亚高山针叶林人工恢复过程中生物量和材积动态研究

研究了近70年不同林龄亚高山人工云杉林的地上部分生物量及材积变化规律．结果表明,20年林龄前的云杉单株生物量增长缓慢,以小枝和叶生长为主,约占50％;20年以后,单株生物量增长加快,以树干积累为主,大体上超过60％;30年后增长速度相对减慢,自40年开始并保持快速增长．云杉种群生物量表现出类似的增长,但林龄在30至50年间增长速度减慢．群落生物量总体上持续增长,但灌木层生物量在初期快速增长,从20年林龄后逐渐减少;草本层生物量则一直减少,到70年时仅占不足0．2％．在近70年人工恢复过程中,云杉单株材积平均生长量和连年生长量都逐渐增大,越在后期生长越迅速;林分蓄积则在30至50年林龄之间有一段连年生长量相对减小的时期．根据树干解析资料,建立了70年人工云杉林的单株材积与胸径和树高的数学模型．     

川西亚高山不同林龄云杉人工林土壤微生物群落结构

以川西亚高山云杉人工林林地土壤为对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法研究了4种不同林龄(50、38、27和20年)的人工林土壤微生物多样性和群落结构特征.结果表明: 随着林龄的增加,土壤有机碳和全氮含量逐步增加;土壤微生物Shannon多样性和Pielou均匀度指数则呈现先增后减的趋势.土壤微生物总PLFAs量、细菌PLFAs量、真菌PLFAs量、放线菌PLFAs量以及丛枝菌根真菌PLFAs量均表现为随林龄的增加而增加.主成分分析(PCA)表明,不同林龄人工林的土壤微生物群落结构之间存在显著差异,其中,第1主成分(PC1)和第2主成分(PC2)共同解释了土壤微生物群落结构总变异的66.8%.冗余分析(RDA)表明,对土壤微生物群落结构产生显著影响的环境因子分别为土壤有机碳、全氮、全钾以及细根生物量.随着人工造林时间的延长,土壤肥力和微生物生物量增加,森林生态系统的恢复进程稳定.     

不同林龄胡杨活立木枯枝生物量和化学计量特征

基于不同林龄胡杨天然林样地活立木枯枝(DBST)生物量调查,探讨不同发育阶段胡杨活立木枯枝化学计量和碳储量的时空变化规律。研究结果表明:(1)不同林龄胡杨林活立木枯枝生物量随着林龄增加呈先增加后减小趋势,其中成熟林活立木枯枝生物量最大(10.93 t/hm~2),占地上生物量的17.79%。对于单株胡杨而言,随林龄增加活立木枯枝生物量增大,年平均活立木枯枝生物量为0.22 kg/株。同时胡杨枝径级越大越易形成枯枝,生物量也随枯枝径级的增加而增加。(2)胡杨活立木枯枝C、N、P、K平均含量分别为491.01、4.13、2.75、1.83 g/kg,活立木枯枝C、N、P元素含量高于活体枝,而活体枝K元素含量高于活立木枯枝。胡杨群落活立木枯枝平均C∶N、C∶P、N∶P比分别为:128.58、232.79、1.95,其活立木枯枝化学计量比均高于活体枝。林龄对化学元素含量和化学计量比影响均差异不显著(P0.05),说明了胡杨活立木枯枝的元素含量随龄级变化不大,具有稳定的特点。(3)活立木枯枝碳密度随林龄的增加先增加后降低,其中成熟林碳密度最大;胡杨群落平均碳密度为2.63 t/hm~2,占地上活立木碳密度的20.74%。研究认为胡杨群落枯枝生物量和碳密度随林龄增加的变化规律明显,胡杨活立木枯枝在荒漠森林生态系统中是不可忽略的C库。     

