辽东山区天然次生林现状与可持续经营探讨

文章以"辽宁山区天然次生林"为主要研究对象,在对其现状进行剖析的基础上,就其未来的可持续经营展开研究与分析,希望能为进一步做好辽东山区次生林的可持续经营提出切实的可行性建议与对策,以供大家参考。     

辽东山区两种针叶人工林土壤真菌群落结构特征

目的为探讨辽东山区两种典型针叶人工林土壤真菌群落多样性及结构特征,揭示真菌群落结构与树种、土壤环境因子的相关性。方法本研究以辽东山区白石砬子自然保护区内落叶松（LGe）、红松（PKe）人工林和辽宁省森林经营研究所实验林场落叶松（LGd）、红松（PKd）为研究对象,采用Illunima Miseq高通量测序技术和OTU分析法比较不同针叶人工林土壤真菌群落结构差异,分析优势菌群与土壤理化性质的相关性。结果（1）与红松人工林相比,落叶松人工林有助于提高土壤全碳、全氮和速效氮的含量。（2）该区落叶松和红松人工林土壤共检测到9个土壤真菌门,优势菌门为担子菌门、子囊菌门、接合菌门和隐真菌门。（3）LGe和PKe,LGd和PKd土壤真菌的多样性和丰富度指数存在差异,但都不显著。（4）Venn和Heatmap表明落叶松和红松人工林土壤真菌群落组成和相对丰度存在差异,LGe和PKe间的差异较LGd和PKd间的差异小。（5）RDA分析与Pearson相关性分析表明,土壤pH、土壤全碳、速效氮、土壤碳氮比是该区针叶人工林土壤真菌群落结构变化的关键影响因素。结论土壤真菌群落结构、多样性指数在不同树种间存在一定差异,LGe和PKe土壤有机质和真菌群落结构多样性差异较小,表现趋同性,LGd和PKd差异较大。      

辽东山区典型次生林空间结构对草本物种多样性的影响

林分空间结构是森林生长的驱动因子,会对林下植被的物种组成、分布格局和生长发育产生影响。为明确其影响林下草本物种多样性的关键因子,在定量分析辽东山区的栎类纯林、栎类混交林和胡桃楸混交林3种典型次生林的混交度、角尺度、开敞度、林层指数、竞争指数5个林分空间结构参数和Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数4个物种多样性指数的基础上,利用灰色关联度分析方法探讨不同类型次生林的林分空间结构与林下草本植物物种多样性之间的关系。结果表明:3种次生林的混交度、林层指数和竞争指数存在显著差异(p<0.05),而角尺度和开敞度差异不显著(p>0.05),整体表现为栎类混交林>胡桃楸混交林>栎类纯林;3种次生林林下草本的Patrick丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数存在显著差异(p<0.05),而Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数差异不显著(p>0.05),整体表现为胡桃楸混交林>栎类纯林>栎类混交林;3种次生林的空间结构参数与林下草本物种多样性指数的灰...     

辽东山区天然次生阔叶混交林空间结构的研究

用空间结构参数———角尺度、混交度和大小比数分析了辽东山区天然次生阔叶混交林空间结构。结果表明:辽东山区天然次生阔叶混交林林分处于相对稳定状态,整体上表现出群落处于较高演替阶段的属性特征。林分平均角尺度在0.479～0.524之间,属于随机分布或轻度的团状分布;平均混交度在0.699～0.828之间,为强度混交或极强度混交;胸径大小比数呈现出均衡分布的特征,整个林分树种的稳定性较高。     

辽东山区平贝母栽培技术

平贝母,百合科植物。鳞茎干燥后供药用,有清肺、化痰、止咳功能。平贝母的栽培面积主要集中在辽东山区和吉林南部地区。     

辽东山区天然次生林间伐强度研究

在辽东山区某试验林场内设置固定标准地,观察间伐强度对天然次生林的作用效果,从而确定最佳的间伐强度.经过分析,强度间伐和中度间伐强度下,林分保留株数死亡较少而对照区死亡较多.不同间伐强度下,活立木蓄积量增长率最高的为中度间伐区,可达到0.247 m3/a.林分的年凋落量以弱度间伐强度最大为2.93 t/hm2,中度间伐与对照相差10.55,枯枝落叶的贮量以弱度间伐区最大为17.68 t/hm2,中度间伐与对照相差25.故中度间伐可以促进林地养分循环.认为伐去450株/hm2而保留900～990株/hm2是适合当地天然次生林的间伐强度.     

