散射辐射比例对华北平原杨树人工林生态系统能量分配的影响

【目的】在全球辐射总量及其组成显著变化的背景下,明确散射辐射比例(F_(dif))对华北平原杨树人工林生态系统能量分配的影响,为准确评估杨树人工林的生态服务功能和进一步完善生态系统过程模型提供科学依据。【方法】利用涡度相关技术和小气候观测,对2019、2021年生长季(DOY 91~304)杨树人工林生态系统的能量通量和环境因子开展研究。【结果】华北平原杨树人工林生态系统能量分配在生长季中期(DOY 152~243)以潜热通量(LE)为主,在生长季初期(DOY 91~151)和末期(DOY 244~304)以显热通量(H)为主。F_(dif)与波文比(β)呈显著负相关(P<0.01),与冠层导度(G_(s);P<0.01)、冠层分离指数(Ω;P<0.05)和Priestley-Taylor系数(α;P<0.01)呈显著正相关。通径分析结果表明,Gs是调节华北平原杨树人工林生态系统能量分配的主要因子,F_(dif)下降时,Gs降低,饱和水汽压差(VPD)增大,生态系统的β显著增大,进而改变生态系统能量分配模式。【结论】F_(dif)变化影响华北平原杨树人工林生态系统能量分配,F_(dif)下降会导致能量平衡中的LE所占比例增加、H所占比例相应减小。在气候变化背景下,本研究不仅可深入揭示华北平原杨树人工林生态系统能量分配机制,同时也对准确评估森林生态系统服务功能起到至关重要的作用。

江汉平原主栽杨树品种不同密度下多年生长特征比较

为比较不同品种不同密度下生长差异,以江汉平原主栽杨树品种为材料,通过设置不同密度配置,连续5年测量试验林的生长特征。结果显示,不同品种随林龄增加对密度有着不同的响应规律,‘中林2025杨’在278株/hm^(2)密度下,树高相比其他密度表现出显著优势,而其他品种随林龄增加不同密度间树高并没有拉开明显差距。不同密度对4个杨树品种的胸径影响非常大,且在造林的第2年就表现出明显差异。从大径材培育上来看,‘中林2025杨’和‘丹红杨’需要278株/hm^(2)以下的密度,‘楚林2号杨’和‘华石2号杨’333株/hm^(2)以下密度即可。‘中林2025杨’在造林3年后,278株/hm^(2)密度下的蓄积量超过了其他密度,其他品种基本上密度越大,蓄积量越大,但随着林龄的增加,蓄积量之间的差异有所收窄。5年生各密度林分生长特征比较可以看出,不同品种不同密度间差异均达到显著水平。综合来看,在江汉平原‘丹红杨’和‘华石2号杨’相比‘中林2025杨’和‘楚林2号杨’杨更具有推广利用价值,‘中林2025杨’不适合密植,其他3个品种5年内可以设计833株/hm^(2)的密度,之后对密度进行动态调整,逐步间伐,以适应生长和提升材质的需要,获得更高的收益。

华北平原杨树人工林5种植被类型土壤CO_2通量研究

利用Licor-8100土壤CO2通量测定系统对华北平原地区5种不同密度和类型杨树人工林2009年10月份的土壤呼吸通量进行了观测、比较和分析。结果表明:(1)在短时间尺度上,它们的土壤呼吸通量有显著的差别,表现出明显的空间异质性。其大小顺序为:8 m行宽林间小藜、牛筋草地>2 m行宽林间苍耳地>8 m行宽林间水蓼、灰灰菜地>8 m行宽林间苍耳地>2 m宽林间裸地,其中平均值最大呼吸通量为3.23μmol/(m2.s),最小为1.87μmol/(m2.s)。(2)造成各植被类型和密度土壤呼吸差异的因素有土壤草根密度、与杨树的距离和地表空气流通性。(3)5种类型和密度的土壤呼吸通量的日变化过程并不一致,除8 m行宽林间小藜、牛筋草地和8 m行宽林间水蓼、灰灰菜地的呼吸通量与温度有较一致的规律,呈单峰型外,其余无明显的变化规律。(4)在较大时间尺度上,空气温度,土壤含水率和空气湿度有显著的相关关系;随着空气温度、土壤含水率和空气湿度的下降,土壤呼吸通量在一个月内呈逐渐的下降趋势。

