目标树抚育对亚热带天然次生灌丛群落结构和多样性的影响

在浙江省临安市选择典型天然次生灌丛,分别进行封禁和目标树抚育,探讨灌丛恢复为乔木林的可能性.结果表明: 4年后,与未管护(对照)相比,封禁和目标树抚育后群落平均胸径分别提高1.3和2.6倍,平均高度分别提高0.5和1.1倍;目标树抚育林木出现了对照林分没有的4.5～8.5 cm径阶和4.5～8.5 m树高阶,形成了4 m高的新林层;灌木层物种丰富度和多样性指数没有因抚育而下降;封禁管理维持了群落的树种组成,遵循原有的演替方向;目标树抚育显著改变了群落的树种组成,提高了目的树种的重要值,近期有可能恢复成为针阔混交林群落.与封禁相比,目标树抚育在优势林木胸径和高度生长、树种组成改善等方面更能达到预想的目标.在有条件经营的情况下,可以选择目标树抚育模式对天然次生灌丛进行管理,从而达到加快群落恢复演替形成乔木林的目的.     

不同干扰模式对受害马尾松人工纯林林分结构的影响

在浙江安吉选择松材线虫病危害的马尾松人工纯林,分别进行暂不采伐直至10年后统一伐除受害木的集中干扰、采伐受害松木的适度干扰、采伐受害松木与周边松木及生长势弱松木的强度干扰,探讨不同干扰模式使受害马尾松林恢复健康的可能性.16年后的试验结果表明: 3种模式下受害林分马尾松的重要值为集中干扰>适度干扰>强度干扰,阔叶树的重要值则正好相反;与集中干扰相比,适度和强度干扰后的马尾松、阔叶树的平均胸径分别提高1.2、1.7倍和1.3、1.9倍,平均树高分别提高了1.5、2.0倍和1.2、1.8倍,林分每公顷蓄积量分别是集中干扰样地的5.2和3.8倍;适度和强度干扰的各径阶株数均远高于集中干扰样地,胸径结构近似于反J型曲线,也形成了复层林,物种丰富度和多样性指数均显著高于集中干扰样地,林木个体差异及林分复杂性指数均表现为适度干扰>强度干扰>集中干扰.适度和强度干扰下单层马尾松同龄纯林均演替为复层马尾松-阔叶树混交异龄林.3种模式均是正向阔叶化演替,演替速度为强度干扰>适度干扰>集中干扰.表明适度干扰更有利于病害马尾松林分恢复,间伐马尾松纯林能加快阔叶混交化进程以抵御松材线虫病的入侵.     

不同人为干扰措施对天然次生灌丛土壤肥力及蓄水能力的影响

亚热带常绿阔叶林遭反复干扰后退化形成的天然次生灌丛在未管护模式下难以恢复为乔木林。在浙江省临安市选择典型天然次生灌丛,以强度人为干扰为对照、分别进行保护性干扰和适度人为干扰,探讨灌丛土壤蓄水能力和肥力质量的响应。4年试验结果表明:与强度人为干扰相比,保护性干扰和适度人为干扰后的土壤总贮水量、吸持贮水量和滞留贮水量分别提高了12.41%、5.33%、17.37%和29.13%、33.23%和26.24%;最大持水量、毛管持水量和最小持水量分别提高了23.35%、9.51%、17.55%和48.63%、56.08和71.05%;与强度人为干扰相比,保护性干扰和适度人为干扰的综合肥力分别提高了1.9%和38.5%,其中保护性干扰的水解氮、有机碳和有机质含量提高了12.11%、38.91%和38.94%,适度人为干扰的水解氮、有效磷、有机碳和有机质含量提高了61.97%、90.57%、130%和130.04%,保护性干扰和适度人为干扰的土壤综合评价指数分别提高了15.43%和58.94%。研究表明,与保护性干扰相比,适度人为干扰在土壤的蓄水保水、肥力和固碳增汇等方面更能达到预期的目标。在有条件经营的情况下,可以选择适度人为干扰措施对天然次生灌丛进行管理从而达到加快土壤恢复的目的。     