白龙江林区2种次生林群落组成与结构特征

分析白龙江林区2种次生林群落与结构组成,丰富该地区森林动态资料,为该地区生物多样性保护和生态恢复提供一定的科学依据。采用群落生态学研究方法,于自然恢复林中选取次生林栎林（LL）和桦木林（HM）2种林分,分别设置8块20 m×20 m固定样地,对胸径≥3 cm的林木进行每木检尺,计算群落多样性指数、特征值和相似性系数等指标。结果表明,HM和LL中树种丰富且在群落内空间分布比较均匀。LL中共有植物70种,属于46个属、26个科,以壳斗科、蔷薇科、松科、忍冬科为主;HM中共有植物63种,属于35个属、22个科,以桦木科、蔷薇科、松科、杨柳科为主。LL和HM径级结构均呈倒“J”型,群落个体主要集中在Ⅰ～Ⅲ级,Ⅴ龄级以后个体较少,表明2种群落均为增长型。2种次生林群落树种组成、空间结构存在异同,HM和LL群落均表现出多数种集中在少数科。说明试验林分植被恢复遵循群落演替动态规律,选择起源和演化具有相似性的树种作为建群种。建议在该地区搭配合理的其他树种,提高林分质量,加强次生林优势植物的利用。     

辽东山区天然次生林转化为人工林对土壤有机碳的影响

通过对辽东山区天然次生林、30年生和45年生长白落叶松(Larix olgensis)人工林及红松(Pinus koaiensis)人工林土壤活性有机碳的比较,分析森林类型转化对该地区土壤质量的影响。结果表明:天然次生林转化为红松人工林30 a后,土壤表层有机碳、热水浸提有机碳质量分数显著降低(p0.05),45年生人工林土壤表层有机碳质量分数逐渐恢复,且水溶性有机碳显著升高(p0.05);天然次生林转化为长白落叶松人工林30 a后,土壤表层有机碳、微生物量碳显著降低(p0.05),45年生人工林土壤表层有机碳、水溶性有机碳质量分数逐渐恢复,但土壤热水浸提有机碳、微生物量碳和微生物熵与30年生林分相比显著降低(p0.05)。经相关分析,土壤热水浸提有机碳与土壤N质量分数,土壤微生物熵与土壤碳氮比间极显著相关(p0.01)。土壤N质量分数下降是该地区天然次生林转化为长白落叶松人工林后土壤质量下降的重要原因之一。     

水曲柳混交林与次生林土壤微生物量与酶活性特征

以天然次生林和人工营造的水曲柳-落叶松(水落)、水曲柳-云杉(水云)和水曲柳-红松(水红)混交林为研究对象,测定了4种林型的土壤微生物量和酶活性。结果表明:次生林和水云混交林土壤中微生物量碳、氮质量分数均高于水落和水红混交林,土壤微生物磷质量分数也表现为水红混交林最低,但是土层深(H)0≤H10 cm土壤微生物量碳质量分数/总碳质量分数和土壤微生物量氮质量分数/总氮质量分数表现为水红混交林最高,水落混交林最低的趋势。土层0≤H10 cm土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性均表现为水红混交林最低的趋势。各林型土壤微生物量质量分数与土壤酶活性之间均呈显著正相关关系,且与土壤全碳、全氮、全磷、铵态氮质量分数也呈显著正相关。总之,次生林、水云和水落混交林由于较低的林分密度和较高的阔叶树比例,土壤生物活性较高,而水红混交林则相反。     

