黄土高原人工油松林水文生态效应

在陕北黄龙山区利用对降水和设置在林分中的径流小区进行长期定位观测的方法,研究了黄土高原主要造林树种油松林的水文生态效应,据1995-2000年观测结果,中龄人工油松林林冠平均截留率为25.1％,树干茎流量占大气降水量的3.3％,枯枝落叶层的截留率为11.6％。在森林的作用下,林地土壤的理化性质得到了明显的改善。与农地相比,林地容重低8.6％,有机质含量、全氮含量和阳离子代换量分别高130.1％、84.2％和53.2％,细土颗粒组分比例增加。与此同时,林地地表径流量和土壤侵蚀量则分别减少84.5％和99.9％,表明了人工油松林巨大的水文生态作用。     

黄土高原天然和人工油松林根际土壤解磷细菌群落特征及其功能

为了揭示油松-根系微生物的互作关系及其对油松林分稳定性的影响,本研究选择陕西省黄龙县天然和人工油松林,采集油松根际与非根际土壤,测定非根际土壤化学特性,分离纯化根际土壤解磷(有机磷和无机磷)细菌,通过DNA基因测序鉴定解磷细菌,并测定解磷细菌的解磷能力.结果 表明:天然油松林非根际土壤中全碳(TC)、全氮(TN)含量以...     

不同坡向人工油松林生长状况与林下物种多样性分析

采用野外调查的方法,研究了绥德地区28年生不同坡向人工油松林林木个体生长、植物种类、相似系数和林下物种多样性特征,以明确坡向对人工油松林生长和群落结构的影响.结果显示,(1)阴坡油松的胸径、树高、冠高和冠幅均显著大于阳坡;(2)阴坡与阳坡林下分别有植物21和19种,共有种11种.群落相似系数为55%,说明坡向对人工油松林林下物种组成影响较大.(3)阴坡物种丰富度指数、均匀度指数和多样性指数均表现为草本层＞灌木层;而阳坡的Shannon-Wiener指数和Pielou指数(Jsw)则与阴坡相反,为灌木层＞草本层;群落总体多样性表现为丰富度指数和多样性指数均是阴坡稍大于阳坡,而均匀度指数表现为阳坡稍大于阴坡.研究表明,绥德地区人工油松林的生长状况阴坡显著优于阳坡,但与陕北南部地区人工油松林相比,该地区人工油松林林木生长各项指标还是较低,群落结构配置不合理.     

黄土高原油松林地产流产沙及其过程研究

通过对径流小区的多年观测和人工模拟降雨试验,利用自制的径流自动记录装置,研究了油松林地不同处理的产流产沙及其动态过程。研究结果表明,油松林地、林地去枯枝落叶层和采伐林地上层林木等３种处理与农地比较,分别减少径流量８８．０％、２７．０％和８７．８％,减少产沙量９９．９％、９８．０％和９９．８％。产沙量与坡度和雨强关系密切,随坡度和雨强增加而迅速增加,以雨强的效应更甚。油松林地开始产流的降雨量一般在１     

黄土高原人工油松林林冠截留动态过程研究

林冠截留量的大小直接影响着大气降水产生地表径流量的多少 ,也决定着森林涵蓄降水能力的大小 ,是评价森林保持水土效益的关键指标之一。因此 ,一直是森林水文和水土保持研究的重点 ,特别是林冠截留的动态过程的研究 ,对揭示径流、泥沙过程有积极的意义。由于影响林冠截留过程因素复杂 ,目前国内外在林冠截留动态方面的研究较少[1～ 3] ,缺乏好的模型描述此过程[4～ 7] ,限制了森林保持水土机理研究的进展。研究林冠截留的动态过程不仅能够阐明森林保持水土的机理 ,而且对研究林地土壤侵蚀过程有重要意义。1　研究地区与方法1 1　自然概况试…     

黄土高原柴松群落空间结构

利用角尺度、大小比数和混交度3个林分空间结构参数,分析了黄土高原柴松(Pinus tabulaeformisf.shekannesis)群落的空间结构特征。结果表明:1)该林分的树种组成为柴松:辽东栎(Quercus liaotungensis)∶其他树种=7∶2∶1,林分密度为3064株.hm-2,柴松种群优势度明显。2)柴松林林分平均混交度为0.33,处于弱度混交到中度混交过渡时期,种间隔离程度较小。3)柴松林林分平均角尺度为0.57,整个林分呈团状分布。4)林分平均胸径大小比为0.52,平均树高大小比为0.53,林木大小比数的分布较为均匀。胸径大小比和树高大小比在反映林木生长优势方面具有一致性。     

