间伐对秦岭南坡锐齿栎林土壤腐殖质及微生物的影响

【目的】以秦岭南坡锐齿栎林为研究对象,探讨间伐对锐齿栎林地土壤腐殖质及土壤微生物的影响,为秦岭林区锐齿栎林抚育经营提供理论依据。【方法】2012年3月,在秦岭南坡陕西省宁东林业局沙沟林场林地阳坡的中下部选择生长状况接近、林分密度基本一致的锐齿栎天然次生林,设置锐齿栎天然次生林样地12块,间伐强度分别为林分蓄积量的0(CK)、5%(T1)、10%(T2)、15%(T3)、20%(T4)和25%(T5),2018年7月采集0～30 cm土层土样,测定土壤腐殖质及其组分(胡敏酸、富啡酸和胡敏素)含量以及土壤微生物(细菌、真菌、放线菌)数量,并分析土壤胡敏酸、富啡酸和胡敏素含量与细菌、真菌、放线菌数量的相关性。【结果】(1)间伐6年后,在0～30 cm土层,各间伐强度处理土壤腐殖质含量平均值均大于CK,且T1处理的土壤腐殖质含量最高,为(60.78±10.53) g/kg。各间伐强度下土壤胡敏酸含量平均值较CK均有明显减少,不同处理土壤胡敏酸含量平均值由大到小依次为CKT4T3T5T2T1。除T3处理外,其余间伐强度处理土壤富啡酸含量平均值均高于CK,富啡酸含量平均值由大到小依次为T2T1T5T4CKT3。与CK相比,除T1处理外,其余各间伐强度处理土壤胡敏素含量平均值均增加,各间伐强度处理土壤胡敏素含量平均值由大到小依次为T2T3T4T5CKT1。(2)不同间伐强度下土壤胡敏酸/腐殖酸含量比值(PQ)由大到小依次为CK15%20%25%10%5%。(3)间伐6年后,在0～30 cm土层,土壤微生物总量随着间伐强度的增加呈先增加后减少的趋势,微生物总量在间伐强度为10%时达到最高;土壤细菌、放线菌数量在间伐强度为5%～10%时较高,真菌数量在间伐强度为15%～20%时较高。(4)土壤细菌、真菌和放线菌数量均与土壤胡敏酸、胡敏素含量呈极显著正相关,土壤真菌数量与富啡酸含量呈显著正相关。【结论】土壤微生物各种群数量可以显著影响土壤腐殖质的积累,合理的抚育间伐可以显著增加土壤腐殖质含量及微生物数量,选择10%～15%的间伐强度作为提高林地土壤腐殖质的参考指标较为合理。     

秦岭南坡不同海拔土壤肥力的空间分异规律

对秦岭南坡土壤肥力状况、空间分异规律及其与海拔的关系进行研究.结果表明,秦岭南坡土壤肥力指标在整个土壤剖面空间分异范围分别为:土壤pH值5.97～6.89,有机质含量6.6～50.1 g·kg-1,土壤全N含量0.5～3.8 g·kg-1,碱解N含量33.6～257.3 mg·kg-1,速效P含量0.81～5.8 mg·kg-1,速效K含量38.9～262.4 mg·kg-1,粘粒含量11.3%～18.1%,阳离子代换量68.5～310.2 mmol·kg-1;其空间分异程度以速效P、有机质和土壤全N含量较大,土壤粘粒含量和土壤pH值较小;随着土层的加深,土壤pH值、有机质、速效P、土壤粘粒含量和阳离子代换量空间分异程度减小,而土壤全N、碱解N和速效K含量空间分异程度增大.土壤速效K、速效P含量和阳离子代换量水平空间分异程度受海拔的影响较大,而土壤pH值和粘粒含量水平空间分异程度受海拔影响较小.随着海拔的升高,土壤pH值降低,有机质和速效P、K含量增大,土壤肥力空间分异程度减小,这可能与随着海拔升高人为干扰强度降低及林分类型趋向单一有关.     

