不同经营措施对黄龙山辽东栎林的影响

以黄龙山林区蔡家川林场的辽东栎群落为研究对象,以未采伐为对照,采取皆伐、间伐30%、间伐15%三种经营措施,在进行自然恢复6年后,对辽东栎林建群种径级结构、群落物种多样性、土壤养分水分状况进行了对比分析,以探讨不同经营措施对黄土高原南部辽东栎(Quercus liaotungensis)林群落多样性的影响.结果表明:不同经营措施实施后建群种径级结构、群落物种多样性、土壤养分水分等指标均与未采伐林地有差异;经过间伐30%的林地,建群种径级结构、群落物种多样性、土壤养分水分等指标均有显著增加;间伐15%林地上述指标均有增加,但不显著;皆伐后的林地相对未采伐林地,建群种径级结构、群落物种多样性、土壤养分水分等指标降低.间伐与皆伐措施后比较,间伐措施的林地建群种个体生长发育良好,林下有大量幼苗,林地物种多样性丰富,土壤养分水分相对优越;皆伐措施的辽东栎建群种个体发育不良,缺乏足够数量的幼苗,林分物种多样性、土壤水分养分相对较差.未来该地区辽东栎林经营管理中,应以近自然经营措施为主,尽量减少对灌草层破坏,完善群落复层结构;间伐强度拟定为30%,尽量间伐劣质木、病虫木,促进群落向异龄方向发展.     

间伐强度对秦岭南坡栓皮栎天然林种群更新的影响

2006年5月和2011年8月,以秦岭南坡商洛地区近自然经营的不同间伐强度(30%、20%、10%)下栓皮栎天然林为对象,未间伐林分为对照,分析了间伐前后林分的生长情况,以及间伐5年后种群更新、物种多样性和土壤肥力等指标的变化,并对抚育间伐后的林地更新、群落发育等效果进行综合评价.结果表明: 1～6年生栓皮栎幼苗个体数量随着间伐强度的增加而增加,6年生以后的幼苗数量在各间伐强度下无显著差异;间伐10%、20%和30%样地的种群更新潜力分别比对照提高10.8 %、28.5%和32.9%;间伐促进了乔灌层植株(尤其是喜光植物)胸径、树冠以及灌木层植株树高的增加,且随着间伐强度的增加,其促进作用越来越显著;间伐后林地的物种多样性和土壤肥力得到改善,表现为间伐30%>20%>10%>对照样地.在栓皮栎郁闭度≥0.85的天然林中,间伐强度30%(郁闭度保留0.6)更有利于其可持续发育.     

黄龙山油松人工林间伐效果的综合评价

分别对黄龙山林区近自然经营间伐强度为15％(弱度间伐)、30％(中度间伐)和45％(强度间伐)的油松人工林进行样地调查,以未间伐林为对照,研究间伐7年后油松人工林幼苗更新、林分生长、物种多样性和土壤特性等指标的变化,评价间伐抚育的效果.结果表明:随着间伐强度的增加,1～7年生油松幼苗的数量和各项生长指标均增加,而生长指标的年均增长率表现出先增大后减小的趋势,且以中度间伐最大;与对照相比,弱度、中度和强度间伐使油松单株材积分别提高了20.9％、32.1％和52.6％,单位面积蓄积量分别减少了4.4％、15.1％和25.3％,但蓄积量的年均增长率却增加了28.6％、46.2％和82.0％;间伐样地内的物种多样性和土壤特性得到改善,表现为强度间伐＞中度间伐＞弱度间伐＞未间伐.本试验条件下,间伐强度45％更适宜黄土高原地区油松人工林的抚育管理.     

