不同强度人为干扰对马尾松地上部分生物量及生产力的影响

采用平均标准木法及分层切割法研究了不同干扰强度对马尾松林地上部分生物量和生产力的影响．并对3个林分蓄积量、各器官相对比例进行了比较分析。结果表明。马尾松林分地上部分总生物量、各器官生物量及净生产力均随干扰强度的减轻而增加,轻度干扰有利于林分生物量和蓄积量的积累及生产力的提高。     

兼容性立木生物量非线性模型研究

1　引　言资源和环境问题,是人类社会面临的严峻挑战。森林作为一种再生资源和重要的环境资源,不仅可持续提供社会发展所必不可少的林产品,而且在全球环境保护方面占有独一无二的地位。因此,在当今森林资源监测中,森林生物量作为重要监测项目已在全球范围内得到普遍承认,并被国际林联(ＩＵＦＲＯ)在《国际森林资源监测大纲》中列为最主要的监测项目之一[1]。由于生物量测定的难度大,对于区域性的生物量清查,最切实可行的方法是将其作为清查项目兼容于已有的森林资源监测体系中。就我国情况而言,首先应建立能与立木材积模型兼容且生物总量与…     

桂东不同林龄马尾松人工林的生物量及其分配特征

根据5a、15a、21a、32a、60a生的5个不同林龄的15块1 000m2样地(3次重复)调查资料,利用21株不同年龄和径阶的马尾松样木数据,建立以胸径(D)为单变量的生物量回归方程.采用样木回归分析法(乔木层)和样方收获法(灌木层、草本层、地上凋落物)获取不同林龄马尾松人工林的生物量,并分析了其组成、分配特征及不同林龄生物量的变化趋势.结果表明:(1)林分的总生物量随林龄而增加,5a、15a、21a、32a和60a生马尾松人工林生物量分别为15.03、125.93、183.51、191.53、405.31 Mg/hm2,其中活体植物占75.01％～94.19％,地上凋落物占0.86％～24.99％.(2)层次分配方面乔木层占绝对优势,占90.20％～98.35％,且随林龄的增加而增大,其次为地上凋落物,占0.86％～24.99％;草本层和灌木层生物量较小,分别占0.47％～34.85％和0.32％～27.00％,均随林龄的增加呈递减趋势.(3)乔木层器官分配以干所占比例最高,占49.93％～83.10％,且随林龄而增加;根相对比较稳定,占6.97％～12.82％;枝、叶分别占11.75％～14.83％、1.33％～23.65％,均随林龄增大而下降.灌木层器官分配除幼龄林为根＞枝＞叶,其余的均呈枝＞根＞叶的趋势.草本层中龄林和近熟林生物量地下＞地上,其他林龄生物量地上＞地下.(4)各林龄凋落物生物量在3.48～6.68Mg/hm2,规律性不强.(5)马尾松人工林乔木层各器官及林分生物量具有良好的优化增长模型,其32a生林分生物量高于同林龄的楠木人工林,低于热带雨林,是一种速生丰产、固碳潜力大的优良造林树种.     

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。     

接种彩色豆马勃对模拟酸沉降下马尾松幼苗生物量的影响

外生菌根能够提高宿主植物对外界环境胁迫的抵抗力,促进植物的生长,本文试图揭示外生菌根对酸雨胁迫下马尾松生长的保护作用。本研究采用盆栽试验,共设置四个处理：酸雨对照处理（Control check (CK), 约pH值5.5）不接种,酸雨对照处理接种,酸雨pH值3.5处理不接种,酸雨pH值3.5处理接种。pH值3.5的酸雨处理降低马尾松的生物量,在试验前期降低根冠比,试验中后期则提高根冠比,在试验初期增加了叶面积,但中后期显著降低了叶面积。接种外生菌根菌有利于马尾松幼苗的生长,pH值3.5处理下接种外生菌根菌能提高马尾松幼苗的生物量,外生菌根菌对生物量分配和叶面积的影响与酸雨胁迫的影响是相反的,即外生菌根菌抵消了酸雨胁迫对马尾松的影响。     

