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。     

秃杉林和连栽杉木林水源涵养功能的差异

为探究秃杉(Taiwania flousiana)林和杉木(Cunninghamia lanceolata)林水源涵养功能的差异,为秃杉林的经营管理提供依据,以23年生秃杉林和连栽杉木林为研究对象,对两种林分的林冠层、林下植被层、凋落物层和土壤层的持水性能进行比较分析。结果表明,秃杉林和杉木连栽林林冠层持水量分别为31.66和12.25 t/hm2;林下植被层持水量分别为3.84和4.13 t/hm2;凋落物层持水量分别为20.82和15.72 t/hm2;土壤层(0～80 cm)持水量分别为4 320.80和4 214.00 t/hm2。秃杉林的总持水量为4 377.12 t/hm2,比连栽杉木林(4 246.11 t/hm2)高出3.09%。秃杉林表现出较强的水源涵养功能。     

杉木人工林间伐后林下植被养分动态的研究──Ⅰ.林下植被营养元素含量特点与积累动态

杉木林林下植被的生长与发育,对林地地力的恢复具有重要意义．通过对定位试验地杉木人工林林下植被营养元素的分析,研究了杉木林间伐后林下植被营养元素含量与积累状况．结果表明;营养元素在植物不同器官中的含量是不同的;问伐区灌木层和草本层植物中大量元素和微量元素的积累量大于对照区,草本植物中营养元素积累的增长幅度不如灌木层植物大;间伐后林下死地被物中大多数营养元素含量和积累量均有所增加．     

杉木及其人工林自身特性对长期立地生产力的影响

本文系统地研究并综合了有关杉木及其人工林自身特性对长期立地生产力的影响的研究资料,认为杉木及其人工林自身的特性存在许多对地力维护不利的因素：（1）杉木凋落物发生晚,大量凋落物发生在14－15a前后;（2）杉木枯死枝叶具宿存特性,10－15a期间大部分枯死枝叶在树上,影响枯死枝叶的分解;（3）杉木凋落物养分含量低,如N含量只有阔叶树的30％－50％,因此枯落物营养元素积累低;（4）凋落物分解速率慢,分解速度在45％以下,而宿存于树上的枯死枝叶分解速率更慢;（5）杉木为速生树种,尤其在15a年前生长量大,吸收养分多,而养分归还少,杉木人工林养分循环速率不及40％;（6）杉木人工林培育密度较大,在15a前很少有林下植物生长,在20a后才有较好的林下植被发育,人工林长期处在单一的群落结构,很难发挥林下植被对地力的维护和改良作用。从现有的研究资料看,杉木及其人工林自身对地力维护有不利影响,是引起杉木林地土壤肥力及长期生产力下降的重要因素之一。     

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。     

杉木林间伐对林下植被及生物量影响的研究

通过对三元区莘口镇莘口村杉木幼龄林、中龄林、成熟林进行间伐与不间伐试验,比较间伐前后杉木林下植被生物量以及物种数量的变化,并分析间伐后杉木人工林林下植被物种多样性及物种组成数量和生物量的动态变化特征,以探讨间伐对杉木林地恢复的影响。结果表明:通过间伐,可以促进杉木人工林林下植被的发育,间伐增加了杉木林下的植被的物种数量,其中幼林增加最明显;间伐后杉木林下的生物量有大幅度的增加,并且间伐3年后林下生物量多于间伐两年后的林下生物量。     

杉木林下多花黄精种植试验研究

以杉木林下套种的多花黄精为试验对象,研究杉木林不同保留株数对多花黄精产量的影响及杉木林下多花黄精的生长规律。试验结果表明:杉木林下种植多花黄精的物侯期与野生多花黄精的物侯期基本一致,杉木林下多花黄精可以正常生长发育,在适宜密度下多花黄精根茎鲜重可达到1600kg/hm2以上,产量较高,是一种值得推荐的林下套种中药材模式。多花黄精是一种喜阴湿、耐寒植物,其适生环境需一定阳光进行光合作用才能进行营养积累。上层杉木林密度对多花黄精根茎产量有较大影响。上层杉木林保留株数以600株/hm2～900株/hm2为宜。在杉木林下套种多花黄精,形成了林药复合林,开辟了多花黄精生产的新途径,是一种值得推广的经营模式。     

福建柏、杉木及其混交林生长与生态效应研究

本文从林分生长、空间分布格局、生物量及其与生态环境的相互作用等方面对14年生福建柏、杉木纯林及其混交林作了对比研究。结果表明,在南方丘陵营造福建柏、杉木混交林有利于维护地力和形成稳定的人工林生态系统,在经济、生态和美学方面均优于杉木纯林。混交林生物量比杉木、福建柏纯林高22.9％和4.7％,达79.58 t/ha,福建柏纯林比杉木纯林高17.4％。补植福建柏是改造杉木中低产林的有效措施之一。     

