马尾松人工林火烧迹地不同恢复阶段中小型土壤节肢动物多样性

为探明喀斯特地区马尾松人工林火烧迹地不同恢复阶段中小型土壤节肢动物多样性,2011年10月(秋季)和2012年2月(冬季)对火烧后恢复1.5个月(RS1)、1.5年(RS2)的马尾松人工林迹地和马尾松人工林(CK)各进行了两次调查.共获得中小型土壤节肢动物15704只,隶属7纲13目89科134类.研究结果表明,马尾松人工林迹地中小型土壤节肢动物类群数、个体密度、多样性和相似性均随恢复时间的增加而增加;类群数和个体密度与全钾显著相关;在季节变化上,RS1个体密度冬季显著高于秋季,RS2和CK类群数、个体密度和多样性冬季显著高于秋季.结果说明,随着恢复时间的增加,喀斯特马尾松人工林火烧迹地中小型土壤节肢动物群落结构发生明显改变,趋于复杂,稳定性提高,季节敏感性增加.     

马尾松人工林生物量与生产力研究进展

森林生物量与生产力是研究森林生态系统结构与功能的基本数据。马尾松(Pinus massoniana)作为我国南方重要的用材树种, 其生物量与生产力问题研究历来受到广泛关注。在回顾马尾松人工林生物量与生产力问题研究背景、历史、现状及其进展的基础上, 重点阐述以下几个方面的问题: 1)个体以及林分尺度上马尾松人工林生物量与生产力动态及其分配特征; 2)不同经营措施(立地条件、初植密度、混交措施、抚育间伐及施肥等)对马尾松生物量与生产力的影响; 3)围绕马尾松人工林生产力形成的气候机制问题, 以近年来广泛运用于该方面问题研究的树木年轮学方法为切入,对影响马尾松人工林生产力过程的气候因子进行梳理、整合, 以期全面阐述马尾松人工林生物量与生产力问题研究的相关进展, 在我国森林质量精准提升背景下为马尾松人工林的生产经营提供理论参考。     

南方红壤区3种典型森林恢复方式对植物群落多样性的影响

合理的森林恢复方式能提高植物多样性,进而提高生态系统服务功能.在我国南方红壤区研究了3种典型森林恢复方式(引进种恢复的湿地松(Pinus elliottii)人工林本地种恢复的马尾松(Pinus massoniana)人工林和自然恢复的天然次生林)的植物区系构成和植物群落多样性.结果表明:(1)湿地松人工林有155种植物,隶属66科118属,马尾松人工林有137种植物,隶属59科97属;天然次生林有226种植物,隶属86科160属,3种森林恢复方式的乔木层、灌木层和草本层的优势科属明显不同,马尾松人工林的优势物种和天然次生林更相似;(2)天然次生林的植物区系基本构成、植物区系类型种类高于马尾松人工林和湿地松人工林,并且天然次生林的温带成分比例高于湿地松人工林;(3)恢复方式对植物群落的多样性指数有显著影响,天然次生林的物种丰富度、辛普森指数明显高于马尾松人工林和湿地松人工林,两种人工林之间差异不显著;(4)3种森林恢复方式的植物群落结构存在显著差异,相比湿地松人工林,马尾松人工林的植物群落组成与天然次生林更相似.总之,自然恢复的天然次生林植物群落多样性高于人工恢复的马尾松人工林和湿地松人工林,本地种马尾松人工林在维持区域植物群落结构功能上优于引进种湿地松人工林.     

马尾松人工林种群自然稀疏模型的研究

在福建北部丘陵山区生长发育正常的各种类型的马尾松人工林中,设置固定样地,测算胸径、株高、优势高、株数、蓄积量、年龄等数据,以植物种群生物量增长模型dB/dt=rB[1-(B/K)^θ]和3／2自疏法则为理论依据,出森林自然稀疏过程密度变化规律的模型：N＝｛[A(1 ce^-ft)^b]^-p-[A(1 ce^-ft0)^b]^-p No^-p｝^-1/p,该模型适用于描述各种密度林分的自然稀疏规律。经用闽北马尾松人工林固定样地资料验证,证明此模型能很好地拟合实际的密度观察资料,显示了较高的准确性和较大的适用性,有良好的使用价值。     

不同森林恢复方式对我国南方红壤区土壤质量的影响

2008-2009年在我国南方红壤区,研究了3种典型森林恢复方式(自然恢复的天然次生林、人工恢复的本地种马尾松人工林和引进种湿地松人工林)对林地土壤质量的影响.结果表明:天然次生林的土壤含水量、土壤容重、土壤粒径构成、土壤全碳、全氮、全磷、有机碳、速效氮、速效磷、速效钾含量均优于两种人工林.综合土壤物理性状、化学性状和微生物性状得到土壤质量综合指数.天然次生林土壤的综合质量指数(1.20+0.10)显著高于马尾松人工林(0.59±0.03)和湿地松人工林(0.59±0.06),而两种人工林之间差异不显著.在我国南方红壤区,自然恢复的天然次生林土壤质量优于人工恢复的马尾松林和湿地松林.     

