不同林龄杉木人工林的林下植被与土壤理化特性

[目的]比较不同林龄杉木人工林林下物种多样性及其与土壤理化性质间的相关性。[方法]以福建农林大学莘口教学林场幼林龄(5年生)、中林龄(15年生)和成熟林(24年生)杉木人工林为研究对象,调查林下植被高度、种类以及覆盖度等生长状况,比较不同林龄杉木人工林林下植被多样性和土壤理化特性,并探讨两者间的相关性。[结果]灌木层的物种种类随着林龄增加而降低,而草本层则呈上升趋势。灌木层物种丰富度指数、优势度指数、多样性指数均随林龄的增加呈下降趋势,而均匀度指数则不断升高;草本层各多样性指数均随林龄的增加呈先升高后降低的趋势。不同林龄林分间土壤理化性质存在一定差异,但持水量、土壤孔隙度及有机质、全氮、全钾含量均随林龄的增加呈上升趋势。[结论]中龄林和成熟林的林下植被均匀度普遍高于幼龄林;灌木层植物对杉木人工林林下生境变化的适应能力更强,而草本层植物对环境的变化更为敏感,且生长周期短;成熟林林下土壤肥力有所提升,适当缓解了地力衰退。     

2种杉木人工林林下植被多样性研究

[目的]调查闽北丘陵地区不同杉木人工林林下植被多样性。[方法]以2种不同的杉木人工林(杉木纯林、杉木米槠混交林)林下植被为研究对象,调查灌木层、层间层、草本层的组成及多样性。[结果]杉木米槠混交林灌木层植被共41种,层间层12种,草本层10种;杉木纯林灌木层有21种,层间层6种,草本层12种。[结论]杉木米槠混交林多样性指数高于杉木纯林,发展针阔混交林套种模式有利于杉木人工林的可持续发展。     

杉木纯林土壤性质与林下植被的通径分析

以闽西北地区不同林龄的杉木人工纯林为研究对象,对林地土壤的理化性质、林下植被生物多样性和生物量进行通径分析。结果表明:(1)随着土层深度的加深和杉木纯林林龄的增长,土壤密度逐渐增大,土壤总孔隙度和土壤含水率逐渐减小,毛管孔隙度无明显变化。(2)随着林龄的增加,全钾、全氮、全磷质量分数呈逐渐增加趋势,速效钾、速效磷、有机质、铝和锌的质量分数先减少后增加。(3)随土层的加深,土壤中速效钾、碱解氮、速效磷、全氮和有机质的质量分数逐渐减少,铝、铁和镁元素的质量分数则逐渐增加。(4)随着林龄的增加,灌木的Shannon-Wiener指数先减小后增大,生物量逐渐增大;草本的Shannon-Wiener指数和生物量均先增大后减小。(5)土壤物理性质对灌木生物量和草本生物量有较大的影响;土壤中速效钾、全钾、全磷、铁和锌对林下植被多样性和生物量均有显著影响(P0.05)。     

晋西黄土区不同林地植物多样性研究

目的探索不同林地林下植物多样性特征及其与环境因子的相关性, 为黄土高原地区植被恢复与重建工作提供科学依据。方法以山西吉县蔡家川流域3种人工林(油松林、刺槐林和油松×刺槐混交林)和2种天然次生林(山杨次生林、辽东栎次生林)为研究对象, 采用标准样地调查法进行植被调查。结果结果表明:5种林地类型共出现林下植物52种(灌木植物17种, 草本植物35种), 且不同林地类型林下植物物种组成及分布差异较大, 天然次生林的灌木物种数量明显多于人工林, 而草本物种数量却要少于人工林。5种林地类型的灌木层均匀度指数无显著差异, 物种丰富度指数和多样性指数表现为天然次生林>人工林, 而草本层物种丰富度指数、均匀度指数及多样性指数均表现为人工林>天然次生林。环境因素对林下植物多样性的影响较大, 尤其是郁闭度、土壤含水量及毛管孔隙度对林下植物多样性的影响较为显著。结论不同林地林下植物多样性差异显著, 综合考虑灌木及草本层植物组成及多样性特征, 油松×刺槐混交造林方式优于纯林造林方式, 应该在该地区合理扩大油松×刺槐混交造林的面积; 郁闭度是影响林下植物多样性的主要环境因子, 因此可以通过适当开窗疏林来提高林下植物多样性。      