辽东山区长白落叶松枝叶生物量模型建立与评估

以辽东山区林龄为50年生的不同密度长白落叶松人工林为研究对象,枝条为单位,获取了枝基径 （d）、枝长 （L） 与枝叶生物量 （W） 的相关关系来建立生物量模型,并将枝条材积 （V） 引入CAR模型。结果表明：引入枝条材积建立生物量模型获得了较常规CAR模型效果更好,预估精度和拟合效果均有明显提高,其中枝叶生物量Wbl=1915682d-0315V的决定系数 （R2） 提高至0983,预估精度提高了273%;枝生物量Wb=1793800L-0208V的决定系数提高至0994,预估精度提高了915%;叶生物量Wl=3387837 （d2L）-0427V的决定系数提高至0701,预估精度提高了161%。     

辽东林区长白落叶松人工林植物群落多样性

采用样带网格调查方法和α、β多样性指数分析方法,分析辽东林区近50年生长白落叶松(Larix olgensis Henry)人工林的结构特征、植物多样性,探讨长白落叶松人工林自然化过程及其自然化经营模式。结果表明:(1)辽东林区长白落叶松人工林群落具有明显的自然化现象。坡下部,形成了长白落叶松、水曲柳(Fraxinus mandschurica Rupr)占优势的针阔混交林;坡中部,形成了长白落叶松、花曲柳(Fraxinus rhynchophylla)、水曲柳占优势的针阔混交林;坡上部,形成了长白落叶松、花曲柳占优势的针阔混交林。(2)辽东林区长白落叶松人工林群落具有较高的植物多样性,坡中部生物多样性最高。(3)辽东山区长白落叶松人工林的自然经营,应充分利用长白落叶松先锋树种作用及其群落的自然演替规律,依靠自然力恢复阔叶树种。     

辽宁东部山区几种主要森林植被类型枯落物层持水性能研究

对辽宁东部山区6种主要森林植被类型枯落物的蓄积量及其持水性能进行的研究结果表明 :辽东山区森林枯落物蓄积量为5.4～39.0t·hm -2,针叶林的枯落物蓄积量明显高于阔叶林 (柞木林和杂木林 ) ,灌丛最少。枯落物总平均吸水速度1～4h变化最快 ,24h近乎为零 ,吸水达到饱和。针叶林枯落物半分解层持水率大于未分解层 ,前者最大持水率平均为234.8 % ,后者平均为176.5%;阔叶林则是未分解层持水率大于半分解层 ,前者最大持水率为600% ,后者为221.1 %。整个枯落物层最大持水率变化范围156.5%～494.6% ,平均值为267.5 % ,大小顺序是柞木林>杂木林>灌丛>红松林>落叶松林>油松林。整个枯落物层最大持水量变化范围为14.0～86.1t·hm -2 ,平均值为51.8t·hm -2 ,大小排序为红松林>落叶松林>柞木林>油松林>杂木林>灌丛 ;各林型的最大拦蓄率为67.0%～432.6 % ,平均值为196.7% ,大小排序为柞木林>灌丛>杂木林>红松林>落叶松林>油松林 ;各林型的最大拦蓄量为12.4～58.6t·hm -2,林型间平均值为34.1t·hm -2,大小排序为红松林>柞木林>落叶松林>油松林>灌丛 ;各林型的有效拦蓄率、有效拦蓄量同其相应的最大拦蓄率、最大拦蓄量表现特点相同 ,前者变化范围为43.6%～360.2%,林型间平均值为156.9%:后者的变化范围为10.3～45.7t     

