人工林林下植被研究进展

本文从人工林林下植被研究方法、林下植被与经营管理的关系、林下植被的作用等3个重要侧面,系统总结了林下植被的研究现状与热点问题.当人工林林下植被达到一定覆盖度和生物量时,对林地土壤肥力有明显改善作用.土壤的生物化学活性、土壤微生物、土壤有机和无机养分在数值上均与林下植被盖度关系密切,发育林下植被是恢复人工林地力的重要途径.     

延河流域自然与人工植被地上生物量差异及其土壤水分效应的比较

【目的】针对延河流域人工植被建造存在植被退化的问题,比较了自然植被与人工植被地上生物量的差异及其土壤水分效应,探寻人工植被退化的原因,为延河流域植被恢复重建提供理论支持。【方法】共采集57个气象站点1980-2000年的气候数据,并根据降雨和温度变化,将延河流域划分为17个环境梯度单元,测定了自然植被地上生物量及0～500cm土层土壤含水量,分析自然植被的空间变化及其影响因素,对自然植被与人工植被地上生物量及相应的土壤水分变化进行比较分析。【结果】延河流域自然植被地上生物量在空间上存在明显差异,从西北向东南呈现逐渐递增的变化趋势。自然植被地上生物量与年均总降雨量呈正相关关系,与年均生长季温度呈负相关关系;相同气候区的自然植被地上生物量随坡位和坡向的变化差异均很大。以自然植被为参照,人工植被地上生物量最大超载可达30 425.83g/m2,最小超载为118.93g/m2,平均为6 668.00g/m2,说明人工植被地上生物量明显超出了自然状态下所能承载的范围。与自然植被相比,人工植被土壤水分最大亏缺量可达80.5g/kg,说明人工植被地上生物量的超载引起平均土壤含水量显著低于自然植被,出现了不同程度的土壤干层,进而导致人工植被群落的衰退或死亡。【结论】生物量超载是引起土壤水分耗竭、植被退化的主要原因。植被恢复重建规划时,必须充分考虑特定立地环境条件下潜在生物量的制约,而不是盲目地选择不适宜的物种。     

不同植被恢复模式下三峡库区万州段消落带土壤养分及其空间分布特征

消落带植被状况与水位消涨是影响土壤养分及其分布的重要因子。本文以三峡库区万州段消落带为研究地点,通过对人工和自然恢复样地沿海拔梯度对土壤进行取样和分析,揭示了不同恢复模式下消落带土壤养分及其空间分布特征。研究结果表明,植被恢复模式对土壤养分有显著影响,人工恢复样地消落带主要土壤养分含量总体高于自然恢复样地,显示人工恢复能有效促进土壤养分在植物群落中的积累;在库区反季节水位消涨的作用下,人工恢复地消落带土壤养分沿海拔梯度呈先增加后减少的空间分布格局,土壤养分含量在消落带中部(海拔165 m)达到最高值,而自然恢复地土壤有机质和全氮的空间分布则随海拔梯度增加而增加,以消落带上部(海拔175 m)的值最高。土壤养分的空间分布格局源自于不同海拔梯度的消落带受水位消涨扰动程度以及植被恢复状况的差异,植被恢复模式对土壤养分的空间分布仍有一定影响。今后应在消落带上部进一步引种适宜的乔灌木物种,不断提高消落带植被对土壤养分的固持能力。     

不同配置固沙林的防风阻沙效果

人工固沙林建设中，通过风洞模拟试验，研究丛状、两行一带、单行一带和均匀4种固沙林配置模式的防风阻沙效果。结果表明:1）在植被覆盖度均为20%的条件下，4种配置模式的固沙林都有显著降低风速的效果；4种配置在林带前和林带后风速变化差异不大，林带内风速变化差异显著，均匀和丛状2种配置模式降低风速的效果优于两行一带和单行一带，其中丛状配置在近地面防风效果最好；2）4种固沙林配置在林带内阻固沙效果明显，林带前、后均出现不同程度的风蚀，风蚀和积沙量随着风速的增加而增加，积沙总量:丛状>均匀>单行一带>两行一带。研究结果表明，丛状固沙林配置模式在综合防风、阻沙效果方面优于其他3种模式，此结果可为干旱沙区固沙林建设提供新的造林模式。     

