北京八达岭地区油松人工林土壤动物群落特征研究

【目的】研究油松人工林土壤动物群落结构和多样性特征,为人工林土壤生态系统经营提供理论依据。【方法】采用陷阱法和Tullgren干漏斗法,于2015年5月、8月和10月分别收集地表和新鲜枯落物层(Oi层)、半分解枯落物层(Oe层)以及矿质土层(0~2cm的矿质土壤表层(界面层)、2~5cm和5~10cm土层)的土壤动物。对收集到的土壤动物进行鉴定分类。【结果】2015年5月、8月、10月3次共收集土壤动物2 799只,隶属于6纲22目22科。3次收集的地表土壤动物共有优势类群为弹尾目、膜翅目和双翅目,地下中小型土壤动物优势类群为真螨目、寄螨目和弹尾目。5月地表土壤动物功能类群以植食类为主,8月主要为植食类和捕食类,10月各功能类群的个体密度差异不明显。3次调查的地下中小型土壤动物功能类群均以腐食类为主。不同采样时期中小型土壤动物类群数和个体密度的垂直变化规律不同,5月和8月Oi层的土壤动物类群数与Oe层无显著差异,但显著高于矿质土层,而10月各深度土壤动物的类群数差异不显著。就土壤动物个体密度的变化规律而言,5月Oi层个体密度显著高于Oe层和矿质土层,但在8月和10月的土壤动物个体密度Oe层最大,且显著高于Oi层和矿质土层。【结论】枯落物层的土壤动物类群数较矿质土层丰富;半分解枯落物层土壤动物个体密度较新鲜枯落物层高。在矿质土层,随土层深度的增加土壤动物个体密度呈减小趋势。     

北京八达岭地区土壤酶活性及其与土壤肥力的关系

为探讨土壤健康的生物学指标,该文对北京八达岭地区不同植被类型0～5 cm土层的土壤酶活性及其与土壤肥力状况的相关性进行了研究. 结果表明:不同植被类型的土壤酶活性有显著的区别,其中除过氧化物酶外,糠椴林的土壤酶活性均属最高水平,而灌草丛所有酶活性都属最低水平;灌木丛中脲酶和碱性磷酸酶活性显著高于杂木林; 华北落叶松林的磷酸酶和过氧化氢酶活性均高于油松林. 相关分析表明,脲酶、酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶与土壤肥力状况的相关性较好;总磷酸酶活性与土壤肥力状况的相关性高于单项磷酸酶; 多酚氧化酶和过氧化物酶与土壤肥力状况的相关性较差.      

油松,侧柏人工幼林质量与林地土壤肥力的研究

根据生长势将油松、侧柏的幼树划分成5种类型,以幼林中健壮幼树的百分比来评价林分的质量。测定林分生长量、土壤水分—物理性质和氮、磷、有机质含量。结果表明:侧柏幼林的质量和生长量均大于油松幼林,苗龄及育苗方式对幼林质量的影响不大。侧柏林地土壤的水分—物理性质优于油松林地。油松、侧柏的生长速度强烈地影响着林地土壤肥力状况,土壤肥力的高低与林木的生长速率呈反比。     

北京八达岭不同密度油松土壤团聚体特征研究

为研究林分密度对土壤团聚体稳定性的影响,以北京市八达岭林场3种不同密度（低密度500~800株/hm2,中密度1000~1200株/hm2,高密度1400~1600株/hm2）油松人工林为研究对象,通过野外调查采样和室内测定,系统分析了各林分分形维数、不同粒级团聚体保存率和团聚体稳定性指数。结果表明：林分密度显著影响土壤团聚体分形维数,3种不同密度油松人工林土壤团聚体分形维数（干筛）介于262~276,低密度林地分形维数最小,高密度林地分形维数最大;土壤水稳性团聚体分形维数（湿筛）与林分密度呈正相关,变化范围是264-279;低密度林分0~10cm土层分形维数最小,高密度林分20~30cm土层分形维数最大;各粒级团聚体保存率均大于05,其中05~025mm粒级团聚体保存率最大,水稳性最强,1~05mm粒级团聚体保存率最小,水稳性最弱;团聚体稳定性指数介于362~455,林分密度增加团聚体稳定性指数逐渐减小。低密度林分土壤团聚体稳定性更好,更有利于水土保持,建议将该区域油松人工林密度控制在500~800株/hm2。     

