林窗尺度对马尾松人工林林下灌草层优势种生态位的早期影响北大核心CSCD

马尾松作为中国广泛栽植的乡土树种,其人工林群落结构简单和生物多样性低下是普遍存在的生态学问题。探究不同林窗尺度对马尾松人工林林下植被群落的影响,可为马尾松人工林近自然经营提供理论依据。该研究在45 a生马尾松人工林中分别设置A(50 m^(2))、B(100 m^(2))、C(200 m^(2))和D(667 m^(2))4种不同尺度的林窗,以不做任何处理的马尾松人工林作为对照(CK),探究采伐开窗后林窗内自然更新1 a后的灌草层植物组成、优势种生态位宽度和生态位重叠度分布特征。结果显示:(1)除100 m^(2)林窗下灌木层物种数与对照无显著差异外,其余林窗灌草层物种数均显著高于对照(P<0.05),且200 m^(2)林窗下灌草层物种数均最多,分别为35种和20种;4种林窗下灌草层物种丰富度指数较对照均显著增加(P<0.05),最大值均出现在200 m^(2)林窗下,其值分别为对照的1.5倍和2.6倍。(2)林窗增加了灌草层喜光植物种类,且在200 m^(2)林窗下种类最多,灌木层喜光植物有13种,草本层喜光植物有5种。(3)4种林窗下灌草层优势种中,喜光植物生态位宽度均较大,200 m^(2)林窗下灌草层生态位宽度平均值最小,其对资源利用程度低,重要值与生态位宽度之间无显著相关性(P>0.05)。(4)4种林窗下灌草层优势种间生态位重叠度指数均较小。667 m^(2)林窗下,灌草层优势种平均生态位重叠度指数最小,分别为0.029和0.024,200 m^(2)林窗下灌草层优势种高生态位重叠度占总数比例最大,分别为20%和23.8%。研究表明,采伐开窗促进了马尾松人工林林下植被发育,丰富了林下植物多样性,有利于马尾松林稳定持续发展,对精准提升马尾松人工林质量具有重要意义。     

辽西樟子松人工林净生态系统碳交换

樟子松是三北地区造林的主要树种之一,研究樟子松人工林净生态系统碳交换(NEE)及其影响要素对理解我国人工林碳平衡有重要意义。本研究以辽西樟子松人工林为对象,采用涡度相关系统及其配套设备于2020年对樟子松人工林NEE和环境要素进行了原位连续观测。结果表明: 在0.5 h尺度上,1—12月夜间为碳源,白天为碳汇,且受干旱影响5—8月下午碳吸收受到明显抑制。在日尺度上,受干旱影响,控制夜间NEE季节动态的主要要素为土壤温度和土壤湿度,控制白天NEE季节动态的主要要素为土壤湿度和饱和水汽压差;土壤干旱时降水可促进夜间和白天NEE,并导致光合呼吸参数升高。在月尺度上,白天NEE与表观量子利用效率和最大光合速率均呈显著负相关,当空气温度小于5 ℃时,10 ℃生态系统呼吸和生态系统呼吸温度敏感性随空气温度降低而呈线性增加。2020年辽西樟子松人工林NEE积累量为-145.17 g C·m^-2,表现为弱碳汇。     

樟子松固沙林林水关系研究进展及对营林实践的指导

中国有着世界上最大面积的人工林, 如何维持人工林的可持续性已成为气候变化背景下需要面对的重大挑战。樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)以其抗旱、抗寒、耐贫瘠等优良特性成为中国北方生态治理中最主要的常绿针叶树种之一, 近70年来发挥了巨大的防风固沙与生态固碳功能。然而, 随着林分的生长与气候变化, 樟子松人工固沙林正经历着越来越严峻的环境胁迫, 部分地区出现了林分“早衰”或死亡的现象, 引起了人们对樟子松固沙林适应与应对气候变化能力的担忧。该文在回溯樟子松基本生物学特征与引种推广历史, 系统总结近年来樟子松林林水关系研究新成果的基础上, 全面分析了樟子松固沙林林水关系存在的主要矛盾, 并提出了基于林水关系相协调的林分经营措施的调整: 由倡导防护功能为主的单一目标向包含林分稳定性、生态固碳功能、可持续发展等多目标平衡方向调整; 由以沙地森林景观培育为主向以良好土壤生境培育为主的方向调整; 由倡导天然更新为主向以人工造林与天然更新相结合的世代更新方向调整。在立足于北方沙地脆弱生境与气候变化客观现实的基础背景下, 应坚持樟子松在固沙林生态系统演化过程中的先锋种与建群种地位, 基于“以水定绿”原则, 采取“隔行带伐+再造林”等方式开展林分密度动态调控, 促进林分向异龄林结构演化, 促进樟子松固沙林生态服务的优质化和生态固碳功能的最大化。     