南亚热带乡土树种人工纯林及混交林土壤微生物群落结构

以我国南亚热带格木、马尾松人工纯林及二者混交林林地土壤为对象,运用磷脂脂肪酸(PLFAs)法研究了3种人工林土壤微生物生物量和群落结构特征.结果表明: 旱季土壤微生物的PLFAs总量及各菌群的PLFAs量显著高于雨季.旱季土壤微生物的PLFAs总量、细菌PLFAs量、真菌PLFAs量、放线菌PLFAs量均为马尾松人工林最高,混交林次之,格木林最低;而雨季格木人工林土壤微生物的PLFAs总量、细菌PLFAs量、真菌PLFAs量、丛枝菌根真菌PLFAs量高于混交林,并显著高于马尾松人工林.主成分分析表明,土壤微生物群落结构组成受林分类型和季节的双重影响.冗余分析表明,土壤温湿度、pH值、全氮及铵态氮含量与特征磷脂脂肪酸之间呈显著相关关系.在全年水平上,混交林土壤真菌/细菌比值始终高于格木林和马尾松林,表明格木与马尾松混交更有利于提高土壤生态系统的稳定性.     

不同林龄马尾松人工林土壤节肢动物群落结构

于2011年春季(5月)和秋季(10月),研究了长江上游地区3、8、14、31和40年生马尾松林土壤节肢动物群落结构.结果表明:试验共捕获土壤动物4045只,隶属57科.土壤节肢动物的个体密度和类群数量随土壤深度增加显著降低,且这种趋势随林龄的增加而增加.不同林龄马尾松林土壤节肢动物的优势类群和常见类群差异较大,且土壤节肢动物的个体密度和类群数量差异显著.与其他林龄相比,造林3年的马尾松林土壤节肢动物的群落结构及多样性差异显著,群落相似度低.马尾松林的土壤节肢动物个体密度和类群数量及生物多样性在8年生阶段最高,此后,随林龄的增加明显降低.马尾松林地力可能随林龄的增加而衰退,对马尾松人工林的植被调控和改造宜在8年生阶段进行.     

马尾松人工林Sloboda多形地位指数模型的研究

将德国生物统计学家Sloboda B的树高生长模型应用于马尾松人工林优势高生长模型模拟中。结果表明,用Sloboda树高生长方程拟合马尾松人工林多形地位指数曲线能获得良好效果,且优于Richards多形地位指数曲线。     

不同森林恢复方式对我国南方红壤区土壤质量的影响

2008-2009年在我国南方红壤区,研究了3种典型森林恢复方式(自然恢复的天然次生林、人工恢复的本地种马尾松人工林和引进种湿地松人工林)对林地土壤质量的影响.结果表明： 天然次生林的土壤含水量、土壤容重、土壤粒径构成、土壤全碳、全氮、全磷、有机碳、速效氮、速效磷、速效钾含量均优于两种人工林.综合土壤物理性状、化学性状和微生物性状得到土壤质量综合指数.天然次生林土壤的综合质量指数(1.20±0.10)显著高于马尾松人工林(0.59±0.03)和湿地松人工林(0.59±0.06),而两种人工林之间差异不显著.在我国南方红壤区,自然恢复的天然次生林土壤质量优于人工恢复的马尾松林和湿地松林.     

"生态系统稳定性"教学设计

在"生态系统稳定性"的教学中,以真实情境下的案例为背景,以导致马尾松人工林松毛虫爆发的因素为主要问题导向,通过一系列科学研究的资料和数据,分析马尾松人工林容易产生松毛虫灾害的多方面因素,并构建这些因素之间的联系,从根本上提出解决方案.利用生态工程物种多样性原理提高生态系统的物种多样性,从而构建生态系统的稳态与平衡观,即...     

