不同年龄阶段秃杉人工林微量元素分布及其生物循环特征

为了研究不同年龄阶段秃杉人工林微量元素的生物循环特征,以广西南丹县秃杉人工林为研究对象,通过样地调查观测和室内样品分析,对不同年龄阶段(9、17、25和37年生)秃杉人工林的5种微量元素(Fe、Mn、Zn、Cu和B)分布及其生物循环特征进行了研究。结果表明:(1)5种微量元素在乔木层中平均质量分数为w(Mn)>w(Fe)>w(Zn)>w(B)>w(Cu);各微量元素在秃杉不同器官的质量分数存在差异且随林龄变化而变化。(2)9、17、25和37年生的秃杉人工林微量元素总贮存量分别为15.828、29.675、35.428和48.379 kg·hm^(-2),其中乔木层微量元素贮存量随林龄的增加而减少,分别占总贮存量的91.32%、88.00%、84.53%和83.59%;灌草层微量元素贮存量分别占总贮存量的2.41%、2.76%、3.94%、3.62%;凋落物层微量元素贮存量分别占总贮存量的6.27%、9.24%、11.52%、12.79%;各微量元素中Mn或Fe的贮存量最高,其次是Zn和B,Cu的贮存量最低。(3)乔木层中微量元素贮存量的分配随林龄的增加发生变化,树干(干材和干皮)和树根的比例随林龄增加而增大,树冠(树叶和树枝)所占比例则表现为相反的变化趋势。(4)林分微量元素年积累量分别为1.606、1.536、1.218和1.041 kg·hm^(-2)·a^(-1),随林龄的增加而减少。不同微量元素中Mn的年净积累量最高,其次是Fe、B和Zn,Cu的年净积累量最低。(5)微量元素年吸收量分别为2.800、3.344、4.527和4.630 kg·hm^(-2)·a^(-1),年归还量分别为1.164、2.651、3.309和3.589 kg·hm^(-2)·a^(-1),微量元素的利用系数分别为0.194、0.128、0.149和0.117 a,循环系数分别为0.416、0.793、0.731和0.775;周转期分别为12.417、9.851、9.203和11.014 a。因此,秃杉人工林生长9年生时微量元素的积累较快,但归还速率慢,周转期较长,会较多消耗林地微量元素的有效养分;9年生后微量元素积累速率逐渐减慢,归还速率加快,有利于促进生态系统微量元素生物循环,维持和提高林地生产力。

我国秃杉种源选择试验研究进展

秃杉是我国一级濒危珍稀植物,为保护野生种质资源,我国多地相继建立保护区,开展育苗造林研究工作。开展秃杉种源试验是为不同的立地条件选择最适宜的种源,对秃杉种源的区划及良种选育提供科学指导。在查阅秃杉引种相关的文献资料基础上,围绕秃杉近40年的种源试验研究内容,综合评述了秃杉的分布特征、不同种源的生态适应性差异、苗期和幼林期生长量变异、种源地理变异、种源区划分和栽培区划等研究成果,并就秃杉遗传育种研究未来努力方向提出建议。

