不同类型马尾松混交林结构与水源涵养功能的耦合关系

[目的]研究马尾松混交林林分结构与水源涵养功能之间的耦合关系,旨在探讨合理的马尾松混交林类型、混交比例及林分结构,为混交林可持续发展和提高森林水源涵养能力提供理论依据。[方法]以贵州省黎平县德顺乡的马尾松混交林为研究对象,对其中典型马尾松×阔叶混交林、马尾松×杉木混交林、马尾松纯林(对照)共15块样地进行立地因子和林木因子进行调查。根据获取的调查数据,对平均胸径、平均树高、枯落物最大持水量、枯落物现存量等9种林分结构因子进行主成分分析,并利用降维后的主成分因子与水源涵养功能进行耦合分析按照建立的林分结构与功能的耦合关系模型,对混交林林分水源涵养功能进行评价。[结果]不同类型林分土壤层厚度、灌草盖度、土壤孔隙度、土壤持水量差异不明显(p>0.05),但样地枯落物现存量、枯落物平均最大持水率、枯落物平均最大持水量、枯落物厚度差异显著(p<0.05)。建立了林分结构与水源涵养功能的耦合线性模型,其中影响林分水源涵养功能的指标主要为林分的平均胸径、平均树高、林分密度指数、树种组成等林分结构指标和枯落物现存量、枯落物最大持水量、枯落物最大持水率等涵养水源功能指标,枯落物最大持水量权重占比最大为14.4%。调查林分水源涵养功能评价值表现为:马尾松×木荷>马尾松×米槠>马尾松×杉木>纯林。[结论]马尾松阔叶混交林水源涵养功能优于马松针叶混交林和纯林,密度为750株/hm 2,郁闭度0.7混交比例为1∶2或2∶1的马尾松—木荷混交林是贵州省黎平县所调查研究区域中水源涵养功能最佳的林分结构。

林下套种阔叶树的马尾松林凋落物生态学研究 Ⅲ.凋落物现存量及其养分含量

在马尾松林下分别套种拉氏栲、青栲、闽粤栲、格氏栲和苦槠,形成针阔混交异龄林.对这5个混交林群落以及马尾松纯林的林地凋落物(包括A00和A0层)进行了收集、取样和化学分析.结果表明,上述6个群落的林地凋落物现存量分别为8448.0、15565.8、11993.7、12718.6、6974.2和5020.0kg·hm-2,其中A00层在各群落中所占比例分别为47.2%、59.6%、51.3%、61.0%、85.4%及86.3%,平均为61.7%.凋落物中各养分元素的含量在群落和组分之间存在明显差异,但总的趋势表现为Ca>N>Mg或K>P.6个群落的林地凋落物中,5种营养元素在A00层中的总含量范围为91.56～210.85kg·hm-2,而在A0层的含量范围为21.95～156.15kg·hm-2.

马尾松林下补植阔叶树后森林凋落物量、养分含量及周转时间的变化

在25年生的马尾松林下分别补植拉氏栲、青栲、闽粤栲、格氏栲和苦槠,形成针阔混交异龄林.补植16年后,对上述5种混交林类型及马尾松纯林的森林凋落物量、养分含量及周转时间进行研究.上述5个混交群落和马尾松纯林的年凋落物量分别为6149.1、7533.2、6741.1、7151.5、8041.7和3442.8 kg·hm-2.各混交群落总凋落物量的季节动态呈双峰型,第1次峰值出现在2-4月份,第2次峰值出现在8、9月份.在凋落物组成中,枯叶占绝对优势,占凋落物总量的50%～71%,其余依次为枯枝6%～26%、树皮9%～19%、果实和其他组分5%～17%.各混交群落中来自马尾松的凋落物占50%～58%,来自阔叶树的凋落物占42%～50%,且两者的组成有明显差异.凋落物各组分的养分含量存在较大差异,N、P、K、Ca、Mg的含量范围分别为3.25～12.98、0.24～0.97、0.37～6.55、12.77～35.40、2.35～6.10 g·kg-1.各林分类型凋落物中养分元素的年归还总量为Ca＞N＞Mg＞K＞P.5个混交林群落及马尾松纯林凋落物中的养分年归还总量分别为238.05、213.77、223.93、289.90、304.12和142.01 kg·hm-2.6个群落的森林地被物现存量分别为8 448.0、15 565.8、11993.7、12 718.6、6 974.2和5 020.0 kg·hm-2,其中L层在各群落中所占比例分别为47.2%、59.6%、51.3%、61.0%、85.4%及86.3%,平均为61.7%.森林地被物中各养分元素的含量在群落和组分之间存在明显差异,但总的趋势表现为Ca＞N＞Mg＞K＞P.最后,通过对年凋落量和林地凋落物积累量的比较分析,上述6个群落的凋落物周转时间预测值依次为0.76、1.42、0.97、1.17、0.84及1.52年,其中枯枝的周转时间明显大于枯叶,且马尾松的枯叶和枯枝的周转时间普遍大于阔叶树.