天山云杉天然林群落空间结构异质性分析

为了解天山云杉(Picea schrenkiana var. tianschanica)天然林群落空间结构的变异规律,沿天山山脉由西至东选择5个地点(昭苏、新源、呼图壁、天池、奇台),在每一地点沿海拔布设样带进行天山云杉群落调查,样带海拔区间为1700~2900 m。利用角尺度、大小比数分析其群落空间结构特征。结果表明: (1) 5个样带天山云杉角尺度平均值为0.545,群落呈团状分布格局;大小比数平均值为0.490,群落内林木的生长状态介于亚优势与优势之间。(2) 不同海拔高度天山云杉角尺度的变化显示随海拔高度的增加该群落呈现聚集分布-随机分布-聚集分布-随机分布的交替变化规律;大小比数随海拔高度的变化显示群落中天山云杉林木生长分化特征随海拔的增加呈现出亚优势-中庸-亚优势-劣势的规律。(3) 5个地点天山云杉角尺度平均值随着经度的变化较小,各地点均呈明显的整体团状分布;而林木大小分化由西至东表现为中庸木-亚优势木-中庸木的转变特征。     

残次油松林群落特征与生物多样性恢复

在河北省兴隆县雾灵山国家级自然保护区研究了经长期人为破坏的残次油松林的群落特征及其在不同保护年限下的生物多样性恢复规律。研究表明,与正常林分相比,残次林的物种多样性指数大幅度降低,物种数量显著减少。在植物和昆早群落各参数的变化中,以灌木和天敌昆虫类群受影响最大,其科数分别减少５５．５６％和６０％,科－种多样性指数分别减少３０．１％和６０．７２％。     

中国油松林群落特征及生物量的研究

本文根据现有的文献资料,用植物生态学方法系统地分析了中国油松林群落的特征,按不同气候分区探讨了油松林群落的生物量,年净生产量及在不同层次上的分布,比较分析了不同气候区油松林年干物质累和只速率（ＮＰ／Ｂ）。结果表明：３０ａ 左右生的已郁闭的油松林群落生物量为暖温一不部湿润区（Ｃ）（１５１．１３ｔ／ｈｍ＾２）＞亚热带湿润区（Ｄ）（１４５．５９３ｔ／ｈｍ＾２） ＞暖温带南部湿润半湿润区（Ｂ）（１１３．９     

黄土高原小流域土壤养分的空间异质性

利用地理信息系统的空间分析功能,通过地统计学的半变异函数定量研究了黄土高原典型小流域土壤养分的空间异质性特征。结果表明;土壤有机质,全氮,有效氮,全磷和有效磷的理论模型均为球状模型,由随机因素引起的空间变异占空间总变异的比例小,其值分别为13.333%,10.938%,22.000%,9.091%和27.536%,反映5种养分具有较强的空间自相关格局,但它们的空间自相关范围具有明显的差异。土壤全氮和有效氮变程小,分别是90m和110m,有机质次之,变程是120m,而土壤全磷和有效磷的变程最大为160m,研究成果将有效地指导土壤的取样设计,以及进行土壤养分的空间内插和制图。     

黄土高原子午岭油松林的种子雨和土壤种子库动态

对黄土高原区子午岭不同林龄(18a、29a、40a、54a)油松(Pinus tabulaeformis carr.)人工林及天然林(约75a)的种子雨和土壤种子库进行了研究.结果表明,该区油松种子雨一般从每年9月初开始,一直到11月底结束,种子雨降落历程与林龄大小有关,种子雨发生时间和降落高峰期有所不同.不同林龄的油松种子雨强度不同,种子雨总量大小顺序为:40a人工林((489 9±8.64)粒· m-2)＞29a人工林((346.8±7.45)粒· m-2)＞54a人工林((327.1±8.13)粒· m-2)＞天然林((146.9±5.25)粒· m-2)＞18a人工林((78.1±2.72)粒· m-2).种子雨总量随林龄的增加而增加,约40a时达到高峰,种子雨活力也以40a时最高.不同林龄油松林土壤种子库存在显著差异,其中18a人工林种子库最小,40a人工林种子库最大.从种子雨降落到次年4月,5种林分土壤种子库总量下降了42.34%～53.59%,空粒种子增加了26.72%～48.69%;从4月到8月份种子腐烂率由10.28%～13 62%增加到57.25%～63.28%.动物的搬运、取食和种子腐烂死亡是种子库损耗的主要因素.土壤种子库中的油松种子主要集中在枯枝落叶层,其次为0～2cm层,2～10cm层种子最少.到8月中旬,土壤中98.26%的油松种子都已丧失活性.不同林分下油松幼苗的密度差异较大,40a人工林下幼苗最多,其余依次为29a人工林、54a人工林和天然林,18a人工林下的实生苗极少,幼苗死亡率极高.在一定龄级范围内,人工林结实能力和更新潜力随林龄增加而增加,40a时更新潜力最大.虽然有大量种子下落,但由于种子大量损耗和幼苗死亡,通过环境筛作用而最终可以成熟的个体数量十分有限.     