南亚热带10种造林树种的水力结构和水力安全

南亚热带地区人工纯林面积大, 但是结构简单, 对气候变化响应敏感。在区域气候干旱化的背景下, 造林树种的生理生态策略及其对季节性干旱的响应亟待研究。该研究选择南亚热带地区10种造林树种(包括6种乡土种和4种外来种), 测定这些树种的平均生长速率、水力学性状以及经济学性状, 分析性状与生长速率之间的相关关系, 并比较水力安全边际和气孔安全边际的种间差异。结果发现: (1)造林树种的生长速率与木质部导水率显著正相关, 但与木材密度、比叶面积以及水力安全性指标无显著相关性。(2)造林树种的水分传导效率性和安全性之间没有权衡关系, 外来树种Acacia crassicarpa和Eucalyptus grandis × urophylla同时具有较高的木质部导水率和较强的抗栓塞能力。(3)造林树种的水力安全边际和气孔安全边际的种间差异显著, 大叶相思(Acacia auriculiformis)、红锥(Castanopsis hystrix)、壳菜果(Mytilaria laosensis)和阴香(Cinnamomum burmannii)在干季发生水力失败的风险较高。建议南亚热带人工林的生态监测指标体系中应包括树木水力学性状, 进而为人工林的可持续经营管理提供重要参考。     

树种及多样性组配对南亚热带人工林早期树木生长的影响

为科学筛选提升南亚热带人工林生产力的树种配置模式,选择南亚热带8个乡土树种,采用随机区组的试验设计,建立了树种多样性梯度(1、2、4、6个树种)人工新造林试验平台,研究树种多样性及不同功能特性树种混交对人工林早期树木生长的影响。结果表明: 在树木生长第5年,树木生长并没有随树种多样性增加而增加;速生树种马尾松和米老排纯林生长量是珍贵树种红椎和格木纯林的2.5～4.5倍;2个树种混交和4个树种混交情况下,针阔树种混交、速生树种与固氮树种混交显著提高树木生长量51.5%～132.8%,而当6个树种混交时,不同树种组配对生长量没有显著影响。不同树种配置模式下土壤氮、磷养分是影响树木早期生长的主要因素。针阔树种混交、速生和固氮树种混交能显著提高南亚热带人工林树木的早期生长。     

广西桉树人工林叶面积指数的估测及其校正

叶面积指数(Leaf area index, LAI)是森林生态系统重要的结构参数,通过遥感技术可反演区域LAI,但其可靠性需要地面准确的实测数据进行验证。选取广西国有高峰林场不同林龄的桉树(Eucalyptus robusta)人工林为对象,以异速生长法(Allometry)为对照,综合利用植物冠层分析仪法(LAI-2200)、跟踪辐射和冠层结构分析仪法(TRAC)、半球摄影法(DHP)以及地基激光雷达法(TLS)等间接法估测样地的LAI,并考虑木质成分以及聚集效应影响,进行相应的校正处理,为地面快速、准确测量桉树人工林LAI提供参考。结果表明：桉树人工林的比叶面积为125.37±13.38 cm~2/g,通过Allometry获得的LAI变化范围在1.65—3.84,平均为2.73,不同林龄间的差异均显著(P<0.05),随着林龄的增加呈现先增加后减少的趋势。在未校正情况下,LAI-2200、TRAC、DHP、TLS估算的LAI存在显著差异(P<0.05)。与对照相比,LAI-2200在幼龄林和过熟林中估算误差最小,TRAC在成熟林中估算误差最小。相对于完全去除法,利用...     

柏木人工林林窗位置对香椿细根分解及土壤真菌群落多样性的影响

为了解林窗位置对香椿细根分解及土壤真菌群落多样性的影响,以川中丘陵区30a生柏木人工林为研究对象,采用Illumina Miseq高通量测序技术研究200 m²人工林窗中心位置（GC）、边缘位置（GB）、郁闭林（CC）对香椿细根2a自然分解后土壤真菌群落结构及多样性的影响。结果表明,林窗内不同位置之间微环境差异显著（P<0.05）,土壤理化性质对林窗位置变化的响应较细根养分元素更积极,GB位置细根分解速率显著高于GC和CC。土壤真菌门水平在3个林窗位置间无显著差异,其中子囊菌门、担子菌门是优势类群;腐生营养型真菌在3个林窗位置上具有显著差异,散囊菌目、粪壳菌目、肉座菌目、刺盾炱目、伞菌目是3个位置上相对丰度值>1%的优势类群,刺盾炱目、伞菌目相对丰度在GB和CC之间有显著差异（P<0.05）;青霉属和曲霉属是真菌在属水平上的优势类群,其相对丰度在3个位置间有极显著差异（P<0.01）。林窗位置未对真菌群落α多样性产生显著影响,但群落β多样性对位置变化的响应显著。GB位置群落β多样性显著高于GC和CC （P<0.05）,共有种数量最多,GC位置特有种数量最多。冗余分析发现较多环境因子对真菌群落的影响显著（P<0.01）,Mantel test （和partial Mantel test）分析结果表明土壤pH值、土壤含水量、土壤温度、土壤速效磷、土壤全氮是真菌群落多样性的重要影响因子。综上所述,林窗内位置对土壤真菌类群构成和群落β多样性具有差异性影响,在柏木人工林内实施林窗式干扰有助于调节细根分解等地下生态进程。     

