甘肃兴隆山森林小气候特征研究

为客观了解兴隆山森林小气候变化情况,本研究以兴隆山森林林内、林外2021年气象观测数据为基础,对该区空气温度、湿度、光合有效辐射、风速、风向5个气象因子进行对比分析,揭示兴隆山森林小气候变化特征。结果表明:林外平均气温、最高气温和光合有效辐射均高于林内,且均呈现先增长后减小的趋势;林外空气湿度、风速低于林内,林内以西南偏南风为主,林外风向以西南偏西为主,空气湿度在生长季(5—10月)内呈现增长趋势;林内林外空气温度均在7月达到最高温(林内16.20 ℃、林外20.15 ℃),空气湿度在10月达到最大值(林内91.01%、林外79.30%),光合有效辐射在7月份达到最高值(林内6.39 W·m^(-2)、林外95.82 W·m^(-2)),7月风速最大(林内2.04 m·s^(-1)、林外1.99 m·s^(-1))。因此,掌握森林小气候变化特征,充分利用其对森林环境效益的促进作用,通过更加科学方式经营管理森林资源。

兴隆山典型林分土壤呼吸的空间异质性分析

为探明兴隆山森林生态系统典型林分土壤碳呼吸的日变化、月际动态特征及其影响因子,利用LI-8100土壤呼吸测定室对辽东栎林、山杨-白桦混交林、油松林和青杄林土壤呼吸速率(R_(s))进行连续观测,采用指数方程拟合R_(s)对土壤温度(T_(5))、土壤含水量(W_(5))的响应.结果表明,各林分覆枯落物与裸地的Rs日变化均呈先增加后下降的单峰型曲线,但达到峰值的时间各不相同,各林分R_(s)与T_(5)间均有显著相关性.各林分R_(s)在8月达到峰值,为2.6~7.0μmol/(m^(2)·s),与其土壤性质的表现一致:辽东栎林和杨桦混交林土壤容重较低,具有较高的全氮、全磷及有机质含量,其Rs亦较高,油松林、青杄林表现相反.枯落物对各林分R_(s)的贡献率分别为59.83%(辽东栎林)、41.46%(山杨-白桦混交林)、28.68%(油松林)和11.83%(青杄林),各林分覆枯落物时的Rs明显高于裸地.不同林分Rs的变化特征是水热因子联合效应的结果,R_(s)受T_(5)影响最大,受W_(5)的影响作用相对较小.

甘肃兴隆山主要森林类型土壤渗透性

为了评价和分析兴隆山森林水源涵养功能,以该区域的原始青杄(Picea wilsonii)纯林、天然青杄—白桦(Betula platyphylla)针阔混交林、天然次生山杨(Populus davidiana)—白桦阔叶混交林、天然次生灌丛林、油松(Pinus tabulaeformis)人工纯林和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工纯林6种森林类型0～60 cm土壤层为研究对象,于2010年进行了森林演替过程中土壤渗透性变化规律的研究。结果表明:1)6种森林土壤入渗特性均表现出初渗速率>平均入渗速率>稳渗速率的规律;不同森林类型间入渗性能差别较大,综合得分变化范围为-1.960 0～1.944 9,天然林明显要好于人工林;随森林正向演替的进行,天然林土壤渗透性逐渐增强;2)相关分析表明,森林土壤渗透性能受到土壤物理和化学性质的共同影响,不仅与土壤密度、孔隙度关系密切,还与土壤养分含量和pH值等有直接关系;3)结合相关分析,筛选出10个极显著或显著影响土壤渗透性能的土壤理化性因子,通过逐步回归分析法,建立了4个土壤渗透性主导方程,相关系数R均高于0.850 0(P<0.01)。在4个方程中,第一个引入因子均为土壤密度,说明土壤密度是最主要的影响因子;水解N、有效P、全N、pH值和有机质均为次要因子。4)对土壤入渗过程模拟得出,Horton方程是用于描述兴隆山水源涵养林土壤入渗过程的最优模型,Ko-stiakov和通用经验方程次之,Philip方程较差。