宁夏干旱风沙区不同种植密度柠条林对土壤水分及植被生物量影响研究

以宁夏干旱风沙区不同种植密度的人工柠条林为研究对象,主要研究不同密度柠条林对土壤水分及植被生物量的影响。结果表明:随着造林密度的增加,土壤水分含量呈下降趋势;种植密度为1 400丛/hm2(12 m带距)人工柠条林土壤体积含水量最高,达到17.6%;种植密度为4 400丛/hm2(3 m带距)人工柠条林土壤体积含水量最低,仅为8.8%。不同种植密度柠条林对植物群落的生物量影响很大,随着造林密度的增加,植物生物量呈明显下降趋势。植被生物量最高的为自然封育地,达到了195.78 g/m2;其次是种植密度为1 400丛/hm2(12 m带距)柠条林带。     

自然恢复对红壤侵蚀区土壤肥力和植被覆盖的影响

为深入探究侵蚀退化地自然恢复后植被和土壤肥力的变化特征,本研究选取了不同退化程度的侵蚀地为研究对象,分析了自然恢复30年后植被覆盖度和土壤养分含量。结果表明:当植被覆盖度退化至20%以下时,不能通过自然恢复措施来促进生态恢复;植被覆盖度大于20%时,可以通过自然恢复来改善土壤肥力和生态恢复,植被覆盖度越高,自然恢复的效果越好。因此,今后对于侵蚀退化地生态恢复中,应深入了解其退化程度来采取相应的恢复措施。     

不同覆盖度沙棘对林下草本植被的修复效果研究

[目的]探讨不同覆盖度沙棘对林下草本植被的修复效果。[方法]经过对林下植被的盖度、生物量、物种多样性的分析研究内蒙古自治区鄂尔多斯地区不同覆盖度沙棘人工林对林下植被的影响。[结果]沙棘林覆盖度达10%以后,林下草本植被多样性指数变化平稳;当沙棘林地覆盖度为20%～25%时,林下植被盖度与生物量达最大值。[结论]研究区沙棘林的覆盖度应该以15%～25%为宜。     

柠条与立体复合草场布局及其对生态的影响

通过调查观测,研究固沙型人工柠条林对环境的影响。结果表明,柠条林占总面积的15%,即林带间距10 m时,林草结构较合理,生物量最高,对带间植被的影响最小;固沙型柠条林具有固沙能力,对土壤具有改良作用。     

固沙林水分平衡与植被建设可适度探讨

该文分析了固沙林水分平衡和自然植被的特征,提出植被建设应遵守的原则和固沙林适宜的密度．在干旱、半干旱和亚湿润干旱区,环境对植被的支持力比较低,固沙林密度偏大就会引起土壤水分亏缺,导致土壤水分贮量减少和地下水位下降;建设人工植被应遵守植被分布的地带性和非地带性规律;根据地区内环境空间异质性和多样性,参照自然植被的空间结构确定人工植被的空间结构;固沙林应为“疏林”,密度宜低不宜高．     

黄土高原洞子沟流域植被自然恢复年限对土壤氮素的影响

[目的]为了探究自然植被恢复对黄土高原土壤退化修复的影响,分析自然植被恢复年限、土壤土层等因素对土壤氮素的影响.[方法]以黄土高原洞子沟流域土壤氮素为研究对象,测定流域内南北坡不同植被恢复年限土壤不同层次(0 ～ 10、10 ～20 cm)的3种氮素形态(有机氮、铵态氮和硝态氮)含量,并且探讨各氮素间相互关系.[结果]随着恢复年限的增加,3种土壤氮素整体上持续增长,其中南坡表现为自然恢复60年＞自然恢复30年＞自然恢复10年,且有机氮含量的增加最明显,增长了3.07倍,北坡土壤氮素含量表现为自然恢复100年＞自然恢复60年＞自然恢复10年＞退耕2年,同时硝态氮的增加最明显,增加了13.19倍;氮素的各形态之间均存在极显著的相关关系,相关系数均介于0.50～0.94之间;随着植被恢复年限的增加,不同形态氮素的含量在总氮中所占比例呈现小幅度的波动,但总体上基本保持稳定.[结论]该研究可以为黄土高原地区植被恢复与生态保护提供科学理论依据.     

