塞罕坝华北落叶松人工林天然更新影响因子

为了探讨影响塞罕坝地区华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林天然更新的关键因子,基于两个龄级(Ⅲ龄级,20—30a、Ⅳ龄级,30—40a)共计18块(50m×50m)华北落叶松人工林标准地的调查资料,采用冗余度分析法(RDA)对标准地中不同高度等级华北落叶松更新苗密度与环境因子之间的关系进行了分析,并运用偏冗余度分析法(partial RDA)对影响林分更新的土壤-枯落物因子、林分结构因子进行了定量分解。结果表明:(1)土壤-枯落物因子是影响该地区华北落叶松人工林林分更新的关键因子。(2)Ⅲ龄级林分更新主要影响因子有林分密度、土壤有机质含量、土壤速效磷、土壤碱解氮含量和枯落物厚度;Ⅳ龄级林分更新主要影响因子有枯落物厚度、土壤全钾、林分密度、土壤p H值和基面积。两个龄级林分更新都表现出高个体数,低成活率的现象,枯落物厚度是造成这种现象的主要因素。(3)Ⅲ龄级林分更新苗在早期生长中受土壤-枯落物因子限制比较大,而后林分结构因子逐渐成为主要的限制性因子;在Ⅳ龄级林分中,除基面积外的林分结构因子与5个高度等级更新苗密度呈正相关。     

间伐强度对华北落叶松天然更新的影响

以山西庞泉沟自然保护区华北落叶松纯林为对象,设置5个间伐强度(5%、25%、45%、65%、85%),利用相关性分析,构建间伐强度-林下生境-天然更新的结构方程模型,分析间伐强度对华北落叶松天然更新的影响机制。结果表明：中度间伐(45%)和强度间伐(85%)林地的更新指数明显大于其他间伐强度并且差异显著。构建的结构方程模型适配度良好,间伐强度对各因子的影响依次为：土壤碱解氮(-0.564)>更新指数(0.548)>土壤容重(-0.462)>母树平均高度(-0.348)>草本植物盖度(-0.343)>土壤有机质(0.173)>枯落物未分解层厚度(-0.146)>土壤全氮(0.110),间伐强度对更新指数有正向影响,这种影响主要通过调整母树高度、加速枯落物分解、改善土壤理化性质,间接促进华北落叶松天然更新。抚育间伐能够有效改善更新苗的生存环境,在后续森林经营中从华北落叶松天然更新的角度考虑,间伐强度选取中度间伐(45%)和强度间伐(85%)更为合理。     

秦岭华北落叶松林乔木种群结构与更新

华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)在秦岭属于外来物种。以种群径级结构代替年龄结构,采用静态生命表、生存曲线分析方法,探讨了秦岭华北落叶松种群以及群落中其他乔木的年龄结构和自我更新能力,同时与本地树种华山松林的乔木种群特征进行了比较。结果表明:华北落叶松种群密度较高,幼苗数量少且死亡率较高,种群内其他乔木树种仅有极少量幼苗,乔木的自我更新能力较差。由生命表从动态的角度分析,华北落叶松是一个衰退型种群,华山松则为稳定发展的种群。建议对华北落叶松采取适当间伐,人工促进更新。     

山西关帝山华北落叶松林的生物量

华北落叶松(Larix principis—rupprechtii)林是山西典型的寒温性针叶林之一,主要分布于关帝山、管涔山等海拔1600—2800m 的阴坡及半阴坡。我们于1988年5—6月对山西关帝山的华北落叶松林的生物量进行了研究。1.植被地理环境与群落特征关帝山位于吕梁山脉中段,约当37°20′—38°20′N,110°     

