福建省典型亚热带森林土壤细菌群落结构特征

识别亚热带典型森林土壤细菌的群落特征有助于深入理解植被-微生物-土壤间的相互作用。研究采集马尾松纯林,阔叶混交林、马尾松阔叶混交林和天然次生林的土壤样品,通过扩增子测序测定细菌的群落特征。结果表明,酸杆菌门、变形菌门、浮霉菌门和绿弯菌门为优势的细菌类群。细菌的Shannon多样性指数和群落组成在不同森林类型中差异显著。此外,土壤pH值和养分含量显著影响优势细菌类群和alpha多样性。研究表明,纯林的近自然修复通过影响土壤的pH值和养分来调节土壤细菌群落组成,可为亚热带森林可持续管理提供科学支撑。

上杭白砂生态定位监测站

福建省上杭白砂生态定位监测站位于福建省上杭白砂国有林场，属武夷山脉南段东坡玳帽山延伸的低山丘陵地带，气候温和，雨量充沛，属中亚热带季风气候。全场经营区面积6467hm^2，森林总蓄积量76万m^3，森林覆盖率96．6％。

亚热带树种在未成林造林地的凋落物量和周转与叶片性状的关系

【目的】测定亚热带树种的叶片功能性状、凋落叶质量、凋落物量和周转期,揭示叶片性状对凋落物量和周转的影响,为杉木采伐后如何选择造林树种以改善土壤肥力提供科学依据。【方法】选取在二代杉木林采伐迹地营造的17种亚热带树种,测定其在3年生未成林造林地的凋落物量和周转期,同时测定各树种的叶片功能性状(比叶面积、干物质含量、氮含量等)和凋落叶质量(碳氮比、单宁含量、可溶性糖含量等),建立叶片性状与凋落物量和周转期的回归关系。【结果】17种树种中,米老排凋落物量最高(6.67 t·hm^(-2)a^(-1)),杉木凋落物量最低(0 t·hm^(-2)a^(-1));江南桤木凋落叶周转期最短(0.09年);深山含笑凋落叶周转期最长(1.09年)。凋落物量随比叶面积增加而增加,随叶氮含量增加而降低;凋落叶周转期随凋落叶碳氮比和单宁含量增加而增加,随凋落叶最大持水率增加而降低。【结论】在亚热带未成林造林地中,凋落物量受比叶面积和叶氮含量的影响,凋落叶周转期受凋落叶碳氮比、单宁含量和最大持水率的影响;杉木在未成林造林地阶段的凋落物归还量极少。经营亚热带人工林时,要考虑种植比叶面积和凋落叶最大持水能力较高、凋落叶单宁含量和碳氮比较低的树种,以提高林地凋落物归还量和周转速率,改善退化人工林的土壤肥力。

邻体树种多样性对杉木叶片氮与钾、钙、镁计量比的影响

【目的】探讨亚热带森林生态系统中邻体树种多样性对元素计量比的影响,以期为亚热带地区造林树种的选择提供养分利用效率的科学依据。【方法】基于大型野外树种多样性与生态系统功能实验平台,选取具有不同树种丰富度(1、4、8、16、32)的样地,以杉木为研究对象,在每块样地中心区域,选取8株目标树,测定其叶片氮(N)、钾(K)、钙(Ca)和镁(Mg)等养分含量,并计算其与邻体树之间功能性状差异。采用线性混合效应模型,分析邻体树种丰富度、树种间功能性状差异以及邻体树高指数对目标树叶片氮与钾、钙、镁化学计量比的影响。【结果】1)杉木与邻体树之间的比叶面积不相似性显著降低了杉木叶片氮钾比(N∶K)和氮镁比(N∶Mg),但不影响杉木叶片氮钙比(N∶Ca);2)邻体树种丰富度增加,且提高了杉木叶片氮镁比(N∶Mg);3)邻体树高指数(遮荫程度)显著降低了杉木叶片氮钙比(N∶Ca)。随着遮阴程度的增加,杉木和邻体树之间根组织密度的不相似性对杉木叶片N∶Ca的影响由正效应逐渐转为负效应。【结论】在亚热带地区营造混交林有利于提高树木邻体树种功能性状差异,促进钙、镁、钾等养分资源的利用,改善树木的养分平衡状况。