藏锦鸡儿群落土壤资源空间异质性

在内蒙古高原, 藏锦鸡儿(Caragana tibetica)群落分布在草原向荒漠的过渡带上, 在植被区划中常作为由草原进入荒漠的指示物种。藏锦鸡儿是一种旱生垫状矮灌木, 由于其垫状生物学特性, 在地表覆沙的生境中常形成较均匀的、非常醒目的灌丛沙堆。不同大小的灌丛沙堆可对应其不同的发育阶段, 选取不同大小的藏锦鸡儿灌丛沙堆, 划分成小、中、大3组, 小、中两组灌丛沙堆对应其发育阶段, 大沙堆组对应于稳定阶段, 通过测定沙堆间、沙堆内(顶部、中部)及沙堆下的土壤有机质(Soil organic matters, SOM)、全磷(Total phosphorus, TP)和土壤质量含水量(Mass water content of soil, W_m), 分析了藏锦鸡儿群落土壤资源的特点。结果显示, 随着沙堆的发育, 沙堆内和堆下0~20 cm处的土壤有机质、全磷和土壤质量含水量的平均含量呈递增趋势, 大沙堆、中沙堆及堆下0~20 cm处的土壤有机质、全磷和土壤质量含水量的平均含量均大于沙堆间, 小沙堆的土壤有机质、堆下0~20 cm的土壤全磷和质量含水量的平均含量大于沙堆间。不同大小的灌丛沙堆, 在垂直方向上, 土壤有机质、全磷含量基本均呈先增加后减少的趋势, 土壤质量含水量呈递减趋势; 在水平方向, 随着灌丛沙堆的发育, 土壤有机质、全磷和土壤质量含水量在同一部位的同一土层基本呈递增趋势; 不同大小的沙堆表层0~20 cm 处的土壤有机质由顶部、中部、沙堆间依次呈先增加后减小的趋势; 大沙堆和中沙堆的全磷由沙堆顶部、中部、沙堆间依次呈递减趋势, 而小沙堆土壤全磷呈先增加后减少的趋势。随着灌丛沙堆的发育, 藏锦鸡儿灌丛截获的植物残体量呈增加趋势。研究显示, 藏锦鸡儿在发育过程中形成“沃岛效应”, 这种效应不仅表现在沙堆内, 也表现在沙堆下, 同时也引起土壤有机质、全磷和土壤水分的空间异质性分布。     

黄土高原洛河流域蝗虫群落排序及环境因素分析

应用相似性分析、主成分(PCA)分析及多元逐步回归等方法比较了洛河流域黄土高原不同地区蝗虫的群落结构。结果显示:吴旗和志丹、富县和黄陵的相似性均很高,甘泉则更加靠近富县和黄陵,相似性分析的结果反映了该地区蝗虫群落在地理上的分布规律。对各地点气候因素和蝗虫群落所进行的主成分分析,结果非常理想,三维主成分的累计方差贡献率分别达到了96.22%和92.06%。通过多元逐步回归发现,促进蝗虫发生的气候因子有5~9月平均气温、5~9月平均总降水、年平均总降水和年平均日照时数,抑止因子有5~9月最低降水等;促进蝗虫发生的植被因素有草本植物高度多样性、树木盖度、豆科优势度和其他科优势度等几个因素,抑止因素有禾本科优势度、莎草科优势度等。     

