燕山山脉天然次生油松林群落结构与物种多样性分析

对河北省围场满族蒙古族自治县木兰围场自然保护区不同海拔分布的油松(Pinus tabulaeformis Carr.)天然次生林群落特征、物种多样性进行研究。结果表明:①在木兰围场自然保护区内共记录到乔木树种1种,灌木树种6种,草本植物种30种;②灌木层和草本层的α多样性指数在一定海拔梯度下所呈现的趋势大致相同,均为比较典型的双峰曲线;③随着海拔差增大,群落间β多样性指数均呈逐渐增大的趋势。     

秦岭火地塘林区天然油松林碳素空间分布规律

基于野外调查和实验室仪器分析数据,研究了秦岭天然油松林生物量、碳密度、碳储量的空间分布及其随龄级、海拔变化的规律.结果表明:碳在油松各器官中的分配以树干所占比例最大,其次为树枝,树皮最小;不同器官生物量碳密度在0.491 6～0.529 8之间波动,由大到小顺序为:皮,叶,枝,干,根;油松林生态系统的生物量碳密度为183.26 t/hm2,其中土壤层(0～60 cm)约占2/3,植被层约占1/3;油松林生态系统的生物量碳密度在海拔1 700～1 800m最大,达196.53 t/hm2,海拔低于1 500 m和超过1 900m,都较小,分别为173.80 t/hm2和169.31 t/hm2;5个龄级的天然油松林的生物量碳密度以平均树龄20 a为最小,50 a为最大.

Abstract：

Based on data in a field investigation and laboratory analysis, the spatial distribution and temporal variations of biomass carbon density (BCD) in Pinus tabulaeformis forest ecosystem in the Qinling Mountains were studied. According to measurement data and analysis, the following basic conclusions were drawn. Distribution of carbon was 47.91% for the trunk, 22.80% for the branches and 6.20% for the bark, and BCD of different Pinus tabulae forris organs ranged from 0. 491 6 to 0. 529 8, in the order of bark ＞ leaf ＞ branch ＞ trunk ＞ root. Total BCD in the P. tabulaeformis ecosystem was 183.26 t/hm2 ,of which about 1/3 was stored in the plant (including root) and 2/3 in the soil. The highest BCD value,196.53 t/ha, occurred at the elevation from 1 700 m to 1 800 m; the BCD value was 173.80 t/ha for an elevation of ＜ 1 500 m and 169.31 t/ha for an elevation of ＞ 1 900 m. Of the 5 age classes studied, the class of 50 a had the highest BCD values and the class of 20a had the lowest.     

秦岭太白山森林表层土壤有机碳分布特征

为探明秦岭太白山森林表层(0～10 cm)土壤有机碳及活性碳组分(易氧化碳和水溶性碳)含量的海拔梯度分布特征,揭示其海拔梯度格局的影响因素,沿秦岭太白山北坡海拔每上升50 m设置1个标准样地,通过路径分析法确定其影响因素对土壤有机碳及活性碳组分的贡献.结果表明,土壤有机碳、易氧化碳和水溶性碳含量均呈现出随着海拔梯度的升...     

辽河源自然保护区不同林龄山杨天然次生林的土壤有机碳特征

【目的】明确辽河源自然保护区不同林龄山杨天然次生林(Populus davidiana)0~100cm土层的土壤有机碳密度及其垂直分配特征,为评价其碳汇功能提供依据。【方法】以河北辽河源自然保护区山杨中龄林、近熟林、成熟林为研究对象,采集了27个土壤剖面(0~100cm土层)的土壤样品,对土壤体积质量、土壤有机碳含量进行测定,计算土壤有机碳密度,并对土壤有机碳含量与其他土壤理化指标的关系进行分析。【结果】辽河源自然保护区不同林龄山杨天然次生林土壤的体积质量为1.07~1.69g/cm3,且随着土层深度的增加呈逐渐增加趋势。不同林龄山杨天然次生林的土壤有机碳含量均随着土层深度的增加而降低,中龄林、近熟林和成熟林3种林龄山杨林土壤有机碳含量为1.53~17.59g/kg。0~100cm土层土壤有机碳密度平均值为15.31t/hm2,相同林龄不同土层土壤有机碳密度平均值随着土层深度的增加呈先降低后增加再降低的变化趋势。相关性分析表明,3种林龄整个土壤剖面土壤有机碳含量与土壤全N、全P含量均呈极显著正相关,与土壤pH呈正相关;中龄林、近熟林土壤有机碳含量与土壤体积质量、土壤全K含量均呈极显著负相关,与土壤含水量呈极显著正相关;成熟林土壤有机碳含量与土壤体积质量、土壤全K含量存在负相关关系,而与土壤含水量存在一定的正相关关系。【结论】辽河源自然保护区不同林龄山杨天然次生林0~10cm土层土壤有机碳密度从大到小依次为近熟林中龄林成熟林,10~20cm土层为近熟林成熟林中龄林,20~100cm土层则表现为成熟林中龄林近熟林。     

