海南岛木麻黄海防林天然更新特征及更新树种筛选

天然更新是森林资源再生产的一个重要的生态学过程,良好的天然更新可促进人工林向近自然林的方向转变。为了解海南木麻黄海防林天然更新现状和特征,筛选出自然条件下天然更新良好的树种。该研究在海南岛木麻黄海防林内共计设立临时样地73块,样地总面积为2.51 hm~2,采用典型抽样的调查方法对海南全岛木麻黄海防林天然更新状况进行系统调查,应用天然更新密度及物种丰富度等指标对干、湿不同气候区木麻黄天然更新特征进行比较分析,并应用更新密度、更新指数等指标对天然更新质量较好的树种进行筛选。结果表明:(1)海南岛木麻黄海防林下天然更新质量整体不佳,木麻黄自身虽无法实现天然更新,但局部其他树种天然更新良好,更新良好的比例为15.1%。(2)湿润区天然更新丰富度及物种多样性远优于半干旱区,其中湿润区样地更新树种为28科、50属、59种,半干旱区样地更新的树种为6科、6属、6种。(3)乔木更新情况优于灌木。(4)潺槁木姜子、鸦胆子、台湾相思、榄仁树等具有较强的天然更新性能,适合与木麻黄混交,可以作为木麻黄海防林的混交树种或伴生树种。     

不同密度华北落叶松林天然更新及其影响因子

以关帝山区8种林分密度(128、240、320、400、480、560、640和720株·hm^-2)华北落叶松纯林为研究对象,分析了不同密度下华北落叶松天然更新优劣及其影响因子。结果表明: 更新指数随林分密度增大先升高后降低,中密度(400～560株·hm^-2)林分更新效果明显优于过疏和过密林分;林下光环境、草本植物及凋落物对落叶松更新有双重作用,光照过强、草本植物盖度过大或凋落物过厚不利于林下更新,土壤有机质可使土壤质地松软、水分含量充足并形成低磷高氮环境促进林分更新;各因子对更新指数的影响依次为:土壤含水量(0.798)>全氮(0.621)>凋落物厚度(-0.597)>土壤孔隙度(0.504)>土壤有机质(0.493)>全磷(-0.404)>林下总光照(-0.274)>草本植物盖度(-0.021)。在后续森林经营中,可通过抚育间伐或补植将林分密度控制在480株·hm^-2左右,并适当清理林下凋落物,改善土壤条件,促进华北落叶松天然更新。     

木麻黄种子萌发的限制生态因子

成功的天然更新应同时具备三个条件:(1)种源数量充足、质量良好;(2)适宜种子萌发的微生境;(3)幼苗、幼树存活的生态条件。为进一步揭示海南岛木麻黄(Casuarina equisetifolia)海防林自身无法天然更新的障碍因子,该文对影响其天然更新的三个条件之一的种子萌发条件进行了研究,并探讨了不同的生态因子,如木麻黄化感、土壤酸碱度、盐度、温度、基质类型、水分等对木麻黄种子萌发的影响。结果表明:(1)不同浸提物的不同浸提液浓度处理的种子萌发率与CK组无显著性差异。(2)设定范围内的pH、盐度和温度对木麻黄种子萌发率无显著影响。(3)不同浓度梯度PEG溶液处理的木麻黄种子萌发率存在显著性差异,且伴随PEG溶液浓度增加,木麻黄种子萌发率随之锐减。(4)不同基质及浇水频度对种子萌发率也具有显著影响。从综合PEG干旱胁迫、基质及浇水频度的结果可以发现,木麻黄种子抗旱能力较弱,对水分敏感。因此,水分是制约木麻黄种子萌发的主要限制因子,凋落物层及滨海沙土较差的保水性不同程度地制约了种子的萌发。     

