华北落叶松人工林质量精准提升中的树种选择研究

[目的]研究山西省北部人工华北落叶松纯林质量精准提升中的树种混交策略,为该地区的森林经营提供参考。[方法]在管涔山设置华北落叶松不同混交模式和不同起源的固定样地,2010年和2015年夏分别对样地内胸径≥5.0cm的样木进行每木检尺。采用单因素方差分析和t检验比较不同起源、不同混交模式下混交树种生长量的差异显著性。[结果](1)与华北落叶松混交的树种,胸径生长量ΔD表现为:ΔD白桦ΔD白杄ΔD山柳,胸高断面积生长量ΔS表现为:ΔS白桦ΔS白杄ΔS山柳,蓄积生长量ΔV表现为:ΔV白桦≈ΔV白杄ΔV山柳。(2)不同混交模式下,华北落叶松的ΔS和ΔV差异不显著。(3)天然中幼林条件下,混交树种的生长量为:白杄白桦山柳;人工中幼林条件下,混交树种的生长量白桦最大。(4)白杄与天然华北落叶松混交的生长量大于与人工华北落叶松混交,白桦与人工华北落叶松混交的生长量大于与天然华北落叶松混交。[结论]在人工华北落叶松纯林的幼龄阶段,林间空地栽植白桦,构建华北落叶松—白桦斑块混交结构。通过针阔树种的混交,营造较为稳定、接近天然状态的生态环境。当白桦生长量下降、生态功能减弱后,采伐长势不良的白桦,在林冠下层补植白杄,形成稳定的华北落叶松—白杄混交、复层、异龄林。     

不同经营模式对华北落叶松人工林林下植被的影响

[目的]探究华北落叶松人工林在不同林龄下的健康经营模式,并对其经营效果进行评价。[方法]以内蒙古赤峰市喀喇沁旗旺业甸林场华北落叶松人工林为研究对象,以林下植被盖度、多样性指数、生物量为指标,对照无干扰经营模式,研究常规经营模式和近自然经营模式对华北落叶松人工林林下植被的影响。[结果](1)在幼龄林阶段,无干扰经营模式有利于林下植被多样性的发展,常规经营模式有利于获取最大生物量;(2)在中龄林阶段,无干扰经营模式的林下植被多样性最高,近自然经营模式的林下植物种类、盖度、生物量最大;(3)在近熟林阶段,近自然经营模式的林下植被种类、盖度、多样性指数、生物量均大于常规经营模式和无干扰经营模式。[结论]开展华北落叶松人工林抚育经营活动时,应依据林龄和经营目标,选择制定最适宜的经营方案。     

凋落物对2针叶树种种子萌发和幼苗生长的影响

通过研究华北落叶松云杉混交林下凋落物对2优势树种种子萌发及幼苗生长的影响表明：1）4种凋落物水浸液抑制华北落叶松和云杉种子的萌发,50.0 g/L的华北落叶松和云杉针叶水浸液的抑制作用较强;2）华北落叶松针叶和白桦树皮的水浸液促进华北落叶松幼苗生长,云杉针叶水浸液起抑制作用;3）白桦树皮水浸液抑制云杉幼苗生长,其他3种凋落物水浸液低质量浓度时促进云杉幼苗生长,高质量浓度抑制其生长;4）5.0和12.5 g/L的白桦树皮水浸液促进华北落叶松幼苗生物量,25.0和50.0 g/L时起抑制作用;5）4种水浸液均强度抑制云杉幼苗生物量;6）4种凋落物水浸液对华北落叶松和云杉种苗的影响以抑制作用为主,对云杉的作用强于华北落叶松.     