不同林龄阶段秃杉人工林养分元素分布及其生物循环特征

2018年3—4月份,在广西南丹县地理位置毗邻、立地条件相似的区域,以9、17、25、37年生秃杉(Taiwania flousiana)林为研究对象,在不同林龄的秃杉人工林中分别设置3个样地(20 m×30 m),测定样地林冠郁闭度、林分密度,林木胸径、树高、冠幅、枝下高等;在每个林龄阶段样地外选择3株平均木并伐倒,分别测定树叶、树枝、干皮、干材、根系鲜质量,并按灌木层、草本层、凋落物层测定生物量鲜质量,计算林分各结构层次生物量;在每个样地内随机设置5个1 m×1 m木框架尼龙网收集器,按凋落叶、凋落枝、杂物等组分分别测定年凋落物归还量;选取不同结构层次植物各组分样品,分别测定N、P、K、Ca、Mg质量分数;以养分贮存量与分配、养分年净积累量、养分利用系数、养分循环系数、养分周转期为评价指标,采用单因素方差分析法(ANOVA)、邓肯(Duncan)多重比较法,分析不同林龄阶段秃杉人工林养分积累、分布及其生物循环特征。结果表明:①林木各器官5种养分元素质量分数均以树叶最高,其次是干皮、树枝和树根,干材最低;各器官中不同养分元素质量分数,由大到小依次为N、Ca、K、P、Mg。②乔木层中,各器官养分元素积累量占总累积量比例随林龄的增长发生变化,树叶养分元素占总累积量比例随林龄增加而逐渐下降,干材和树皮养分元素占总累积量比例表现出相反的变化趋势。③9、17、25、37年生秃杉人工林养分元素总贮存量,分别为775.91、1120.41、1320.50、1570.39 kg·hm^(-2);其中,乔木层养分元素贮存量,分别占总贮存量的89.30%、86.66%、83.62%、82.04%,随林龄增加而下降;灌草层养分元素贮存量,分别占总贮存量的5.01%、5.93%、6.55%6.43%、5.69%;凋落物层养分元素贮存量,分别占总贮存量的5.69%、7.42%、9.83、11.53%,均随林龄的增加而增加。④9、17、25、37年生秃杉人工林,养分元素年积累量分别为76.99、57.10、44.18、33.90 kg·hm^(-2)·a^(-1),随林龄的增加而减少,不同养分元素年净积累量以N最高,其次是K、Ca,P、Mg较低。⑤9、17、25、37年生秃杉人工林养分元素,年吸收量分别为114.57、135.39、142.66、118.67 kg·hm^(-2)·a^(-1),年归还量分别为37.58、78.29、98.48、85.52 kg·hm^(-2)·a^(-1),养分元素利用系数分别为0.17、0.14、0.13、0.09,养分元素循环系数分别为0.34、0.58、0.69、0.72,养分元素周转期分别为18.44、12.40、11.21、15.20 a。秃杉人工林,9年生以前自身养分积累速率较快,但养分利用率较低,归还速率较慢,周转时间较长;25年生后养分积累速率减慢,归还速率加快,有利于促进生态系统养分元素生物循环,恢复和维持林地持久生产力。

梵净山一种重点保护植物分布新纪录

本文报道了贵州省梵净山国家级自然保护区新纪录植物——秃杉(Taiwania flousiana Gaussen),调查植物生境和特征,并提出保护建议。

贵州雷公山秃杉的种群结构和空间分布格局

在贵州雷公山秃杉分布区域选择6类典型样地,运用相邻格子法,对秃杉种群进行生态学调查,采用空间序列代替时间序列的方法,编制种群的特定时间生命表与存活曲线,并应用均值(-X)、聚集度指数(I)、聚集指数(Ca)、扩散系数(C)、负二项分布指数(K)等聚集强度指数分析种群分布格局,为贵州雷公山秃杉种群的保护提供一定的理论依据。研究结果表明:(1)秃杉种群年龄结构呈金字塔形,幼苗严重不足,成年阶段个体较为丰富,种群有衰退趋势;(2)秃杉种群的死亡率qx从Ⅰ龄级至Ⅶ龄级增大,其中在Ⅴ龄级与Ⅵ龄级有两次死亡高峰,存活曲线基本接近DeeveyⅡ型;(3)种群分布格局整体上呈聚集分布。

秃杉人工林生态系统碳素积累的动态特征

Carbon accumulation and spatial distribution as well as their variations in three different age(8-year-old,14-year-old and 28-year-old) stands of Taiwania flousiana plantation ecosystem were investigated in Nandan Shankou Forestry Station of Guangxi,China. The results showed that carbon content in different organs of T.flousiana ranged form 418.4 g·kg-1 to 516.4 g·kg-1,which was in order as follows:bark>branch>stem>root>leaf. The vertical distribution of carbon content within the stand was in the following order:tree layer>shrub layer>herb layer.Carbon content in the soil obviously declined with increased soil depth from 0 to 80 cm. Total carbon storage in the ecosystems was 159.37,194.21 and 278.22 t·hm-2,respectively for 8-year-old,14-yea-old and 28-yea-old stands. The tree layer in the three-age stands respectively accounted for 18.30%、28.37% and 43.59%;the shrub and herb layers for 0.14%、1.17% and 1.44%;the litter layer for 0.33%、0.89% and 1.11%;the soil for 81.23%、69.58% and 54.78% of the total storage of carbon. Carbon storage in different organs was roughly in proportion to the biomass of corresponding organ. For example,stem occupied the greatest proportion of carbon storage in the trees,up to 46.37%,and increased with the stand age while branches,leaves,bark and roots occupied more than 37.32%. The annual net productivity of the 8-year-old,14-year-old and 28-year-old T.flousiana plantation was respectively 8.93,10.82 and 12.53 t·hm-2a-1,and annual net carbon storage was respectively 4.19,5.07 and 5.93 t·hm-2a-1.