东灵山辽东栎林木本植物多样性的研究

应用α多样性和β多样性指数对东灵山地区辽东栎林在不同样地环境梯度的物种多样性进行了初步研究。结果表明:不同样地梯度的辽东栎林乔灌木物种α多样性逐步降低,但变化幅度较小,群落物种组成趋于简单。不同样地梯度内辽东栎林乔木物种的β多样性的二元属性测度与数量数据测度结果反映出乔木物种和灌木物种对整个辽东栎林多样性的影响是不同的。数量数据β多样性测度综合地考虑了物种数与物种数量对β多样性变化的影响,适于对单优群落物种多样性进行分析。在中海拔样地梯度,辽东栎林乔灌木物种各样地对之间的β多样性数值较小,表明辽东栎林内物种替代速率较低,物种组成相对稳定,总体上是比较稳定的林型。     

不同混交措施下杉木人工林群落稳定性特征

混交是人工林近自然经营的重要措施,探究混交度和树种配置对杉木人工林群落稳定性的影响可以为构建可持续经营的杉木混交林提供依据。本研究以3种不同混交度(纯林/低度0.051、中度0.297、高度0.598)的杉木人工林为研究对象,以林内优势种的更新潜力、林地生产力、土壤肥力和物种多样性等4类指标12个因子为评价标准,对不同人工林的群落稳定性特征进行分析。结果表明:与杉木纯林相比,混交林的林下更新潜力分别提高了32%(中混交度)和100%(高混交度),更新幼苗的种类也更为丰富。其次,混交林的草本生物量和物种丰富度均高于纯林,但乔木树种的生物量却分别仅有纯林的58%(中混交度)和66%(高混交度)。此外,混交林较高的物种丰富度和林下更新能力,增加了对土壤养分的需求,其土壤肥力较纯林略低。应用模糊数学中隶属函数方法对各林地群落稳定性进行综合评价,结果表明,中度混交林地的群落稳定性最高(0.909),其次为高混交度林地(0.882),而纯林的稳定性最低,仅为0.856。因此,构建密度适宜的杉木-檫木-栎属树种中度混交林可以使杉木人工林朝着健康的森林演替方向发展,使森林群落的经济和生态效益得到持续发挥。     

秦岭及陕北黄土区辽东栎林群落物种多样性特征

应用５种物种多样性测度指标及４种物种—多度分布模型对秦岭和黄土区辽东栎林种子植物物种多样性及木本植物种—多度分布进行了对比研究,结果表明：秦岭辽东栎林无论是群落物种多样性还是各层次的物种多样性均高于黄土区辽东栎林。秦岭辽东栎林木本植物种—多度分布符合对数正态分布而黄土区辽东栎林则符合对数级数分布,分布区气候差异是造成两类辽东栎林物种多样性差异的主要原因。物种—多度分布分析与物种多样性分析结果是一致的。     

秦岭及陕北黄土辽东栎林群落物种移样性特性

应用５种物种多样性测度指标及４种物种－多度分布模型对秦岭和黄土区辽东栎林种子植物物种多样性及木本植物种－多度分布进行了对比研究,结果表明：秦岭辽东栎林无论是群落物种多性还是各层次的物种多样性均高于黄土区辽东栎林。秦岭辽东栎林木栖植物种－多度分布符合对数正态分布而黄土区辽东栎林则符合对数级数分布,分布区气候差异是造成两类辽东栎林物种多样性差异的主要原因。物种－多度分布分析物种多样性分析是一致的。     

间伐强度对黄桥林区辽东栎林结实规律的影响

为了阐明抚育间伐强度对辽东栎林结实规律的影响,以黄土高原南部黄龙山和桥山林区辽东栎中龄林为研究对象,对不同间伐强度(对照、10%、20%、30%)近自然经营抚育间伐5年后的林分密度与结实母树比例、平均单株结实与单位面积林分总结实量、种子在树冠上空间分布特征及种子特征等进行调查分析.结果表明: 辽东栎林结实母树的比例、平均单株结实量及发育种子比例均随着间伐强度的增大而增大,表现为30%>20%>10%>对照;而单位面积林分总结实量在20%强度间伐时达到最大,表现为20%>30%>对照>10%.从辽东栎种子在树冠上的空间分布来看,73.6%的种子集中分布于树冠上层,26.4%分布于下层.树冠阳面结实量占总结实量的65.8%,树冠阴面仅占34.2%,间伐强度对树冠下层、阴面结实量的提升幅度分别大于树冠上层和阳面.辽东栎种子的长径、短径及千粒重均随间伐强度的增大而增大,在30%间伐强度时达到最大.10%强度间伐对辽东栎林结实影响不显著,间伐强度达到20%时,才能显著提高辽东栎种子的数量和品质,继续提高间伐强度到30%时,并不能有效提高其结实,而其林分总结实量却下降.建议在对该林区进行抚育间伐时,应选择20%的间伐强度(保留郁闭度0.7),可有效提高辽东栎种群的结实量和品质.     