秦岭火地塘林区主要森林类型的碳储量和碳密度

【目的】火地塘林区地处我国秦岭南坡中段暖温带向亚热带气候的过渡带,对该林区主要森林类型及其碳储量和碳密度进行研究,可为我国森林生态系统碳平衡提供基础资料。【方法】基于生物量回归方程,计算火地塘林区主要森林类型(包括华山松(Pinus armandii)林、油松(P.tabulaeformis)林、锐齿栎(Quercus aliena var. acuteserrat)林、红桦(Betula albo-sinensis)林和华北落叶松(Larix principisrup prechtii)林)的碳储量和碳密度,并结合GIS软件进行数据的空间分析,将森林碳与空间景观格局有效结合起来。【结果】在空间格局上,大面积的天然次生华山松、红桦林集中分布在海拔2000 m以上地段;油松、锐齿栎林主要分布在海拔1900 m以下;而人工引种的华北落叶松大面积分布于海拔2200 m地势平坦的采伐迹地上。各森林类型中,碳储量以红桦林最高,其值达到19.4766×10-3Tg。碳密度以华北落叶松人工林最高,其值为(30.9097±13.9802)t/hm2,且分别与油松和华山松的碳密度具有显著差异(P<0.05)。各森林类型的平均生物量、碳储量和碳密度均随海拔高度的升高而增加。【结论】火地塘林区主要森林类型碳储量和碳密度的空间分布与森林的空间分布密切相关,具有水平和垂直地带性特征,其碳储量大小排序为红桦林>华山松林>锐齿栎林>华北落叶松林>油松林,碳密度大小排序为华北落叶松林>红桦林>锐齿栎林>华山松林>油松林。     

秦岭火地塘林区主要森林类型碳储量和碳密度估算

火地塘林区地处秦岭南坡中段,是中国暖温带向亚热带气候的过渡带。林区森林主要为天然次生林,树木种类丰富并具有明显的垂直分异性。准确估算森林碳储量在研究全国乃至全球碳平衡中起着重要的作用。笔者基于生物量的回归方程,估算该林区主要森林类型碳储量和碳密度的大小,并运用GIS软件Citystar(4.0)进行数据的空间分析。结果显示:不同树种随海拔高度呈垂直地带性分布。华山松和红桦的分布范围广,且碳储量大小明显高于其它三种类型的;锐齿栎、油松主要分布于中低海拔地带;华北落叶松的平均碳密度值最大;锐齿栎和红桦的平均碳密度接近但低于华北落叶松的;油松和华山松的平均碳密度接近且较低。     

近天然落叶松云冷杉林土壤有机碳研究

森林土壤有机碳是土壤有机碳库的重要组成部分。研究森林经营对土壤有机碳的影响对于应对气候变化下的森林经营有重要意义。该文以东北近天然落叶松云冷杉林地为对象,研究不同层次（0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm）的土壤有机碳含量和有机碳密度、间伐的影响及其与其他土壤特性的关系。结果表明:①近天然落叶松云冷杉林土壤有机碳含量平均值为51.11 g/kg,0～60 cm土壤剖面有机碳密度为27.20 kg/m2;②土壤有机碳含量和有机碳密度随土壤深度增加而显著减少,但采伐强度不同其减少程度不同;③间伐强度对土壤有机碳含量和有机碳密度的影响不显著,间伐20年后不同间伐强度间土壤有机碳含量和有机碳密度没有明显的差异;④土壤有机碳含量与土壤密度呈显著或极显著负相关,而与土壤含水量呈显著或极显著正相关;⑤不同土层中,土壤有机碳含量和有机碳密度与土壤pH值和土壤N、P、K全量和有效量的相关性不尽一致。在整个土壤剖面,除土壤pH以外,土壤有机碳含量和有机碳密度与土壤N、P和K的全量和有效量均呈显著或极显著正相关。      

秦岭火地塘林区油松群落乔木层的碳密度

为精确估计秦岭火地塘林区油松群落乔木层的碳储量,在外业调查的基础上,采用TOC-VTH-2000A型TOC分析仪测定了油松(Pinus tabulaeformis)、华山松(Pinus armandi)、锐齿栎(Quercus aliena var. acuteserrata)、华北落叶松(Larix principis)干、皮、枝、叶、根的含碳率,结合已建立的乔木不同器官生物量模型,计算了不同树种各器官的碳储量和乔木层的碳密度,分析了不同含碳率下各树种各器官碳储量的差异.结果表明:不同树种各器官含碳率明显不同;在相同生物量下,以实测含碳率、0.45和0.50作为植物的平均含碳率计算的油松的干、皮、枝、叶、根,锐齿栎的枝,华北落叶松的皮、枝、叶、根的碳储量有显著差异;油松群落乔木层碳密度为6.594Mg·hm-2.     

