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。     

东灵山地区辽东栎幼苗的建立和空间分布

 研究树木实生苗的建立对森林生态系统的保育和恢复具有重要意义,在北京东灵山地区调查了辽东栎(Quercus liaotungensis)实生和萌生幼苗在几种典型的植被类型中的空间分布以及辽东栎一年生实生幼苗在1个林窗梯度上的建立。选择几种典型的植被类型,研究辽东栎实生幼苗和萌生幼苗在森林中的空间分布。结果显示,在不同植被类型中辽东栎实生和萌生幼苗的密度存在空间差异,实生苗密度随幼苗年龄增大逐渐降低,种群的更新主要依靠萌生苗完成。在1个落叶阔叶林中选择1个林窗,在不同梯度(即林窗中间、林窗和树冠连接处,以及树冠下)上,播种辽东栎坚果,第二年秋季调查实生幼苗的2个生长指标和出苗率。结果显示,林窗对一年生实生幼苗的生长高度有影响。幼苗高度在林窗中比在树冠下大;林窗对辽东栎幼苗最长叶片长度和幼苗的出苗率没有影响。说明辽东栎实生幼苗的良好生长需要阳光比较充足的生境条件。本项研究结果建议,对辽东栎种群的更新,应该适当择伐一些较大个体,使森林形成一些林窗或林中空地,以利于辽东栎实生幼苗的建立,这样才能使辽东栎种群通过实生苗进行更好的自然更新。     

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.     

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。     

北京山区辽东栎林的径级结构、种群起源及生态学意义

 北京山区的辽东栎(Quercus wutaishanica)林径级结构的调查分析结果表明,辽东栎林是稳定性的群落类型,其更新主要通过萌生来完成。能够与辽东栎长期共存的伴生种有色木(Acer mono)、大果榆(Ulmus macrocarpa)、大叶白蜡(Fraxinus rhynchophylla)等。萌生在辽东栎种群中十分普遍,除辽东栎伐桩、枯木和大树根际有较多的萌生茎干外,多年生实生苗也有萌生现象发生。辽东栎林的更新在辽东栎总体种群的幼树阶段(径级2)存在着明显的瓶颈现象,但萌生特性使辽东栎林在更新时或受到干扰后形成较大的萌生种群,使辽东栎的大幼树能够得到迅速的补充,顺利地通过瓶颈进行更新,保持群落的相对稳定。一定数量的辽东栎实生种群的存在对于维持辽东栎的遗传多样性、种群整体活力和群落的稳定,提高辽东栎种群对环境变化的反应能力等方面有着十分重要的生态学意义。     

森林演替过程中优势树种凋落叶对土壤微生物组成的影响

为了进一步认识森林群落演替机理,研究了黄土高原马栏林区处于不同演替阶段的森林土壤微生物组成,以及优势树种凋落叶对土壤微生物组成的影响.采用凋落叶浸提液处理不同类型的土壤,利用土壤浸提液固体培养基测定微生物数量,以系统聚类和主成分分析等方法进行数据分析.结果表明:微生物总数量及土壤细菌数量按白桦(Betulaplatyphylla)林→油松(Pinus tabulaeformis)林→辽东栎(Quercus liaotungensis)林递增;在先锋森林群落向顶极群落演替过程中,微生物组成的综合性指标Shannon-Wiener指数呈下降趋势;土壤微生物3大类群中,数量较少者对Shannon-Wiener指数的大小变化起着较大作用;依据可培养微生物组成,8种土样可划分为3个类群,辽东栎及油松凋落叶对土壤微生物组成的影响不同,辽东栎凋落叶对土壤微生物学性质的作用更强;马栏林区森林土壤微生物组成与植被类型及演替阶段关系密切;演替高级阶段森林优势树种凋落叶可能通过其对土壤微生物组成的改造优势,逐渐改变土壤的微生物学性质,进而促进植被演替.     

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。     

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。     

陕西子午岭林区人工油松幼树的表型多样性

为研究陕西子午岭马栏林区人工油松(Pinus tabuliformis)幼树的表型变异特征,选取种植于草地、灌木丛、白桦(Betula platyphylla)林、辽东栎(Quercus wutaishanica)林的4种人工油松幼树种群,对其针叶及枝条的表型性状进行分析。结果表明:人工油松幼树种群的7个表型性状(针叶长度、宽度、厚度、长宽比及当年生枝条的长度、基径、着生针叶数)在种群内及种群间都存在极显著差异;种群间平均表型分化系数为72.88%,大于种群内的27.12%,表明种群间变异是油松幼树表型变异的主要部分,不同种群所处的环境差异是油松幼树表型变异的主要原因;表型性状的平均变异系数为19.74%,性状离散程度居中;相关性分析表明,叶长与叶宽不相关,其他性状间均存在显著的相关关系;表型性状的聚类分析将4种人工油松幼树种群划分为3类。     

子午岭林区白桦-辽东栎混交林光合生理生态特征研究

对黄土高原子午岭次生林区白桦林、辽东栎林和白桦-辽东栎混交林3种林分的土壤物理特性和叶片光合特性进行了研究。结果表明:(1)白桦-辽东栎混交林地的土壤水分明显改善,其土壤容重最小、土壤孔隙度最大,且均优于纯林,即混交林地有深层次的土壤水分可供利用,并改善了土壤的物理结构;(2)辽东栎林的光合速率和气孔导度最大,其次为白桦-辽东栎混交林,水分利用率(WUE)为混交林白桦>混交林辽东栎>辽东栎林>白桦林;(3)混交林中白桦、辽东栎的Fv/Fm和Fv/Fo值均较大,与纯林差异不显著;白桦林和辽东栎林的qP和NPQ值均大于混交林。     

