六盘山四种典型森林生态水文功能的综合评价

为合理评价水源涵养林垂直结构改变对其水文功能的影响,在对宁夏六盘山香水河小流域内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)林冠层、枯落物层、土壤层的结构指标和功能指标测定的基础上,采用层次分析法建立了林分生态水文功能的层次结构模型,并用综合评分法对4种典型林分进行了评价。结果表明:林冠层生态水文功能以华北落叶松人工纯林最优,枯落物层以华北落叶松+灌木复层林最优,土壤层以稀植乔木的天然灌丛林最优。不同林分生态水文功能整体表现为华北落叶松+灌木复层林(0.902)>稀植乔木的天然灌丛林(0.893)>华北落叶松人工纯林(0.782)>天然灌丛(0.708),说明复层林的综合生态水文功能要好于单层林,表明在六盘山营林区对华北落叶松人工纯林进行林下补植灌木和对退化的天然灌丛稀植乔木等措施有助于林分生态水文功能的发挥。     

六盘山北侧生长季内华北落叶松树干液流速率研究

2006年5～10月在宁夏六盘山北侧叠叠沟林场,运用德国Ecomatik公司生产的SF-L树干液流仪研究了9株华北落叶松的树干液流变化过程及其对环境因子(气象条件、土壤水分)的响应.结果表明:华北落叶松的树干液流昼夜变化明显,呈不太典型双峰型曲线,晴天变化幅度大(0.087～0.348cm/min),阴天变化幅度小(0.087～0.281cm/min).树干液流速率在生长季内呈现逐渐降低的趋势.对环境因子影响树干液流速率的偏相关分析表明:日液流速率(SFV)与太阳辐射(ESR)、土壤水分(Ps)各影响因子均存在显著正相关,而与温度因子(Tamean)的相关系数较低.经回归分析,建立了日液流速率与各环境因子的线性回归模型:SFV=0.106 0.000141Ps 0.00214ESR 0.00218Tamcan-00043P(R=0.883).     

六盘山华北落叶松人工纯林枯落物储量的空间变异分析

在六盘山南侧设置2个20 m×20 m的华北落叶松人工林样地,研究枯落物储量的空间分布.结果表明:枯落物储量空间差异明显,2个样地的枯落物储量平均值为1.80和1.68 kg·m-2,最大值为2.96和2.71 kg·m-2,最小值为0.35和0.34 kg·m-2,最大和最小值的比值变化在8～9之间;在不考虑测点空间位置及取样间距的情况下,2个样地枯落物储量的变异系数为0.41和0.56;枯落物储量的空间分布受空间结构性和随机性的多种因素影响,其中林地微地形能解释枯落物储量空间变异的56%,局部洼地利于更多枯落物堆积;2个样地枯落物储量的空间分布函数曲线的理论模型均符合球状模型,且空间自相关程度较呔;当以95%的置信区间准确估计华北落叶松林样地的枯落物储量时,最小取样数量为9个1 m×1 m的样方.     

华北落叶松液流速率的优势度差异及其对林分蒸腾估计的影响

将实测的杨树液流速率和林木边材厚度(或胸径)经尺度扩展得到林分蒸腾,已成为常用的野外测定方法,但此法没有考虑其他树形因子的影响,当林分密度大、光竞争激烈时,会导致蒸腾估计误差偏大。为认识主要树形因子对液流速率的影响,并为改进样树液流向林分蒸腾的尺度扩展方法提供依据,在六盘山北侧半干旱区华北落叶松人工林内,利用热扩散探针对5株不同优势度样树的液流速率进行了连续观测,研究了生长季中期(叶面积指数达到峰值并保持稳定)不同土壤水分条件下不同优势度树木的液流速率差异。结果表明:优势度越大的树木,其液流在日内的启动越早,结束越晚,到达峰值越早,峰值也越大;日均液流速率明显比优势度小的树木高;液流速率对太阳辐射和饱和水汽压差瞬时变化的响应敏感性比优势度小的树木高,而对土壤水分条件的响应敏感性则弱于后者,但整体上对环境条件的响应趋势一致,不同优势度树木间液流速率的相对差异比较稳定。相关分析表明:液流速率与优势度(或相对树高)、树高呈极显著正相关,与冠长、胸径显著正相关,而与冠幅、边材面积正相关但不显著。利用拟合的优势度与液流速率之间的线性关系(R²=0.95)计算了样地内所有树木的液流速率及其平均值,即林分平均液流速率,该值比常用方法计算结果低16%。建议今后在利用样树液流速率测定结果进行尺度扩展计算林分液流速率和蒸腾时,增加考虑优势度等主要树形因子的影响。     