亚热带不同森林恢复模式下土壤微生物量和群落组成的比较

随着工业化进程的加快,地带性天然林大都遭到破坏,种植人工林和自然恢复是两种主要的森林恢复模式。本研究选取4~5,8~12,18~22,25~30和35~40年生5个生长阶段的杉木人工林和天然次生林,分析比较不同森林恢复模式下土壤微生物生物量和群落组成的差异。结果发现,随林龄增加,杉木人工林和天然次生林土壤总微生物生物量和群落组成均无显著变化。同一林龄阶段,天然次生林土壤总微生物生物量、细菌生物量和真菌生物量显著高于杉木人工林,而革兰氏阳性与阴性细菌比显著低于杉木人工林。天然次生林由于较高的凋落物输入量、土壤总碳、总氮含量,为微生物提供大量碳源和能量。而杉木人工林由于较低的凋落物输入量、较高的土壤总磷和可溶性有机碳含量,导致土壤总微生物生物量较低,革兰氏阳性与阴性细菌比较低。本研究表明,与杉木人工造林相比,天然次生林恢复模式有利于提高土壤碳有效性和微生物活性,从而促进养分循环和增加林地生产力。

贮藏时间与覆盖物对云山青冈种子萌发的影响

于2021—2022年,在福建省上杭白砂国有林场,开展云山青冈种子不同贮藏时间(分别为30、60、90、120 d)、不同覆盖物(分别为稻草、黄土、阔叶凋落物、松针)对种子萌发特性的影响研究。结果表明:不同贮藏时间对云山青冈种子萌发特性影响存在差异,其中,贮藏时间为120 d时,云山青冈种子胚根长度最大,为11.30 mm;贮藏时间为90 d时发芽率最高,为90%。不同覆盖物处理下,云山青冈种子萌发特性存在差异,与无覆盖物(对照)相比,稻草覆盖明显缩短种子持续发芽时间,降低了种子发芽率、发芽指数;而黄土覆盖不仅降低了种子持续发芽时间,而且种子发芽率、发芽势与发芽指数增加最大。综合结果表明,不同贮藏时间与覆盖物对云山青冈种子萌发特性产生明显影响,云山青冈种子最佳贮藏时间为90 d,播种后选择黄土进行覆盖能够提高种子发芽性状,促进云山青冈种子萌发。研究结果可为云山青冈育苗提供参考。

福建龙岩火力楠优树选择与评价

通过在火力楠优良林分中采用5株优势木生长指标对比法选择优树,结合t检验方法确定优树生长指标入选基线,对入选候选优树进行形质和繁殖能力及观赏价值进行评价,最终精选出2株火力楠作为用材、木本花卉兼优型火力楠优树,用于采穗圃建园材料,以满足于扦插和组培急需的材料,为火力楠种苗良种化提供参考。

福建龙岩米老排林分生长效果分析及优树选择

应用随机抽样法对福建省龙岩不同林龄米老排现有林分进行调查,结果表明:影响米老排生长的关键因子是立地类型;不同林龄米老排树高年均生长量为0.8~1.2 m,胸径年均生长量为0.7~1.6 cm,其树高、胸径、单株材积总生长量随着年龄增加而增加,年均生长量均超过米老排人工林自然生长量,呈现生长迅速、适应性广、抗性强、萌芽力强、树干通直、成材早等特性;米老排是马尾松近自然改培针阔混交首选阔叶树种;以生长性状为指标精选出米老排优树20株。

米老排人工林经济效益分析及评价——以福建省龙岩地区为例

通过对26年生米老排人工林的营林投入、单位出材和木材价格等经济指标进行确定,计算出其各年度的财务净现值及内部收益率,并采用静态与动态相结合的评价方法,最终确定其主伐年龄。针对营林成本、木材价格、单位出材量等因素的变化,对米老排的投资与收益等进行敏感性分析,为米老排的生产经营提供参考。

