全氮及碳氮比在空间分布上破碎化程度较高,而次生林各指标则呈较规则的斑块状分布。森林土壤有机碳、全氮及碳氮比的空间变异及分布格局特征与森林演替和植被类型、植被受干扰程度及地形等因素有密切关系。

山西关帝山神尾沟植物群落物种多样性与环境关系的研究I.丰富度、均匀度和物种多样性指数

以 8 9个植物群落调查样地数据为基础 ,运用 8个多样性指数对山西关帝山神尾沟物种多样性与环境之间的关系进行了分析 .(1)群落总的表现为 :多样性和均匀度随海拔升高而下降 ,丰富度从 170 0m下降到2 40 0m后开始升高 ;(2 )群落不同层次表现为 :乔木层和灌木层多样性、丰富度和均匀度随海拔升高而下降 ,草本多样性和均匀度表现为上升趋势 ,丰富度下降到 190 0m后开始上升 ;(3)乔灌草三者多样性和丰富度指数值以及变化幅度都表现为草本层 >灌木层 >乔木层 ,三者均匀度相差不大 ;(4)群落不同坡向表现为 :阳坡多样性和丰富度都大于阴坡 ,均匀度相差不大 .图 6参

山西关帝山撂荒地植物群落物种多样性研究(简报)

以52个样方调查数据为基础,采用丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数对山西关帝山撂荒地(撂荒5年)植物群落的物种多样性进行研究,并用方差分析和多重比较的方法研究各群丛之间多样性指数的差异程度。结果表明,1)该撂荒地撂荒5年,属于植被演替初期,多是草本群落,各植被类型的物种多样性指数依次为:黄花苜蓿群丛>芦苇+老鹳草+黄花苜蓿群丛>老鹳草+鹅观草+苦荬菜群丛>紫菀+猪毛蒿群丛>画眉草+芦苇+老鹳草群丛>苦荬菜+猪毛蒿+芦苇群丛>峨参+芦苇群丛>赖草+猪毛蒿+芦苇群丛>水杨梅群丛>直立黄芪+芦苇+猪毛蒿群丛。2)由于群落结构差异大,各群落建群种及伴生种多有不同,对5个物种综合多样性指数进行比较后发现λ、H′优于其他指数。

山西关帝山亚高山灌丛、草甸物种多样性的研究

运用12个多样性指数对12个灌丛群落样地和21个草甸群落样地进行了数量分析,结果如下,1)关帝山亚高山灌丛、草甸群落的物种多样性与海拔有较密切的关系,随着海拔的升高,其丰富度指数明显下降;均匀度指数表现为升高趋势;综合多样性指数也呈下降趋势;2)关帝山亚高山灌丛、草甸群落的物种多样性与坡度有较密切的关系,随着坡度的下降,灌丛、草甸的丰富度呈现平缓下降的趋势;均匀度和综合多样性呈现明显上升的趋势;3)在各多样性指数的变化幅度上,灌丛群落较草甸群落明显。

森林立地质量评价的可变生长截距模型与应用

在关帝山林区8个林场的油松天然林中选取69株优势木进行树干解析，应用XLSTEM和SYSTATE软件进行数据处理和分析，充分考虑达到胸高的年龄在立地指数模型中的意义，确定油松天然林立地指数基准年龄，引入生长截距和可变生长截距的概念，分析林分优势木达到胸高的年龄与立地条件的关系，建立关帝山林区油松天然林立地指数的可变生长截距模型。结果表明：1）研究地区油松天然林立地指数基准年龄可确定为胸高年龄35年，实际总年龄约为42～45年；2）油松天然林达到胸高的年龄与立地条件的关系不密切；3）本研究建立的油松天然林可变生长截距模型准确、可靠，能对胸高年龄为3～35年的油松天然林进行准确地立地质量评价。