贵州雷公山秃杉种群生活史特征与空间分布格局

秃杉是一种珍稀濒危植物,以斑块状分布于雷公山东南面斜坡海拔800—1300 m之间的沟谷两侧。从年龄结构、生命表特征、存活曲线以及种群不同龄级个体空间分布格局等方面研究了雷公山秃杉种群生活史特征与空间分布格局。研究结果表明:秃杉的种群结构存在波动性,成年阶段个体较丰富,幼苗与老龄数目相对较少,秃杉自身的生物学特性及环境因素是形成这种现象的主要原因;秃杉种群存活曲线趋于DeeveyⅡ型,出现2个死亡率高峰,一个出现在第6龄级阶段,另一个出现在第12龄级阶段,期望寿命单调下降;秃杉种群空间分布格局总体上为聚集分布,处于不同发育阶段的秃杉种群,其分布格局随时间而发生变化,从幼龄期到中龄期再到老龄期,种群分布格局由聚集分布逐渐变为随机分布,秃杉种群在不同发育阶段的空间分布格局差异与其生物学和生态学特性密切相关,同时受群落小环境的影响。

速生阶段秃杉与杉木人工林营养元素积累及其分配特征

对广西南丹山口林场相似立地条件下速生阶段(11年生)的秃杉与杉木(第2代)人工林5种营养元素(N、P、K、Ca和Mg)的含量、积累量、年净积累量和分配进行了研究。结果表明,秃杉与杉木不同器官中营养元素含量排序均为树叶>干皮>树枝>树根>干材,林木各器官营养元素含量均以N最高,其次是Ca和K,Mg和P最低。秃杉人工林分营养元素贮存量为573.40kg.hm-2,明显高于杉木人工林(330.33kg.hm-2),其中乔木层、林下植被层和凋落物层分别为517.97、11.05和47.05kg.hm-2,分别占林分营养元素积累量的89.91%、1.92%和8.17%。5种营养元素贮存量在秃杉与杉木人工林乔木层的分配均为树叶>树枝>干材>干皮或树根。秃杉人工林营养元素平均年净积累量为47.09kg.hm-.2a-1,是杉木人工林(26.55kg.hm-.2a-1)的1.77倍。秃杉的营养元素利用效率低于杉木,但明显高于马尾松、刺槐和马占相思。

秃杉人工林微量元素含量、积累与分配特征

对广西南丹山口林场3种林龄(8、14和28年生)秃杉人工林的Fe、Mn、Cu、Zn和B等5种微量元素含量、积累量、年净积累量及其分配进行了研究。结果表明:秃杉各部分微量元素含量从大到小依次为树叶、干皮、树枝、树根、干材;林木各组分微量元素含量以Mn或Fe最高,其次是Zn和B,Cu最低;8、14和28年生秃杉林分微量元素积累量为12.755～46.393kg/hm2,其中各乔木层微量元素积累量占总积累量分别为87.84%、78.96%和76.81%,林下植被层的分别占2.39%、4.01%和5.47%,凋落物层的分别占9.77%、17.03%和17.72%;秃杉人工林不同组分微量元素积累量的分配随林分年龄的增长发生变化,由8年生和14年生以在树叶和树枝中为主,逐渐转移到28年生在以干材和树皮中为主,各微量元素积累量以Fe或Mn最高,其次是Zn和B,Cu最低;3种年龄林分微量元素年净积累量分别为1.398、1.420和1.273kg/(hm2.a),同一组分各微量元素年净积累量与各组分微量元素积累量变化顺序一致,即为Mn或Fe较高,Zn次之,B和Cu较低。

贵州雷公山秃杉种群空间分布格局和分形特征研究

[目的]研究贵州雷公山秃杉种群空间分布格局和分形特征。[方法]采用相邻格子法的取样数据,以贵州雷公山秃杉种群为研究对象,运用传统的格局研究方法和分形理论中的计盒维数法,对雷公山秃杉种群的分布格局进行了对比研究。[结果]结果表明:雷公山秃杉种群的分布格局具有很好的线性关系,种群具有分形特征,不同的种群计盒维数的大小不一致,表明该地区秃杉种群的空间占据能力不同。雷公山秃山所处的环境条件不同,种群的分布格局不一样,秃杉种群的分布格局总的趋势是聚集分布趋向随机分布,并且每个种群聚集程度不同,这主要与种群的数量和大小有明显的关系。雷公山秃杉种群同样遵循计盒维数随聚集度的下降而下降的现象,但在秃杉数量少,幼树幼苗多,并且以斑块状出现的情况下,随机分布类型的计盒维数大于聚集分布类型的计盒维数。[结论]反映了贵州雷公山秃杉种群的空间分布特征和空间的占据能力,为进一步研究奠定了基础。