木麻黄浸提液对榄仁树幼苗生长及生理生化的影响

该研究试图将榄仁树引入木麻黄海防林以期形成混交林型的海防林。以15 d榄仁树种子苗为材料,分别采用浓度为125 g·L~-1的木麻黄根、木麻黄凋落物和林下表层土壤的水浸提液胁迫处理榄仁树幼苗60 d,研究木麻黄化感作用对榄仁树幼苗生长、光合作用、膜系统伤害、抗氧化系统酶活性及游离Pro含量的影响。结果表明:木麻黄根、木麻黄凋落物及林下表层土壤的水浸提液都能降低榄仁树幼苗的存活率,影响幼苗株高、叶和根生物量,可以推断不同浸提液中对影响植物生长成分的浓度有所不同。3种浸提液均显著降低处理15~45 d期间幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Ccond)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr),且显著增加幼苗水分利用率(WUE)。第60天时3种木麻黄浸提液能显著增加幼苗叶片、根的Pro含量,使得幼苗根系组织细胞膜通透性增加,而木麻黄根浸提液能显著增加幼苗Ccond、Ci、叶SOD、根CAT含量,木麻黄凋落物浸提液能显著增加幼苗Ccond和Tr,同时凋落物浸提液会显著降低幼苗根POD含量。榄仁树幼苗通过调整自身的生理生化能适应木麻黄化感胁迫的影响,为此可考虑榄仁树作为沿海防护林建设的树种之一。     

木麻黄原生境种子萌发及幼苗存活的影响因素分析

木麻黄无法天然更新已严重影响了海南岛木麻黄海防林发挥其永续的防护效能。该文以海口木麻黄海防林为原生境试验基地,采用5因素2水平的因子试验设计方法,共设计36个处理组合,探究木麻黄种子萌发及幼苗存活的影响因素及障碍因子。结果表明:(1)木麻黄种子发芽率最高的处理组合为林窗-不浇水-沙土-保水-盖土(GJ0SBM),发芽率为37.33%,显著高于其他处理组合(P<0.05); 平均株高最高的处理组合为林窗-浇水-红土-不保水-不盖土(GJRB0M0),平均株高为6.43 cm/53 d,显著高于其他处理组合(P<0.05); 存活率最高的组合为林窗-浇水-沙土-保水-盖土(GJSBM),存活率为79.00%/73 d,显著高于其他处理组合(P<0.05)。(2)林分光照条件和盖土方式是木麻黄种子发芽率及发芽势的影响因素,保水方式对种子发芽速度有显著影响。(3)林分光照条件是影响木麻黄幼苗株高的影响因素。(4)浇水方式是影响木麻黄幼苗存活率的主要影响因素。综上所述,木麻黄自身无法天然更新的障碍机制不在于种子萌发,而是因为木麻黄幼苗在海南旱季因缺乏必要的水分而无法存活,从而导致其自身无法天然更新。     

海南甘什岭白藤土壤种子库特征及幼苗更新能力

为探究海南甘什岭地区白藤土壤种子库的储备状况及幼苗更新能力,按公里网格设置样地30块(20 m×20 m),于各样地内沿对角线设置7个1 m×1 m小样方,对白藤种子和天然更新幼苗(≤40 cm)的分布状况进行调查,比较不同样地环境条件下种子储备和幼苗更新能力的大小,并采用随机森林方法,对影响种子和幼苗数量的立地环境因子进行分析。结果表明:甘什岭地区白藤土壤种子分布不均匀,土壤种子库种子主要集中在枯落物层;白藤更新幼苗中Ⅰ级(0~9 cm)幼苗占比最高,达61.63%,是更新幼苗的主体,但Ⅰ级幼苗、Ⅱ级幼苗间的转化率较低(39.18%),是制约白藤幼苗天然更新关键环节;立地环境因子中,林冠高度、林分郁闭度、凋落物厚度和林分密度是影响种子分布和幼苗数量的主要环境因子;总之,在自然状态下,白藤天然更新能力不足,应采用人工干预和调控措施促进更新;在白藤更新抚育过程中,应通过林内疏枝除冠、间苗等措施,调节立地环境因子,改善种子的着地环境,提高白藤幼苗转化率,达到促进白藤自然更新的目的。     

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     

海南甘什岭白藤土壤种子库特征及幼苗更新能力

为探究海南甘什岭地区白藤土壤种子库的储备状况及幼苗更新能力,按公里网格设置样地30块(20 m×20 m),于各样地内沿对角线设置7个1 m×1 m小样方,对白藤种子和天然更新幼苗(≤40 cm)的分布状况进行调查,比较不同样地环境条件下种子储备和幼苗更新能力的大小,并采用随机森林方法,对影响种子和幼苗数量的立地环境因子进行分析。结果表明:甘什岭地区白藤土壤种子分布不均匀,土壤种子库种子主要集中在枯落物层;白藤更新幼苗中Ⅰ级(0～9 cm)幼苗占比最高,达61.63%,是更新幼苗的主体,但Ⅰ级幼苗、Ⅱ级幼苗间的转化率较低(39.18%),是制约白藤幼苗天然更新关键环节;立地环境因子中,林冠高度、林分郁闭度、凋落物厚度和林分密度是影响种子分布和幼苗数量的主要环境因子;总之,在自然状态下,白藤天然更新能力不足,应采用人工干预和调控措施促进更新;在白藤更新抚育过程中,应通过林内疏枝除冠、间苗等措施,调节立地环境因子,改善种子的着地环境,提高白藤幼苗转化率,达到促进白藤自然更新的目的。     

