不同干扰模式对受害马尾松人工纯林林分结构的影响

在浙江安吉选择松材线虫病危害的马尾松人工纯林,分别进行暂不采伐直至10年后统一伐除受害木的集中干扰、采伐受害松木的适度干扰、采伐受害松木与周边松木及生长势弱松木的强度干扰,探讨不同干扰模式使受害马尾松林恢复健康的可能性.16年后的试验结果表明: 3种模式下受害林分马尾松的重要值为集中干扰>适度干扰>强度干扰,阔叶树的重要值则正好相反;与集中干扰相比,适度和强度干扰后的马尾松、阔叶树的平均胸径分别提高1.2、1.7倍和1.3、1.9倍,平均树高分别提高了1.5、2.0倍和1.2、1.8倍,林分每公顷蓄积量分别是集中干扰样地的5.2和3.8倍;适度和强度干扰的各径阶株数均远高于集中干扰样地,胸径结构近似于反J型曲线,也形成了复层林,物种丰富度和多样性指数均显著高于集中干扰样地,林木个体差异及林分复杂性指数均表现为适度干扰>强度干扰>集中干扰.适度和强度干扰下单层马尾松同龄纯林均演替为复层马尾松-阔叶树混交异龄林.3种模式均是正向阔叶化演替,演替速度为强度干扰>适度干扰>集中干扰.表明适度干扰更有利于病害马尾松林分恢复,间伐马尾松纯林能加快阔叶混交化进程以抵御松材线虫病的入侵.     

不同干扰措施对松材线虫入侵松林内物种多样性的影响

经野外调查发现:松材线虫入侵松林后,对原先林型相同的两块染病松林而言,经过人为伐除和保留受害木这两种干扰措施后,任其自然恢复更新,后恢复的林型会大不相同,即对受害木采取不同的干扰措施会对染病松林内林下植被的更新产生不同的影响.基于以上出发点,以松材线虫入侵后采取不同伐除干扰措施的2个马尾松受害群落为研究对象,针对受害木移除和保留两种处理方式,选择α多样性指数函数Rényi指数为测量单位,探讨了不同受害木处理方式下植物多样性的变化规律.结果表明:受害木及时移走的松林内林下灌草多样性比受害木保留的要高.     

不同松林类型节肢动物群落组成和相似性

采用G-test、Sorensen Classic相似性指数和Jaccard Classic相似性指数比较浙江省舟山市受松材线虫Bursaphelenchus xylophilus侵染后形成的湿地松Pinus elliottii杉木Cunninghamia lanceolata混交林、马尾松P.massoniana疏林、马尾松纯林和黑松P.thunbergi马尾松混交林等4种代表性的松林类型中的节肢动物群落的组成,同时采用采用Chao 1指数和ACE指数对4种林型的总物种丰富度进行了估计。研究结果表明,4种不同的松林类型共捕获513种共55141个个体,隶属15目110科。4种松林类型中节肢动物群落的科数、物种数和个体数量都有显著差异(科数G3=9.303,P=0.026;物种数G3=57.362,P=0.000;个体数G3=2 767.568,P=0.000)。马尾松疏林和马尾松纯林中节肢动物群落的相似性最高,湿地松杉木混交林和黑松马尾松混交林这2种针叶混交林内节肢动物群落相似性最低。估计全部节肢动物群落的物种丰富度为586.47(ACE指数)和634.8±31.5(Chao 1±SD)种。     

抚育择伐对马尾松林主要树种空间分布格局及其关联性的短期影响

探讨不同抚育择伐方式下森林群落物种空间分布格局和关联性,对科学优化森林结构和促进森林稳定发展具有重要意义。以三峡库区马尾松飞播林为研究对象,采用未择伐、伐除优势马尾松、伐除非马尾松、除灌等处理方式建立固定监测样地,利用Ripley′s L函数的空间点格局方法,分析抚育择伐3年后马尾松林的群落组成、空间分布格局、种间关联性的变化特征。结果表明:1)不同抚育择伐措施均在一定程度上改变了物种组成以及部分树种的优势程度,降低了各样地乔木层物种多样性。2)未择伐主要树种空间分布格局以随机分布为主,伐除优势马尾松样地优势树种主要呈现聚集分布,伐除非马尾松改变了香椿和盐肤木等树种的分布格局,呈聚集分布,其他优势树种空间分布格局与对照样地相似;除灌进一步加剧林下更新树种的随机分布。3)未择伐样地主要树种空间关联性表现为正相关或不相关,伐除优势马尾松增加了主要树种间的负相关性,伐除非马尾松和除灌措施则增加了种间的不相关性。短期人为择伐干扰明显改变了林分空间结构和稳定性,择伐对象不同对林分结构产生的影响也不同。单纯调整某个树种或单个层次的结构来开展森林经营,不利于林分空间结构的整体优化,必须要综合考虑择伐强度和择伐对象的选择,将有助于实现森林结构优化和功能提升。     