凋落物对樟树和马尾松混交林土壤呼吸的影响

采用Li-8100开路式土壤C通量测定系统,对樟树—马尾松混交林土壤呼吸速率、温度和湿度进行了1a的观测。结果表明:添加凋落物和去除凋落物处理对土壤呼吸的影响具极显著差异(p<0.001)。混交林去除、添加凋落物和对照处理土壤呼吸的季节变化趋势均呈单峰曲线,最大值分别出现在7月、6月和6月,分别是2.86、3.88、3.62μmol.m-2.s-1;最小值均出现在1月,分别为0.66、1.11、0.91μmol.m-2.s-1。土壤呼吸的温度敏感系数Q10表现为添加凋落物(1.87)>去除凋落物(1.84)>对照(1.75)。去除凋落物处理下土壤呼吸速率年均降低了24.3%;添加凋落物处理下土壤呼吸速率年均增加了39.6%。因此,凋落物是影响森林CO2通量的一个重要因子。

应用层次分析法评价闽西北山地马尾松-阔叶树混交林的综合效益

在25 a生的马尾松林下分别套种1 a生的火力楠、闽粤栲、苦槠、格氏栲、青栲和拉氏栲幼苗,经过16 a的培育后形成了郁闭的针阔混交异龄林,分别以马-火(Pm-Mm)、马-闽(Pm-Cf)、马-苦(Pm-Cs)、马-格(Pm-Ck)、马-青(Pm-Cm)、马-拉(Pm-Cl)表示。对上述6种混交林的蓄积量、生物量、凋落物、物种多样性、土壤肥力等10个指标进行分析和综合,以揭示混交林的经济效益、生态效益和地力维持。在此基础上,应用层次分析法(AHP)确定各指标的权重,构建多目标决策模型,对混交林综合效益进行了评价。根据综合评价值的大小,各混交林的优劣顺序为:马-闽→马-苦→马-拉→马-青→马-格→马-火,从而为马尾松混交模式的选择提供科学依据。

森林类型的最优化选择与经营设计

根据现代林业和浙江省木材资源缺乏的实际要求,选择一类生态和经济效益俱优的森林类型进行持续经营.应用景观生态学的原理,对浙江最优化的森林类型———马尾松阔叶树混交林的经营进行了研究,提出了该类型的经营模型,同时对浙江林农对马尾松林的习惯经营状况进行了分析.本文的研究可为浙江森林现实经营提供选择和经营方法.

马尾松阔叶树混交林涵水固土功能研究

研究者在湖南、湖北、四川、重庆 4省 (市 )调查收集了 8种马尾松阔叶树混交林林分类型的科研标准地 95块 ,并在典型标准地内设置了 10个简易径流场 ,进行了为期 3～ 8a的定位观测 ;在研究探讨了马尾松阔叶树混交林林分结构规律的基础上 ,进一步就其涵养水源、固持土壤功能进行了研究 ,以期为长江中上游防护林体系建设。