中亚热带人工幼林土壤甲烷通量月动态及影响因素

亚热带森林土壤是重要的大气甲烷(CH_(4))汇。本研究以中亚热带人工幼林为研究对象,采用静态箱-气相色谱法对土壤CH_(4)通量进行为期1年的野外原位观测,并探究其与环境因子、土壤理化性质及土壤微生物的关系。结果表明:研究区内人工幼林土壤为甲烷汇,土壤CH_(4)月均吸收通量变化范围为10~75.6μg·m^(-2)·h^(-1)。土壤CH_(4)吸收通量呈显著的月动态,最高值出现在3月,最低值是5月。土壤含水率、林内气温和空气湿度是控制甲烷吸收的重要环境因子,能解释土壤CH_(4)月吸收通量变化的36.4%,土壤CH_(4)月吸收通量与土壤含水率呈负相关关系,与林内气温和空气湿度呈正相关关系。土壤pH值、土壤可溶性有机氮、铵态氮与土壤CH_(4)吸收通量为显著的正相关,能解释其变异的23%;土壤CH_(4)吸收通量与甲烷氧化菌(18∶1ω7c)浓度无显著的相关性。此外,土壤微生物生物量氮是影响甲烷氧化菌(18∶1ω7c)的主要因子。研究结果证实了亚热带人工幼林具有重要的土壤甲烷吸收作用,土壤CH_(4)吸收通量主要受环境因子和土壤理化的影响(约占60%)。本研究对中亚热带森林土壤甲烷汇的估算具有重要意义,也为森林碳循环和固碳潜力的发展提供理论支持。

基于不同立地质量评价指标的杉木大径材林分树高-胸径模型

【目的】基于不同立地质量评价指标,构建杉木大径材林分的树高-胸径模型,评价包含不同立地质量评价指标模型的拟合及预测效果,为大径材林分下的杉木生长预测和经营措施制定提供参考。【方法】以福建省上杭白砂国有林场的大径材杉木人工林为研究对象,选取7个具有代表性的树高-胸径模型,从中筛选出拟合效果最优的模型作为树高-胸径基础模型,在基础模型中分别加入优势高、地位级、地位指数和立地形4个不同立地质量评价指标,并引入样地效应构建非线性混合效应模型,通过交叉检验对不同模型的预测效果进行评价。【结果】在7个树高-胸径候选模型中,选定Richards模型作为杉木大径材林分的树高-胸径基础模型,在基础模型中引入不同立地质量评价指标均可有效提高模型的拟合及检验精度,其中加入优势高的模型表现效果最好。添加样地随机效应后,所有模型的拟合和检验精度均获得了提升,且包含不同立地质量评价指标模型的排序没有变化。其中,以优势高为立地质量评价指标的混合效应模型预测精度最高。最优模型各径级的残差比基础模型更小、更稳定,无偏性更好。【结论】与传统回归方法建立的基础模型相比,加入立地变量和随机效应的树高-胸径模型能更好地描述大径材杉木树高与胸径之间的关系。优势高的表现优于其他立地质量评价指标,立地形与地位指数的效果接近,二者均可以作为杉木大径材林分中地位指数的替代指标。

抚育改造对生物防火林带景观美景度的影响

[目的]通过研究生物防火林带的多树种多比例配置及人工抚育措施,以期促进林带由单一林分结构向多功能林分结构过渡,从而提升生物防火林带景观质量。[方法]以木荷生物防火林带为研究对象,通过林下套种杨梅、火力楠、米老排形成多树种组成林分,并设置不同套种树种组成比例、不同修枝程度、不同施肥量等抚育措施进行林分改造,采用正交试验设计,筛选出可提升生物防火林带景观价值的最优处理模式。[结果]参试生物防火林带景观美景度的评价模型为:Y=-2.122+0.215X_(1)-0.181X_(3)+0.306X_(5)+0.275X_(8)+0.370X_(9),Y表示生物防火林带美景度评价值,X_(1)、X_(3)、X_(5)、X_(8)、X_(9)分别表示绿视率、胸径变异系数、郁闭度、意境美和林内光线。抚育处理4(A_(2)B_(1)C_(2)),即在以木荷为主要树种,杨梅、火力楠、米老排均占木荷数量1/7的树种组成基础上,进行枝下高占树高1/5的修枝和1年施2次氮磷钾复合肥,其林分美景度值最大。与修枝和施肥处理相比,树种组成比例对防火林带景观美景度的影响更大。[结论]多树种抚育改造模式可增加生物防火林带景观层次感,达到提升景观美景度的效果。