毛乌素沙漠-黄土高原过渡带土壤养分空间异质性

毛乌素沙漠-黄土高原过渡带土壤养分的空间异质性和生态学过程,对沙荒地整治的机理研究具有重要的意义。以毛乌素沙漠-黄土过渡带为研究区,结合布点取样和室内分析,运用经典统计学和地统计学方法对其全氮、有效磷、速效钾含量的空间异质性进行分析。结果表明,(1)土壤全氮、有效磷、速效钾的平均含量分别为0.39 g/kg、9.65 mg/kg和106.84 mg/kg。3种养分的变异系数为40.54%—84.62%,均属于中等程度变异,其中全氮变异系数最大,速效钾变异系数最小。(2)半方差分析结果显示,3种养分空间变异性的最佳拟合模型均为高斯模型,空间自相关性均随着滞后距离的增加而呈下降趋势。3种养分空间变异性的块金值/基台值比值在0.09%—32.82%,全氮、有效磷具有强烈的空间相关性,结构性因素对变异起主导作用;速效钾具有中等强度的空间相关性,结构性因素和随机性因素共同对变异起主导作用。(3)克里金插值图显示3种养分含量均表现为随着地势的降低而逐渐升高的趋势,全氮含量整体呈斑点状分布,插值图较破碎,有效磷和速效钾含量整体呈条带状分布,连续性较好。(4)毛乌素沙漠-黄土过渡带土壤养分的空间变异性与地形、地貌、植物分布以及非自然因素都有关,但是以地形因素的影响为主。开展沙漠-黄土过渡带土壤养分空间异质性特征研究,为开展沙荒地整治工程,生态系统修复提供了理论依据。     

黄土高原子午岭地区人工油松林碳氮磷生态化学计量特征

分析人工植被重建背景下,森林植物、枯落物与土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征有助于深入理解森林生态系统养分循环规律和系统稳定机制。以黄土高原子午岭地区的3个林龄(10、25 a和40 a)的人工油松林为对象,通过测定油松林叶片、枯落物和土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,研究人工油松林不同林龄叶片、枯落物和土壤的化学计量学特征。结果表明,不同林龄油松叶片C、N、P含量分别为538.85—560.54 g/kg、9.00—10.47 g/kg和1.04—1.13 g/kg。在3个林龄油松林中,除叶片C含量外,叶片N、P含量存在显著差异(P0.05);枯落物层以及土壤层的C、N、P含量均存在显著差异(P0.05),且枯落物层含量大于土壤层。随着林龄的增加,叶片C∶N比呈现先减小后增大的变化,N∶P和C∶P比呈显著增加趋势,而枯落物层C∶N、C∶P和N∶P比无显著差异。同时,随着林龄的增加,除10—20 cm土层的C∶N比外,土壤的C∶N比在0—10 cm土层和C∶P和N∶P比在0—10和10—20 cm皆呈显著增加趋势。研究区油松林叶片N∶P比平均值为9.13,低于14,表明油松林生长主要受氮的限制。土壤的N含量与叶片和枯落物层的N含量、以及三者间N∶P比呈显著线性相关(P0.05),充分体现了油松林植物、枯落物与土壤之间的互动关系。研究结果可为我国黄土高原脆弱生态区的生态功能恢复与植被重建提供科学依据。     

内蒙古松树山的植物区系与沙地油松林群落特征

根据多次对内蒙古松树山地区的植物调查资料和沙地油松林群落学的研究,结果表明：(1) 松树山在植物区系上,正处在蒙古植物区系、华北植物区系、长白植物区系和达乌里植物区系的交汇地区。植物种类比较丰富,种子植物达394种。松树山植物的科、属、种分别占科尔沁沙地的61.1％、58.1％和41.1％;(2) 松树山植物区系地理成分以温带性质成分占绝对优势,占本地区的90.61％,其中以温带亚洲成分、旧世界温带成分和中国-日本成分最多,分别占本地区的16.8％、14.0％和13.7％;(3) 沙地油松林是松树山地区和科尔沁沙地唯一的针阔叶混交林类型,群落生活型谱以地面芽植物种类最丰富,占40.7％,其次为高位芽植物(22.2％)和地下芽植物(25.5％)。(4) 沙地油松林可划分为沙地胡枝子蒙古栎油松林和沙地山杏油松林2个类型,前者主要分布在石质沙丘上,后者多分布在固定沙丘的阴坡。群落演替进程为沙地先锋植物群落阶段→根茎禾草杂类草群落阶段→沙地灌丛群落阶段→沙地油松林阶段。     

秦岭山地天然油松林群落结构特征和数量分类研究

根据对秦岭油松群落的系统调查,运用二元指示种分析(TWINSPAN)方法将秦岭山地油松群落进行数量划分;采用无偏对应分析(DCA)研究分类结果,研究各群丛的结构特征,进而明确它们之间的内在联系以及群落与环境的关系.结果显示:(1)在调查的39个样地中共发现有维管束植物375种,隶属于89科189属,其中被子植物85科;裸子植物1科;蕨类植物3科.群落垂直结构明显,分为乔木层、亚乔木层、灌木层及草本层4个层次.(2)数量分类将秦岭山地油松群落划分为13个群丛;应用DCA分析结果同TWINSPAN分类结果吻合得较好,很好地佐证了数量分类结果的合理性.各群丛在空间上的生态距离能够说明不同群丛演变需要的生态条件和"亲缘距离".生态距离的远近也可以表征互相演变趋势强弱.(3)秦岭山地油松群落分布的海拔幅度大,从低海拔湿润环境到高海拔甚至山脊的干燥环境,物种容量大,很好地保存了稀有物种.     

