小陇山林区锐齿栎原始林群落的空间结构特征

【目的】研究甘肃小陇山林区锐齿栎原始林群落的空间结构特征,为小陇山林区锐齿栎次生林的经营提供参考。【方法】在小陇山林区选择锐齿栎原始林建立100m×100m的固定样地,运用每木定位调查数据和林分空间结构分析软件,分析锐齿栎原始林群落的林木分布格局、树种隔离程度和大小分化程度。【结果】锐齿栎原始林群落的平均角尺度为0.531,建群种锐齿栎种群的平均角尺度为0.526,主要伴生树种鹅耳枥、地锦槭、光叶泡花树、鄂椴、小叶鹅耳枥、川鄂鹅耳枥、水榆花楸的平均角尺度依次为0.586,0.535,0.604,0.556,0.604,0.634和0.559;该群落平均混交度为0.71,修正混交度为0.475;群落中主要树种的平均大小比数排序为辽东栎锐齿栎桦椴鄂椴鹅耳枥地锦槭水榆花楸小叶鹅耳枥川鄂鹅耳枥光叶泡花树;树种优势度排序为锐齿栎辽东栎鹅耳枥桦椴地锦槭鄂椴小叶鹅耳枥川鄂鹅耳枥水榆花楸光叶泡花树。【结论】锐齿栎原始林群落林木分布格局为轻微的团状分布,林内各树种高度混交,锐齿栎在林分中占绝对优势,该群落的空间结构特征可作为小陇山林区锐齿栎次生林目标林分的参考依据。     

小陇山林区锐齿栎群落邻体干扰指数研究

以小陇山林区锐齿栎(Quercus aliena var.acutiserrata)林为研究对象,设锐齿栎单株为基株,将6m半径内的其它树种定义为邻体,采用干扰指数模型和锐齿栎个体的大小进行回归分析,从而获得林木间的竞争关系。结果表明:锐齿栎林分内,锐齿栎个体大小与邻体干扰指数之间呈显著的负相关性,锐齿栎个体之间存在着强烈的种内竞争,且种内、种间及与整个林分的邻体干扰指数强度都随着基株木个体的增大而下降。依此确定了在本林区锐齿栎林分中基株木与邻体单木间的最大邻体干扰指数值,反推出对基株木竞争强的邻体的胸径大小,从而结合其他因素对其相邻木进行必要的经营措施。     

小陇山林区2种锐齿栎次生林林分的结构特征

【目的】对甘肃小陇山林区2种干扰类型锐齿栎次生林林分的结构特征进行分析,探讨不同林分结构分析方法提供的信息,为锐齿栎次生林的保护、恢复和结构优化调整提供理论依据。【方法】以甘肃小陇山林区典型的长期未经人为干扰的样地(王安沟)和经过"次生林综合培育"技术经营后恢复的锐齿栎次生林样地(小阳沟)为例,运用林分结构基本特征分析方法及基于相邻木空间关系的结构参数、标记混交度和大小分化二阶特征函数,分析不同干扰模式下锐齿栎次生林林分的结构特征。【结果】2个样地的林分基本结构特征有一定差异,小阳沟林分的密度较小,平均胸径、断面积较王安沟林分大,但树种多样性较低,二者的林木分布格局和混交度分布检验差异也不显著;标记混交度和大小分化二阶特征函数体现出2个样地的林木个体大小分布和不同树种间的关系存在较大差异,小阳沟林分在0～10 m尺度上同种聚集趋势十分明显,林木大小分化在整个研究尺度上随机分布;王安沟林分在0～10 m尺度上同种聚集的强度较小,林木在7～12 m尺度上表现为相同大小林木的聚集趋势先增加后趋向随机分布。【结论】王安沟林分是自然演替的结果,经营措施对小阳沟林分结构起到了一定的调整作用。对于次生林而言,合理的经营可以促进林分生长和林分质量提高。标记二阶特征函数能够提供林分内树种分布和大小分化随尺度变化的关系,并对林分结构特征形成的生态过程具有一定的解释能力。     