近自然化改造对马尾松和杉木人工林生物量及其分配的影响

近自然化改造作为森林新增碳汇的最有希望的选择之一,将如何通过改变林分结构影响林分生物量和生产力进而影响林分固碳能力和潜力目前尚不清楚,因此,了解近自然化改造对人工林生物量及其分配的影响,对人工林生态系统碳管理具有重要意义。以马尾松近自然化改造林(P(CN))、马尾松未改造纯林(P(CK))、杉木近自然改造林(C(CN))和杉木未改造纯林(C(CK))4种人工林为研究对象,采用样方调查和生物量实测的方法,分析4种林分生物量差异,旨在揭示近自然化改造对马尾松和杉木人工林生物量及其分配的影响。结果表明:马尾松杉木人工林近自然化改造通过调整林分结构显著提升马尾松和杉木人工林生物量和生产力,8a后马尾松和杉木林分生物量分别增加46.71%和37.24%。乔木层生物量在林分生物量总量中占主导地位(95.48%-98.82%),并对林分生态系统总生物量变化起决定性作用。林分生物量和生产力的增加主要因为近自然化改造改变了林分群落结构,进而提高了乔木层生产力。研究结果表明,合理的经营措施不仅可以改善林分结构,提升林分生产力,并可为增强植被固碳能力创造有利条件。     

马尾松与湿地松人工林生物量动态及养分循环特征

对乡土树种马尾松和引进外来树种湿地松人工林的生物量动态变化、养分积累与分配以及养分循环特征进行比较 ,结果表明 :在林分生长发育早期 ,马尾松生长慢 ,而湿地松生长快 ,生长发育后期马尾松生长速度比湿地松快。马尾松人工林生物量的数量成熟年龄为 36 a,采伐利用时的最大生物量为 4 34t/ hm2 ;湿地松的为 2 6 a,采伐利用时的最大生物量为 338t/ hm2。湿地松人工林各器官和总的养分积累量均高于马尾松 ,其中养分的总积累量是马尾松的 2倍多 ,树干高达 5倍多。在采伐利用时 ,不管是全树利用还是仅利用干材 ,同马尾松相比 ,湿地松林将带走更多的养分 ,对地力的养分消耗量更大。同时 ,湿地松林养分循环速率低 ,周转时间长 ,需要的养分多 ,比马尾松林维持地力的能力差。因此 ,在湿地松人工林的经营管理过程 ,更应处理好养地与用地之间的关系 ,否则会造成林地生产力的下降     

马尾松-肉桂人工复层林生物量及生产力研究

应用相对生长法和样方收获法研究了广西岑溪市马尾松不同光环境处理下营造的马尾松-肉桂人工复层林的生物量及生产力.结果显示:(1)不同处理中,枯落物层生物量随林分郁闭度的增加而增加,灌木层、草本层生物量则随着林分郁闭度的增加而减少;马尾松-肉桂人工复层林模式下林分的生物量、生产力以及群落总生物量远大于马尾松单层林.(2)不同处理的马尾松-肉桂人工复层林林分净生产量均大于马尾松单层林,且上层林马尾松郁闭度在0.5～0.7条件下与肉桂形成的复层林更有利于提高环境资源的获取能力,其中以马尾松林分郁闭度为0.5、密度781株/hm2以及肉桂密度5 952株/hm2的人工复层林模式的成层性最明显,群落生物量、乔木层生物量、净生产力水平最高,分别达167.64 t/hm2、160.549 t/hm2、9.146 t/(hm2·a),且分别高于马尾松单层林14.9％、18.5％、68.7％,是经济效益和生态效益最理想的复合林模式.研究表明,光环境处理对群落生物量空间分布有显著影响,对林分各器官生物量的分配有较大影响,复层林能提高乔木层生物量在总群落生物量中的分配.人工复层混交林比单层林更有利于提高获取环境资源的能力并增加林分的稳定性.     

利用线性混合效应模型模拟杉木人工林枝条生物量

基于福建省将乐林场45株人工杉木解析木的572组枝条生物量数据,采用线性混合效应模型方法,建立杉木人工林枝条总生物量和枝、叶生物量的预测模型,并利用独立样本数据对模型进行检验.结果表明： 线性混合效应模型比传统多元线性回归模型的拟合精度高.不同随机效应参数的组合,其混合模型的精度不同.考虑异方差结构的混合模型能够消除数据间的异方差性,其精度更高,其中,对于枝条总生物量和叶生物量模型,以指数函数作为异方差结构时的模型精度最高;对于枝生物量模型,以常数加幂函数作为异方差结构时的模型精度最高.模型检验结果表明：对于杉木人工林枝条生物量预测模型,考虑随机效应和异方差结构的线性混合模型的检验精度比传统多元线性回归模型的精度有明显提高.     