内蒙古草原华北落叶松人工林生态特性研究

对内蒙古半干旱草原白音敖包林场华北落叶松人工林生态特性的研究结果表明,华北落叶松在内蒙古地区最适生于阴坡,适度抚育间伐可促进华北落叶松的生长;且其间伐开始期应为12~13年,尤其是幼龄林时进行弱度间伐(株树间伐强度为20%左右)效果最明显。华北落叶松与白桦或沙地云杉混交可促进华北落叶松生长,提高其景观价值。     

木兰围场3种典型林分枯落物及土壤持水能力

为探讨木兰围场华北落叶松人工林、白桦华北落叶松次生林和白桦次生林枯落物和土壤的持水规律。以这3种典型林分的枯落物和土壤为研究对象,采用室内浸水法和环刀法分别研究3种林分枯落物和土壤的持水特性。结果表明:3种林分枯落物的蓄积量表现为华北落叶松人工林(18.84t/hm2)白桦华北落叶松次生林(15.28t/hm2)白桦次生林(9.53t/hm2)。白桦华北落叶松次生林的枯落物最大持水量最大,为31.10t/hm2;而白桦次生林最大持水量最小,为21.40t/hm2,枯落物持水量与浸水时间呈对数关系,关系式为Q=aln(t)+b;吸水速率与浸水时间呈幂函数关系,关系式为V=ktn。枯落物在前0.5h内吸水速率最大,在4h左右时下降速度明显减缓,在24h时的吸水速率基本趋于0。3种林分枯落物有效拦蓄量表现为华北落叶松人工林(23.42t/hm2)白桦华北落叶松次生林(20.24t/hm2)白桦次生林(15.51t/hm2)。在0-60cm的土壤层中,华北落叶松人工林土壤容重均值最大,为1.32g/cm3;白桦华北落叶松次生林最小,为1.10g/cm3。白桦华北落叶松次生林的土壤总孔隙度均值最大,为53.65%;华北落叶松人工林最小,为47.45%。土壤的毛管孔隙度均值呈现出白桦华北落叶松次生林(42.61%)华北落叶松人工林(40.68%)白桦次生林(36.01%)的趋势。白桦次生林的土壤有效持水量最大,为175.99t/hm2,华北落叶松人工林最小,为67.70t/hm2。综合3种林分枯落物层和土壤层的持水能力,可知白桦华北落叶松次生林储水能力强于华北落叶松人工林和白桦次生林。     

高温和CO2浓度倍增对华北落叶松幼苗抗氧化酶及脂质过氧化的影响

在35℃高温和CO2浓度700μmol/mol的人工模拟复合处理下,研究了华北落叶松幼苗抗氧化酶活性及膜脂过氧化的变化。结果表明,高温胁迫下华北落叶松幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈下降趋势,而在CO2倍增和其与温度复合胁迫下上述酶活性增强;丙二醛(MDA)含量在高温胁迫下提高,在CO2倍增及与温度复合胁迫下降低。表明CO2倍增可以通过提高体内抗氧化酶活性,有效地提高华北落叶松幼苗对高温胁迫的防御能力。     

基于MATLAB的华北落叶松蒸腾仿真模拟

蒸腾是植株主要的耗水形式.以六盘山北侧的华北落叶松为研究对象,采用当前国内外较先进的热扩散式树干边材液流测定技术从单株水平上探讨了华北落叶松的蒸腾速率特性以及其与环境因子之间的影响机理.就气象因子和蒸腾速率进行了分析,提出了气象因子和华北落叶松蒸腾耗水的数学模型.应用Matlab软件对华北落叶松进行了模糊蒸腾模型的设计和仿真.研究结果表明,空气相对湿度和空气温度是影响华北落叶松蒸腾速率的直接因子,太阳辐射式通过改变空气湿度和空气温度进而来影响华北落叶松的燕腾速率.     