基于天然更新性能筛选海南岛木麻黄海防林混交树种

基于对海南木麻黄(Casuarina equisetifolia L.)海防林天然更新情况的实地调查,采用更新数量、更新分布范围和更新结构3项单目标评价方法和熵权综合评价方法,对不同树种在木麻黄林下的天然更新性能进行评价和排序,据此筛选出适宜在木麻黄林下天然更新的树种。结果显示,更新能力较强的树种有:乔木树种潺槁木姜子(Litsea glutinosa(Lour.)C.B.Rob.)、大叶相思(Acacia auriculiformis A.Cunn.ex Benth)、苦楝(Melia azedarace L.)和鹊肾树(Streblus asper Lour.);小乔木鸦胆子(Brucea javanica(Linn.)Merr.)、露兜树(Pandanus tectorius Sol.)和暗罗(Polyalthia suberosa(Roxb.)Thw.);灌木酒饼簕(Atalantia buxifolia(Poir.)Oliv.)、调料九里香(Murraya koenigii(L.)Spreng.)、刺篱木(Flacourtia indica(Burm.F.)Merr.)和基及树(Carmona microphylla(lam.)G.Don)。具有一定更新潜力的树种有:乔木树种榄仁树(Terminalia catappa L.)、红厚壳(Calophyllum inophyllum L.)等;小乔木粗糠柴(Mallotus philippensis(Lam.)Muell.Arg.)、八脉臭黄荆(Premna octonervia Merr.et Metc.)等;灌木苦郎树(Clerodendrum inerme(L.)Gaertn.)、九节(Psychotria rubra(Lour.)Poir.)等。小乔木和灌木是海防林的伴生树种,适当保留和种植可提高木麻黄林的物种多样性和层次结构。选用天然更新良好的树种与木麻黄混交,最终可实现海防林由人工林向“近自然”林的转化。     

海拔和林分密度对热带雨林林下植物多样性的影响

海拔和林分密度是影响生物多样性的重要因子,但目前对热带雨林中海拔和林分密度复合影响林下植物多样性的效应及路径研究仍不足。本研究在海南热带雨林中基于海拔和林分密度设置了32个样地,调查了各样地植物特征,分析了海拔和林分密度对林下植物多样性(物种丰富度、Shannon多样性指数、Simpson优势度指数和物种均匀度)的影响,探索了两者直接或间接通过林分上层植物多样性和环境因子(郁闭度、凋落物、土壤C/N、土壤N/P和土壤pH)的影响路径。结果表明：海拔升高对林下物种丰富度、Simpson优势度和均匀度影响不大,但显著降低林下Shannon多样性,其主要通过改变林分上层Shannon多样性和郁闭度发挥间接调节效应;与之相比,林分密度增加显著降低林下物种丰富度,其既可通过增加郁闭度和土壤N/P产生间接影响,还可产生直接负效应。本研究证实了热带雨林中海拔和林分密度变化对林下植物多样性影响的不同,明确了郁闭度是两者复合调控林下植物多样性的重要因子,加深了林下植物多样性形成机制的认识。     

木麻黄海防林种子雨的时空动态

为了解木麻黄(Casuarina equisetifolia)种子雨的时空间分布格局和萌发性能对其天然更新的影响,对海口木麻黄海防林种子雨的时空分布特征和种子雨的萌发动态进行了研究。结果表明,木麻黄种子落雨时间始于7月中旬,结束于次年4月中旬,持续长达9个月,期间种子雨年际平均密度为1 764.63 grain m~(-2)a~(-1);种子雨高峰期在12月上中旬,落种量占总散落量的43.38%;种子雨呈聚集分布,且种子雨密度与附近球果数量呈极显著正相关;种子雨萌发率较低,仅为11.31%,但由于种子雨密度较大,可萌发的种子雨密度仍然较大,为199.58grainm~(-2)a~(-1)。因此,种子数量和质量均不是制约木麻黄天然更新困难的主要障碍因子,但聚集分布特征使木麻黄种子在林内扩散能力十分有限。     