六盘山南侧华北落叶松人工林冠层蒸腾及其影响因子的坡位差异

2014年5—10月,在宁夏六盘山香水河小流域选择了一个东南坡向的典型华北落叶松人工林坡面,设立上、中上、中、中下、下5个坡位的样地(P_1、P_2、P_3、P_4、P_5),利用热扩散探针法监测树干液流,并同步监测气象、土壤水势等环境因子.结果表明:研究期间林分日蒸腾(T_r,mm·d^-1)存在显著的坡位差异,不同坡位T_r为:P_2(0.975)>P_4(0.876)>P_3(0.726)>P_1(0.653)>P_5(0.628).T_r与日最高气温(T_max)、日均太阳辐射强度(SR)、日均饱和水汽压差(VPD)、日潜在蒸散(PET)、日均土壤水势(Ψ)呈显著正相关,与日均大气相对湿度(RH)、日降水量(P)、日最低气温(T_min)呈显著负相关.基于边界线的斜率绝对值分析表明,从坡上到坡下,T_r对日均气温(T)、RH、VPD、PET和Ψ的响应呈现逐渐减小的趋势,而对SR、土壤体积含水量(VSM)的响应程度则逐渐增大.进一步回归分析和偏相关分析表明,VPD、PET和RH对不同坡位T_r的影响均占主导地位,Ψ和T对上坡样地T_r影响较大,而下坡样地T_r受SR、T_min和VSM的影响较大.总体来看,T_r的坡位差异是土壤水分和气象条件共同作用的结果,在利用特定观测样地的液流速率尺度外推计算坡面T_r时,需同时考虑土壤水分和气象因子随坡位的变化.     

不同林分类型林缘华北落叶松细胞特征

以塞罕坝机械林场华北落叶松纯林及华北落叶松-白桦混交林为对象,研究林地边缘华北落叶松边界木与林内木径向生长、年轮细胞大小及数量的差异,分析林缘对不同林分类型华北落叶松径向生长及细胞特征的影响。结果表明: 纯林中边界木的径向生长显著快于林内木,年轮总宽、早材和晚材总生长量在边界木较林内木分别增加48.9%、58.9%和29.6%,而混交林边界木与林内木的径向生长差距并不明显。纯林边界木早材细胞总数、早材大细胞和小细胞数量较林内木分别增加63.3%、55.6%和70.0%,晚材细胞总数、晚材大细胞和小细胞数量边界木较林内木分别增加35.4%、37.5%和28.5%,而早晚材细胞大小在边界木与林内木间无显著差异。混交林边界木早晚材细胞数量与林内木无显著差异,但边界木早材细胞大小较林内木增大50.0%,边界木早材最大细胞、最小细胞、大细胞及小细胞的大小较林内木分别增大28.6%、33.3%、16.6%和25.0%。通过混交的方式营造混交林可以有效地缓解林缘导致的纯林中边界木生长过快而林内木生长较慢的现象。     

六盘山半湿润区华北落叶松树干半径变化特征及其影响因素

在2016年生长季,利用树干径向生长测量仪监测了六盘山半湿润区华北落叶松的树干半径变化,研究其昼夜和生长季的变化格局,确定主要生长期并分析期间环境因素对半径变化的影响,以期准确理解短时环境变化对树木生长的影响。结果表明: 在昼夜时间尺度,树干半径呈白天收缩、夜间恢复并增长的变化格局;在生长季时间尺度,树径变化呈相对稳定、持续增大、涨缩波动3个阶段的格局。在本研究特定的气象、土壤湿度和地形条件下,华北落叶松树干半径的主要生长期为5月14日—7月31日,最大半径生长速率出现在6月8日。影响树干半径日收缩量的环境因子在不同时段(收缩阶段、日、循环周期)基本一致,主要为温度(空气/土壤温度)、太阳辐射强度、饱和水汽压差和土壤含水量,且温度的贡献率最大(50.3%～71.0%)。而影响树干半径日增长量的因子存在时段差异,在增长阶段是降水量(贡献率86.9%)和最高气温(13.1%),在循环周期是降水量(50.3%)、饱和水汽压差(29.9%)、相对空气湿度(12.7%)和太阳辐射强度(7.1%),在整日阶段仅是降水量和太阳辐射强度。树径增量的环境响应在循环周期比在日时段更敏感。     