Effects of Vegetation Succession on Soil Fertility Within Farming-Plantation Ecotone in Ziwuling Mountains of the Loess Plateau in China

To further understand the relationship between vegetation succession and soil fertility within farming-plantation ecotone in Ziwuling Mountains of the Loess Plateau, nine kinds of widely distributed communities at different succession stages were selected, and the effects of vegetation succession on soil fertility were studied through the methods of comparing two hierarchical clustering （similarity index： B） and other multivariate analysis. The results showed that： （i） the similarity in clustering pattern of nine communities which classified by plant species and soil nutrients respectively showed a trend of B ^-overall plant-soil0-10cn〉B^-overall plant-soil 10-20 cm 〉B^- overall plant-soil 20-40 cm, and for the top soil, it showed a trend of B^- grass-soil 0-10 cm 〉 B^-shrub-soil 0-10 cm 〉 Btree-soil0-10 cm; （ii） soil fertility increased during the succession process from abandoned land to forest community, and the soil fertility of forest community showed an increased order of coniferous forest →mixed forest →broadleaf forest; （iii） during the process of vegetation succession, the variation of topsoil fertility was higher than that of the subsurface soil （coefficient of variation： CV0-10 cm 〉CV 10-20 cm 〉 CV20-40 cm）, and when the succession developed into the stages of shrub and forest communities, the top soil fertility had been improved significantly; and （iv） for the subsurface soil of the communities at the advanced succession stages, the soil fertility also increased to some extent. Our results suggested that the method of comparing two hierarchical clustering reflected the similarity level of different cluster patterns, therefore, it was helpful to study the relationship between vegetation succession and soil fertility. There was a corresponding relationship between the change process of soil fertility from the top soil to subsurface soil and the process of vegetation succession from the early stages to the advanced stage. The differentiations of soil fertility in vertical space and horizontal space were both caused by vegetation succession, which was significant for both the shrub and forest communities. The improved level of forest soil fertility was related to forest vegetation types and the improved fertility level of broad-leaved forest-soil community was higher than that of the coniferous forest soil. In the practice on soil fertility ecological restoration of the loess plateau, it is important to carry out reasonably artificial forestation so as to enhance the restoration and improvement of soil fertility.     

海岸退化沙地不同植被恢复模式的土壤微生物量及其与土壤养分的关系

以裸沙地为对照,研究了海岸退化沙地不同植被恢复模式(天然次生林、木麻黄+潺槁木姜子混交林、木麻黄人工纯林)的土壤微生物量及其与土壤养分的关系。结果表明:裸沙地植被恢复后,不同植被恢复模式的土壤微生物量碳、氮、磷含量均明显提高(P<0.05),增幅分别为103.966%-491.166%、89.352%-335.087%、65.536%-85.896%,土壤微生物量碳、氮、磷占土壤有机碳、全氮、全磷的比例分别为1.543%-3.113%、1.733%-2.870%、0.964%-1.447%,自然恢复的天然次生林高于人工恢复的木麻黄纯林和混交林;土壤微生物量碳、氮、磷与土壤有机质、全氮、全磷、全钾呈极显著正相关(P<0.05),土壤微生物量碳、氮均与有机质、全氮具有较强的线性关系。     

安吉龙王山天然森林植被的研究

采用点-线结合法对安吉龙王山天然森林植被进行调查,以植物群落的生态外貌特征为基础,结合植被数量分类划分植被类型,共划分为5个植被型、4个群系组和14个群系。各植被型具明显的垂直分布规律:常绿阔叶林和暖性针阔混交林分布在海拔500m以下山地;常绿、落叶阔叶混交林分布在海拔500～800m的山谷;落叶阔叶林分布在海拔800(600)～1500m山地;温性针叶林分布在海拔1300～1450m山脊。各群系分布也具一定的规律。最后就开展对龙王山森林植被的保护、优良乡土树种的选择和林木良种繁育及不同海拔带造林试验等提出建议和看法。     

