Comparisons of carbon storages in Cunninghamia lanceolata and Michelia macclurei plantations during a 22-year period in southern China

Tree species composition was important for carbon storage within the same climate range.To quantify the dynamics of ecosystem carbon allocation as affected by different tree species,we measured the above-and below-ground biomass accumulation in 22 years,as well as the tissue carbon concentrations of trees in Cunninghamia lanceolata plantation and Michelia macclurei plantation.Results indicated that M.macclurei plantation significantly stored more carbon（174.8 tons/hm2） than C.lanceolata plantation（154.3 tons/hm2）.Most of the carbon was found in the soil pool（57.1% in M.macclurei plantation,55.2% in C.lanceolata plantation）.Tree and soil component of M.macclurei plantation possessed significantly higher carbon storage than that of C.lanceolata plantation（p 〈 0.05）.No significant difference was found in the carbon storage of understory and forest floor.These results suggest that the broadleaved species（M.macclurei） possesses greater carbon sequestration potential than the coniferous species（C.lanceolata） in southern China.

南方红壤丘陵区水土保持林对枯落物和土壤养分的影响

探究不同水土保持林土壤有机碳及土壤养分变化,为水土保持林的营造提供科学依据。以湖南省金洞林场15年生杉木-闽楠混交林、闽楠纯林、杉木纯林为研究对象,测定不同季节土壤有机碳、土壤及凋落物养分含量,分析不同林分组成和季节对土壤有机碳的影响。结果表明,林分组成和季节对土壤有机碳含量存在显著影响,土壤有机碳主要受全N、全P、可溶性有机碳、可溶性有机N的影响。不同林分下,土壤养分和凋落物养分存在显著差异,杉木-闽楠混交林土壤和凋落物养分显著高于杉木纯林、闽楠纯林,其土壤有机碳、全N、全P比杉木纯林高35.07%~52.63%,凋落物矿质元素含量比闽楠纯林高25.35%~45.16%。季节因子对土壤养分的影响高于凋落物养分,季节因子对凋落物矿质元素无显著影响。林分组成对土壤有机碳的影响主要通过改变土壤理化性质,特别是N素含量来影响土壤有机碳;季节因子对土壤有机碳的影响通过改变水热条件及凋落物分解速率,从而影响土壤有机碳的输入、输出。研究结果对南方红壤地区水土保持林的营造具有一定的参考意义。

杉木人工林套种不同树种对林分生长和植物多样性的影响

研究杉木林间伐后,于林下套种香梓楠、华盖木、红豆杉、缅茄4种树种,对比未套种杉木纯林,分析套种后林分的生长状况和植物多样性,为杉木人工林近自然改造与可持续经营提供参考依据。结果表明:香梓楠、华盖木、红豆杉与杉木形成异龄复层混交林,香梓楠胸径、树高生长量及保存率最高,分别达到10.5 cm、9.8 m、82.22%,显著高于其他树种;缅茄胸径、树高生长量及保存率最低,分别为2.4 cm、1.7 m、15.66%。套种缅茄、香梓楠、华盖木对杉木胸径有促进作用,套种缅茄后杉木树高显著提高。5种杉木林分林下植被中共出现33科52属60种植物,草本层出现植物15科25属27种,以禾本科和菊科植物为主;灌木层出现植物18科27属33种,以大戟科、茜草科和桑科植物为主;4种杉木混交林林下出现植物比杉木纯林增加24种。杉木×香梓楠、杉木×华盖木林下植物多样性比杉木×缅茄和杉木纯林显著提高。综合杉木间伐后套种不同树种表现,套种香梓楠对林分生长和植物多样性更具优势,可作为今后杉木近自然改造的参考模式。

杉木与浙江楠混交对根系分泌物和丛枝菌根真菌群落结构的影响

【目的】研究杉木与浙江楠混交对根系分泌物和土壤中丛枝菌根真菌(AMF)群落结构的影响,为杉木人工纯林“针改阔”的树种选择提供参考,为提高杉-阔混交林生产力提供理论依据和思路。【方法】在杉木纯林、浙江楠纯林、杉木与浙江楠混交林中,采集0~20 cm土层样品,分析纯林和混交林土壤中根系分泌物和AMF群落结构差异,阐明混交林根系分泌物对AMF群落结构变化的影响。【结果】纯林与混交林土层样品中共检出含量高且具有化感活性的主要分泌物5种:2,4-二叔丁基苯酚、邻苯二甲酸二丁酯、油酸甲酯、棕榈酸、硬脂酸,其中油酸甲酯、棕榈酸、硬脂酸含量在不同林分间差异显著。浙江楠纯林根际土壤中含AMF属的OTU数量最多、多样性和相对丰度最高,混交林次之,杉木纯林最低;3种林分土壤AMF优势属均为Glomus属,混交显著降低Glomus占比、提高Gigaspora占比。相关分析表明,邻苯二甲酸二丁酯对杉木纯林土壤AMF群落结构影响较大,油酸甲酯对混交林土壤AMF群落结构影响较大。【结论】杉木与浙江楠混交使土壤化感物质含量发生改变,影响土壤微生物结构组成,AMF群落多样性和丰富度显著高于杉木纯林。