秦岭南坡森林抚育对锐齿栎林光合特性的影响

【目的】研究不同抚育强度对锐齿栎林光合特性的影响,为秦岭南坡锐齿栎林的森林抚育间伐提供理论依据。【方法】在秦岭南坡火地塘林区锐齿栎林内设置13块样地进行间伐,其中抚育强度5%,10%,15%,20%的样地各3块,对照样地1块,测定不同间伐强度样地内的环境因子及锐齿栎的光合生理生态因子,并进行方差分析、回归分析和相关分析。【结果】抚育后的林内环境因子和光合生理生态因子都发生了变化,抚育强度15%,20%的林内光强(PAR)、大气温度(Ta)、大气CO2浓度(Ca)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(Ls)、水分利用效率(WUE)有极显著或显著提高,而相对湿度(RH)极显著或显著降低,气孔导度(Gs)在抚育强度15%的林内极显著降低,胞间CO2浓度(Ci)经抚育后显著降低,但在不同抚育强度间无明显差异;通过光合光响应曲线拟合可知,抚育强度15%和20%的林内最大净光合速率(Pmax)较高;通过假设检验可知,Pn与环境因子PAR、Ta、Ca、RH在α=0.01的水平上存在显著的回归关系;Pn与PAR、Ta呈极显著正相关,而与Gs、Ci呈极显著负相关;抚育后林内的光合同化量有所提高,其中抚育强度15%的林内光合同化量最高。【结论】秦岭南坡锐齿栎林的抚育强度设置在15%为宜。     

秦岭南坡青杄林、青杄—华山松—红桦混交林林地土壤特性研究

本文探讨了秦岭南坡青林及青—华山松7红桦混交林林地土壤的养分、化学性质及酶活性特点。结果表明：针阔混交林林地土壤酸性淋溶过程及物质迁移过程比青林地土壤弱；混交林明显地增加了土壤有机质及N素含量而降低了土壤有效P及有效K的含量；阳离子交换量及水解性总酸度青林地土壤比针阔混交林地高而盐基饱和度比针阔混交林地低，说明了在青林地土壤阳离子交换量中置换性酸所占比例较大而盐基离子所占比例较小；脲酶活性是针阔混交林地比青林地高而磷酸酶活性比青林地低，这与两种林地土壤中水解N及有效P含量高低是一致的。     

人工林邻体干扰模型的探讨及与林木生长的关系

本文提出邻体干扰的改进模型：并提出基株与邻体的确定原则和计测方法。以不同密度的华北落叶松人工林为测试对象，分析干扰指数与基株胸径、材积连年生长量、树冠发育、主干高径比等几个主要生长和形质指标的关系，探讨干扰指数与基株对生境资源利用效率的相关变化规律。结果表明，该指数是计测林木生长状况及在林分中所处地位的数量指标。     

火地塘林区油松林的群落类型及结构特征的研究

通过Noy－Meir分离法和PCA排序分析，把火地塘林区油松天然林的优势灌木划分为照山白、绿叶胡枝子、粉背黄栌、华北绣线菊等4个生态种组；据此将油松群系划分为3个群丛组。绿叶胡枝子—油松林和黄栌—油松林这两个群丛组多为单层同世代异龄林，其演替趋向为松栎混交林；照山白十六道木—油松林群丛组为复层多世代异龄林，是相对稳定的以油松为优势的群落。     

秦岭火地塘林地区不同林分水源函养效能的研究

采用直接测定法对秦岭火地塘林区2种针叶林分和3种阔叶林分的水源涵养和理水效能进行了研究，结果表明，不同林分类型间水源涵养和理水效能具有明显差异，阔叶林比针叶林能显著地增加土壤水分收入，减少水分消耗，推迟径流时间，处宅径流过程，消减洪峰流量，在降水较少时期增加河流水量，促使雨水均匀进入河流的作用更加突出，显示了较强的水源涵养和理水作用。     