3种改造人工林的林下植物多样性和土壤物理性质

【目的】对广东省佛山市云勇林场3种人工林的林下植物多样性和土壤物理性质进行研究,以期为生态公益林的培育及养护管理提供理论依据。【方法】在石笔木Tutcheria championii纯林(简称P1样地),杉木Cunninghamia lanceolata、米老排Mytilaria laosensi、尖叶杜英Elaeocarpus apiculatus、火力楠Michelia macclurel、枫香Liquidambar formosana、盆架子Alstonia scholarisv等为主的针阔混交林(简称P2样地),以及米老排、红锥Castanopsis hystrix、格木Erythrophleum fordii等为主的阔叶混交林(简称P3样地)调查并记录各林分样地内灌木和草本的种类、盖度、株数及平均高度,运用多样性及均匀度等指标分析不同林分类型的林下植物的物种多样性。在各个样地分别用100 cm3环刀采集0~20 cm土层的土样,测定土壤含水量、土壤容重等物理性质。【结果】各林分灌木层的Shannon-Wiener指数和Simpson指数的平均值小于草本层,但是灌木层的均匀度指数的平均值大于草本层;各样地草本层生长状况优于灌木层;P1样地的灌木及草本植物种类、数量均多于P2、P3样地;3种林分中,P1样地的土壤容重最大,P2样地的土壤容重最小;土壤总孔隙度、自然含水量、毛管持水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、通气孔隙度指标均表现为P2样地P3样地P1样地。【结论】混交林的群落结构较纯林合理且对土壤质量的改良效果更好。     

杉木-厚朴混交林林下物种多样性研究

以福建建瓯顺阳溪东村15年生杉木-厚朴人工混交林及杉木纯林为研究对象,对林下植被的物种组成及多样性变化的差异进行比较,结果表明:杉木-厚朴混交林有林下植被35种,杉木纯林仅21种;混交林分中出现喜光物种,且优势地位明显上升,杉木纯林的优势种以阴生物种为主.混交林中灌木、草本和层间植物物种的Simpson多样性指数(D)和Shannon-Wiener多样性指数(H)均高于杉木纯林,在各林层中从大到小依次表现为灌木、草本、层间植物.杉木-厚朴混交林可明显改善林分空间结构,显著提高林下植物的丰度和多样性,有利于林内生物多样性和生态功能的恢复.     

林分密度对云顶山柏木人工林群落结构和物种多样性的影响

目的探索林分密度对柏木人工林群落结构和林下物种多样性及林下物种多样性与林分因子相关性的影响，为云顶山柏木人工林经营管理提供依据。方法以四川云顶山5种不同林分密度（A ~ E:500、650、800、950、1 100株/hm2）60 年生柏木人工林为研究对象，采用典型样地法进行植被调查，综合分析其群落结构、物种组成和物种多样性指数（Pielou均匀度指数J_sw、Simpson优势度指数H′、Shannon-Wiener多样性指数H、和物种丰富度指数D）。结果（1）研究区内共记录植物170种，隶属于68科136属。不同密度下灌木层或草本层优势种多属阴性、耐阴性或适应性强的植物。（2）随着林分密度的减小，灌木层物种多样性指数均呈先增后减的单峰变化，基本在密度B达到最大，除D外均无显著差异（P > 0.05）；草本层D、H、H′则呈先增后减再增再减的双峰变化，在密度B和D出现峰值，不同密度间各指数差异性显著。林分密度和郁闭度与灌木层D呈极显著负相关，与草本层H 、H′、J_sw呈显著或极显著正相关。（3）密度A群落径级和高度级结构均呈波动状不规则分布，其余密度下均呈单峰型分布。密度B群落内中、大乔木个体占比相对较多，不同大小个体数在群落中分布趋于合理，群落稳定性较好。结论650株/hm2为云顶山柏木人工林的相对最适林分密度，利于维持群落结构稳定并提高林下物种多样性。      

