不同林龄马尾松人工林优势种径级结构及物种多样性分析

采用空间代替时间的方法,以黔中山地孟关林场10a、20a、30a和36a的马尾松人工林为研究对象,通过设置12块20 m×20 m的典型样地,分析了马尾松人工林发育过程中径级结构与物种多样性的动态特征。结果表明:(1)马尾松人工林不同林龄阶段,优势种径级结构存在一定差异,10a林分呈单峰型结构,20a、30a、36a林分呈多峰型结构。(2)林下共有植物种类35科53属53种,其中灌木16科24属24种,草本20科29属29种,物种较丰富;不同林龄林分物种组成种类为:20a林分10a林分30a林分36a林分。(3)随林龄增加,马尾松人工林物种丰富度指数先增大后减小,Shannon-Wiener指数和Simpson指数以及Pielou均匀度指数和Alatalo均匀度指数在10a～30a之间变化趋势相反,30a～36a之间变化趋势一致。     

低丘人工林林下植被物种多样性初步研究

选取江西省泰和县狗丝茅岭低丘荒山人工造林l0a的人工生态系统中8种人工林主要类型和1个对照区,通过比较这些类型林下植被的物种多样性(物种丰富度和Shannon-Wiener指数)和相关的环境因子,揭示林下植被物种多样性的差异及其与环境因子之间的关系。结果显示：人工林类型(造林树种)、林分组成(纯林或混交林)和林分密度对物种多样性的影响较为明显,其中林分密度的影响最为显著：各人工林类型林下植被的Shannon—Wiener指数与物种丰富度具有大体相似的规律,即在相近造林密度下,不同造林树种其林下植被物种多样性以针叶纯林稍占优势,针阔混交林次之,而阔叶纯林相对较低：针叶林林下植被物种多样性虽然最高,但针叶林土壤的持水力相对较差,有机质含量也较低,而阔叶纯林相对较好,针阔混交林则最佳。     

不同林龄桉树人工林林下物种多样性和生物量的动态变化

采用空间代替时间法和典型抽样法,以四川省威远县桉树(Eucalyptus robusta)人工林为研究对象,综合分析其林下植被物种组成及重要值、灌木层和草本层地上、地下和全株生物量以及物种多样性指数(Shannon-Wiener多样性指数H、Simpson优势度指数H′、丰富度指数D和Pielou均匀度指数JSW),探究林下植被的物种多样性和生物量在5个不同林龄(4,5,6,7,8年生)下的动态变化及二者之间的相关性。结果表明:调查到植物共有210种,隶属79科151属,草本层物种数多于灌木层。草本层的五节芒(Miscanthus floridulus)、芒萁(Dicranop?teris pedata)和灌木层的野牡丹(Melastoma malabathricum)、戟叶悬钩子(Rubus hastifolius)在不同林龄下都占据主要优势地位。随着林龄的增大,郁闭度加大,灌木层的D、H和H′值均表现为先增后减的规律;草本层D、H和H′值均呈先增后减再增再减的双峰趋势。草本层各生物量呈先增后减再增的变化趋势;灌木层各生物量呈先增后减的变化趋势。物种多样性与生物量呈显著正相关,草本层的D、H指数是影响生物量的直接因子。桉树人工林林下植被物种分布、组成、物种多样性和生物量对林龄变化的响应不同,表现为不同的动态特征规律,相关结果为我国西南地区桉树林管理提供了数据支撑。     

