森林火灾爆燃机理与应对措施研究——以甘肃小陇山林区为例

爆燃是森林火灾中一种常见的危险灾害之一,具有突发性、破坏性和不可预测性等特点。本文通过对小陇山林区森林火灾爆燃发生原因的调查和分析,探讨其发生机制,并提出相应应对措施,以期为该区域保护森林资源和人民的生命财产安全,维护生态平衡,森林火灾防控工作提供科学依据和参考。

甘肃小陇山林区野生木本观赏植物资源调查

通过对小陇山林区野生木本观赏植物资源进行实地调查,经整理、统计发现,小陇山林区野生木本观赏植物286种,隶属于53科118属(表1)。其中裸子植物4科6属10种,被子植物49科112属276种。观叶类木本植物13科15属25种,观花类木本植物38科89属218种,观果类木本植物28科41属104种,观干类木本植物5科5属7种,观形类木本植物17科22属32种。

不同种群锐齿槲栎种子形态特征与营养成分变异分析

为探讨锐齿槲栎种子形态特征和营养成分的变异规律,以小陇山林区5个锐齿槲栎种群的104个单株的种子为试材,对其7个种子形态特征和4个营养成分含量进行测定,并运用方差分析、相关分析和聚类分析等统计方法进行深入分析。结果显示:种群间及种群内的7个形态指标均存在显著或极显著差异,种群间的4个营养成分含量均存在极显著差异。百花种群的种宽、包被长、种脐长、包被长/种长、百粒质量和可溶性糖含量等方面均显著高于其他4个种群,而东岔种群的百粒质量最低,仅为百花种群的72.35%,且种子的含水量、可溶性糖和淀粉含量也相对较低。形态特征的变异系数普遍低于营养成分,平均表型分化系数为35.41%,表明种群内的变异程度高于种群间的变异。锐齿槲栎种子的大多数性状之间及其与纬度间具有显著相关性。基于主成分和聚类分析的结果,将锐齿槲栎种子分为大包被大粒的群体、小包被大粒的群体、大包被小粒的群体、小包被小粒的群体4类。研究结果表明,锐齿槲栎种子性状存在丰富的遗传变异,种群内变异是其遗传差异的主要来源。种子特征参数与纬度间存在一定的相关性。张家和百花具有大种子和高营养的特征,是潜在的优异种质资源的分布区。研究结果可为锐齿槲栎种质资源保护和优良品种选育提供科学依据。

小陇山林区象蜡树人工造林技术

象蜡树属落叶乔木,是小陇山林区珍贵用材树种。科学合理培育、利用和管理象蜡树人工林,使其经济效益和社会效益最大化,具有十分重要和深远的意义。本文总结了小陇山林区象蜡树人工造林技术,包括造林地选择、整地及土壤改良、苗木选择、起苗及运输、造林、病虫害防治和抚育管理等内容,以期为促进象蜡树更新、增加象蜡树的种群数量以及保护与恢复小陇山生态提供参考。

小陇山林区濒危植物连香树群落特征分析

通过分析小陇山林区珍稀濒危植物连香树种群状态特征,综合评价小陇山林区稀濒危植物连香树群落分布情况。在小陇山林区的连香树种群建立30 m×50 m固定样地,运用每木定位调查数据和林分状态与经营分析软件,分析小陇山林区珍稀濒危植物连香树森林空间结构、森林年龄结构、森林长势、森林密度、树种的竞争力、林木的健康情况、树种的构成、更替情况以及树种的丰富程度。结果表明小陇山林区连香树群落的q值为1.143 4,角尺度为0.513,林分潜在疏密度为0.54,林分的拥挤度为0.57,林分的树种优势度为0.05,健康木比例占91.5%,林分林层数为1,林分的Simpson指数取值为0.84。小陇山林区珍稀濒危植物连香树群落直径分布不合理,群落和种群的直径分布都呈多峰状分布,是典型的不完整异龄林;群落林木随机分布,属于理想的天然林水平格局;群落里的优势度低,连香树重要值紧邻锐齿槲栎位居第2;该林分为单层林;林分更新不良;树种多样性高;林内各树种高度混交,锐齿槲栎中大径木较多,在林分中占优势,导致该林分为锐齿槲栎为主的混交林。