杉木纯林土壤性质与林下植被的通径分析1）

以闽西北地区不同林龄的杉木人工纯林为研究对象,对林地土壤的理化性质、林下植被生物多样性和生物量进行通径分析。结果表明：（1）随着土层深度的加深和杉木纯林林龄的增长,土壤密度逐渐增大,土壤总孔隙度和土壤含水率逐渐减小,毛管孔隙度无明显变化。（2）随着林龄的增加,全钾、全氮、全磷质量分数呈逐渐增加趋势,速效钾、速效磷、有机质、铝和锌的质量分数先减少后增加。（3）随土层的加深,土壤中速效钾、碱解氮、速效磷、全氮和有机质的质量分数逐渐减少,铝、铁和镁元素的质量分数则逐渐增加。（4）随着林龄的增加,灌木的Shannon－Wiener指数先减小后增大,生物量逐渐增大;草本的Shannon－Wiener指数和生物量均先增大后减小。（5）土壤物理性质对灌木生物量和草本生物量有较大的影响;土壤中速效钾、全钾、全磷、铁和锌对林下植被多样性和生物量均有显著影响（ P＜0．05）。     

红松人工林林下植物物种多样性分析

采用Patrick指数、Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数以及Simpson多样性指数,对黑龙江省伊春市朗乡林业局不同林龄、林分密度及立地条件的红松人工纯林林下的高等维管束植物物种多样性进行了比较研究。结果表明:灌木层物种多样性随红松人工林林龄的增加呈抛物线型,草本层物种多样性水平则呈现波动性。在低密度条件下,灌木层植物多样性指数较低,草本层植物的多样性指数却相对较高。阳坡的灌木层多样性水平较阴坡高,草本层则相反。在坡位水平上,灌木层和草本层的多样性指数整体上呈现坡上部高、下部低的趋势,草本层的Simpson多样性指数及Pielou均匀度指数表现出坡下部高的特点。总体上看,红松人工林林下植物多样性水平均较低。     

闽北丘陵山地4种人工纯林林下植被的物种多样性

以物种丰富度指数、Shannon-Wienner指数、优势度指数和均匀度指数作为多样性测度指标,对福建省建瓯市马尾松、杉木、鹅掌楸和枫香4种人工纯林林下植被多样性进行分析。结果表明:(1)除鹅掌楸纯林外,灌木层林下植被丰富度指数和Shannon-Wienner指数都大于层间层和草本层;(2)除枫香纯林外,灌木层优势度指数大于草本层,草本层均匀度指数大于灌木层;(3)阔叶林林下草本层Shannon-Wienner指数大于针叶林,物种分布更均匀,物种优势度不明显;(4)枫香纯林和鹅掌楸纯林相对更有利于林下植被的生长发育,更有利于生态稳定。     

山西太岳山不同林龄华北落叶松林土壤微生物群落结构特征

  目的  分析不同林龄华北落叶松人工林土壤微生物结构特征变化规律,阐明土壤微生物群落结构特征对林龄变化的响应机制及关键影响因子,为人工林可持续经营和探讨土壤微生物群落对环境变化反馈机制提供理论依据。  方法  以不同林龄华北落叶松人工林为研究对象,基于土壤微生物群落结构、土壤理化性质和林下植被特征等指标,采用冗余分析探讨土壤理化性质和林下植被特征对土壤微生物群落结构的驱动机制。  结果  研究结果表明林龄变化对土壤理化性质和微生物群落结构特征均存在显著影响,其中土壤温度、含水率、pH值、全碳、全氮、全磷、铵态氮和硝态氮含量均随着人工林年龄的增加而显著增加,土壤有效磷含量则表现出相反的变化规律（P < 0.05）。林龄增长也提高了土壤革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、真菌和放线菌含量,但真菌与细菌以及革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌的比值呈下降趋势。林下灌木、草本层物种多样性也表现出随林龄增加而增长的变化趋势,不同林龄间差异则均未达显著水平。冗余分析结果表明本研究选取的土壤理化性质和林下植物物种多样性指标共同解释了土壤微生物群落总变异的86.1%,土壤含水率、温度、有效磷、硝态氮含量、灌木层丰富度指数和草本层丰富度指数则分别解释了微生物群落结构变异程度的22.7%、18.4%、11.8%、10.6%、7.9%和5.6%。  结论  土壤微生物群落结构特征、土壤理化性质和林下植物物种多样性（灌木层和草本层）均受到林龄变化的影响,并且土壤温度、含水率、有效磷、硝态氮和林下植物物种多样性是引起不同林龄人工林土壤微生物群落结构变化的关键驱动因子。      

