秦岭火地塘林区景观格局破碎度分析

秦岭火地塘林区原生森林景观曾因森林主伐遭到严重破环,经过20多年的恢复,到1988年该地区基本形成以次生天然林和人工林为主的森林景观格局。利用该地区1988年森林资源二类调查资料,对天然及人工干预形成的火地塘林区景观格局破碎化程度进行了分析。结果表明:天然林的破碎化程度比人工林低,并且主要林分破碎度明显低于其它林分,同样外界干扰下,树种的生长习性决定其破碎化程度。     

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.     

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。     

秦岭火地塘林区多孔菌区系地理成分初步分析

对秦岭火地塘林区内的多孔菌区系进行了初步分析。结果表明,秦岭火地塘多孔菌有93种或变种,隶属于45属。秦岭火地塘多孔菌的优势属是栓菌属,有12种（占12.90%）,其次是附毛菌属,有6种（占6.45%）,第三是革孔菌属、褐褶菌属、多孔菌属和干酪菌属（各占5.38%）。从种的区系地理成分上可划分为:广布成分(29.03%)、北温带成分(38.71%)、温带 亚热带、热带成分(13.98%)、热带亚洲 热带美洲成分(6.45%)、东亚 北美间断成分(8.60%)、东亚成分(2.15%)、中国特有成分（1.08%）,表现出典型的温带区系特征。     

火地塘林区华山松景观格局的人工神经网络模型研究

以火地塘林区森林资源二类调查资料为主要数据源,选取华山松林小班的面积、坡度、坡向、海拔、地形指数、灌丛盖度、草本盖度、土层厚度、小班蓄积和优势木年龄10个调查因子作为输入变量,以小班分维数作为输出变量,建立了火地塘林区华山松景观格局的BP神经网络模型,并应用该模型对部分华山松景观格局进行了预测。结果表明,该模型网络收敛效果理想,泛化能力强,为林区森林景观分析提供了一种新的研究方法。     

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。     

秦岭火地塘林区硅藻植物的研究

【目的】研究秦岭火地塘林区硅藻植物的种类组成与生态特征。【方法】对采自秦岭火地塘林区8个样点的样品进行固定、酸处理后,在显微镜下对硅藻门植物进行观察、计数和拍照,研究林区硅藻的种类组成,并分析其生态类型及分布特点。【结果】共鉴定出硅藻门植物126个分类单位,包括91种29变种6变型,分别隶属于2纲6目10科29属,优势种包括Diatoma hiemale(Roth)Heib.、D.hiemale var.mesodon(Ehr.)Grun.、Cymbella ventricosa Agardh、Gomphonema lanceolatum Ag.、G.subclavatum(Grun.)Grun.、Cocconeis placentula Ehr.和C.placentulavar.euglypta(Ehr.)Grun.。火地塘林区大部分硅藻的生态类型为淡水性种类,并有较多的普生性种类及高山冷水性种类,其余种类较少。从硅藻的生活习性来看,49.2%的种类既可营浮游生活又可营附着生活,42.1%的种类为浮游硅藻种类;61.9%的硅藻为水生种类,31.0%的种类为水生或气生种类。【结论】探明了秦岭火地塘林区硅藻植物种类组成和生态特征。     

火地塘林区铁杉生长规律研究

【目的】探讨火地塘林区铁杉的生长规律,为合理保护和培育铁杉珍稀资源提供参考。【方法】以火地塘林区铁杉解析木资料为基础,运用SPSS软件进行回归分析,分别建立了铁杉胸径、树高、材积与树龄的数学模型,用标准地调查的实测值验证模型的精确性。用根据解析木得到的生长量实测值与模型预测的理论值分别绘制胸径、树高、材积平均生长量和连年生长量曲线,并对其生长规律进行分析。【结果】建立的生长模型拟合效果较好。铁杉胸径连年生长量的最大值出现在35~45年,105~115年仍保持较高的生长水平;平均生长量在45年以前逐年提高,45年后稳定在一个较高的水平。树高生长在10年以内生长缓慢,连年生长量最大值出现在35~45年和105~125年,平均生长量在树龄大于10年后一直维持在一个稳定的水平。材积连年生长量和平均生长量的最大值出现在105年以后。【结论】建立的生长模型准确性高,可用于铁杉生长规律的预测。铁杉是寿命较长、生长缓慢、但持续生长时间较长的树种,在其生命周期内有2个速生期,分别是在树龄35~45年和105~125年。     

