中国东部森林样带典型森林水源涵养功能

通过对我国东部森林样带四个森林生态系统定位研究站（长白山站、北京站、会同站和鼎湖山站）的九种森林类型水源涵养监测数据的分析,研究了水热梯度下不同森林生态系统水源涵养功能。结果表明：在生长季的5-10月份,各森林类型的水源涵养特性表现出较大差异。林冠截留率的大小依次为：阔叶红松林＞杉木林＞常绿阔叶林＞针阔混交林＞季风常绿阔叶林＞落叶阔叶混交林＞马尾松林＞落叶松林＞油松林,最高的长白山站阔叶红松林的截留率是最低的北京站油松林的2.2倍。森林降雨截留量与林外降雨量呈显著的正相关,林冠截留率与降雨量呈显著负相关。枯落物最大持水深（5-10月份）以北京站落叶阔叶林最大,为6.0mm;鼎湖山站的季风常绿阔叶林最小,为1.0mm。0-60cm土层蓄水量最大的是会同站的人工杉木林,为247mm;最小的是北京站的落叶松林,仅为45.5mm;林分总持水量依次为：杉木林＞阔叶红松林＞常绿阔叶林＞针阔混交林＞季风常绿阔叶林＞落叶阔叶混交林＞马尾松林＞落叶松林＞油松林。各林分总持水量主要集中在土壤层,占总比例的90%以上。     

北京东灵山主要森林植被中苔藓植物的物种多样性

通过对北京东灵山地区32个样地植被及苔藓植物的调查,对主要森林植被中苔藓植物物种多样性进行分析。结果表明:东灵山主要森林植被中共有苔藓植物16科33属79种,优势科为青藓科(Brachytheciaceae)和绢藓科(Entodontaceae)等。密叶绢藓(Entodoncompressus)、小牛舌藓(Anomodon minor)等为优势种。地面生苔藓植物物种丰富度以落叶阔叶混交林中最大,白桦林中最小,苔藓植物群落相似性以辽东栎林与落叶阔叶林之间最高,以山杨林与油松林之间最低。树附生苔藓植物物种丰富度以落叶阔叶混交林中最大,油松林中最小;苔藓植物群落相似性以油松林和山杨林之间最高,华北落叶松林与白桦林之间最低。地面生和树附生苔藓植物多样性与林型、树种及其所形成的林内微环境相关。     

暖温带地区3种森林群落叶面积指数和林冠开阔度的季节动态

以辽东栎(Quercus liaotungensis)为主的落叶阔叶林、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林和油松(Pinus tabulaeformis)林是暖温带林区具有代表性的森林群落类型。该研究应用国内外流行的半球图方法,通过对这3种森林群落叶面积指数和林冠开阔度的测定和综合比较,分析了叶面积指数和林冠开阔度的季节动态,揭示了暖温带地区不同类型森林群落叶面积指数和林冠开阔度的特征。研究结果表明,落叶阔叶林(优势种为辽东栎、棘皮桦(Betula dahurica)和五角枫(Acer mono))和华北落叶松林两种落叶森林群落的叶面积指数值均随生长季的到来而呈现增长的趋势,最大值出现在8月;林冠开阔度值随着生长季的到来而下降,最大值出现在11月。落叶阔叶林的叶面积指数和林冠开阔度的季节动态较之华北落叶松林明显。油松是常绿树种,其群落叶面积指数和林冠开阔度的变化程度均不明显,但林冠开阔度的变化趋势也是与叶面积指数的变化趋势相反。通过计算得出叶面积指数和林冠开阔度相关显著,并且呈现指数回归的关系。此研究结果为以遥感途径获取暖温带地区叶面积指数提供了地面校正依据,为研究该地区植被林冠的异质性及其造成的影响,以及进一步对该地区林分、景观和区域尺度上碳、水分和通量等方面的模拟提供了基础数据。     

辽宁东部的主要植被类型及其分布

辽宁东部位于铁岭一营口一线以东地区。北部为山地,属于长白植物区系区。南部为辽东半岛丘陵,属于华北植物区系区,并具有一些耐寒性的亚热带植物。红松(Pinus koraiensis)、沙松(Abies holophylla)—阔叶混交林和油松 (Pinus tabulaeformis)、赤松(P.densiflora)、落叶阔叶林是辽宁东部的地带性植被。但是,目前次生的蒙古栎(Quercus mongolica)林和各类灌丛分布很广。以开原一南杂木一青城子一青椅山线为界把辽东分为两个植被地带：1)北部为温带针叶阔叶混交林地带;2)南部为暖温带落叶阔叶林地带。在暖温带落叶阔叶林地带内,熊岳一青椅山线的东南部为亦松栎林亚地带,西北部为油松栎林亚地带。     