豫东平原杨-农复合系统凋落物的数量、组成及其动态

农林复合系统的凋落物既是维持植被系统和土壤系统养分循环的关键,也是维持农林复合系统结构和功能的重要因子。通过对豫东平原农区4年生、9年生和12年生3个不同林龄杨-农复合系统杨树凋落物的数量、组成及季节动态的研究来为深入研究农林复合系统对大气中CO2的调节作用以及碳循环机理提供参考数据。结果表明,4a杨-农复合系统年凋落物总量为11.18.thm-2;9a杨-农间作复合系统年凋落物总量为12.86 t.hm-2;12a杨-农复合系统年凋落物总量为13.75 t.hm-2。3个不同林龄的杨-农复合系统凋落物总量月变化模式较为相似,均在8月和11月份出现峰值,而以11月份数量最大。其季节变化模式则为秋季>冬季>夏季>春季。

江汉平原连栽杨树人工林对土壤化学性质的影响

采用空间代替时间的方法,研究了连栽对江汉平原杨树人工林土壤化学性质的影响.结果表明：与第1代林相比,第2代林土壤pH值有所提高,有机质、大量元素及微量元素等养分含量均有不同程度下降,其中pH值提高了2.42%,有机质降低了4.65%;连栽导致N、P、K大量元素下降了2.88%-12.20%,且对N影响最大,K次之,P最小,土壤N、P、K养分库有效性指数下降了3.82%;连栽导致微量元素下降了2.27%-53.37%,且对Zn影响最大,其后依次是Cu、Fe、Mn和S,土壤微量元素有效性综合指数降低了12.51%.

江汉平原杨树人工林连栽对林地土壤质量的影响

采用空间序列代替时间序列的方法，研究了连栽对江汉平原杨树人工林土壤理化性质、微生物数量变化及酶活性的影响。结果表明：与第1代林相比，第2代林土壤物理结构退化，土壤容重增大0．71％，土壤总孔隙度和毛管持水量分别降低0．41％和6．89％，土壤团聚体粒径分布的分形维数增大，土壤平均重量直径减小；土壤有机质、大量元素及微量元素等养分含量均有不同程度下降。连栽导致大量元素下降2．88％～12．20％，其中对N影响最大，K次之，P最小；连栽导致微量元素下降2．27％～53．37％，其中对Zn影响最大，其后依次是Cu、Fe、Mn和S；连栽对土壤微生物数量也有影响，随着连栽代数增加，土壤真菌、放线菌、细菌的数量分别下降34．38％、14．38％、56．63％；第2代林地土壤磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、蛋白酶和过氧化氢酶较第1代林分别下降20．00％、11．54％、29．39％、50．00％和1．92％。

速生杨在海河低平原农田土壤中的水分时空消耗规律

为揭示农田杨树用材林无灌溉区表层及深层从幼龄开始的土壤水连续消耗规律,采用中子仪与土钻相结合的方法进行了4年土壤水分定位监测。数据表明：（1）4龄和5龄时杨树遭受极度水分胁迫,部分树木叶片盛夏开始干枯脱落,3龄、4龄和5龄单株杨树树高、胸径和材积年增长缓慢;（2）杨树2龄时,0~2m土壤水分大幅降低,此后长期处于较低状态。2m以下得不到降水补充,土壤含水量持续下降。3龄后杨树开始阶段性遭受不同程度水分胁迫;（3）至5龄末杨树的耗水层深度为5.6m;2m以下深层耗水特点为2龄、3龄和4龄杨树耗水层次逐年加深,5龄时未见加深,反而各层次耗水量均小于4龄杨树。可见其遭受严重干旱胁迫后生理活性降低。杨树从2龄末到5龄末的3年间2-5.6m土体土壤贮水量累计减少430mm,使得深层土壤有效水含量大幅下降,特别是2-4m土层,杨树5龄末时土壤水分接近萎蔫点,土壤储水调节能力下降。林龄增加后反而只能依靠降水,杨树生长面临威胁;（4）无灌溉杨树单作模式5年经济收益远远低于麦-玉模式。海河低平原区大面积推广的农田速生杨用材林将使这一地区深层土壤干燥化。杨树材积累积缓慢不利于土地集约利用,应采取一定的灌溉补水措施在合理用水的前提下促进杨树生长,或者以发展农田防护林为主。

华北平原杨树人工林蒸散发估算研究

以华北平原人工杨树林为对象,应用Penman-Monteith、Priestley-Taylor和Hamon模型估算蒸散发量,并以Penman-Monteith模型估算结果为基准,对Priestley-Taylor和Hamon模型进行了修正。结果表明,修正前,Priestley-Taylor和Hamon模型与Penman-Monteith模型的相关系数分别为0.388和0.531,Hamon模型估算的月总蒸散发量结果偏高10.9mm,Priestley-Taylor估算的结果偏低27.3mm;修正后,Priestley-Taylor和Hamon修正公式,相关系数分别提高到0.731和0.761。