不同林龄人工沙棘林结构与林下物种多样性研究

采用样地调查的方法,研究了陕西省永寿县马莲滩流域不同林龄人工沙棘(Hippophae rhamnoides)林土壤理化性质、根系活力、林木径阶结构、林下物种多样性特征以及天然更新状况等,以探讨沙棘林衰败机理.结果显示:18年生沙棘人工林林分郁闭度为86.67%,根系活力和天然更新能力(241 trees·hm-2)衰退,林木径阶结构呈"衰退型";林下植物种较少(20种)且较分散,活根瘤虽然个体最大(横径>1.80 cm,纵径>1.15 cm),但比例最低(63%左右),固氮能力减弱.13年生沙棘人工林长势最好,林分郁闭度适中(76.67%),根系活力和天然更新能力(833 trees·hm-2)较强,林木径阶结构呈"稳定型";林下植物种较丰富且较集中(S-=12,菊科、禾本科为主),活根瘤个体较大(横径>1.40 cm,纵径>0.85 cm)且比例最高(93%),固氮能力最强.8年生沙棘人工林为灌木状,覆盖度达86.67%,但透光性较好,林木长势好,根系活力较18年生沙棘强,天然更新最好(1 566 trees·hm-2),林木径阶结构呈"增长型",林下植物种最丰富且最为集中(S-=18,菊科、禾本科为主),活根瘤虽然比例较高(85%),但根瘤个体最小(横径<0.95 cm,纵径>0.60 cm),固氮能力弱.研究表明,18年生沙棘人工林处于衰败状态,应对18年沙棘进行平茬更新,提高林分的稳定性和生态功能.     

不同林龄马尾松人工林林下灌木和草本多样性

采用典型抽样法,选取了长江上游低山丘陵区不同林龄的马尾松(Pinus massoniana)人工林,对林下植物物种组成和植物多样性进行调查研究。结果表明,马尾松人工林林下植物物种组成、多样性指数、均匀度指数随林龄的增加呈现明显的波动性,5a时林下物种总数最小,14a时达到最大;灌木层中梨叶悬钩子(Rubus pirifolius)在各林龄林分下都占有较大优势,中龄林(14a)林分下枹栎(Quercus serrata)、野桐(Mallotus japonicus)占绝对优势,成熟林(37、39a)则以梨叶悬钩子和展毛野牡丹(Melastoma normale)为主。芒(Miscanthus sinensis)和芒萁(Dicranopteris dichotoma)为各林龄林分下草本层中的优势种。灌木和草本的Simpson指数和Shannon-Wiener指数随林龄增加均呈现早期波动,中期下降,后期增加并趋于稳定的变化趋势。随着林龄的增加,马尾松人工林群落物种组成的相似性也出现波动,幼龄林(3、5、8a)群落间共有种较少,到了成熟林阶段(37、39a),群落间共有种增多,林下植物的群落相似系数较大,达到62.1%,说明成熟林林下植物种类较为接近,生态系统趋于稳定。     

青海大通典型林分冠层结构与林下植被物种多样性关系研究

为探究青海高寒山区典型林分冠层结构与林内光环境中维持林下植被物种多样性稳定的关键因素,该研究以青海大通县青海云杉林(Ⅰ)、青杨林(Ⅱ)、华北落叶松-青海云杉混交林(Ⅲ)、青杨-白桦混交林(Ⅳ)和白桦-青海云杉混交林(Ⅴ)5种典型人工林分为研究对象,运用冠层分析仪采集数据,并结合实地调查,研究冠层结构与林内光环境特征及其对林下植被的影响。结果表明:(1)林分Ⅰ、Ⅲ的林冠开度显著低于林分Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ(P0.05),各林分叶面积指数大小顺序为ⅢⅠⅡⅤⅣ,总体表现为阔叶林的林冠开度大于针叶林,但其叶面积指数小于针叶林;林分Ⅱ、Ⅳ的直射辐射、散射辐射及总辐射均显著高于林分Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ(P0.05),其中林下总辐射与散射辐射表现为ⅡⅣⅤⅠⅢ,直射辐射为ⅡⅣⅠⅢⅤ;林分Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ的消光系数均显著高于Ⅰ、Ⅲ,总体上均表现为阔叶林针叶林。(2)相关分析结果表明,林冠开度与林下光照指标呈极显著正相关关系(P0.01),叶面积指数与林下光照指标呈极显著负相关关系(P0.01),且其对林下散射辐射的控制能力最强;典型相关分析表明,纯林的林冠开度对冠层结构的贡献和解释能力较叶面积指数和平均叶倾角大,混交林的叶面积指数对林下光照的影响大于纯林。(3)混交林的林下物种多样性指数(H)及丰富度指数(P)均高于纯林;林下草本层物种多样性指数(H)及丰富度指数(P)与林冠开度及林下光辐射呈显著正相关关系,与叶面积指数呈显著负相关关系(P0.05);物种均匀度(J_(sw))与平均叶倾角呈极显著负相关关系(P0.01),与林下散射辐射呈显著正相关关系(P0.05)。研究认为,在人工纯林改造和结构调整中,对乔木层适当补植伴生树种,并逐步调整为多树种混交林,增加冠层结构和林下光照异质性,将更有利于林下植被物种多样性的维持。     