杉阔混交林自疏边界线研究

[目的]正确揭示混交林自然稀疏机制,是实现森林可持续经营目标的基础。[方法]本研究利用1991~2016年福建、江西和安徽省森林资源连续清查数据,采用线性回归分析、随机边界分析和分位数回归分析,研究树种混交、纬度变化和立地条件对杉阔混交林密度和生长之间自疏轨迹的影响规律。[结果]相较于杉木纯林,杉阔混交林自疏线呈上移且趋于平缓的状态。不管采用何种拟合方式,杉阔混交林自疏线与纯林自疏线变化规律基本一致,未偏离-1.605。混交比例对杉阔混交林自疏斜率具有正向影响,纬度和立地条件具有负向影响。线性回归模型拟合得到的是混交林的林分平均密度,分位数回归拟合得到的最大林分密度线受分位数值的影响,随机边界分析可以避免主观选择自疏拟合数据的缺陷,是混交林最大密度线的最佳拟合方法。[结论]杉阔混交林自疏轨迹与杉木纯林相一致,主要受混交比例、纬度和立地条件的影响,采用随机边界分析方法可以得到混交林最大林分密度,本研究可为杉阔混交林密度确定和调控提供实践指导。

粤北不同杉阔混交林林下植物的物种多样性分析

为了探究不同类型杉阔混交林林下植物物种多样性的差异,以广东省北部地区6种人工杉阔混交林(“杉木×木荷”“杉木×红锥”“杉木×乐昌含笑”“杉木×火力楠”“杉木×香樟”“杉木×枫香”)以及杉木纯林为对象,对其林下灌木和草本植物的组成、植物区系成分及物种多样性进行调查分析,发现研究区域内共有植物50种,分属33科44属。其中,林下灌木层植物共有25种,分属16科20属;草本层植物共有25种,分属17科24属。区系分析结果显示,可将研究区域林下植物33科划分为9个分布区类型,41属划分为9个分布区类型。进一步研究还发现,6类杉阔混交林“杉木×香樟”林分的林下植物综合物种多样性指数(SDCI)最高,为0.72“,杉木×枫香”林分(0.67)和“杉木×乐昌含笑”林分(0.67)次之,然后是“杉木×火力楠”林分(0.63)“、杉木×木荷”林分(0.54)和“杉木×红锥”林分(0.48),杉木纯林(0.46)最低。

不同混交模式对杉木精油化学成分的影响

以湖南省永州市金洞林场15年林龄杉木-毛竹混交林、杉木-闽楠混交林和杉木纯林为研究对象,采用气相色谱–质谱联用(GC-MS)测定杉木不同器官(叶、枝、干、根)精油成分,用硫酸-高氯酸消化法检测杉木各器官矿质元素含量,分析不同混交栽植模式对杉木不同器官中精油成分和含量的影响,并将精油中主要挥发物成分与矿质元素进行相关性分析,探讨不同栽植模式下精油成分与矿质元素的关系。结果表明:杉木各器官共检测出50种物质,主要包括萜烯类32种、醇类12种、萘类2种、萜烯酯类3种、其他类1种。相比于杉木纯林,杉木-毛竹、杉木-闽楠模式中杉木干精油分别增加了156%、76%,根精油分别增加了77%、99%,杉木-毛竹模式效果更佳;精油主成分的相对质量与Al、Ca、K、Mg、Mn、P元素含量密切相关;混交模式会导致杉木不同器官间(+)-雪松醇、β-石竹烯、(-)-(7S)-germacrene D、α-芹子烯、(+)-β-芹子烯等主要物质的相对含量产生显著变化。因此,可通过改变杉木的混交模式提高精油提取率,定向提高精油中特定物质成分或降低有害物质的相对含量,满足对杉木精油产品的不同需求。

