辽东半岛山区近自然经营红松人工林物种组成与群落特征

探究短期和中长期近自然经营下红松人工林群落的物种组成、区系成分与生物多样性等群落特征,为辽东半岛山区红松人工林恢复及生物多样性保护提供参考。以近自然经营12 a和45 a红松人工林为研究对象,利用群落样地调查法记录样地物种信息,分析群落特征与物种多样性。研究表明:1)12 a群落中,共有高等植物29种,隶属于19科23属;45 a群落中,共有高等植物54科96属142种;2)随着红松生长发育,群落物种分布类型增加、物种数增加、分布范围扩大,物种分布类型中,物种数量分布情况为北温带分布>世界分布>东亚和北美洲间断分布,温带成分最多,世界成分次之,热带成分最少;3)红松群落从12 a经营到45 a仍然保持纯林状态,但群落物种多样性显著增强,正向演替趋势明显。红松人工林近自然经营周期很长,正向演替明显,短期经营群落生物多样性较低,直到经营中期生物多样性才显著增强,生态位和密度制约理论能很好解释红松人工林生态演替,对辽东半岛红松人工林恢复具有很好的指导作用。

辽宁仙人洞国家级自然保护区森林生态服务物质量评估及权衡与协同

【目的】摸清辽宁省仙人洞国家级自然保护区森林生态系统服务功能底数,能够有效提高区域环境质量,增强区域生态服务功能。【方法】以自然保护区主要森林生态系统为研究对象,根据辽宁辽东半岛森林生态系统国家定位观测研究站2018年实测数据和森林规划调查数据,采用模型量化、分布式测算、相关分析等方法,选择支持、调节和供给3大服务6个功能类别,研究了自然保护区森林生态服务的物质量及权衡与协同作用。【结果】(1)森林生态服务物质量:支持服务644.42×10^(3) t/a,包含保育土壤量644.10×10^(3) t/a、林木养分积累量323.85 t/a;调节服务41.61×10^(3) t/a,包括固碳释氧量40.16×10^(3) t/a、大气净化量1 454.87 t/a;供给服务中,提供水源量148.27×10^(7) m^(3)/a、供给负氧离子量274.97×10^(20)个/a;表现为:保育土壤量>固碳释氧量>大气净化量>林木养分积累量。(2)各评价指标物质量:森林保育土壤中,固土量555.15×10^(3) t/a,保肥量88.95×10^(3) t/a;森林积累营养量为氮固持(291.02 t/a)>钾固持(25.33 t/a)>磷固持(7.50 t/a);森林吸收碳28.56×10^(3) t/a、释放氧11.60×10^(3) t/a;森林吸收气体污染物量为二氧化硫(817.50 t/a)>氮氧化物(255.80 t/a)>氟化物(242.00 t/a),阻滞TSP、PM_(10)和PM_(2.5)分别为82.3、46.7和10.6 t/a。(3)优势树种(组)生态服务物质量前三的树种(组)有天然次生栎类林、赤松林和落叶松林,生态服务物质量与林分面积、蓄积量有显著协同性(r> 0,P <0.05),与胸径、树高和郁闭度为协同作用(r> 0)。(4)保护区行政村生态服务物质量是管理局最高,而三架山村最低;支持与调节服务存在权衡作用(r <0),支持与供给服务存在协同作用(r> 0),调节与供给服务同时存在协同和权衡作用。【结论】保护区森林生态系统的保育土壤、固碳释氧、提供水源和供给负氧离子服务量突出;森林面积和蓄积量对生态服务物质量起重要作用;生态服务之间普遍存在协同和权衡作用。空间上,封山育林、防止林业用地流失;林分上,保护珍稀树种,增加树种类型,促进林分更新演替,就地保护和植树造林相结合;多措并举、遵循自然规律是提高生态服务的有效措施。