湿地松和马尾松人工林土壤甲烷代谢微生物群落的结构特征

土壤甲烷代谢微生物影响甲烷的产生和氧化,然而关于林型对土壤中甲烷代谢微生物群落结构影响的研究较少。采用基因芯片GeoChip 3.0研究了湿地松人工林和马尾松人工林土壤甲烷代谢微生物群落结构特征。结果如下,(1)两种林型的甲烷代谢微生物群落结构存在极显著差异(P=0.008),林型能解释其34.9%的变异;(2)产甲烷菌(包含甲基辅酶M还原α亚基基因mcrA的微生物)的优势菌群发生了变化,湿地松人工林的的优势菌为Methanocorpusculum labreanum Z,马尾松人工林的优势菌群除Methanocorpusculum labreanum Z外,还包括产甲烷古菌和Methanosarcina mazei Gol;(3)甲烷营养菌(包含甲烷单加氧酶基因pmoA基因的微生物)的优势菌为Ⅱ型,有3种不可培养细菌只在湿地松人工林检测到,在马尾松人工林中未检测到;(4)mcrA基因丰度或同源基因数量与土壤容重正相关,与土壤粘粒含量呈显著负相关;pmoA基因信号强度或多样性指数与土壤全碳含量、全磷含量和速效氮含量显著正相关。总之,相比本地种马尾松人工林,引进种湿地松人工林的土壤甲烷代谢微生物群落结构发生了显著变化。     

马尾松人工林发育过程中的养分动态

为了解马尾松人工林不同发育时期的养分动态,利用空间代替时间的方法对7、17、31和51年生4个年龄阶段的马尾松人工林养分积累、分配及循环进行了研究.结果表明:马尾松人工林发育过程中,生物量积累与养分积累具有不同步性,从17年生到51年生,生物量积累增长速率是N、P、K、Ca和Mg积累增长速率的3.3、5.4、3.3、3.7和9.8倍;各器官中养分的分配与养分库增长速率有关,随着林龄的增长,树干养分的比重和养分的根冠比增大;单位养分生产的干物质量随林龄增长而提高,51年生时林分的养分循环系数较高,具有低存留、高归还的特点,养分利用效率最高.缩短轮伐期降低了养分高效利用的机会.为维持林地的长期生产力,建议将马尾松人工林轮伐期延长到50年以上,同时降低收获强度.     

缙云山马尾松种群数量动态初步研究

马尾松(Pinus massoniana)种群是我国亚热带森林植被演替的先锋种群之—。研究其数量动态对亚热带森林群落和生态系统的研究有着重要意义。“样地编年序列”的应用为长命多年生植物种群数量动态的研究提供了一条捷径。缙云山马尾松种群,约在7龄前,其密度随时间而增长,其后降低。其间关系可用下式近似表达：(07), 式中,D是种群密度估计值,A是种群年龄。缙云山马尾松种群生物量在灌草从到松阔混交林初期的演替中呈现Logistic增长。符合公式：式中,Bp是种群生物量的估计值,A,e是自然对数的底。在从混交林到常绿阔叶林的演替中,其生物量表现出随时间下降的趋势。在自疏过程中,马尾松种群平均植株生物量与种群密度服从-3/2稀疏定律。符合公式：式中,Bi是平均植株生物量,D是种群密度。导致缙云山马尾松种群数量动态变化的动力,主要是种内光资源竞争引起的自疏和种间光资源竞争引起的他疏。     

冰雪灾害对中亚热带人工针叶林净初级生产力的影响

结合中亚热带江西千烟洲人工针叶林2005、2008和2011年3次树木清查数据以及树木相对生长方程,比较了2008年1月南方冰雪灾害前后的NPP,评价了森林生态系统灾后的恢复能力。结果表明:乡土树种马尾松(Pinus massoniana)与杉木(Cunninghamia lanceolata)比外来树种湿地松(Pinus elliottii)抗灾害能力强;在个体水平上,胸径(D)较大的树木抗灾害能力较差。灾后马尾松与杉木的D增长率降低,而湿地松增大。冰雪灾害导致大量碳(10.44 t C/hm2)从乔木层碳库转移到死生物量碳库,占乔木层碳储量的18.28%。灾前NPP和碳利用效率(CUE)分别为736.23 g C m-2a-1和0.41;灾后经过近4年的恢复,NPP和CUE分别为683.08 g C m-2a-1和0.38。     

松材线虫入侵后不同伐倒干扰强度对马尾松林植物多样性的影响

以松材线虫入侵马尾松林后经过不同伐倒干扰强度经营形成的不同群落类型作为研究对象,对9个群落类型的物种多样性进行了研究.结果表明,乔木层物种多样性指数大小排列顺序为: 马尾松纯林受害皆伐后形成的阔叶林(富阳)＞轻度受害的马尾松 木荷混交林(富阳)＞对照＞轻度受害的马尾松 纯林(富阳)＞马尾松 栓皮栎混交林受害择伐后形成的栓皮栎林(舟山)＞马尾松纯林受害皆伐后形成的马尾松幼龄林(富阳)＞马尾松纯林受害择伐后形成的枫香林(舟山)＞受害的黑松 马尾松混交林(舟山)＞受害的马尾松纯林(舟山).灌木层舟山马尾松纯林的3种多样性指数均最低,其余各地相差不大.草本层马尾松幼树纯林、栓皮栎林和枫香林的3个指数较高.不同地理位置和不同受害程度的马尾松林植物多样性差异显著;不同干扰程度、不同恢复方式下马尾松林内的植物多样性差异也显著.建立了伐倒干扰强度指数,发现物种多样性指数随伐倒干扰强度指数的变化规律符合“中间高度膨胀”理论.协方差分析结果表明,所建的指数能有效地反映松材线虫入侵及病木伐除后马尾松林植物多样性的变化.     