长沙市4种人工林林下植被生物量及分布格局研究

以长沙市城乡交错带4种人工林为研究对象,对各林分林下植被生物量的分布特征进行了分析。结果表明:4种林分林下活地被物生物量均表现为地上部分>地下部分;枯落物层生物量的变化趋势一致:已分解>半分解>未分解,且在不同林分中,枯落物的生物量占林下地被物生物量的比例均为最大,在50%~76%之间,除杉木人工林外,其余3种林分草本层所占比例最小;总生物量差异较为显著,湿地松林为28.75 t/hm2,显著大于其它3种林分;活地被物生物量以湿地松林为最大,达8.46 t/hm2;幼树层生物量的大小为湿地松林>枫香林>杉木林>樟树林;灌木层生物量的排列顺序为枫香林>湿地松林>樟树林>杉木林;草本层为杉木林>湿地松林>枫香林>樟树林;凋落物生物量的变化规律同草本层。     

不同林下植被管理模式对杉木人工林结构的影响

以杉木人工林为研究对象,分析林下植被保留(UP)、林下套种楠木(IP)和林下植被去除(UR)等3种不同林下植被管理模式对杉木人工林生长及林分结构的影响。结果表明:3种模式下杉木人工林平均树高、单株材积及林分总蓄积量表现为IPUPUR,平均胸径表现为UPIPUR;3种模式的林分杉木直径分布均呈明显正态分布,UP、UR、IP模式的杉木径阶分别主要分布于29～31 cm、23～27 cm、27～-33 cm范围内;UP和IP模式的直径离散度相对较小,而UR管理模式的直径离散度相对较大,且接近于1,UR管理模式的林分内杉木分化较为明显。综合3种杉木人工林培育模式来看,IP模式较适合于杉木大径材人工林培育,UP其次,UR效果较差。     

秃杉林与杉木连栽林的土壤理化性质及林木生长量比较

选择在杉木1代林采伐迹地上营造的8,11和14年生秃杉林及8,11和14年生杉木连栽2代林进行土壤理化性质及林木生长量对比试验。结果表明:8,11和14年生秃杉林地土壤密度依次为0.893～1.112,0.797～1.256和0.598～1.211g.cm-3,比杉木林下降0.9%～6.9%;3个林龄秃杉林地土壤总孔隙度依次为45.69%～65.33%,46.45%～68.74%和39.82%～68.26%,比杉木林提高6.6%～8.7%;3个林龄秃杉林地土壤通气度依次为3.43%～11.43%,4.15%～19.73%和2.28%～12.23%,比杉木林提高14.2%～24.4%;3个林龄秃杉林地土壤饱和持水量依次为46.89%～66.50%,40.90%～68.09%和42.36%～98.15%,比杉木林提高12.4%～14.9%;3个林龄秃杉林地土壤pH值依次为4.30～5.10,4.40～4.80和4.13～4.55,比杉木林降低1.3%～6.3%;3个林龄秃杉林地土壤有机质含量依次为46.03～71.45,34.96～68.67和25.59～79.38g·kg-1,8年生比杉木林略低,11和14年生...     

元谋干热河谷人工林的土壤养分效应及其评价

研究了元谋干热河谷地区人工林对土壤养分的效应,并选择了土壤有机质、全N、速效N、速效P、速效K作为人工林重建对土壤养分效应的指标,运用灰色关联度进行综合评价.结果表明:(1)12年生的桉树、苏门答腊金合欢、新银合欢类人工林土壤表层有机质、全N量其增幅高于10年生、6年生的人工林;除念珠相思林以外,人工林表层土壤有机质含量均高于所在试验点的对照地.混交林对增加土壤表层有机质含量的作用非常明显,其改良能力优于纯林;人工林土壤表层全N含量均低于1.0 g·kg-1;(2)速效N的变化规律与全N含量基本一致,速效P含量波动较大,土壤速效K含量比较丰富,pH值的范围在4.44～6.42之间;(3)灰色关联度分析的结果为赤桉 苏门答腊金合欢混交林对土壤养分的影响相对较大,其关联系数为0.651,影响最小的为念珠相思纯林,关联度系数为0.343.     