皆伐油松人工林天然更新对土壤肥力和酶活性的影响

目的探讨油松人工林皆伐后天然更新成林的过程中对土壤肥力和酶活性的影响,分析植物群落演替过程中土壤质量的变化规律,为油松林的地力维护和可持续经营提供理论依据。方法采用演替时序法,在河北平泉地区选择立地条件一致的中龄林（32年）、近熟林（40年）、成熟林（53年）,皆伐后不同时间（5年、10年、24年）的天然更新林及皆伐后8年撂荒地作为对照,分0 ~ 10 cm、10 ~ 20 cm土层测定土壤肥力和酶活性,并对2组指标进行典型相关分析。结果（1）从中龄林到成熟林土壤质量持续提升,其中在0 ~ 10 cm土层土壤含水量、全氮含量和蔗糖酶活性分别提高了161.5%、379.1%和181.3%,各指标在10 ~ 20 cm土层也有显著提升（P < 0.05）。（2）皆伐后5年天然更新林与成熟林相比土壤肥力和酶活性差异不显著（P > 0.05）,到伐后24年土壤肥力和酶活性逐渐下降,与伐后5年相比,土壤毛管持水量、全氮含量和蔗糖酶活性在0 ~ 10 cm土层分别下降了24.4%、61.0%和28.8%,在10 ~ 20 cm土层各指标也均有明显下降（P < 0.05）,但伐后24年土壤肥力和酶活性仍高于中龄林和近熟林。（3）天然更新林的土壤肥力和酶活性显著高于撂荒地（P < 0.05）,天然更新林在0 ~ 10 cm土层土壤毛管持水量、有机质含量和脲酶活性相比撂荒地分别提高了43.7%、145.7%和116.6%,在10 ~ 20 cm土层各指标也显著高于撂荒地（P < 0.05）。（4）典型相关分析表明土壤酶活性与土壤肥力之间具有极显著相关性（P < 0.01）,土壤肥力主要受土壤密度、毛管持水量、毛管孔隙度、有机质、全氮的影响,而土壤酶活性主要受脲酶和蔗糖酶的影响。土壤肥力和酶活性的典型变量得分均表现为成熟林 > 伐后5年 > 伐后10年 > 伐后24年 > 近熟林 > 撂荒地 > 中龄林。结论油松人工林成熟林阶段土壤质量明显改善,随着时间推移皆伐会造成一定程度的土壤肥力和酶活性下降,但在皆伐迹地上及时实现植被恢复会显著减轻下降的程度,且土壤质量明显好于同一发育阶段的人工林。皆伐油松人工林天然更新可以有效地缓解地力衰退的问题。      

太岳山油松人工林土壤水分动态特征的研究

该文研究了太岳山油松人工林不同郁闭度林分以及荒地生长季节内的土壤水分动态。结果表明：整个生长季节内，荒地与林地贮水量差异并不显著，但森林郁闭度越大，贮水量越小．土壤含水量主要受降雨、蒸腾和蒸发的影响，干旱季节，林地蒸腾占主导地位，土壤剖面出现２０～４０ｃｍ的根系分布层偏下层土壤含水率最低，且郁闭度越大，该最低值越小；随着雨季的到来，各层土壤含水率的最大值依次出现，且郁闭度越大，该最大值越大，也出现的越迟；雨季过后，蒸发转变为主要因素，林地土壤含水率大于荒地。随着土层深度的增加，土壤含水量越稳定。     