贵州马尾松群落植物多样性与土壤酶活性

以贵州4种典型马尾松群落类型为研究对象,对不同马尾松林下植物多样性和土壤酶活性及二者之间相互关系进行研究。结果表明：(1)不同马尾松群落植被种类差异显著,其中马尾松杉木混交林植物种类最多,为23种,马尾松硬阔混交林最少,仅11种。对4个物种多样性指数的综合分析表明,灌木层物种多样性高于草本层,群落中物种多样性整体表现为马尾松杉木混交林>天然次生纯林>人工纯林>马尾松阔叶混交林;(2)不同群落间土壤理化性质差异显著,混交林土壤有机质、全氮、碱解氮和有效磷含量均高于纯林, pH值则相反,有机质和有效磷与灌木层植物多样性指数呈显著负相关(P<0.01),全钾含量与草本层植物多样性指数呈显著正相关(P<0.01);(3)不同马尾松群落土壤多酚氧化酶和酸性磷酸酶差异不显著,脲酶、β￣葡萄糖苷酶和纤维素酶活性差异显著,且与土壤全氮、碱解氮或全磷呈显著相关,这3种酶可作为不同马尾松群落类型土壤肥力状况和质量的生物学指标。     

干热河谷不同恢复群落对林下物种多样性和土壤理化性质的影响

  目的  揭示红河干热河谷不同恢复群落对林下物种多样性和土壤理化性质的影响。  方法  以红河干热河谷人工恢复15 a的久树Schleichera oleosa群落、车桑子Dodonaea viscosa群落、铁刀木Cassia siamea群落、清香木Pistacia weinmannifolia群落等植物群落和天然次生稀树灌草丛为对象,采用典型样地和随机取样的方法,对林下草本层植物的物种组成、多样性特征以及土壤理化性质进行比较研究。  结果  ①不同恢复群落内,共发现维管植物60种,隶属于20科49属,其中优势科为豆科Leguminosae、菊科Asteraceae、禾本科Poaceae和大戟科Euphorbiaceae。②4种人工恢复群落中,清香木群落的丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、优势度指数均显著高于天然次生稀树灌草丛(P＜0.05)。③4种人工恢复群落在物种组成上均与天然次生稀树灌草丛处于中等不相似水平。④4种人工恢复群落的土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾均显著低于天然次生稀树灌草丛(P＜0.05)。  结论  红河干热河谷不同人工恢复群落中,林下物种多样性和土壤理化性质均存在显著差异。与天然次生稀树灌草丛相比,人工恢复群落可以在相对较短的时间内增加林下物种多样性,但不能快速恢复土壤养分。图2表3参35     