海南岛不同林龄短枝木麻黄凋落物内外真菌多样性分析

以海南海口桂林洋滨海立地上幼龄林、中龄林和成熟林短枝木麻黄为研究对象,采集凋落物和林地土壤样品,利用IlluminaMiseq PE300测序平台对凋落物内外真菌ITS rDNA进行高通量测序,分析了凋落物内外真菌群落多样性及其与凋落物和林地土壤理化性质的关系。结果表明：（1）所有样品获得669476条有效序列,隶属6门23纲59目119科212属314种。3林龄木麻黄凋落物外生真菌多样性和丰富度高于内生真菌。（2）内外真菌群落结构有较大共性,子囊菌门和担子菌门为优势门,煤炱目、炭角菌目和木耳目为内外真菌共同优势目。Coniochaetales、Magnaporthales等4个目仅在凋落物内部分布,而蛙粪霉目、丝孢酵母目为外生真菌特有菌群。（3）木麻黄凋落物pH值和有机碳显著影响着凋落物内生真菌群落结构,而土壤容重和铵态氮显著影响着外生真菌群落结构。研究结果为探讨微生物在木麻黄凋落物降解过程中作用的研究奠定基础。     

不同林龄和密度对马尾松人工林凋落叶养分变化的影响

该文选择广西南宁市横县镇龙林场的4种林龄(幼龄林、中龄林、成熟林和过熟林)和4种密度(低密度林、中低密度林、中高密度林和高密度林)马尾松人工林共8种林分作为研究对象,分析了未破碎和破碎两个不同降解阶段的凋落叶C、N、P含量及其生态化学计量学特征。结果表明:(1)不同林龄中,凋落叶初始C、N含量在过熟林和成熟林中较高,P含量没有显著变化,且C∶N比值和C∶P比值从幼龄林到成熟林逐渐升高,说明较高林龄马尾松对N和P重吸收较低,而较低林龄马尾松对N和P重吸收较强,需要较大。(2)不同密度林中,随着林木密度的增加,凋落叶初始C含量逐渐升高,N含量无显著变化,P含量降低;高密度林凋落叶的初始C∶P比值和N∶P比值较高,说明高种植密度下马尾松可能对N和P养分的需求较大,P重吸收较强。(3)不同林龄和不同密度马尾松林的破碎凋落叶C含量、C∶N比值、C∶P比值和N∶P比值比未破碎凋落叶的低,N和P含量较高,说明凋落物在降解过程中出现N和P养分的富集现象。(4)中林龄和较高种植密度的马尾松破碎凋落叶与未破碎凋落物的C含量差值最大,C∶N比值和C∶P比值较低,说明这两种林分的凋落叶C的降解速率可能较大。上述结果说明,中龄林和中高、高密度林的马尾松可能对N和P养分的需求较大,重吸收效率较高,且凋落叶C的潜在分解速率较高,可能利于有机碳较快进入土壤中。     

木麻黄纯林及其混交林对土壤剖面理化性质的影响

为明确混交林对木麻黄林地土壤肥力的改善作用,该文选取海南岛北部滨海沙地木麻黄纯林、木麻黄-琼崖海棠混交林、木麻黄-大叶相思混交林3种林分类型,通过采集土壤剖面样品,分析腐殖质层、0～100 cm土壤各层次的理化性质、分布特征及其林分间差异。结果表明:(1)与纯林相比,木麻黄-琼崖海棠混交林可显著提高腐殖质层以及20～40 cm土壤层pH,增幅分别为6.11%和5.97%。(2)与纯林相比,木麻黄-琼崖海棠混交林和木麻黄-大叶相思混交林均可显著提高各层土壤的有机碳和全氮含量,有机碳含量增幅分别为69.8%～358.3%和90.2%～908.3%,全氮含量增幅分别为44.1%～160.7%和31.4%～210.7%; 另外,木麻黄-琼崖海棠混交林还可显著提高0～100 cm各土层的全磷含量,增幅为20.8%～39.6%,而木麻黄-大叶相思混交林可显著提高20～100 cm各土层的全磷含量,增幅为25.0%～39.6%; 木麻黄-大叶相思混交林对腐殖质层速效养分的改善效果较好,而两种混交林均可显著提高各土层的速效钾含量。(3)方差分析表明,林分类型和土层深度对林下有机碳、全氮、全磷、有效磷、硝态氮和铵态氮含量均有极显著的交互作用影响。综上结果认为,木麻黄混交林对林下土壤肥力具有明显的改善作用。建议在构建木麻黄防风林时应重点考虑混交林模式,尤其是与大叶相思混交林的种植模式来更好地提升土壤肥力,以保障可持续生产。     

