飞播马尾松林林下植被组成、多样性及其与环境因子的关系

以飞播马尾松(Pinus massoniana)林为研究对象,采用冗余分析(RDA)和方差分解法分析林下植被物种组成及其多样性与环境因子的关系。结果表明:林下植物共54种,隶属29科36属,灌木、草本层物种重要值分别以算盘子(Glochidion puberum)和铁芒萁(Dicranopteris linearis)最高;前向选择及蒙特卡洛(Monte Carlo)检验表明,平均胸径、海拔、郁闭度对灌木层物种组成影响显著(P0.05),土层厚度对草本层物种组成影响极显著(P0.01);Monte Carlo检验预选出的9个因子共解释了物种多样性变异的70.9%,其中平均胸径、郁闭度、土层厚度、速效氮和坡位是影响林下植被物种多样性的主要环境因子;生物因子、非生物因子对物种多样性的单独解释率分别为34.8%和7.5%,两者交互作用解释率为20.5%,表明生物因子及其与非生物因子的共同作用是影响林下植被物种多样性的主要因素。     

飞播马尾松林土壤有机碳空间分布及其影响因子

以飞播马尾松林为研究对象,通过典型样地调查和样品测定,采用简单相关分析和增强回归树分析(Boosted regression tree analysis:BRT)相结合的方法分析地形、林分、土壤以及林下植被条件对飞播马尾松林土壤有机碳的影响。结果表明:飞播马尾松林0—10 cm、10—20 cm土层有机碳含量的平均值分别为10.22 g/kg和6.64 g/kg,土壤有机碳含量随土层的加深而降低,两土层有机碳含量的变异系数分别为59.5%和60.1%,均属于中等程度变异。土壤有机碳含量主要受土壤条件的影响,其次为林分条件、地形条件和林下植被条件,土壤、林分、地形和林下植被条件对0—10 cm土层有机碳含量的相对影响力分别为63.4%,19.3%,10.9%和6.4%,对10—20 cm土层的相对影响力分别为60.4%,21.9%,10.6%和7.1%。全氮和全磷是影响土壤有机碳含量的主要因子,对0—10 cm土层有机碳含量影响最大的因子是全氮,其相对影响力为40.2%,对10—20 cm土层有机碳含量影响最大的因子是全磷,相对影响力为31.2%;全氮、全磷和平均胸径与两土层有机碳含量均呈显著正相关,林分密度和土壤容重与0—10 cm土层有机碳含量呈显著负相关,坡向与0—10 cm土层有机碳含量则表现为越向阳坡有机碳含量越高的规律,其他影响因子与土壤有机碳的相关性不显著。     

飞播马尾松林碳密度分配特征及其影响因素

研究江西省赣州市飞播马尾松林碳密度的分配特征,选取有关立地、林分、林下植被及凋落物等方面的15个因子,建立林分碳密度与影响因子的关系模型,筛选出主要影响因子.结果表明: 林分平均碳密度为98.29 t·hm^-2,表现为土壤层(49.58 t·hm^-2)＞乔木层(45.25 t·hm^-2)＞林下植被层(2.23 t·hm^-2)＞凋落物层(1.23 t·hm^-2);乔木层、凋落物层、土壤层碳密度之间呈显著正相关,其他各层次碳密度之间的相关性均不显著.株数密度、平均胸径、土层厚度、坡位、林龄、郁闭度是影响飞播马尾松林林分碳密度的主要因子,各因子的偏相关系数为0.331～0.434,t 检验结果为显著;运用多元数量化模型I复相关系数为0.796,F 检验结果为显著(F=9.28).对于林分碳密度,株数密度以1500～2100株·hm^-2最好,而郁闭度以0.4～0.7最好,株数密度及郁闭度过高或过低对林分固碳能力均会产生不利影响;林龄及平均胸径越大、土层越厚,其林分碳密度越高,下坡位的林分碳密度高于其他坡位.     

恢复年限、林下植被及季节对马尾松林土壤氮转化的影响

侵蚀红壤区植被恢复能有效防治土壤侵蚀,改善生态环境。提高侵蚀退化地土壤氮矿化潜力、增加氮有效性是改善贫瘠土壤植被生长发育的关键途径,对恢复侵蚀地生态系统具有重要意义。采用顶盖埋管培养法研究了不同恢复年限(Y0、Y16、Y34))不同芒萁处理的马尾松林土壤净氮矿化量和净氮矿化速率的季节变化特征,分析了植被恢复年限、林下植被覆盖及季节变化对土壤氮矿化的交互影响。结果表明,植被恢复能使侵蚀退化地土壤养分条件得到改善。不同恢复年限马尾松林净氮矿化最高值出现在夏秋季,而在春季为负值。植被恢复能使土壤净氮矿化量显著增加,且净氮矿化过程以氨化作用为主。净氨化速率与净矿化速率具有相似的季节变化,硝化速率随着恢复年限增加季节变化减小。林下裸露地净氮矿化量及速率低于芒萁覆盖地,且去除芒萁可以降低净氮矿化量及速率。方差分析表明,恢复年限、季节变化及其交互作用能显著影响土壤净氮矿化量及矿化速率(P0.001),而芒萁处理未能达到显著水平(P0.05)。马尾松林土壤氮转化过程季节变化明显,林分管理应按季节变化进行,林下芒萁覆盖对侵蚀退化地马尾松林土壤氮恢复具有重要作用。     

