不同林龄油松(Pinus tabulaeformis)人工林植物、凋落物与土壤C、N、P化学计量特征

在陕西省北部延安市境内子午岭林区,采用时空互代的方法选取9、23、33、47年生油松(Pinus tabuliformis)人工林为研究对象,比较油松不同器官(叶、枝、干、根)、凋落物及土壤C、N、P含量及其比值的差异,探讨它们随林龄的变化及其相互间的关系,以期为油松人工林的生产、改善和林木生长环境的调节提供参考。结果表明:除根中C含量在林龄间差异不显著外,其它器官C、N、P含量及其比值在林龄间均差异显著且随林龄增加变化趋势不尽相同。9、23、33、47年生油松林C、N、P含量及N∶P比值均在叶中最高;C∶N比值均在干中最高,根中次之;C∶P比值均在干中最高,其它器官大小次序不一。除33年生油松林叶中N∶P比值大于14外,其它各器官各林龄N∶P比值均小于14,且N∶P比值随林龄先增加后减少,故可判断油松在该区域受N限制较为严重,且随林龄的增加受N限制的情况有所缓解。不同林龄土壤和凋落物C、N、P含量及其比值差异显著,且后者均大于前者。土壤与凋落物C、P含量及C∶N、C∶P、N∶P比值随林龄增加变化趋势完全一致,表明土壤与凋落物之间有着密切的关系。叶片与凋落物N、P含量及C∶N、C∶P、N∶P比值之间显著相关,表明凋落物的养分承自植物叶片,二者之间关系紧密;植物和土壤的C、N、P含量之间均不存在显著相关性,说明土壤C、N、P供应量对乔木叶片C、N、P含量影响不大。

气候变化对我国油松人工林适生区分布的影响

【目的】油松是我国北方地区重要的针叶树种,根系发达,具有较强的水土保持和水源涵养能力,发挥着重要的生态防护功能。研究油松的生态特征及分布边界,探索油松的最佳造林区,了解油松人工林适生区分布在气候变化下的变迁,为气候变化背景下合理规划油松的造林和经营方案提供支持。【方法】基于油松人工林在中国地区221条有效分布记录和22个环境因子变量,结合ArcGIS,运用MaxEnt模型模拟气候变化情景下油松人工林的潜在分布,确定制约油松人工林分布的关键环境因子和适宜区间,预测油松人工林适生区在未来不同气候情景下的地理分布及面积的变化。【结果】(1)MaxEnt模型的AUC值达到0.955,说明模拟的结果可靠。(2)当前油松人工林在我国的适生区面积为98.90×10^(4) km^(2),集中分布在秦岭以北的地区,包括太行山、黄土高原、燕山和辽西等山地。影响油松人工林分布的主要环境变量为最暖季度降水量、最干季度平均温度、最冷月最低温度和海拔。其中,最暖季度降水量是影响油松人工林分布的首要因子,适宜范围为223~389 mm。最干季度平均温度的范围为-5~5℃,最冷月最低温度的范围为-14.5~-3.5℃,适合油松生长的海拔高度在100~2 100 m之间。(3)从1931—2020年的变化趋势来看,油松适生区的南界基本没发生变化,一直是岷山—秦岭—大巴山一线,向西到达祁连山南端和贺兰山东南侧,并没有向西北扩张。而油松适生区的北界却一直向北延伸,纬度大概向北扩张3.5°,高适生区重心同样也向北迁移。因此油松适生区面积一直呈增加的趋势。(4)从未来气候变化情景来看,在2041—2060年和2061—2080年两个时期,油松的潜在适生区继续呈现向北迁移的趋势,高适生区面积呈现先增加再减少的趋势。【结论】气候变化会导致油松适生区向北扩张,同时在黄土高原和秦岭地区高适生区呈现破碎化,引种栽培油松时需谨慎。在燕山北部和辽宁西部的高适生区范围比较稳定,适合继续扩大种植。