不同林龄海桑林和无瓣海桑林根际微生物特征

对不同林龄无瓣海桑(1、2、7、10、14年生)和海桑(1、4、7、10、14年生)人工林根际土壤微生物群落、微生物生物量碳和呼吸强度进行了研究。结果显示,不同林龄海桑和无瓣海桑的根际土壤为中性偏酸性,根际土壤有机质含量随着林龄增加而增加,总氮、总磷含量均在7年生林达到最高值,随后则随林龄增加而减少。海桑和无瓣海桑根际土壤的微生物生物量碳随林龄增大,在7年生林达到最高值,随后开始下降。细菌、真菌和放线菌数量和微生物生物量碳变化趋势一致,也是在7年生林达到最高值。相同林龄的海桑根际微生物的呼吸强度小于无瓣海桑,海桑的呼吸强度随林龄增加而增加,但无瓣海桑的呼吸速率在7年生林达到最高。典型相关分析表明,微生物生物量碳、呼吸强度与土壤有机质、pH呈显著相关性。     

山西太岳山不同林龄华北落叶松林土壤微生物特性!

本文以山西太岳山3个林龄(18、35和51年生)华北落叶松林为对象,研究其土壤微生物生物量、土壤真菌群落结构多样性特征,并利用通径分析,探讨土壤和凋落物养分含量对土壤微生物的影响。结果表明:随着华北落叶松林年龄的增加,土壤微生物生物量碳逐渐增加,微生物生物量碳占其与可溶性有机碳之和的比例也逐渐增加;土壤微生物生物量碳/氮比在51年生华北落叶松林中最大(13),约为其他两个林龄华北落叶松林的1.6倍;土壤微生物碳熵在35年生华北落叶松林中最低(1.5%),在18年生华北落叶松林中最高(2.8%)。土壤微生物生物量氮、真菌Shannon指数、土壤和凋落物碳/氮比在不同林龄华北落叶松林中的变化趋势均为35年生18年生51年生。通径分析结果表明,真菌群落结构多样性对土壤微生物生物量碳有较大的直接作用,凋落物自身化学组成对土壤微生物生物量氮有显著影响,土壤碳/氮比和微生物生物量碳/氮比是调控真菌群落结构多样性的直接因素。总的来说,35年生华北落叶松林的土壤有机碳活性最小,土壤碳库稳定性较好,养分状况优于另外两个林龄华北落叶松林。     

青海高寒区典型人工林植物多样性、地上生物量特征及其相关性

研究青海高寒区典型人工林植物多样性与生物量关系有助于植物多样性及生物量的相互预测,对于阐明植物多样性对生态系统的作用具有重要意义。以青海高寒区典型人工林为研究对象,采用标准地调查法、生物量模型估算法、生物量收获法等对人工林乔木层、灌木层和草本层的植物多样性及地上生物量进行定量研究,得到以下结果:(1)青海高寒区人工林植物多样性表现为草本层高于灌木层与乔木层,群落植物多样性受草本层植物多样性影响较大。(2)林龄为20年的人工林地上生物量介于921.9532—6314.9671 g/m~2之间,林龄为35年的人工林地上生物量介于9563.0731—15181.1201 g/m~2之间,不同林分类型之间地上生物量差异显著。(3)青海省高寒区人工林灌木层与草本层地上生物量占地上总生物量的比例较小,分别在0.77%—1.49%,0.004%—18.54%之间,乔木层地上生物量在群落地上总生物量中起主导地位。(4)青海高寒区人工林群落及草本植物丰富度与草本地上生物量之间呈三次函数关系(P0.05)。     