北京松山油松林地表可燃物负荷量的影响因素

森林地表可燃物是引起森林火灾的重要因素,研究森林地表可燃物负荷量的影响因子可以为森林可燃物管理提供科学依据。本文对北京松山自然保护区油松林地表可燃物负荷量与地形、林分和地被物因子进行相关性分析和逐步回归分析,通过方差分解计算3类影响因子对可燃物负荷量变化的贡献率。结果表明:(1)地表总可燃物负荷量与草本盖度呈显著负相关。地表活可燃物负荷量与海拔和灌木盖度呈显著正相关,与草本盖度呈显著负相关。地表死可燃物负荷量分别与郁闭度、林分密度和平均树高呈显著正相关,与海拔呈极显著负相关;(2)多元线性回归分析表明,用海拔、郁闭度和灌木盖度3个因子可较好地估算地表活可燃物负荷量;地表死可燃物负荷量可用海拔和郁闭度2个因子进行较好估算。(3)对地表活可燃物负荷量的解释力中,地被物因子林分因子地形因子,地被物因子与地形因子的交互作用贡献率最显著,与林分因子的交互作用贡献率次之。对地表死可燃物负荷量的解释力中,林分因子地形因子地被物因子,林分因子和地形因子的交互贡献率显著,与地被物因子的交互贡献率次之。不同类别地表可燃物的影响因子不同,在进行可燃物管理、森林防火和林分调控的过程中需有针对性。     

植被恢复过程中芒萁覆盖对侵蚀红壤氮组分的影响

氮素是限制陆地生态系统生产力的重要因子。采用时空代换法,以红壤侵蚀区未治理、恢复12年和30年的马尾松林为研究对象,对比分析了林下芒萁覆盖地与裸地表层土壤之间氮同位素、不同形态氮组分含量以及不同组分氮含量所占比例之间的差异。结果表明:在所有马尾松林中,芒萁覆盖增加了表层土壤的全氮含量,δ~(15)N值则比林下裸地显著降低了33. 8%—83.1%(P0.05)。随着恢复年限增加,林下芒萁覆盖地表层土壤δ~(15)N值显著下降,而林下裸露地δ~(15)N值没有显著变化(P0.05)。不同恢复年限马尾松林的芒萁覆盖地表层土壤微生物生物量氮、可溶性有机氮和铵态氮含量显著高于林下裸地(P 0.05),而硝态氮含量则显著低于林下裸地(P0.05)。随恢复年限增加,表层土壤微生物生物量氮、可溶性有机氮、铵态氮含量均呈增加趋势,而硝态氮含量则呈下降趋势,不同形态氮占全氮比例表现为:微生物生物量氮铵态氮可溶性有机氮硝态氮。相关分析表明土壤δ~(15)N值与硝态氮极显著正相关,与其他氮组分极显著负相关(P0.01)。由此可见,与林下裸地相比,芒萁覆盖在植被恢复过程中有助于提高表层土壤中全氮、微生物生物量氮、可溶性有机氮和铵态氮含量,降低硝态氮的淋溶损失风险,促进土壤氮保持和积累,从而有利于退化红壤生态系统的恢复。     