甘肃兴隆山森林演替过程中的土壤理化性质

在森林群落恢复演替过程中,由于森林类型及其所处立地环境不同,森林与土壤相互作用过程具有复杂性。以甘肃兴隆山6种森林类型(青杄林、青杄-白桦林、山杨-白桦林、灌丛林、落叶松林和油松林)0—60 cm土壤层为研究对象,探讨森林恢复演替过程中土壤理化性质的变化规律,旨在为该区域退化森林生态系统恢复与重建提供依据。结果表明:1)在土壤剖面上,兴隆山森林土壤容重随深度的增加而逐渐增大,总孔隙度、毛管孔隙度、自然含水量、最大持水量、毛管持水量、田间持水量均随深度的增加而减小;pH值差异不显著,无明显变化规律;土壤有机质、全N、水解N、有效P、速效K均随深度的增加而变小,表聚效应明显;全P差异不显著,呈"圆柱体"分布模式;2)在森林恢复演替过程中,天然林容重、孔隙度、持水能力、渗透性明显好于人工林,随森林正向演替的进行,天然林容重不断减少,孔隙度明显改善,通透性能不断增强,而人工林土壤物理性质出现明显退化现象;天然林pH值在演替方向上并未表现出酸化现象;天然林土壤有机质、全N、水解N、有效P和速效K变化规律不明显,但总的变化趋势为先增加后减小;3)有机质与全N、水解N、最大持水量、毛管持水量、田间持水量呈显著正相关,而与容重呈显著负相关;全N与水解N呈显著正相关;土壤有机质在改善土壤理化性质和促进养分循环方面具有重要作用,已成为植被恢复过程中土壤变化的一个重要标志。

甘肃省兴隆山天然林下苔藓凋落物蓄积量及持水特性

2010年，采用野外实地观测与室内浸水法，对甘肃兴隆山青杆林、青杆一白桦林林下苔藓和凋落物的累积量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究。结果表明：（1）青杆一白桦林和青杆林下苔藓及凋落物层总厚度7．10～8．30cm，总重量24．66～30．69t／hm2，青杆一白桦林均高于青杆林；（2）苔藓层最大持水率明显高于凋落物层，但凋落物层最大持水量是苔藓层的11．15倍；（3）苔藓层和凋落物层持水率在开始浸水时增加较快，0．5h后增幅逐渐减慢，浸水10h后基本趋于某一稳定值；（4）凋落物层最大拦蓄量、有效拦蓄量分别是苔藓层的10．41和10．27倍；凋落物层在对降水二次分配及在吸持降水过程中发挥着重要作用，并且位于主导地位。

不同海拔甘肃兴隆山主要森林群落的土壤理化性质

对兴隆山不同海拔森林土壤理化性质与海拔关系进行研究,为兴隆山森林植被与土壤相互作用过程和机理认识提供依据。以兴隆山山杨(Populus davidiana)-白桦(Betula platyphylla)-青杄(Picea wilosonii)林、青杄-灌木林和青杄-箭竹(Fargesia nitida)-苔藓林为对象,测定土壤容重、总孔隙度、有机质、全N、全P、全K、碱解N、速效K和pH值,探讨土壤理化性质与海拔的关系。结果表明:1)兴隆山3种森林0~60 cm土壤层理化性质空间分布差异较大,容重0.33~1.31 g·cm^-3 ,总孔隙度50.84~83.13%,有机质20.10~235.00 g·kg^-1 ,全N 1.02~10.47 g·kg^-1 ,全P 0.35~1.93 g·kg^-1 ,全K 14.68~27.11 g·kg^-1 ,碱解N 54.49~620.80 mg·kg^-1 ,速效K 58.89~631.32 mg·kg^-1 ,pH值5.73~7.70;速效K、碱解N、全N和有机质变异系数较大,总孔隙度、全K和pH值变异系数较小。2)随土壤深度的增加,容重在不断增加,总孔隙度、有机质、全N、碱解N、全P和速效K在不断减小,全K和pH值无明显变化规律。3)有机质与容重呈显著负相关,与总孔隙度、全N、碱解N和全P呈显著正相关;随土壤深度的增加,有机质对容重、总孔隙度、全N和碱解N的影响程度在逐渐增强,对全P的影响程度在逐渐减弱。4)海拔对山杨-白桦-青杄林和青杄-灌木林土壤有机质、全N、碱解N、全P和速效K有一定影响,但无明显变化规律;对3种森林土壤容重、总孔隙度、全K和pH值影响不明显。在海拔2 300~2 700 m的阴坡,兴隆山森林土壤理化性质空间分布差异较大,是土壤深度与发育年限、植被类型、气候等因子共同作用的结果;土壤深度对理化性质的影响程度明显要强于海拔高度;有机质与众多理化性质具有相关性,其在改善土壤理化性质和促进养分循环方面起着关键作用。