主要森林植被土壤及枯落物水分蒸发量动态研究

运用固定标准地观测的方法,对辽东山区几种主要森林植被落叶松幼龄林、落叶松中龄林、红松幼龄林、红松中龄林、柞树林、杂木林土壤的枯落物水分蒸发量进行测量。试验表明单位面积上落叶松幼龄林的平均日蒸发量最小,农田的日蒸发量较大。影响单位面积蒸发量的主要因子为地表枯落物量,同时蒸发量又与郁闭度呈弱负相关,地表至20 cm表层土壤的水分蒸发量占总蒸发量的绝大部分,而20 cm以下的土壤失水很少,红松林的土壤水分在20 cm以上的土层有上下交流的现象,而农田的水分上下交流活跃带可深达25 cm。根据布兰尼—尼里德尔公式推算出了辽宁省实验林场邻域范围内的年土壤和枯落物水分蒸发量,表明蒸发量的月份间差异显著,蒸发量冬季较小而在夏季很大。     

红壤丘陵区不同林分类型土壤酶活性及养分特征

以红壤丘陵区马尾松纯林(PM)、马尾松+枫香针阔混交林(PMLF)和天然次生林(NSF)为研究对象,通过野外调查和室内分析,研究了不同林分类型土壤酶活性和养分特征及其二者的相关性。结果表明:各土层(0~10 cm和10~20 cm)中,马尾松纯林有机质、全氮、硝态氮、速效磷和速效钾含量显著低于马尾松+枫香针阔混交林和天然次生林(P<0.05);各土层马尾松纯林铵态氮含量显著低于天然次生林(P<0.05),与马尾松+枫香针阔混交林差异不显著(P>0.05);天然次生林和马尾松+枫香针阔混交林林地各土层蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性在总体上显著高于马尾松纯林(P<0.05);除过氧化氢酶与铵态氮和速效磷无显著相关性(P>0.05)外,土壤酶活性与养分间均呈现显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关性。与马尾松纯林相比,马尾松+枫香针阔混交林可以明显改善林地内土壤酶活性和养分状况,改善林地生态环境。     

测算辽东山区主要林分类型的蒸发散量

本试验运用固定标准地观测的方法测定辽东山区几种主要林分类型的蒸发散量,根据布兰尼-尼里德尔模型推算的后楼水库集水区邻域范围内的年土壤和枯落物水分蒸发量分别为落叶松幼龄林720 mm/a、落叶松中龄林751 mm/a,红松幼龄林762 mm/a、红松中龄林826 mm/a、柞树林677 mm/a、杂木林741 mm/a.影响单位面积蒸发量的主要因子为地表枯落物量,同时蒸发量又与郁闭度呈弱的负相关关系,地表至20 cm的表层土壤的水分蒸发量约占总蒸发量的绝大部分;各个林分类型间的蒸腾量差异显著.     

小兴安岭红松林土壤酶活性与土壤理化性质的时空变化

采用土壤学常规实验研究了小兴安岭原始红松林和人工红松林土壤酶活性和土壤理化性质的时空变化及两者之间的相关性。结果表明:土壤酶活性及土壤理化性质各项指标整体上表现为9月份最高,表层土壤(0h≤5 cm)高于下层土壤(5 cmh≤20 cm),且差异显著。原始红松林土壤葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性低于人工红松林,土壤多酚氧化酶和土壤脲酶活性却相反;土壤理化性质各项指标以原始红松林较高,土壤理化性质和土壤酶活之间具有显著相关性。     

云冷杉林土壤酶活性与植物多样性

以小兴安岭谷地云冷杉林为研究区,对不同生长状况云冷杉林地土壤酶活性与林下植物多样性进行了分析。结果表明：云冷杉林木死亡率增加,其林下植物多样性指数亦呈增加趋势。不同土层的土壤酶活性对云冷杉死亡程度响应不同,0～15cm土壤酶活性变化最为显著。随土层深度的增加,酶活性减小,且对云冷杉的死亡响应程度减弱。5种土壤酶活性对云冷杉死亡程度响应表现不一,脲酶和过氧化氢酶活性随死亡程度的加大对云冷杉死亡率响应较大,而转化酶、磷酸酶及多酚氧化酶活性随云冷杉死亡程度的增加下降幅度较小。林下植物Shannon—Wiener指数和Pielou指数与土壤多酚氧化酶活性的相关性最强,其次是过氧化氢酶。