异速生长法计算秋茄红树林生物量

采用异速生长方法,建立树干基部多分枝型秋茄生物量与分枝直径的函数模型,根据该模型计算了浙江鳌江河口人工秋茄林生物量,并比较了我国不同地区秋茄林生物量差异。结果表明,秋茄生物量(W)与分枝直径(D)之间存在极显著的回归关系,叶片(WL)、树干(WS)、根系和分枝基部(WB)及植株总生物量(WT)与分枝直径(D)的异速生长方程分别为:WL=0.187D1.855(R2=0.612,P<0.0001);WS=0.267D1.906(R2=0.821,P<0.0001);WB=4.6D1.136(R2=0.644,P<0.0001);WT=3.614D1.446(R2=0.801,P<0.0001)。我国不同地区秋茄林地上生物量与林龄和纬度之间存在显著的回归关系:lg(地上生物量)=3.123+0.84×lg(林龄)-2.019×lg(纬度),(R2=0.431,F2,11=4.161,P=0.045)。秋茄种群生物量随着林龄的增加而增加,随着纬度的升高呈现降低趋势。浙江鳌江河口3年、5年和10年龄人工秋茄林生物量分别为7.13、11.32和24.35 t/hm2,其中5年龄秋茄林生物量仅为广东湛江同龄秋茄林(自然湿地生境)生物量的18%。然而,广东深圳的3年龄秋茄林(人工湿地生境)生物量仅为该研究中同龄秋茄林生物量的9.3%。此外,以≤11年龄的人工秋茄纯林为对象,建立了种群密度与种群植株平均生物量的关系:lg(平均单株地上生物量)=8.468-2.1×lg(种群密度),(R2=0.961,F=99.764,P=0.001),秋茄种群密度越小,平均植株生物量越大,平均单株生物量较符合Yoda提出的-3/2自疏定律为快,自疏指数为-2.1。因此,纬度和林龄是秋茄种群生物量的主要影响因子,生境类型、种群密度等因素对红树林种群或群落生物量的积累也至关重要。     

不同林龄刺槐林下植物群落物种组成及功能多样性差异分析

群落物种组成与功能多样性动态变化反映了种群的现状及未来群落的演替趋势。本文选取不同林龄刺槐(Robinia pseudoacacia L.)林的林下草地植被为研究对象,通过群落特征调查和功能性状测定,分析不同林龄刺槐林林下植物的群落物种组成及功能多样性的差异与动态变化。结果显示：(1)林下草地植物群落主要以菊科、蔷薇科多年生杂类草为主,随林龄的增加,以菊科为主的植物群落逐渐演替为以禾本科为主的植物群落,双子叶植物数目逐渐减少,单子叶植物数目逐渐增加。(2)除群落总盖度外,林下植物群落各数量特征随林龄的增加而增加。(3)Rao二次熵指数随林龄的增加而逐渐降低,功能丰富度指数、功能均匀度指数和功能离散度指数随林龄的增加呈先增加后降低的趋势,功能多样性动态变化主要归因于群落地上生物量及植物叶片面积和质量的改变。     

天津平原杨树人工林生态系统碳储量

森林生态系统是最重要的陆地生态系统碳库,人工林生态系统碳储量在森林碳储量中所占比重越来越大。本研究选取天津平原地区不同林龄杨树人工林,通过野外调查和室内分析,估算了杨树人工林乔木、草本、凋落物和土壤碳储量。结果表明:人工杨树幼龄林、中龄林和成熟林的乔木生物量分别为43.65、56.18和121.59 t·hm-2,乔木各组分生物量所占比例在幼龄林和中龄林中表现为干根枝叶,在成熟林中表现为干枝根叶。3个林龄段杨树人工林的草本层生物量分别为4.60、2.92和1.58 t·hm-2,凋落物生物量分别为0.46、0.35和0.66 t·hm-2。人工杨树幼龄林、中龄林和成熟林生态系统碳储量分别为84.34、121.03和121.72 t C·hm-2,其中群落碳储量分别占25.85%、22.25%和46.58%,土壤碳储量分别占74.15%、77.75%和53.42%。群落碳储量中乔木碳储量分别为20.04、25.78和55.95 t C·hm-2;草本碳储量分别为1.63、1.05和0.57 t C·hm-2;凋落物碳储量分别为0.14、0.10和0.19 t C·hm-2。3个林龄段杨树人工林土壤有机碳储量(0~100 cm)依次为62.53、94.10和65.03 t C·hm-2,其中0~30 cm土壤有机碳储量所占比例分别为33.91%、37.64%和44.16%,随林龄的增加而增加。结果表明,杨树人工林生态系统碳储量随林龄的增加显著增加,而目前天津杨树人工林以幼龄林为主,未来天津杨树人工林存在巨大的碳储存空间。     