甘肃兴隆山主要森林类型凋落物及土壤层的蓄水功能

以甘肃兴隆山青杄林、青杄-白桦林、山杨-白桦林、灌丛林、落叶松林和油松林6种森林类型林下凋落物层和土壤层为研究对象,于2010年进行了不同森林类型蓄水功能的研究。结果表明:(1)凋落物累积量13.40～46.32 t/hm2,油松林是山杨-白桦林的2.71倍;凋落物最大持水量为39.38～85.91 t/hm2,油松林最大,山杨-白桦林最小;(2)土壤密度随土壤深度的加大而增大,毛管孔隙度、总孔隙度、饱和蓄水量、非毛管蓄水量均随土壤深度的加大而减小;6种森林0～60 cm土壤层非毛管蓄水量为413.38～771.71 t/hm2,青杄-白桦林最大,落叶松林最小;(3)6种森林类型总蓄水量为青杄-白桦林(849.76 t/hm2)>青杄林(778.48 t/hm2)>山杨-白桦林(623.24 t/hm2)>油松林(504.80 t/hm2)>落叶松林(492.02 t/hm2)>灌丛林(462.26 t/hm2),青杄-白桦林是灌丛林的1.84倍。因此,天然林随森林的正向演替其蓄水功能先增加后减少。

甘肃兴隆山青杄林树干径向生长及其对气象因子的响应

以甘肃兴隆山国家级自然保护区林区顶级群落青杄为研究对象,利用甘肃兴隆山森林生态系统国家定位观测研究站2018-2020年度气象和不同径阶树木径向生长的数据,探究该区顶级群落青杄树干径向生长规律。结果表明,青杄树干径向生长与大气温湿度和热通量显著正相关,与土壤含水量和光合有效辐射呈负相关,与土壤温度不相关;青杄4-6月为快速生长期,7-10月进入缓慢生长期,11月至次年3月缓慢收缩;7:00-12:00为青杄树干收缩阶段,12:00-16:00,为膨胀阶段,16:00之后半径逐渐增加,在4:00达到最大值并持续至7:00,随后进入下一轮周期;降水条件下,不同胸径青杄较晴朗天气均表现出长周期,收缩期(SP)持续时间显著减少,膨胀恢复期(RP)时段加长,甚至表现出生长期(IP)周期持续的现象;青杄的生长受到上一年生长季末温度和降水的显著影响,这种影响主要是由树木体内养分积累状况造成的。

兴隆山保护区林缘蒸发量观测研究

通过峡口观测点21a蒸发量得出:兴隆山保护区林缘的年平均蒸发量是1210.3mm,范围在1 370.3～1044.8mm之间,相差325.5mm;月平均蒸发量是100.9mm,范围在67.6～141.7mm之间,相差74.1mm,变化很大.观测结果表明:该现象主要是由于随气温升高,降水量增多,土壤潮湿、水位高、颜色深,林冠叶面积增大造成.变化总趋势是后10a约高.

兴隆山国家级自然保护区森林防火现状及预防措施

简要介绍了兴隆山自然保护区森林防火现状,分析了保护区森林火灾发生的原因及种类,重点从5个方面论述了兴隆山自然保护区预防森林火灾的措施。

甘肃兴隆山主要森林类型苔藓生物量及其影响因子

为了阐明森林地表苔藓生物量与主要影响因子的关系,2013—2014年,采用时空互代法和标准样方调查法,对甘肃省兴隆山森林演替过程中山杨-白桦-青杄林、青杄中龄林和青杄近熟林3种森林群落的地面苔藓生物量及其主要影响因子进行了研究,结果表明:随着兴隆山森林正向演替的进行,苔藓层厚度和生物量均在逐渐增加,变化范围分别为0.41~3.63 cm和0.30~3.27 t/hm2,均是青杄近熟林>青杄中龄林>山杨-白桦-青杄林;随海拔的不断增加,青杄近熟林苔藓层厚度和生物量均在逐渐增加,变化范围分别为2.66~4.35 cm和2.88~3.74 t/hm2;苔藓生物量和厚度与针叶树所占比例、林龄、树高、林分胸径呈显著或极显著正相关,而与林分密度、阔叶树密度呈显著或极显著负相关。总体来说,随着森林向暗针叶林方向演替,地表苔藓层生物量逐渐增加;森林苔藓生物量影响因子较多,其大小是众多因子共同作用的结果。

兴隆山保护区森林防火视频监控技术应用探讨

本文根据兴隆山保护区森林资源分布状况,论述了建立森林防火视频监控系统的必要性,并对该系统的建设情况进行概述,结合实际应用中存在的一些问题,提出合理化解决方案,为今后搞好森林防火工作奠定基础。

兴隆山森林防火数字化监控预警系统应用研究

介绍了兴隆山森林防火数字化监控预警系统的功能及应用,它由各种传感器组成的无线传感器网络部署在被监控区域,能够检测该区域烟雾的浓度、火焰情况、温湿度等数据通过GRPS发送到监控端,并实时显示在屏幕上,能够帮助管理人员掌握监控地区的森林火灾等级,从而做到火灾的早期预警,对兴隆山自然保护区今后的森林防火预防工作具有指导和决策作用。