秦岭大熊猫栖息地主要森林群落类型稳定性分析

为了揭示秦岭大熊猫栖息地主要森林植物群落稳定性现状,于佛坪和长青国家自然保护区各设置1条样线,每条样线上按海拔每升高100m设置1~4个500m~2(20m×25m)典型样地(共计60个)进行样方调查。在分析调查数据基础上,选取分布最广且具有代表性的16个群落类型林地,并利用模糊数学隶属函数对其优势种更新、林地质量、群落物种多样性、群落复杂性、土壤肥力、保护程度6个方面对各群落类型林地的植物群落稳定性进行综合分析评价。结果表明:(1)栓皮栎群落林下的幼苗和幼树数量相对最多,隶属函数最大,其更新能力较强;华山松群落林下的幼苗和幼树数量为零,其更新能力最差。(2)华山松和油松混交林群落林地的立木蓄积量、平均高度、枯落物厚度等3个隶属函数平均值最高,其林地质量相对最好;油松和锐齿槲栎混交林则相反,林地质量相对较差。(3)群落林地土壤肥力6项指标分析显示,太白红杉林隶属函数值最大,土壤肥力相对较高,而板栗林、亮叶桦林隶属函数较小,土壤肥力相对最低。(4)群落林地物种多样性分析显示,铁杉林隶属函数最大,物种多样性表现更为突出,太白红杉林隶属函数值最小,其物种多样性表现相对最差。(5)铁杉林林地群落的复杂性3个方面隶属函数相对最高,复杂性最高,太白红杉则相对最低。(6)太白红杉、巴山冷杉因分布在保护区核心区域,群落林地的保护程度最高,而毛栗林、亮叶桦因分布于保护区边缘的实验区,保护程度最差。(7)综合对比6个指标隶属函数发现,16个群落林地的稳定性由大到小顺序为:铁杉林短柄枹栎林太白杨林华山松林锐齿槲栎林巴山冷杉林白桦林=红桦林油松+华山松=牛皮桦林油松+锐齿槲栎混交林油松林太白红杉林栓皮栎林板栗林亮叶桦林。     

长白山云冷杉林不同演替阶段群落稳定性

以长白山杨桦次生林、云冷杉针阔混交林、云冷杉近原始林为研究对象,选择反映群落基本特征的种群更新潜力、土壤肥力(土壤水分和土壤养分)、林地生产力、物种多样性5项共22个因子,通过模糊数学的隶属函数值对不同演替阶段群落的稳定性进行评价.结果表明:云冷杉针阔混交林的更新潜力、土壤养分、林分生产力、物种多样性指标最高;云冷杉近原始林的土壤水分指标最高;3种森林群落的稳定性表现为云冷杉针阔混交林＞云冷杉近原始林＞杨桦次生林.     

子午岭林区山杨-辽东栎混交林的生理生态效应

研究了黄土高原子午岭次生林区山杨林、辽东栎林和山杨-辽东栎混交林3种林分的土壤物理特性和叶片光合特性.结果表明,山杨林地在0～300 cm土层的土壤含水量最大,而在200 cm土层以下,山杨 辽东栎混交林的土壤水分明显改善,并优于辽东栎林;在0～60 cm土层内,山杨林地土壤容重最大、土壤孔隙度最小,而山杨-辽东栎混交林的土壤容重最小、土壤孔隙度最大,且均优于纯林,说明混交林地有深层土壤水分可供利用,同时土壤理化特性得到改善.山杨林和辽东栎林的叶绿素含量较高,且均明显高于山杨-辽东栎混交林.辽东栎林的光合速率和气孔导度最大,其次为山杨林, 二者均明显高于山杨-辽东栎混交林.从叶片水分利用效率来看,辽东栎林>山杨-辽东栎混交林辽东栎>山杨-辽东栎混交林山杨>山杨林.山杨-辽东栎混交林中辽东栎的PSⅡ最大光化学转换效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)值均较大,但与辽东栎林的F_v/F_m和F_v/F_o值差异不显著,而混交林中山杨的F_v/F_m和F_v/F_o值均相对小于山杨林,且与山杨林的F_v/F_m差异显著,山杨林和辽东栎林的荧光光化学猝灭系数和非光化学猝灭系数值均大于混交林地.因此,子午岭林区辽东栎林更趋于稳定且生长优于其混交林,而山杨林群落将逐步被替代,与纯林类型相比较,其混交林类型可能较不利于山杨的生长.     