子午岭马兰林区辽东栎幼苗定居限制的初步研究

在子午岭马兰林区选择油松林、辽东栎林、灌丛、草地等四种群落,通过播种实验及3 a的跟踪调查,研究四种不同生境下辽东栎幼苗在定居过程中的生长规律.结果显示:在四种生境中,人为增加辽东栎种子密度,均能明显提高出苗量,幼苗生长三年后大量死亡,死亡高峰出现在第三年.郁闭生境下(油松林和辽东栎林),辽东栎出苗率及存活率高于开阔生...     

大兴安岭新林林业局3种林分类型天然更新幼苗幼树的空间分布格局

基于大兴安岭新林林业局落叶松林、白桦林和混交林3种主要林分类型16块样地的调查数据,依照幼苗幼树的株高划分为3个等级: Ⅰ级, 株高≤60 cm; Ⅱ级, 60 cm＜株高≤200 cm; Ⅲ级, 株高＞200 cm且胸径＜5 cm.在4种取样尺度下,采用负二项指数等7种聚集度指数,判定幼苗幼树的分布格局及格局强度,分析格局变化和格局规模.结果表明: 除落叶松林的落叶松幼苗幼树Ⅱ级最多,且随等级升高幼苗幼树密度先升高后降低外,白桦林和混交林的落叶松以及3种林分的白桦幼苗幼树Ⅲ级最多,而Ⅰ级最少,随等级升高,幼苗幼树密度均升高.落叶松幼苗幼树在3种林分4种取样尺度下均呈聚集分布.白桦幼苗幼树在白桦林中除在10 m×20 m尺度为随机分布外,均呈聚集分布.除落叶松幼苗幼树在混交林中5 m×10 m尺度时聚集强度最大外,落叶松在其他林分以及白桦在3种林分均在5 m×5 m尺度下聚集强度最大.在落叶松林,落叶松和白桦幼苗幼树的聚集强度随等级增大而减小,其中白桦由聚集分布变为随机或均匀分布;在白桦林和混交林中,落叶松和白桦幼苗幼树的聚集强度随等级升高不断增大,由均匀分布变为聚集分布.在3种林分类型中,不同更新等级落叶松和白桦幼苗幼树种群的格局规模均为25 m².落叶松和白桦幼苗幼树种群格局强度在不同林分类型、不同更新等级中差异明显.     

山西文峪河上游河岸林的土壤种子库与树种更新特征

以山西文峪河上游13种典型的河岸林为研究对象,通过土壤种子库和树种更新研究,分析群落种子库与林下更新随演替进展的变化趋势,以及该区河岸树种的繁殖对策。结果表明：13种群落的土壤种子库密度间于1290±103～3950±154粒/m2,63.5%的种子留存于0～5 cm的层次;种子库包含49种植物,以多年生草本为主,存在耐干扰种和湿地植物的种子;处于相同或相邻演替阶段的群落,种子库相似性较高;随演替进展,种子库密度、丰度、Shannon-Wiener指数及种子库与地上植被的相似性均呈降低趋势;处于演替后期的青杄Picea wilsonii林存在丰富的＂青杄幼苗库＂;先锋种白桦Betula platyphylla的种子存在于演替各阶段的群落中,储量丰富,其更新主要依赖于风媒种子,并存在少量萌蘖;青杄、白杄P.meyeri、华北落叶松Larix principis-rupprechtii、油松Pi-nus tabulaeformis和辽东栎Quercus liaotongensis的种子库损耗严重,没有或仅存少量种子,其中云杉和油松的更新幼苗幼树多,属持久幼苗库更新;华北落叶松幼苗幼树少,且仅出现于林缘或林窗等开阔地,属植被空隙中季节性更新;辽东栎主要依赖丰富的幼苗库进行更新,同时存在一定的萌蘖;青杨Populus cathayana以大量风媒种子更新结合营养扩展。     

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。     

鄂东南低山丘陵区枫香种群的天然更新方式与特征

鄂东南低山丘陵区是一个生态脆弱区,枫香（Liquidam bar formasana）林是该地区的重要森林植被类型,对于维持该地区的生态安全和经济发展具有重要意义。为了探明枫香实生和萌芽更新对枫香种群维持的作用,采用样方法研究了该地区枫香林和马尾松（Pinusm assoniana）-枫香混交林枫香种群的天然更新方式,并采用不同年代伐桩构建的时间序列研究了枫香伐桩的萌芽更新规律。结果表明：（1）该地区的枫香种群由实生和萌芽更新植株组成,但二者的比例在马尾松-枫香混交林和枫香林间存在明显差异;（2）萌芽更新可以划分为幼苗萌芽和伐桩萌芽更新2类,其中幼苗萌芽更新是对自然环境的适应,伐桩萌芽更新是对人类砍伐的适应;（3）枫香伐桩萌芽更新存在明显的自疏现象,并最终形成1-2杆的萌代主;与实生幼苗相比,伐桩萌条具有生长迅速的特点。上述结果表明,枫香的实生和萌芽更新共同维持了该地区枫香种群的稳定。