阔叶混交林与杉木萌芽林的净生产力及水源涵养能力比较

[目的]分析福建省泉州市山美水库库区9年生阔叶混交林及杉木萌芽林的净生产力和水源涵养功能,为其水源涵养林的改造提供参考。[方法]设置标准样地,调查山美水库库区9年生闽粤栲×台湾相思×火力楠阔叶混交林及杉木萌芽林林分生长量、生物量及年净生产力,并测定生态系统各组分水源涵养能力。[结果]阔叶混交林乔木层生物量、年净生产力以及地上部分总生物量、最大持水量和排水能力分别比杉木萌芽林显著提高22.44%、14.73%、18.01%、18.21%和17.45%。阔叶混交林的土壤持水指标优于杉木萌芽林,其中0~40 cm土层土壤的最大持水量和排水能力分别比杉木萌芽林显著提高17.21%和19.85%。阔叶混交林林分最大持水量和排水能力分别比杉木萌芽林显著提高17.23%和19.80%。[结论]闽粤栲×台湾相思×火力楠阔叶混交林可有效提升林分净生产力和水源涵养功能,该混交模式可在水源涵养林改造提升工程中推广应用。

杉木人工林阔叶化改造对林分碳密度的影响

杉木Cunninghamia lanceolata人工林连栽导致生产力下降,将杉木二代林改造为杉阔混交林对提高林分生产力和碳汇能力具有重要意义。本文在杉木二代林内分别引入光皮桦Betula luminifera、木荷Schima superba和厚朴Magnolia officinalis,构建杉阔混交林,分析了各林分乔木层、林下植被层、凋落物层和土壤层有机碳密度变化。结果表明:杉木+木荷、杉木+厚朴混交林乔木层碳密度与杉木纯林接近,但杉木+光皮桦比杉木纯林乔木层碳密度减少了25.8%。3种杉阔混交林与杉木纯林之间林下植被碳密度没有差异,但凋落物碳密度均低于杉木纯林。杉木+光皮桦、杉木+木荷和杉木+厚朴混交林0~50 cm土层土壤有机碳密度分别比杉木纯林增加了5.9%、8.6%和21.7%。相对于杉木纯林,杉木+木荷和杉木+厚朴混交林林分总碳密度分别增加了5.7%和15.3%,而杉木+光皮桦林林分总碳密度则减少了6.1%。因此,树种组成显著影响杉阔混交林林分碳密度及其分配特征,选择适宜的树种进行杉木二代林阔叶化改造是提高林分固碳潜力的关键。

桉树与火力楠混交林根系生物量分析

[目的]营建材用树种混交林是实现林业提质增效的有效途径之一,研究混交林树种根系生物量的差异及其变化规律有利于掌握树种间的搭配适应性及混交效果。[方法]以广西国有博白林场10年生桉树与火力楠混交林及其纯林对照为研究对象,采用标准木全挖法研究混交林与纯林对照林分间根系生物量。[结果]10年生时,不同林分类型根系生物量存在显著差异,混交林中桉树及火力楠根系单株总生物量分别为41.309、47.661 kg。混交林中桉树单株根系总生物量高于纯林对照20.83%;而混交林中火力楠单株根系生物量略低于对应纯林对照;混交林及其对照单位面积总生物量分别为70.92、67.95、52.82 t/hm^(2);混交林单位面积生物量较桉树纯林对照提高28.64%。[结论]桉树+火力楠混交林林分各径级根系生物量大小顺序为:根兜>粗根>中根>细根。桉树+火力楠1∶2混交造林模式有助于桉树大径材培育及混交林生产力的提升。

火力楠杉木混交林抚育技术应用研究

火力楠杉木混交林是南方地区重要的人工林,在生态建设中发挥着重要作用.本文从混交林的生态特性出发,对优化混交比例与配置模式,土壤管理与营养调控,病虫害防治以及抚育措施等关键技术进行了探讨了,并案例分析,证实了这些技术在改善林分结构,提升生态功能方面的显著效果.研究表明,科学的混交林抚育经营是实现生态效益与经济效益双赢的有效途径之一。

杉木混交林林下植被多样性研究

以湖南省东台山国家森林公园的杉木纯林、杉木香樟混交林、杉木木荷混交林3种不同类型的杉木林以及阔叶混交林为研究对象,研究了杉木混交林的林下植被多样性。结果显示:4种模式中阔叶混交林的灌木层植物多样性最高,针阔混交林的灌木层多样性高于杉木纯林,总体而言2种针阔混交林中杉木香樟混交林林下灌木多样性丰富度、多样性和均匀度均高于杉木木荷混交林;4种林分的人工林草本层多样性呈现出杉木纯林高于混交林的趋势,杉木纯林最高,阔叶混交林最低,2种杉阔混交林中杉木香樟混交林高于杉木木荷混交林,人工林植物多样性总体趋势为灌木层>草本层。综合反映了杉木与香樟混交经营可促进杉木林林下植被的生长发育。

