马尾松人工林生物量与生产力研究进展

森林生物量与生产力是研究森林生态系统结构与功能的基本数据。马尾松(Pinus massoniana)作为我国南方重要的用材树种, 其生物量与生产力问题研究历来受到广泛关注。在回顾马尾松人工林生物量与生产力问题研究背景、历史、现状及其进展的基础上, 重点阐述以下几个方面的问题: 1)个体以及林分尺度上马尾松人工林生物量与生产力动态及其分配特征; 2)不同经营措施(立地条件、初植密度、混交措施、抚育间伐及施肥等)对马尾松生物量与生产力的影响; 3)围绕马尾松人工林生产力形成的气候机制问题, 以近年来广泛运用于该方面问题研究的树木年轮学方法为切入,对影响马尾松人工林生产力过程的气候因子进行梳理、整合, 以期全面阐述马尾松人工林生物量与生产力问题研究的相关进展, 在我国森林质量精准提升背景下为马尾松人工林的生产经营提供理论参考。     

人为干扰对鼎湖山马尾松林种群动态的影响

通过处理（根据当地居民习惯收割凋落物和林下）和保护（停止人为干扰,无任何人类活动）样地的比较在五年内（9190－1995年）研究了人为干扰对鼎湖山马尾松林植物种群动态的影响。结果表明,保护样地的林下层和灌木层盖度逐年上升,而处理样地相对较稳定。保护样地的草本层盖度略上升至1992年后,呈显著下降的变化,处理样地的变化则与保护样地的相反。保护样地的林下层植物种数逐年下降（从1990年的41种降至1995年的30种,减少11种）,处理样地变化不大（从1990年的36种降至1995年的34种,仅减少2种）。小径级（≤13cm)的马尾松胸径增长速率保护样地高于处理样地,且径级越小,增长速率越大,然而,径级大于13cm的植株,则没有显示出这种规律性的变化。以上现象表明,适度的人为干扰对稀疏马尾松林的自然更新及林下植物种类多样笥具有一定的维持或促进作用,但不利于马尾松的生长。同时对稀疏马尾松－灌木－草本群落在停止人为干扰后的演替途径作了预测和探讨。     

马尾松-肉桂人工复层林生物量及生产力研究

应用相对生长法和样方收获法研究了广西岑溪市马尾松不同光环境处理下营造的马尾松-肉桂人工复层林的生物量及生产力.结果显示:(1)不同处理中,枯落物层生物量随林分郁闭度的增加而增加,灌木层、草本层生物量则随着林分郁闭度的增加而减少;马尾松-肉桂人工复层林模式下林分的生物量、生产力以及群落总生物量远大于马尾松单层林.(2)不同处理的马尾松-肉桂人工复层林林分净生产量均大于马尾松单层林,且上层林马尾松郁闭度在0.5～0.7条件下与肉桂形成的复层林更有利于提高环境资源的获取能力,其中以马尾松林分郁闭度为0.5、密度781株/hm2以及肉桂密度5 952株/hm2的人工复层林模式的成层性最明显,群落生物量、乔木层生物量、净生产力水平最高,分别达167.64 t/hm2、160.549 t/hm2、9.146 t/(hm2·a),且分别高于马尾松单层林14.9％、18.5％、68.7％,是经济效益和生态效益最理想的复合林模式.研究表明,光环境处理对群落生物量空间分布有显著影响,对林分各器官生物量的分配有较大影响,复层林能提高乔木层生物量在总群落生物量中的分配.人工复层混交林比单层林更有利于提高获取环境资源的能力并增加林分的稳定性.     