黄土高原植被恢复过程中土壤酶活性特征研究

[目的]为生态恢复的持续健康发展提供科学依据。[方法]通过对不同利用方式和不同层次的土壤酶活性测定和分析来评价植被恢复过程中的土壤质量。[结果]植被恢复过程中,土壤酶活性随土层深度的增加逐渐减弱,在0~20 cm土层活性较大。不同利用方式下土壤酶活性大小总体上是草地>针叶林>灌木林>阔叶林>农田,尤其以蔗糖酶和磷酸酶最显著。相关分析表明脲酶与蔗糖酶呈极显著相关,与磷酸酶呈显著相关;磷酸酶与蔗糖酶呈极显著相关,与脲酶呈显著相关;蔗糖酶与脲酶和磷酸酶均呈极显著相关关系;过氧化氢酶与其他酶关系均不显著。[结论]在植被恢复过程中,优化不同的经营模式和恢复措施,以期达到最大的生态的、社会的和经济效益。     

岩溶区不同恢复方式下土壤有机碳组分及酶活性研究

目的植被的自然恢复和人工重建是加速岩溶生态系统修复、提高土壤质量的主要措施。研究岩溶区不同恢复方式下土壤有机碳组分及酶活性可揭示不同恢复方式对土壤质量的影响,旨在为岩溶区植被恢复模式的筛选和恢复的效果评价提供科学依据。方法以云南省建水县岩溶区自然恢复的天然次生林、人工恢复的云南松针叶林、桉树阔叶林为研究对象,分析不同土层的土壤有机碳组分、碳库管理指数和酶活性分布特征及其相关关系。结果各植被恢复方式下土壤有机碳(SOC)含量为9.076~56.855 g/kg,可溶性有机碳(DOC)含量为822.311~1 175.778 mg/kg,微生物量碳(MBC)含量为332.933~2 035.244 mg/kg,易氧化有机碳(EOC)含量为2.381~6.094 g/kg。同一植被恢复方式下,除云南松林下的EOC含量外,各有机碳组分含量均随土层的加深而降低,局部土层深度出现波动。云南松林土壤亚表层(10~20 cm)的EOC含量显著高于表层(0~10 cm)和深层(20~30 cm)。不同植被恢复方式对DOC、EOC与SOC含量的影响大致均表现为:天然次生林＞桉树林＞云南松林,云南松林各土层的MBC含量始终显著高于桉树林。各有机碳组分与SOC均表现为极显著(P＜0.01)或显著(P＜0.05)正相关关系;不同植被恢复方式提升土壤碳库管理指数的能力大小为:天然次生林＞桉树林＞云南松林。SOC与CPI、CPMI呈极显著(P < 0.01)和显著(P < 0.05)正相关,EOC与CPAI、CPI、CPMI呈极显著(P＜0.01)或显著(P＜0.05)正相关。不同植被恢复方式通过增加土壤SOC、EOC等,从而提高了土壤碳库管理指数;整体上土壤酶活性随着土层的加深呈递减趋势,局部范围内有波动。不同植被恢复方式下土壤酶活性的变化不尽相同,过氧化氢酶和淀粉酶活性表现为天然次生林＞云南松林＞桉树林。各植被恢复方式下SOC、MBC、DOC、EOC含量与4种土壤酶活性均呈正相关关系,且多为显著或极显著水平。结论3种植被恢复措施在不同程度上提高了土壤各有机碳组分含量、碳库管理指数和土壤酶活性。其中,天然次生林对土壤整体质量的提升能力最高,桉树林在提升总有机碳及活性碳组分含量方面较为显著,而云南松林对过氧化氢酶和淀粉酶活性的提升能力更为显著。因此,应该加快岩溶区宜林土地管理方式的转变,优先考虑自然恢复,选择人工造林时要注重对阔叶树的利用和优化管理。      

