二代杉木采伐迹地营建秃杉速生丰产用材林培育技术

新中国成立后,经历几次大造林绿化,杉木作为长江以南的造林当家树种,出现大面积二代或三代连作经营,导致人工林地力衰退。为了解决地力衰退问题,文章主要以杉木二代迹地更新营建秃杉速生丰产用材林为例,从种苗、林地准备、造林、幼林抚育和成林抚育等各个环节进行阐述,总结秃杉速生丰产用材林的培育技术,为南方地区二代或三代杉木采伐迹地更新提供强有力的技术支撑。     

杉木迹地更新经营技术探讨

分析研究了杉木连栽人工林生长量下降，土壤物理性质变差，土壤肥力下降，微生物数量减少等杉木地力明显衰退现状，提出杉木连栽幼林施肥，营造混交林，回心土造林，萌芽更新等可持续经营技术和措施。     

杉木檫木混交效益分析

杉木是我国南方主要用材树种,材质优良,用途广泛,具有较高的经济价值。但因其针叶养分含量低、分解慢、林地自肥能力差,因此,长期经营纯林会导致林地地力衰退,生产力下降,二代难以培育大径材。选择适宜与杉木混交的树种营造混交林,增加树种多样性,对提高杉木人工林生态系统稳定性和维持地力     

连栽杉木人工林土壤肥力变化的主分量分析

对江西分宜县大岗山不同立地指数(12、14、16指数)、不同生长阶段(幼龄林、中龄林和成熟林)的1、2代杉木人工林23项土壤因子进行了测定,运用主分量分析筛选出评价杉木人工林土壤肥力的3个综合因子,并用主分量分析结果进一步对所选的样地进行综合评分、排序。2代杉木人工林综合得分均低于对应的1代杉木人工林,表明连栽杉木人工林土壤肥力下降的事实;1代杉木人工林不同发育阶段土壤肥力的变化趋势为：从幼龄林发育至中龄林阶段,林地综合地力呈下降趋势;从中龄林发育至成熟林阶段,林地综合地力略有回升,说明杉木人工林土壤肥力下降孕育在1代林阶段。     

杉木人工林地力衰退原因及对策综述

杉木为速生用材树种，为我国解决用材短缺问题起到了重要作用。但目前由于片面追求速生丰产，营造大量杉木人工纯林，导致了杉木人工林林分生产力下降，林地地力衰退，尤其是在多代连栽杉木林地上，林地地力衰退问题就更加突出和严重。文章综述了我国杉木多代连栽人工林地力衰退的原因以及防止地力衰退的对策。     

杉木人工林地力衰退研究概述

介绍了我国杉木人工林地力衰退的现状，从森林土壤条件、杉木人工林的营养循环特点和人为经营措施等方面分析了导致杉木人工林地力衰退的原因，提出营建人工复层林、林地施肥、适当延长轮伐期，加强植被管理和进行定位观测等措施防止地力衰退。     

杉木林地持续利用问题的研究和看法

本文概述了我国近年来杉木人工林有关地力和生产力下降、杉木人工林生态系统营养元素循环及林下植被对地力维护作用的研究,从人工林生态系统功能和栽培措施角度讨论了杉木人工林林地的持续利用问题。     

杉木人工林地力衰退的原因及对策研究

杉木[Cunninghamia lanceolata(lamb.)Hook]是我国人工林种植的主要树种和重要速生用材树种,由于片面追求丰产、经营措施不合理等原因,导致了我国南方大面积经营的杉木人工纯林出现了地力衰退的问题,直接威胁到造林质量、林木生长和产量,进而影响到林分多功能效益的发挥和可持续经营。通过分析已有的研究结果,对杉木人工林地力衰退的表现、原因及对策进行探讨,为恢复和重建退化的杉木人工林生态系统提供参考。     