小兴安岭3种原始红松林的土壤有机碳研究

为阐明小兴安岭3 种原始红松林土壤有机碳变化特征及其影响机制,以沿海拔梯度分布的云冷杉红松林、椴 树红松林和蒙古栎红松林为研究对象,采样分析了土壤总有机碳、易氧化碳、微生物生物量碳含量及土壤理化性 质。结果表明:3 种原始红松林土壤总有机碳、易氧化碳、微生物生物量碳含量均随土层加深而递减;蒙古栎红松林 土壤总有机碳与易氧化碳含量最高,椴树红松林次之(仅10 ~20 cm 土层土壤总有机碳低于云冷杉红松林,但差异 不显著),云冷杉红松林最低,这种趋势(蒙古栎红松林 椴树红松林 云冷杉红松林)同海拔梯度变化一致。不同 林型土壤微生物生物量碳含量的差异在不同土壤层次有所不同,但差异均不显著;2 种活性碳、总有机碳与土壤全 氮、C蛐N 之间为显著(P 0.05)或极显著(P 0.01)正相关,与土壤密度呈极显著负相关(P 0.01)。综上,3 种原 始红松林土壤有机碳含量的差异是森林类型、海拔、土壤环境等因素综合作用的结果。      

演替和气候对阔叶红松林土壤有机碳密度的影响

东北阔叶红松林及其次生林是我国重要的森林碳库,土壤中储存着大量的有机碳。本研究调查了纬度梯度上的4个典型地点(长白山、蛟河、五营和胜山)不同演替阶段(杨桦林、硬阔叶林、红松近熟林和成熟林)的土壤有机碳密度(SOCD),并分析了总SOCD(0~60 cm)、表土层SOCD(0~20 cm)与演替、气候等因素的关系。结果表明:各研究地点的总SOCD、表土层SOCD和表土层占总SOCD的比例随演替的进展并没有一致的变化趋势。总SOCD与纬度、最冷月均温、年降水量和温暖指数无显著关系;表土层SOCD、表土层/总SOCD比例随纬度增加而显著降低,随最冷月均温升高而显著上升。多元分析表明,气候因子本身对表土层SOCD的解释力高于对总SOCD的解释力,演替阶段对3个SOCD变量的解释力均不显著,但演替阶段与温度指标(最冷月均温或温暖指数)的交互作用对总SOCD和表土层/总SOCD比例影响显著。此外,坡位对总SOCD和表层SOCD都有显著影响。研究表明,表土层SOCD可能主要受气候梯度和小地形影响;总SOCD的异质性较强、影响因素复杂,气候因子自身对总SOCD的影响较弱,群落特征(生活型、蓄积量)和小地形、以及演替与气候的交互作用对总SOCD的影响显著。      

秦岭中段油松天然次生林群落物种多样性研究

【目的】研究秦岭中段油松天然次生林群落的物种多样性,为其生态系统管理、生物多样性保护以及生态功能优化提供理论依据。【方法】采用样方调查法,在陕西太白山和周至自然保护区,分别依据环境因子(海拔、坡向等)选取发育阶段一致的有代表性的油松典型群落类型,共建立20m×30m样地20个,记录乔木层、灌木层和草本层的物种数量,分析秦岭中段油松次生林群落各层次物种的重要值、物种多样性,以及环境因素对物种多样性的影响。【结果】秦岭中段油松天然次生林群落不同层次物种丰富度为灌木层草本层乔木层,灌木层物种多样性高,乔木层优势种明显;其中乔木层以优势种油松的重要值最高,而灌木和草本优势种重要值较低;灌木层和草本层的物种丰富度指数、多样性指数、优势度指数以及均匀度指数均随着海拔增高呈现先增后减的趋势,且基本呈正态分布;在坡向对物种多样性的影响中,除了均匀度指数外,其余各指数在阳坡相对较高,物种较为丰富;相对于草本,坡向对灌木层物种的影响更为明显。【结论】秦岭中段油松天然次生林群落物种较为丰富,多样性较高,海拔、坡向对群落物种多样性均有影响。     