秦岭西段日本落叶松人工林生长规律研究

以秦岭西段小陇山林区的日本落叶松人工林为研究对象,在搜集大量资料数据的基础上,通过典型样地调查及树干解析对日本落叶松人工林的生长规律进行研究。结果表明,日本落叶松人工林胸径、树高连年生长量均在第8年达到最大值;材积连年生长量于20a时达到最大,材积平均生长量在28a时达到最大,整个日本落叶松人工林的数量成熟龄为28a。分别5个地位级对日本落叶松人工林生长规律进行对比,各地位级日本落叶松胸径、树高连年生长量达到最大值的年龄大致都在第8年;胸径、树高、材积连年生长量最大值随着地位级的增大而逐渐推后,日本落叶松人工林各地位级的数量成熟龄集中在26-30a之间。

小陇山人工油松林径级结构及林下植物多样性研究

采用典型样方法获取样地数据,并根据径级分布、物种重要值、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数对小陇山人工油松林进行分析。结果表明:油松林中小径级林木较多,缺乏大径级林木;林下更新物种丰富,共包含47个科98个属112种;Gleason丰富度指数随着林龄和郁闭度增加而减小,且从阴坡向阳坡逐渐升高;多样性指数Simpson与Shannon-Wiener变化趋势基本一致,与Pielou均匀度指数一样,随林龄的增加而增大,且多样性指数随着郁闭度的增加而减小,从阴坡向阳坡逐渐升高,而均匀度指数受郁闭度和坡向的影响较小。小陇山人工油松林群落总体更新良好。

甘肃小陇山白皮松生长模型研究

通过研究白皮松生长规律,探讨其生长指标的模型估算,旨在为白皮松的科学经营管理和生态效益评价提供参考。在甘肃小陇山白皮松林内设置4个标准地,采集21株解析木获得白皮松林木生长数据,建立胸径、树高和材积生长模型,并对其生长进行分析研究。比较4种常用的经验和理论函数,建立白皮松生长的最优模型,胸径的最优生长模型为三次曲线函数:D=-2.469+0.252×T+0.015 4×T^2+(-1.38×10^(-4))×T^3(R^2=0.98);树高和材积为幂函数:H=0.122×T^(1.251)(R^2=0.95)和V=(5.438 3×10^(-9))×T^(4.696 1)(R^2=0.94)。白皮松胸径和树高生长呈"慢-快-慢’的生长过程。胸径平均生长量在1~40 a快速增加,在40 a后增长趋于缓慢;树高平均生长量在1~35 a呈增长趋势,35 a后随着年龄的增加缓慢下降;1~20 a材积总生长量增长较缓慢,21 a开始材积总生长量增长迅速,60 a时达到0.620 m^3,材积平均生长量和连年生长量始终保持增长,未达到最大值,还有一定的生长空间。划分白皮松的生长过程为:幼龄林阶段(1~15 a);中龄林阶段(16~58 a);近熟林阶段(>58 a)。白皮松胸径、树高和材积最优生长模型均通过检验,可为白皮松树木的生长进行较为精确的估算和预测,也为不同生长阶段白皮松的科学经营提供依据和数据支撑。

外来树种日本落叶松对森林土壤质量及细菌多样性的影响

以甘肃小陇山林区8～30年林龄日本落叶松林（外来树种）、油松林（乡土树种）及次生林为研究对象，研究了不同树种森林的土壤质量和细菌多样性变化．结果表明：不同树种森林土壤pH无明显变化；林龄越长，土壤含水量越高．土壤总氮与有机质含量以次生林最高，其次为日本落叶松，油松最低．不同林龄森林土壤总氮与有机质含量无明显变化，表明树种是影响土壤质量的主要因素．与乡土树种油松相比，外来树种日本落叶松显著提高了土壤全氮及土壤有机质含量．变性梯度凝胶电泳（DGGE）图谱显示，次生林土壤细菌多样性最高，而外来树种日本落叶松土壤细菌多样性最低．对DGGE图谱的聚类分析发现，小陇山不同森林土壤细菌类群分属变形杆菌、噬纤维黄杆菌和高G＋C含量革兰氏阳性细菌类，其中分属变形杆菌为主要类群．进一步分析发现，日本落叶松的细菌群落组成具有更高的相似度，说明日本落叶松正在使该地区土壤细菌多样性发生变化．