基于主成分和聚类分析相结合的连栽杉木土壤肥力评价

选择p H、有机质、全N、碱解N等土壤理化因子作为评价指标,采用主成分分析结合聚类分析的方法对广西杉木主产区第1,2代杉木幼林土壤肥力进行评价,结果表明:大量、中量元素含量是决定土壤肥力的关键因素;连栽杉木土壤肥力综合评价指数F值在-1.253~1.536间。3个主产区内F值为负值占绝大多数(55.6%)。聚类分析结果表明:广西杉木连栽土壤可分为8类,其中根际土为一类,肥力较高;桂中地区土壤(除根际土)和20~40cm的土壤可划分为一类,肥力最低;其它土壤大致归作一类。2代杉木幼林土壤肥力较1代略高,这可能是由于森林经营措施(如炼山、采伐方法等)带来的短期影响,因此采取培肥沃土的森林经营模式,有利于防止杉木连栽林地地力衰退。     

杉木林林下植被及其生物量的研究

近年来的一些研究表明,杉木人工林地力衰退日趋严重,维护和提高杉木林地地力已成为杉木人工林发展的重要课题。林下植被是人工林生态系统的一个重要组成部分,在促进人工林养分循环和维护林地地力中起不可忽视的作用。研究林下植被生物量的积累与分配规律及与立地、林分的关系,是研究并利用林下植被的重要前提。有关林下植被生物量的研究,始见于20世纪中叶,但鲜见有关林下植被生物量的专题研究报道,杉木林下植被生物量的测定也只局限于杉木人工林养分循环的系列研究。本文对杉木人工林林下植被生物量的系统研究丰富了上述系列研究的内容,同时也为利用林下植被来维护和提高林地地力提供科学的依据。     

不同发育阶段杉木人工林土壤肥力分析

[目的]研究不同发育阶段(幼龄林、中龄林、成熟林)对杉木人工林土壤肥力的影响,为揭示杉木地力衰退的原因提供依据。[方法]通过对南方杉木中心产区不同发育阶段杉木人工林土壤理化性质的测定,利用数学模糊评价和主成分分析2种方法,综合比较不同发育阶段杉木人工林土壤肥力。[结果]不同发育阶段对人工林土壤物理、化学性质均有显著影响。在同一发育阶段中,杉木人工林表层土与底层土之间存在差异(p0.001);土壤质量含水量对土壤物理性质具有显著指示作用,有机质、p H值与土壤养分指标呈显著相关;主成分分析和模糊评价方法均得出不同发育阶段杉木林土壤肥力呈现幼龄林成熟林中龄林的规律。[结论]随着杉木栽植时间的增长,需要采取施肥、间伐等人工干预恢复地力,进而满足杉木速生需求。     

亚热带地区杉木人工林和阔叶林土壤活性有机质研究(英文)

土壤活性有机质对土壤养分如氮、磷、硫的生物化学循环具有作用,其含量和质量影响土壤的初级生产力。本试验在中国科学院会同森林生态实验站通过对第一代、第二代杉木纯林和地带性阔叶林土壤活性有机质组分的对比研究,发现杉木纯林土壤活性有机质的含量低于地带性阔叶林。第一代杉木纯林易氧化有机碳、微生物生物量碳、水溶性有机碳和水溶性碳水化合物的含量分别比第二代杉木纯林高35.9%、13.7%、87.8%和50.9%,比地带性阔叶林的低15.8%、47.3%、38.1%和30.2%。在调查的三种林地内,土壤微生物生物量碳和水溶性有机碳含量下降幅度较大,其次为水溶性碳水化合物,而易氧化有机碳的变化最小。同时,杉木纯林土壤养分等理化性质也比地带性阔叶林低。这表明在杉木纯林取代地带性阔叶林以及杉木纯林连栽后林地的土壤肥力降低。图3 表2参26。     

人工林地力的持续利用问题和对策

概述国内外人工林地力衰退情况,人工林地力衰退原因的探讨,从不合理的栽培措施、树种特性、人工林生态系统结构等方面分析了杉木人工林生产力下降的研究动态。提出改革栽培制度、改善林分结构、保护和发展阔叶林,控制杉木林的发展规模等对策,以实现林地持续利用。     