不同类型杉木人工林林下草本植物多样性特征

林下草本多样性是衡量森林群落结构和功能的重要指标。以湖北九华山林场不同类型的杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林(杉木纯林(Ⅰ)、杉木-檫木混交林(Ⅱ)、杉木-檫木-亮叶桦混交林(Ⅲ))为研究对象,通过分析林下草本层物种组成及其多样性特征,探讨林地类型与林下草本多样性的相互关系。结果表明:研究区林下草本层共有植物72种,分属于37科65属,其中以蔷薇科(Rosaceae)、金星蕨科(Thelypteridaceae)、禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)植物居多;林下草本植物以多年生草本为主,合计有67种,占全部草本植物的93.06%;物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及Pielou均匀度指数均表现为混交林样地(Ⅱ和Ⅲ)高于纯林样地(Ⅰ),但差异性不显著;各样地林下草本层优势物种与林地树种组成密切相关,其中,Ⅰ型样地以高粱泡(Rubus lambertianu)、金星蕨(Parathelypteris glanduligera)和鱼腥草(Houttuynia cordata)为优势种,其重要值分别为13.65%、8.79%和5.27%;Ⅱ型和Ⅲ型样地均以金星蕨、荩草(Arthraxon hispidus)和山马兰(Kalimeris lautureana)为优势种,重要值分别为10.75%、8.37%、7.47%和11.84%、6.16%、5.82%。此外,草本层的优势物种显著影响土壤理化性质:金星蕨与土壤含水量之间呈显著正相关(P<0.05),高粱泡与土壤磷含量显著正相关(P<0.05),而麦冬(Opiopogon japonicus)则与土壤磷含量呈负相关(P<0.05);并且,草本层各优势物种间存在一定的协同、竞争关系(P<0.05)。     

海拔高度对江油地区杉木人工林群落结构和物种多样性的影响

物种多样性是群落功能复杂性和稳定性的重要量度指标,海拔高度是影响物种多样性的重要因素。该实验采用典型样地法,在800~900m(低海拔)和1 100~1 200m(高海拔)2个海拔高度分别取4个20m×20m的样地,对江油地区的杉木人工林群落结构和物种多样性进行研究,采用物种丰富度指数(D)、Shannon-Wienner多样性指数(H)、Simpson优势度指数(H′)和均匀度指数(Jsw)来综合衡量不同海拔杉木人工林群落的物种多样性。结果表明:(1)组成江油杉木人工林的物种共计205种,分属66科177属;低海拔地区乔木7种,灌木54种,草本47种;高海拔地区乔木10种,灌木60种,草本41种。(2)低海拔和高海拔的木本植物组成无明显差异,草本层的物种组成有明显差异。(3)群落各层次的物种多样性指数在低海拔和高海拔都表现为:灌木层草本层乔木层,乔木层的各项指数最低;物种多样性指数随海拔升高在特定区间内表现出一定规律性,D、H和Jsw值总体上呈高海拔低海拔,H′则相反,表明高海拔杉木人工林物种多样性和物种在群落中分布的均匀度都有增加的趋势,这与高海拔受人为干扰较轻以及环境因子的变化等密切相关。     

杉木人工林林下植物物种β多样性的研究

应用β多样性测度公式对不同生长发育阶段和不同地位指数的杉木人工林林下植物进行定量分析。结果表明：不同生长发育阶段和不同地位指数的杉木人工林林下植物β多样性指数值存在明显差异,其中56年生老龄杉木林与3年生杉木幼林之间的林下植物β多样性指数值差异尤为9明显,并且随着人工林生长发育阶段越接近56年生老龄杉木林,其林下植物β多样性指数越小;各杉木林群落中,14地位指数的样地与18地位指数的样地间的林下植物β多样性指数值差异尤为明显。     