油松林土壤有机碳储量变化及其影响因素

  目的  通过探究油松林Pinus tabulaeformis土壤有机碳质量分数和储量的垂直变化和时间变化特征,为油松林土壤碳储量预测和碳汇管理提供理论依据。  方法  基于1980?2017年文献数据,综合运用单因素方差分析、多重比较、相关性分析和通径分析等方法,探讨棕壤和褐土2种土壤类型下油松林土壤有机碳质量分数及储量变化特征,并结合不同时期中国森林经营措施和油松生长特征分析其驱动因素。  结果  油松林土壤有机碳质量分数和储量变化随土层深度增加而显著降低(P＜0.05),0~20 cm土层是碳库的主要贡献层,占0~60 cm土层土壤有机碳储量的45%~50%;近40 a间土壤有机碳质量分数和储量呈先减少后增加的时间变化特征,其中,2000?2009年为最低点,而后出现较大幅度增加,在2017年达到储量最高点,为247.02 Tg。  结论  土壤容重、土壤全氮和林分郁闭度是油松林土壤有机碳质量分数(储量)变化的主要因素,不同时期森林经营和保护措施对三者的深刻影响是油松林土壤有机碳质量分数和储量呈现明显时间变化的重要原因。图3表5参49     

间伐对华山松天然次生林光合特性的影响

【目的】研究森林抚育间伐强度对华山松天然次生林光合特性的影响,为秦岭华山松林经营提供理论依据。【方法】在秦岭南坡旬阳坝林区华山松天然次生林内设置10块20m×30m的研究样地,并对其进行间伐强度分别为0%(CK),5%,10%,15%和20%的作业,测定不同间伐强度样地内环境因子及华山松的光合生理参数的日变化,并采用Duncan’s新复极差法对华山松光合生理参数进行差异性分析,使用相关性分析研究环境因子与华山松光合生理参数的关系。【结果】光照强度(A)、大气温度(T)随间伐强度的增大而升高;相对湿度(RH)随间伐强度的增大而降低;大气水分亏缺(VPD)在不同时间段随间伐强度变化规律不同。净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和光能利用率(LUE)随间伐强度增大而显著增大(P0.05);气孔限制值(Ls)随间伐强度的增大而显著降低(P0.05)。相关性分析表明,A与Pn呈显著性正相关关系;Pn与VPD呈负相关关系,间伐强度大于10%时二者相关性显著(P0.05);T与Pn的关系随间伐强度的增加由显著正相关转变为不显著负相关关系。【结论】间伐强度为20%有利于秦岭林区华山松天然次生林的光合生产。     

秦岭火地塘林区4种主要树种凋落叶分解动态研究

【目的】研究秦岭火地塘林区4种主要树种的凋落叶分解动态,揭示森林生态系统的物质循环规律。【方法】以秦岭火地唐林区华山松(Pinus armandii)、油松(P.tabulaeformis)、锐齿栎(Quercus alienavar.acuteserra-ta)和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)凋落叶为研究对象,采用分解袋法于2005-11~2006-11对其分解过程中养分变化特征和热值的变化趋势进行研究。【结果】在分解过程中,4种树凋落叶的N、P含量呈上升趋势,分别增长了158.51%~125.20%和185.13%~125.85%。与分解前相比,油松、华山松、华北落叶松和锐齿栎凋落叶粗纤维含量分别上升为原来的104.64%,103.70%,121.85%和110.46%,而粗脂肪、C含量和热值均呈下降的趋势,分别下降了32.93~24.10,26.30~68.50 g/kg和4.15~2.78 kJ/g;C/N呈降低趋势。【结论】在相似环境条件下,凋落叶的分解主要取决于凋落叶本身的性质。     