乐昌含笑人工林的土壤肥力和涵养水源功能研究

通过对乐昌含笑和杉木人工林生物量和土壤肥力的调查,进行乐昌含笑人工林培肥土壤和涵养水源功能的研究,结果表明:营造乐昌含笑人工林后林地土壤水稳性团聚体含量增加,团聚体的稳定性增强,容重降低,总孔隙度增加,林地土壤结构、孔隙和养分状况得到不同程度的改善,乐昌含笑人工林具有比杉木林更好的培肥土壤功能;乐昌含笑叶的最大持水率明显高于杉木叶,其林分地上部分最大持水量是杉木林的1.14倍,同时由于乐昌含笑林土壤结构及孔隙状况的改善,林地蓄水能力增强,使得乐昌含笑人工林表现出比杉木林更好的水源涵养功能。     

不同林龄杉木人工林土壤微生物群落代谢功能差异

【目的】研究不同林龄杉木人工林土壤理化性质以及微生物对碳源利用的差异,明确林龄对土壤微生物功能多样性的影响,为杉木人工林可持续经营管理提供理论依据。【方法】在福建武夷山脉选择3、12和38年生的杉木人工林,采用Biolog-ECO法研究不同林龄杉木人工林表土层(0~20cm)土壤微生物对碳源的利用特征,并对土壤微生物利用各类碳源的特性进行热图分析、主成分分析(PCA)和相关性分析,揭示利用碳源的差异及导致差异的主要影响因素。【结果】不同林龄杉木人工林土壤微生物群落的代谢活性、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数、McIntosh多样性指数和McIntosh均匀度指数均随林龄的增加而增加。在96~168h培养时间内,38年生杉木人工林土壤微生物群落的代谢活性显著高于12年生和3年生(P<0.05)。38年生对酚酸类、胺类和氨基酸的利用强度较大,12年生对酚酸类、多聚物和氨基酸的利用强度较大,3年生对多聚物、羧酸和碳水化合物的利用强度较大,并且38年生土壤微生物群落代谢碳水化合物、氨基酸、羧酸和胺类的强度显著高于3年生,而12年生和3年生土壤微生物群落对6类碳源的利用率差异不显著(P>0.05)。热图分析结果表明:38年生和12年生杉木人工林土壤微生物群落能够代谢31种碳源底物,而3年生杉木人工林土壤微生物群落仅能代谢19种碳源底物。环境因子中,土壤pH、全氮、速效钾和碳氮比能够显著影响微生物群落的代谢功能。【结论】38年生杉木人工林表土层(0~20cm)土壤微生物群落代谢活性和多样性最高,3年生最低,pH、全氮含量随林龄的增加而上升,碳氮比则随林龄增加而下降,因此林龄是驱动杉木人工林土壤生物学和非生物性质变化的重要因素。     

C and N stocks under three plantation forest ecosystems of Chinese fir, Michelia macclurei and their mixture

Chinese fir (Cunninghamia lanceolata), a type of subtropical fast-growing conifer tree, is widely distributed in South China. Its plantation area covers more than 7 × 10⁶ hm², accounting for 24% of the total area of plantation forests in the country. In recent decades, the system of successive plantation of Chinese fir has been widely used in southern China due to anticipated high economic return. However, recent studies have documented that the practice of this system has led to dramatic decreases in soil fertility and forest environment as well as in productivity. Some forest ecologists and managers recognize the ecological role performed by broadleaf trees growing in mixtures with conifers, and a great deal of studies on mixture effects have been conducted, particularly on mixture species of temperate and boreal forests, but these research results were not completely consistent. Possibilities include dependence of the mixture effects in large part to specific site conditions, the interactions among species in mixtures and biological characteristics of species. Although some researchers also studied the effects of mixtures of Chinese fir and broadleaf tree species on soil fertility, forest environment and tree growth status, little information is available about the effects of Chinese fir and its mixtures with broadleaves on carbon and nitrogen stocks. The experimental site is situated at the Huitong Experimental Station of Forest Ecology, Chinese Academy of Sciences, Hunan Province (26°40′–27°09′ N, 109°26′–110°08′ E). It is located at the transition zone from the Yunnan-Guizhou Plateau to the low mountains and hills of the southern bank of the Yangtze River at an altitude of 300–1,100 m above mean sea level. At the same time, the site is also a member of the Chinese Ecosystem Research Network (CERN), sponsored by the Chinese Academy of Sciences (CAS). This region has a humid mid-subtropical monsoon climate with a mean annual precipitation of 1,200–1,400 mm, most of the rain falling between April and August, and a mean temperature of 16.5°C with a mean minimum of 4.9°C in January and a mean maximum of 26.6°C in July. The experimental field has red-yellow soil. After a clear-cutting of the first generation Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) plantation forest in 1982, three different plantation forest ecosystems, viz. mixture of Michelia macclurei and Chinese fir (MCM), pure Michelia macclurei stand (PMS) and pure Chinese fir stand (PCS), were established in the spring of 1983. A comparative study on C and N stocks under these three plantation forest ecosystems was conducted in 2004. Results showed that carbon stocks were greater under the mixtures than under the pure Chinese fir forest and the pure broad-leaved forest, and the broadleaves and the mixtures showed higher values in nitrogen stocks compared with the pure Chinese fir forest. The spatial distribution of carbon and nitrogen stocks was basically consistent, the value being greater in soil layer, followed by tree layer, roots, understory and litter layer. The carbon and nitrogen stocks in soil layer were both highly correlated with the biomass in understory and litter layer, indicating that understory and forest litterfall exerted a profound effect on soil carbon and nitrogen stocks under plantation ecosystems. However, correlations among soil carbon, nitrogen stocks and below ground biomass of stand have not been observed in this study. Translated from Acta Ecologica Sinica, 2005, 25(12): 3,146–3,154 [译自: 生态学报]     