广东中西部桉树人工林植物多样性与林龄和土壤因子的关系

以位于广东省中西部的高要市桉树人工林林下植被群落为研究对象,对不同龄级林分物种多样性进行比较分析,采用典范对应分析(CCA)方法进行排序并通过相关分析,对物种分布和多样性与土壤因子的关系进行了研究。结果表明,每龄级24块样地充足,从第9块样地开始不同龄级的物种数目出现一定程度的差异。桉树林分样地中共有136种植物,隶属54科107属,灌木层的种类最多,但以草本层物种为优势种。不同龄级林分之间物种多样性差异不显著,但1—2年生林分低于2—4年生和5—6年生两个龄级;3—4年生的Shannon指数、Simpson指数和丰富度最高。对植被物种的分布,土壤中有机质、全磷、全钾和容重的影响明显,pH值也有一定程度作用,而对物种多样性,pH值和全氮是最为稳定的影响因子。     

杉木林生态系统中土壤酚类物质含量的变化规律

以天然更新常绿阔叶林、老龄杉木[ Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook.]林(代表一代杉木林)、二代杉木萌芽天然更新林和二代杉木人工林作为杉木林生态系统转换模式的系列样地,研究了不同季节(3月、6月、9月和12月)4个样地0～20和20 ～ 40 cm土层土壤中酚类物质(包括总酚、复合态酚和水溶性酚)含量的变化规律.结果表明:各样地土壤总酚含量最高(278.40 ～3 012.98 μg·g-1),复合态酚含量次之(20.67～ 430.54 μg·g-1),水溶性酚含量最低(0.36～6.01 μg·g-1).各样地问不同土层中总酚、复合态酚和水溶性酚含量均值的高低变化不一致,但总体上顺着森林生态系统转换的方向(天然常绿阔叶林→一代杉木人工林→二代杉木人工林),0～20和20～ 40 cm土层中总酚和复合态酚含量以及O～20 cm土层中水溶性酚含量均值均呈现逐渐增加的趋势,而20～40 cm土层中水溶性酚含量均值则无明显变化规律.各样地0～20 cm土层中各种酚类物质含量总体上高于20～40 cm土层,表明随土层加深,总酚、复合态酚和水溶性酚含量呈现逐渐降低的趋势.各种酚类物质含量具有明显的季节变化规律,总酚和复合态酚含量总体上呈现出3月和9月较高、6月和12月较低的变化趋势,水溶性酚含量总体上呈现出随着季节变化(3月至12月)逐渐降低的趋势,不同季节间土壤中各类酚类物质含量的差异均达到了极显著水平.研究结果显示:随杉木人工林栽植代数的增加,土壤中会积累一定量酚类物质,但其中水溶性酚含量远低于使植物中毒的水平(50 μg·g-1),造成杉木中毒的可能性较小.     

用太阳黑子和自相关因子预测杉木生长

以太阳黑子和自相关因子为预测因子,采用逐步回归分析方法,建立杉木〔Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａ（Ｌａｍｂ．）Ｈｏｏｋ．〕胸径生长的预测模型,结果表明前３年和８年的太阳黑子相对数及前５年杉木胸径生长的年轮指数值对杉木胸径生长存在正相关,前１年和４年的太阳黑子相对数及前６年和７年杉木胸径生长的年轮指数值对杉木胸径生长存在负相关,该模型的模拟精度和预测精度分别为９８９５％和９８４５％,且可提前５年进行预测,为林木生长预测提供了新的系统分析方法     