小陇山不同经营措施下次生锐齿栎天然林物种多样性研究

采用固定样地和样方法调查了小陇山林区百花林场3个实施不同经营措施的锐齿栎天然林林分特征和物种组成,运用4种常用的物种多样性指数对调查林分的乔木层、灌木层和草本层的物种多样性进行对比分析,结果表明:3种类型锐齿天然林的灌木层相对于其乔木层和草本物种组成丰富,多样性高;长期封育后的锐齿栎天然林群落在3种天然林类型中物种组成最丰富,乔木层、灌木层和草本层的Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Margalef指数值在3个林分中最高;近自然技术单株经营后的锐齿栎天然林各层次的物种组成相对较少,多样性较低,但其林分中保留的乔木树种个体较大;结构优化抚育后的锐齿栎天然林的物种组成和多样性介于二者之间。抚育经营措施对林分的影响与抚育经营强度密切相关,适当的抚育经营强度能够促进林分多样性提高,否则会带来不利的影响,结构化森林经营技术是一种有效的经营方法。

小陇山锐齿栎天然林结构动态分析

[目的]为了解锐齿栎天然林群落动态变化过程。[方法]采用每木定位监测样地重复观测的方法,对甘肃小陇山林区百花林场王安沟营林区内的锐齿栎天然林进行研究,从树种组成及多样性结构、径级结构、空间结构等几方面分析了锐齿栎天然林群落的结构动态特征。[结果]表明:2次调查群落树种组成和优势树种的重要值排序变化不大,有2个稀少种退出群落,死亡林木40株,死亡率8.3%;群落乔木层的物种丰富度和树种空间多样性下降,优势树种的集中性变大,物种个体数目分配的均匀程度下降。林分径级结构由典型的反"J"型分布变化为左偏的单峰状曲线;群落的空间结构没有发生显著变化,林木分布格局仍为随机分布,中林层和上林层林木个体增加,垂直结构更趋复杂;树种隔离程度下降,建群种锐齿栎的优势度增强,膀胱果、白桦和青榨槭种群的优势度下降。[结论]锐齿栎天然林群落组成和结构变化是一个复杂和缓慢的过程,6年间仅发生了一些微小的波动。

森林经营模式评价方法——以甘肃小陇山林区为例

以原始群落或地带性顶极群落为模板,从反映技术先进性的空间利用程度、物种多样性、建群种竞争态势和树种组成以及体现生产可行性的投入与产出等方面提出森林经营模式有效性评价方法,并应用于甘肃省小陇山林区9种不同经营模式。结果表明：天然林采育择伐是最为有效的森林经营模式;在割灌造林模式中带状割灌造林明显优于全面割灌造林;在人工造林中树种选择以华山松为好,日本落叶松最差。本文提出的经营模式有效性评价方法既能反映技术上的先进性,又能体现生产上的可行性,不失为一种简洁明了的评价经营模式的科学方法。

甘肃小陇山华山松群落灌木层优势种种间关联性分析

通过野外大量调查,选取小陇山华山松林55个样方中的20个常见物种,运用多物种复合关联VR,χ2检验,Pearson相关系数和Spearman秩相关系数和关联测度等测算和综合分析群落的种间联接关系,结果表明:(1)多物种关联性(VR)的分析表明华山松林主要组成成员间的关系以正关联为主,说明华山松群落主要种群对生存环境的需求是一致的;(2)20个常见种种对中以华山松-锐齿栎、华山松-栓皮栎、华山松-辽东栎等种对之间呈正关联;锐齿栎-栓皮栎、锐齿栎-盐肤木等呈现负关联;黑刺菝葜、多毛樱桃等为独立关系等,是群落内环境的体现,是群落内环境异质性的表征;(3)依据华山松林种间关系的不同性质把组成群落的20个常见种归纳为3个生态种组,即正关联组、负关联组和独立组;(4)种间关联的研究结果对华山松群落的生境监测、营林管理、林区道路景观再造中的树种选择和配置有一定的实际指导意义。