马尾松-阔叶树混交异龄林生物量与生产力分配格局

在25年生的马尾松林下分别套种1年生火力楠、闽粤栲、苦槠、格氏栲、青栲和拉氏栲幼苗,经过16a的培育后形成了郁闭的针阔混交异龄林。应用分层平均标准木收获法,建立相对生长方程,对上述6种混交林及马尾松纯林的生物量与生产力分配格局进行了研究。6个混交林的林木总生物量分别为216·41、260·06、221·92、221·65、246·13t/hm2及201·04t/hm2,而马尾松纯林的生物量为204·37t/hm2;其中地上部分占81·4%~83·7%,林分之间差异较小。在混交林中,处于主林层的马尾松生物量占林分总生物量的比例为73·5%~85·4%。在各林分生物量组成中,干材生物量最大,占总生物量的56·4%~64·8%,其它组分所占的比例依次为根(16·3%~18·6%)>枝(9·0%~16·9%)>皮(4·9%~7·3%)>叶(1·1%~4·3%)。生物量的空间结构在马尾松纯林和混交林之间存在明显差异,混交林中0~9m高度的生物量分配比例(67·1%)明显大于马尾松纯林(53·7%);混交林中,在2~3m高度就出现了枝、叶的分布,而马尾松纯林中则出现在13~14m。混交林中,阔叶树根系的生物量主要集中于0~40cm土层,占根系总生物量的74%~99%,60cm以下土层则根系分布很少,而马尾松的根系则主要分布于土壤表层(0~20cm)和60cm以下土层,分别占总生物量的26%和49%。各混交林分的净初级生产力为10·60~15·25t/(hm2·a),而马尾松纯林的生产力仅7·34t/(hm2·a)。林分净初级生产力(NPP)与光合器官/地上部分生物量比(X1)、细根生物量/地下部分生物量比(X2)存在显著的非线形关系:NPP=5·5745+1·1985X1+2·6479X22。在所研究的林分中,细根(d<2mm)生物量占林分总生物量的平均比例为0·2%,但细根生产力占林分净生产力的平均比达2·9%。     

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。     

两种方法预估红松立木含碳量的精度

森林碳储量是评价森林生态系统生态效益的重要指标,准确估计立木各器官(树干、树枝、树叶和树根)含碳量是其基础。基于黑龙江省44株人工红松各器官生物量和含碳量的实测数据,采用非线性联立方程组构建了相容性立木生物量和含碳量模型,比较了两种方法(直接法和间接法)估计红松立木含碳量的精度。直接法是通过构建各器官相容性含碳量模型,直接预估立木各器官含碳量。间接法是由各器官相容性生物量模型,结合3种形式的含碳率(平均含碳率0.5、林木实测平均含碳率,各器官实测平均含碳率)来预估树木各器官含碳量。研究结果表明:相容性生物量和含碳量模型的相关指数R2为0.76—0.99,模型的拟合效率(EF)为0.80—0.98。直接法中树干、树枝、树叶、树根和总量的含碳量预估精度分别为91.03%、80.02%、70.24%、87.10%、93.08%;间接法中采用平均含碳率0.5的预估精度与直接法相比,各器官及总量分别下降1.39%、1.5%、0.13%、1.09%和2.2%,而采用另外两种形式的含碳率其预估精度降幅在0.3%以内。依据文中推导的相对误差积累公式可知,间接法的预估精度主要与Ci%/珔C%(Ci%为单木各器官含碳率,珔C%为实测平均含碳率)有关。显然,直接法是预估红松立木含碳量的最佳方法。通常使用的碳含量转换系数0.5与实测含碳率有明显差异,因此间接法中采用0.5的含碳率其预估精度最低,而使用各器官实测的含碳率可以明显提高预估精度。     

基于线性混合效应的红松人工林枝条生物量模型

基于黑龙江省孟家岗林场60株红松解析木3643个枝条生物量的实测数据,利用全部子回归技术建立了枝条生物量模型(枝、叶和枝总生物量模型),最终选择lnw=k₁+k₂lnL_b+k₃lnD_b为枝条生物量最优基础模型.利用SAS 9.3统计软件的PROC MIXED模块建立枝条生物量混合模型,并采用AIC、BIC、对数似然值和似然比等统计指标评价不同模型的拟合效果.结果表明: 红松解析木的叶和枝总生物量混合模型以k₁、k₂、k₃作为随机效应参数的拟合效果最好,而枝生物量混合模型以k₁、k₂作为随机效应参数的拟合效果最好.最后将枝条生物量最优基础模型与最优混合模型进行模型检验.混合模型各项指标优于基础模型,能有效地提高模型的预估精度,并且通过方差协方差结构校正随机参数来反映树木之间的差异.     