腐解3个月后杉木枯枝落叶及腐殖土中的化感成分对杉木种子的化感效应

对腐解3个月后杉木〔Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook.〕枯枝落叶及腐殖土中的化感成分进行了提取分离,并用杉木种子进行了生物检测。结果表明,与对照相比,杉木枯枝落叶中的极性和弱极性化感成分以及腐殖土中的弱极性化感成分对杉木种子的绝对发芽率、绝对发芽势、胚根长和胚轴长均有一定的抑制作用,但对幼苗干质量的抑制作用不明显。随浓度的提高,杉木枯枝落叶中的弱极性化感成分对杉木种子的绝对发芽势和胚轴长的抑制作用明显提高,极性化感成分对胚根长的抑制作用不断减小。随腐殖土中弱极性化感成分浓度的提高,对杉木种子绝对发芽率的抑制作用增加;腐殖土中的极性化感成分对杉木种子的绝对发芽率、绝对发芽势及胚轴长的抑制作用均随着浓度的升高而逐渐增强。     

凋落物的树种多样性与杉木人工林土壤生态功能

通过模拟试验和野外调查对凋落物的树种多样性与杉木人工林土壤生态功能之间关系进行了研究。林分取样调查的结果表明 ,有两个树种凋落物覆盖的几个杉阔混交林土壤脲酶和蔗糖酶活性均明显高于只有杉木凋落物覆盖的杉木纯林土壤 ,酸性磷酸酶活性也呈现相同的变化趋势 ,这 3种土壤酶活性均以具有凋落物种类最多的次生常绿阔叶林土壤最高。除了土壤酶活性升高之外 ,杉阔混交林的土壤有机质和全氮含量也明显高于仅有一种杉木凋落物覆盖的杉木纯林土壤。采用杉木叶凋落物与不同阔叶树种凋落物处理土壤的模拟试验结果表明 ,在凋落物投放量和 (1 5NH4 ) 2 SO4 施用量相同的控制条件下 ,随着投放的凋落物树种组成的增加 ,土壤中 1 5N的残留量也随之增加 ,而其损失量却随之减少 ;土壤中杉木幼树对于 1 5N的吸收量以及杉木幼树的单株鲜重也随着处理凋落物组成树种的增加而增加 ,具有不同树种数量的凋落物处理之间差异显著 (p<0 .0 5 )。可见随着凋落物树种多样性的增加 ,不仅土壤有机质和全氮含量这两个基本的质量指标得到明显改善 ,而且土壤酶活性、土壤养分保蓄功能以及保证幼树良好生长等的生态功能明显改善     

腐解6个月后杉木枯枝落叶及腐殖土中的化感成分对杉木种子的化感效应

对腐解6个月后杉木[Cunninghamia lanceolata（Lamb．）Hook．]枯枝落叶及腐殖土中的化感成分进行了提取分离及生物检测。结果表明,枯枝落叶及腐殖土中的极性和弱极性化感成分对杉木种子的绝对发芽率、绝对发芽势、胚根长和胚轴长均有一定的抑制作用。随浓度的提高,枯枝落叶中的弱极性化感成分对绝对发芽率、胚轴长及幼苗干质量的抑制作用及极性化感成分对绝对发芽势、胚轴长的抑制作用均逐渐增强;腐殖土中的弱极性化感成分对绝对发芽率、绝对发芽势、胚根长及胚轴长的抑制作用及极性化感成分对胚轴长的抑制作用也逐渐增强。枯枝落叶中的化感成分对绝对发芽率、绝对发芽势及幼苗干质量的抑制效应高于腐殖土中的化感成分。     