不同行间混交比例的杉木、乳源木莲生长状况分析

明确杉木、乳源木莲行间混交林的适宜混交比例,拓宽提升杉木人工林林分质量的途径。本研究调查分析了福建三明沙县区生态国有林场15年生杉木、乳源木莲纯林和不同比例混交林中各树种的生长状况。结果表明,与纯林相比,各混交处理林分的杉木、乳源木莲均表现出良好的生长状况,以3∶1行间混交林的杉木、乳源木莲生长状况为最好,其林分树种种间生存较为和谐,可形成稳定的复合林分结构,有利于杉木、乳源木莲生长,增强林分的抗逆能力,进而实现林分经营的可持续性。

2年生杉木扦插无性系与米槠木荷混交林生长对比分析

为跟踪观测杉木扦插无性系与米槠、木荷2年生混交林长状况,于2023年11月开展了杉木扦插无性系纯林、杉木扦插无性系与米槠混交林和杉木扦插无性系与木荷混交林生长量测定,结果表明:杉木扦插无性系×木荷混交林2年生杉木扦插无性系树高、地径生长量和树高、地径同比苗期增长量均表现最优,树高、地径生长量相对3种混交林处理2年生杉木扦插无性系树高、地径总平均值分别高5.1%和粗6.0%;3个混交林处理2年生杉木扦插无性系树高、地径在各区间的分布频率差异均不显著(P>0.05)。

不同坡位对闽楠杉木混交林中闽楠生长的影响研究

通过研究闽楠和杉木混交林分中的不同坡位闽楠保存株数、胸径、树高和冠幅等植物生长发育状况,研究结果显示:坡位对混交林的闽楠保存率和冠幅生长发育影响不大;对闽楠胸径、树高、单株材积、单位亩蓄积的生长发育影响明显。下坡闽楠平均胸径比中坡增长了14.29%、比上坡增长了33.33%,中坡比上坡增长了16.67%;下坡平均树高与中坡相比较高13.95%、与上坡相比较高25.64%,中坡与上坡相比较高10.26%;平均单株材积下坡与中坡相比较高50.98%、与上坡相比较高120%,中坡与上坡相比较高45.71%;平均单位亩蓄积下坡与中坡相比较高46.06%、与上坡相比较高117%,中坡与上坡相比较高48.90%。从培育用材林的目标考虑,以培育闽楠为目标树种的闽楠杉木混交林适宜选择在林地的中、下坡位进行造林。

枫香杉木混交林的水文效应分析

通过标准地调查和试验测定,对枫香杉木混交林和纯林的林分持水量、土壤渗透性能等水文效应进行比较分析,结果表明:不同类型林分持水能力存在明显差异,枫香杉木混交林林地上部持水量、土壤层持水量、林分总持水量均高于纯林,表现为:5枫5杉> 4枫6杉>枫香纯林>杉木纯林;各林分不同层次持水量排序:土壤层(0~60 cm)>林冠层枝叶>枯枝落叶层>林下植被层;各林分土壤层是水源涵养的最重要层次,其持水量均占林分总持水量的99%以上。

4种林分昆虫多样性调查研究

本研究调查了杉木、马尾松的纯林和混交林4种林分昆虫种类数量,探讨了不同林分的昆虫多样性。结果表明,杉木混交林采集18个标本,属5目10科;马尾松混交林采集10个标本,属5目7科;杉木纯林采集9个标本,属6目9科;马尾松纯林采集7个标本,属5目5科。昆虫种类数量以杉木混交林最多,其次为马尾松混交林、杉木纯林和马尾松纯林。Margalef丰富度指数,杉木混交林>杉木纯林>马尾松混交林>马尾松纯林;Simpson多样性指数和Simpson-wiener指数,杉木混交林>马尾松混交林>杉木纯林>马尾松纯林;Berger-Parker优势度指数,马尾松纯林>马尾松混交林>杉木纯林>杉木混交林。