马尾松林经不同强度采伐后与肉桂混交对土壤微生物功能多样性的影响

混交林可以形成层次多或冠层厚的林分结构,对提高防护效能和稳定性具有重要作用。本研究先对20年林龄的马尾松(Pinus massoniana)人工林进行5种不同强度的采伐(皆伐、强度、中强度、中弱度和弱度,伐后郁闭度分别为0、0.4、0.5、0.6和0.7),然后在林下等量种植肉桂(Cinnamomum cassia)。7年后,应用BIOLOG-ECO技术探讨不同混交模式、林分类型对土壤微生物功能多样性的影响。结果表明,混交林的土壤理化性质、AWCD(average well color development)值和微生物功能多样性指数均优于马尾松和肉桂纯林,其中肉桂纯林最低、基于中弱度采伐而建的混交林最高(与马尾松纯林差异显著),且土壤微生物功能多样性随土层深度增加而降低。主成分分析结果显示,不同混交模式之间土壤微生物碳源利用特征分异不明显;而不同林分类型之间存在明显分异,主要起分异作用的是微生物对氨基酸类、羧酸类和糖类的利用特征,且不同林分类型对土壤微生物碳源利用的差异显著受土壤含水率与有机质含量影响;含水率、有机质、全氮、全磷、全钾含量和土壤碳氮比对土壤微生物群落功能多样性也有着重要影响。可见,马尾松林种植肉桂能提高微生物活性和功能多样性,本研究结果可为改造马尾松纯林为混交林提供参考。     

浙江富阳地区松材线虫入侵对马尾松林群落植物多样性的影响

通过对浙江富阳36块不同马尾松混交比率及不同松材线虫危害程度林地的调查,定量分析了这些林分受不同程度的松材线虫入侵干扰后,其乔灌草三层植物多样性的变化规律。分析结果表明:松材线虫的入侵减小了不同林分比例的马尾松群落之间乔灌草三层多样性的差异;随着松材线虫危害程度的加重,不同树种组成松林的乔灌草三层多样性指数出现新的特点,即两极化→趋于一致→两极化。进一步分析表明:浙江富阳地区的群落类型处在常绿阔叶林前期向中期演替的过程中;并且随着这种复合干扰程度的不断增加,加快了松林从常绿阔叶林演替前期向中期发展的进程。     

三峡库区森林凋落叶化学计量学性状变化及与分解速率的关系

凋落物分解是森林生态系统生物元素循环和能量流动的重要环节,其过程是植物与土壤获得养分的主要途径。为了量化凋落叶化学计量学性状变化过程对分解的影响及对凋落物-土壤生物化学连续体的深层理解,用凋落物分解袋法研究了不同林型各自凋落叶化学计量学性状变化及与分解速率关系,结果表明:林下各自凋落叶分解速率是马尾松林栓皮栎林马尾松-栓皮栎混交林,马尾松林、栓皮栎林、马尾松-栓皮栎混交林凋落叶分解50%和95%的时间分别是2.11 a和9.15 a,1.93 a和8.45 a,1.76 a和7.77 a;凋落叶分解过程中,化学计量学性状变化明显,分解450 d后马尾松-栓皮栎混交林碳释放最快,栓皮栎林最慢;3种凋落叶起始N含量是栓皮栎林最高,马尾松林最低,分解450 d后马尾松林、栓皮栎林和马尾松-栓皮栎混交林N含量分别增加了66.67%、44.91%和44.52%,而P含量分别释放了30.80%、38.89%和42.29%。凋落物不同化学计量学性状与分解速率关系不同,3种林型凋落叶分解速率均与N含量呈正相关(P0.01),与C含量(P0.01)、C/N比(P0.01)呈负相关,与N/P比呈负二次函数关系(P0.01),而P含量与3种林型关系不同,与栓皮栎林(P0.01)和马尾松林(P0.05)呈负线性关系,与马尾松-栓皮栎混交林呈负二次函数关系(P0.05)。研究表明,不同林型凋落叶分解中的养分动态趋向利于分解变化,N、P养分动态是生态系统碳平衡和凋落物分解速率的主要因素,混交林中混合凋落物的养分迁移是分解相对较快的原因。     