杉木人工纯林与4树种混交林土壤养分及酶活性差异分析

探讨不同杉木混交造林对土壤表层养分含量及土壤酶活性的影响,为杉木人工纯林的科学管理提供理论依据。本研究以杉木+红锥+柳杉+米槠(混交林1)、杉木+红锥+福建柏+南方红豆杉(混交林2)、杉木+马尾松+米老排+南方红豆杉(混交林3)4树种混交林及杉木人工纯林为研究对象,分析不同林分土壤养分和土壤酶活性的差异及其之间的关系。结果表明:与杉木人工纯林相比,混交林中的土壤可溶性有机氮(DON)较高,混交林1和混交林3的土壤微生物生物碳含量(MBC)比杉木人工纯林分别提高了37.82%和1.84%,混交林中土壤DOC∶DON均显著低于杉木人工纯林(P<0.05),土壤MBC∶MBN则显著高于杉木人工纯林(P<0.05);混交林中的酸性磷酸酶活性(AP)显著高于杉木人工纯林(P<0.05)。相关分析表明,土壤全碳(TC)、全氮(TN)(P<0.01)、DON(P<0.05)与土壤β-葡萄糖苷酶活性(BG)、酸性磷酸酶(AP)活性呈显著正相关。研究表明,与杉木人工纯林相比,尽管在幼林期间,杉木混交林的造林模式可以更好地改善土壤有机氮、微生物碳含量及土壤微生物生物量碳氮比,进而影响土壤酶活性,更有利于改善杉木人工纯林的土壤质量。

不同林龄杉木人工林细根形态性状的变化特征分析

为了探究杉木Cunninghamia lanceolata细根觅食能力随林龄和土层深度的变化特征,研究了福建省龙岩市白砂国有林场7、10、23、29和42年生杉木人工林60 cm土层内杉木细根形态性状(包括比根长、比表面积、组织密度和根平均直径)的变化特征。结果表明:(1)对于0~60 cm土层内总细根形态性状,比根长、比表面积均为7年生最大,29年生最低;组织密度7年生最小,29年生最大;根平均直径在各林龄间无显著差异。(2)杉木细根比根长、比表面积在各土层内随林龄的变化特征相似,均为7或10年生最大,29年生最低。(3)对于各林龄细根形态性状在同一土层内的平均值,杉木细根的比根长和比表面积均随着土层深度的增加而呈现先下降后增加的趋势;而且区分不同林龄时可以发现这一变化趋势在7年生时尤为明显。(4)7年生细根形态性状在各土层间的差异显著,塑性变化较为活跃;而29和42年生细根形态性状在各土层间的差异均不显著,塑性变化相对较弱。因此,在林分发育的后期,杉木细根自身觅食能力的下降,以及形态性状在各土层间可塑性的降低可能会导致杉木细根在林分发育后期的资源获取潜力下降,这可能会是导致杉木地上净初级生产力在林分发育后期下降的一个因素,这为揭示杉木人工林生产力变化机理以及杉木人工林的合理经营提供了科学依据。

不同林龄杉木人工林细根生物量的变化特征分析

为了解杉木Cunninghamia lanceolata人工林细根生物量随林龄和土层深度的变化特征,研究了福建省龙岩市白砂国有林场7、10、23、29和42年生杉木人工林60 cm土层内细根生物量的变化特征。结果表明:(1)杉木细根总生物量在10、23、29和42年生之间无显著差异,且均显著高于7年生;(2)当不区分林龄时,0~1 mm的平均细根生物量随土层深度的增加而下降;而1~2 mm的平均细根生物量在各土层间无显著差异;(3)当区分林龄时,杉木细根生物量在7年生时在各土层间均无显著差异,垂直分布较为均匀;而在42年生时,10~20 cm土层内的细根生物量最大,但并未显著高于0~10 cm土层内的细根生物量;(4)吸收根/运输根生物量比值在7和23年生时在各土层间无显著差异,而在20、29和42年生时均随土层深度增加而下降;(5)0~10 cm土层内吸收根/运输根生物量比值在29年生最大,在42年生反而略有降低。综上所述,在林分发育后期,杉木细根的养分获取可能更偏保守,但是需要维持较大的生物量,这将可能是导致杉木在发育后期生产力下降的一个因素,这为揭示杉木人工林生产力下降的可能原因提供了科学依据。