辽东山区不同林龄日本落叶松人工林土壤微生物、养分及酶活性

对辽宁省抚顺市大孤家林场11、20、34和47年生日本落叶松人工纯林表层土壤(0~5 cm)微生物群落结构、养分及酶活性进行了研究.结果表明: 土壤微生物、养分及酶活性各项指标基本呈现11或47年林龄较高,而20或34年林龄较低.随林龄增加,土壤地力呈现衰退趋势,土壤微生物群落结构及酶活性变化对地力衰退呈现响应趋势,不同林龄真菌群落结构的差异较细菌显著.典范对应分析(CCA)表明,土壤养分含量及pH值对微生物群落结构的季节变化没有影响,但对在不同林龄间微生物的变化有影响.土壤全氮、有机碳、C/N、速效氮和pH值对不同林龄细菌分布影响较大,土壤速效磷、全钾、交换性镁离子和pH值对真菌分布影响较大.细菌与真菌群落主要的T RFs片段与氮、磷的相关性都较高,而真菌群落与有机碳、钾的相关性高于细菌群落.11和47年林龄微生物群落与土壤养分、酶活性的相关性高于20与34年.因此,土壤微生物(尤其是土壤真菌)可以敏感地指示土壤肥力的变化.     

与物种多样性有关的长白落叶松人工林生物量

对不同龄组长白落叶松(Larix olgensis)人工林群落的物种多样性和生物量及二者关系研究分析。结果表明:1)随林龄增大,群落物种组成结构和多样性特征发生了很大变化。物种更迭现象明显,春榆等阔叶树重要值上升,长白落叶松优势地位逐渐下降,植被类型向针阔混交林演替。群落Sorensen相似性指数降低,Shannon-Winner多样性指数呈"S"型曲线增长,Pielou均匀度指数呈反"S"型曲线下降,Margalef丰富度指数呈单峰曲线增长趋势;2)随林龄增大,群落生物量"S"型曲线增长趋势明显,分配序列为:乔木层木质物残体层灌木层草本层,占群落生物量比例分别为82.41%、15.10%、1.69%和0.81%。长白落叶松生物量占据主导地位,但所占比例持续下降,属于衰退型种群,而春榆等阔叶树比例上升。林下植被层中,草本的主导地位逐渐丧失,灌木取而代之,生物量所占比例明显升高。地表木质物残体生物量比例缓慢下降;3)群落中物种多样性测度指标与生物量之间单调线性增长的关系明显,Shannon多样性指数较之Pielou均匀度指数更适合作群落生物量度量指标,生物量与Margalef丰富度指数无明显相关性。     

西南桦人工林与山地雨林的群落学特征比较

人类活动对生态系统的影响是当今生态学的研究热点之一, 但对在退化生态系统上进行人工造林对地带性植被群落学特征的影响研究尚较欠缺。本文根据组成群落的植物生态学特征能对其生态环境做出准确的反应这一规则, 通过样地调查法分析了林龄为12年的西南桦(Betula alnoides)人工群落的区系组成和基本的群落学特征, 并与当地的地带性植被——山地雨林的区系组成和群落学特征进行了比较, 从而探讨人工造林对当地天然生态系统的影响。结果发现, 与天然群落相比, 人类活动(人工种植西南桦林)对生态系统的植物物种的生活型谱、物种叶型谱、区系成分、物种多样性等方面的群落学特征影响不大;即使在这些方面有或多或少的差异, 可能也是小环境的异质性造成的。但是人工种植西南桦林对群落的季相外貌、群落的结构、物种组成、物种丰富度以及生物量等方面有较大的影响。进行综合分析后得出结论: 虽然人工造林可以缩短植被自然恢复的时间以及具有显著的经济价值, 但与地带性植被相比, 还是有较大的生态学差异。建议为了当地经济的发展, 有必要适当发展一定面积的人工林, 但规模应适度。     