鼎湖山马尾松林群落生物量生产对人为干扰的响应

通过处理 (根据当地习惯收割凋落物和林下层 )和保护 (无任何人为干扰 )样地的比较 ,在 10 a时间里研究了鼎湖山生物圈保护区马尾松 (Pinus massoniana)林群落生物量生产对人为干扰的响应。 1990～ 1995年 ,由于人为干扰活动而直接从处理样地取走的有机质总量为 2 1.2 1t/hm2 。 1990～ 2 0 0 0年 ,保护样地林下层生物量以 34%～ 5 3%的年增长速率从 2 .2 3t/hm2 逐年提高 ,至 1995年达到高峰 (11.10 t/hm2 ) ,之后因与乔木层马尾松生长竞争原因而下降至 9.4 4 t/hm2 ;地表凋落物主要来源于林下层植物且地表凋落物量变化与林下层生物量变化相类似。在整个试验过程 ,尽管保护样地和处理样地乔木层马尾松个体总数均随时间而减少 ,但它们的总生物量则随时间而增加且其增加的速率随时间和样地不同而异。 1990～ 1995年 ,保护样地总生物量增加了 38.3% (从 81.2 t/hm2增至 112 .3t/hm2 ) ,较处理样地 (收获林下层和凋落物 )总生物量增加的百分比高 4 .7个百分点 (33.6 % ,从 98.8t/hm2增至 132 .0 t/hm2 )。然而 ,1995～ 2 0 0 0年 ,保护样地总生物量增加的百分比为 2 9.1% (从 112 .3t/hm2 增至 14 5 .0 t/hm2 ) ,较处理样地 (1995～ 2 0 0 0年也停止人为干扰 )增加的百分比却低 3.2个百分点 (32 .3% ,从 13     

马尾松-阔叶树混交异龄林生物量与生产力分配格局

在25年生的马尾松林下分别套种1年生火力楠、闽粤栲、苦槠、格氏栲、青栲和拉氏栲幼苗,经过16a的培育后形成了郁闭的针阔混交异龄林。应用分层平均标准木收获法,建立相对生长方程,对上述6种混交林及马尾松纯林的生物量与生产力分配格局进行了研究。6个混交林的林木总生物量分别为216·41、260·06、221·92、221·65、246·13t/hm2及201·04t/hm2,而马尾松纯林的生物量为204·37t/hm2;其中地上部分占81·4%~83·7%,林分之间差异较小。在混交林中,处于主林层的马尾松生物量占林分总生物量的比例为73·5%~85·4%。在各林分生物量组成中,干材生物量最大,占总生物量的56·4%~64·8%,其它组分所占的比例依次为根(16·3%~18·6%)>枝(9·0%~16·9%)>皮(4·9%~7·3%)>叶(1·1%~4·3%)。生物量的空间结构在马尾松纯林和混交林之间存在明显差异,混交林中0~9m高度的生物量分配比例(67·1%)明显大于马尾松纯林(53·7%);混交林中,在2~3m高度就出现了枝、叶的分布,而马尾松纯林中则出现在13~14m。混交林中,阔叶树根系的生物量主要集中于0~40cm土层,占根系总生物量的74%~99%,60cm以下土层则根系分布很少,而马尾松的根系则主要分布于土壤表层(0~20cm)和60cm以下土层,分别占总生物量的26%和49%。各混交林分的净初级生产力为10·60~15·25t/(hm2·a),而马尾松纯林的生产力仅7·34t/(hm2·a)。林分净初级生产力(NPP)与光合器官/地上部分生物量比(X1)、细根生物量/地下部分生物量比(X2)存在显著的非线形关系:NPP=5·5745+1·1985X1+2·6479X22。在所研究的林分中,细根(d<2mm)生物量占林分总生物量的平均比例为0·2%,但细根生产力占林分净生产力的平均比达2·9%。     

人为干扰强度对村级景观破碎度的影响

村落具有人类活动所造成的许多景观特征,是研究人为干扰对景观破碎度影响的良好场所;本文运用地表植被的改变状况和主要辅助能的投入为指标,按重度干扰强度、中度干扰强度和轻度干扰强度3个等级把村落分为中心区、过渡区和基质区,分别不同研究区的景观破碎度与人为干扰强度的相互关系,3个研究区域的斑块密度指数分别为0．3416、0．3109和0．0028;景观破碎度分别为0．0820、0．0746和0．0007,重度干扰和中度干扰比轻度干扰下景观具有明显高的斑块密度指数和破碎化指数,随着人为干扰强度的增加,景观破碎化程度相应增加,中度人为干扰使景观破碎度值较高。     