促进兴安落叶松天然更新的出苗条件研究

根据４０多块标准地调查,促进更新措施后兴安落叶松１年生幼苗出现的频度及数量与种子年关系很大,幼苗更新效果最好的是种子年当年,更新频度可达６０％以上,幼苗平均为１．０—２．０×１０３株·ｈａ－１,其他年份促进的效果较差．同时,也与迹地类型、种源状况和整地质量关系较大．一般在山坡中、下部,土壤湿润的杜香落叶松和藓类越桔落叶松林迹地促进效果较好,其更新频度为６０—７０％．绝大部分更新幼苗出现在表土裸露、无杂草灌木、土壤湿润的地方．更新频度与植被盖度呈明显的衰减指数相关．促进地块距下种林墙最好不超过６０ｍ范围．     

文峪河上游华北落叶松林的种子雨、种子库与幼苗更新

华北落叶松林下更新不良,为探究其制约因素,开展了山西省文峪河上游5个华北落叶松林分的种子雨、土壤种子库和幼苗更新的研究。结果表明:(1)华北落叶松种子主要集中于9—10月散落。2011年为华北落叶松种子丰年:种子产量高,种子雨密度达(961.93±377.40)粒/m2;种子质量高,完整种子占(89.31±16.13)%。2012年为种子平年,种子产量低,种子雨密度为(252.73±115.12)粒/m2。华北落叶松种子雨主要源于毗邻树木,华北落叶松纯林和落叶松云杉林的种子雨密度显著高于其他3个针阔混交林。(2)土壤种子库主要由上年种子雨组成,2012年4月的土壤种子库密度为(695.18±297.23)粒/m2,完整种子占(59.73±9.56)%。种子自然萌发前,约(78.98±24.76)粒/m2具发芽力,基本可满足更新需要。但种子活力保持期少于2 a,只能形成短期持久土壤种子库。(3)华北落叶松更新不良,种子年后仍难以实现幼苗建成,当年生幼苗的出现频度平均为1.6%,且林下难以存活。幼苗发生与种子储量关联性不强,种源条件不是制约华北落叶松更新的主要因素。     

不同间伐强度下华北落叶松人工林土壤磷组分特征及其影响因素

间伐是人工林经营的重要措施,磷是森林生态系统的限制性养分元素之一,但间伐对土壤磷素的影响尚不明确.本研究采用Tissen改良的Hedley磷分级体系对土壤样品进行连续浸提,研究不同间伐强度[对照,未间伐;轻度间伐,15%;中度间伐,35%;重度间伐,50%]下山西太岳山好地方林场华北落叶松人工林表层土壤(0～10 cm)磷组分特征及其影响因素.结果表明: 与对照相比,中度间伐显著增强了土壤总无机磷含量;轻度和中度间伐显著增强了Resin-Pi、NaHCO₃-Pi、NaHCO₃-Po、NaOH-Pi、微生物生物量磷和土壤酸性磷酸酶活性,显著降低了NaOH-Po含量;间伐对土壤全磷、总有机磷、稳定态磷(HCl-Pi、浓HCl-Pi和浓HCl-Po)和闭蓄态磷(Residual-P)的影响不显著.土壤有机碳含量、含水率、土壤微生物和酸性磷酸酶活性是影响土壤磷素有效性的重要因子.中度间伐能提高华北落叶松人工林土壤磷素的有效性.     

华北落叶松冠层平均气孔导度模拟及其对环境因子的响应

冠层气孔导度是生态水文学研究中的一个重要参数,研究其对环境因子的响应,能为建立机理性的森林蒸腾模型提供理论依据.本文利用热扩散探针,于2005年5-9月,测定了六盘山叠叠沟小流域华北落叶松人工林树干液流及其同步的环境因子,计算了林分冠层平均气孔导度(gc)并构建了Jarvis形式的冠层平均气孔导度模型,分析了gc对光合有效辐射(PAR)、空气水汽压亏缺(DVP)和土壤相对有效含水率(REW)的响应.结果表明:该模型能有效地计算gc的日变化特征,计算与观测的gc决定系数R2为0.76 (n=952).gc对各环境因子有不同响应关系,并表现为非线性特征.其中PAR是gc的驱动因子,当PAR＜0.35 mmol·m-2·s-1时驱动作用明显,大于此值则驱动作用变小;DVP是gc的限制因子,随着DVP的增加gc降低;REW=41%是gc对土壤水分响应的一个关键阈值,当REW＞41%时,土壤水分对gc的影响较小,当REW＜41%时,土壤水分则成为gc的限制因子.     