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。     

东灵山油松林和辽东栎林下土壤资源和光资源的空间特征

油松林和辽东栎林是中国暖温带具有代表性的森林植被林型。为揭示油松林和辽东栎林下土壤资源和光资源的空间特征,在东灵山相应植被下各设置一条100 m样线,利用HH 2高精度土壤水分仪(美国生产)沿样线每隔1 m测定土壤水分含量,并分析相应点土壤有机质含量;利用H em iV iew林冠分析系统每隔10 m测定森林的叶面积指数、林冠覆盖度、林冠均匀性、光资源状况;采用半方差方法分析土壤水分和有机质的空间异质性。(1)油松林与辽东栎林的叶面积指数、林冠覆盖度、辐射因子和林下光资源没有显著差异,但油松林林冠均匀性显著小于辽东栎林。(2)辽东栎林的间接辐射因子与林下总辐射呈显著正相关(R2=0.466,p=0.030),而油松林的间接辐射因子与总辐射无显著相关(R2=0.203,p=0.191)。(3)光资源的数量及其组成在油松林和辽东栎林下的变化非常相似,但光资源的组成与林冠特征的关系在两种森林间存在差异。(4)油松林下土壤水分和土壤有机质含量低于辽东栎林,但异质性恰好相反;油松林下这两种因子不具有显著的空间自相关性,而辽东栎林下具有显著的空间自相关性。(5)自然条件下,10 m尺度的林下辐射强弱与土壤水分之间并不存在显著负相关。     

黄土丘陵区主要林分生物量及营养元素生物循环特征

以黄土丘陵区子午岭为研究区域 ,用标准木法和收获法对暖温带森林优势群落辽东栎林、油松林及刺槐人工林的生物量、营养元素生物循环量及循环特征进行了研究。结果表明 :黄土丘陵区子午岭油松林、辽东栎林和刺槐人工林 3林分总生物量为 :86 .2 4 7、12 9.0 0 5 t/ hm2和 14 4 .795 t/ hm2 ,乔木层生物量分别为 :85 .2 2 3、12 6 .989t/ hm2和 14 2 .4 88t/ hm2 ,随群落针阔树种转化替代 ,群落总生物量呈现明显的增加趋势。年均生长量为 3.2 75～ 5 .6 99t/ hm2。生物量和年生长量排序为刺槐人工林 >辽东栎林 >油松林。 3林分林下植被层生物量、凋落物贮量表现为刺槐林 >辽东栎林 >油松林 ,林下植被层生物量的差异主要是由林分郁闭度和林下凋落物的不同引起的 ;刺槐林和辽东栎林林下植被层发达的根系和较高的凋落物量有利于提高土壤肥力、保持水土。同化器官的各种元素含量高于其它器官 ,茎中营养元素的含量最低。乔木层营养元素积累量分别为 :0 .74 5、1.378t/ hm2和 1.80 5 t/ hm2 。不同林分不同营养元素的积累量差别较大。因采伐而引起的 3林分林地养分流失量分别达 6 5 .4 5 %、5 3.76 %和 2 5 .1%。 3林分林下植被层和凋落物层的营养元素积累量排序为 :刺槐林 >辽东栎林 >油松林。凋落物营养元素贮     

暖温带山地森林的小气候研究

本文探讨了暖温带山地落叶阔叶混交林和油松林不同梯度的气温、湿度、土壤温度的日变化特征,不同季节的分析结果表明：１．落叶阔叶林夜间始终存在气温随高度增加而增加（第１梯度＞第２梯度＞第３梯度＞第４梯度）的辐射逆温现象。油松林夜间林内气温观测值始终低于林冠以上值。２．在生长季的不同时期,人工油松林的林内气温（林地以上２ｍ和４ｍ）的日间波动程度和振幅都高于林冠以上（林冠顶以上０．５ｍ和２．５ｍ）。而在生长季中期,充分发育的落叶阔叶林林冠能够明显地缓减林内气温波动和振幅。３．两类林分各梯度的气温一般均在正午后２～３小时内达到高峰,而早晚较低,具有明显的日变化特征。４．落叶阔叶林林冠以上２．５ｍ处的水汽压及相对湿度始终低于林地以上４ｍ（林下灌木层以上２．５ｍ）处的同期值,具有比油松林更强的增湿效应。     