宁夏六盘山香水河小流域华北落叶松人工林乔木层生物量的坡面变化和尺度效应

生物量受坡面环境条件变化影响而有坡面变化与尺度效应。本文在六盘山半湿润区的香水河小流域选择了33 a生华北落叶松人工林的一个斜坡长480 m,水平长398 m的典型坡面,在整个坡面上建立了宽30 m的调查样带,均匀分为空间连续的16个样地,在2014年生长季中期调查不同坡位的样地生物量,分析其坡面变化规律。结果表明:生物量存在明显的坡位差异。坡面生物量t·hm^-2平均值为118.59,其变化范围为96.19 139.18,变幅为42.99,变异系数为0.12;随着离坡顶距离的增加,生物量总体上呈现先升高后降低的变化趋势,在坡面的中上部(水平坡长为87.71 m)达到最大。生物量存在坡面空间尺度效应,即随着相对坡长(X₁)的增加,生物量的顺坡滑动平均值(Y₁)先增大后减小,其回归关系式为:Y₁=23.004X₁³-60.834X₁²+31.786X₁+123.43(R²=0.84),坡面尺度效应表现为每100 m水平坡长生物量变化的数值为6.12 t·hm^-2;各样地生物量与整个坡面平均值的比值(Y₂,小数)随相对坡长有很好的非线性关系,基本上呈先增加后下降、后趋于稳定的变化趋势,其关系式为Y₂=1.722 6X₁³-2.844 5X₁²+1.033 8X₁+1.000 1(R²=0.57),可基于此将特定坡位样地的生物量换算成整个坡面的估算值。造成生物量坡面变化的主要原因是太阳辐射和光照时间随海拔的变化等多种因素造成的。     

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）.     

马尾松天然次生林生物量的结构与分布

对位于重庆铁山坪的46年生马尾松天然次生林的生物量结构与分布特征及生产力的研究结果表明,林分的初级生产力为8.34 t/(hm2.a),生物量为146.08 t/hm2,其中各层次的生物量分配顺序为:乔木层(87.43%)>枯枝落叶层(5.65%)>下木层(5.46%)>草本层(1.46%)。乔木层的生物量为127.72 t/hm2,其中各器官生物量比例的顺序是:树干(72.82%)>树枝(11.19%)>树根(9.27%)>树皮(4.43%)>针叶(2.29%)。在林分的各器官生物量的垂直结构方面,10 m以下树干生物量占其总量的81.13%;树枝的生物量主要集中在12~16 m,占其总量的82.25%;针叶的生物量主要集中在12~18 m,其中1年生针叶占其总量的93.25%;根系生物量主要集中在距地表深40 cm的土层内,占其总量的76.45%。当前,该林分生产力低,群落结构不合理,应对该种类型的森林群落进行林相改造,调整乔木层产量结构,以提高群落的综合效应。     

六盘山分水岭沟典型森林植被对大气降雨的再分配规律及其影响因子

通过2009年5-10月定位监测的六盘山分水岭沟内的典型森林植被(华北落叶松林、白桦林)的穿透雨、树干茎流和林冠截留等数据资料,并基于样地调查数据和同期气象数据,对两种典型林分对大气降雨的再分配特征及其有关影响因子进行综合分析。结果表明:研究期间,林外降雨总量为727.5mm,六盘山分水岭沟华北落叶松林的林冠截留量、穿透雨量和树干茎流量,分别占林外降雨总量的15.26%,74.04%和0.22%;白桦林的林冠截留量、穿透雨量和树干茎流量分别占林外降雨总量的9.13%,76.98%和0.33%。两种林分的穿透雨量和树干茎流量与降雨量均呈极显著的线性关系(P0.01),穿透雨率、树干茎流率以及林冠截留率与降雨量呈极显著的对数函数关系(P0.01)。华北落叶松林和白桦林两种林分产生树干茎流的降雨临界值分别为6.0mm和3.5mm。对华北落叶松林冠截留影响程度由大到小的因子依次为:降雨强度降雨量空气相对湿度降雨期间的气温降雨历时风速;对白桦林林冠截留影响程度由大到小的因子依次为:降雨强度降雨量降雨历时降雨期间的气温空气相对湿度风速。降雨强度和降雨量是对该区森林植被林冠截留影响最显著的两个因子,均以风速因子影响程度最低。     

沙藏处理对欧洲花楸种子的催芽作用

为解决欧洲花楸(Sorbus aucuparia)种子育苗技术问题,研究了不同低温沙藏处理和赤霉素浸泡对5个种源种子发芽的影响.研究结果表明:与5～6℃变温沙藏(平均5.6℃)相比,先2.9℃沙藏60 d再5℃沙藏至播种的两段恒温沙藏处理其种子发芽时间有所推迟(0～24 d),但发芽率明显提高,如2,3,6号种源的发芽率由变温沙藏的1%以下分别提高到15%,57.8%,14%.然而4号、5号种源的发芽率2种处理间无明显差异,说明不同种源的催芽条件有差别.赤霉素溶液浸泡利于打破种子休眠提高发芽率,用不同浓度赤霉素浸泡后再5～6℃变温沙藏的2号种源种子的发芽率从未经赤霉素处理的0.3%提高到12.6%～42.0%,最佳赤霉素浓度为200 ms/L.     

杉木人工林生物量和生产力研究

本文在建立杉木人工林生物量和生产力数据库基础上,分析了区域尺度杉木人工林生物量、生产力、各器官分配比例及其与林龄的关系。结果表明,区域尺度杉木人工林总生物量和林龄之间有很好的相关性,可用Chapman-Richards生长方程表达;利用森林资源清查中的蓄积量数据计算的各龄级生物量比实测数据更能代表林分的实际平均生长情况;各器官生物量分配比例随林龄的变化规律因器官而不同;杉木人工林平均生产力的变化趋势落后于连年生产力近十年,因此使用平均生产力并不能真正代表杉木人工林每年的实际生产力变化情况。此结果为第二次土地利用变化和林业温室气体清单的编制提供了基础数据,以提高我国清单编制的质量。