关帝山华北落叶松天然更新种群结构与空间格局研究

华北落叶松（Larix principis—rupprechtii）是分布于华北山地半湿润地区针叶林的主要建群种之一。从种群的大小级结构、空间分布格局及动态等方面,研究了关帝山采伐迹地上华北落叶松天然更新种群的数量特征与空间格局。结果表明：（1）华北落叶松幼苗幼树缺乏,2．5cm〈DBH≤17．5cm的个体数量丰富,DBH〉17．5cm个体数量稀少,种群表现为衰退型,但华北落叶松较长的生命周期、数量丰富的中小径级个体和客观存在的林冠干扰,使得其依然可发展成为稳定的种群;（2）采伐迹地上华北落叶松幼苗幼树多为集群分布;2．5cm〈DBH≤7．5cm的林木在2m×2m的尺度下呈显著的集群分布,而随取样尺度增大,聚集性减弱,趋于随机分布;7．5cm〈DBH≤17．5cm的林木在各个取样尺度基本上呈随机分布,这与其自身的生物学特性和环境光照条件密切相关。     

Growth in stem diameter of Larix principis-rupprechtii and its response to meteorological factors in the south of Liupan Mountain, China

Research related to daily and seasonal pattern of stem growth of Larix principis-rupprechtii was carried out with the help of a dendrometer from June to September in 2005 in the Liupan Mountain, Ningxia, Northwestern China. The results indicated that daily fluctuation of stem diameter was rhythmic and it could be divided into three continuous phases: contraction, expansion and stem diameter growth when daily rainfall < 10 mm during the measurement period. Comparatively, it showed a different pattern compared with the former when daily rainfall ≥10 mm and in the subsequent days. Based on the work done by Deslauriers et al. a modified method was designed to calculate daily and cumulative stem growth, and it showed that seasonal pattern of cumulative stem growth was similar among five sample trees. From June and July, stem growth rate was quick and the values were in the range 27.0–44.2 μm per day. Relatively, they took on a slow growth rate from August to September, and the values were under 10 μm per day. And it also showed that there existed a significant difference in stem growth among sample trees, which could be as a result of the difference in tree domain and their positions in the stand. The relationship between daily stem growth and meteorological factors was studied by principle component analysis and partial correlation analysis, and the result indicated that the daily rainfall, daily minimum temperature, daily average solar radiation and vapor pressure deficit were four significant factors which determined the daily stem growth.     

六盘山南坡华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)树干直径生长及其对气象因子的响应

2005年6-9月份在宁夏六盘山南侧的西峡林场,应用带状树木径向变化记录仪（Dendrometer）研究了5株华北落叶松树干的直径生长过程,结果表明,在无雨或小雨（日降雨量〈10mm）天气下,树干直径变化呈现出明显的日周期性,可将其划分为3个阶段：收缩阶段、膨胀阶段和生长阶段;在连续降雨（日降雨量≥10mm）及随后的几个晴天中,树干直径变化并不表现出完整的日周期性。基于Deslauriers等人的方法,提出了树干直径日生长量估计的修正公式,并计算了华北落叶松树干直径日生长量和累积生长量,结果表明,各样木树干直径日生长量的季节变化趋势一致,即表现为前快后慢的季节变化格局,6～7月份为快速生长期,其日均生长量在27．0～44．21μm之间;8～9月份为缓慢生长期,其日均生长量在10μm以下;各测定样木的树干直径日生长量具有明显的个体差异,这主要与林木个体大小及其所处林分中的微环境条件差异有关;整个观测期内的树干直径累积生长过程可以较好地用幂函数描述。主分量分析和偏相关分析表明,影响树干径向生长的气象因子可划分为3类,其中日降雨量、日最低气温、日平均太阳辐射和日平均空气饱和差是影响树干径向生长的主要因子。     