Effects of pine wilt disease invasion on soil properties and Masson pine forest communities in the Three Gorges reservoir region,China

Pine wilt disease (PWD) has caused significant Masson pine mortality in the Three Gorges reservoir region in central China. In this study, five uniform Masson pine stand types infected by PWD were selected and surveyed on slopes and aspects with similar environmental conditions. In sites that had been infected, soil bulk density was reduced, and the difference among the groups was statistically significant (P < 0.05) at the 0–10 cm and 10–20 cm soil layers, but not at 20–40 cm. Other soil water‐related physical properties, excluding noncapillary porosity, significantly differed among the groups in all soil layers. Additionally, the values of available phosphorus, sodium, potassium, calcium, and magnesium were higher in the invaded stands, but the total nitrogen and organic matter contents were lower. Masson pine does not become reestablished following PWD‐induced mortality but is instead replaced by broad‐leaved tree species. Among the 19 examined environmental variables, five were found to be significantly related with the ordination of plant community structure: Masson pine stumps (MPS), K⁺, capillary water holding capacity (CWHC), capillary porosity (CP), and soil water content (SWC). Among these factors, the plant community structure was principally related to MPS and K⁺. The findings of this study show that the outbreak of PWD has impacted Masson pine forest soil properties and altered forest community composition. The disease is negatively related with the presence of Masson pine and positively associated with that of broad‐leaved tree species.     

利用混合模型分析地域对国内马尾松生物量的影响

开展全国森林生物量监测和评估,建立适合较大区域范围的通用性立木生物量模型是一项重要的基础工作,而分析森林生物量受不同地域的影响并保证不同尺度范围森林生物量估计值的可靠性,是必须面临的问题。以南方马尾松(Pinus massoniana)地上生物量数据为例,介绍了如何利用混合模型理论来分析地域对马尾松地上生物量的影响以及利用混合模型构建全国通用性立木生物量模型,为得到不同区域尺度范围内可靠的森林生物量评价和估计提供了有效途径。结果表明,混合模型不仅提高了模型的精度和通用性,并且模型中每个参数都有特定的数学含义,通过这些参数很容易分析出随机因子对生物量的影响程度。因此混合模型方法具有较大的灵活性和适应性,可推广到其它通用性模型(如材积方程)的建立。     

樟子松人工林树冠表面积及体积预估模型的研究

基于樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)人工林6块固定标准地30株枝解析数据,在分析树冠表面积和树冠体积与林分变量和林木变量的基础上,利用幂函数建立了树冠表面积（CSA）和树冠体积(CV)的预估模型,同时还对林木材积生长量与CSA和CV进行了相关分析。研究结果表明：樟子松人工林树冠表面积和树冠体积随着林木胸径、树高和冠长的增大而增大,林木材积生长量与树冠表面积和树冠体积均明显呈线性关系。不同林分条件的樟子松人工林CSA和CV随林分年龄和胸径的增大而增大,CSA随林分密度的增大而减小,而CV与林分密度相关不紧密。林分树冠表面积和树冠体积预估模型的检验结果表明,两个模型的平均相对误差都在±8%之内,预估精度均大于91%,说明所建模型可以很好地预估樟子松人工林不同林分条件下的林木树冠表面积和树冠体积。     

东北东部山地樟子松人工林的经济生产力

采用定位固定样地和临时样地调查相结合的方法,共计调查样地130多块,收集样地调查资料300多块;调查解析木120多株;收集已有解析木材料300多株。首先利用解析木材料建立了樟子松的Demaerchalk Ⅰ削度/材积方程系统,并利用这个系统和样地及解析木材料,计算和分析了东北东部山地樟子松人工幼林经济生产力水平。分析结果表明:(1)按照现实的樟子松人工林密度体系,幼龄阶段(40年以下)只能获得较高产量的小径材,无法获得较高产量的小头直径12 cm的高级纸浆材,更无法获得小头直径20 cm以上的大径材。要想在尽快获得大径级用材,就必须采用比现实林分低得多的密度体系;(2)采用较高的初植密度,并采用强度较大的间伐机制,对小径材和大、中径材的生产都是有利的;(3)樟子松人工林在密度适当的情况下,达到本地区速生丰产林对蓄积增长量的要求是完全可以的。