秦岭林区锐齿栎林水文效应的研究

采用水量平衡定量研究方法,对秦岭林区不同密度锐齿栎林的水文效应进行了系统研究．结果表明,锐齿栎林林冠截持能力占降水的１１．９％～１５．５％,凋落物截持量为４．２～５．８ｍｍ,林地土壤含蓄量为５８．０～６８．８ｍｍ．壤中流是秦岭林区最主要的产流形式,也是评价锐齿栎林水文效应最直观的指标．林冠截持量、凋落物持水量和林地土壤含蓄量随着林分密度和郁闭度的增加而增加,林地壤中流量随林分密度和郁闭度的增加而呈下降趋势．这说明密度大郁闭度高的林分在水源涵养方面有非常显著和独特的作用．     

甘肃小陇山锐齿栎林生物量及其碳库研究

为准确估计甘肃小陇山锐齿栎林的碳库大小,根据513块标准地和178株标准木资料分析,建立了锐齿栎的各器官生物量回归方程,对其生物量进行了测定和研究;并应用干烧法对锐齿栎林下14种灌木、10种草本植物的不同器官和林分的枯落物有机含碳率进行了测定,同时利用生物量标准地资料对该林分的乔木层平均含碳率进行了分析;估算了锐齿栎林的碳库大小.结果表明:小陇山林区锐齿栎林分生物量为84.047 2 t/hm2;锐齿栎的器官平均含碳率为0.465 3,其林分的乔木层平均含碳率为0.467 6;小陇山锐齿栎林的现存碳贮量为39.222 5 t/hm2.     

小陇山林区锐齿栎林降雨再分配及矿质元素输入特征

【目的】研究甘肃小陇山林区65 a锐齿栎林的有效降雨分配及其矿质元素输入特征,为科学评价小陇山林区森林生态系统服务功能及水土流失程度提供科学依据.【方法】在固定样地内布设林冠截流观测设施,收集水样进行测定及计算.【结果】观测期林外总降雨量为1 508.22 mm,其中林内穿透雨1 204.40 mm,树干茎流112.09 mm,林冠截留191.73 mm,分别占降雨量的79.86%、7.43%和12.71%.当降雨量<1.8 mm时,林冠截留全部降雨,穿透雨量为0;当降雨量>4 mm时,树干开始产生茎流.通过数学方程拟合,穿透雨量与降雨量呈线性关系,树干茎流量、林冠截留量与降雨量呈幂函数关系.通过对水质进行化学测定得出,锐齿栎林中的矿质元素平均含量排序为:穿透雨>树干茎流>大气降雨,矿质元素不同输入方式中,K元素含量都是最大的.【结论】锐齿栎林分林冠截留直接影响地表径流的产生,减少当地的水土流失;同时林分可富集K、N、Ca等矿质元素,有效补充林分土壤肥力.     

小陇山锐齿栎原始群落林木径阶空间结构特征

运用固定样地每木定位调查和林分空间结构分析软件,分析锐齿栎原始林群落中主要树种不同大小林木的分布格局、树种隔离程度和大小分化程度。锐齿栎原始林群落林分中小径阶个体较多,林分整体径阶分布呈倒“J”型,建群种锐齿栎径阶分布呈正态分布;林分平均角尺度为0.542,建群种锐齿栎种群整体上呈轻度的聚集分布,幼苗幼树呈中度聚集分布,中径木呈随机分布,大树则呈轻度聚集分布。光叶泡花树种群和小叶鹅耳枥种群,幼苗幼树呈聚集分布向随机分布过渡状态,而中径木则呈聚集分布,川鄂鹅耳枥、地锦槭、鄂椴和水榆花楸种群不同径阶的林木个体呈不同程度的聚集状态;鹅耳枥种群幼苗幼树和中径木个体呈轻度聚集分布,大树个体则呈均匀分布。林分的平均混交度为0.700,属于中度混交与强度混交的过渡状态,随着种群个体胸径大小的增加,川鄂鹅耳枥和锐齿栎种群的混交度逐渐减小,地锦槭、鹅耳枥和鄂椴种群则随着胸径大小的增加,混交度先降低后增加,水榆花楸、光叶泡花树和小叶鹅耳枥种群的混交度随着个体大小的增加而逐渐升高。建群种锐齿栎的平均大小比数为0.166,在林分中处于优势地位;光叶泡花树在小树阶段更具有竞争优势,各主要树种的优势度排列顺序为:锐齿栎、鹅耳枥、地锦槭、鄂椴、川鄂鹅耳枥、水榆花楸和光叶泡花树。该样地的群落特征可为小陇山林区锐齿栎次生林的经营指明方向,指导小陇山林区锐齿栎次生林经营。      