甘肃小陇山次生林经营技术研究

小陇山次生林从经营角度划分为针阔混交林和栎类阔叶混交林两大类,针阔混交林占75%,栎类阔叶混交林占25%;次生林经营需要从技术与管理层面上建立森林经营管理技术体系和森林经营管理支撑系统,采用抚育(间伐、择伐)、改造、造林、采伐、封育、封禁等综合经营技术措施,抚育经营技术要点包括林分调查、抚育时间、方式、强度、目标树确定以及抚育采伐技术等,最根本的技术是实现由次生林经营向次生林发展转变。

天水小陇山红豆杉(Taxus chinensis(Pilg.) Rehd)林土壤真菌多样性及其与生态因子的相关性

采用GPS系统采集了天水小陇山红豆杉林9块样地的土样,用稀释平板法对该区域真菌进行分离计数,进一步鉴定到属,并分析了真菌数量和类群与土壤养分、水分和pH等生态因子的相关性.结果表明,该区域土壤真菌数量和类群组成存在较大的空间变异,土壤真菌优势菌群的构成有相似性,青霉属、毛霉属为所有样地的优势菌群.真菌多样性分析表明,小陇山红豆杉物种多样性较丰富,不同样地多样性指数差异明显.土壤真菌总数、类群和多样性与土壤生态因子间的相关性分析表明,真菌总数与土壤pH呈显著负相关(R=-0.796),与水分和有机质呈显著正相关;Shannon-Wiener指数与土壤有机质呈显著正相关;各属与土壤生态因子呈现不同的相关性.

基于养分资源轴的锐齿栎林主要种群生态位研究

以Levins和Shannon-Wiener生态位宽度及Pianka重叠指数为依据,将土壤有机质、土壤pH值、土壤全N分别作为反映各主要种群生长环境的资源轴,对小陇山锐齿栎林的10个主要种群生态位宽度和生态位重叠进行了研究.结果表明,各主要种群在3个资源轴上的生态位宽度均较大,生态位宽度平均最大值出现在有机质资源维上,平均最小值出现在全N资源维上;各主要种群在3个资源维上的重叠都较大,说明了各主要树种间利用资源的方式较为相似,表明种群间利用资源的竞争排斥作用较为强烈,彼此之间容易造成在各资源维上的竞争;在3组资源轴中,锐齿栎的生态位宽度均为最大,说明锐齿栎种群对各资源的利用充分,适应性强.

小陇山不同林龄锐齿栎林土壤有机碳和全氮积累特征

以甘肃小陇山林区3个林龄阶段(中龄林、近熟林和成熟林)的锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)天然次生林为对象,研究了土壤中有机碳和全氮的垂直分布及其积累特征。结果表明:林地土壤有机碳和全氮含量在各龄级土壤剖面中的垂直变化规律一致,表层土壤中含量最高,随着土层深度逐渐降低。1 m土层范围有机碳和全氮密度随着林龄的增加而增加,中龄林、近熟林和成熟林的碳密度分别为122.92、242.21t/hm^2和280.53 t/hm^2,龄组之间差异显著(P<0.05);3个林龄阶段的土壤全氮密度分别为10.37、18.94t/hm^2和24.76 t/hm^2,差异显著(P<0.05)。有机碳和全氮密度在0—20 cm土层中占有很高比重,达37%—56%。土壤有机碳与全氮含量呈极显著的线性正相关(P<0.0001)。土壤有机碳和全氮积累速率随林龄阶段存在差异,在生长旺盛期(中龄林-近熟林)的土壤有机碳(10.84 t hm^(-2)a^(-1))和全氮(0.78 t hm^(-)2a^(-1))的积累速率要大于成熟期(近熟林-成熟林)的土壤有机碳(1.92 t hm^(-2)a^(-1))和全氮(0.29 t hm^(-2)a^(-1))积累速率。

