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.     

黄土高原马栏林区辽东栎更新特性研究

研究了黄土高原马栏林区主要植被类型中的辽东栎幼苗的数量特征,更新层幼苗、幼树的实生和萌生特性及其辽东栎在垂直结构上的数量分布。结果表明:(1)辽东栎幼苗在黄土高原马栏林区分布广泛且数量充足。不同的植被类型中辽东栎种群表现出不同的大小级结构,在油松—辽东栎混交林、油松林和辽东栎林中辽东栎种群的幼苗、幼树和成树均占一定的比例,而在油松—白桦混交林、白桦林、山杨林和山杨—白桦混交林中辽东栎种群则以幼苗和幼树为主。表明辽东栎种群在该地区植被的发展过程中将产生重要的作用。(2)辽东栎在这一地区是由实生和萌生的个体混合组成的。在各种植被类型中实生植株的密度都高于萌生植株,辽东栎种群的更新在该地区可能主要是通过实生植株来完成的,即辽东栎实生植株在更新过程中起重要的作用。但萌生植株作为辽东栎顺利通过瓶颈的一种手段,作为辽东栎种群繁衍和稳定的一种途径,在辽东栎种群的更新中也起着一定的作用。     

子午岭地区辽东栎和油松林建群种的更新生态位宽度分析

通过实地调查并采用Levins生态位宽度指数对子午岭地区主要树种辽东栎(Quercus liaotungensis)和油松(Pinus tabulaeformis)的幼苗、幼树和成树在不同坡向的辽东栎林、油松 辽东栎混交林和人工油松林3种群落中的生态位宽度进行了分析研究。结果显示:(1)辽东栎和油松的更新生态位宽度在不同群落中各不相同,成树的生态位宽度与群落类型一致;(2)辽东栎幼苗和幼树在阳坡和阴坡人工油松林中的生态位宽度分别是0.951、0.95和0.98、0.94,且生态位宽度显著大于其它2个群落,表明辽东栎幼苗和幼树能很好地适应人工油松林的环境条件;(3)在阳坡,油松幼苗的生态位宽度在辽东栎林最大为0.79,且极显著大于其它2个群落,而阳坡油松幼树的生态位宽度在人工油松林中最大为1.00;在阴坡,油松幼苗的生态位宽度在人工油松林最大为0.63,而阴坡油松幼树的生态位宽度却在油松 辽东栎混交林最大为0.83,且极显著大于其它2个群落;表明油松幼苗适应阳坡的辽东栎林环境和阴坡的人工油松林环境,油松幼树适应阳坡的人工油松林环境和油松 辽东栎林环境。结果表明,人工种植油松林有利于该地区的植被恢复,人工油松林和油松 辽东栎混交林会在该地区存在较长时间,而阳坡的油松 辽东栎混交林存在时间会更长。     

黄土高原马栏林区主要森林群落物种多样性研究

应用丰富度指数(S)、多样性指数(H1)、优势度指数(D)和均匀度指数(Js)对子午岭马栏林区的主要森林群落物种多样性进行了研究。结果表明:41个样地共记录草本151种,灌木111种,乔木33种。马栏林区森林植物群落其总体多样性是混交林>纯林>人工林;不同森林群落各层的物种多样性基本都表现为灌木层>草本层>乔木层;物种多样性乔木层以油松(Pinus tabulaeformis) 辽东栎(Quercus liaotungensis)混交林和落叶阔叶混交林较高,灌木层以油松 白桦(Betula platyphylla)混交林、白桦林和天然油松林多样性较高;草本层则是人工刺槐 (Robinia pseudoacacia)林、白桦林和山杨(Populus davidiana)林多样性较高。人工刺槐林和人工油松林在乔木层和灌木层多样性指数都较低。物种均匀度乔木层是落叶阔叶混交林最高,人工油松林和人工刺槐林最低;灌木层各群落的均匀度较为接近;草本层则表现为人工刺槐林均匀度最高,混交林最低。β多样性分析显示人工刺槐林与其它森林群落相异性较大,而辽东栎林、天然油松林和油松 白桦混交林均与油松 辽东栎混交林的相异性较小。研究表明多树种营造混交林可以增加群落的多样性,建造具有较高物种多样性的群落应种植混交林取代单一物种的人工纯林,在选择树种时应优先考虑乡土树种。     