油松人工林相容性生长联立方程组模型构建

以西宁市周边山地人工林为研究对象,利用近2年森林资源更新调查数据,构建油松林相容性生长联立方程组模型,采用似乎不相关回归法求解模型参数,并对模型进行异方差修正,最后检验所构建的相容性生长联立方程组模型预测精度及适应性。结果表明:相容性生长联立方程组模型对平均胸径、平均树高和每公顷断面积的预估精度均在93%以上,MSE和TRE值均在±2%以内,卡方检验结果远远小于临界值,预测效果优于独立拟合模型。在油松中幼龄林阶段,胸径、树高和断面积生长均与林分密度指数和地位级指数正相关;胸径、树高生长对地位级指数更敏感,而断面积生长对林分密度指数更敏感。基于模型预测结果,油松林分胸径快速增长期在5~25 a,年均生长量为0.33 cm;树高快速增长期在5~30 a,年均生长量为0.23 m;断面积在15 a之前增速最快,年均生长量为0.13 m2/hm2。本研究所构建的油松林相容性生长联立方程组模型预测精度高,可用来预测西宁市及相似生态区油松林分胸径、树高和断面积生长,为林分生长及收获预估、科学合理经营提供参考。

晋西黄土区油松人工林密度和立地对细根特征的影响

【目的】探究不同林分密度、坡度和坡向条件下油松人工林细根(≤2 mm)生物量和细根形态的垂直分布规律,为晋西黄土区植被管理和生态建设评价提供依据。【方法】以油松人工林为研究对象,选择不同林分密度M1(<2000株/hm^(2))、M2(2000~3000株/hm^(2))、M3(3000~4000株/hm^(2))、M4(4000~5000株/hm^(2))、M5(>5000株/hm^(2)),不同坡度(≤20°、20°~30°、30°~40°)和坡向(阴坡和阳坡)的样地,采用根钻法分层获取0~100 cm土层中的细根,对细根生物量密度、根长密度、组织密度、比根长和比表面积的垂直分布特征及其影响因素进行研究。【结果】(1)0~100 cm土层的细根生物量密度随林分密度增大呈单峰变化趋势(M4密度条件下达到最大值606.19 g/m3),不同坡度和坡向条件下细根生物量密度及其垂直分布没有明显变化趋势。细根生物量密度随土层深度增加呈显著递减趋势(P<0.05),主要集中在0~20 cm土层中,占比38%以上。(2)随着林分密度增加,0~100 cm土层的细根根长密度呈单峰变化趋势(M4密度下达到最高值3639.73 m/m^(2)),比根长和比表面积呈先减小后增加的趋势(在M4密度下达到最低值:比根长601 cm/g,比表面积101.09 cm^(2)/g)。坡度和坡向对细根形态及其垂直分布的影响均不显著。垂直方向上,各林分密度0~40 cm土层的细根根长密度占比均在60%以上。在0~20 cm土层,比根长和比表面积随林分密度的增加先减少后增加(P<0.05)。(3)相关性分析显示,林分密度和土层深度对细根生物量密度和细根形态有显著影响。细根生物量密度和根长密度与林分密度、土壤全碳、全氮以及有机碳显著正相关,与土壤深度和C∶N显著负相关。比根长、比表面积与林分密度和土壤有机碳显著负相关,与土壤深度显著正相关(P<0.05)。【结论】林分密度是油松人工林细根特征的关键调控因子,可通过林分管理措施来调整人工林林分密度以及细根生存策略,以此提高油松人工林应对环境胁迫的适应性,为半干旱区人工林可持续经营提供理论支持。