辽东半岛赤松和蒙古栎林降雨再分配特征及其相关性分析

【目的】降雨再分配是森林生态系统重要的水文过程,分析辽东半岛地区赤松和蒙古栎林降雨再分配特征,为区域典型林分的生态水文分析及模型建立提供参考。【方法】以辽宁仙人洞国家级自然保护区内的赤松和蒙古栎林为调查观测对象,选择林外降雨量(POF)、林内穿透雨量(TF)、树干径流量(SF)和树冠截留量(IF)为指标,应用回归分析法建立林外降雨量与各类指标的关系方程,并分析2种林分的降雨特征及其变化规律。【结果】(1)赤松林穿透雨量、树冠截留量和树干径流量分别为388.5、215.3、66.5 mm,占林外降雨量的57.96%、32.12%、9.92%;蒙古栎林穿透雨量、树冠截留量和树干径流量分别为421.7、119.0、55.5 mm,占林外降雨量的70.73%、19.96%、9.31%。(2)低强度降雨时,赤松和蒙古栎林的初始迟滞时长1 h左右,而中等和高强度降雨时,迟滞时长较短,明显小于1 h。且赤松林的树冠截留迟滞时间较长,迟滞作用更强,截留效果更好。(3)林外降雨量与穿透雨量、树干径流量呈极显著线性正相关(P<0.001),赤松林和蒙古栎林产生穿透雨l、树干茎流量的最小降雨量分别为4.2、5.8和2.0、2.5 mm。(4)赤松和蒙古栎林的树冠截留量与林外降雨量呈极显著(P<0.001)二次函数关系,树冠截留作用与林外降雨同时产生。当林外降雨量分别大于90.0、70.0 mm时,赤松和蒙古栎林的树冠截留量分别在10.0、7.0 mm左右。(5)林外降雨量与树冠截留率呈极显著负相关(P<0.001)的幂函数关系,当林外降雨量分别大于90.0、70.0 mm时,赤松和蒙古栎林的树冠截留率趋于平稳,降低到20%和10%左右。【结论】降雨再分配过程中,赤松林的树干径流量、截留量和截留率大于蒙古栎林,而赤松林穿透雨量小于蒙古栎林,赤松林降雨再分配作用强于蒙古栎林。林内穿透雨存在迟滞效应,迟滞时长受降雨强度和林分类型影响,且赤松林的迟滞时长大于蒙古栎林。林外降雨量与树干径流量、穿透雨量、树冠截留量呈极显著正相关,与树干径流量、穿透雨量呈线性函数关系,与树冠截留量呈二次函数关系,与树冠截留率呈极显著负相关的幂函数关系。

辽东半岛主要人工林土壤物理性质及其持水特性分析

以辽东半岛地区的红松、落叶松、红松针阔混交林和灌草4种主要林地为研究对象,利用方差分析、Pearson相关性等方法进行计算与分析。结果显示:(1)土层深度与土壤容重呈正相关,与总孔隙度、毛管孔隙度呈负相关;容重、总孔隙度和毛管孔隙度范围分别在0.50~1.30 g/cm^(3)、40%~88%、30%~80%。(2)林分土壤最大持水量、毛管持水量和田间持水量,随着土层深度增加逐渐降低,波动幅度先逐渐降低最后有所增加。不同林分持水能力不同,有林地>灌草地;落叶松林>红松林和红松针阔混交林>灌草地。(3)林分土壤最大持水量、毛管持水量、田间持水量,与土壤厚度和土壤容重呈极显著负相关,与毛管孔隙度和总孔隙度呈极显著正相关,与非毛管孔隙度差异性不显著。林分主要土壤物理性及其持水性受到林分类型和土壤深度的影响,表现出浅层和中层土壤保水持水能力强;落叶松林土壤结构质地更优,保水持水性更强。