华北落叶松人工林的林木生长经营效果——以宁夏回族自治区固原市原州区为例

[目的]分析华北落叶松人工林林分生长经营效果,为科学合理经营华北落叶松人工林,充分发挥其生态功能效益和投入成本提供参考。[方法]采用查阅档案资料、访谈和野外调查方法,对泾河流域上游宁夏回族自治区固原市原州区主要华北落叶松在传统森林经营和近自然森林经营的投入成本和林分生长效果开展调查,以投入成本、平均胸径、平均树高、每1 hm²蓄积量、每1 hm²地上生物量为衡量指标,应用模糊数学隶属函数值法定量地对其林木生长效果进行综合比较与评价。[结果]不同森林经营模式下林木生长效果差异明显,其中近自然森林经营中黄家沟和叠叠沟的林分平均树高、胸径、每1 hm²蓄积量、每1 hm²地上生物量均高于传统森林经营的其他5个点林分。固原市原州区不同经营模式下华北落叶松人工林的林分生长效果差异明显(p<0.05),不同立地林分生长效果由强到弱排序为黄家沟(0.995 8)>叠叠沟(0.628 8)>青石峡(0.224 6)>红庄梁(0.222 7)>马东山(0.159 8)>程儿山(0....     

秦岭北麓不同林龄华北落叶松土壤速效钾动态变化规律研究

【目的】土壤养分对华北落叶松的生长具有重要作用,钾素是植物所必需的大量营养元素之一, 土壤中钾素对植物最有效的形态为速效钾,其能够直观地反映土壤可供植物利用的钾素水平。华北落叶松是北方人工林栽植的主要树种,具有生长快、木材优质、耐寒性好、水土保持效果好等优点。研究表明华北落叶松人工林种植初期长势良好,而近年来长势明显不良,因此有必要对秦岭北麓不同林龄华北落叶松林地土壤的养分特别是速效钾的变化规律进行研究。【方法】本研究选择土壤性质与林分基本特征相似的幼龄林（5a,10a）,中龄林（20a）,近熟林（30a）及成熟林（40a）等5种不同林龄华北落叶松人工林地。5a、10a、20a华北落叶松试验样地位于陕西省宝鸡市太白县太白林业局南滩实验苗圃林场,30a、40a试验样地位于西北农林科技大学火地塘教学试验林场。从5月开始,每月中旬采集各个样地的土壤样品,直到10月中旬落叶为止。每个林龄林地选5个不同的20 m 20 m样点,用土钻取剖面020 cm、2040 cm、4060 cm土层土壤, 5个点混合均匀成一个土样,分析土壤速效钾含量。【结果】在不同月份,不同林龄的华北落叶松土壤的速效钾含量随土壤深度的增加有下降趋势。020 cm土层的速效钾含量相对于其他土层含量较高,其中,近熟林（30a）及成熟林（40a）土壤速效钾含量明显高于其他林龄的土壤;不同月份不同林龄华北落叶松土壤的速效钾含量差异显著（P001）。研究区域不同林龄华北落叶松土壤速效钾含量达到中等及高水平。在不同华北落叶松生长季节020 cm土层速效钾含量呈先增加后降低的抛物线形变化。土壤速效钾含量与有机质含量有极显著的正相关关系（P001）,与土壤含水量达显著相关（P005）,与土壤pH呈显著负相关关系（P005）。【结论】随林龄的增加,华北落叶松人工林土壤速效钾的含量不会降低。土壤有机质含量,土壤含水量与土壤pH会对土壤速效钾的含量产生影响。秦岭北麓华北落叶松人工林林地土壤速效钾含量丰富,供钾充足。     

高寒区不同树种配置对林下植被物种多样性的影响

以高寒区的青海云杉林,白桦林,华北落叶松林,青海云杉白桦混交林,青海云杉华北落叶松混交林5种人工林群落为研究对象,通过样地调查和地表植被调查,分析了不同树种配置对林下物种多样性的影响。结果表明:不同群落间物种多样性有较大差异,混交林相对纯林具有更高的物种多样性;而且在青海云杉和华北落叶松混交的这种配置下,其林下植被在物种丰富度指数、物种多样性指数、生态优势度指数和物种均匀度指数上均表现为最大。因此,建议在该地区适当扩大青海云杉和华北落叶松混交林的种植面积,以充分发挥人工林的水土保持功能并提高地表植被的物种多样性。     