西南桦人工林与山地雨林的群落学特征比较

人类活动对生态系统的影响是当今生态学的研究热点之一,但对在退化生态系统上进行人工造林对地带性植被群落学特征的影响研究尚较欠缺。本文根据组成群落的植物生态学特征能对其生态环境做出准确的反应这一规则,通过样地调查法分析了林龄为12年的西南桦（Betula alnoides）人工群落的区系组成和基本的群落学特征,并与当地的地带性植被——山地雨林的区系组成和群落学特征进行了比较,从而探讨人工造林对当地天然生态系统的影响。结果发现,与天然群落相比,人类活动（人工种植西南桦林）对生态系统的植物物种的生活型谱、物种叶型谱、区系成分、物种多样性等方面的群落学特征影响不大;即使在这些方面有或多或少的差异,可能也是小环境的异质性造成的。但是人工种植西南桦林对群落的季相外貌、群落的结构、物种组成、物种丰富度以及生物量等方面有较大的影响。进行综合分析后得出结论：虽然人工造林可以缩短植被自然恢复的时间以及具有显著的经济价值,但与地带性植被相比,还是有较大的生态学差异。建议为了当地经济的发展,有必要适当发展一定面积的人工林,但规模应适度。     

人工红树林中黑口滨螺和黑线蜒螺分布的差异性

研究了福建九龙江河口不同林龄、不同红树种类的人工林中黑口滨螺（Littoraia elanostoma）和黑线蜒螺（Nerita lineata）的分布情况.结果表明,黑线蜒螺主要分布于秋茄林内,且其生物量随林龄增加而增加;桐花树林内黑口滨螺的生物量和密度均大于林龄相近的秋茄林,但个体大小则小于秋茄林.黑口滨螺的生物量在桐花树林内随林龄增加呈现先增加后减少的趋势,而在秋茄林内则随林龄增加而减少.这种差异性反映了人工红树林植物种类及其演替过程对腹足类动物分布的影响.     

不同林龄麻栎林地下部分生物量与碳储量研究

探讨不同林龄麻栎林地下部分根系的生物量与碳储量,为麻栎林的经营管理及碳汇管理等提供科学依据。以江苏省句容市不同林龄(幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林)的麻栎林为研究对象,采用全根挖掘法获取麻栎各级根系及灌草层根系,并测定其生物量、碳含量,构建麻栎根系生物量模型,估算麻栎林地下部分根系碳储量及麻栎林群落碳储量。通过11种数学回归模型的比较,构建麻栎各级根系生物量幂回归模型,计算得到幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林麻栎根系生物量分别为14.81t/hm~2、41.15t/hm~2、50.36t/hm~2、53.75t/hm~2,各级根系生物量大小顺序是:根桩粗根大根细根;灌木与草本植物根系生物量分别为0.48—1.71t/hm~2、0.13—0.60t/hm~2;不同林龄麻栎林群落根系生物量为15.42—56.06t/hm~2,且随林龄的增大而增大。麻栎根系碳含量大小顺序为:根桩粗根大根细根,且碳含量差异显著;灌木与草本植物根系碳含量分别为41.84%—43.79%、34.03%—38.48%,随林龄变化均无明显变化规律。麻栎林乔木根系碳储量随林龄增大而增大,幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林根系碳储量分别为6.01t/hm~2、17.41t/hm~2、21.79t/hm~2、21.99t/hm~2;灌木与草本植物根系碳储量均随林龄增大而增大;幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林群落根系碳储量分别为6.26t/hm~2、17.74t/hm~2、22.37t/hm~2、22.94t/hm~2,且乔木层灌木层草本层。麻栎林地下部分根系生物量与碳储量随林龄的增大而增大,幼龄林到近熟林生长过程中生物量与碳储量增加快速,近熟林后生物量与碳素积累缓慢,且与成熟林接近。     