基于高通量测序分析土层与间伐强度对辽东山区红松人工林真菌群落的影响

[目的]探究不同土层和间伐强度对辽东山区红松人工林林下土壤真菌的影响。[方法]采用Illumina-Miseq高通量测序技术,分别测定对照组(不间伐)、弱度区、中度区、强度区和极强度区的表层(0~10cm)及亚表层(10~20cm)林地土壤。[结果]共获得572932条高质量ITS序列,在97%序列相似性基础上可划分为9329个OTUs;优势菌门有担子菌门(Basidiomycota)、子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)、罗茨菌门(Rozellomycota)、毛霉门(Mucoromycota)、壶菌门(Chytridiomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)和分类不明确的门。排名前10的优势菌属有蜡壳耳属(Sebacina)、被孢霉菌属(Mortierella)、红菇属(Russula)、乳牛肝菌属(Suillus)、Geminibasidium、白环蘑属(Leucoagaricus)、角孢革菌属(Tylospora)、鹅膏菌属(Amanita)、Delastria、口蘑属(Tricholoma);表层真菌丰富度大于亚表层;不同间伐强度的土壤真菌种群丰富度表现为极强度区>弱度区>对照组>强度区>中度区;方差分析结果显示,不同土层和间伐强度在门水平上相对丰度均无显著差异,在属水平上,不同土层在白环蘑属(Leucoag-aricus)和角孢革菌属(Tylospora)的相对丰度间存在显著差异,不同间伐强度在白环蘑属(Leucoagaricus)、鹅膏菌属(Amanita)和口蘑属(Tricholoma)的相对丰度间均存在显著差异;表层与亚表层、极强与弱度区真菌物种组成相近,极强与弱度区和对照组相近程度高于中度和强度区。[结论]在辽东山区红松人工林中,间伐强度及土层可在一定程度上影响林下土壤真菌在丰富度、多样性和物种组成。

陆地植物生态化学计量学特性研究进展

生态化学计量学主要研究生态系统中能量与碳、氮、磷等多种化学元素的平衡,影响生态系统中的多个层次。该文从陆地植物的变化规律、影响植物生态化学计量学特征的因素两方面介绍植物的生态化学计量学特性的研究进展。

辽东山区天然次生栎林土壤有机碳含量及其与理化性质的关系

通过对设置在辽东山区本溪市草河口镇和庄河市仙人洞镇两个典型天然次生栎林(Quercus spp.)样地内的土样进行分层(0—10,10—20,20—30,30—40cm)采集和室内分析,研究了0—40cm土层土壤有机碳、全氮、全磷等含量的剖面分布特征,探讨了有机碳与理化性质间的关系。结果表明:土壤有机碳及全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量的含量均随土层加深而降低,而土壤容重随土层加深而增加,由t检验和方差分析得知,各指标含量在土层间差异均达到5%显著水平;土壤有机碳与粉粒、pH、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量间均呈显著正相关(r=0.430 9~0.919 0,n=44,P<0.01),与土壤容重、砂粒间均呈显著负相关(r=0.388 3~0.670 6,n=44,P<0.01),而与黏粒间无显著相关性;由逐步回归分析得知土壤碱解氮、碳氮比、全钾、pH、全氮与有机碳间关系最为紧密。土壤有机碳与其他理化性质间关系密切,且以全氮、碱解氮、碳氮比、全钾和pH对其影响最大;同时,各指标均具有明显的剖面分布规律。

抚育间伐对辽东山区红松人工林土壤酶活性的影响

土壤酶活性是土壤肥力的重要指标之一,为探究抚育间伐对辽东山区红松人工林林下不同土层酶活性的影响,采用紫外分光光度法、靛酚蓝比色法、3,5-二硝基水杨酸比色法和磷酸苯二钠比色法分别测定不同间伐程度林地土壤表层(0~10 cm)和亚表层(≥10~20 cm)不同酶的活性。结果表明:林下土壤酶活性表现为表层大于亚表层;过氧化氢酶活性在弱度区和中度区的表层差异显著,中度间伐酶活性较高,对酶活性影响最大;脲酶在弱度区差异显著,弱度间伐对酶活性影响较大;酸性磷酸酶的活性在中度区变化较大且差异显著;蔗糖酶在表层弱度和中度间伐差异显著,且中度区相对其他间伐处理酶的活性较高。在辽东山区红松人工林中,弱度间伐及中度间伐对林下土壤酶活性影响较大。

森林资源监测中林业3S技术的应用现状与展望

科学技术的发展带动了各行各业的发展,并为各行业的进步优化提供了有力的技术支撑。在森林资源的监测发展中,最具应用优势的技术就是3S技术。为使人们对3S技术在林业资源中的应用有全面地了解,本文从3S技术的应用现状出发,分析其在林业资源监测方面的具体应用,并对其未来发展趋势做出相关预测展望。

林业技术创新与现代林业的发展研究

林业是维护我国生态环境建设的重要对象,是我国市场经济结构的重要组成部分。当前,我国正处于信息技术和经济飞速发展的过程中,现代林业的不断发展离不开科学技术的创新,只有不断提高林业产业发展水平,才能促进我国的经济发展。随着社会各界对林业资源需求的不断增加,只有运用科学方法提升林业产能,在扩大发展规模的基础上,才能满足社会发展的需求。通过分析林业技术创新在林业发展中的一些问题,为促使林业产业的健康发展提供参考。