宁夏六盘山几种典型水源涵养林林分结构与水文功能的关系简

为量化水源涵养林林分结构与其水文功能之间的关系,以宁夏六盘山香水河小流域内的4种典型结构林分（华北落叶松＋灌木复层林、华北落叶松纯林、稀植乔木的天然灌丛林、天然灌丛林）为对象,在生长季内定位观测各林分的结构特征、冠层和枯落物截持及林下蒸散量的变化.结果表明：1）林冠截留率的大小表现为天然灌丛林（25.92％）＞华北落叶松纯林（23.38％）＞华北落叶松＋灌木复层林（22.81％）＞稀植乔木的天然灌丛林（22.07％）.2）林下枯落物层的持水性能表现为华北落叶松＋灌木复层林（26.49 t/hm2）＞华北落叶松纯林（23.06 t/hm2）＞稀植乔木的天然灌丛林（16.89 t/hm2）＞天然灌丛林（14.45 t/hm2）.3）林下日均蒸散量以稀植乔木的天然灌丛林最大（1.09 mm/d）,其次为华北落叶松＋灌木复层林（0.96 mm/d）,而华北落叶松纯林（0.88 mm/d）和天然灌丛林较小（0.69 mm/d）.4）回归分析表明：冠层截留量随着林分叶面积指数的增加而增加,在不同降雨强度条件下（除暴雨外）,二者的关系可以很好地用指数函数来表达（P＜0.01）;在排除林外气象因子变化对林内环境的干扰外,林下蒸散量随着林分叶面积指数的增加而呈对数函数的下降趋势（R2=0.639,P＜0.01）.     

华北落叶松人工林蒸腾特征及其与土壤水势的关系

 利用野外定位观测技术,于2008年5—10月在宁夏六盘山叠叠沟小流域对华北落叶松林整个生长季土壤水势的变化规律进行研究。结果显示:1)降雨量是影响土壤水势变化的主要因素,土壤水势在不同深度变化趋势基本一致,但变化幅度有较大差异,020、2040、4060cm土层的土壤水势梯度在6—9月份最大,8月份水势梯度最低;2)华北落叶松5—10月各月的耗水速率排序为6月>5月>7月>8月>9月>10月,耗水量分别占生长季的20.3%、25.4%、20.1%、18.6%、15.1%、10.7%,耗水月主要分布在6月;3)在华北落叶松生长季前期土壤水分短缺,生长后期水分充足,2个不同土壤水分条件的树干液流速率表现明显差异,充足条件下蒸腾耗水明显高于短缺条件,且水分亏缺时期20cm和60 cm土壤水势与树干液流变化相关性极显著。研究表明土壤水分亏缺与否是华北落叶松蒸腾耗水差异的主要原因,生长季中前期土壤水分对华北落叶松生长至关重要。     

华北落叶松根系抗拉力学特性

华北落叶松作为水土保持先锋植物之一,其根系的力学抗拉特性是维持边坡稳定的一个重要因素.为探究落叶松根系的基本抗拉力学性质,选取不同根长、直径以及去皮与否的华北落叶松根系,以不同的拉伸速率进行室内单根拉伸试验.结果表明:根长100 mm的带皮根系以10 mm/min的速率拉伸时,其根系的抗拉强度与直径无明显的相关性,而其他的条件下,根系的抗拉强度随直径的增加而减小,且呈逆函数关系;华北落叶松根系的应力-应变曲线为单峰曲线,无明显颈缩,呈弹塑性材料特征;根长、去皮与否都对根系的抗拉强度有显著的影响,而拉伸速率对根系抗拉强度的影响不明显.研究结果可为进一步分析华北落叶松根系与土壤之间的相互作用机制、建立边坡稳定模型提供基础数据.     