5年生马尾松实生种子园自由授粉家系遗传变异分析

对马尾松实生种子园自由授粉子代测定林5年生幼林的生长数据进行调查分析,研究马尾松实生种子园家系间的生长遗传变异。结果表明,家系间生长存在显著或极显著差异。以LSD多重比较生长差异达到极显著或显著且材积生长差异大于对照40%作为入选优良家系的条件,初选出25个优良家系,其平均材积、树高和胸径分别为0.02189 m^(3)、5.39 m和8.95 cm,分别比对照高52.01%、13.00%和20.30%,与对照平均值相比的遗传增益分别为5.36%、3.78%和10.49%,说明入选的优良家系增产效果明显,可为建设第2代种子园提供优质材料参考。

加拿大人工林可持续经营经验与启示

从林地质量维持技术、生态采伐规划技术与林业管理水平及社会参与度等方面探究加拿大不列颠哥伦比亚省(British Columbia,BC)人工林经营模式关键技术及理论基础,对比归纳我国在人工林采伐、地力维护与科研投资等方面研究现状后,提出我国在人工林长期科学持续经营方面发展的建议。

马尾松实生种子园自由授粉子代测定及亲本家系选择增益估算

以福建省白砂国有林场的马尾松实生种子园自由授粉子代测定林为材料,分析了5、6年生家系生长量(树高、胸径及材积)及形质指标(通直度、冠幅及侧枝粗度)的遗传变异规律,估算了各性状的遗传力。结果表明,材积、胸径、树高生长性状及冠幅、通直度、侧枝粗度等形质指标在家系间和家系内均存在显著的遗传差异,且家系内变异大于家系间。家系、单株遗传力分别在0.493 0.731、0.080 0.199之间。利用最佳线性预测的单性状(材积)及多性状联合(材积、冠幅、侧枝粗度及通直度)估算了6年生家系育种值。分析了材积单性状选择方式、多形状联合选择以及冠幅约束选择在不同入选率下亲本家系的预测及现实遗传增益(材积及通直度)的变化规律,结果表明,在等权重条件下,联合材积及通直度指标进行亲本家系选择是最佳选择方式,能够获得相对较高的遗传增益。

不同配比的杉木、火力楠凋落物中土壤酶活性的变化及其对凋落物分解的影响

以酸雨区不同配比的杉木、火力楠凋落物(A 1∶0、B 0∶1、C 1∶1、D 1∶2、E 2∶1)为对象,研究凋落物分解速率、凋落物及表层土壤酶活性及其对凋落物分解速率的影响.结果表明,分解300 d时不同配比杉、火凋落物分解速率排列顺序为处理B(27.93%)>处理D(25.99%)>处理E(24.55%)>处理C(21.78%)>处理A(21.07%).不同配比杉、火凋落物酶活性均高于表层土壤酶活性.不同配比凋落物的纤维素酶活性在分解180 d时最高,在分解300 d时最低.表层土壤酶活性随分解时间变化显著,酸性磷酸酶活性在分解120 d时最低,在分解300 d时最高;纤维素酶和蔗糖酶的活性随分解时间呈递减趋势,分解300 d时达到最低.凋落物分解速率与凋落物多酚氧化酶、酸性磷酸酶活性呈正相关,与凋落物和表层土壤的纤维素酶活性、蔗糖酶活性呈负相关.

森林植被恢复与环境生态因子互作关系研究进展

植被恢复是遏制生态环境恶化、改善脆弱生态系统的有效措施。植被同环境之间的关系极为复杂,森林植被群落的恢复与重建,在一定程度上改善了原有生境条件,而不断被改变的环境生态因子反过来又影响着森林植被群落类型的演变。从土壤、群落、小气候3个方面综述了森林植被恢复与环境生态因子的互作关系,针对现存问题,认为今后应将微观的机理研究与宏观的动态研究相结合,从不同尺度增强对植被退化、土壤、群落、小气候环境等因子互作关系的内在调控机理研究。