科尔沁沙地油松人工林林龄对土壤酶活性及化学性质的影响

【目的】研究科尔沁沙地不同林龄油松人工林地土壤养分变化及酶活性变化过程,为该地区植被恢复提供参考依据。【方法】以流动沙地为对照(0 a),选择固沙18、34、48、56 a油松人工林地为研究对象,进行土壤样品分层采集,用于土壤化学性质及酶活性的测定;采用冗余分析方法,探究不同林龄土壤酶活性变化过程及其与土壤理化性质之间的关系。【结果】与对照相比,有机质、全氮、全磷、速效钾含量随林龄增加而显著增加,但全钾、速效氮则无明显变化。不同林龄0~2 cm土层过氧化氢酶、脱氢酶、脲酶、中性磷酸酶、中性蛋白酶活性随林龄增加均显著高于对照并具有明显表聚现象,蔗糖酶活性在18 a时活性最高,随后下降。林龄、土层及其交互作用均显著影响土壤酶活性。冗余分析结果表明土壤全氮、全钾、速效磷、速效钾与土壤脲酶、脱氢酶、过氧化氢酶均呈极显著正相关关系;7种化学性质在前两轴累积解释土壤酶活性的76.06%,对土壤酶活性影响重要性排序为全氮>速效磷>全钾>有机质>全磷>速效钾>速效氮,全氮是影响土壤酶活性差异的关键因子。【结论】油松人工林能有效改善沙地土壤肥力,提高土壤酶活性,并随林龄增加改善作用增强;同时人工造林56 a时,油松人工林地未出现衰退现象。

不同经营方式对油松成熟人工林生长和植物多样性的影响

【目的】基于油松成熟人工林,探索一种兼顾生态效益的大径级用材林培育方式,为我国成熟人工林的科学经营提供参考。【方法】以赤峰市旺业甸实验林场47年生和56年生油松人工林为研究对象,选取2013年和2019年调查的近自然经营、常规经营、封育管理样地乔灌草数据,采用双因素方差分析方法比较3种经营方式对油松成熟人工林胸径增长速度、死亡率、幼树更新以及乔灌草多样性的影响差异。【结果】3种经营油松成熟人工林年均胸径增长速度和6年死亡率差异均显著(P<0.05),近自然经营为0.40 cm/a和0.51%,常规经营为0.36 cm/a和1.44%,封育管理为0.31 cm/a和3.55%。6年间,近自然经营的林下植物种类增加3种,常规经营和封育管理分别减少5种和9种。47年生和56年生林分的乔木Shannon-Wiener指数和Simpson指数增长排序为近自然经营>常规经营>封育管理,更新树苗死亡率和47年生林分的草本Shannon-Wiener指数和Simpson指数下降排序为常规经营<近自然经营<封育管理;3种经营对油松成熟人工林的乔木胸径生长和死亡率以及乔灌草多样性的影响差异具有时效性。3种经营56年生油松人工林的年均胸径增长速度、乔木和灌木的Shannon-Wiener指数、Simpson指数均高于47年生人工林,但草本Shannon-Wiener指数、Simpson指数为47年生林分高于56年生林分。【结论】对油松成熟人工林进行合理经营可提升乔木胸径生长速度,降低死亡率并延缓林分植物多样性下降,表明仍有必要对成熟人工林进行合理经营,以获取更好的经济和生态效益;综合比较3种经营对油松成熟人工林大径级林木培育和植物多样性保护的效果,近自然经营是一种理想的经营方式。

北京地区油松人工林不同演替类型空间结构对林下植被及土壤的影响

以北京地区油松(Pinus tabuliformis)人工林不同演替类型林分为研究对象,研究油松纯林、油松-栓皮栎(Quercus variabilis)混交林和栓皮栎纯林三种不同演替类型林分的空间结构、林下植被和土壤水分的变化规律及其相互作用关系。结果表明:(1)林分水平及垂直空间结构、草本层物种多样性、更新幼树生长、土壤持水和透气性能等指标在三种不同演替类型林分间差异显著(P<0.05),林分空间结构参数中的角尺度、林层指数和开敞度显著影响了各类型林分的灌草多样性,混交度、林层指数和大小比数显著影响了更新幼树的生长,混交度和林层指数显著影响了土壤水分的变化(P<0.05)。(2)松栎混交林灌草生物量、天然更新幼树的生长以及土壤水分物理状况均好于纯林,并主要受林分混交度和林层指数的共同作用。(3)各演替类型林分内均存在栓皮栎更新幼树,混交林栓皮栎更新幼树数量最多、长势最好,对林地资源的竞争最为激烈。因此,可以通过调整林分空间结构实现种间关系及林地资源的调控,以充分发挥森林生态系统的各项功能与价值。