秃杉持续生长力的探讨

[目的]探讨秃杉生长特点及其持续生长力,为我国大径级用材林培育树种选择及秃杉大径材培育提供科学参考。[方法]通过对秃杉自然分布区天然林及周边人工林的调查,从秃杉的长寿性、枝叶空间分布、根系连生、中幼林施肥效应、单株和林分生长力等方面探讨了其生长力。[结果]秃杉寿命达上千年,数百年生仍然生机勃勃,其主干圆满通直,侧枝细而柔软,下部枝条易向下倾钭生长,增大了光合作用面积,部分秃杉下部侧枝还能向树冠间的空隙处旋转生长,根系连生形成庞大的根系群体结构和菌根,保障了秃杉的生长力,10余年生以后不施肥树高和胸径年平均生长量仍可达0.82 m和1.95 cm,年龄在24～50年的优良木,平均树高和胸径年均生长量达0.71 m和1.72 cm,100年生以内平均胸径年均生长量仍然可达1 cm以上,人工林的蓄积量在21～30年达443.56 m^3/hm^2,51～60年达1 231.43 m^3/hm^2。[结论]秃杉的速生时间达50～100年,是一个速生阶段持续性特别长的树种,是培育大径材的理想树种。

基于MaxEnt和GIS的云南秃杉潜在分布区预测

为保护云南秃杉种源区以及为规划秃杉人工栽培提供可靠依据,应用Max Ent模型预测国家一级保护物种秃杉的潜在分布区。研究过程中收集了241个秃杉自然分布点和26个环境因子,预测准确性高和结果可信度强。结果表明,秃杉在云南省的潜在适生区面积为232 013 km^2,占国土总面积的48.6%。其中,高适生区主要分布于怒江州、保山市及德宏州,中适生区主要分布于文山州、红河州、临沧市、普洱市,低适生区主要分布于昆明市、曲靖市、昭通市。秃杉现有自然分布区都位于高适生区,中适生区虽然没有自然分布的秃杉林,但适合秃杉生长,是较好的秃杉人工引种区。

贵州雷公山秃杉种群分布格局的研究

采用相邻格子样方法取样数据,应用方差/均值比的t检验法、负二项参数、格林指数、Cassie指标、扩散指数、聚集度指标、平均拥挤度、聚块性指数等方法,研究了贵州雷公山秃杉种群的空间分布格局及其动态.结果表明:秃杉种群空间格局为聚集分布;从幼苗到大树,其聚集程度和规模逐渐减小,大树呈均匀分布.

桂西北秃杉人工林不同年龄阶段的固碳功能

[目的]探究秃杉人工林生长过程中的固碳功能及其变化趋势,为合理评价其生态效益提供依据。[方法]以桂西北秃杉人工林为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究广西南丹县4个年龄阶段秃杉林(9、17、25、37年生)生态系统碳含量、碳储量、年净固碳量及其分配特征。[结果](1)秃杉不同器官碳含量为425.3~507.2 g·kg-1;灌木层碳含量为446.9~461.3 g·kg-1;草本层碳含量为387.0~412.5 g·kg-1;凋落物层碳含量为410.5~438.2 g·kg-1;土壤层(0~80 cm)碳含量为5.72~45.79 g·kg-1,且随土层加深而下降,同时随林龄增加而增大。(2)不同年龄阶段(9、17、25、37年生)秃杉林生态系统碳储量分别为180.39、223.24、254.65、314.59 t·hm-2,其中,乔木层依次占20.15%、33.72%、38.31%、46.70%,灌草层依次占0.37%、0.66%、0.88%、0.84%,凋落物层依次占0.51%、0.93%、1.17%、1.41%,土壤层依次占78.98%、64.69%、59.69%、51.06%。(3)9、17、25、37年生秃杉林年净固碳量分别为5.42、7.15、7.32、7.03 t·hm-2·a-1,其中,乔木层依次占85.24%、73.85%、70.41%、68.58%,年凋落物依次占14.76%、26.15%、31.42%、29.59%。[结论]桂西北秃杉人工林生态系统碳储量随生长过程增加的变化规律明显,碳汇潜力巨大,研究结果为桂西北地区碳汇林业的经营与发展提供了依据。

