杉木复层林伴生树种生长及水源涵养研究

在浙江省开化林场间伐后的杉木林下引入8个伴生树种,通过连续8年生长调查,分析了这些树种树高、地径和保存率的变化特征,同时分析了这些复层林的水源涵养效益,以期为杉木人工林的可持续经营提供参考。结果表明:这些伴生树种成活率均超过96%,红茴香、椤木石楠、蚊母树、杨桐和红豆杉的保存率超过82%。树高生长在第3年出现较大差异,地径出现较大分异的时间滞后1年。不同树种前5年树高和地径生长呈现不同生长模式,但5年后,多数树种生长量显著降低。复层林构建不同程度增加了土壤饱和持水量,而土壤饱和持水量高低与伴生树种的生长状况密切相关。林下套种红豆杉和红茴香土壤饱和持水量分别比杉木纯林增加了11.7%和10.1%。因此,筛选适宜的伴生树种构建杉木复层林具有较好的水源涵养效益。     

不同林农复合经营模式的生物量比较研究

研究了安徽省具有代表性的不同林粮和林茶复合模式的生物量。结果表明,各林粮复合模式生物量存在极显著差异,农作物的生物量大于林木的生物量,枫香-花生模式有利于花生的生长,马褂木-花生模式有利于后期总生物量的累积;各林茶复合模式生物量也存在极显著差异,总生物量大小顺序为香樟>栾树>枫香;林木生物量在各器官中分配树种间存有差异,幼树表现为树根或枝叶大于树干,树干的比例随着树龄的增大而增加,根系和枝叶相对减少。     

盐胁迫下3种海滨植物形态和生理响应特征及耐盐性差异

[目的] 研究盐胁迫条件下3种海滨植物的生理生态动态响应特征及其耐盐性差异,为盐碱地绿化树种筛选提供科学依据。[方法] 以2年生中山杉、小叶榕和海滨木槿幼苗为材料进行为期56 d的盆栽试验,设置3个盐分梯度对其生长和形态、抗氧化酶系统以及渗透调节系统等指标的动态变化特征进行比较,并通过主成分分析来明确3种植物在耐盐性上的差异。[结果] 短期盐胁迫（14 d）对3种植物存活率、叶形和叶色影响较小,但长期盐胁迫（56 d）对小叶榕产生较大影响,盐胁迫下3种植物固定枝条相对生长率动态特征差异明显。3种植物叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性随着盐处理时间增加而呈现降低趋势,过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性先增加后降低,丙二醛（MDA）含量呈现总体降低趋势。盐胁迫下3种植物叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量均呈现先减少后增加的趋势,叶片相对电导率则随着盐浓度增加而显著提高。盐处理时间和物种的交互作用对SOD和POD活性以及MDA含量有显著影响,3种植物耐盐性主成分有明显差异,表明它们不同的耐盐响应特征。[结论] 3种植物的生态生理响应特征表明盐处理对小叶榕影响最大,中山杉次之,对海滨木槿影响最小,因此海滨木槿和中山杉有优先作为我国东部沿海地区盐碱地绿化树种的潜力。     

林分结构变化对杉木人工林土壤水分影响的模拟

为了分析林分结构调控影响林地土壤水文动态过程,以浙西钱江源上游地区开化县林场城关分场施业区为研究对象,应用2010—2014年杉木纯林实测土壤水分数据对基于物理基础的一维水热耦合(SHAW)模型进行参数测定和验证,并分析杉木复层异龄林土壤水分变化和水量平衡特征。结果表明:杉木纯林土壤水分模拟值略高于实测值,两者的均方根误差、平均偏差和相对平均绝对误差分别为0.041、0.009和15.4%,模型总体上模拟精度较高。杉木复层异龄林比纯林年均土壤储水量(0~60 cm)增加9.4 mm,年均蒸散量增加36.4 mm,土壤水分深层渗漏量减少115.6 mm;纯林和复层林土壤水分的年变化量与地表径流量差异较小,分别为0.7、0.2 mm。因此,构建杉木复层异龄林可以增加土壤水库容量,更好地发挥森林水源涵养功能。     

不同处理下的麻栎扦插成活率和内含物含量

以麻栎为对象,研究了不同插穗材料和处理方法对扦插成活率和内源激素等内含物含量的影响。结果表明,麻栎枝条扦插具有明显的部位效应,插条中部的扦插成活率最高,而梢部成活率最低。在硬枝扦插试验中,以1年生的苗木萌条作为插穗,其效果明显好于大树伐桩萌条,且经过200 mg.L-1的ABT-1号生根粉处理2 h的扦插成活率高达40%。在嫩枝扦插试验中,大树伐桩萌条的扦插效果普遍较差,而苗木萌条扦插效果较好;在3个时期的扦插试验中,6月份的效果最好,且经过200 mg.L-1的ABT-1号生根粉溶液处理2 h的扦插成活率最高可达56.7%。麻栎扦插成活率与内源激素iPA、IAA、ZR及GA浓度呈正相关,与ABA浓度呈负相关。插穗中的ABA浓度明显高于其他种类激素,这可能是导致麻栎扦插生根困难的重要原因。还讨论了麻栎扦插成活率与C、N、P以及多酚氧化酶的关系。     