辽东栎(Quercus liaotungensis)幼苗对土壤干旱的生理生态适应性研究

用盆栽方法人工模拟土壤干旱条件,研究辽东栎天然萌生幼苗对土壤干旱的生理生态反应。结果表明:随土壤含水量的减少,辽东栎幼苗的耗水量明显下降,耗水高峰期提前,在重度干旱下耗水峰形由单峰变为双峰。在干旱胁迫前期辽东栎叶水势变化较平缓,后期则急剧下降,尤其在严重干旱下,水势变化趋势呈"M"形,叶片含水量较稳定,对土壤水分含量变化不敏感。在中度干旱下辽东栎叶片的持水力有所增加。辽东栎属低蒸腾速率树种,平均仅为2.98μg cm^-2·s^-1。不同生长季节蒸腾速率日进程不同, 8月份的蒸腾速率日进程在适宜水分下是双峰曲线,在中度干旱下是单峰曲线,重度干旱下蒸腾速率一直维持在较低水平,呈波状起伏;9月份的蒸腾速率下降近50%,仍有明显的单峰(适宜水分下)和双峰(中度干旱下)。对蒸腾速率与环境因子的简单相关分析表明:在适宜水分和中度干旱下,光照强度对辽东栎幼苗蒸腾速率影响最大,在重度干旱下,大气温度对辽东栎的蒸腾速率影响较大。随土壤含水量减少,辽东栎幼苗的蒸腾速率在中度干旱时上升,重度干旱时急剧下降,光合速率、瞬时水分利用效率、羧化效率均下降;地上部生长受抑,根冠比加大, WUE₁下降,而WUE₂在中度干旱下升高,在重度干旱下下降。其幼苗不耐高温强光,高温强光对其光合和蒸腾有抑制作用,特别是在土壤严重干旱下表现更明显。     

黄土高原马栏林区优势种幼苗与其种群径级结构的演替研究

对黄土高原马栏林区几种典型群落类型中优势种辽东栎(Quercus liaotungensis)、油松(Pinus tabulaefor-mis)、白桦(Betula platyphylla)和山杨(Populus davidiana)的幼苗和种群径级结构进行了研究。结果表明:(1)辽东栎幼苗在马栏林区7种典型群落类型中均有分布,且数量充足,实生苗更新良好,辽东栎在不同的群落类型中表现出不同的种群径级结构。在油松 辽东栎混交林和辽东栎林中趋于稳定型;在油松林、油松 白桦混交林、白桦林、山杨林和白桦 山杨混交林中则为增长型;(2)油松幼苗在油松 白桦混交林、油松林和油松 辽东栎混交林中分布较多,但均少于辽东栎幼苗。在这些群落类型中油松种群的径级结构属于稳定型;(3)白桦和山杨幼苗数量较少,无正常更新能力,种群径级结构趋于衰退,以白桦和山杨为主的群落类型将逐渐被以油松和辽东栎为主的群落类型所取代;(4)马栏林区优势种幼苗分布的广度和丰度受到光照、水和灌草层等非生物和生物因素及其相互作用的影响。表明在黄土高原马栏林区以天然恢复为主的辽东栎种群,将在该地植被的自然恢复过程中产生重要作用;油松种群不仅过去而且将来也同样会在该地区的植被恢复中发挥重要作用。     

黄土高原马栏林区辽东栎林种内、种间竞争研究

利用Hegyi的单木竞争指数模型对黄土高原马栏林区辽东栎(Quercus liaotungensis)的种内和种间竞争强度进行了定量分析.结果显示:(1)辽东栎种内竞争强度与种间竞争强度的总和大致相等,其种内及种间竞争强度均随对象木胸径的增大而逐渐减小,其关系服从幂函数规律,竞争主要发生在胸径小于15 cm的幼树阶段.(2)各组成树种对辽东栎影响程度(竞争指数)的大小顺序为:辽东栎>油松(Pinus tabulaeformis)>白桦(Betulaplatyphylla)>山杨(Populus davidiana)>杜梨(Pyrus betulaefolia)>湖北山楂(Crataegus hupehensis)>茶条槭(Acer ginnala)>陕西鹅耳枥(Carpinus shensiensis)>葛萝槭(A.grosseri).(3)油松是该地区的次优势种,对辽东栎有较大的竞争压力,在群落发展中可能会形成以油松占优势的混交林.(4)辽东栎胸径小于15 cm时,种内种间竞争是导致大量个体死亡的主要原因;胸径超过15 cm时,人为砍伐可能是个体死亡的主要原因.研究结果认为马栏林区混交林油松的密度不宜过大,尤其是在与未成熟辽东栎种群混交时密度应合理,应对该林区的混交林进行人工抚育,及时择伐密度过大的油松,而在辽东栎胸径达到15 cm之前择伐长势较差的植株,以促使森林群落尽快趋于稳定.     