城乡特色核桃防护林树种配置结构对空气颗粒物及温湿度的影响

【目的】分析干旱区城乡核桃林与不同树种配置结构空气颗粒物浓度变化差异,探讨树种配置结构与大气颗粒物浓度、温度、相对湿度间的关系,为区域环境绿化建设提供理论参考。【方法】以新疆叶城县城区、城郊和乡村3个不同区域树种配置结构的林带为监测点,树种配置分别是苹果（Malus domestica）—核桃（Juglans regia）、红枣（Ziziphus jujuba Mill.）、红枣—核桃、新疆杨（Populus alba）—核桃和核桃,通过监测防护林内和林带不同水平距离颗粒物浓度、空气温度和相对湿度,分析大气颗粒物的时空变化规律、防护林不同水平距离对颗粒物浓度的削减作用。【结果】颗粒物浓度具有明显的时空差异。城区、城郊和乡村核桃防护林颗粒物浓度污染排序依次为乡村>城郊>城区;城区、城郊和乡村核桃防护林的PM_2.5最高浓度分别出现在20: 00（20.00 μg/m3）、12:00（29.00 μg/m3）和14: 00（58.25 μg/m3）;PM₁₀最高浓度分别出现在20: 00（35.25 μg/m3）、14: 00（62.67 μg/m3）、14: 00（131.50 μg/m3）;PM_1.0最高浓度分别出现在20:00（12.50 μg/m3）、12: 00（12.67 μg/m3）、14: 00（28.75 μg/m3）。树种不同配置结构颗粒物浓度存在差异,排序依次为核桃>对照>新疆杨—核桃>红枣>苹果—核桃>红枣—核桃。防护林不同水平距离对PM_2.5浓度消减程度不同。城区与城郊不同水平距离削减作用排序为0 m>20 m>10 m;乡村依次为0 m>10 m>20 m。城区与城郊核桃防护林温度差异不明显,二者的温度明显高于乡村防护林温度;城区、城郊和乡村核桃防护林相对湿度均存在波动变化。PM_2.5浓度与温度呈极显著负相关（P<0.01,下同）,与相对湿度呈显著正相关（P<0.05）,PM_1.0浓度与温度、相对湿度的相关性均达极显著水平,PM₁₀与温度、相对湿度相关性均不显著（P>0.05）。【结论】核桃林在城区、城郊和乡村发挥的生态效益存在一定差异,在乡村能明显改善空气质量;核桃林带搭配种植红枣可充分发挥其生态效益,在农业环境污染较重的地区可作防护林带选用。     

海南甘什岭热带低地雨林不同演替阶段根系的生物量特征

热带地区植物根系生物量的研究对预测气候变化条件下土壤碳库的变化和热带雨林次生演替地下生态学过程的认识具有重要意义。在海南三亚市甘什岭自然保护区内,选取4个植被恢复阶段（草本群落、灌木群落、40 年次生林和60 年次生林）,利用平均标准木机械布点法采集0～100 cm根系样品,研究根系生物量、不同根系径级组成结构以及地下垂直分布规律。研究结果表明:（1）甘什岭热带低地雨林不同演替阶段根系生物总量在5.23～28.98 t·hm?2,植被恢复演替（正向）显著地增加了根系生物量,其中草本至灌木阶段不显著;（2）木本植物群落根系生物量以粗根（>2 mm）为主,最高占其总生物量的89.76%,草本则以细根（≤2 mm）为主,占其总生物量的53.53%以上;随着甘什岭植被的恢复,粗根占根系生物量的比例逐渐增加,细根占根系生物量的比例逐渐减小。（3）甘什岭热带低地雨林近80%的根系生物量集中分布在 0～20 cm 土层中,随着土壤剖面深度的增加,根系生物量大幅度减少,草本群落生物量在土壤剖面中的垂直变化规律呈指数回归,其余各恢复演替阶段呈幂函数回归。（4）根系生物量模型中,树高、D2H（胸径的平方与树高的乘积）与根系生物量拟合最好,在实践应用中,可根据林木的树高和D2H估测甘什岭地区植被根系生物量。本研究结果为进一步研究甘什岭热带低地雨林植物群落地下碳素分配及土壤碳库变化奠定基础,还可为估算我国热带低地雨林地区植被根系生物量和生产力提供参考。     