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。     

秦岭火地塘林区不同土壤类型化学性质的研究

本文探讨了秦岭火地塘林区棕壤、暗棕壤及草甸土的化学性质。结果表明：不同土类在磁性淋溶过程、养分状况及化学性质方面存在明显差异。3种土类的酸性淋溶过程和物质迁移过程顺序为：暗棕壤＞棕壤＞草甸土；土壤速效养分含量在表层土壤N：棕壤＞暗棕壤＞草甸土，P：暗棕壤＞草甸土＞棕壤；K：暗棕壤＞棕壤＞草甸土；阳离子交换星、交换性盐基总量及盐基饱和度在土壤A层暗棕壤均大于棕壤及草甸土，而交换性酸及水解性酸小于棕壤和草甸土。这与不同土类上的植被类型和气候特点的差异具有密切关系。     

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.     

秦岭火地塘林区不同海拔不同林型土壤CO_2、CH_4、N_2O通量研究

二氧化碳(CO_2)、甲烷(CH_4)、氧化亚氮(N_2O)是3种主要的温室气体,温带森林土壤是CO_2、N_2O重要的源,是CH_4重要的汇,以前的研究大部分都关注这3种温室气体在时间上的变化,而很少开展在空间变化上的研究。2014年10月至2015年10月,采用静态箱-气相色谱法对秦岭南坡火地塘林区不同海拔(海拔1 560、1 585、1 963、2 040、2 160m,分别为落叶阔叶林、温性针叶林、温性针叶林、寒温性针叶林、落叶阔叶林)森林土壤CO_2、CH_4和N_2O通量进行了为期1a的监测。结果表明,CO_2全年都为排放,季节波动较大,总体上随海拔增加排放量减少,海拔由低到高(包括3种林型)年排放量依次为:19.12、12.53、11.78、16.95、14.87t·hm^-2;CH_4全年主要为吸收,在非生长季出现排放,季节波动幅度较大,总体上随海拔增加吸收量增加,海拔由低到高年通量依次为:-2.57、-3.60、-5.94、-5.59、-3.92kg·hm^-2;N_2O全年以排放过程为主,存在吸收现象,季节波动幅度不大,海拔对其通量影响不明显,海拔由低到高年排放量依次为:0.23、0.62、0.63、0.60、0.95kg·hm^-2。土壤温度是影响CO_2、N_2O通量的关键因子。5个样地森林土壤CO_2通量与土壤铵态氮含量(20～40cm)显著相关(P<0.05)。高的土壤NH_4^+含量对CH_4的吸收有抑制作用。在冻融交替期,降雨对N_2O的通量有明显影响。海拔由低到高5个样地的GWP(全球增温潜势)分别为:119.13、12.65、11.85、17.02t·hm^-2和15.07t·hm^-2。     

秦岭火地塘林区3种森林类型乔木层碳密度和碳储量研究

以秦岭火地塘林区锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)、华山松(Pinus armandi)和油松(Pinus tabulaeformis)3种主要森林类型为研究对象,通过标准地调查和生物量回归模型计算其碳储量,并在此基础上估算了碳密度以及不同器官的碳储量。结果表明:不同森林类型碳密度具有显著差异,其中锐齿栎最高(118.724t/hm2),油松次之(106.062t/hm2),华山松最低(94.227t/hm2);3种森林类型的碳储量均随着林分径级的增大呈现出上升、下降和再上升的趋势,而大径级碳储量的上升主要取决于大径级单株林木的出现,具有明显的随机性;碳储量在不同树种各器官的分布表现为:干>枝>根>皮>叶(锐齿栎),干>枝>根>叶>皮(华山松),干>枝>叶>根>皮(油松),且不同树种同一器官及同一树种不同器官之间的碳储量所占比重差异显著。     