人为干扰对鼎湖山马尾松林土壤细根和有机质的影响

通过处理 (根据当地习惯收割凋落物和林下层 )和保护 (无任何人为干扰 )样地的比较试验 ,1990～ 1995年期间研究了人为干扰对鼎湖山生物圈保护区马尾松 (Pinus massoniana)林土壤细根和有机质的影响。在此 5 a的研究期间 ,由于人为干扰活动而直接从处理样地取走的林下层和凋落物总量为 2 1.7t/ hm2。在保护样地 ,林下层生物量从 2 .2 t/ hm2增加至 11.10 t/ hm2 ,地表凋落物 (包括枯死的林下层 )量则从 3.0 t/ hm2 增加至 13.3t/ hm2 。收割林下层和凋落物这种人为干扰活动对林地土壤细根生物量的影响不明显 ,但却显著降低土壤轻腐殖质 (Soil lightorganic matter)量。在细根分解过程中 ,其分解速率在处理样地(试验结束时细根残存量占起始量的 4 0 .8% )显著高于在保护样地 (试验结束时细根残存量占起始量的 4 4 .3% ) ;与 Ca、Mg和K元素不同 ,N和 P两种元素的释放速率在处理样地显著高于保护样地 ,表明这种人为干扰活动不仅直接取走所收割的林下层和凋落物中的养分 ,而且还可能增加林地有效养分的流失潜力     

人为干扰对亚热带森林木本植物叶片抗氧化能力的影响

旅游、宗教活动及工厂废气等不同类型的人为干扰引起亚热带森林木本植物荷木和马尾松叶片膜脂过氧化产物丙二醛（ＭＤＡ）含量明显增加,超氧歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）、抗坏血酸过氧化物酶（ＡＳＡ－ＰＯＤ）活性和谷胱甘肽（ＧＳＨ）的含量则减少。荷木叶片的ＭＤＡ高于怪尾构,而ＳＯＤ、ＣＡＴ、ＡＳＡ－ＰＯＤ活性和ＧＳＨ含量却低于马尾松。人为干扰使荷木和马尾松叶片蛋白总量降低,酪蛋白水解酶、氨肽酶和内肽     

长期气温波动对鼎湖马尾松种群生产力的影响

在前人野外工作的基础上,用“相对生长测定法”对鼎湖山优势种马尾松的树木年轮数据进行处理,获得了1953－1991年鼎湖山马尾松种群的生产力,结合当地的气象数据,用MICROSOFT EXCEL程序对气温与鼎湖山马尾松种群生产力变化的相关性做了一些初步的分析,结果表明：1953－1991年间,鼎湖山当地气温升高了0.6℃,马性松种群生产力增加了3.31t hm^-1a^-1。因此,气温波动与马尾松种群生产力的变化有较大的相关性。     

哀牢山湿性常绿阔叶林木质藤本植物地上部分生物量及其对人为干扰的响应

 木质藤本植物是森林, 尤其是热带和亚热带森林中的重要组分。由于野外调查的困难, 对其生态学的研究相对较少。对哀牢山原生山地湿性常绿阔叶林和4类次生林中的藤本植物进行了调查, 利用48株藤本植物样木实测数据, 采用样本回归分析法, 选取藤本植物的不同参数作为自变量, 分别对冠层和林下两类藤本混合种生物量模型进行了拟合比较, 结合样地内长度≥50 cm的所有藤本植物的调查资料估算了各森林群落藤本植物地上部分生物量, 探讨了原生林中藤本植物地上部分生物量的组成与分布特征, 以及人为干扰对藤本植物地上部分生物量的影响。结果表明: 1)以藤本基径为自变量建立幂函数回归模型, 其相关系数较高, 具有较高的实用价值; 2)该区山地湿性常绿阔叶林中藤本植物地上部分生物量为9.82×10³ kg·hm^–2, 其中冠层藤本(基径≥1.0 cm, 长度≥5.0 m)生物量占藤本植物总生物量的99.70%, 林下藤本(基径<1.0 cm, 长度<5.0 m)的地上部分生物量很低; 3)人为干扰后林下藤本植物的生物量相对增加, 而冠层藤本植物的地上部分生物量显著减少; 经过约100年恢复演替的老龄栎类萌生林藤本植物地上部分生物量才达到接近原生林的水平。     