栓皮栎人工林灌木层植物多样性的空间分布及其与光环境的关系

采用地统计学方法,对栓皮栎纯林和栓皮栎-侧柏混交林2种林分类型灌木层植物物种多样性空间异质性及其与光环境的关系进行研究。结果表明: 栓皮栎纯林灌木层植物Shannon(H)、Simpson(D_s)、Margalef(M_a)物种多样性指数均显著小于栓皮栎-侧柏混交林。栓皮栎纯林灌木层植物物种多样性指数的变程和空间自相关距离均大于栓皮栎-侧柏混交林,其空间均一性较差,空间依赖性较强。栓皮栎纯林灌木层植物H、D_s、M_a结构比为44.2%～49.7%,具有中等强度的空间自相关性;栓皮栎-侧柏混交林中H、D_s、M_a结构比为1.5%～3.3%,具有强烈的空间自相关性。栓皮栎纯林灌木层植物物种多样性指数的空间分布主要呈明显的条带状梯度变化,而栓皮栎-侧柏混交林则呈明显的斑块状梯度变化,说明栓皮栎混交林灌木层植物较栓皮栎纯林空间连续性差,空间变异更为显著。相关与逐步回归分析表明,对栓皮栎纯林和栓皮栎-侧柏混交林灌木层植物多样性影响最为显著的光环境指标分别是林下总光照和冠层开度,冠层结构所形成的光环境在维持及形成灌木层植物多样性方面起到重要作用。     

松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)入侵对马尾松(Pinus massoniana)林分生长的影响及相关生长模型

松材线虫（Bursaphelenchus xylophilus）是一种松树上发生严重的有害生物,它不仅改变了生态系统的结构和功能,而且改变了系统内生物的原有特性和地理分布。松材线虫及其引起的松树萎蔫病已对中国马尾松林（Pinus massoniana）的树木成长产生了巨大影响。基于此,使用＂每木调查法＂和＂样方法＂,对松材线虫入侵后的马尾松林内松树的各项生长指标因子进行了调查分析,其结果表明：自松材线虫1996年入侵所调查地区的松林后,对于受害松树不管是伐倒木（被伐倒）还是倒木（自然倒地）,其对周围马尾松胸径生长的影响是显著的,而对树高生长的影响不显著。最后建立了一系列的灰色和灰色-马尔可夫链数学模型,其预测结果精度高,可用于今后受害和未受害区马尾松林分因子的生长预测。     

湘西石漠化区3种造林模式土壤真菌群落结构差异

湘西石漠化地区是我国生态系统脆弱而又敏感的区域,土壤微生物在维持石漠化区森林生态系统结构和功能稳定中发挥重要作用。选取石漠化地区立地条件相同的32年生的马尾松纯林、光皮桦纯林及马尾松-光皮桦混交林为研究对象,以立地条件相似的未造林荒地演变成的灌草群落作为对照,比较分析石漠化地区不同造林模式对土壤真菌群落结构和多样性的影响及其主要驱动因素。采用Illumina HiSeq第二代高通量测序技术,分析了3种森林土壤真菌群落组成及多样性。结果表明,不同造林模式下土壤真菌优势类群不同,光皮桦、马尾松-光皮桦混交林以及石漠化灌草地土壤真菌优势门均为子囊菌门(Ascomycota),且在石漠化灌草地相对丰度最大,为64.0%;马尾松则以担子菌门(Basidiomycota)为优势类群,其相对丰度占57.9%。混交林土壤真菌物种总数和Shannon指数显著高于马尾松和光皮桦林地,整体上真菌群落多样性表现为：未造林灌草地>混交林>马尾松林>光皮桦林。与未造林灌草地相比,马尾松-光皮桦混交林和光皮桦纯林显著提升了土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量。Mantel test检验结果显示,...     

