两个林分水曲柳土壤种子库空间格局的定量比较

依据地统计理论和方法,采取规则网格数据结构的空间取样设计,在树种组成、林分密度及林下植被等均不相同的两个林分中设置样地,对水曲柳土壤种子库的空间格局进行了定量比较研究．结果表明,在水曲柳杨树等混生的样地1,种子库密度较大(158．1±96．7个·m^-2),异质性程度较高(C0+C＝0．549),格局尺度相对较大(4．52m),空间自相关因素引起的变异高达89．4％,随机变异仅占10．6％,格局变异呈现较高的自相似性(分数维值D＝1．728-1．865)．在水曲柳纯林中的样地2,种子库密度较小(57．4±44．7个·m^-2),异质性程度较低(C0+C＝0．125),且主要体现在相对较小的尺度范围内(2．59m),空间自相关变异占56．8％,随机因素对空间格局的影响较大(D＝1．906-1．960)．两样地之间种子库空间格局表现的尺度范围、强度及空间结构等有显著差异,林分空间异质性是导致这种差异的主要原因．     

天然次生林中水曲柳种子的扩散格局

 种子扩散是种群动态中的一个关键环节,研究其扩散格局对了解种子库及更新格局有重要意义。于1999～2000年在天然次生林中选择样地并设置样带,共设取样点1376个,观察和估计了水曲柳(Fraxinus mandshurica)的种子雨格局。结果发现,母树附近,尤其是冠幅范围内,各方向的种子雨没有显著差别。但种子雨密度随距离有明显变化,冠幅范围内平均可达462～903个·m-2。距冠缘10～20 m急剧减少,为50～190个·m-2。72.5%～96.4%的种子散落在距母株树干10 m 的范围内。饱满种子顺风     

水曲柳苗木地下竞争与地上竞争的定量研究

对3种密度进行栽培试验,利用通径分析的方法,研究了水曲柳地下竞争和地上竞争的关系及对总竞争的影响。结果表明,水曲柳苗木的地下部分生物量、地上部分生物量和总生物量与营养空间有密切关系。随着苗木空间距离增加,由生物量计算的竞争指数下降。在同一密度条件下,地下竞争指数明显大于地上竞争指数。由于地下生长与地上生长的相互作用,各竞争指数之间具有明显的相关性。但是地下竞争和地上竞争对总竞争的影响是不同的,通径分析可以定量的区分地下竞争和地上竞争的相对大小。地下竞争对总竞争的直接作用范围在0．5543～0．7426之间,明显大于地上竞争对总竞争的直接作用(0．2851～0．5282)。随着距离的增加,单株苗木的生长空间加大,地上部分的竞争作用增加,地下部分的竞争程度减弱。但是,地下根系的竞争在水曲柳苗木总的竞争中占有重要地位。     

庞泉沟自然保护区典型森林土壤大团聚体特征

对庞泉沟自然保护区内4种典型森林(云杉-落叶松-杨桦针阔混交林(简称针阔混交林),杨桦阔叶林,沙棘灌木林和华北落叶松林)和撂荒地(对照)0—20cm土层内土壤大团聚体含量及稳定性进行了研究。结果表明,和撂荒地相比,林地土壤大团聚体含量及稳定性显著增加(P0.05)。不同林地0.25mm土壤团聚体含量顺序为:针阔混交林杨桦阔叶林沙棘灌木林华北落叶松林撂荒地。林地0.5mm湿筛水稳性大团聚体含量显著大于撂荒地。根据团聚体破坏率和土壤团聚体水稳性指数,土壤团聚体稳定性由大到小顺序为:针阔混交林沙棘灌木林华北落叶松林杨桦阔叶林撂荒地。根据干湿筛团聚体平均重量直径(MWD)差值分析得稳定性顺序为:杨桦阔叶林针阔混交林沙棘灌木林华北落叶松林撂荒地。相关分析表明,土壤有机碳含量和粘粒含量与干、湿筛土壤大团聚体含量之间呈极显著正相关(P0.01),粘粒含量与MWD(干)和MWD(湿)的差值之间呈极显著负相关(P0.01),土壤容重、土壤通气孔隙和毛管孔隙等也显著影响着土壤大团聚体含量及其MWD(干)和MWD(湿)的差值(P0.05)。研究结果可为该区森林资源的合理经营提供一定的科学依据。     