华北落叶松人工林林分密度对枯落物层持水能力的影响

以木兰林管局华北落叶松人工林为研究对象,采用四分法对不同林龄不同密度的华北落叶松人工林枯落物持水能力进行研究。结果表明:20,30,40,50 a华北落叶松人工林,对应的林分最佳密度分别为2 500,1 800,1 000,800株/hm²时,枯落物最大持水量和有效持水量均达到最大。随着林分密度的增加,枯落物层最大持水量和有效持水量呈先增加后减小的趋势。以枯落物的持水能力随林分密度的变化规律和林木生长规律的相似关系,编制华北落叶松人工林枯落物持水能力密度控制图,为冀北山地华北落叶松水源涵养林的密度管理提供数据参考和理论依据。     

宁夏六盘山10种木本植物抗旱性研究

2005年7—8月在宁夏六盘山南侧的香水河小流域（半湿润地区）和北侧的叠叠沟小流域（半干旱地区）,应用PV技术测定辽东栎（Quercus liaotungensis）、少脉椴（Tilia paucicostata）、白桦（Betula platyphylla）、红桦（Betula albo-sinensis）、糙皮桦（Betula utilis）、华北落叶松（Larix principis-rupprechtii）、华山松（Pinus armandii）、山杨（Populus davidi-ana）、山桃（Prunus davidiana）和沙棘（Hippophae rhamnoides）10种木本植物的多个水分参数,并对这10种木本植物的抗旱性进行综合评定。结果表明：在测定期内,用不同的水分参数比较这10种木本植物的抗旱性大小排序存在一定的差异;采用Fuzzy函数方法综合评定植物的抗旱性研究表明,香水河小流域内7种木本植物的抗旱能力由强到弱为：少脉椴、华山松、辽东栎、华北落叶松、白桦、红桦、糙皮桦;叠叠沟小流域内4种木本植物的抗旱能力由强到弱为：华北落叶松、山桃、沙棘、山杨,其与束缚水/自由水的单指标评价结果相近,说明树种的自身贮水调节能力对抗旱性评价具有重要作用。2种不同水分条件地域内华北落叶松的抗旱能力明显不同,叠叠沟小流域华北落叶松的抗旱能力比香水河小流域强,说明同一树种在干旱条件下通过长期适应会提高抗旱能力。     

青海高寒山区5种林分土壤特性及其水源涵养功能

为定量评价青海省大通县高寒山区不同森林的土壤特性和水源涵养功能,从而为森林的合理空间配置提供理论依据,采用浸水法、环刀法、定水头法、硫酸重铬酸钾法,分别测定5种林分的枯落物性质和0—40cm土层的孔隙度、渗透性及养分状况等。结果表明:(1)枯落物总储量及最大持水量依次为云杉白桦混交林云杉落叶松混交林青海云杉林华北落叶松林白桦林。(2)0—40cm土层的土壤有机质含量平均值依次为云杉落叶松混交林云杉白桦混交林白桦林青海云杉林华北落叶松林。(3)土壤容重随着深度增加而增大,0—40cm土层均值依次为白桦林华北落叶松林云杉白桦混交林青海云杉林云杉落叶松混交林。(4)土壤总孔隙度随土层加深而降低,0—40cm土层均值依次为云杉落叶松混交林青海云杉林云杉白桦混交林华北落叶松林白桦林。(5)0—40cm土层的土壤平均初渗速率和稳渗速率大小依次为白桦林云杉白桦混交林云杉落叶松混交林华北落叶松林青海云杉林。(6)依林地总贮水量评价的水源涵养功能依次为云杉落叶松混交林(4 427.40t/hm~2)青海云杉林(4 365.33t/hm~2)云杉白桦混交林(4 055.04t/hm~2)华北落叶松林(3 729.64t/hm~2)白桦林(2 650.31t/hm~2)。     