不同经营模式天然次生阔叶林土壤理化性质研究

为深入了解不同经营模式对土壤理化性质的影响,该文对哈尔滨市丹清河林场近自然经营、传统经营和对照3种经营模式下的天然次生阔叶林土壤理化性质进行了研究。结果表明:天然次生阔叶林土壤物理性质受经营模式的影响较小;与对照相比,近自然经营能显著提高0~40 cm土层土壤全碳、全氮含量;近自然经营和传统经营对提高林地土壤全磷含量有一定的效果;近自然经营林分20~40 cm土层土壤全钾含量显著低于对照;近自然经营显著提高了土壤缓冲性,并显著降低了表层土壤C/N比值。由此可知,近自然经营在一定程度上能够改善天然次生阔叶林土壤化学性质。

红松开花结实规律研究进展

红松是东北地区珍贵的乡土果材兼用树种,具有重要的经济和生态价值。为了深入认识红松结实规律,该文从以下两方面展开论述:(1)影响红松结实的因素,包括内因(遗传因素)、外因(营林措施、环境因子、立地条件等);(2)红松开花结实特征,包括红松物候规律、内部解剖学特征、激素变化。最后分析了红松研究中现存的问题和今后的研究趋势,以指导红松的培育。

基于模型模拟的森林穿透雨收集装置的优化设计及分布

穿透雨是研究林内水循环、林内降雨再分配过程不可或缺的一部分。在观测过程中,收集装置的形状、大小、放置方式对观测结果有直接影响。该文以圆形、正方形和长方形3种不同形状穿透雨收集装置对观测结果的影响进行分析,研究穿透雨收集装置形状及设置方式的合理性。结果表明:圆形和正方形收集装置的合理设置范围与收集装置面积无关;长方形收集装置的合理设置范围先随收集装置面积增加而增加,然后趋于稳定;在收集装置面积相等的情况下,长方形收集装置的合理设置范围更大,说明长方形是理想的穿透雨收集装置设计形状。

辽东半岛赤松群落结构与多样性变量

根据辽东半岛赤松(Pinus densiflora sieb et Zucc)群落对环境条件的响应,对赤松群落结构与多样性变量进行研究,有利于群落内功能特征从生态位分布空间上的功能分异度的研究向基于性状的研究转变。根据CFERN行业标准,在已经建立的动态监测指标体系基础上,通过功能距离和谱系结构在共有性状连续变化轴上的分类位置为依据,对辽东半岛赤松群落结构与功能等一系列变量进行分析。结果表明:赤松种群分布的同质性最强,可控制范围最大;蒙古栎在AⅢ波段后呈现出随龄级递增而周期振幅减小的变化趋势,群落总波序值均较小;群落内功能的覆盖度和耐受性可以用个体全距和移动全距来解释。得出结论,采用林龄和生长量降低性状的数量,可以预测具有功能的物种之间各林龄段的波序,证明能量流动和物质循环在各段的优势显著性;利用植物功能类型的变量,帮助我们理解生态服务的作用机制及各种服务之间的权衡关系,是一种必要的研究手段。

我国退耕还林(草)研究趋势及热点分析

退耕还林(草)是我国的重大战略决策,分析其研究趋势及热点为今后开展科研提供导向。选择CNKI数据库,采用文献计量法分析我国退耕还林(草)研究趋势和热点。结果表明:1999-2020年有关退耕还林(草)的相关文章共3857篇;其中,文献(期刊)占比高达83%,会议占比17%。总体呈现先快速增长,之后缓慢下降的趋势;从作者群体看,呈现“大聚集,小分散”的状态,主要形成了4个研究群体,各群体间的连接度较弱,但群体内的连接度非常高;基于突显关键词,我国退耕还林(草)研究大致划分4个阶段。1999-2002年退耕还林(草)动员实施阶段,2003-2008年退耕还林(草)建设完善阶段,2009-2013年退耕还林(草)生态价值评估阶段,2014-2020年退耕还林(草)定量、机理分析与决策管理阶段。