多样化松林中昆虫群落多样性特征

马尾松和湿地松是我国南方的2种主要松树。通过对6种不同林分结构下的马尾松林和湿地松林内昆虫群落调查与多样性指数分析,表明2种松树内的昆虫种类和数量无显著差异,混交林中的昆虫群落的种类和数量比纯林多,尤其以捕食天敌类群的种类和数量更为明显。整个昆虫群落和植食类群多样性指数以湿地松林内较大,而天敌(捕食类群和寄生类群)多样性指数则以马尾松林较高。从不同林分结构下昆虫多样性的比较来看,混交林内昆虫群落多样性指数波动较小,明显地高于纯林。但不同林分结构下昆虫多样性随水平分布和垂直分层格局而变化,松树北面和东面各样地之间的昆虫群落多样性指数差异显著,而南、西面之间差异较小;树冠层各样地之间的差异达极显著水平,而枯枝落叶层和树干层之间差异不显著。由此,还进一步讨论了混交林中昆虫群落稳定性问题。     

Changes in diversity and storage function of ectomycorrhiza and soil organoprofile dynamics after introduction of beech into Scots pine forests

Diversity and storage function of mycorrhiza as well as soil organoprofile formation were investigated in a chronosequence of a pure Scots pine (Pinus sylvestris L.) stand, of Scots pine stands that were underplanted with beech (Fagus sylvatica L.) and in three pure beech stands of different age. Mycorrhiza diversity was higher in the pure beech stands compared to the pure pine stand. Beech and pine trees in the mixed stands had similar dominant mycorrhiza morphotypes. However, trees in two of the three pure beech stands were mycorrhized with other types. Mycorrhizal abundance and nutrient amounts of mycorrhizae associated with beech trees were higher in the mixed and in the pure beech stands compared to pine mycorrhizae indicating that nutrient uptake was higher in older beech than in older pine trees. Humus quality varied from pine to beech stands. Plant litter storage in the humus layer was highest in the youngest mixed stand and lowest in the oldest beech stand. Humus forms changed from moder grass-type in the pure Scots pine stand to mor-like moder and moder rich in fine humus with increasing age of beeches in the mixed stands. The older beech stands were characterised by oligomull and mull-like moder as the dominating humus forms. The ecologically favourable humus forms, i.e., nutrient rich humus forms in the older beech stands correlate well with the higher mycorrhizal diversity and abundance as well as the higher nutrient storage of their mycorrhizae in these stands. The results are also discussed with regard to the 'base-pump effect' of beech trees.     

湘中丘陵区石栎群落研究

以湘中丘陵区石栎 (L ithocarp us glaber)群落为调查研究对象 ,分析了群落的特征 ,定量计测了乔木层主要树种的生态位宽度和重叠值。结果表明 ,石栎群落垂直结构较为复杂 ,可分为乔木层、灌木层、草本层 ,亦有少量的层间植物。群落的优势种较明显 ,乔木层的物种多样性指数较高。主要树种生态位宽度值大小顺序为 :石栎、苦槠、木荷、白栎、拟赤杨、南酸枣和柏木。在生态位重叠值中 ,以优势种石栎与白栎、柏木、枫香、樟树、拟赤杨、木荷、南酸枣、苦槠、秃瓣杜英重叠值较大 ,枫香与苦槠的重叠值最小 ,石栎与马尾松、君迁子属中等重叠     

地形对阔叶红松林物种多样性的影响

为了更好地了解阔叶红松林(Pinus koraiensis)物种多样性的维持机制,对不同地形下的阔叶红松林乔木和灌木种,进行了物种多样性指数比较、物种多度分布模型拟合及物种多样性指数与环境因子的排序分析。结果表明,乔木在阴坡、半阴坡的丰富度显著高于半阳坡;灌木在坡度25°处的均匀度显著高于坡度6°处,在谷地处的4个多样性指数显著低于其他坡位,在阴坡、半阴坡处的4个多样性指数显著高于平地。统计模型、生态位模型、中性模型在不同地形下均能够通过拟合优度检验,物种多度分布在不同地形间差异不明显;地形对乔木的多样性指数的影响:海拔凹凸度坡度坡向坡位,对灌木的多样性指数的影响:坡位海拔坡向坡度凹凸度,土壤对乔木的物种多样性指数的影响:土壤pH土壤容重土壤有效N含量土壤速效K含量,对灌木的物种多样性指数的影响:土壤pH土壤有机质含量土壤速效P含量土壤全N含量土壤全P含量。总体而言,物种多样性随着坡度的增加而增加,阴坡处最高,谷地处最低。     