黄土丘陵区不同密度刺槐和油松人工林土壤理化性质与化学计量特征

[目的]探明黄土丘陵区刺槐(Robinia pseudoacacia)和油松(Pinus tabuliformis)人工林土壤理化性质及化学计量特征对林分密度的响应特征,为黄土丘陵地区人工林经营提供科学依据。[方法]试验测定分析两种人工林土壤容重、含水量、土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量,利用单因素方差分析方法,开展各指标随不同密度梯度的变化特征及垂直变化特征研究,利用多因素相关分析方法分析了各指标间的相关关系。[结果](1)在垂直分布特征上,各林分SOC和TN含量都呈现随土层深度增加而显著减小的趋势;土壤容重和TP含量无明显规律且无显著差异。(2)刺槐林密度对土壤容重、含水量、N∶P等指标影响不显著;低密度刺槐林的SOC,TN,TP,C∶N均显著高于其他密度刺槐林。(3)油松林密度对土壤容重,C∶N,C∶P,N∶P等指标影响不显著;高密度油松林的SOC,TN,TP含量显著高于其他密度油松林。(4)同一密度下,刺槐林的土壤容重、含水量大于油松林;SOC,TN,C∶N,C∶P,N∶P均低于油松林,除C∶N外,差异均显著。[结论]低密度刺槐林的SOC,TN,TP含量较高,而高密度油松林的SOC,TN,TP含量较高,且油松林的土壤质量相对优于刺槐林。

西宁市油松人工林生长季水量平衡特征

【目的】深入理解和定量评价西宁市重要造林树种油松人工林的水文影响,为其林水协调的多功能管理提供科学依据。【方法】在西宁市湟水林场选择中龄、郁闭的油松人工林典型样地,于2021年生长季(6—10月)同步监测林外降水、林冠截持、干流、穿透雨、树木蒸腾、林下蒸散和土壤含水量变化,并基于水量平衡计算林地产流。【结果】1)生长季降水量为396.5 mm,林冠截留量、林木蒸腾量和林下蒸散量分别为117.6、109.4和187.5 mm,各占同期降水量的29.66%、27.59%和47.29%,存在先增后减的月份变化。2)0~100 cm土层储水量在生长季净增130.2 mm,接受高达189.3 mm的外来输入水分(来自深层土壤及上坡);土壤体积含水量6—8月为消耗期,整体走势一直减少,均在10%以下,存在明显的土壤干旱胁迫;9—10月为恢复期,呈波动上升趋势,均在9.3%以上。3)生长季总蒸散量为414.5 mm,超过同期降水量18.0 mm;基于0~100 cm土层水量平衡,考虑外来输水和土壤储水变化影响后,林地净产流-18.0 mm,即林地可降低坡面或流域产流。【结论】在西宁市半干旱气候条件下,即使在丰水的2021年生长季,自然降水也难以满足郁闭的油松人工林蒸散耗水需求,需通过降低密度(郁闭度)减少蒸散或适当灌溉补水来维持林分的抗旱稳定性,以保障其发挥好城市景观林的主导功能。