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。     

山西灵空山小蛇沟林下草本层植物群落梯度分析及环境解释

通过对山西灵空山小蛇沟集水区的林下草本层植物群落进行调查和多元分析——TWINSPAN分类、典范对应分析(CCA)与生境、生物因素变量分离, 探讨林分水平上草本层物种分布与环境因子之间的关系。结果如下: 1) TWINSPAN将26个调查样方划分为6种群落类型: 以辽东栎(Quercus wutaishanica)为主的辽东栎-油松(Pinus tabulaeformis)林型、辽东栎杂木林型、辽东栎林型、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林型、油松林和阔叶油松林型、油松-辽东栎均匀混交林型, 体现了该地区地带性植被类型为暖温带森林的特点。2)群落类型的划分与CCA的结果相吻合, 主要反映了CCA排序第一、二轴的环境梯度, CCA排序轴第一轴突出反映了林分类型与土壤养分梯度, 第二排序轴与坡度、坡位显著相关。Monte Carlo检验结果表明, 林分类型、土壤养分和坡度是影响小蛇沟集水区内林下草本物种分异的最主要的环境因子。3)生境因子与生物因子解释了物种格局变化的42.9%, 其中生境因子占31.8%, 生物因子占7.9%, 生境因子与生物因子交互作用解释部分占3.2%。良好的环境解释反映了调查取样和环境因子选取的合理性。对于50%以上未能被解释的变异部分, 可能归咎于未被选取的因子如干扰或者随机过程。4)在海拔梯度较小的山区, 坡向等小地形因子能较好地指示局部生境的小气候条件, 对林下植物的分布有较好的解释力。     

宁夏罗山自然保护区3种典型林分凋落物和土壤层水源涵养能力综合评估

森林凋落物层和土壤层是森林生态水文效应中的主要贡献层，对森林生态系统水土保持功能和水源涵养能力有重要影响。对比宁夏罗山自然保护区3种典型林分类型凋落物和土壤层水文效应的变化规律和水源涵养能力大小，为该地区的森林生态水文、水土保持和森林管理提供科学依据。以该自然保护区青海云杉纯林、油松纯林和青海云杉油松混交林为研究对象，运用称量、室内浸泡、环刀法和回归分析法对凋落物和土壤层的水文效应进行测定和拟合，并使用熵权法对二者的水源涵养能力进行评估。结果表明：（1）青海云杉油松混交林凋落物的总厚度和总储量显著高于青海云杉纯林和油松纯林（P<0.05），3种林分类型的半分解层的厚度和储量高于未分解层。（2）凋落物层最大持水量范围为63.29-95.08t/hm²，最大持水率范围为335.97%-353.85%，有效拦蓄量范围为34.09-63.92t/hm²，三者均为青海云杉油松混交林>云杉纯林>油松纯林。（3）3种林分类型的凋落物持水量（Q）与浸泡时间（t）呈对数函数关系，吸水速率（V）与浸泡时间（t）呈幂函数关系。（4）从3种林分类型的土壤物理性质和持水特性得出，3种林分类型的土壤层水文效应的等级排序为云杉油松混交林>油松纯林>青海云杉纯林。（5）凋落物层和土壤层的水源涵养能力大小为青海云杉油松混交林（0.43）>油松林（0.3）>青海云杉林（0.27）。综合来看，青海云杉油松混交林的凋落物层和土壤层的水源涵养能力最优，其次是纯林，说明混交林在水土保持和水源涵养方面比纯林更具优势。     

Hygroscopic properties of the litter of coniferous and deciduous stands in central Siberia

The hygroscopic properties of the litter of coniferous (larch and pine) and deciduous (aspen and birch) stands were studied in terms of isotherms of water-vapor sorption and with use of thermal analysis methods (TG, DSC). It was found that most of the monolayer capacity belongs to subhorizons OL and OF of the larch and pine forest litters. The larch plantation litter has the highest hydrophilicity. DSC results show that the water is most strongly associated with the litter substance in subhorizon OL in coniferous plantations and OH in deciduous ones. The moisture supply in the litter of coniferous stands is greater than in deciduous ones.     