小陇山百花林场次生松栎混交林群落及优势种群空间结构特征

采用空间结构参数(角尺度、混交度、大小比数)一元分布和二元分布探讨小陇山林区百花林场次生松栎混交林群落及其油松、锐齿栎优势种群的结构特征。结果表明:群落和油松、锐齿栎种群中多数林木和各自总体处于随机分布;大小比数频率分布较均匀,整体生长均处于中庸状态;群落中混交良好的林木较多,油松和锐齿栎种群中度混交和强度混交的林木较多,混交度均值(珡M)分别为0.572、0.592,空间隔离程度明显低于群落(0.696)。群落和油松、锐齿栎种群中同一优劣程度或混交等级的林木大多处于随机分布,林分中较为常见的结构单元参照树周围相邻木大多为随机分布的其它树种,同一分布格局或混交等级的林木处于不同优劣程度的林木比例近似相等;但同一优劣程度下,群落中的林木大多混交良好,油松种群中的林木大多处于中度混交,锐齿栎种群中则大多处于强度混交。群落及油松和锐齿栎种群空间结构一元分布、二元分布特征基本一致,说明油松和锐齿栎种群在很大程度上决定了群落的结构特征和发展趋势。

小陇山林区2种锐齿栎次生林林分的结构特征

【目的】对甘肃小陇山林区2种干扰类型锐齿栎次生林林分的结构特征进行分析,探讨不同林分结构分析方法提供的信息,为锐齿栎次生林的保护、恢复和结构优化调整提供理论依据。【方法】以甘肃小陇山林区典型的长期未经人为干扰的样地(王安沟)和经过'次生林综合培育'技术经营后恢复的锐齿栎次生林样地(小阳沟)为例,运用林分结构基本特征分析方法及基于相邻木空间关系的结构参数、标记混交度和大小分化二阶特征函数,分析不同干扰模式下锐齿栎次生林林分的结构特征。【结果】2个样地的林分基本结构特征有一定差异,小阳沟林分的密度较小,平均胸径、断面积较王安沟林分大,但树种多样性较低,二者的林木分布格局和混交度分布检验差异也不显著;标记混交度和大小分化二阶特征函数体现出2个样地的林木个体大小分布和不同树种间的关系存在较大差异,小阳沟林分在0~10 m尺度上同种聚集趋势十分明显,林木大小分化在整个研究尺度上随机分布;王安沟林分在0~10 m尺度上同种聚集的强度较小,林木在7~12 m尺度上表现为相同大小林木的聚集趋势先增加后趋向随机分布。【结论】王安沟林分是自然演替的结果,经营措施对小阳沟林分结构起到了一定的调整作用。对于次生林而言,合理的经营可以促进林分生长和林分质量提高。标记二阶特征函数能够提供林分内树种分布和大小分化随尺度变化的关系,并对林分结构特征形成的生态过程具有一定的解释能力。

小陇山自然保护区华山松群落8个主要种群的生态位研究

小陇山国家级自然保护区是中国华山松的主要分布区之一。在野外大量调查基础上,运用Levins和Shan-non-Wiener生态位宽度、生态位重叠和生态位相似比例等指数,对林区华山松群落中8个主要种群生态位特征进行研究。结果表明,生态位宽度值大小依次为华山松、锐齿栎、披针叶忍冬、漆树、甘肃山楂、毛栗、辽东栎和少脉椴。华山松Shannon-Wiener生态位宽度值最大,为0.988 8,其次是锐齿栎,为0.877 6,少脉椴最小,为0.352 9。该群落种群间生态位重叠值普遍较低,表明多数种群间竞争较小。建群种华山松与其他种群间生态位重叠值较大,为0.079 1~0.101 3,而其他种群与华山松间生态位重叠值却较小,为0.015 4~0.069 0,华山松与毛栗的重叠值最大,为0.101 3,华山松与少脉椴的重叠值最小,为0.079 1。生态位相似比例在0.5以上的种群对有4对,占14.28%,分别是华山松-锐齿栎、华山松-披针叶忍冬、锐齿栎-披针叶忍冬和锐齿栎-漆树种群对,在0.5以下的有24对,占85.72%,表明群落中多数种群对资源利用的相似性程度较小。作为中国华山松的分布地之一,秦岭西段小陇山林区具有暖温带针叶林生态位的特征。