江汉平原杨树林下土壤肥力因子的关联性研究

通过对土壤酶活性、土壤微生物数量和土壤养分的分析,研究江汉平原上游10个县(市)杨树林下土壤肥力因子之间时空变化及其相互关系。结果表明:无论是林下相对于林外,还是生长季相对于落叶季,细菌数量与磷酸酶活性、真菌数量与蛋白酶活性总是正相关;而在杨树的生长季节,土壤AA含量与各类微生物数量均呈正相关;土壤NO3--N、有效Ca含量与各类微生物数量均呈负相关;Mg/K与真菌数量显著正相关;土壤NO3--N含量与有效B含量呈极显著正相关;有效Ca含量与有效Mg含量呈显著正相关,与Mg/K呈极显著正相关。

杨树新品种(品系)抗病虫性调查分析

通过对松嫩平原地区多点区域化试验及示范林杨树新品种(品系)病虫害调查发现,造成严重干部危害的为破腹病和杨干象。对错海林场和富裕林场各参试品种(品系)抗破腹病及抗杨干象能力调查数据进行方差分析和多重比较,结果表明:抗病虫能力较强的品种(品系)有银中杨、龙丰1号、龙丰2号、小黑杨、黑青杨、N46、98-62-75、A5和欧黑×青7#,杨干象危害轻微(注意防治即可)的有A5-10、1015和2111,小黑杨和青山杨应避免在地势低洼地块造林。

江汉平原杨树林下土壤酶及微生物的年动态变化

在江汉平原选择有代表性的5-6龄的杨树林林地11块,并以林外土壤为参照,研究林下土壤酶（蔗糖酶、脲酶、蛋白酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶）活性和3大类微生物（真菌、细菌、放线菌）数量的年度动态变化。结果表明,林内与林外土壤酶及微生物的时间变化格局基本一致,林内土壤不同微生物数量和酶活性的变化反映了杨树凋落物数量变化的年节律性;在3个不同月份中,林下土壤大多数肥力特征指标均高于林外;从一年的观察数据来看,栽培杨树可在一定程度上提高林地土壤肥力,不会导致林下土壤肥力的恶化;在微碱性土壤上杨树对土壤肥力的正面作用比酸性土壤更好。

东北平原14个地点杨树防护林和农田土壤全磷及其组分差异研究

土壤磷素差异是科学评价农田防护林土壤养分管理的基础之一。本研究在富裕、兰陵、明水、肇州、宋站、杜蒙、赤峰、通辽、奈曼、四平、长岭、白城、德惠和泰来14个地点采集杨树防护林和配对农田表层(0~40 cm)土壤样品共84个,使用Tiessen和Sui修正的Hedley磷素分级法测定土壤9种磷组分,使用配对样本T检验法研究农田、杨树防护林土壤全磷及磷组分含量差异。结果表明:(1)东北平原14地点土壤全磷范围在122~594 mg·kg^(-1),均值为266 mg·kg^(-1);9种组分中,稀盐酸无机磷(HCl-Pi)占全磷(TP)含量的52.7%,其次是氢氧化钠有机磷(NaOH-Po)占14.8%、浓盐酸有机磷(conc.HCl-Po)占11.2%,闭蓄态磷(Re-P)、浓盐酸无机磷(conc.HCl-Pi)、氢氧化钠无机磷(NaOH-Pi)占比在5%~6%之间,而水溶性磷(H2O-Pi)、碳酸氢钠无机磷(NaHCO3-Pi)、碳酸氢钠有机磷(NaHCO3-Po)占比在0.5%~3%之间。(2)杨树防护林土壤全磷含量低于对照农田20.9%,而9种磷组分中NaHCO3-Pi含量杨树防护林比农田显著降低30.9%;NaOH-Pi占比14个地点中有11个杨树防护林低于农田,配对T检验也达到显著差异。(3)占比最高的三个组分(HCl-Pi、NaOH-Po和conc.HCl-Po)是防护林相比农田土壤全磷降低的主因,其中HCl-Pi贡献54.1%。与农田相比,杨树防护林导致土壤全磷降低,但9种组分变化不尽一致;全磷及其组分含量地点间差异可达10倍甚至更高,远大于农田与杨树防护林间差异(多小于2倍)。进行大范围农田和杨树防护林间全磷含量及组分差异比较时,需要有效去除地点间差异,相关结果为东北地区防护林土壤影响评价提供了数据支持。

豫东平原杨农间作不同杨树品种生长性状对比研究

杨树是平原地区栽培面积最大、木材产量最高的速生用材树种之一,具有生长快、成材早、产量高的特点,是非常优良的工业用材经营树种。本文通过对民权林场四种速生杨优良性状的对比试验进行比较,得出欧美108杨的优良性状最好,为进一步提高林业经济效益和环境效益提供支持。