Woody Species Diversity in Forest Plantations in a Mountainous Region of Beijing,China: Effects of Sampling Scale and Species Selection

The role of forest plantations in biodiversity conservation has gained more attention in recent years. However, most work on evaluating the diversity of forest plantations focuses only on one spatial scale; thus, we examined the effects of sampling scale on diversity in forest plantations. We designed a hierarchical sampling strategy to collect data on woody species diversity in planted pine (Pinus tabuliformis Carr.), planted larch (Larix principis-rupprechtii Mayr.), and natural secondary deciduous broadleaf forests in a mountainous region of Beijing, China. Additive diversity partition analysis showed that, compared to natural forests, the planted pine forests had a different woody species diversity partitioning pattern at multi-scales (except the Simpson diversity in the regeneration layer), while the larch plantations did not show multi-scale diversity partitioning patterns that were obviously different from those in the natural secondary broadleaf forest. Compare to the natural secondary broadleaf forests, the effects of planted pine forests on woody species diversity are dependent on the sampling scale and layers selected for analysis. Diversity in the planted larch forest, however, was not significantly different from that in the natural forest for all diversity components at all sampling levels. Our work demonstrated that the species selected for afforestation and the sampling scales selected for data analysis alter the conclusions on the levels of diversity supported by plantations. We suggest that a wide range of scales should be considered in the evaluation of the role of forest plantations on biodiversity conservation.     

中国主要森林生态系统水文功能的比较研究(英文)

 基于中国不同区域生态站的观测资料,着重从降雨截留（林冠截留、枯枝落叶层截持和土壤蓄水）、调节径流和蒸散等3个方面对我国主要森林生态系统的水文生态功能进行了比较研究。各生态系统林冠年截留量在134～626 mm间变动,由大到小排列为：热带山地雨林,亚热带西部山地常绿针叶林,热带半落叶季雨林,温带山地落叶与常绿针叶林,寒温带、温带山地常绿针叶林,亚热带竹林,亚热带、热带东部山地常绿针叶林,寒温带、温带山地落叶针叶林,温带、亚热带落叶阔叶林,亚热带山区常绿阔叶林,亚热带、热带西南山地常绿针叶林,南亚热带常绿阔叶林,亚热带山地常绿阔叶林。枯落物持水量可以达到自身干重的2～5倍,但也因林型而异。土壤非毛管持水量变动在36～142 mm之间,平均89 mm。常绿阔叶林的非毛管持水量通常高于100 mm,而寒温带/温带落叶阔叶林和常绿针叶林通常低于100 mm. 土壤的非毛管持水量通常占生态系统中截持水量的90%,其次是枯落物和林冠层。这说明,森林土壤在调节降雨截留中占有重要地位,其水文功能的大小取决于土壤结构和空隙度,而这些恰恰又受枯落物和森林植被特征的影响。森林皆伐后,一般地表径流会显著地增加,而适当抚育措施则对地表径流影响不大。流域径流受诸多因素的影响,包括植被、土壤、气候、地形、地貌以及人类影响导致的流域景观变化,比较研究表明森林变化对流域径流的影响尚未得到一致的规律性的结果。通过对比研究不同森林的蒸散变化,发现随降雨量的增加,森林蒸散量略有增加,而相对蒸散率却在下降,相对蒸散率在40%～90%间变动。     

Effects on nutrient cycling of conifer restoration in a degraded tropical montane forest

Background and aims

Exotic coniferous species have been used widely in restoration efforts in tropical montane forests due to their tolerance to adverse conditions and rapid growth, with little consideration given to the potential ecological benefits provided by native tree species. The aim of this study was to elucidate differences in litterfall and nutrient flow between a montane oak forest (Quercus humboldtii Bonpl.) and exotic coniferous plantations of pine (Pinus patula Schltdl. & Cham.) and cypress (Cupressus lusitanica Mill.) in the Colombian Andes.

Methods

Litter production, litter decomposition rate, and element composition of leaf litter were monitored during 3 years.