关于秦岭火地塘林区锐齿栎林地土壤酸化特征的研究

本文对秦岭火地塘林区锐齿栎林与油松林地土壤的ｐＨ值及潜在酸做了对比研究和统计分析,结果表明：锐齿栎林与油松林相比,锐齿栎林土壤ｐＨ明显低于油松林地;差异性检验结果表明：土壤ｐＨ值锐齿栎林地与油松林地０～１０ｃｍ和１０～３０ｃｍ两土层差异极显著,其它土层无显著差异;说明锐齿栎林引起土壤ｐＨ值降低主要表现在表层土壤。土壤潜在酸和交换性Ａｌ３＋含量锐齿栎林地远高于油松林地,而且这种差异在土壤剖面的各个层次均比较显著。土壤交换性Ｈ＋含量锐齿栎林地比油松林地高,经差异性检验,锐齿栎林地与油松林地土壤交换性Ｈ＋含量只在０～１０ｃｍ土壤层差异显著,在其它土层差异不显著。正是由于土壤Ｈ＋含量锐齿栎林地比油松林地高,才导致了锐齿林地土壤ｐＨ值的降低和土壤交换性酸及交换性Ａｌ３＋的升高,引起土壤酸化。从土壤反应在剖面上的变化特征看,锐齿栎林地由上向下,其反应依次表现为强酸性（０～１０ｃｍ）——弱酸性（１０～３０ｃｍ）—微酸性（３０～９０ｃｍ）;而油松林地土壤反应在整个土壤剖面（０～９０ｃｍ）上呈微酸性     

秦岭火地塘林区不同土壤类型腐殖质组成及结合态腐殖质特性的研究

对秦岭火地塘林区棕壤、暗棕壤及草甸土进行了分析测定。结果表明,不同土类在腐殖质组成及结合态腐殖质特性方面存在明显差异。棕壤、暗棕壤及草甸土的Ｈ／Ｆ值相比较,以暗棕壤最大,草甸土次之,棕壤最小;随剖面加深３种土类的Ｈ／Ｆ值明显下降。除草甸土、暗棕壤Ａ层外３种土类腐殖质均以富里酸为主。３种土类的结合态腐殖质均以松结合态为主,且以草甸土相对含量最高,暗棕壤次之,棕壤最低;随剖面加深,棕壤、暗棕壤及草甸土结合态腐殖质相对含量有增大趋势。３种土类的土壤有机质绝大部分是以结合态形式存在。     

秦岭火地塘林区土壤剖面碳氮垂直分布规律的研究

采用野外采样、室内分析并结合相关的方法,探讨了火地塘林区土壤碳、氮的垂直分布规律。结果表明:供试土壤碳、氮含量随深度的增加而减少;A层的碳、氮含量比B、C层高,且差异显著,A层有机碳含量最高可达68.10 g.kg-1,而C层最低,只有2.61 g.kg-1;同一剖面随着深度的增加,A层碳、氮含量最高,而B、C层之间含量变化不大,差异性明显减小;土壤碳氮比均小于25∶1,随着海拔升高先增加后减少,在土壤剖面中的分布随海拔不同而有所差异。因气候特征、林分类型和土壤类型的不同,土壤碳氮、含量垂直分布差异较大。层间差异显著,显著性沿剖面减小。     

秦岭火地塘林区4种林分地被物林火蔓延特性研究

以秦岭火地塘林区油松、华山松、锐齿栎和落叶松4种林分地被物为研究对象,测定 了4种林分地被物在春季防火期林火蔓延指标随含水率的变化趋势及其灭火含水率,在此基础上计 算各林分地被物的水分贮量、潜在能量、能量释放和火强度指标。结果表明:4种林分地被物含水率最小值 分别保持在6.8,8.9,8.4和4.7左右;在一定的范围内,4种地被物含水率与林火蔓延速度之间均呈 密切的指数相关关系,其灭火含水率分别是36.8、36.3、28.3和30.3;华山松和油松两种林分地被物潜 在能量明显高于锐齿栎和落叶松林。临近灭火