基于SWAT模型的衢江流域土地利用变化径流模拟研究

以衢江流域作为研究对象,收集流域植被、气候、土壤、水文和地图资料,基于ArcGIS 10.3平台建立了衢江流域SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型。结果表明:率定期和验证期模拟月径流与实测值的相关系数(R2)大于0.83,纳什系数(Ens)大于0.69,模型可以较好地模拟衢江流域径流过程。2000—2015年衢江流域土地利用类型均以林地和农地为主,二者约占流域总面积的98%,其他土地利用类型面积合计不足2%;研究时段内,建设用地面积大幅增加,其他土地利用类型变幅较小。2000年、2005年、2010年、2015年四期土地利用情景下月径流过程变化趋势基本一致,2015年径流量比2000年增加0.27%,水量平衡各分量在四期土地利用情景下差值为1.1～3.8mm。不同情景模拟分析发现,流域内草地面积较小,草地转化为林地对地表径流和水量平衡的影响较小,而农地全部转化为林地,地表径流比当前土地利用模式减少15.0%,同时深层水分渗漏增加5.7%。因此,2000—2015年土地利用方式的微小变化不会显著影响衢江流域径流和水量平衡,研究区林地面积持续增加,将进一步减少地表径流,增加深层水分渗漏,补给地下水。     

林窗大小对白背三七生长及营养成分的影响

林菜复合经营模式构建对促进山区林下经济发展具有重要意义。为探明林窗大小对白背三七Gynura divaricata生长及品质变化的影响,在浙江开化开展了杉木Cunninghamia lanceolata大林窗（平均光照强度763 molm－2s－1）,小林窗（平均光照强度245 molm－2s－1）和林下（平均光照强度89 molm－2s－1）3种生境对白背三七生长、光合及营养成分影响的研究。结果表明:相对于无林窗的杉木林下,生长在较大林窗内（面积12~16 m2）的白背三七叶片光合速率、株高、地径、分枝数,叶片钾、磷、维生素C以及缬氨酸、蛋氨酸和赖氨酸等水溶性氨基酸质量分数显著增加（P＜0.05）,而较小的林窗（面积小于9 m2）对白背三七生长及品质没有显著影响（P＞0.05）。由此可见,林窗大小对白背三七生长和营养品质有重要影响。但在郁闭度大于0.8的杉木林下并不适宜直接套种白背三七,对现有杉木人工林进行适度间伐,提高林下光照条件,将有利于林菜复合经营系统发展。图2表3参23     

杉木林下套种不同树种对土壤改良效应初探

为探讨复层异龄林营建初期对土壤物理结构和养分状况的影响,研究了浙西地区杉木林下套种不同树种土壤理化特征的变化。结果表明林下套种树种后林地土壤物理结构均得到不同程度的改善,土壤养分状况进一步好转。并运用多因素主成分分析方法,评价了不同复层林模式土壤养分含量规律,并将土壤养分状况的综合优势作了排序。其结果显示杉木林下套植的12种植物在种植初期对土壤养分改良效果较好的为麻栎、毛红椿、南天竺、十大功劳、红豆杉、椤木石楠和蚊母,其中麻栎和毛红椿改良效果最佳。     

间伐对杉木人工林土壤酶和活性有机碳的短期影响

为了明确杉木人工林间伐后短期内土壤酶和活性有机碳的变化,在浙江开化开展了3种间伐强度（对照、中度和强度）下2年后土壤酶活性、活性有机碳含量以及碳库管理指数变化的研究。结果表明：相对于未间伐林地,间伐处理增加了0~20 cm土壤过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶和转化酶活性,其中中度间伐仅增加了表层(0~10 cm)土壤酶活性,而强度间伐处理可以显著增加0~20 cm土壤酶活性。间伐处理增加了0~20 cm土层土壤活性有机碳含量,土壤非活性有机碳含量没有显著变化。0~10 cm土层土壤碳库活度、碳库活度指数、碳库指数和碳库管理指数均随间伐强度增加而增大,10~20 cm土层强度间伐处理碳库管理指数显著高于对照。20 cm以下土层土壤酶、活性有机碳及碳库管理指数在不同间伐处理之间均无显著差异。这4种土壤酶与活性有机碳和碳库管理指数呈显著正相关。这些试验结果说明杉木人工林间伐2年后,增加了浅层土壤酶活性和活性有机碳含量,将促进土壤碳释放。     

马尾松复层林伴生树种生长及对土壤养分的影响

为评价不同马尾松复层林伴生树种的生长及土壤环境效益,在浙江开化研究了马尾松林下5个伴生树种[黄檀(Dalbergia hupeana)、红茴香(Illicium henryi)、乌冈栎(Quercus phillyraeoides)、红豆树(Ormosia hosiei)和浙江楠(Phoebe chekiangensis)]生长状况及土壤养分特征的变化。结果表明：5种伴生树种中黄檀和红茴香保存率较高,黄檀和红茴香树高、胸径和冠幅显著大于其他3个树种;马尾松复层林的构建改善了土壤养分状况,尤其是土壤速效养分含量得到显著提高。主成分分析结果显示,5种伴生树种对改善林地土壤养分效果为乌冈栎>红茴香>红豆树>黄檀>浙江楠,综合来看,红茴香更适宜构建马尾松复层异龄林。