土壤氮含量对油松针叶碳氮磷计量特征及氮磷重吸收的影响

为了解土壤氮含量对油松林针叶全碳、全氮、全磷含量和氮磷养分重吸收效率的影响及其随龄级的变化规律,以山西省桑干河杨树丰产林实验局金沙滩林场4个龄级(分别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ龄级)油松人工林为研究对象,设置5个施氮水平[CK(0 g·m^(-2)·a^(-1))、N_(1)(5 g·m^(-2)·a^(-1))、N_(2)(10 g·m^(-2)·a^(-1))、N_(3)(15 g·m^(-2)·a^(-1))和N_(4)(20 g·m^(-2)·a^(-1))]的短期氮添加试验。测定了4个龄级对应的5个施氮水平的表层土壤(0~30 cm)氮含量及表层土壤相应的氮含量下成熟针叶和凋落叶全碳、全氮、全磷含量,计算和分析成熟针叶全碳、全氮、全磷含量及其化学计量比,以及相应的氮磷养分重吸收效率。结果表明:各龄级油松针叶全碳、全氮和全磷含量均随土壤氮含量升高表现为先升高后降低的单峰态变化趋势,变化范围分别为509.7~540.5,7.78~12.81和1.97~3.36 g·kg^(-1);碳氮比和碳磷比呈单峰态变化,氮磷比呈直线上升趋势,碳氮比、碳磷比和氮磷比变化范围分别为40.99~65.67、157.06~266.28和2.95~5.12。当土壤氮含量一定时,油松针叶全碳含量随龄级增大而升高,全氮含量在Ⅲ龄级达到最高,全磷含量随龄级增大而降低。计量比除碳氮比外,均随龄级增大而升高。Ⅴ龄级油松针叶氮重吸收效率随着土壤氮含量升高表现较为稳定,其余龄级均表现为持续降低趋势;除Ⅲ龄级的油松针叶磷重吸收效率表现为先升高后降低的变化趋势外,其余龄级均表现为持续升高趋势。油松针叶氮重吸收效率随着龄级的增大表现为升高的趋势,磷重吸收效率随着龄级的增大表现为先降低后升高的趋势。该地区油松人工林生长受氮限制且影响严重,随着土壤氮含量升高和龄级增大,氮限制有所缓解。

北京密云油松人工林碳通量组分季节变化及其对环境因子的响应

【目的】量化人工林生态系统碳通量组分,探明环境因子对碳通量组分的调控作用,以提高人工林生态系统碳汇功能评估的准确性,为进一步认识气候变化背景下环境因子对人工林生态系统碳循环过程的调控作用提供参考。【方法】以北京市密云区油松人工林生态系统为研究对象,采用涡度相关法(EC)测定油松人工林生态系统净碳交换量,同时对空气温度(Ta)、饱和水汽压差(VPD)、光合有效辐射(PAR)和土壤水分(SWC)等环境要素进行原位连续监测,分析人工林生态系统碳通量组分季节变化特征及其与环境因子的响应关系。【结果】北京密云油松人工林2021年累积生态系统总生产力(GEP)为315 g·m^(-2),呼吸强度(RE)为291 g·m^(-2),净生产力(NEP)为24 g·m^(-2)。GEP和RE在生长季(4—10月)较高,非生长季接近0 g·m^(-2)。日GEP、RE和NEP最大值分别为4.7、3.3和3.1 g·m^(-2)。月最大净光合速率在生长季呈单峰型变化,最大值出现在7月。在生长季和生长旺期,NEP与GEP均呈正相关(P<0.01),决定系数分别为0.68和0.80。不同Ta、VPD、SWC条件下NEP与PAR间的关系无明显差异。NEP和GEP均随Ta、VPD和SWC增加先增加后降低,峰值分别出现在约25℃、10 hPa、0.2 m^(3)·m^(-3)。低SWC对NEP、GEP和Ta、VPD间的关系无明显影响,但降低RE的温度敏感性。【结论】北京密云油松人工林生态系统在生长旺期、生长季和全年均表现为碳汇,且NEP变化主要受GEP主导。高Ta、VPD和SWC均通过限制GEP降低NEP。低SWC对NEP、GEP和Ta、VPD的关系无明显影响,但降低RE对温度的敏感性。