乐昌含笑人工林培肥土壤与涵养水源功能分析

以杉木人工林为对照,采用标准地法分析了10年生乐昌含笑人工林土壤的理化性质、林下植被生物量及凋落物现存量、林分涵养水源的功能。发现乐昌含笑人工林表层土壤水稳性团聚体含量比杉木人工林增加3.80%,非毛管孔隙和总孔隙分别比杉木人工林高4.84%和7.46%,林地凋落物质量的(F+H)/L的比值为0.45,高于杉木纯林的0.21,乐昌含笑0～20 cm土层有机质、全N、全P分别比杉木纯林增加19.07%、13.67%和3.42%,水解性N、速效P、速效K分别增加3.64%、6.17%和11.01%,地上部分最大持水量达10.26 t/hm2,高于杉木人工林的9.02 t/hm2。     

杉木火力楠混交林和杉木纯林的生物量及分布格局研究

分析比较了16年生杉木火力楠混交林以及杉木纯林生物量及其分布格局。结果表明:杉木火力楠混交林乔木层生物量为189.35 t·hm-2,高出杉木纯林49.3%;其凋落物层生物量则为纯林的3.48倍。混交林中火力楠枝叶生物量分布高度高于杉木,有利于提高光能利用率;火力楠根系分布深度低于杉木,有利于提高土壤养分利用率。因而,杉木和火力楠混交林能形成较好的林分结构,可促进林分生产力的提高和地力改善,是值得推广的杉阔混交林模式。     

陈山红心杉连栽林地土壤肥力综合评价

【目的】研究红心杉连栽对地力和林分生产力的影响,为红心杉人工林的可持续经营提供数据参考。【方法】选取立地条件相同的第1(G1)、2(G2)、3(G3)代红心杉人工幼林林地为研究对象,采用空间替换时间的方法,测定第1、2、3代红心杉幼林地0~20 cm,20~40 cm,40~60 cm土层中的土壤酶活性及主要理化性质,利用主成分分析法综合评估不同代次红心杉幼林林地的土壤肥力,探究与分析连栽红心杉林地肥力下降的主要影响因子。【结果】土壤肥力的综合评价指数F值的变化范围为5.993^-4.436,23个评价指标通过“降维”成3个主成分,累计贡献率达88.913%,其中,第1主成分贡献率为71.862%,第2主成分的贡献率为9.123%,第3主成分的贡献率仅有7.927%;随着连栽代次增加和土层加深,土壤水分和孔隙指标均呈降低趋势;大量元素、有效微量元素、脲酶和磷酸酶活在第1、2、3代之间均具有显著差异(P<0.05)。【结论】在当前的种植方式下,随着红心杉连栽代次的增加,土壤肥力和容蓄能力下降,脲酶、磷酸酶、全P、碱解N、速效K、有效Cu、有效Mn和有效Fe是影响土壤肥力的关键要素。