Results

Litter production in the oak forest and pine plantation was similar, but considerably lower in the cypress plantation . Similar patterns were observed for nutrient concentrations in litterfall, with the exception of Ca which was three times higher in the cypress plantation. The annual decay rate of litter was faster in the montane oak forest than in either of the exotic coniferous plantations. The potential and net return of nutrients to the forest floor were significantly higher in oak forest than in the exotic coniferous plantations.

Conclusions

Future restoration programs should consider new species that can emulate the nutrient flow of native broadleaf species instead of exotic species that tend to impoverish soil nutrient stocks in tropical montane forests.     

辽西半干旱区几种人工林生态系统涵养水源功能研究

从森林生态系统树冠截留降雨、枯落物持水及土壤蓄水3个层次对辽西半干旱区5种人工林生态系统的涵养水源功能进行了定量研究．结果表明,各人工林生态系统树冠对降雨的平均截留率为14．58％～37．19％,依次为沙棘林>油松沙棘混交林>杨树沙棘混交林>油松纯林>杨树纯林;枯落物层厚度为1．6～4．1cm,枯落物贮量为1890．4～6425．2kg·hm^-2,枯落物层厚度和贮量均为沙棘林>油松沙棘混交林>杨树沙棘混交林>油松纯林>杨树纯林,枯落物最大持水量取决于枯落物贮量及其最大持水率,枯落物最大持水量为5957．7～19332．9kg·hm^-2,依次为沙棘林>油松沙棘混交林>杨树沙棘混交林>油松纯林>杨树纯林;各人工林生态系统0～40cm土壤层非毛管蓄水量为23．70～37．85mm,依次为沙棘林>杨树沙棘混交林>油松沙棘混交林>杨树纯林>油松纯林．在5种人工林生态系统中,沙棘林的涵养水源功能最好,混交林较油松和杨树纯林有更好的涵养水源功能．     

六种温带森林类型凋落物量长期动态及其环境驱动

阐明凋落物动态及其环境控制机制，可以为森林生态系统生产力及碳汇功能的维持提供重要的数据支持和理论依据。以长白山系余脉张广才岭西坡林龄相近但立地条件不同的4种天然次生林（即硬阔叶林、杨桦林、杂木林和蒙古栎林）和2种人工林（落叶松人工林和红松人工林）为研究对象，对其地上凋落物产量及其组分以及相关环境因子进行了14年（2008-2021年）的连续测定，旨在揭示森林凋落物量及其组分的时空变化（林型间和年际变异）及其环境驱动机制。结果表明：6种森林类型的凋落总量（TL）无显著差异，波动范围为500.5-556.1 g m^-2 a^-1；但其叶凋落量（LL）、繁殖组织凋落量（RT）和其他组织凋落量（OT）均存在显著差异，波动范围依次分别为333.9-391.8 g m^-2 a^-1、8.43-69.93 g m^-2 a^-1和93.4-185.9 g m^-2 a^-1。6种森林类型的TL均存在显著的年际变化；其中LL和OT年际变化的显著性因森林类型而不同，而RT的年际变化不显著。除落叶松人工林外，其余5种森林类型的LL与生长季平均气温、日最低气温均值、土壤10 cm深度处的平均温度、最低温度（Ts_min）和土壤5 cm含水量（Ms）均呈显著正相关。杂木林、硬阔叶林和红松人工林的RT与Ms呈显著负相关；杂木林、杨桦林和硬阔叶林的OT与Ts_min呈显著负相关。样地水平的LL与土壤10 cm处含水量存在显著的正相关关系，而RT和OT则与其呈现显著负相关关系。这些结果表明林龄相似的温带森林地上凋落物总量有趋同趋势，但其通过改变组分分配格局来适应立地条件的变化；土壤湿度和温度变化会引起凋落物量的年际变化，但不同森林类型的凋落物量对环境波动的敏感性不同。     

油松侧柏混交林及其纯林枯枝落叶生态效益的研究

枯枝落叶作为森林生态系统中净第一性生产力的重要组成部分,是物质循环过程中的一个物质库,起着涵养水分,减少地表蒸发,改善土壤肥力,防止水土流失的重要作用。油松(Pinus tabulaeformis)和侧柏(Platicladus orientalis)是我国北方山区防护林的主要造林树种,目前多为人工纯林。这种针叶纯林一般生长缓慢,郁闭较迟,保持水土的能力也较差,并易受自然灾害的影响,从而不能有效地