不同幅度景观格局与水分利用效率耦合研究

景观格局是生态过程在一定时空尺度上综合作用的产物，它对生态系统内的碳水分配以及碳、水循环过程中的耦合作用有极其重要的影响。目的为了探讨多尺度下景观格局与水分利用效率的相互作用规律，为景观格局与生态过程耦合关系的研究以及区域生态规划提供一定的理论基础。方法本研究采用PEST模型参数优化后的Biome-BGC模型模拟了千烟洲森林生态系统2000—2014年的水分利用效率，并分析了多尺度下景观格局指数和水分利用效率,年总初级生产力的相关性及其变化趋势。结果（1） 景观破碎化指数（斑块数量、斑块密度）与水分利用效率在缓冲区为10 ~ 80范围内呈显著负相关关系,平均斑块面积和水分利用效率在缓冲区为10 ~ 80范围内呈显著正相关关系。（2） 景观形状指数（景观形状指数、分维度指数）与水分利用效率在缓冲区为50 ~ 100范围内呈显著正相关。（3） 景观聚合度指数（相似邻接百分比、聚集度指数）与水分利用效率间的相关性在缓冲区为10~50范围内呈显著正相关。（4） 景观多样性和均匀性指数与水分利用效率间的相关性在缓冲区为10 ~ 20时呈显著负相关，70 ~ 100时变为显著正相关。（5） 景观格局指数和水分利用效率的相关性表现出明显的尺度效应。（6） 总初级生产力和景观格局指数相关性的变化规律同水分利用效率和景观格局指数相关性的变化规律一致。结论景观格局与生态过程的耦合受到尺度效应的影响，建议区域生态规划要充分考虑尺度效应，使景观格局与生态过程发挥最大的耦合效用。      

庞泉沟自然保护区优势种种群竞争关系及其动态预测

利用Hegyi单木竞争指数模型对庞泉沟自然保护区优势种群的种内、种间竞争关系进行了定量分析。结果表明:种内和种间竞争强度随着林木径级的增大而逐渐减小,种内竞争较之与其伴生树种间的竞争剧烈。华北落叶松种内、种间竞争强度大小顺序为:种内>云杉>红桦>白桦>关帝柳>花楸>山杨。竞争强度与对象木胸径之间存在显著的幂函数非线性回归关系,回归结果与林分实际相符,从而为庞泉沟自然保护区混交林理论研究和合理经营提供了科学依据。     

太岳山油松人工林林下植被生物量影响因子分析

通过调查和分析油松林下植被物种组成特征及生物量,运用灰色关联分析、主成分分析和系统聚类方法,研究了各影响因子不同梯度水平下林下生物量所呈现的分布规律。结果显示:油松人工林林下草本生物量大于灌木生物量,草本层植被生物量为0.339 8~1.322 9 t·hm-2,灌木层生物量为0.018 1~0.289 2 t·hm-2;加权后的关联度与原始关联度排序大致相同,关联性最为密切的因子同为林分均高、林分胸径及林龄,但加权后各单因子关联度数值间差异性增加;以样地作为各单因子聚合的系统进行聚类,样地划分为4个类型,分类结果可反映林下生物量的分布格局。     

密度调整对太岳山华北落叶松人工林冠层结构及林下植被的影响

华北落叶松人工林是太岳山主要的公益林,由于林分密度普遍偏大,林下植被稀疏,林分质量较差。密度调整对于提高人工林质量,增加林下植物物种多样性,维持生态系统功能具有重要意义。本研究在山西太岳山好地方林场典型地段35年生华北落叶松人工林中设置4种密度调整强度(对照处理、20%、30%和50%),研究华北落叶松人工林的冠层结构、光环境特征和林下植被分布对密度调整的响应。结果表明:1)密度调整显著改变了华北落叶松人工林的冠层结构,改善了林下光环境,增加了冠层结构的空间异质性。与对照处理相比,密度调整强度为20%、30%、50%的林分叶面积指数(LAI)分别下降了18.25%、25.76%、37.50%;林分开度分别增加了17.45%、25.37%、42.81%。密度调整强度为20%、30%、50%的林分林下总辐射分别为对照处理的1.3、1.4和2.1倍。2)密度调整改变了林下群落结构,增加了林下植物的种类和数量以及林下植物物种多样性。密度调整强度为30%的林分物种多样性最高,林下群落结构最复杂。3)相关性分析和CCA排序结果显示,冠层结构与林下物种多样性呈显著相关,能够较好地解释林下物种分布的变化,其中,LAI是引起华北落叶松人工林草本层物种组成变化的主要因子,与草本层物种多样性呈显著负相关关系。      

华北落叶松人工林营养元素空间分布特征

以山西太岳山好地方林场33年生华北落叶松人工林为研究对象,采用样地调查、实测生物量和室内试验的方法,研究华北落叶松人工林的生物量和4种营养元素(C、N、P、K)的含量、积累量及空间分布规律,旨在为落叶松人工林的养分循环研究和合理经营提供理论支撑。结果表明:华北落叶松人工林林分平均生物量为155.03t·hm~(-2),其中乔木层为105.25t·hm~(-2),占林分总生物量的67.87%;华北落叶松同化器官的4种营养元素含量显著高于其他器官,干最低。乔木层各器官营养元素含量最高,凋落物层最低。土壤中4种营养元素除K外,都随着土层加深而逐渐减少;华北落叶松人工林生态系统养分积累量为24.85×10~4 kg·hm~(-2),各层次养分积累量的大小顺序为:土壤层乔木层凋落物层草本层灌木层,乔木层中树干的养分积累量显著高于其他器官。     