油松人工林林分特征对密度调控的响应

为研究甘肃兴隆山国家级自然保护区不同密度油松人工林的林木空间分布格局和林下植被生长状况,探寻促进林木生长和优化林分结构的有效手段,以油松人工林为研究对象,设置5种不同密度(740、1900、1950、6540、8000株·hm^(-2))观测样地,采用典型样地法和每木调查法,调查乔木层基本特征、林下植被生物多样性、地上生物量等。结果表明,油松人工林树木径阶分布受林分密度的影响,在低密度林分表现为林内群落稳定且正常生长的储备林;低密度林分S1(740株·hm^(-2))胸径生长较快,高密度林分S3(8000株·hm^(-2))胸径生长较慢;草本层和灌木层的物种丰富度指数(M)、物种多样性指数(H)、生态优势度指数(D)均在林分密度为1900株·hm^(-2)时达到峰值,分别为3.55、2.44、0.88和2.16、1.39、0.75;林内灌木生物量随着油松人工林密度增大而减小,在S1样地内生物量(1.60 t·hm^(-2))达到最大,草本层生物量为先增大后减小再增大,在S2(1900株·hm^(-2))样地内生物量(0.25 t·hm^(-2))达到最大。最终得出,甘肃省兴隆山国家级自然保护区内的油松人工林在林分密度为1900株·hm^(-2)时对促进林木及林下植被生长有积极影响。

子午岭林区油松人工林枯落物水文生态功能研究

研究子午岭林区不同林龄油松人工林枯落物的水文生态功能,为该区人工林经营及植被建设提供理论依据。在甘肃省子午岭林区选取树龄为10a、20a和30a的油松人工纯林,分析其枯落物的水文特征指标。结果表明:(1)油松人工林枯落物的厚度和蓄积量均随林龄升高逐渐增大,总厚度为1.63~7.30cm,总蓄积量为6.37~52.41t/hm^(2);(2)枯落物的最大持水率和有效拦蓄率均表现为10 a>20a>30a;而最大持水量和有效拦蓄量均表现为30 a>20 a>10 a,枯落物的水源涵养功能随树龄的增长而逐渐增强,且枯落物半分解层在降雨截留拦蓄过程中发挥主要作用;(3)枯落物的持水量、吸水速率与浸水时间分别呈对数函数关系(R^(2)>0.926)和幂函数关系(R^(2)>0.998)。

不同林龄油松人工林林下植物对不同间伐强度的短期响应

分别选取中龄林（30a）、近熟林（40a）和成熟林（50a）的油松人工林按株数量进行弱度（30．4％。35．7％）、中度（42．9％～45．4％）和强度（55．8％～58．8％）间伐并设置对照（0）处理．研究间伐后2a间各林龄油松人工林下植被对不同间伐强度的响应情况。结果表明：间伐初期（2a内），林下灌木、草本物种数均随间伐强度的增强而增多，强度间伐使林下旱中生植物减少，中旱生、中生植物增多；间伐增加了油松林下植被层优势种数量，林下植物密度、总盖度随间伐强度增强而增大，植被层垂直结构分化更加明显；间伐提高了林下灌木、草本层生物多样性指数，Shannon—Wiener指数对间伐效果表现更为敏感．林下植被层生物量随间伐强度增强而增加。问伐对油松人工林林下植被发育的影响是显著的．短期影响效果为强度间伐能够良好的促进林下植被发育。