八达岭林场油松林冠层可燃物特征及潜在火行为

  目的  研究冠层可燃物特征和树冠火发生条件,模拟潜在火行为特征,对于森林可燃物管理及树冠火有效防控均具有重要意义。  方法  本文以北京市八达岭林场油松林为研究对象,利用破坏性取样方法,选择具有代表性的18株油松样木进行采伐,自第一活枝高始,以1 m为一个层次对油松林冠层由下而上进行划分,不足1 m的按照1 m层次划分,并按照冠层可燃物枝条径阶大小（针叶;大枝直径 ≥ 0.64 cm;小枝直径 < 0.64 cm）调查冠层总可燃物生物量,结合样地面积和油松林平均冠长,计算样地平均冠层可燃物负荷量（CFL）和冠层容积密度（CBD）。基于林分因子,建立与林分结构参数（胸径、第一活枝高、冠长、树高、冠幅）的多元回归模型;根据冠层可燃物负荷量模型可估算样地平均冠层容积密度,结合研究区防火期内月平均最大风速和地表可燃物负荷量,在3种细小可燃物含水率条件下（6%、10%、14%）,利用van Wagner和Cruz的树冠火蔓延模型,预测油松林树冠火的发生,利用Byram模型计算冠层潜在火行为特征（如火线强度和火焰高度）。  结果  （1）油松林平均冠层可燃物负荷量为4.54 t/hm2,冠层容积密度为0.21 kg/m3,可燃物负荷量分布呈现由下而上逐层递减的趋势。林冠底层（0 ~ 1 m）可燃物占冠层总可燃物比例最大,为54.03%,大枝在林冠底层分布比例较大且快速逐层递减,针叶在各层次均有较大比例分布。（2）基于林分因子建立的冠层可燃物负荷量非线性模型具有较高的拟合度,其中胸径和第一活枝高与冠层可燃物负荷量呈极显著相关（P < 0.01）,在不破坏林木的情况下,根据林分易测因子可较好地估测油松林冠层可燃物负荷量。（3）在低燃烧条件下,除4月份外油松林发生间歇型树冠火的概率均低于0.5;在中度燃烧条件下,春季（3—5月份）风速较大,均存在发生连续型树冠火的可能;在极端干燥的高燃烧条件下,2—5月连续型树冠火的潜在火行为指标较高,4月份发生的连续型树冠火,表现出最高的潜在火行为指标,蔓延速度为46 m/min,火线强度为8 062 kW/m,火焰高度为15 m。  结论  冠层可燃物是影响林火发生的重要因素,胸径和第一活枝高为冠层可燃物负荷量的主要影响因子。通过破坏性取样直接获得冠层可燃物实测数据,所构建的冠层可燃物负荷量估测模型具有较高精度。风速、冠层容积密度和细小可燃物含水率与树冠火的发生和蔓延关系密切,油松林春季存在的树冠火发生隐患较大,大风和极端干燥气候条件下易发生高强度树冠火,通过营林抚育措施（抚育间伐,修枝）可有效降低可燃物密度,增大活枝高,以降低树冠火发生概率及危害程度。      

密度调控对油松人工林土壤肥力的影响

2001年,在北京市延庆县营盘村附近中山,对保存密度为3 300株·hm-2的25 a生油松人工林设置27.3%、41.7%、48.5%和57.6%4个间伐强度的处理.4 a后,通过比较土壤物理性质、化学性质和土壤酶的变化,探讨用土壤肥力评价间伐效果的可行性.结果表明:土壤有效磷含量、速效钾含量、毛管孔隙度随间伐强度的增大而增大,非毛管孔隙度与间伐强度成反比.5种土壤酶活性、最大持水量和毛管持水量均以间伐强度48.5%时最大.碱性磷酸酶活性峰值均出现在4月,脲酶活性、有机质含量、速效钾含量、有效磷含量高峰值多出现在10月.脲酶活性谷值均出现在6月,多酚氧化酶、碱性磷酸酶谷值出现在10月.土壤过氧化氢酶活性、碱性磷酸酶活性、脲酶活性、最大毛管持水量和毛管持水量可以作为油松林地土壤肥力评价的指标.用土壤肥力评价间伐效果可行、易测,25 a生保留密度3 300株·hm-2的油松人工林以57.6%左右的间伐强度土壤肥力维持最优.     