不同密度三倍体毛白杨试验林土壤养分的动态变化

以三倍体毛白杨不同密度试验林为研究对象,采用随机区组试验设计研究了4 a生长期内5个不同密度(2 m×2 m、2 m×3 m、2 m×4 m、2 m×5 m和3 m×4 m)试验林的0 20、20 40、40 60 cm土壤层次的理化指标(pH值、有机质、全N、碱解N、全P、有效P、全K和速效K含量),结果表明:(1)4 a生长期内,三倍体毛白杨各密度试验林3个土层的pH值均增加,尤其是低密度(3 m×4 m)试验林增幅最大,且随土层加深碱性增强。(2)各密度试验林3个土层有机质含量呈先降后升的变化,高密度(2 m×2 m、2 m×3 m)试验林有机质消耗量显著比其它密度的大。(3)土壤全P和有效P含量呈先升后降的变化特点,高密度(2 m×2 m)试验林有效P消耗量显著比其它密度的大。(4)高密度(2 m×2 m)试验林土壤碱解N含量增幅显著;中、低密度(2 m×4 m、3 m×4 m)试验林土壤速效K含量降幅显著;其它养分指标无明显变化规律。     

Biomass production,nutrient cycling and distribution in age-sequence Chinese fir(Cunninghamia lanceolate) plantations in subtropical China

Biomass production and nutrient(N, P, K, Ca and Mg) accumulation, distribution and cycling were quantified in young, mature and over-mature(10-, 22-, and34-year old) Chinese fir [Cunninghamia lanceolate(Lamb.) Hook] plantations in southern China. Total stand biomass of young, mature and over-mature stands was 38,104 and 138 t ha-1respectively. Biomass production increased significantly with age. Stem wood represented the highest percentage of stand biomass, accounting for 41,55 and 63 % in the young, mature and over-mature plantations respectively. Nutrients concentration was highest in live needles and branches, and lowest in stem wood. The plantations accumulated more N, followed by K, Ca, Mg,and P. Nutrient return amount, nutrient utilization efficiency, nutrient turnover time, the ratio of nutrient returnand uptake increased with stand age, which implies that young Chinese fir deplete soil nutrients to maintain growth,and efficiently utilize nutrients to decrease dependence on soil nutrients as they age. Harvesting young Chinese fir plantations would therefore lead to high nutrient loss, but prolonging the rotation length could improve soil recovery,and help sustain productivity in the long-term. Improved nutrient return through litterfall as stands get older may also be beneficial to nutrient pool recovery.     

不同林龄马尾松人工林土壤有机碳特征及其与养分的关系

选择5个不同林龄阶段的马尾松(Pinus massoniana)人工林,研究土壤有机碳的含量、碳储量以及有机碳与氮、磷、钾及pH值之间的关系.结果表明:土壤各层含碳率、碳储量均随林龄的增加而增大,8、12、18、22、30年生林分的碳储量分别为151.62、177.64、201.19、216.19、331.60 t/hm2;同一林龄,不同土壤层含碳率与碳贮量,均随土层深度的增加而减少,表现为:0～20 cm＞ 20～ 40 cm＞40～60cm;有机碳与氮、磷、钾之间均呈现极显著相关,与土壤的pH值相关性不显著.     

不同立地条件的杉木人工林生产力和养分循环*

以江西省分宜县山下林场的杉木人工林为研究对象，分析比较了山脊（包括坡上部），山坡，山洼（包括坡脚部分）杉木林的生产力和养分循环状况。三种生境条件下的生产力（生物量）依次为６８，３３７，１６３，１４１．１４０ｔ／ｈｍ＾２，山脊恶劣的水肥条件，林木各器官中的养分含量，林分养分的吸收和循环均处于较低的水平。集水区的山洼以及坡下部林木的生产力水平较高，达到或接近了杉木中心产区（如湖南，福建）速生丰产林分的     

川西低山丘陵区主要人工林土壤有机碳密度研究

基于森林土壤碳清查的方法,研究了川西低山丘陵区马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、巨桉(Eucalyptus grandis)和柏木(Cupressus funebris)人工林土壤的有机碳密度,结果表明,4种人工林土壤各层有机碳含量介于(4.34±0.75)～(23.41±2.75)g·kg-1,并随土壤深度的增加而降低;马尾松、杉木、巨桉和柏木人工林1 m深度内土壤平均有机碳密度分别为(79.9±10.0)、(125.9±21.2)、(145.4±22.1)和(157.9±29.2)t·hm-2;柏木混交林的土壤有机碳密度显著增加,柏木-栎针阔混交林和柏木-慈竹混交林的土壤有机碳密度分别为(187.9±16.0)和(158.6±15.4)t·hm-2.     

杉木人工林不同发育阶段林下植被、土壤微生物、酶活性及养分的变化

土壤微生物总数及细菌、真菌数量、土壤酶活性（特别是蛋白酶、磷酸酶和蔗糖酶）及土壤养分状况（主要是有机质含量）从杉木幼龄林到中龄林随着林冠的郁闭，林下植被盖度急剧下降，呈明显下降趋势；土壤微生物总数，细菌总数，蛋白酶，磷酸酶，蔗糖酶以及土壤有机质从中龄林到成熟林随着林木密度及郁闭度下降，林下植被盖度逐步得到恢复，也呈明显的上升趋势。由于过氧化氢酶和多酚氧化酶活性的降低，有可能导致中龄林土壤中多酚类有毒物质的积累，这或许是杉木连栽产量下降或成活率低的原因之一。