模拟氮沉降对油松林土壤有机碳和全氮的影响

本文通过长期原位模拟氮沉降试验,研究暖温带油松林土壤有机碳和全氮对外源氮添加的响应过程与机制。从2009至2011年,氮处理水平分别为对照（0 kg/（hm2·a）,N0）,低氮（50 kg/（hm2·a）,N1）,中氮（100 kg/（hm2·a）,N2）和高氮（150 kg/（hm2·a）,N3）。利用土钻法研究油松人工林和天然林不同土壤深度土壤有机碳和全氮对模拟氮沉降的响应。结果表明,氮沉降降低了人工林和天然林不同土层深度有机碳含量,有机碳含量下降幅度随氮沉降量的增加而增大,且表层土壤（0~20 cm）下降幅度大于深层土壤（20~40 cm,40~60 cm）。天然林表层土壤有机碳下降幅度大于人工林。氮沉降显著增加了人工林表层土壤全氮含量（P〈0.05）,但对天然林表层土壤全氮含量无显著影响（P〉0.05）。

黄土高原子午岭不同发育阶段油松人工林土壤理化性质的变化

【目的】揭示子午岭林区不同发育阶段油松人工林土壤理化性质的变化规律,为该地区油松人工林的地力维护提供理论依据。【方法】采用典型样地调查方法,在甘肃省正宁县中湾林场,以荒坡为对照,测定不同发育阶段(幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林)油松人工林土壤的物理性质和主要养分含量,并对各指标进行相关性分析。【结果】在油松人工林不同发育阶段,土壤含水量变化不明显;成熟林阶段土壤体积质量和孔隙度明显优于荒坡和其余各发育阶段林地;随林龄的增长,土壤有机质、全氮含量呈上升趋势,土壤pH逐渐下降,速效磷、速效钾、硝态氮、铵态氮呈波动变化;相关性分析发现,土壤有机质、全氮和pH之间均存在相关性,其中有机质与全氮极显著正相关,pH与有机质、全氮显著负相关。【结论】从土壤持续发育的过程来看,在黄土高原子午岭林区营造油松人工林可以使林地土壤的理化性质得到持续改善,土壤养分进一步增加。

晋西黄土区不同森林群落类型植物多样性研究

为了揭示晋西黄土区不同森林群落类型对生物多样性的保持作用,对晋西黄土区人工油松林、人工刺槐林及天然次生林林下植物组成及土壤化学性质进行了调查研究,并对3种林分进行对比分析,研究晋西黄土区不同森林群落类型林下植物多样性特征。结果表明:1)研究区内共出现40个植物种,灌木6种,草本34种。3种森林群落类型林下植物种数为人工刺槐林>人工油松林>天然次生林;2)3种森林群落类型林下物种丰富度指数(Margalef指数)、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和物种均匀度指数(Pielou指数)表现为草本层>灌木层,人工林>天然林。人工刺槐林林下Margalef指数、Shannon-Wiener指数小于人工油松林,而Simpson指数和Pielou指数大于人工油松林;3)与2006年相比,2012年研究区内植被种类增加,人工林内植物种的增加要比天然次生林内明显;4)3种森林群落类型林下Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数与土壤化学性质的关联大小为土壤养分>有机质>p H值。