白桦和辽东栎纯林腐殖层土壤对9种灌草的化感效应

采集立地条件基本相同的白桦和辽东栎林地及无林荒地(对照)腐殖质层土壤,在塑料大棚内进行9种灌草植物播种盆栽试验,研究森林腐殖质土壤对林下灌草植物的化感效应.结果表明: 白桦林腐殖质土壤显著抑制紫花苜蓿和草木樨种子萌发,降低草木樨、小冠花、紫花苜蓿和胡枝子过氧化氢酶(CAT)活性,提高柠条、小冠花和沙打旺幼苗丙二醛(MDA)含量,小冠花、紫穗槐、紫花苜蓿、草木樨和沙打旺生物量在白桦林腐殖质土壤中显著降低48.2%、45.1%、44.2%、37.3%和36.0%.辽东栎纯林腐殖质土壤显著抑制紫花苜蓿和沙打旺发芽率,降低毛苕子、紫穗槐和紫花苜蓿叶片叶绿素含量,提高胡枝子、柠条、草木樨和沙打旺MDA含量,沙打旺、紫花苜蓿、草木樨和紫穗槐生物量在辽东栎林腐殖质土壤中显著降低52.6%、43.8%、35.5%和34.6%.白桦林腐殖质土壤对紫花苜蓿、草木樨和紫穗槐,辽东栎林腐殖质土壤对紫花苜蓿、沙打旺和紫穗槐生长整体上存在明显化感抑制效应.     

辽东栎林净初级生产力对气候变化情景响应的模拟与分析

利用生态系统模型BIOME-BGC模拟北京东灵山地区辽东栎(Suercus liaotungensis Koidz)林生态系统净初级生产力(net primary productivity,NPP)对全球气候变化潜在响应。首先,BIOME-BGC模型模拟的土壤含水量和NPP与该地区实际测量结果、其他模型模拟研究进行比较分析,结果显示BIOME-BGC能较好的模拟辽东栎林生态系统净生产力。然后,利用BIOME-BGC模拟辽东栎林生态系统NPP对不同气候变化的响应。结果表明:(1)NPP对温度变化不敏感,而对降水和CO_2变化极为敏感;(2)温度、降水和CO_2对NPP的影响并没有显示出交互作用。     

黄龙山油松林和油松+辽东栎混交林物种组成及优势种群动态

根据黄龙山油松(Pinus tabulaeformis)林和油松+辽东栎(Quercus liaotungensis)混交林共6个群丛中27个典型样地调查资料,分析了松栎林群落物种组成、多样性指数和优势种群动态.结果表明:(1)松栎混交林中灌木层和草本层植物种数均大于油松林,且灌木和草本种类因群落生境不同而有差异.(2)物种多样性分析显示,油松林和松栎混交林中由于生境不同导致灌木层物种多样性差异最大.(3)优势种群分析表明,油松林中阴坡幼苗数量较多,种群最大的为Ⅳ和Ⅴ龄级个体;松栎混交林中油松和辽东栎幼苗充足,到Ⅱ、Ⅲ龄级二者均大量减少,此后油松个体增加而辽东栎减少,说明松栎林发育过程中各层次植物物种相互制约,优势种群之间也存在竞争,且受生境条件影响较大.(4)主成分分析表明,气温、土壤、光照和总郁闭度是主要影响因子.因此,在未来森林抚育中应适当减少优势种群密度,促进异龄化;采取有效措施合理搭配灌木和草本,强化对森林发育有利的因素,提高林分质量.     