海南岛森林生态系统碳储量及其空间分布特征

利用最新的森林资源二类调查分布数据和野外样地调查资料,采用InVEST模型和空间统计分析等方法,研究了海南岛森林生态系统碳储量及其空间分布特征。结果表明：海南岛森林生态系统总碳储量为338.15 TgC,其中地上生物、地下生物、凋落物和土壤的碳储量分别为85.12、18.73、2.90 TgC和231.40 TgC,所占比重依次为25.17%、5.54%、0.86%和68.43%。海南岛森林生态系统平均碳密度为147.66 MgC/hm²,其中地上生物、地下生物、凋落物和土壤碳密度分别为37.17、8.18、1.27 MgC/hm²和101.04 MgC/hm²。不同市县森林生态系统碳储量分布在8.55—35.40 TgC的范围内,最高的是琼中县。不同植被类型中,橡胶林的碳储量最高,占全岛森林生态系统总碳储量的27.72%;热带山地雨林的碳密度最高,达到249.64 MgC/hm²。在海拔梯度上,森林生态系统碳密度呈现先增加后减少的变化特征,在海拔600—1300 m范围内的碳密度最高,碳密度为20...     

湖南栎类天然次生林幼树更新特征及影响因子

以湖南典型栎类天然次生林为研究对象,基于51块样地的调查数据,采用k-means聚类分析划分林分类型,研究湖南不同栎类天然次生林幼树更新特征,分析了湖南不同栎类天然次生林幼树更新指标(幼树密度、幼树平均地径、平均高以及平均冠幅)与环境因子、林分因子的相关性,旨在阐明环境因子、林分因子对幼树更新的影响,以期为湖南不同栎类天然次生林的恢复与经营管理提供理论依据。结果表明:(1)利用聚类分析可将研究区内栎类天然次生林划分为5个类型,包括甜槠锥栗混交林(CC)、亮叶水青冈多脉青冈混交林(FC)、石栎樟树混交林(LC)、枹栎甜槠混交林(QC)、青冈栎混交林(CG)。(2)不同类型栎类天然次生林更新幼树优势种分化明显,物种丰富度差异显著(P0.05)。5种不同栎类次生林幼树密度均未超过500株/hm~2,更新情况较差;幼树数量差异显著(P0.05),为亮叶水青冈多脉青冈混交林石栎樟树混交林青冈栎混交林枹栎甜槠混交林甜槠锥栗混交林;生长情况差异显著(P0.05),为青冈栎混交林亮叶水青冈多脉青冈混交林枹栎甜槠混交林甜槠锥栗混交林石栎樟树混交林。(3)相关分析结果显示,不同类型次生林幼树更新的主要影响因子存在差异。甜槠锥栗混交林中幼树密度与腐殖质厚度呈显著负相关(P0.05);幼树平均高与灌木盖度呈显著正相关(P0.05);幼树平均地径与草本盖度、灌木盖度呈显著正相关(P0.05)。亮叶水青冈多脉青冈混交林中幼树密度与海拔、腐殖质厚度、枯落物厚度呈显著正相关(P0.05),与草本盖度呈极显著正相关(P0.01);幼树平均地径与郁闭度呈显著负相关(P0.05);幼树平均高、幼树平均冠幅与坡位呈显著正相关(P0.05)。石栎樟树混交林中幼树密度与坡向、土壤厚度呈显著正相关(P0.05),其余因子对幼树生长无显著影响。枹栎甜槠混交林中幼树密度与郁闭度、乔木密度呈极显著正相关(P0.01),与坡位呈显著负相关(P0.05);幼树平均冠幅与坡度呈显著负相关(P0.05)。青冈栎混交林中幼树平均地径与土壤厚度呈显著正相关(P0.05),与乔木密度呈极显著正相关(P0.01);幼树平均冠幅与灌木盖度呈显著正相关(P0.05)。