毛竹种群向针阔林扩张的根系形态可塑性

为了弄清毛竹(Phyllostachys edulis)向针阔林扩张过程中根系的形态可塑性反应,在浙江天目山自然保护区毛竹向针阔林扩张的典型过渡地带,连续区域上设置毛竹纯林、针阔-毛竹混交林(以下简称过渡林)、针阔林3种样地。用根钻法采集样地毛竹根系、针阔树根系并比对其生物量密度、细根比根长、相邻同级侧根节点距等形态特征参数变化。结果表明:随着毛竹的扩张程度增加,林内根系生物量密度增加;且与针阔树竞争过程中毛竹将更多的根系放置于表层;同时在水平方向上随离样株距离的增加未出现明显变化,而针阔树根系则随离样木距离的增加而逐渐减少;毛竹根系比根长明显增加,平均增幅15%;一、二级侧根节点距则均有所下降,毛竹侧根数量增多。这些结果表明毛竹种群可通过根系生物量密度、细根比根长、相邻同级侧根节点距等形态可塑性方式实现向周边森林扩张。     

毛竹浸提液对苦槠幼苗生长的化感效应

为探讨毛竹(Phyllostachys edulis)扩张过程中潜在的化感作用,选择苦槠(Castanopsis sclerophylla(Lindl)Schott)为研究对象。采用水浸提的方法,用毛竹茎叶、枯落物和土壤3部分浸提液浇灌苦槠幼苗,以蒸馏水处理作为对照,对比分析质量浓度分别为0.1、0.05、0.02 g/mL的3个浓度梯度浸提液处理下苦槠幼苗生长指标及各项光合生理指标的差异。结果表明,毛竹浸提液对苦槠幼苗苗高、地径和叶绿素相对含量的影响大体上呈现高浓度抑制低浓度促进的双重浓度效应。不同来源毛竹浸提液的化感效应不尽相同,土壤浸提液对苦槠幼苗生长和光合生理均呈现抑制作用,而茎叶、枯落物浸提液低浓度时为促进作用。毛竹潜在的化感作用,在其扩张过程中可能会干扰森林主要树种更新,从而对森林群落产生威胁。     

临安次生灌丛植物多样性对林火烈度空间异质性的响应

以同一过火3a后临安市太阳镇天然次生灌丛为对象,采用样地调查法按不同林火烈度设置火干扰样地进行植物群落调查,以检验林分内部的林火烈度异质性是否与局部的植物多样性变化相关。结果表明:研究区共有高等植物83种,分属于38科67属,群落区系组成以亚热带科属为主,表现出常绿阔叶林已退化过渡到位于演替早期阶段的落叶次生灌丛群落的性质;低林火烈度对灌木层的树种组成有影响,但不明显;中烈度林火对灌木层的物种组成影响较大;低、中林火烈度下草本层的物种组成变化都很明显;灌木层的物种数和多样性指数都表现出低烈度火未火烧中烈度火的趋势;草本层的物种数、多样性指数和均匀度指数表现出中烈度火低烈度火未火烧的趋势;草本层的物种组成和多样性受林火烈度的影响较灌木层更大。研究表明次生灌丛群落过火区内部林火烈度异质性在初期会引起植物多样性的响应差异;低烈度火干扰可以增加次生灌丛生物多样性、促进群落更新;中烈度火干扰下木本植物物种多样性丧失较大,而草本植物多样性显著增加,不利于群落的正向演替。     

天目山保护区森林群落植物多样性对毛竹入侵的响应及动态变化

为探讨毛竹(Phyllostachys edulis)入侵对周围森林群落的影响,作者于2005-2011年在天目山自然保护区进行了7年长期定位观测实验,研究了毛竹入侵地森林群落的植物物种多样性变化.结果表明:毛竹入侵对周围森林群落植物物种多样性产生了不利影响:毛竹林乔木层和灌木层植物的Simpson指数小于针阔混交林和毛竹-针阔混交林,而草本层的Simpson指数则大于针阔混交林和毛竹-针阔混交林.植物物种丰富度、Simpson指数和Pielou均匀度指数随时间发生了较大变化:毛竹入侵的森林群落其乔木层和灌木层的物种丰富度、Simpson指数和Pielou均匀度指数显著降低(P＜0.05),草本层的物种丰富度显著提高(P＜0.05),Simpson指数和Pielou均匀度指数未表现出明显的变化.毛竹-针阔混交林去除毛竹后,乔木层和灌木层物种丰富度和Simpson指数增加,草本层物种丰富度、Simpson指数和Pielou均匀度指数明显下降.可见,毛竹入侵使森林群落植物多样性发生实质性的变化,对自然保护区植物群落造成了重大影响.由此可见,要使保护区物种多样性得到保护,除进行科学的管理外,还需要控制毛竹蔓延.     