干旱胁迫下华北落叶松幼苗接种木霉的生理变化

水分匮缺显著影响林木更新,根际接种木霉可减缓林木所受干旱胁迫的影响.本研究通过人工控水试验,分析了根际接种木霉对干旱条件下(轻度、中度和重度干旱,培养基质相对含水量分别为50％ ～ 60％、35％ ～50％、20％～35％)华北落叶松幼苗针叶抗氧化系统和渗透物质的生理影响.结果 表明:随着干旱胁迫加剧,幼苗针叶的超氧化...     

东灵山华北落叶松人工林的分布格局及环境解释

应用TWINSPAN、CCA和物种多样性分析,从植物群落、植物种与环境的生态关系等方面研究了东灵山华北落叶松人工林的植被分布格局,并给予合理的环境解释。TWINSPAN分类将华北落叶松人工林分为4个类型,分类结果在CCA二维排序图上得到了较好的验证。样方与物种的CCA排序较好地揭示了该区华北落叶松人工林的分布格局与环境梯度的关系：坡位、坡度、土壤厚度和海拔是影响该区华北落叶松人工林的主导因子。结合物种多样性分析,结果表明东灵山绝大多数华北落叶松人工林生长良好,并根据华北落叶松喜凉湿习性,建议在该区自然分布海拔以下造林时,应优先选择阴坡和半阴坡的中、下位坡。     

华北落叶松林细根生物量对土壤水分、氮营养空间异质性改变的响应

在华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林选取采伐干扰样地和未采伐干扰样地进行对比研究, 分析采伐干扰造成林下土壤水分和氮营养空间异质性的改变对细根生物量空间变异的影响。采用空间格局分析的小支撑、多样点的设计原则, 对每个样点的土壤分3层取样(0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm)。进行细根(≤1 mm和1-2 mm)生物量与土壤含水量、全氮、硝态氮、铵态氮和土壤pH的偏相关分析, 以及细根生物量变异函数值和土壤各因子变异函数值的线性回归分析。研究结果表明, 在不同样地, 细根生物量与土壤各因子均表现为正相关关系, 不同土层相关性强弱表现各异, 其中土壤含水量与细根生物量的相关性显著。受采伐干扰后, 细根生物量与土壤含水量、全氮、土壤硝态氮空间变异的关联性更趋于明显。多元线性回归分析结果表明, 采伐干扰样地细根生物量的空间变异更多地受到土壤多因子的综合影响, 而未采伐干扰样地的细根生物量受土壤水分、全氮和硝态氮单独效应的影响更大。     

不同海拔华北落叶松针叶三种抗氧化酶活性与光合色素含量

通过分析庞泉沟国家级自然保护区不同海拔(1 600～2 800 m)梯度华北落叶松针叶中3种抗氧化酶及光合色素含量的变化,探讨了高山林木适应环境的生理机制.结果表明,华北落叶松针叶中超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性随海拔梯度的变化规律相一致,即中海拔区(1 900～2 400 m)的3种抗氧化酶活性相对较低,而低海拔区(1 600～1 800 m)和高海拔区(2 500～2 800 m)活性相对较高.低海拔区3种酶活性分别比中海拔区提高62.79%、42.13% 和 7.87%,高海拔区分别提高75.20%、14.49% 和 63.38%,但临近森林垂直分布上限活性降低.膜脂过氧化产物丙二醛含量在低海拔区和高海拔区分别达9.27和14.06 μmol·g^-1 FM,而在中海拔区平均含量为5.58 μmol·g^-1 FM.叶绿素和类胡萝卜素含量随海拔梯度升高而降低,相关系数分别为-0.969和-0.986;但叶绿素a/b比值及Car的相对含量(Car/Chl)随海拔梯度升高而增加,相关系数分别为0.962和0.877.