赣南马尾松天然林不同生长阶段碳密度分布特征

目的通过对赣南马尾松天然林碳密度的分析, 为其区域尺度上森林碳储量的准确估算以及开展碳汇林业的科学经营提供参考依据。方法基于标准地调查与碳含量的测定, 采用单因素方差分析和LSD多重比较法, 分析不同林龄、层次及不同组分碳密度的分布特征。结果(1) 林分总碳密度为129.00 t/hm2, 表现为成熟林(185.41 t/hm2)>近熟林(140.54 t/hm2)>中龄林(114.21 t/hm2)>幼龄林(75.83 t/hm2); 各层碳密度为土壤层(80.02 t/hm2)>乔木层(43.81 t/hm2)>林下植被层(4.60 t/hm2)>凋落物层(0.57 t/hm2), 分别占总碳密度的62.03%、33.96%、3.57%和0.44%;每层碳密度的分配规律表现为:乔木层为树干>树枝>树根>树叶, 林下植被为草本层>灌木层, 凋落物为半分解层>未分解层, 土壤各层单位厚度的碳密度随土层深度的增加而逐渐降低。(2)随林龄的增大, 各层碳密度的变化规律不尽相同。其中, 乔木层、土壤层的碳密度均呈增加趋势, 且均以成熟林最大, 成熟林的林木各组分碳密度均显著高于其他龄组(P < 0.05), 而土壤层碳密度在不同龄组间均存在显著差异(P < 0.05);林下植被层碳密度随林龄变化表现出先减后增趋势, 但以幼龄林最大。不同龄组间的灌木层、草本层及其各组分碳密度均有显著差异(P < 0.05), 其中灌木层碳密度以近熟林最大, 草本层碳密度以成熟林最大; 凋落物层碳密度随林龄增大表现为先增后减的趋势, 近熟林未分解层碳密度显著高于其他龄组(P < 0.05), 而半分解层碳密度各龄组间差异不显著(P>0.05)。结论土壤层和乔木层是马尾松天然林整个生态系统碳密度的主体; 随着林龄的增大, 乔木层及其各组分和土壤层的碳密度均呈增加趋势, 而林下植被层、凋落物层及其各组分碳密度的变化并未表现出相同规律。      

青城山常绿阔叶林冠层结构对植被生物多样性的影响

【目的】分析青城山常绿阔叶林冠层结构与植被生物多样性的关系.【方法】在青城山常绿阔叶林地段设立样方,调查了森林植被特征,并运用冠层分析仪测定了森林的冠层结构和光环境特征.【结果】青城山常绿阔叶林乔木和灌木层物种丰富度、Simpson多样性指数和均匀度均高于草本层,乔木层丰富度高于灌木层,但两层间的Simpson多样性指数和均匀度差异不明显.乔木、灌木和草本层的Simpson多样性指数和冠层上方的光量子通量(PPFD)显著负相关,灌木和草本层的Simpson多样性指数与冠层下方PPFD显著正相关.草本层均匀度与冠层孔隙度和开度呈正显著相关,与郁闭度呈负相关.【结论】青城山常绿阔叶林冠层结构及其引起的光环境变化对草本层的影响较乔木层和灌木层明显,尤其是对草本层物种丰富度和多样性影响更显著.在青城山低山常绿阔叶林生态系统演替进程中,林下光照强度大小是影响林下植物生长和演替的重要限制因素.     

黄山松人工林林分空间结构对林下植物多样性的影响

  目的  探究黄山松Pinus taiwanensis人工林林分空间结构对林下植物多样性影响的主导因子,旨在为营造健康稳定的黄山松人工林提供科学依据。  方法  以河南省大别山区黄柏山林场40年生黄山松人工林为研究对象,计算林分角尺度、混交度、空间密度指数、林层指数、开敞度和Hegyi竞争指数等6个林分空间结构参数和林下草本、灌木以及更新树种植物多样性测度指标,分别采用灰色关联度分析、Pearson相关分析和典型相关分析方法研究了林分空间结构对林下植物多样性的影响。  结果  灰色关联度分析结果表明:所有林分空间结构参数中,与林下草本植物多样性灰色关联度最大的为角尺度,而与灌木和更新植物多样性灰色关联度最大的为混交度。Pearson相关分析结果表明:角尺度与林下草本Shannon多样性指数、Margalef丰富度指数以及灌木Simpson优势度指数呈极显著正相关(P＜0.01),混交度与草本Pielou均匀度指数、灌木Shannon多样性指数和Margalef丰富度指数呈显著正相关(P＜0.05),而空间密度指数与林下更新树种Margalef丰富度指数呈极显著正相关(P＜0.01)。典型相关分析结果表明:6个林分空间结构参数与林下草本、灌木植物多样性指标的整体相关性强,相关系数分别为0.998 5和0.999 5,其中角尺度和混交度对林下灌草植物多样性的影响较大。  结论  黄山松人工林林分空间结构对林下植物多样性产生较为显著的影响,可通过调整林分水平空间结构,优化林分竞争态势及林分垂直空间结构等方式提高黄山松人工林林下植物多样性。表6参34     