四种园林植物对土壤镉污染的耐受性

采用模拟Cd污染土壤培养法,测定了Cd胁迫下山矾、桑树、绣线菊、山茶4种园林植物幼苗的生长、生物量变化,根茎叶的Cd含量,光合色素含量与MDA含量,对耐性指数(Ti)、转移系数(TF)、生物富集系数(BCF)进行了评价。结果表明:(1)山矾、桑树、绣线菊和山茶的平均耐性指数分别为93.99、82.33、82.10和87.25;(2)4个树种幼苗根茎叶的Cd含量都随着Cd处理浓度的增加而增加,转移系数值(TF)都小于1,转移能力为山矾山茶绣线菊桑树。对Cd累积能力为山矾山茶桑树绣线菊;山矾和山茶生物量吸收的Cd总量显著高于绣线菊和桑树。(3)Cd处理浓度的不断增加,叶绿素a/叶绿素b比值与对照相比变化不显著,类胡萝卜素的含量持续增加;桑树、山茶、山矾和绣线菊MDA含量分别平均上升为15%、10.17%、9.69%、12.86%。不同Cd浓度下,MDA上升幅度顺序为桑树绣线菊山茶山矾。研究表明山矾具有很高的Cd耐性、转移能力、以及地上部分积累镉的能力,是一种抗Cd污染较好的园林绿化树种。     

干扰树间伐对杉木人工林林分生长和林分结构的影响

在浙江临安选择26年生杉木人工林进行干扰树间伐,以不间伐为对照,间伐3 a后,研究干扰树间伐对林分生长和林分结构的影响.结果表明:间伐3 a后,间伐林分单木平均胸径和单株平均材积生长量均显著高于对照,分别是对照林分的1.30和1.25倍;目标树的胸径和单株材积生长量均显著高于间伐林分一般树以及对照林分目标树和一般树,表明不同保留木对间伐的响应不一致.间伐后目标树的平均最近距离显著增加,生长空间较一般树明显扩大,目标树竞争压力释放显著,仅为间伐前的68.2%.间伐林分的林木株数仅为对照林分的81.5%,但蓄积生长量两者无显著差异.间伐3 a后,间伐林分14 cm径阶及以上林木株数提高了18.0%,显著高于对照林分的12.0%,表明干扰树间伐有利于较大径阶林木的生产.林木总体分布格局趋向于随机分布,符合林木分布格局随生长变化的一般性规律.干扰树间伐促进了杉木人工林的林分生长,优化了林分结构,有利于目标树的持续快速生长和较大径级林木的生产.     

林木个体大小不一致性指标对人工林间伐方式的即时性响应

以广西14年生杉木和马尾松人工林为对象,设同一疏伐强度的下层疏伐、上层疏伐、机械疏伐和干扰树间伐4种处理,分别用标准差、变异系数、偏度、Gini系数、库兹涅茨系数和洛伦茨不对称系数6种指标对4种间伐方式下采伐前后林木个体大小差异进行评价.结果表明:与间伐前相比,马尾松和杉木人工林下层疏伐或上层疏伐后,林木个体材积的标准差、变异系数、Gini系数和库兹涅茨系数均变小,偏度变大;干扰树间伐后标准差、变异系数、Gini系数和库兹涅茨系数均变大,偏度则不一定.马尾松林和杉木林下层疏伐后洛伦茨不对称系数变大,上层疏伐或干扰树间伐后则变小.机械疏伐后各指标无明显变化规律.干扰树间伐后林木个体大小差异性增加,上层疏伐和下层疏伐后林木个体大小差异性减小.洛伦茨曲线、Gini系数和洛伦茨不对称系数均能较好地反映林木个体大小不一致性,可以进行不同林分间个体差异程度静态和动态比较,较好地反映不同间伐方式引起的林木个体差异.洛伦茨不对称系数可以判断林木个体大小不一致性的来源是大树还是小树.近自然森林经营中干扰树间伐措施可以在减小目标树竞争压力的同时拉大林木个体大小差距,有助于保持目标树在林分中的优势地位.