长白山阔叶红松林的温度效应

森林温度特征的研究是揭示森林生态系统功能、评估森林环境效益的基础.对2004年长白山阔叶红松林林内外空气温度和土壤温度进行了观测,结果表明:林内外空气温度、土壤温度明显不同.白天林内气温一般低于林外,夜间高于林外.昼间气温差夏季较大,7月平均差值为1.6 ℃;夜间气温差冬季较大,1月平均差值为1.5℃.空气温度和土壤温度的日振幅总是林内小于林外,7月空气温度日振幅林内比林外低1.7℃,4月土壤温度日振幅林内比林外低5.8℃.     

福建地区马尾松生物量转换和扩展因子的影响因素

基于第8次国家森林资源清查福建省331块马尾松的固定样地调查数据,利用增强回归树法(BRT)研究地上生物量转换和扩展因子(BCEF)和地下BCEF的影响因素。研究结果表明:林分特征因子和地形因子是影响地上BCEF以及地下BCEF的主导因素,二者对地上BCEF影响的相对贡献率之和为87.20%、地下BCEF为86.59%。其中,龄组和坡向分别是林分特征因子和地形因子中影响地上BCEF的最大因素(41.13%和14.52%)。地上BCEF随龄组的增大而逐渐减小;在东南坡最大、西坡最小。此外,龄组和坡向分别是林分特征因子和地形因子中影响地下BCEF的最大因素(41.54%和15.16%)。地下BCEF随龄组的增大而逐渐减增大;在东南坡最小、西坡最大。土壤因子对地上BCEF以及地下BCEF的影响都较小(12.80%和13.41%),腐殖层厚度是土壤因子中影响地上BCEF以及地下BCEF的最大因素(9.02%和9.13%)。在所有的影响因素中,龄组对地上BCEF以及地下BCEF的影响均最大,依据龄组计算相应的BCEF或者建立林龄普适的BCEF模型,可以有效地提高生物量的估算精度。     

三峡库区马尾松根系生物量的空间分布

以三峡库区主要植被马尾松人工林为研究对象,用内径为10 cm的根钻,分别在马尾松中龄林、近熟林和成熟林内,据树干0.5、1.0、1.5 m和2.0 m处设置取样点,各样点按0-10、10-20、20-30、30-40、40-60 cm将土壤分为5个垂直层次,对马尾松根系的空间分布格局进行调查。结果表明:(1)三峡库区马尾松总根系生物量(0-10 mm)为中龄林(4.72 t/hm²)显著高于成熟林(2.94 t/hm²)和近熟林(2.40 t/hm²)(P<0.05)。细根(0-2 mm)生物量随年龄增加而递减,差异不显著(P>0.05);(2)马尾松3个林龄中根系生物量表现出一定的水平分布特征,但具体趋势表现各异,细根生物量最大值均出现在距离样木1.0 m处;(3)细根主要分布在土壤上层,其中47.53%-71.73%的活细根集中在0-20 cm土壤深度内,且随土层的加深,其生物量明显减少。粗根(2-10 mm)则主要分布于20-60 cm土层范围内;(4)根系直径越小,受环境变化越明显。马尾松细根生物量分布主要受土壤深度的影响,树龄和不同水平距离对细根分布格局影响不显著(P>0.05),各因素对粗根生物量的影响均未达到显著水平(P>0.05)。     

基于混合效应模型的人工红松节子属性

基于黑龙江省孟家岗林场60株人工红松1534个节子数据,利用SAS软件中的NLMIXED和GLIMMIX模块构建人工红松节子属性因子(基径、健全节长度、死亡年龄、角度)的混合效应预测模型.采用赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)、对数似然值(-2LL)和似然比检验(LRT)评价指标对所构建模型的精度进行比较.结果表明:考虑树木效应的混合模型模拟精度均高于传统回归模型.含有b_1、b_2随机参数组合的节子基径模型是最优混合效应模型;含有b_1、b_3随机参数组合的节子健全节长度模型是最优混合效应模型;含有节子基径随机参数的广义线性混合模型为节子死亡年龄的最优模型;含有截距、节子基径、健全节长度3种随机效应参数组合的广义线性混合模型为节子角度的最优模型.混合效应模型比传统回归模型更能有效地描述节子属性.红松是东北主要的用材树种,利用节子属性预测模型结合合理的整枝方案可以提高木材质量.     

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.