河南省淅川县岩溶区不同恢复年限天然次生林植物群落特征

  目的  研究南水北调中线渠首岩溶区不同恢复年限天然次生林群落物种组成、生物多样性与结构特征，了解岩溶区植被现状，为区域植被保护与修复、生物多样性保护和石漠化综合治理与评估提供科学依据。  方法  采用“空间代替时间”的研究方法，以河南省淅川县岩溶区6种林龄(20、28、35、40、53、70 a)天然次生林为研究对象，按照森林群落调查方法调查乔木层、灌木层及草本层，计算群落物种重要值、多样性指数、群落结构和群落相似系数。  结果  在18个固定样地10 800 m2区域内，共调查到维管束植物63种，隶属40科58属；随着恢复年限增加，物种丰富度不断增加，增加的物种多为单科单属单种。各个层物种多样性指数随着恢复年限增加表现出不同的特点，但总体表现为缓慢上升；乔木层Shannon多样性指数、Simpson多样性指数及Pielou均匀度指数均以P₅样地(恢复时间53 a)最大，P₁样地(恢复时间20 a)最小；灌木层和草本层的Shannon多样性指数、Simpson多样性指数缓慢上升。Jaccard相似性系数结果表明:不同恢复年限的样地间为极不相似水平，物种组成差异性较高；除密度外，群落平均高度、盖度、胸径等结构在恢复20 和70 a以上存在显著差异(P＜0.05)，其余恢复年限样地之间差异不显著。  结论  相对于西南岩溶区，南水北调中线渠首岩溶区物种丰富度较低，群落均以栓皮栎Quercus variflora为建群种，单科单属单种居多，群落间差异性较大，岩溶区植被恢复后期植被生长缓慢，树高和胸径主要集中在Ⅱ和Ⅲ级。图2表5参34     

广西平果县退耕还林土壤环境效应及生态效益价值估算

通过采样与分析,对广西壮族自治区平果县石质山区退耕还林林下土壤进行了研究,分析了退耕还林地与农田土壤理化性质的差异,以及典型样地中不同植被恢复措施的土壤物理化学状况,并利用价格替代法、影子工程法评估平果县退耕还林工程的理论生态效益.结果表明:退耕还林10年后,土壤剖面结构逐渐完善,土壤容重减小,总孔隙度、毛管孔隙度、土壤含水量增大;土壤有机质含量增加15％;全氮元素增加不明显.土壤质量恢复效益最大的是早熟桃林地与任豆林地.不同类型的植被,土壤速效养分的差异大于土壤全量元素的差异.从拦蓄保护水资源价值与减少土壤肥力损失价值两方面计算平果县退耕还林工程土壤生态效益价值超过21亿元.     

上海城市森林土壤理化性质

为了从植物群落角度探究城市森林土壤的理化性质,采集上海市中心城区（外环线以内）公园绿地、居住区绿地、单位附属绿地和道路绿地等4种功能区森林绿地的土壤,分6种群落类型（常绿阔叶林、落叶阔叶林、常绿针叶林、落叶针叶林、常绿灌木林和落叶灌木林）,3个土壤分层（0～10,10～20和20～30cm）进行理化性质测定。结果表明,30cm以上的土壤有机质平均质量分数为15．52g·kg^-1,属于低等水平;全氮和全磷质量分数分别为3．78和1．13g·kg^-1,属于中下水平。表层土壤中有机质和全氮质量分数均较高,随着剖面深度增加逐渐减小,磷质量分数未发现有递减性规律变化。土壤密度为1．44～1．60g·cm^-3,表明人类活动使上海城市绿地土壤的紧实度增大。针对上海森林土壤的状况,提高绿地土壤尤其是新建绿地土壤的肥力水平,以增强氮磷等营养元素质量分数;疏松土壤,以利于透气保水;乔、灌植被分层布局．能更好地增加城市森林土壤有机质并收到更好的景观效果。图4表3参25