模拟氮沉降和灌草去除对杉木人工林地土壤微生物群落结构的影响

土壤微生物是陆地生态系统重要的分解者和地上-地下相互作用的纽带。本文以亚热带杉木(Cunninghamia lanceolateata)人工林为对象, 通过模拟林冠层氮沉降和林下灌草去除, 设置4种处理, 包括: 对照(CK)、灌草去除(UR)、氮沉降(N)和氮沉降加灌草去除(N × UR)的野外控制实验, 研究土壤微生物群落结构的响应。本实验分别于2016年4月(春季)和10月(秋季)采集0-10 cm层土壤样品, 运用磷脂脂肪酸法(PLFAs)分析土壤微生物群落结构。结果表明: (1) 10月份土壤微生物总PLFAs量及其他类群土壤微生物PLFAs量显著高于4月份(P < 0.05), 真菌/细菌比值没有显著差异。土壤微生物PLFAs中细菌占优势, 其次为真菌, 放线菌的占比最小; (2)相比CK处理, UR处理下土壤微生物总PLFAs量、细菌PLFAs量、革兰氏阴性菌PLFAs量和放线菌PLFAs量有增加趋势, 但未达到显著差异水平(P > 0.05); (3)相对CK, UR、N和N × UR处理降低了4月份土壤微生物多样性(H°)和均匀度指数(J), 但提高了10月份土壤微生物多样性指数; (4)冗余分析表明, 土壤硝态氮和总磷含量与土壤微生物群落之间呈现显著相关。本研究表明土壤微生物PLFAs在各处理下都表现出明显的季节动态; 短期内林下灌草去除对土壤微生物PLFAs影响表现出一定的促进作用, 氮沉降对土壤微生物群落影响还不甚明显, 需要长期的监测研究来评估两者及其交互作用对土壤微生物群落及其功能的影响。     

广西杉木林的分类、分布和演替

杉木[Cunninghamia lanceolata (Lamb.) HK.]在广西各个自然区域都有广泛的栽培,本文利用群落分类的方法将广西的杉木林划分出3个群丛纲,2个群丛组,30个群丛.通过对这些群丛的外貌、结构和种类成分变化的研究,分析和确定其所处的演替阶段和演替趋向,为其合理经营提供科学依据.     

中亚热带杉木人工林和米槠次生林凋落物添加与去除对土壤呼吸的影响

在未来大气CO₂浓度升高的背景下, 植被净初级生产力的增加将促使森林土壤碳输入增多。凋落物是土壤碳库的重要来源, 对土壤呼吸会产生重要影响。为了模拟植物净初级生产力提高、凋落物产量增加情景下凋落物对土壤呼吸和土壤碳库的影响, 2013年1月到2014年12月, 在福建省三明市陈大镇国有林场, 在杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林和米槠(Castanopsis carlesii)次生林, 通过设置去除凋落物、添加凋落物和对照(保留凋落物, 不做任何处理)处理, 研究了土壤呼吸和土壤碳库的动态变化。研究发现: 土壤含水量在10%-25%范围内, 土壤呼吸温度敏感性指数(Q₁₀)随着土壤含水量的增加呈递增趋势, 当含水量<10%时, 由于干旱胁迫打破了土壤呼吸与温度之间的耦合, 改变了Q₁₀值, 使得Q₁₀值小于1。土壤呼吸与凋落物输入量呈显著的线性正相关关系, 杉木人工林对照和添加凋落物处理及米槠次生林对照处理, 土壤呼吸与2个月前的凋落物输入量相关性最好。而米槠次生林添加凋落物处理, 土壤呼吸与当月的凋落物输入量相关性最好, 不同林分凋落物呼吸对土壤呼吸的贡献率不同, 米槠次生林凋落物层呼吸年通量明显大于杉木人工林, 分别占各林分土壤总呼吸的34.4%和15.1%, 添加凋落物后, 杉木人工林和米槠次生林的土壤呼吸速率增加, 但添加凋落物处理的土壤呼吸年通量与对照的差值小于年凋落物输入量。因此, 在未来全球CO₂升高背景下, 植被碳储量的增加、凋落物增加并没有引起土壤呼吸成倍增加, 更有利于中亚热带地区土壤碳吸存。     

福建含笑—杉木混交林的效益及机理分析

对7年生福建含笑－杉木[Michelia fujianensis Q.F.Zheng-Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.]混交林的生长效果、改土效益、水源涵养功能以及混交机理的分析研究表明,该混交林种间关系协调,林分空间分布格局合理,能调节林分小气候,改善土壤肥力状况,充分利用营养空间,增强水源涵养功能,促进林分生长。福建含笑与杉木混交林是改造杉木低产林、防止地力衰退及扩大珍贵阔叶树种植范围的有效途径之一。