北京戒台寺古油松生长衰退与土壤条件关系初步研究

该文对潭柘寺风景区戒台寺的部分古油松的土壤条件进行了研究. 研究发现古松周围土壤各层都缺乏有机质、全氮和速效磷；不缺乏速效钾、有效铁、有效铜、有效锌. 土壤的总孔隙度适中，但毛管孔隙度太高，而非毛管孔隙度太低，多为1.1%～6.4%，小于10%的最低限. 土壤的表层水分含量偏高达25%，超出其适宜范围15%～17%，易造成古树烂根；土壤的渗水性能较低，不利于排水. 土壤各层均为碱性，不利于古树生长；土壤表层钠离子含量大于100 mg/kg，对古树根系生长有毒害作用；土壤的还原性物质总量在表层0～34 cm以下较高，大于1.5%，不利于古树根系通气. 建议科学监测古树生长环境以及调查研究土壤理化性质、土壤水分变化、机械损伤程度和环境污染物的积累等诸因素，并控制在允许的指标内.      

半干旱地区不同油松混交林的油松生长特征及植物多样性研究

以辽西半干旱地区不同类型的油松混交林为研究对象,采用比较分析的方法,综合分析了6种类型林分在层次结构、径阶分布、植物多样性3个方面的特征,旨在选择出适合本地区的最优油松阔叶水土保持林。结果表明:油松-山杏、油松-紫穗槐两种林分具有较好的空间结构层次,油松-山杏、油松-刺槐、油松-紫穗槐3种林分具有较好的径阶生长结构,油松-小叶锦鸡儿、油松-黄栌、油松-紫穗槐3种林分树高与胸径生长最优,油松-紫穗槐、油松-刺槐、油松-黄栌3种林分具有较高的植物多样性。综合各林分类型的生长特征及植物多样性特点,油松-紫穗槐林分为该地区最优的水土保持林类型;油松-刺槐、油松-黄栌水土保持林表现次之;油松-山杏、油松-小叶锦鸡儿林分排在第3位;油松纯林为最差。油松-紫穗槐混交林应成为辽西半干旱地区重点发展的一个水土保持林类型。     

北京山区油松林蒸腾耗水特性研究

利用热扩散探针配合自动气象站,于2005年在北京林业大学妙峰山试验林场对油松水分运移规律进行研究.结果表明,油松树干液流速率呈明显的季节性变化规律,且与土壤含水量和当月降雨量有很好的相关性,相关系数为0.956;树干液流速率月平均值在1份有最低值,为0.00019m/s,最高值出现在6月份,为0.0006cm/s,是1月份的3.2倍;油松的连日变化规律在各个时期都呈明显的峰状曲线,只是土壤水分充足时期的液流速率值比干旱时期的要高一些,气象因子是影响油松树干液流日进程的主要因子.     

太岳山油松人工林土壤呼吸对强降雨的响应

在全球气候变化背景下,关于森林生态系统土壤呼吸变化的研究越来越受到关注,然而目前由于测定技术限制,对于强降雨影响森林土壤呼吸的国内相关研究还不够深入.选取山西省太岳山油松人工林土壤作为研究对象,应用LI-8150土壤CO2通量全自动连续测量系统,对降雨前后的土壤呼吸速率和环境因子在原位置进行全天候连续监测,分析了3次强降雨前后的土壤呼吸速率变化.结果表明,(1)5月的旱季降雨改善了土壤水分状况,促进了土壤呼吸,降雨结束后土壤呼吸速率的平均水平是降雨发生前的2倍;7月的雨季开端期降雨对土壤呼吸先促进后抑制,土壤容积含水量和土壤呼吸速率的二次关系曲线存在拐点,但总体上降雨是促进了土壤呼吸;8月的雨季降雨整体上抑制土壤呼吸,土壤呼吸速率和土壤容积含水量的变化曲线走势呈明显的镜像,雨中及雨后土壤呼吸速率分别下降了约45％和28％.(2)每一次降雨结束后,土壤温度都有一定程度的下降.雨后,较低的土壤温度在土壤呼吸得到降雨促进时,可加速土壤呼吸速率的恢复;在土壤呼吸受到降雨抑制时,能阻碍土壤呼吸速率的恢复.(3)降雨的不同时期,影响半湿润地区油松人工林土壤呼吸的关键因子也是不同的.降雨前如果土壤容积含水量处于明显变化的状态,水分是影响土壤呼吸的关键因子;如果土壤容积含水量比较稳定,则土壤温度是关键因子.降雨过程中由土壤温湿共同影响土壤呼吸,降雨结束后水分是影响土壤呼吸的关键因子.     