环境因子对山西太岳山土壤微生物量的影响

本文以山西太岳山两个林型(华北落叶松人工林、灌木林)下阴坡和阳坡的土壤样品为研究对象,研究了不同坡向下土壤微生物量碳、氮、土壤理化性质、土壤微生物碳氮比值的变化特征。研究结果表明:土壤有机碳、全氮、微生物量碳、氮含量在0~10 cm土层均显著高于10~20 cm土层。在华北落叶松人工林和灌木林下,土壤微生物量碳、可溶性有机碳及两者之和在阳坡均显著高于阴坡;土壤微生物量碳占两者之和的比例约为81%~87%,在不同坡向下没有显著性差异。土壤微生物量碳氮比在灌木林阳坡下为6.5~7.2,阴坡为7.3~9.9;在华北落叶松人工林阳坡下为7.3~8.6,阴坡为8.2~8.6。两种林型下土壤微生物熵在阳坡均高于阴坡。相关性分析结果表明,土壤微生物量碳、氮与土壤pH值、可溶性有机碳呈显著正相关,土壤有机碳与土壤全氮、微生物量碳、pH值和含水率均有显著正相关性。总的来说,不同坡向对土壤微生物量产生重要影响,进而使土壤微生物熵不同,阴坡土壤有机碳活性较小,碳库的稳定性较好。本文从土壤微生物量及其与环境因子相互关系的角度探讨了土壤环境对土壤微生物的影响,以期为更好的理解该地区土壤碳周转和植被恢复生态效应提供参考。     

延庆山区道路边坡生态环境调查与修复研究

对延庆县境内连接主要景区、景点的山区道路边坡生态环境进行了调查,调查结果为:道路沿线植被以自然灌丛为主,在已进行修复的边坡道路中,千小路、延琉路、昌赤路修复效果较好;古龙路、栾赤路、古崖居路两侧边坡修复与景观建设相结合,具有地方特色;玉海路、松阎路边坡修复效果不理想,与周围自然景观不协调,很大程度上影响了通往景区的道路安全和沿途景观。在调查的基础上对边坡生态环境进行分析,对延庆县边坡生态建设提出了建设性意见。     

门头沟区煤矿废弃地自然恢复植被数量分类与排序

根据53块样方资料,对门头沟区煤矿废弃地自然恢复植被进行了TWINSPAN数量分类和DCA、DC-CA排序。结果显示:由TWINSPAN数量分类可将该区自然恢复植被划分为11个群落类型;以TWINSPAN数量分类为基础的DCA二维排序图将样方分为4个生态类型,反映了门头沟区煤矿废弃地植被自然恢复演替规律,即草本群落→灌丛群落→灌丛向乔木群落过渡→乔木群落;DCCA排序较好地揭示了该区自然恢复植被的分布格局与环境梯度的关系:第一排序轴表达了朝植被自然演替方向的一个综合梯度,第二轴主要表现出自然恢复植被的坡度、坡向的变化趋势,即水分和温度;DCA排序反映了群落在主要环境梯度上的分布,而DCCA排序进一步表明了群落与环境因子间的生态关系。     

庞泉沟国家级自然保护区森林景观格局动态

以1990年TM,1999年ETM和2004年SPOT5等3期卫星影像数据为基础资料,应用遥感技术（RS）和地理信息系统（GIS）技术,通过斑块密度、多样性指数、均匀度指数和聚合度等多种指标,对山西省庞泉沟国家级自然保护区的森林景观格局动态进行全面分析。结果表明：研究时段内的景观总体的斑块密度和边缘密度持续增加,表明景观总体的破碎化程度增加。景观整体的多样性有所下降,均匀度指数也处于低水平,说明景观中的优势类型逐渐加强其优势地位。保护区管理部门应密切关注景观破碎化现象,建议调整经营措施,控制人为干扰,延长采伐周期,增加林分郁闭度。表4参12     

山西省庞泉沟自然保护区森林群落主要物种生态位特征

以群落标准地作为资源状态,以物种的重要值作为物种对资源位计测依据,用Levins公式中的Shannon-Wiener指数和生态位重叠指数对山西省庞泉沟自然保护区森林群落10种主要乔木、9种主要灌木和10种主要草本植物进行生态位分析.结果表明,在群落的乔木层中,华北落叶松的生态位宽度最大,为3.252 4,它与云杉是庞泉沟自然保护区的优势种;灌木层中毛叶水子、茶条槭等为优势种;草本层中黄精、粗根老鹳草等为优势种.优势种间生态位重叠值较大,资源共享趋势比较明显,在资源利用中存在一定的竞争.该文的研究结果可为庞泉沟自然保护区加强野生动植物资源保护管理以及景观资源的合理规划和目标管理提供基础材料.