种间关系对中条山油松人工林天然更新及群落稳定性的影响

[目的]为了揭示种间关系对中条山油松人工林天然更新及群落稳定性的影响,为油松人工林经营管理提供理论依据。[方法]基于中条山油松人工林群落样地调查数据,分析油松人工林下主要植物的种间关联性、生态位重叠及群落稳定性,并在此基础上探讨种间关联和生态位理论在油松人工林天然更新障碍及群落稳定性形成机制中的作用。[结果]中条山油松人工林下常见物种总体上显著正联结;χ^(2)检验结果显示,无联结种对(372对)远高于有联结种对(34对),说明常见种间联结较松散;联结系数分析结果表明,正联结种对大于负联结种对,但显著正联结种对(AC≥0.20,145对)小于显著负联结种对(AC≤−0.20,168对),且与油松天然更新竞争最激烈的物种主要为土庄绣线菊、五角枫、粗齿铁线莲、青榨槭、金线草、披碱草。Pearson相关分析结果显示:正相关种对大于负相关种对,但显著相关种对远小于无显著相关种对。油松人工林下披针薹草的生态位最宽(23.47),红椋子最窄(3.87),而油松天然更新的生态位宽度为14.69,相对较高;常见种总体生态位重叠较低,但有11个种对生态位重叠指数大于0.98,说明部分种之间存在较大的生态相似性;油松天然更新与费菜、披针薹草、华山松、赤瓟等物种的生态位重叠较大,但联结系数分析结果显示,油松天然更新与以上物种正联结,说明油松天然更新与这几种植物资源利用相似或占据了相近的生态空间;油松人工林群落稳定性交点坐标为(61.28,38.72),显示群落稳定性较差。[结论]中条山油松人工林群落的成熟度相对较低,存在一些以竞争相同资源的物种,群落的总体资源利用率和稳定性较低。竞争可能是导致该区域油松天然更新障碍的主要原因之一,今后在以油松为目标树种的森林经营管理中,应注重清除林下与油松天然更新竞争较强的物种。

北京八达岭不同密度油松土壤团聚体特征研究

为研究林分密度对土壤团聚体稳定性的影响,以北京市八达岭林场3种不同密度(低密度500~800株/hm2,中密度1 000~1 200株/hm2,高密度1 400~1 600株/hm2)油松人工林为研究对象,通过野外调查采样和室内测定,系统分析了各林分分形维数、不同粒级团聚体保存率和团聚体稳定性指数。结果表明:林分密度显著影响土壤团聚体分形维数,3种不同密度油松人工林土壤团聚体分形维数(干筛)介于2.62~2.76,低密度林地分形维数最小,高密度林地分形维数最大;土壤水稳性团聚体分形维数(湿筛)与林分密度呈正相关,变化范围是2.64-2.79;低密度林分0~10cm土层分形维数最小,高密度林分20~30 cm土层分形维数最大;各粒级团聚体保存率均大于0.5,其中0.5~0.25 mm粒级团聚体保存率最大,水稳性最强,1~0.5 mm粒级团聚体保存率最小,水稳性最弱;团聚体稳定性指数介于3.62~4.55,林分密度增加团聚体稳定性指数逐渐减小。低密度林分土壤团聚体稳定性更好,更有利于水土保持,建议将该区域油松人工林密度控制在500~800株/hm2。

中条山油松人工林下物种对群落物种丰富度分布格局的贡献

该研究以中条山油松人工林群落为研究对象,研究林下不同大小的子群落对群落物种丰富度分布格局的贡献,并确定影响该区域群落物种丰富度分布格局的关键种,为区域物种多样性保护提供理论依据。结果表明:(1)该地区林下物种频度分布格局呈明显右偏,且不同样方物种丰富度存在明显差异。(2)常见种对群落丰富度分布格局的贡献大于稀有种。(3)最常见的物种解释了整个群落物种丰富度格局的88.4%(P<0.01),而最稀有物种仅解释了24.5%(P>0.05),去除最稀有物种后,最常见物种可以解释剩余物种的90.8%(P<0.01),而去除最常见物种后,最稀有物种仅能解释剩余物种的48.6%(P<0.01)。(4)当子群落中常见种越多时,子群落与整个群落的丰富度分布格局相关性越高。(5)连翘(Forsythia suspensa)、太平花(Philadelphus pekinensis)、鞘柄菝葜(Smilax stans)、多歧沙参(Adenophora wawreana)、金花忍冬(Lonicera chrysantha)等对群落物种丰富度分布格局的贡献最大,但并非越常见的物种对群落丰富度格局贡献越大。(6)与频度较高物种的种间关联度低的物种对于群落物种的分布格局贡献较大,但此解释并不适用于稀有种。研究发现,稀有种对中条山油松人工林群落物种丰富度分布格局存在较大的贡献,所以在油松人工林物种多样性保护过程中并不能只关注常见种而忽视稀有种。