山西云中山—关帝山地区界河口岩群岩石学特征、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其归属

山西吕梁山地区界河口岩群(后文简称界河口群)主要由一套变质砂泥质岩石组成,含有一定量的条带状大理岩、斜长角闪岩等。利用LA-ICP-MS对位于关帝山西榆皮、娄烦县杜交曲及云中山三角镇地区的含石榴黑云二长花岗片麻岩(12LL05-1)、片状黑云母石英岩(12LL09-2)和含石榴钾长石英岩(12LL15-1)进行锆石U-Pb年龄测定,获得的二长花岗片麻岩(12LL05-1)岩浆结晶年龄为1941±28Ma、片状黑云母石英岩(12LL09-2)碎屑锆石最小的峰值年龄为2519.5±6.7Ma及含石榴钾长石英岩(12LL15-1)碎屑锆石2个峰值年龄2143±15Ma和2599±11Ma。根据岩石组合和同位素测定结果推测,关帝山西榆皮地区的界河口群与界河口—汉高山一带的界河口群可以对比,沉积时代在1.94Ga之前;娄烦县杜交曲一带的界河口群可与五台岩群相对比,属新太古代;云中山三交镇一带的界河口群可与野鸡山群或岚河群相对比。沿岚县—方山—吕梁一线存在一条大型韧性剪切带,倾向NNW-NWW,表现为右行剪切的运动学性质,将吕梁山区近EW向构造带改造为NNE向。

关帝山林区退化灌木林转变为华北落叶松林对生态系统碳储量的影响

针对我国大量灌木林出现退化而宜林地又日益减少的现状,在适宜种植乔木的地区,将退化灌木林转变为乔木林被认为是一种可行的植被恢复方式。以关帝山林区退化灌木次生林转变而成的不同林龄(10、18、23、27年和35年)华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Mayr.)林为研究对象,并以相邻的退化灌木次生林为对照,探究这种转变对生态系统碳储量及其组分的影响,将为我国开展造林/再造林、林业碳汇项目等工作提供科学依据和数据支撑。与灌木林相比,造林初期的生态系统碳储量及其组分均出现不同程度的下降。10年生华北落叶松林的生态系统碳储量相对于灌木林显著下降了32.9%(P<0.05),但并非所有组分的下降都显著(P<0.05)。植被碳储量下降34.7%,其植被地上和地下碳储量分别下降5.4%和70.9%,但只有植被地下碳储量是显著减少的(P<0.05);凋落物碳储量下降42.8%,但并不显著(P=0.71);土壤有机碳储量(0—50 cm)显著下降32.6%(P<0.05),其不同土层(0—10、10—30 cm和30—50 cm)的碳储量也都出现显著减少(P<0.05)。林龄从10年到35年,华北落叶松林生态系统碳储量增加了1.6倍,植被及其组成(地上和地下)、凋落物、土壤有机碳及其不同土层(0—10、10—30 cm和30—50 cm)等的碳储量也随之不断增加,从而使得生态系统碳储量及其组分逐渐达到并全面超过灌木林。但是,不同组分要达到灌木林的碳储量水平,需要的时间存在较大差异:土壤有机碳库>植被地下碳库>植被地上碳库,其中深层土壤有机碳>表层土壤有机碳(0—10 cm)。

关帝山天然次生针叶林的林隙特征

通过对山西省关帝山天然次生针叶株中63个林隙的调查，研究了林隙的基本特征。结果表明，关帝山天然次生针叶林林冠空隙的大小变化范围为5．78～234．48m^2，平均为60．07m^2；扩展林隙的大小变化范围为18．49-349．68m^2，平均为114．92m^2。大多数林隙是由1～4株形成木创造的。径级为20～40cm，高度在20～30m的主林层树木形成林隙的可能性最大。林隙形成时间以5-20a这段时间为主。不同森林类型的林隙大小存在较大的差异，云杉Picea spp．林以小林隙为主，而油松Pinus tabulaeformis林则分布着不同面积的林隙。林隙形成的原因主要是人为砍伐、折干、掘根风倒和枯立等。