腐植酸缓释肥对刺龙牙生长及土壤性质的影响

为探明新型腐植酸缓释肥对刺龙牙生长和土壤的影响,该研究对刺龙牙追施腐植酸缓释肥、腐植酸和过磷酸钙,测定刺龙牙生长指标和土壤温湿度及速效养分含量。结果表明:施腐植酸缓释肥和腐植酸的刺龙牙成活率、苗高和地径均提高,当年生苗高分别为73.75 cm和73.73 cm,苗高提升较明显,而过磷酸钙对刺龙牙生长均无显著作用。施腐植酸的土壤温湿度变化较小,电导率和速效养分含量明显升高,pH值降低,而施腐植酸缓释肥的土壤指标无较大波动,说明施肥过程中起到了肥料缓释的功能。由此可见,在刺龙牙栽培过程中腐植酸缓释肥和腐植酸可以单独施用,而过磷酸钙须与基肥配合施用才能具备促进生长的作用。

多功能环保型土壤膜化剂红松育苗应用技术

红松是辽东山区具有代表性的主要造林树种之一,其木材具有较高的生态价值和经济价值,其松籽具有丰富的营养价值。采用自制的多功能环保型土壤膜化剂覆盖红松播种苗和移栽苗,能够为红松的育苗栽植提供参考,同时为促进土壤团粒结构、丰富土壤微生物的作用、增加土壤固碳能力以及发展绿色农业,践行生态文明建设寻求有效途径。

火干扰对塔河白桦落叶松林土壤化学性质的短期影响

火一直是我国北方森林的重要干扰因子,在气候变化影响下,其干扰作用进一步增强。该文对大兴安岭地区代表性森林白桦落叶松林不同强度火烧迹地经过1个生长季后土壤化学性质进行了调查分析。结果表明:不同火强度干扰后的土壤化学性质常呈现显著性差异,火强度对扰动程度具有重要影响,是决定扰动程度的关键因子。火干扰提高了土壤的p H值,促进了养分回归,提高了土壤养分含量。白桦落叶松林地土壤p H值随火干扰强度的增加而升高;土壤全氮、全磷、全钾平均含量中强度火干扰林地>高强度火干扰林地>低强度火干扰林地>无火对照样地;土壤铵态氮含量随林火强度的增强而减少,但火干扰提高了土壤硝态氮含量,强度越高硝态氮含量增加的越多;白桦落叶松林土壤有效磷平均含量中强度火干扰林地>低强度火干扰林地>高强度火干扰林地>无火对照样地,土壤速效钾平均含量中强度火干扰林地>高强度火干扰林地>低强度火干扰林地>无火对照样地。

多功能环保型土壤膜化剂对玉米生长的影响

采用自制的多功能环保型土壤膜化剂和普通聚乙烯地膜覆盖的方式探讨其对玉米生长的影响,结果表明:普通聚乙烯地膜能够促进玉米较早出苗,显著地提高株高和产量。多功能环保型土壤膜化剂则能够保证玉米最终保存率没有明显的降低。在玉米植株营养生长中,更显著地提高径粗的生长量,并且极显著地提升玉米产量。农业生产中,应用多功能环保型土壤膜化剂不仅能起到普通聚乙烯地膜的保温保墒作用,而且不用施加任何肥料即可获得较高的玉米产量。

红松人工林土壤理化性质对抚育间伐的响应

为评价不同间伐强度对红松人工林土壤环境的长期影响,对弱度、中度、强度、极强度4种间伐强度和未间伐(对照)的红松人工林土壤理化性质进行了研究。结果表明:抚育间伐明显提高林分平均胸径,有利于林分结构的优化;除弱度间伐外,中度、强度与极强度抚育间伐有效地降低了土壤容重,总孔隙度和非毛管孔隙度增大,毛管持水量和非毛管持水量明显提高,土壤物理性质明显改善,且以中度间伐效果最佳;抚育间伐不同程度地改变了土壤p H值,除弱度间伐外,其他强度间伐均提高了全氮和碱解氮含量、全磷和有效磷含量、全钾和有效钾含量,且以中度间伐效果最佳,但间伐强度对土壤有机碳影响并不显著。因此,为维持红松人工林土壤的持续生产力,应以适宜的间伐强度进行森林经营活动。