水曲柳和落叶松人工林根系分解与养分释放

采用埋袋法对水曲柳和落叶松粗根(5～10 mm)、中根(2～5 mm)、细根(＜2 mm)的分解速率及其养分释放进行了为期2年的研究.结果表明,水曲柳粗根、中根和细根年分解系数分别为0.3649、0.4381和0.2720,落叶松依次分别为0.1967、0.1955和0.2464.通过养分分析发现,根系分解过程释放大量C和养分.分解150 d后,两树种所有级别根系的可溶性糖释放均超过90%.水曲柳粗根和中根K的释放均在40%左右,细根K的释放为71%,落叶松所有级别的根系K的释放均在95%以上.在根系分解第2年,两树种粗根和中根N的释放在50%左右波动,P在40%左右波动,两树种细根N和P的释放均达到60%.因此,根系分解在C和养分循环中起重要作用,如果将其忽略,土壤有机质和养分元素的循环将会被严重低估.     

水曲柳和落叶松细根形态及母根与子根比例关系

细根（直径〈2mm）的分枝是根系重要的结构特征,不同根序等级的细根在养分和水分吸收、C的消耗和寿命方面具有较大的差异,定量研究各根序等级之间的比例关系对认识细根死亡的顺序具有重要的理论意义。根据Pregitzer等2002年提供的方法,研究了17年生水曲柳（Fraxinus mandshurica Rupr．）和落叶松（Larix gmelinii Rupr．）人工纯林1-5级细根的直径、长度、比根长、生物量和数量。结果表明,两树种细根中1级根序的数量占总根系数量80％-90％,它们直径小、长度短、比根长高。随着根序等级（1级-5级）的增加细根直径增粗和长度增加、比根长减小。细根的数量和生物量在上下土层的分布受土壤资源有效性的影响。水曲柳5级根序-2级根序之间母根与子根的数量关系是1：3,落叶松是1：2-3。2级根序与1级根序之间母根与子根的数量关系,水曲柳是1：10—12,落叶松是1：8。如果当年生长的1级细根当中保持1：3的比例,将有65％-75％的1级细根死亡,占根系总数的55％～65％,总长度的40％-50％,以及总生物量的20％-30％。     

采伐干扰对帽儿山天然次生林土壤表层水分空间异质性的影响

干扰是引起生态系统空间异质性的重要因素之一。采用地统计学的理论和方法,研究了帽儿山天然次生林受到不同强度采伐干扰后(分别为采伐50%和皆伐)林地表层(3~5cm)土壤水分的空间异质性和格局。结果表明,采伐干扰明显降低了林地表层平均水分含量,除2002年夏季,采伐50%样地与对照样地之间没有显著差异外(p>0.05),不同样地和不同季节之间均有显著的差异(p<0.01)。变异函数分析显示,干扰改变了表层水分的空间异质性特征。两年春季和夏季4次取样结果表明,采伐干扰导致平均块金值和基台值降低,平均结构方差比随着采伐强度的增大而减小。变程则不随采伐强度增大而改变,采伐后第1年春季土壤表层水分变程较小、夏季较大,在第2年,采伐50%的样地春季变程较大而夏季较小,皆伐样地则与2002年一致。观测的2年内,土壤表层水分空间异质性主要受到结构因素的影响(>50%),但是,采伐干扰有引起结构方差比降低的趋势。空间格局分析表明,采伐干扰引起土壤表层水分空间格局的改变。对于原来空间格局较强的系统,干扰有降低空间格局强度的作用。这种影响在春季和夏季有明显不同,干扰对春季土壤表层水分空间格局的影响明显大于夏季,干扰导致春季格局比夏季格局明显破碎化。     