不同杉木林分类型乔木层生物量与碳储量及养分分布特征

以中国林业科学研究院热带林业实验中心杉木(Cunninghamia lanceolata)纯林、杉木-米老排(Mytilaria laosensis)混交林和杉木-火力楠(Michelia macclurei)混交林为研究对象,采用生物量回归模型法,对不同林分乔木层(树干、树皮、树枝、树叶、树根)的生物量进行计算,测定林木各器官的含碳率和养分质量分数,计算林分乔木层碳储量,采用冗余分析探究了不同林分树木器官养分质量分数与乔木层生物量和碳储量的相关性。结果显示:杉木-米老排混交林和杉木-火力楠混交林乔木层生物量分别为127.55、154.71 t/hm2,高于杉木纯林乔木层生物量(117.84 t/hm2);杉木纯林、杉木-米老排混交林、杉木-火力楠混交林乔木层碳储量分别为57.38、71.05、77.10 t/hm2,树干是储碳最多的器官,对林分碳储量的贡献最大;乔木层各器官元素质量分数总体上以杉木-火力楠混交林中的火力楠叶片N质量分数最高(24.63 g/kg)、杉木纯林树干Mg质量分数最低(0.06 g/kg)。冗余分析结果显示,乔木层生物量和碳储量明显受到不同乔木器官的影响,其中,树根Ca和树干N质量分数主要影响了生物量的变化,树枝Mg和树干N质量分数主要影响碳储量的变化。综上所述,杉木和阔叶树种混交显著提高了乔木层的生物量和碳储量;乔木层各器官养分质量分数和分布受到林分类型的显著影响;阔叶树种与杉木混交有利于林分生物量的积累和碳汇能力的提升,是实现森林可持续发展和近自然经营的重要途径。

马尾松、杉木纯林及其混交林挥发性有机物成分分析

为了摸清树种挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)的释放规律和种类,采用顶空法提取马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)纯林及其混交林11个树种叶片的VOCs,并用气相色谱质谱联用仪(GC MS)技术对其进行分析。结果表明:前15 min,VOCs检出率为100%的树种有马尾松混交林和杉木混交林中的格木(Erythrophleum fordii)、红锥(Castanopsis hystrix)、大叶栎(Quercus griffithii);检出率为73%-90%的树种有马尾松纯林及其混交林中的马尾松、黄毛榕(Ficus esquiroliana)和香梓楠(Michelia hedyosperma),以及杉木纯林及其混交林中的杉木和灰木莲(Manglietia glauca)。马尾松纯林及其混交林中鉴定出的VOCs种类有萜、醇、醛、酮、酯、酸、脂肪胺、环氧等8大类,除了红锥和大叶栎外,其他树种均以萜类化合物数量最多;杉木纯林及其混交林鉴定出的VOCs种类有萜、醇、醛、酮、酯、酸、脂肪胺、苯、硫醚和环氧等10大类,杉木纯林及其混交林中的灰木莲以萜类化合物最多,混交林中的格木、大叶栎以醛类最多,混交林中的红锥以醇类最多。上述结果说明格木、红锥和大叶栎的VOCs较其他树种挥发速度快,而灰木莲和香梓楠的VOCs挥发速度较其他树种慢。纯林VOCs种类较混交林少,两个树种的纯林及其混交林中检测出的VOCs有7大类与森林康养有关。

套种珍贵树种对杉木林地土壤养分及酶活性的影响

以4种不同林型的杉木人工林(杉木纯林、杉木×小叶桢楠、杉木×闽楠、杉木×缅茄)为研究对象,探讨纯林及其混交林不同土层(0~20 cm、20~40 cm)的土壤养分和酶活性变化规律;采用主成分分析法对不同林型的土壤肥力进行综合评价,为杉阔混交林营造以及持续健康经营提供科学依据.结果表明:1)4种杉木人工林表层土壤(0~20 cm)的养分含量及酶活性均明显高于下层土壤(20~40 cm),呈现明显的表聚现象;2)在同一土层,杉木×闽楠混交林的土壤pH、铵态氮含量最高,杉木×缅茄混交林土壤有机质、全氮、硝态氮、有效磷及速效钾含量最高,杉木×小叶桢楠混交林土壤的全磷、全钾含量最高,脲酶、酸性磷酸酶活性最高;3)Pearson相关性分析表明,各土壤肥力因子之间存在较为显著(P<0.05)的相关关系,4种土壤酶活性间呈现显著或极显著(P<0.01)正相关关系;4)主成分分析结果显示,土壤肥力综合评价排序为杉木×小叶桢楠>杉木×缅茄>杉木纯林>杉木×闽楠.总体上看,杉木×小叶桢楠与杉木×缅茄混交林对林地土壤养分及酶活性的改善作用显著,有利于提高林地生产力,可为杉木纯林改造提供参考.