低丘人工林林下植被物种多样性初步研究

选取江西省泰和县狗丝茅岭低丘荒山人工造林l0a的人工生态系统中8种人工林主要类型和1个对照区,通过比较这些类型林下植被的物种多样性(物种丰富度和Shannon-Wiener指数)和相关的环境因子,揭示林下植被物种多样性的差异及其与环境因子之间的关系。结果显示：人工林类型(造林树种)、林分组成(纯林或混交林)和林分密度对物种多样性的影响较为明显,其中林分密度的影响最为显著：各人工林类型林下植被的Shannon—Wiener指数与物种丰富度具有大体相似的规律,即在相近造林密度下,不同造林树种其林下植被物种多样性以针叶纯林稍占优势,针阔混交林次之,而阔叶纯林相对较低：针叶林林下植被物种多样性虽然最高,但针叶林土壤的持水力相对较差,有机质含量也较低,而阔叶纯林相对较好,针阔混交林则最佳。     

鹫峰国家森林公园残次林物种多样性及生态位特征

残次林作为低效林的一种,林相及生态稳定性较差,造成景观差、生态功能低下。本文利用样地调查方法,对鹫峰森林公园主要残次林群落及不同立地条件下物种多样性进行分析,同时计算群落内优势种群生态位,旨在通过研究其生态系统的结构与功能,为提出林相改造技术提供科学依据。结果表明：（1）鹫峰国家森林公园残次林各群落多样性指数：油松林>刺槐林>五角枫、山桃混交林>荆条灌草林>侧柏林>栓皮栎林。（2）在不同的立地条件下,残次林的分布的影响较为明显,乔木层和草本层多样性指数呈现阴坡>半阴半阳坡>阳坡,厚土层>薄土层,而灌木层受坡向与土壤状况影响不明显。（3）鹫峰残次林的典型特点为林草匮乏,表现为乔木层破败、草本层覆盖度低种群分化。（4）生态位较宽的种群之间有可能具有较高重叠程度,但重叠程度不一定随宽度值增大而增大,分布频度是影响物种重叠程度的重要因素。该研究说明残次林与普通林物种多样性相比有很大的差别,且各林分残次程度不一,分化严重,物种单一和恶劣的立地条件是产生残次林的主要原因。     

南方红壤区3种典型森林恢复方式对植物群落多样性的影响

合理的森林恢复方式能提高植物多样性,进而提高生态系统服务功能.在我国南方红壤区研究了3种典型森林恢复方式(引进种恢复的湿地松(Pinus elliottii)人工林本地种恢复的马尾松(Pinus massoniana)人工林和自然恢复的天然次生林)的植物区系构成和植物群落多样性.结果表明:(1)湿地松人工林有155种植物,隶属66科118属,马尾松人工林有137种植物,隶属59科97属;天然次生林有226种植物,隶属86科160属,3种森林恢复方式的乔木层、灌木层和草本层的优势科属明显不同,马尾松人工林的优势物种和天然次生林更相似;(2)天然次生林的植物区系基本构成、植物区系类型种类高于马尾松人工林和湿地松人工林,并且天然次生林的温带成分比例高于湿地松人工林;(3)恢复方式对植物群落的多样性指数有显著影响,天然次生林的物种丰富度、辛普森指数明显高于马尾松人工林和湿地松人工林,两种人工林之间差异不显著;(4)3种森林恢复方式的植物群落结构存在显著差异,相比湿地松人工林,马尾松人工林的植物群落组成与天然次生林更相似.总之,自然恢复的天然次生林植物群落多样性高于人工恢复的马尾松人工林和湿地松人工林,本地种马尾松人工林在维持区域植物群落结构功能上优于引进种湿地松人工林.