秃杉林和连栽杉木林生态系统C积累及其分布格局

通过野外调查和室内分析,对广西南丹县山口林场23年生秃杉林和连栽杉木林C储量及其分布特征进行了研究。结果表明:秃杉各器官中C含量为426.0~503.9 g·kg^(-1),不同器官C含量排序为:皮>干>根>枝>叶,草本层、灌木层和凋落物层平均C含量分别为452.7、408.0和428.9 g·kg^(-1),土壤(0~80 cm)C含量为16.59 g·kg^(-1)。杉木各器官中C含量为464.5~508.9 g·kg^(-1),不同器官C含量排序为:皮>干>枝>根>叶,草本层、灌木层和凋落物层平均C含量分别为456.2、416.3和468.1 g·kg^(-1),土壤(0~80 cm)C含量为15.77 g·kg^(-1)。秃杉林和连栽杉木林生态系统C储量分别为245.82、213.52 t·hm^(-2),不同层次C储量排序为:土壤层>乔木层>凋落物层或灌草层。秃杉林和连栽杉木林乔木层净生产力分别为10.75、7.14 t·hm^(-2)·a^(-1),C年净固定量分别为5.05、3.47 t·hm^(-2)·a^(-1),年净吸收CO2量分别为18.53、12.73 t·hm^(-2)·a^(-1)。

广西南丹县秃杉人工林碳储量及其分布格局

采用标准样地法对广西南丹县20年生秃杉人工林碳储量及其空间分布格局进行研究。结果表明,秃杉各器官碳含量为436.4~501.2 g/kg,其由大到小依次为干皮、树枝、树根、干材、树叶。灌木层、草本层和凋落物层碳含量分别为449.8、392.5和424.7 g/kg。土壤(0~80 cm)平均碳含量为19.0 g/kg,各土层碳含量随土层深度增加而减少。20年生秃杉人工林生态系统碳储量为255.81 t/hm^(2),其中乔木层为99.43 t/hm^(2),占整个生态系统碳储量的38.87%;灌草层为2.14 t/hm^(2),占0.84%;凋落物层为2.52 t/hm^(2),占0.98%;林地土壤(0~80 cm)为151.72 t/hm^(2),占59.31%。秃杉人工林各器官碳储量与其生物量成正比关系,干材的生物量最大,其碳储量也最高,占植被层碳储量的59.48%,树枝、树叶、干皮和树根的碳储量共占36.05%。20年生秃杉人工林乔木层年净生产力为12.52 t/(hm^(2)·a),有机碳年净固定量为5.98 t/(hm^(2)·a),年净CO 2吸收量为21.93 t/(hm^(2)·a)。

不同坡位9年生秃杉人工林生物量分布规律研究

对福建省连城邱家山国有林场9年生秃杉人工林地上部分和地下部分生物量及其分配规律进行研究。结果表明,9年生秃杉人工林平均胸径、平均树高及总生物量均表现为下坡位>中坡位>上坡位;就各器官生物量而言,不同坡位平均木叶和干生物量表现为下坡位>中坡位>上坡位,枝生物量表现为中坡位>上坡位>下坡位,骨骼根、大根、中根生物量表现为下坡位>中坡位>上坡位,小根和细根生物量为上坡位>中坡位>下坡位。就各器官生物量分配率而言,不同坡位秃杉人工林各器官生物量分配率表现为干>叶>枝,上坡位和下坡位均表现为骨骼根>大根>中根>粗根>小根>细根;中坡位则表现为骨骼根>大根>粗根>中根>小根>细根。

鹫峰山秃杉林的初步研究

本文介绍了福建省鹫峰山脉中段、南段现存秃杉林分布的群落特点、生境条件。秃杉与杉木的生长对比表明，秃杉是福建省中北部山区大有发展前途的一种速生造林更新树种。

秃杉人工林植被碳库和氮库的分配格局

对福建德化葛坑国有林场1996年种植的秃杉Taiwania flousiana人工林植被碳库和氮库分配格局进行调查。结果表明，秃杉人工林各器官碳含量在442.86-488.72 g·kg^-1之间，而各器官氮含量在2.26-8.93 g·kg^-1之间。20年生秃杉人工林单株碳库和氮库分别为96.10 kg和0.679 kg。各器官碳库大小顺序为树干（64.56 kg）〉树根（16.11 kg）〉树叶（8.18 kg）〉树枝（7.25 kg）。各器官中氮库大小顺序为树干（0.379 kg）〉树叶（0.157 kg）〉树根（0.085 kg）〉树枝（0.058 kg）。乔木层的碳库和氮库主要集中在树干，分别占67.18%和55.82%。20年生秃杉人工林林分植被碳储量和氮储量分别为84.29 t·hm^-2和0.60 t·hm^-2。