广东省大沙河水库轮虫群落结构的时空异质性分析

于2010 年1 月至12 月对广东省大沙河水库中的河流区、过渡区和湖泊区进行逐月采样, 采集浮游动物并测定水体理化指标, 以探讨热带大型富营养化水库轮虫群落结构的时空异质性。在三个采样点, 形态学分类共鉴定出25 种轮虫,其中19 种来自游泳亚目的6 个科, 8 个属, 4 种来自簇轮亚目的1 个科, 2 个属, 剩余2 种来自胶鞘亚目的2 个科, 2 个属。数据分析表明: 1)大沙河水库轮虫群落结构变化具有明显的季节特征,可分为枯水一期(1-4 月),丰水期(5-9 月)和枯水二期(10-12 月),Indval分析显示不同季节的指示种不同且均不少于三种; 2)轮虫群落结构和多样性(Shannon-Hill number)不具有明显的空间异质性, 但轮虫多样性和物种数具有显著的季节差异(p=0.004,p=0.007);3)环境变量对轮虫群落结构的解释率为41.269%,水体理化变量解释率31.935%,其中温度解释率16.512%,水库水文变量对轮虫群落结构变化解释率9.334%,水体理化变量对轮虫群落结构有重要的影响。     

东灵山油松林和辽东栎林下土壤资源和光资源的空间特征

油松林和辽东栎林是中国暖温带具有代表性的森林植被林型。为揭示油松林和辽东栎林下土壤资源和光资源的空间特征,在东灵山相应植被下各设置一条100 m样线,利用HH 2高精度土壤水分仪(美国生产)沿样线每隔1 m测定土壤水分含量,并分析相应点土壤有机质含量;利用H em iV iew林冠分析系统每隔10 m测定森林的叶面积指数、林冠覆盖度、林冠均匀性、光资源状况;采用半方差方法分析土壤水分和有机质的空间异质性。(1)油松林与辽东栎林的叶面积指数、林冠覆盖度、辐射因子和林下光资源没有显著差异,但油松林林冠均匀性显著小于辽东栎林。(2)辽东栎林的间接辐射因子与林下总辐射呈显著正相关(R2=0.466,p=0.030),而油松林的间接辐射因子与总辐射无显著相关(R2=0.203,p=0.191)。(3)光资源的数量及其组成在油松林和辽东栎林下的变化非常相似,但光资源的组成与林冠特征的关系在两种森林间存在差异。(4)油松林下土壤水分和土壤有机质含量低于辽东栎林,但异质性恰好相反;油松林下这两种因子不具有显著的空间自相关性,而辽东栎林下具有显著的空间自相关性。(5)自然条件下,10 m尺度的林下辐射强弱与土壤水分之间并不存在显著负相关。     

黄土高原林下草地对模拟增温的短期响应

气候变暖在高海拔山地更为明显,山地植被对气候变暖响应的空间格局将成为山地研究新的热点。在黄土高原东部沿纬度梯度选择北段管涔山、中段关帝山和南段五鹿山,分别划分高、中、低3个海拔梯度,每一梯度用开顶式生长室设置对照（CK）、低度增温（LW）、高度增温（HW）3种模拟增温样地,于增温1年后植被生长季调查山地林下草本群落的生长特征及水热因子,探究黄土高原林下草地对气候变暖的短期响应及其随纬度、海拔的变化格局。结果表明：在LW和HW处理下,（1）空气温度增加0.47℃和1.00℃,空气湿度增加1.37%和1.94%,其中空气温度增幅随海拔增加显著增大（P=0.012）;（2）土壤水分减小0.32%和0.64%,土壤温度减小0.07℃和增加0.06℃,其中土壤温度增幅随纬度增加显著减小（P=0.003）;（3）植物密度增加41.27株/m²和78.53株/m²,植物高度增加0.04 m和0.03 m,植物频度增加5.47%和3.47%,而植物盖度显著增加5.32%和0.88%（P=0.042）;（4）植被与温度关系的相关系数绝对值增加31.49%和56.82%,与水分关系的相关系数绝对值增加38.67%和62.89%。因此,山地温度对增温响应更大,且空气温度具正向海拔依赖性,土壤温度具负向纬度依赖性;增温加强植被与水分的关系,促进植物对水的依赖性,进而显著影响植物盖度。然而,增温的短期效应易受到降雨条件的影响,使结果出现误差,故在类似的研究中建议加强试验的时间尺度。