火烧强度对中亚热带人工造林初期土壤呼吸的影响

在热带和亚热带森林中,火烧是一种清理采伐迹地的有效管理措施。尽管许多研究表明,火烧刺激了土壤的碳排放,但对亚热带火强度对土壤呼吸的影响还缺乏了解。在中亚热带米槠常绿阔叶次生林采伐迹地上,设置高火烧强度（HF）、低火烧强度（LF）炼山造林处理,利用LI-8100对造林初期（2012年3月-2012年12月）土壤呼吸进行测定,同时监测观测期土壤温度、含水量以及降雨量等气象因子,分析不同火烧强度对中亚热带造林初期土壤呼吸及排放量的影响,同时探讨影响土壤呼吸变化的主要因素。结果表明：（1）观测期间不同火烧强度对土壤呼吸的影响呈现出明显的时间变化特征：与对照（CT）相比,土壤呼吸在火烧后2个月以内显著增加（P<0.05）,HF和LF分别增加76.3%和55.3%;在火烧后2-5个月内三种处理间没有显著差异（P>0.05）;但之后,火烧处理土壤呼吸显著低于CT （P<0.05）,HF和LF分别降低40%和32.6%;在观测期间火烧处理没有导致土壤CO₂累计排放量的增加。（2）火烧处理下,仅HF处理中土壤呼吸与土壤温度显著相关（P<0.05）,但拟合决定系数较低。（3）单次降水事件会导致火烧处理下土壤呼吸的增加,而对照无明显增加;但连续性降水事件中,降雨早期促进土壤呼吸,而后期呈现出抑制作用。     

连栽第1代和第2代杉木近熟林水文过程养分动态比较

利用小集水区径流场技术和定位研究方法,在获得连栽两代杉木近熟林的大气降水、穿透林冠水、地表、地下径流量等水文学数据,并测定其养分含量的基础上,研究了连栽两代杉木近熟林水文过程的营养动态特征。结果表明:降水中养分浓度第2代林比第1代林高20.30%—39.64%,养分的输入量比第1代多38.52%;穿透水中养分浓度,第1代和第2代林分别比大气降水中高4.149—4.895 g/kg和4.271—5.605g/kg,雨水对冠层营养物质的淋溶,第2代比第1代高2.94%—21.37%;地表径流中的养分浓度两代林差异不大,地下径流中的养分浓度第2代林比第1代高48.06%—78.87%,径流输出的养分量第2代林是第1代林的1.58—2.61倍;养分地球化学循环中,第1代林养分地球化学循环速率26.75%—29.95%,第2代林37.24%—47.43%,养分地球化学循环的周期第1代林3.3—3.7a,第2代林2.1—2.7a,养分地球化学循环中第2代林的养分流失率是第1代林的1.30—1.72倍,养分的净积累率只有第1代林的73.57%—87.14%。系统持留与利用由外界输入的养分功能上,第2代林低于第1代林。     

地表蚂蚁在云南萨王纳地区植被恢复过程中的指示作用

为了查清地表蚂蚁在萨王纳地区人工植被恢复过程中的指示作用,采用陷阱法调查了云南省萨王纳地区人工林和自然植被地表蚂蚁多样性。(1)群落物种组成:采集蚂蚁40467头,隶属于5亚科19属47种。扁平虹臭蚁Iridomyrmes anceps是保护较好自然植被的常见种;而迈氏小家蚁Monomorium mayri是干扰较大的自然植被及多数人工林的常见种。(2)多度和α多样性:在人工林中,印楝林地表蚂蚁群落多度和α多样性最高,桉树林次之,新银合欢林最低。(3)群落相似性及β多样性:印楝林地表蚂蚁群落与自然植被灌草丛较接近,而其它人工林蚂蚁物种组成不相似;新银合欢林β多样性最高,βCs值在0.481—0.935;印楝林较低,βCs值在0.200—0.478。(4)相关性分析:地表蚂蚁群落物种丰富度S值及ACE值和草本植物群落S值及ACE值均正相关。印楝林和桉树林具有较高的α多样性,在当地生物多样性保护中具有积极意义;而新银合欢林是生境极度退化区域的重要植被恢复模式之一,这3种人工林对于萨王纳地区植被恢复具有重要作用。蚂蚁群落α多样性能够作为生物多样性的指示物,指示云南萨王纳地区植被恢复中生物多样性的状况。