秦岭南坡林地土壤有机碳密度空间分异特征

【目的】研究陕西秦岭南坡林地土壤有机碳密度空间分异特征,为秦岭林区土壤有机碳科学管理提供理论依据。【方法】在陕西秦岭南坡不同林区(洋县长青、佛坪县龙草坪、太白县太白山、宁陕县宁东和宁陕县宁西)及立地条件(海拔、坡向、坡位和坡度)设置样地,通过调查、取样和测定,采用差异性检验分析不同立地因子对土壤有机碳密度(tC·hm^-2)的影响,并通过逐步回归分析量化各因子对土壤有机碳密度影响的相对重要性。【结果】秦岭南坡林地土壤有机碳密度均值为125.41tC·hm^-2(52.60~307.36tC·hm^-2),在0~10,10~30和30~60cm土层分别为59.04,41.65和24.73tC·hm^-2,分别占土壤有机碳总密度的47.07%,33.21%和19.72%;秦岭南坡不同林区土壤有机碳密度差异较大,表现为龙草坪(143.55tC·hm^-2)>宁东(138.37tC·hm^-2)>宁西(134.09tC·hm-2)>太白山(109.29tC·hm^-2)>长青(90.22tC·hm^-2);土壤有机碳密度随海拔升高先增后降,在海拔800~1200m最低(平均90.24tC·hm^-2),在海拔2000~2400m最大(平均166.43tC·hm^-2),当海拔高于2400m后下降(平均132.51tC·hm^-2);阴坡土壤有机碳密度(127.23tC·hm^-2)稍高于阳坡(123.25tC·hm^-2);土壤有机碳密度随坡度增大而降低,由147.52tC·hm^-2减至87.06tC·hm^-2;土壤有机碳密度在下坡位(166.36tC·hm^-2)大于中坡位(129.43tC·hm^-2)和上坡位(77.14tC·hm^-2)。【结论】秦岭南坡林地土壤有机碳密度存在显著的区域差异,并随海拔升高先升后降,在各海拔间和不同坡位间均差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),但在阴坡与阳坡间无显著差异。逐步回归分析表明,坡位和海拔是影响土壤有机碳密度差异的主导立地因子。与我国其他主要林区相比,陕西秦岭南坡林地土壤有机碳密度处于较高水平,在我国森林土壤碳库中具有重要地位,应加强管理。     

秦岭火地塘林区红桦林生物量和蓄积量变化研究

以秦岭火地塘林区红桦林为研究对象,设置20 m×20 m调查样地48块,获得地形和林分的相关数据。采用树木年轮学方法分析其生物量、蓄积量和生产力的动态变化,使用差异性分析研究不同海拔、坡度、坡向间红桦林生物量、蓄积量和生产力的变化,运用相关性分析和偏相关分析研究林龄和林分密度与红桦林生物量、蓄积量和生产力参数的关系,采用主成分分析和回归分析研究红桦林生物量和蓄积量的主要影响因子并得出回归模型。结果表明,红桦林生物量、蓄积量和生产力随海拔增大而减小,随坡度增大而增大,不同海拔、坡度间生物量和蓄积量差异性显著（p<0.05）,生产力差异性不显著（p>0.05）,不同坡向间,阳坡红桦林生物量、蓄积量和生产力均显著大于阴坡;相关性分析表明,红桦林生物量、蓄积量和生产力与林分年龄呈显著性正相关关系;偏相关分析表明生物量、蓄积量和生产力与林分密度呈显著性正相关关系;主成分分析表明,特征值>1的3个主成分对林分生物量和蓄积量的方差累积贡献率为79.95%;回归分析表明,海拔、坡度、坡向、林龄和林分密度是影响红桦林生物量和蓄积量的主要因子;估算红桦林生物量的模型为B=0.137fd+10.627sta-2.855sla+0.007g+0.002e-307.311,估算红桦林蓄积量的模型为V=0.125fd+12.308sta-10.174sla-0.320g+0.013e-369.848。     

主伐对森林景观结构和空间分布格局影响的研究

本文用不同尺度分析了采伐对森林景观的影响。通过对景观组成单元的类型、总体景观比例随海拔梯度的分布格局、景观内各组份水平分布的隔离度等比较表明，采伐后自然重建的景观与原生景观无显著差异，森林景观对采伐干扰具有渐进稳定性。各景观单元均属聚集性分布。景观内部结构的多样性、均匀度有一定提高，景观优势度有所降低。采伐使景观单元破碎化，出现重组现象。采伐引发的景观单元转移概率因类型不同而异；松栎混交林景观单元在其生态区位内稳定性强，对采伐有负反馈效应；华山松为优势的景观单元采伐后明显扩大，以铁杉为主的景观单元也有类似情况；弱度干扰的红桦、云、冷杉景观单元结构稳定并有所扩展。