子午岭林区白桦-辽东栎混交林光合生理生态特征研究

对黄土高原子午岭次生林区白桦林、辽东栎林和白桦-辽东栎混交林3种林分的土壤物理特性和叶片光合特性进行了研究。结果表明:(1)白桦-辽东栎混交林地的土壤水分明显改善,其土壤容重最小、土壤孔隙度最大,且均优于纯林,即混交林地有深层次的土壤水分可供利用,并改善了土壤的物理结构;(2)辽东栎林的光合速率和气孔导度最大,其次为白桦-辽东栎混交林,水分利用率(WUE)为混交林白桦>混交林辽东栎>辽东栎林>白桦林;(3)混交林中白桦、辽东栎的Fv/Fm和Fv/Fo值均较大,与纯林差异不显著;白桦林和辽东栎林的qP和NPQ值均大于混交林。     

黄土高原马栏林区不同森林类型的土壤肥力研究

用灰色关联分析法对黄土高原马栏林区主要森林类型优势层生长状况与土壤养分因子的关联性进行分析,并对土壤肥力进行评价。结果表明腐殖质层和有机质是影响森林乔木层生长的主导土壤因子,其次是全氮和碱解氮,然后依次为速效钾、速效磷、全磷、pH值。土壤肥力的综合评价排序总体结果显示,辽东栎占优势的林型肥力最高,油松林、山杨占优势的混交林居中,辽东栎+白桦混交林较差,而白桦占优势的混交林最差。人工油松林对土壤有一定的改良作用;而多数混交林的土壤肥力高于以其中某一树种占优势的林型,但以辽东栎为优势种的林型比辽东栎混交林土壤肥力高,且辽东栎的重要值百分数越大,其土壤肥力越高。     

间伐对黄龙山油松中龄林细根空间分布和形态特征的影响

为探究油松细根生长与抚育间伐的关系,以黄龙山林区4种不同间伐强度(对照,轻度,中度,强度)下的油松人工中龄林为研究对象,采用根钻法,分3层(0—20,20—40,40—60cm)获取细根样品,研究了间伐强度对油松细根生物量和形态特征的影响。结果表明:油松细根生物量主要分布在0—20 cm土层,不同间伐强度下细根生物量差异显著(P0.05),随间伐强度的增大,细根生物量先升高后降低,强度间伐下0—20 cm土层细根生物量显著降低(P0.05),20—40 cm土层和40—60 cm土层细根生物量所占比例随间伐强度的增大而增大。细根根长密度和根表面积密度在不同间伐强度和不同土层间均差异显著(P0.05),且变化规律与生物量基本一致。细根比根长和比表面积随间伐强度的增加而增大,且强度间伐与其他强度呈显著性差异(P0.05)。轻度和中度间伐对小径级细根(0—1.0 mm)有显著影响,对较大径级细根(1.0—2.0 mm)的影响则不显著(P0.05),强度间伐对0—2.0mm的细根均有显著影响(P0.05)。中度间伐(保留郁闭度0.7)条件下,油松林地细根总生物量达到最大1022.43 g/m2,此条件下细根的根长密度和根表面积密度也达到最大,能充分利用林地的立地资源,最有利于保留木的生长。     