大兴安岭双河保护区植物多样性和群落结构特征分析

  目的  植物多样性保护与良好林分结构是天然林保护的重要目标,明确林分个体大小、群落特征及乔灌草垂直结构对其变化的作用,将有助于基于林分结构调整来提升植物多样性。  方法  本文于2016年8—9月对我国最北端寒温带针叶林双河国家级自然保护区的乔灌草更新层个体大小特征、群落特征和植物多样性特征进行详细调查,冗余分析和方差分解分析相结合解析植物多样性与群落结构特征的耦合关系,排序影响多样性变化的最重要个体与群落特征指标。  结果  （1）研究区域共记录9个树种,其中白桦和兴安落叶松的株数占全部树种的80%以上;灌木树种19种,其中越桔数量占灌木总量的93%;草本植物记录了74种,最优势植物小叶樟占全部草本数量15%;更新层以先锋树种白桦数量最多,占比60%。（2）双河自然保护区树木胸径和树高仅相当于20世纪70年代的一半;双河自然保护区的物种丰富度、多样性和均匀度都表现出草本层 > 乔木层 > 灌木层,均匀度指数在0.53 ~ 0.73之间,更新层物种丰富度较低,乔木和草本多样性较大兴安岭核心地区（呼中）高出50%左右。（3）借助冗余和方差分解分析得出,群落特征、草本层对多样性的差异解释功能最大,而且更新层株高对多样性差异具有最大解释功能（P < 0.05）。  结论  双河自然保护区具有本区域较高的乔木和草本植物丰富度,但尚需要更长的保护时间来恢复森林质量,而通过调整林分结构是实现植物物种演替更新以达到植物多样性保护的有效途径。      

黄土区蔡家川流域刺槐人工林林下物种多样性

为了给晋西黄土区蔡家川流域刺槐Robinia pseudocacia人工林恢复状况评价以及植被配置提供理论依据,采用样地调查的方法,选取刺槐人工林为研究对象,对照当地油松Pinus tabulaeformis人工林和天然次生林,进行林下物种多样性研究。结果表明:①刺槐人工林林下物种共有37种,包括灌木8种,草本29种,灌木层以蔷薇科Rosaceae植物为主,草本层以菊科Compositae和禾本科Gramineae植物为主。②刺槐人工林林下α多样性小于天然次生林,与油松人工林之间的差异较小。③刺槐人工林林下草本层β多样性指数大于灌木层;刺槐林与天然林的β多样性大于刺槐林与油松林的。④刺槐人工林林下植被相似度不高,不同刺槐林样地之间物种种类存在较大的差异,尤其是草本层。晋西黄土区蔡家川流域刺槐人工林林下植被仍具有较大的生长繁殖空间,物种多样性还有待提高。     

人为干扰对雅安苍坪山公园桉树人工林物种多样性和生物量的影响

  目的  揭示不同人为干扰强度对桉树Eucalyptus grandis人工林物种多样性和生物量的影响。  方法  以四川省雅安市苍坪山公园桉树人工林为研究对象,采用典型样地法,设置12块20 m × 20 m不同干扰程度的样地,对林内物种组成、物种多样性水平(丰富度指数D、Shannon-Wiener指数H、Simpson优势度指数 H'、Pielou均匀度指数 J_sw)和植物层生物量进行调查研究。  结果  共调查到维管植物87种,隶属55科82属,桉树人工林物种数随着干扰的加强而减少;乔木层与草本层D、H、H'随着干扰强度的增加而降低,灌木层D、H、H'在中度干扰下达到最大值,乔木层的D、H变化差异显著(P＜0.05)。随着干扰强度的增加,植物各层生物量呈不同变化趋势:中度干扰下乔木层蓄积量(12.01 m3·hm?2)最高;轻度干扰下灌木层生物量(394.533 kg·m?2)和草本层生物量(359.680 g·m?2)最高。乔木层D、草本层H'与草本层地上生物量和生物总量呈显著正相关(P＜0.05);草本层J_sw与草本层生物总量呈显著正相关(P＜0.05)。  结论  适度的干扰会促使桉树人工林物种多样性和生物量增加;物种多样性和生物量的关系受人为干扰和自然条件而改变,没有固定关系。图2表3参25