马尾松三代选择群体生长性状变异及选择研究

以浙江省淳安县姥山林场的6×6半双列遗传交配设计的三代测定幼林为对象,分析幼林期（2、3和5 a）的生长性状的遗传参数和育种值,及2 a生时生物量的累积与分配。结果表明,马尾松幼林期不同杂交组合间的树高、地径、冠幅和活枝数均存在显著的遗传差异,且生物量在2 a生亦存在显著的遗传差异。杂交组合2 a生的地上生物量占植株总生物量的87.17%。幼林期生长性状以树高的增长量最大,5 a生较2 a生增长了4.23倍。采用综合育种值法,依据预测的树高（H）育种值为主,结合地径（D₀）和2 a生茎干生物量（B_s）指标的配合选择方式,以入选率20%优选出杂交组合分别为22×44、33×22、40×44。以5 a生时树高、地径的单株育种值为依据,2%的入选率优选出16个单株,其树高、地径、冠幅及活枝数平均增益分别为1.07 m、1.58 cm、0.32 m和4.67个。     

马尾松人工林林分密度对林下植被及土壤性质的影响

采用样方调查及取样分析方法,研究广西大青山南亚热带不同密度马尾松人工林林下植被及土壤特征.结果表明:马尾松人工林自然发育14 a后,林分密度从1050 株·hm^-2增加到1800株·hm^-2,林下灌木层物种多样性指数增高.密度为1800 株·hm^-2时,多样性指数最高.当林分密度继续增大到2250 株·hm^-2,灌木层物种多样性指数却呈降低趋势.林下草本物种多样性指数对林分密度变化的响应不敏感;在林分密度影响下,林下灌木生物量与灌木层物种多样性指数变化规律一致.随着林分密度的增大,林下草本生物量呈降低趋势;不同密度马尾松人工林土壤理化特性差异显著(P<0.05).除全K、速效K和速效P外,土壤表层(0～20 cm)养分含量与林下灌木层物种多样性指数变化趋势一致.不同密度林地速效K和速效P含量变化波动较大.密度为2100 株·hm^-2的林分土壤全P含量较高.中密度(1800 株·hm^-2)林地的土壤持水量和孔隙度均较高,土壤容重较低.     

The factors controlling species density in herbaceous plant communities: an assessment

This paper evaluates both the ideas and empirical evidence pertaining to the control of species density in herbaceous plant communities. While most theoretical discussions of species density have emphasized the importance of habitat productivity and disturbance regimes, many other factors (e.g. species pools, plant litter accumulation, plant morphology) have been proposed to be important. A review of literature presenting observations on the density of species in small plots (in the vicinity of a few square meters or less), as well as experimental studies, suggests several generalizations: (1) Available data are consistent with an underlying unimodal relationship between species density and total community biomass. While variance in species density is often poorly explained by predictor variables, there is strong evidence that high levels of community biomass are antagonistic to high species density. (2) Community biomass is just one of several factors affecting variations in species density. Multivariate analyses typically explain more than twice as much variance in species density as can be explained by community biomass alone. (3) Disturbance has important and sometimes complex effects on species density. In general, the evidence is consistent with the intermediate disturbance hypothesis but exceptions exist and effects can be complex. (4) Gradients in the species pool can have important influences on patterns of species density. Evidence is mounting that a considerable amount of the observed variability in species density within a landscape or region may result from environmental effects on the species pool. (5) Several additional factors deserve greater consideration, including time lags, species composition, plant morphology, plant density and soil microbial effects.Based on the available evidence, a conceptual model of the primary factors controlling species density is presented here. This model suggests that species density is controlled by the effects of disturbance, total community biomass, colonization, the species pool and spatial heterogeneity. The structure of the model leads to two main expectations: (1) while community biomass is important, multivariate approaches will be required to understand patterns of variation in species density, and (2) species density will be more highly correlated with light penetration to the soil surface, than with above-ground biomass, and even less well correlated with plant growth rates (productivity) or habitat fertility. At present, data are insufficient to evaluate the relative importance of the processes controlling species density. Much more work is needed if we are to adequately predict the effects of environmental changes on plant communities and species diversity.