黄土高原草地植物多样性与群落稳定性的关系及其驱动因素

植物多样性对维持生态功能的稳定发挥具有重要作用。以黄土高原不同植被带草地为研究对象,基于野外调查和实验分析,探究黄土高原不同植被带草地植物多样性与群落稳定性特征和二者之间的关系以及影响因素。结果表明：黄土高原草地群落结构特征(地上生物量、地下生物量)与植物多样性具有明显的纬度分布格局,草地植物多样性和生物量均表现出自东南向西北沿森林草原带—森林带—草原带—草原荒漠带逐渐递减趋势。森林草原带草地植物多样性和群落稳定性显著高于森林带、草原带和草原荒漠带;植物多样性与群落稳定性之间存在显著正相关关系,可以作为衡量群落稳定性的指标,其稳定性大小表现为森林草原带>森林带>草原带>草原荒漠带。降雨量是影响植物多样性和群落稳定性的主要因素,并通过改变土壤含水量影响群落稳定性。研究结果揭示了草地植物多样性与群落稳定性之间的关系及驱动机制,为维持黄土高原草地生态系统的群落稳定性提供了科学依据。     

辽东栎林内不同小生境下幼树植冠构型分析

以黄土高原黄龙山林区辽东栎林内3个小生境（林下、林隙、林缘）下辽东栎天然更新幼树为研究对象,采用典型抽样法对辽东栎幼树侧枝、叶片和树冠的空间分布状况以及生物量分配状况进行调查分析,探讨微生境与幼树植冠构型特征的关系,明确辽东栎幼树对不同小生境的适应策略,为栎林经营和林分结构优化提供理论依据。结果显示：（1）3种生境下辽东栎幼树构型发生了可塑性变化,林下幼树树冠层次比较单一,林隙与林缘的幼树树冠层次更加丰富。（2）由林下至林缘,幼树的树高、枝下高呈逐渐减小的趋势,而地径变化趋势与之相反;幼树的冠幅、树冠面积、树冠率呈先增加后减小的趋势,并且林下与林隙、林缘的差异显著;幼树的总体分枝率、逐步分枝率、枝径比呈先增加后减小的趋势。（3）3种生境下,幼树的一级枝的枝长、直径与倾角随着树高的增加而呈减小的趋势,但3种生境的差异不显著;林下一级枝主要分布在冠层中上部,而林隙与林缘一级枝主要分布在冠层中下、中上部。（4）由林下至林缘幼树叶长、叶宽、单叶面积和比叶面积逐渐降低,而单株叶数、叶总面积、叶面积指数呈先增大后减小趋势;与其他2种生境相比林下叶片分布趋于冠层上部。（5）幼树地上部分生物量中林下主干生物量占83%,枝和叶生物量只占17%;而林隙与林缘虽然各部位生物量有所差异但比例基本一致,其中主干占66%左右,枝和叶生物量占34%左右。研究表明,林隙生境下幼树的构型优于林缘和林下生境,在今后栎林的经营中,可以通过适当间伐来增加林隙数量,为森林更新和结构的优化提供有利条件。     

六盘山区辽东栎的实生苗更新及其影响因子

研究了六盘山区辽东栎(Quercus liaotungensis)灌丛的种子产量、土壤种子库组成、湿沙和风干贮藏对种子寿命的影响以及动物取食子叶对种子萌发和幼苗建立的影响。结果表明, 辽东栎灌丛种子的完好率为27.51%, 被动物取食或搬运种子的比例(41.51%)显著高于其他类型种子(p < 0.01); 辽东栎次生林土壤种子库中萌发和虫蛀种子分别占35.16%和38.29%, 完好种子仅占13.65%, 捕食动物主要通过贮藏或搬运而影响土壤种子库中的种子密度。湿沙贮藏60天的辽东栎种子自动萌发率高达96.67%, 短期贮藏可加快种子的萌发进程, 提高萌发率和萌发指数, 但随着贮藏时间的延长, 种子萌发进程延迟, 萌发率、萌发指数和活力指数均不同程度地降低。排除动物取食处理的幼苗在林窗和林下生境的存活率分别为80%和83%, 而不排除动物取食幼苗在2种生境中分别仅有25%和31%能够存活, 表明子叶在幼苗建立中具有重要作用。林窗中幼苗子叶的动物取食率(85.00%)高于林下(71.00%), 子叶留存的幼苗在林窗中的存活率(6.00%)低于林下(15.50%), 而子叶被取食幼苗的存活率在两种环境中基本相等(分别为18.50%和18.00%)。