关帝山次生杨桦林种群结构与立木的空间点格局

选择关帝山典型天然次生杨桦林样地进行种群结构分析,并运用空间点格局分析方法O-ring统计系统分析了次生杨桦林群落内不同尺度下种群空间分布格局及种间关联性.结果表明,在个体组成上,演替先锋树种白桦(Betula platyphylla)、红桦(B.albo-sinensis)和山杨(Populus davidiana)是目前次生杨桦林样地的优势种.但从种群径级结构看,白桦、红桦和山杨天然更新不良,而云杉(Picea spp.)和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)幼苗呈现良好的更新状态.随着演替的进行,云杉、落叶松将逐渐进入林冠层并取代白桦、红桦和山杨成为该森林的优势种;从种群空间分布格局来看,红桦、白桦表现为小尺度上明显聚集,华北落叶松、皂柳(Salix wallichiana)表现为小尺度上强聚集性分布格局.种群空间分布格局受空间尺度、群落结构及种群径级结构综合作用的影响;空间关联性分析表明,红桦与华北落叶松、红桦与皂柳、皂柳与华北落叶松在小尺度上正相关,其它树种间没有表现出明显关联性.     

不同区域典型树木的空间分布格局及关联性

以温带长白山(CBS)、暖温带关帝山(GDS)、亚热带黑石顶(HSD)样地监测数据为基础,采用成对相关函数g(r)分析了3个样地共有的3科(松科、壳斗科、蔷薇科)树木的空间分布格局及其关联性.结果表明:不同样地3科树木分布数量及结构特征存在差异.松科在GDS分布数量较多,呈双峰型径级结构,在CBS和HSD分布数量少,径级结构近似正态分布;壳斗科在CBS和GDS分布数量少,分别呈双峰型和偏正态径级结构,在HSD分布数量多,呈倒"J"型径级分布;蔷薇科在GDS分布数量多,呈"L"型径级分布,在CBS和HSD分布相对较少,径级结构分别呈倒"J"型和"L"型分布.3科树木空间分布格局在不同样地表现也不同,松科的大径级个体在CBS和GDS小尺度上呈均匀分布,在HSD呈聚集分布,中、小径级在3个样地均呈聚集分布;壳斗科在CBS以大径级个体为主,呈近似随机分布,在GDS和HSD以中、小径级为主,呈聚集性分布格局;蔷薇科在3个样地均为聚集分布.3科树木的聚集程度均随尺度增加而降低.大径级的壳斗科个体在CBS和HSD与松科呈不相关或小尺度负相关关系,中、小径级的壳斗科在CBS和GDS与松科呈负相关关系,但在HSD与松科表现为正相关;松科与蔷薇科在3个样地均表现为负相关;中、小径级的壳斗科与蔷薇科在CBS和GDS呈正相关关系,但在HSD呈负相关关系.总之,3科树木空间分布格局及关联性随径级、尺度而变化且在不同样地内有不同表现.     

关帝山华北落叶松人工林细根生物量空间分布及季节变化

利用根钻法研究了山西关帝山华北落叶松（Larix principis—rupprechtii Mayr）人工林细根生物量的空间分布和季节变化特征。结果表明,华北落叶松不同径级细根生物量随土层深度的增加而逐渐减少,土壤表层（0—10cm）中各径级细根的生物量最高,Ⅰ级细根（根直径0～1mm）的生物量在不同土层深度间差异显著（P〈0．05）;距树干不同水平距离处各径级的细根生物量差异均未达到显著水平（P〉0．05）。在0～10cm土层中,各径级细根生物量的季节变化差异显著（P〈0．05）,均表现为单峰型,峰值出现在9月份;在10～20cm和20-30cm土层中,Ⅰ级和Ⅱ级（根直径1～2mm）细根生物量季节变化差异显著,Ⅲ级细根（根直径2～5mm）和Ⅰ级死根（根直径0～2mm）生物量季节变化差异不显著。