侵蚀退化地植被恢复过程中芒萁对土壤可溶性有机碳的影响

林下植被是生态系统的重要组分。通过对比分析红壤侵蚀区植被恢复过程中,林下有无芒萁覆盖地的土壤可溶性有机碳(DOC,Dissolved Organic Carbon)含量及其与地下根系生物量、地上植被淋溶液DOC含量的关系。结果表明:林下植被芒萁覆盖增加了地上叶片和地下根系生物量,土壤DOC含量及储量也显著增加(P0.05),芒萁覆盖对表层土壤(0—20cm)DOC的影响大于深层土壤(20—100cm)(P0.05);相关分析结果表明,林下芒萁覆盖地土壤DOC储量与细根生物量的垂直变化呈显著的正相关关系(P0.05),且随植被恢复年限的增加相关性显著增加,地下根系的垂直分布直接影响各土层DOC储量。不同植被恢复时期,林下芒萁覆盖地土壤DOC与鲜叶(马尾松+芒萁)和枯落物(马尾松+芒萁)淋溶液DOC均呈显著的正相关关系(P0.01),而林下裸露地土壤DOC仅与鲜叶(马尾松)淋溶液DOC呈显著的相关性(P0.01),林下芒萁覆盖地相对于裸露地枯落物淋溶液对土壤DOC储量的影响大于鲜叶。植被恢复过程中芒萁覆盖地土壤微生物生物量碳和微生物熵显著高于林下裸露地。因此,在植被恢复进程中,芒萁能够提供更多底物参与土壤物质与养分循环,对土壤DOC的贡献较大,为侵蚀区马尾松林恢复提供了重要的养分再吸收来源;同时芒萁覆盖增加了微生物活性,促进了微生物对土壤DOC的同化作用,提高了微生物碳源的利用率,对土壤有机碳的积累起着重要的作用。     

林分结构对湖南栎类天然次生林林下植被生物量的影响

对湖南栎类天然次生林不同林分类型的林下植被生物量特征及其影响因素进行研究。结果表明: 将50块样地划分为甜槠-鹿角杜鹃混交林、亮叶水青冈-箭竹混交林、石栎-虎刺+山茶混交林、甜储+枹栎-鹿角杜鹃混交林、青冈栎-油茶+杜鹃混交林5种林分类型。5种林分的林下植被生物量均较低,不超过2.3 t·hm^-2。5种林分类型的林下灌木生物量没有显著差异,甜槠-鹿角杜鹃混交林草本层生物量显著低于其他4种林分类型。影响不同林分林下植被生物量的因素不同。在甜槠-鹿角杜鹃混交林,草本层生物量与郁闭度、角尺度呈显著负相关,林下植被总体生物量与开敞度呈显著正相关;在亮叶水青冈-箭竹混交林,灌木层生物量与林分的角尺度、郁闭度呈显著负相关,草本层生物量与林下植被总体生物量与混交度呈显著正相关;在石栎-虎刺+山茶混交林,草本层生物量与林分的聚集指数呈显著正相关;在甜储+枹栎-鹿角杜鹃混交林,灌木层生物量与林分的混交度呈显著负相关,草本层生物量与林分的株数密度呈显著正相关;而在青冈栎-油茶+杜鹃混交林,林分结构与林下生物量没有显著相关关系。对林下植被生物量进行调整,应该以调整林分水平分布格局为主,综合考虑林分遮盖程度与树种结构。     

地表火对呼伦贝尔沙地樟子松林林下植物多样性的影响

选择无地表火发生、当年发生地表火和地表火发生后12 a的天然樟子松林分,利用多尺度、面积1 000 m2改进的Whittaker样方,研究了地表火对呼伦贝尔沙地天然樟子松(Pinus sylvestris L.var.mongolica Litv.)林林下植被多样性的影响.结果表明,各林分所有林木的平均胸径(DBH)差异极显著(P<0.01).在1 m2样方尺度上,3种林分的林下植被盖度有极显著差异(P<0.000 1),其中地表火发牛后12 a的林分林下植被盖度最低(32.0%).在面积1和10 m2样方尺度上.各林分林下植被的α多样性有显著差异(P<0.05),且以当年发牛地表火的林分林下植被丰富度最高;不同功能群植物(包括木本植物、禾本科植物和非禾本科草本植物)的α多样性也仅在小尺度上有一定的差异.林下植被的β多样性随火后持续时间的延长不断增加,无地表火发生的林分β多样性最高.间接梯度分析(DCA)结果表明,当年发生地表火的林分中植物种类较多,林下植物均表现出从偏旱生到偏湿生、沿水分梯度分布的趋势.因此,樟子松林下植被多样性仅在小尺度上对地表火干扰产生响应,随着时间的推移其多样性趋于一致,表明天然樟子松林的林下植被具有抵御地表火干扰的能力.     

马尾松林天敌昆虫群落对马尾松毛虫控制作用的研究

本文通过对马尾松林松毛虫天敌昆虫群落优势种的选择及功能表述、用典型相关分析选择关键林分因子进行林地分类,研究了表示天敌昆虫群落对松毛虫控制作用的途径。结果表明,用天敌昆虫群落功能指标选择的重要林分因子为郁闭度、灌木层高度及盖度、草木层高度及总盖度。用这些林分因子可以把常灾区林地划分为4种类型,且这4类林地在天敌昆虫群落多样性、种数、个体数及松毛虫密度上都存在明显差异。最后分别建立了4类林地松毛虫密度变化率与多样性等功能指标及郁闭度等林分因子间的回归模型,回归相关性进一步表明用林分因子代替天敌昆虫的作用是合适的,这样代替的结果克服了生产应用时数据调查的困难,增加了实用性。