不同恢复类型植被细根分布及与土壤理化性质的耦合关系

针对陕北典型黄土丘陵区吴起县主要人工造林和自然封育植被恢复类型,确定5、15年和40年不同退耕年限下的沙棘、山杏及自然恢复草地样地,进行剖面采样,分析不同植被恢复类型下细根生物量、土壤理化性质,研究了不同恢复类型和不同年限植被细根生物量与土壤理化性质随时间的变异规律及耦合关系。结果表明,(1)总体上,主要造林树种和退耕自然封育草地细根生物量都随林龄和退耕年限的增长呈增加趋势,同年限人工造林树种细根生物量大于自然恢复的草地,不同植被群落细根生物量均表现出随着深度的增加呈指数递减规律。(2)自然封育的草地生态系统土壤含水量大于人工山杏林和沙棘林。人工造林和自然封育植被恢复下,土壤团聚体稳定性都随退耕年限的增加而增强,有机质、全氮、全磷含量也都呈增加趋势,土壤平均含水量则呈减小趋势。(3)细根生物量与土壤容重和团聚体稳定性显著相关,植物细根在土壤结构改善中起到了重要作用。     

中国东部木荷-米槠林的生物量和地上净初级 生产力

运用样方重叠和树干解析法测定了浙江天童木荷-米槠群落生物量及生产力. 结果表明, 群落总生物量为(225.3±30.1) t/hm², 其中地上部分占72.0%, 地下部分占28.0%, 87.2%分配于乔木层; 萌枝生物量较小, 其中95.0%以上分布于灌木层. 群落地上部分生产力为(386.8±98.9) g·m⁻²·a⁻¹, 其中96.0%以上分配于乔木层, 树干对生产力的贡献最大, 叶的贡献率最小. 中国亚热带常绿阔叶林群落生物量与林龄差异较大, 本研究的52年生木荷-米槠群落生物量低于中国亚热带常绿阔叶林生物量的平均水平, 也较低于世界其他常绿阔叶林生物量水平, 而且其生产力低于模型估算结果, 表明该群落在没有干扰的影响下, 群落生物量和生产力发展潜力较大.     

不同人工灌木与草混播群落中4种灌木根系分布的研究

通过对3种人工群落中4种优良水土保持灌木荆条、柠条、胡枝子、紫穗槐的根系分布的研究,分析和探讨这4种灌木在不同群落中根系生物量分布,地上、地下生物量相关性及有效根密度的差异.结果表明:(1)紫穗槐在不同人工群落中的地下生物量相对稳定;(2)群落Ⅰ(胡枝子80/柠条80 紫穗槐30/荆条20 苇状羊茅150/百脉根100)的植物配置灌木根系生物量最大;(3)4种灌木地上、地下生物量有较强的相关性,地上生物量均随地下生物量的增加而提高;群落Ⅰ有效根密度总和远大于群落Ⅱ、Ⅲ.可见,紫穗槐具有良好的混播性能,群落Ⅰ的植物配置模式相对合理.     

广州南沙区万顷沙人工次生湿地植物群落初步研究

在植物样方调查的基础上,对研究区人工次生湿地生态系统主要植物群落的生物量进行了估算,并对其植物群落结构进行了比较分析.结论表明:1)研究区湿地水生植物群落总生物量>草本植物群落总生物量>乔木群落总生物量;2)研究区单优植物对群落综合结构和垂直结构的贡献并不大.据此认为,提高物种多样性对维护区域人工次生湿地生态系统的整体稳定性和健康发展具有积极意义.     

西双版纳热带次生林生物量的初步研究

 本文采用“空间代替时间”和维量分析的方法研究了西双版纳热带次生林4块不同年龄林分的生物量,并详细分析了热带次生林在演替初期阶段生物量的变化趋势。结果表明：林分总生物量随林龄而增加,5年生林分的总生物量为41.932t·hm-2,10年生林分的总生物量为52.116t·hm-2,14年生林分的总生物量为88.284t·hm-2,22年生林分的总生物量为113.743t·hm-2。林分生物量的层次分配比例以乔木层所占的比例最大,占4/5以上,随林龄而增加;灌木层增长到14年生林分后又下降,草本层随林龄而递减,层间植物则上升。生物量的器官分配比例以干材所占的比例最大,占1/2以上,随林龄而递增;而枝、根和叶的生物量分配比例则随林龄而下降。并建立了4个林分主要优势种及乔木层器官生物量的回归模型。