抚育间伐对秦岭南坡锐齿栎天然次生林碳密度的影响

【目的】探索森林抚育间伐强度对秦岭南坡锐齿栎天然次生林不同碳库的影响,为秦岭林区锐齿栎林合理抚育间伐提供参考。【方法】在陕西省宁东林业局沙沟林场,按照不同坡向(阴坡和阳坡)和抚育间伐强度设置锐齿栎天然次生林标准地24块,间伐强度分别为林分蓄积量的5%,15%和25%,并设置不间伐的对照样地。通过样地调查,研究不同强度间伐3年后锐齿栎天然次生林植被层、枯落物层以及土壤层有机碳密度的变化规律。【结果】5%间伐对阳坡和阴坡乔木层碳密度均无显著影响,而阳坡15%,25%间伐的林分乔木层碳密度分别比对照低10.53%和21.00%,阴坡分别低14.91%和23.39%;阳坡5%,15%间伐的林分乔木层有机碳密度增加量分别比对照高19.03%和21.19%,而25%间伐的林分与对照无显著差异;阴坡5%间伐的林分乔木层有机碳密度增加量比对照高16.76%,而15%和25%间伐的林分均与对照无显著差异;阳坡、阴坡林下灌木和草本植物碳密度均随抚育间伐强度的增加而增大;不同抚育间伐强度对枯落物层和土壤层有机碳密度均没有显著影响;5%间伐对2个坡向的锐齿栎次生林总有机碳密度均无显著影响,15%,25%间伐分别使阳坡林分总有机碳密度降低7.10%和13.64%,使阴坡林分总有机碳密度降低8.84%和13.66%。【结论】抚育间伐在一定程度上降低了秦岭南坡锐齿栎天然次生林的碳储量,然而合理的抚育间伐强度能够提高其乔木层单位面积碳吸存量;秦岭南坡锐齿栎天然次生林在阳坡采取15%间伐强度、阴坡采取5%间伐强度短期内有利于提高林分的固碳能力。     

兴安落叶松人工林土壤碳密度分布特征研究

【目的】分析不同人工更新造林方式下兴安落叶松林土壤碳密度分布特征,为研究地区人工林生态系统碳汇管理及造林实践提供理论依据。【方法】2015年7-8月,以内蒙古大兴安岭林区不同人工更新造林方式(荒山荒地、水湿地、火烧迹地)和林龄(幼龄林、中龄林)的兴安落叶松林人工林为研究对象,通过野外调查与室内分析相结合的方法,对兴安落叶松幼龄林和中龄林0~40cm土层土壤有机碳、碳密度以及分布特征进行比较研究。【结果】不同人工更新造林方式下,幼龄林和中龄林落叶松各土层土壤有机碳含量分别为26.84~105.42,30.26~101.81g/kg,土壤有机碳主要集中在0~20cm土层,其所占比例在63%以上,均随着土层的加深而降低;幼龄林和中龄林落叶松各土层土壤碳密度分别为23.80~106.98,34.84~89.48t/hm~2,也随着土层的加深而降低,0~20cm土层碳密度占土壤总碳密度的60%以上,呈现表层聚集现象。幼龄林不同人工更新造林方式土壤总碳密度(0~40cm土层)分别为火烧迹地(258.98t/hm~2)荒山荒地(249.24t/hm~2)水湿地(238.12t/hm~2),中龄林不同人工更新造林方式土壤总碳密度分别为荒山荒地(263.92t/hm~2)火烧迹地(253.83t/hm~2)水湿地(249.44t/hm~2),且不同更新造林方式之间差异均显著。【结论】不同人工更新造林方式下,兴安落叶松人工林土壤有机碳含量及碳密度存在明显差异,在未来研究区造林实践中,建议选择火烧迹地、荒山荒地造林,对于水湿地应以保护和保护性利用为主,并且减少人类活动对森林表层土壤的干扰和破环。     

火地塘林区锐齿栎林土壤碳循环的动态模拟

依据土壤碳循环的分室模型,对火地塘林区锐齿栎林土壤碳各分室的碳储量和通量进行了初步分析。结果表明,火地塘林区锐齿栎林土壤有机碳储量为174.055t/hm2,其中矿质土壤层有机碳储量为167.810t/hm2,凋落物层(A0层和死细根)中的碳储量为6.245t/hm2(A0层占80.5%,死细根占19.5%)。森林植物每年凋落输入到凋落物层中的碳量(包括地上部分的枯枝落叶和地下部分的细根)为3.297t/hm2,其中地上部分占52.5%,地下部分占47.5%,凋落物层分解每年以腐殖酸的形式输入到矿质土壤中的碳量为0.935t/hm2;锐齿栎林地年(生长季节)呼吸释放碳量(含植被根系呼吸量)为6.109t/hm2。     

油松种子园建立与经营技术研究现状

从油松种子园的园址选择、建园繁殖材料选择及其培育、种子园区划、无性系繁殖材料数量确定与合理配置、整地方式与时间、定植方法、隔离带和防火带建立等方面,详细介绍了种子园的营建技术;从园内土壤的水肥管理、母树整形修剪、种子园去劣疏伐时间、疏伐对象、疏伐强度确定、人工辅助授粉方法和作用以及病虫害防治等方面,较全面地介绍了种子园的经营管理技术;同时介绍了有关油松种子园建立与经营管理技术的最新研究成果及一些不同观点,并指出该项研究今后的发展方向。