寒地杨树纤维用材林新品种杂交育种研究

为选育出适应黑龙江省气候条件的平原杨树优质速生纤维林新品种(系),有目的选配杂交组合,获得14个杂交种。初步选择种子饱满、种量大、杂种苗生长状况好的5个杂交组合,可望在试验林中继续选择抗性、速生、纤维含量高的优良单株,通过无性繁殖培育出适合东北地区种植的平原杨树纤维用材林新品种(系)。

寒地杨树新品种杂交选育及苗木繁育技术

采用组织培养方式培育杂交苗木的试验结果表明,该方法可缩短育种周期,且小黑杨×小叶杨、(大青杨×香杨)×甜杨、小叶杨×中绥12与(美黑×青)×1344组合的杂种苗生长势强,生长速度快,可望培育出优良无性系新品种。

三种杨树引种在余姚市不同土壤环境的生长差异

指出了随着人们对景观绿化工程的要求不断提高,目前较少的彩叶乔木品种,已不能满足市场对彩叶乔木日益增加的需求。大叶杨是余慈地区常用树种之一,以速生丰产、适应性强、容易繁殖著称。红叶杨是大叶杨的芽变品种,观赏价值颇高,也是彩叶树种红叶类中的珍品。全红杨是红叶杨的的二代品种,适种区域广、见效快、效益大。通过比较这3种杨树在余姚平原和盐碱地的不同生长情况和成活率,探讨了不同环境下每种杨树的生长差异,为下一步绿化造林提供参考。

黄泛平原农田林网杨树更新年龄的研究

Several mathematical models were built based on the data of representative plot, sample trees and analytic trees of poplar,which is the main tree species of farm shelter belt.Using mathematical method,and according to the synthetic analysis from different aspects i.e.protection maturity, quantitative maturity and economic maturity, the suitable regeneration age was determined as 14～20 years old.This can be used as a reference for the management of farm shelter belt .

杨树细菌性溃疡病在黄泛平原农区的发生规律及风险分析

黄泛平原农区是我国杨树的主要栽培区,杨树细菌性溃疡病是该地区发生的一种新病害,研究该区域病害的发生规律及开展病害风险评估十分重要和必要.本文应用定点定时观察方法,研究病害发生规律;参照有害生物风险分析方法,进行病害综合风险评估.研究结果表明,该病害每年4~10月份发生,在菏泽及黄泛平原农区风险R值为2.105,属高度危险性有害生物.

江汉平原杨树人工林固碳潜力研究

利用大规模植树造林和植被恢复来提升森林固碳能力,已成为减缓气候变化的主要途径之一。明确特定林分固碳能力变化,合理估算森林固碳潜力,对于开展区域森林增汇管理具有重要意义。本研究以湖北省江汉平原杨树人工林研究对象,按照不同林龄设置74个固定样地,采用林地角规调查的方法,动态监测了不同林龄杨树生长规律,构建了杨树生长模型,探讨了杨树林人工林固碳潜力。结果表明:江汉平原杨树人工林林龄与平均胸径呈正相关关系,与林分密度呈负相关关系。林龄25 a的成熟杨树林碳密度为97.13 t C/hm^(2),最大的植被碳密度为167.50 t C/hm^(2),理论平均固碳潜力达到1474.73万t。建议以持续发挥杨树林地碳汇功能为目的开展经营,延长森林经营周期,加强经营管理,合理配置树种,营造混交林,减少林木生物量损失,从而进一步提升江汉平原地区杨树人工林碳汇功能。

华北平原“杨上粮下”现象的驱动机制——以河北省文安县为例

以Landsat5TM遥感影像、农户调查数据和统计数据为基础数据,运用3S技术提取了案例区河北省文安县1995～2007年土地利用变化信息,分析了杨树扩张的时空格局;并从农户杨树种植决策行为视角,运用数理统计、投入产出法分析了杨树扩张占地的驱动因素。结论如下:(1)杨树林地扩张幅度大、速率快。(2)杨树扩张所用土地92.14%来源于耕地,"杨上粮下"现象突出。(3)杨树扩张速率的空间差异显著。杨树扩张受生产要素、土地产品市场及政策因素的综合驱动,其中劳动力因素和经济因素起主要作用。(4)非农从业人员比率和农民年人均收入越高,杨树扩张速度越快。在劳动力由富余转为相对稀缺的情况下,农户为提高经济收益,倾向选择耗工少,劳动生产率较大的杨树,是杨树扩张占地的根本原因。