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。     

太白山红桦林的初步研究

红桦(Betula albo-sinensis)林是太白山森林植被的重要类型,在山地植被垂直带谱中成为落叶阔叶林带的一个亚带,南坡分布于海拔1950—2650m,北坡分布于海拔2200—2750m。 太白山红桦林可分为7个类型： Ⅰ红桦+辽东栎林,Ⅱ红桦+辽东栎+华山松林,Ⅲ红桦 +华山松林,Ⅳ红桦纯林,Ⅴ红桦+华山松+牛皮桦林,Ⅵ红桦+牛皮桦+巴山冷杉林,Ⅶ红桦 +牛皮桦林。随着海拔高度的升高,红桦林各类型依次有规律的分布,但红桦始终占据优势地位,并有着相对稳定的结构组成。红桦林以高大粗壮的红桦个体为主,林内更新苗较少,天然更新状况普遍不良。优势种群(红桦)年龄分析表明,红桦种群为衰退种群。红桦种群的衰退特征反映出红桦林的消退发展趋势。 目前本区红桦林多属成熟林或过熟林,应加强人工更新。     

子午岭天然林与人工林群落特征比较研究

采用标准样地调查法对比研究了黄土高原子午岭地区人工刺槐林、人工油松林与天然林山杨林、白桦林与辽东栎林的群落特征。结果表明,人工林与天然演替森林（山杨林与自桦林）均具有较丰富的物种组成,为62种左右,而天然顶极森林（辽东栎林）的物种数量则相对较少,为48种。人工林与天然林空间层次分化明显,而且还有一定数量的层间藤本植物。从群落结构的空间格局来看,人工油松林与天然林乔木层与灌木层发育较好,但人工刺槐林的草本层发育较好。人工林的植物多样性主要体现在草本层,而天然林乔木层与灌木层也具有相对较高的多样性。以天然辽东栎林为参照,群落物种组成相似性的比较结果表明,人工刺槐林与天然林的相似性较低,其相似性指数（IS）为19．4,而人工油松林与天然林的相似性则较高,IS值为43．4,甚至高于天然白桦林（33．3）与山杨林（42．9）。因此,相比较而言,油松比刺槐更适合作为黄土高原子午岭地区的人工造林树种。     

东灵山辽东栎林优势林木种群直径结构的研究

从山体下部到上部调查了北京东灵山辽东栎林一个长364 m的样带,对优势林木种群的直径结构,按山体的上部、中部、下部三个不同部位进行统计。选定乔木层优势种群辽东栎、大叶白蜡、五角枫、棘皮桦和灌木层优势种群二色胡枝子、六道木、照山白、柔毛绣线菊为研究对象,结合生物学特性分析了8种乔灌木种群的直径结构,及其沿环境梯度的动态趋势。在乔木层,棘皮桦在山体中部和下部的亚种群幼苗幼树株数少,个体生长不良,密度极低种群呈衰退趋势。其余3个物种种群的幼苗幼树数量多,种群密度较高。辽东栎种群从山体下部到上部的直径结构合理呈稳定状态。大叶白蜡和五角枫种群随海拔升高在数量、密度等方面呈现相互替代的现象。在灌木层,除过照山白种群,二色胡枝子、六道木和柔毛绣线菊3个种群的幼苗株数丰富,直径结构合理。从整体上看,如果对辽东栎林群落不加人为的干扰和破坏,辽东栎林群落将进一步向成熟林方向发展。     

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.     

杉木光皮桦混交林效益的研究

对桂西北杉木光皮桦混交林和杉木纯林的对比研究表明,35年生杉桦混交林的立木蓄积量为441.087 m3*hm-2,比杉木纯林高3.6%。混交林枯枝落叶层现存量及其N,P,K,Ca,Mg等元素的质量浓度分别为13.18 t*hm-2,158.3,6.1,16.5,86.3和32.3 kg*hm-2,分别比杉木纯林高9.7%,76.7%,69.4%,96.4%,83.2%,17.0%。混交林地(0～100 cm)土壤容重为0.81～1.22 g*hm-3,比杉木纯林低1.0%～8.0%,而土壤孔隙度,通气度和持水量分别比杉木纯林高2.0%～3.9%。土壤有机质、全氮、水解氮、有效磷和速效钾分别比杉木纯林高5.5%～49.8%。