不同油松纯林中油松毛虫的遗传多样性及环境因素分析

采用AFLP技术对平泉县的2个油松纯林中油松毛虫进行了遗传多样性和遗传结构的研究。5组引物组合对90个样品DNA进行PCR扩增,并进行变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,调查了2个油松林群落的环境条件。结果表明,纯林中松毛虫的遗传分化低于环境复杂的林分类型。运用POPGENE软件对2个油松毛虫种群的遗传多样性进行分析,并运用SPSS软件对影响油松毛虫种群的环境因子进行主成分分析。结果表明:2个油松纯林的油松毛虫的多态位点百分率为81.51%,总基因多样度Ht为0.259 6,基因流Nm为6.280 9,不同油松纯林中影响油松毛虫遗传多样性的各种环境因素中树高得分最高(0.473 6),说明2个油松毛虫种群之间基因交流非常强烈,林木生长状况是影响油松毛虫种群遗传多样性的主要原因,油松林的立地条件也有一定影响,物种多度的影响较小。     

不同密度和立地条件对北京山区油松人工林树冠的影响

使用25块标准地资料,尝试用美国的树冠调查指标对北京山区油松人工林进行初步调查探究,对4种林分密度(500、1000、1500、2000株9hm-2)同龄级(40～50a)油松人工林树冠因子的研究发现:北京山区油松人工林(40～50a)林分密度应控制在1500株·hm-2以下有利于树冠生长;对比分析3种立地条件(低山阴坡厚土、低山阴坡薄土、低山阳坡厚土)下树冠生长情况,结果表明:油松最适宜生长在阴坡厚土条件下;对不同林分密度、立地条件下树冠因子进行相关分析,发现林分密度与冠幅、树冠长度、树冠密度、树冠透光率呈显著负相关;立地条件与树冠透光率呈极显著负相关(相关系数为-0.997),与其他指标相关性较低,说明林分密度对树冠生长的影响较立地条件更大,是影响树冠生长的重要因素,合理调整林分密度有利于树冠的生长。     

北京市低山区低效油松人工林林分结构研究

[目的]探索北京市低效油松人工林林分结构特征。[方法]对北京市低山区低效油松人工林进行样地调查,分析了低效油松人工林的树种组成结构、树高结构和直径结构。[结果]通过分析得出导致该林分低效的主要原因有林分过密、立地条件差、人为干扰和没有适地适树等。[结论]针对引起低效林的主要原因提出了营林和造林过程的建议。     

北京柏木井飞播油松群落特征分析

运用典型抽样法,对北京市延庆县刘斌堡乡柏木井22年生飞播油松林进行群落物种组成、区系、结构以及更新的研究,结果表明：飞播油松群落共有维管植物30科,51属,61种;生活型谱以高位芽植物为主,地面芽植物次之,地下芽植物占一定比例;该群落处于暖温带向温带过渡的区域,是中山特殊水热条件组合差异较大的体现;群落的垂直结构明显,乔木层密度过大,分化严重,出现大量的被压木,水平结构简单,群落名称可为油松-三裂绣线菊-披针叶苔草,其经营管理应有别于天然油松林.     

北京山区油松人工林单木材积生长量BP神经网络模型

采用综合分析法和相关分析法选定每公顷蓄积量、标准木年龄、标准木树高、标准木胸径为输入变量,以标准木的上个生长季的材积连年生长量为输出变量,建立三层结构的油松(Pinus tabulaeformisCarr.)人工林单木材积生长量BP神经网络模型。利用北京山区78块各类型油松人工林样地调查数据对模型进行训练和仿真模拟。通过综合比较得出网络模型结构为4∶11∶1的网络模型具有最好的模拟效果,训练精度可达94.024%。此模型可以准确、简单、快速的对北京山区油松人工林的单木材积生长量进行有关的分析、计算、模拟和预测。