亚热带2种针叶林土壤碳氮磷储量及化学计量比对混交的响应

针叶林混交阔叶树是改善土壤肥力、增强林地养分循环的重要措施,而混交效应受到针叶树种自身特性的影响,马尾松(Pinus massoniana)和湿地松(P.elliottii)是亚热带地区广泛种植的针叶树种,但目前2种针叶林对阔叶树混交的响应特征还不清楚。选取马尾松、湿地松纯林以及木荷(Schima superba)补植后形成的马尾松—木荷和湿地松—木荷混交林为研究对象,采集剖面土壤样品,测定土壤容重、有机碳(OC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量,计算碳氮磷储量及化学计量特征,比较不同森林类型间的异同。混交阔叶树显著增加了马尾松林0—60cm各土层OC含量,而湿地松纯林与其混交林间OC含量无显著差异。同时,混交增加了2种针叶林土壤TN含量。马尾松林混交后0—60cm土层碳储量显著增加95.8%,而混交阔叶树对湿地松林土壤碳储量无显著影响。混交阔叶树后马尾松和湿地松林0—60cm土壤总氮储量分别增加了15.8%和28.4%,但混交对土壤磷储量无显著影响。混交显著增加了马尾松林0—40cm各土层C/N,而降低了湿地松林0—10cm土层C/N。混交阔叶树后马尾松林0—20cm土层C/P和0—10cm土层N/P显著增加,而混交仅增加湿地林0—10cm土层N/P。混交阔叶树增加了针叶林土壤氮储量,但对磷储量无显著影响,同时混交改变了土壤碳氮磷生态化学计量特征。与湿地松林相比,马尾松林土壤养分含量、储量及其化学计量特征对混交的响应更敏感。

松桉混交林与纯林的林木生长效应研究

[目的]研究松桉混交林与纯林的林木生长效应。[方法]通过近10年来松桉混交林的技术跟踪和数据分析,与其相应的纯林进行对比。[结果]研究显示混交林生长效应优势显著,可最大限度地利用土地资源,解决收益周期矛盾,利于生物多样性发展。[结论]该研究为松桉混交林营林模式的推广提供了一定的理论支持。

不同类型林分土壤微生物生理类群分析

本研究就三种不同处理林分土壤微生物生理类群的初步分析,表明杉木马尾松混交后有利于固氮微生物的生长,固氮微生物数量的增加,促进了混交林分生长;有利于氨化细菌的生长,氨化细菌数量的增加,又利于提高含氮有机物的分解和转化速率,从而提高混交林地土壤肥力;同时促进了纤维素分解菌的生长,利于有机物的转化和加快碳素循环速率,从而为植物生长提供更多的碳素和能源。因此,在混交林中杉木的平均胸径比对照提高24%,平均树高比对照提高21%;马尾松平均胸径比对照提高20%,平均树高比对照提高19%,可见营造杉、马混交林比纯林更具发展潜力,可实现树高、胸径积累的双赢。

马尾松人工纯林改造成针阔混交林林下植物多样性效果评价

以河南省信阳市国有南湾林场为研究区,对马尾松人工纯林改造成异龄针阔混交林林下植物多样性进行效果评价。结果表明:经过目标树作业并补植阔叶树的改造后,马尾松人工林的林下植物获得较多的资源,促进了植物更新与生长,林下植物多样性升高。为河南地区人工纯林的改造及经营提供参考。

马尾松台湾相思混交造林技术研究

指出了对杉木采伐迹地改造,营造马尾松台湾相思混交林、纯林,经过施肥、抚育,十几年的经营管理,林木生长良好。混交林生长林分与纯林生长林分相比,经调查显示:13年生马尾松台湾相思混交林的林分生长平均树高、胸径、树冠、蓄积量,分别比马尾松、台湾相思纯林的林分树高提高2.43%、12.46%,胸径粗6.3%、12.71%,蓄积量多11.92%、36.84%。能增加土壤养分全量含量,提高土壤肥力。

不同松桉混交模式对林分生长的影响

本研究在国有派阳山林场试验性种植的基础上,选取具有代表性的3种马尾松+桉树混交模式,并与同时营造的纯林进行比较。结果表明,合理混交可以改善林地土壤的物理性状,进而有效提高林分的生长量。