青海高寒山区5种林分的土壤特性及其水源涵养功能

为定量评价青海省大通县高寒山区不同森林的土壤特性和水源涵养功能,从而为森林的合理空间配置提供理论依据,采用浸水法、环刀法、定水头法、硫酸重铬酸钾法,分别测定5种林分的枯落物性质和0—40cm土层的孔隙度、渗透性及养分状况等。结果表明:(1)枯落物总储量及最大持水量依次为云杉白桦混交林云杉落叶松混交林青海云杉林华北落叶松林白桦林。(2)0—40cm土层的土壤有机质含量平均值依次为云杉落叶松混交林云杉白桦混交林白桦林青海云杉林华北落叶松林。(3)土壤容重随着深度增加而增大,0—40cm土层均值依次为白桦林华北落叶松林云杉白桦混交林青海云杉林云杉落叶松混交林。(4)土壤总孔隙度随土层加深而降低,0—40cm土层均值依次为云杉落叶松混交林青海云杉林云杉白桦混交林华北落叶松林白桦林。(5)0—40cm土层的土壤平均初渗速率和稳渗速率大小依次为白桦林云杉白桦混交林云杉落叶松混交林华北落叶松林青海云杉林。(6)依林地总贮水量评价的水源涵养功能依次为云杉落叶松混交林(4 427.40t/hm~2)青海云杉林(4 365.33t/hm~2)云杉白桦混交林(4 055.04t/hm~2)华北落叶松林(3 729.64t/hm~2)白桦林(2 650.31t/hm~2)。     

辽河源3种林分降雨再分配特征及其影响因素

于2013和2014年5—9月对辽河源自然保护区油松林、山杨林和华北落叶松林的穿透雨、树干茎流和林冠截留进行了监测,分析森林冠层对降水再分配的影响。结果表明:(1)油松林、华北落叶松林和山杨林的穿透雨率分别为78.8%,81.1%和83.8%,3种林分穿透雨量与林外降雨量呈线性正相关,穿透雨月变化与林外降雨量月变化趋势一致,油松林、山杨林和华北落叶松林产生穿透雨的临界降雨量分别为1.5,0.9,1.2mm;3种林分的树干茎流率分别为油松林0.8%、华北落叶松林1.0%、山杨林3.7%,树干茎流量与降雨量成正比。(2)林冠截留能力为油松林(20.4%)华北落叶松(17.9%)山杨林(12.4%),油松林的林冠截流率显著高于山杨林,在降雨量较小时表现更加明显,降雨特征和冠层结构对林冠截流都产生影响。     

北京百花山核桃楸华北落叶松混交林空间结构特征

以百花山自然保护区核桃楸华北落叶松混交林样地的调查数据为基础,利用角尺度、大小比数和混交度3个林分空间结构参数,分析了核桃楸华北落叶松混交林的空间结构特征.结果表明:核桃楸种群密度和断面积占有明显优势,是乔木层的优势种和建群种;核桃楸华北落叶松混交林平均混交度为0.382,林分混交程度低,优势种以零度混交和弱度混交为主,伴生种的混交状况普遍较好;核桃楸和华北落叶松种群在空间结构单元中以优势木、亚优势木和中庸木为主,其他种群的树种优势度不明显;该林分的空间分布格局为聚集分布.     

施氮、磷肥对秦岭北麓华北落叶松人工林地土壤生物学特性影响

为了研究施肥对秦岭北麓地力衰退的中龄林华北落叶松人工林地的土壤生物学特性影响,评价施肥对缓解地力衰退的作用。在陕西省太白县南滩苗圃选取20年的华北落叶松人工林地,并对其进行施肥处理,通过野外采样和室内分析相结合的方法,研究了施肥对华北落叶松人工林地土壤酶(蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶)活性和土壤微生物数量的影响。结果表明:不同施肥处理均不同程度地提高了土壤过氧化氢酶活性、磷酸酶活性、脲酶活性和蔗糖酶活性;其中在5和7月,氮磷配施处理对酶活性的影响最大。施肥处理对酶活性的影响9月不及5和7月显著。不同的施肥处理提高了华北落叶松林地土壤放线菌数量,氮磷配施效果最明显,单施氮肥降低了细菌的数量,施氮肥75 kg/hm²和磷肥75 kg/hm²处理降低了土壤真菌的数量。土壤酶活性和土壤微生物数量都随着月份推进呈先升高后降低的趋势。研究表明,施肥处理对秦岭北麓中龄林华北落叶松人工林地的生物学特征有一定的改善作用,可以有效缓解20年华北落叶松人工林地的衰退问题。