甘肃兴隆山主要森林类型凋落物累积量及持水特性

2010年,采用野外实地观测与室内浸水法,对甘肃兴隆山6种主要森林类型(青杄林、青杄-白桦林、山杨-白桦林、灌丛林、落叶松林、油松林)林下凋落物的累积量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究.结果表明:不同森林类型凋落物层累积量在13.40～46.32t·hm-2,为油松林>青杄-白桦林>落叶松林>青杄林>灌丛林>山杨-白桦林,且针叶林累积量高于阔叶林;半分解层累积量所占比例均高于未分解层.凋落物最大持水率为185.5%～303.6%,落叶松林最大,油松林最小,持水率与浸水时间呈对数关系;针叶林未分解层持水率均小于半分解层,而阔叶林则相反.凋落物最大持水量在3.94～8.59mm,为油松林>落叶松林>青杄-白桦林>青杄林>灌丛林>山杨-白桦林;持水量与浸水时间存在对数关系;半分解层持水量均大于未分解层.凋落物吸水速率与浸水时间存在幂函数关系,在浸水前1h内,吸水速率均直线下降,而浸水1.0h后吸水速率较小,且不同时段间变化较小;半分解层吸水速率高于未分解层.凋落物有效拦蓄量(深)为青杄-白桦林(5.97mm)>油松林(5.59mm)>落叶松林(5.46mm)>青杄林(4.30mm)>灌丛林(3.03mm)>山杨-白桦林(2.13mm).

甘肃兴隆山不同演替阶段典型森林群落的凋落物动态

【目的】分析不同演替阶段典型森林群落凋落物的量、组成特征及月动态,了解兴隆山森林生态系统碳贮量和养分循环状况。【方法】采用凋落物收集器法,对甘肃兴隆山森林演替阶段的3种典型森林群落针阔混交林(山杨(Populus davidiana)-白桦(Betula platyphylla)-青杄(Picea wilosonii)林)和暗针叶林(青杄-灌木林和青杄-箭竹(Fargesia nitida)-苔藓林)的凋落物量、组分、月动态进行了观测与研究。【结果】3种典型森林群落年凋落物量5 534.48~7 951.25 kg/hm^2,大小排序为:山杨-白桦-青杄林>青杄-灌木林>青杄-箭竹-苔藓林,针阔混交林高于暗针叶林;凋落量随森林正向演替的进行而不断减少。山杨-白桦-青杄林中以叶(44.91%)、杂物(20.53%)、枝(15.86%)、果(14.74%)为主,青杄-灌木林中以叶(41.22%)、杂物(23.58%)、枝(18.53%)、果(13.32%)为主,青杄-箭竹-苔藓林中以叶(37.48%)、杂物(27.51%)、枝(22.35%)为主;在叶凋落物中,针阔混交林以阔叶为主,暗针叶林则以针叶为主。3种典型森林群落凋落量动态模式均为双峰型,但最高峰和最低峰出现时期有所不同,针阔混交林最高峰在10月,最低峰在7月;暗针叶林最高峰在4—5月,最低峰在8—9月。针叶凋落量动态模式呈双峰型,高峰期出现在4月和10月;阔叶、杂物、枝、果和花凋落动态模式呈单峰型,阔叶最高峰在10月,杂物、枝和果在4—5月,花在5—6月;树皮凋落动态无明显变化规律。【结论】森林演替对凋落量及其凋落物组成影响明显;随森林由阳性落叶阔叶林向阴性针叶林方向演替,森林年凋落量逐渐变小;阔叶凋落量所占比例逐渐减小,而针叶所占比例逐渐增加。

甘肃兴隆山天然林苔藓凋落物自然持水特性

2014—2015年,采用野外实地观测与人工降水试验法,对甘肃兴隆山天然青杄纯林和山杨—白桦—青杄混交林的苔藓和凋落物自然含水量动态、苔藓及凋落物持水性能与降水因子关系进行了研究。结果表明:(1)山杨—白桦—青杄混交林和青杄纯林苔藓生物量分别0.30t/hm^2和1.83t/hm^2;凋落物蓄积量分别为57.08t/hm^2和51.44t/hm^2;凋落物层在森林地被物中具有十分重要的位置,而苔藓层为次要位置;(2)青杄林苔藓、凋落物自然含水量月动态变化较大,但凋落物层变化明显滞后于苔藓层;苔藓、凋落物层自然含水量变化与当地降水量成正相关性,其含水量4—6月较小,7—8月较高;苔藓、凋落物层自然含水量最小值依次为10%和25%,最大依次为125%和115%;(3)在降水过程中,森林苔藓及凋落物吸持降水是一个十分缓慢的过程;只有在小强度、长历时降水条件下,才有可能使森林苔藓及凋落物层吸持水量达到饱和状态。