环境因子对秦岭锐齿栎群落物种分布及多样性的影响

【目的】探讨秦岭锐齿栎群落物种分布及多样性与环境因子间的关系,并确定关键影响因子。【方法】在秦岭南坡火地塘林区锐齿栎群落中共设置典型样地30个,分乔、灌、草3层进行群落学调查,通过计测样地物种重要值、Shannon-Wiener物种多样性指数以及海拔、坡度、坡向、坡位、土壤全氮、全磷、全钾、有机质、pH、含水量和土层厚度11个环境因子,采用冗余分析(RDA)探讨锐齿栎群落物种分布与各环境因子间的关系,偏RDA法分析各个环境因子对物种分布的总效应和净效应,用通径分析法探析环境因子对物种多样性的影响。【结果】(1)坡度、土壤全磷和全氮含量对物种分布的净效应达显著水平(P0.05),且影响强度为坡度全磷全氮,其他环境因子净效应不显著(P0.05)。(2)坡向对物种多样性的直接作用最大,土层厚度次之,直接通径系数分别为0.730和0.370。【结论】土壤和地形因子均会影响秦岭锐齿栎群落物种的分布及其多样性,其中坡度是影响秦岭火地塘锐齿栎群落物种分布最主要的环境因子,其次是土壤全磷和全氮含量;坡向与土层厚度是影响锐齿栎群落物种多样性的关键环境因子。     

小陇山人工油松林径级结构及林下植物多样性研究

采用典型样方法获取样地数据,并根据径级分布、物种重要值、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数对小陇山人工油松林进行分析。结果表明:油松林中小径级林木较多,缺乏大径级林木;林下更新物种丰富,共包含47个科98个属112种;Gleason丰富度指数随着林龄和郁闭度增加而减小,且从阴坡向阳坡逐渐升高;多样性指数Simpson与Shannon-Wiener变化趋势基本一致,与Pielou均匀度指数一样,随林龄的增加而增大,且多样性指数随着郁闭度的增加而减小,从阴坡向阳坡逐渐升高,而均匀度指数受郁闭度和坡向的影响较小。小陇山人工油松林群落总体更新良好。     

锐齿栎叶面积求算初探

根据对辛家山林区锐齿栎叶生长过程定期连续破坏性测定的7000余叶样,应用微机进行统计分析,建立了叶面积二重几何求算方程和叶面积与叶长、叶宽的线性回归方程,并比较了两种方法的优劣,同时用取自小陇山和火地塘林区的5500片叶样对几何求算方程的精度进行了检验,结果表明相对误差均小于4％。     

秦岭中段锐齿槲栎天然次生林群落的物种多样性研究

【目的】对秦岭中段锐齿槲栎群落的物种多样性分布格局及其生态因子影响特征进行分析,为类似分布区域锐齿槲栎天然次生林的保护及可持续经营提供科学依据。【方法】采用样方调查法,在陕西周至及太白山2个研究区依据不同海拔、坡向等设置20个20m×30m的样地,调查锐齿槲栎群落乔木层、灌木层、草木层物种的组成和数量,分析其重要值、多样性及环境因子对物种多样性的影响。【结果】锐齿槲栎天然次生林群落乔木层树种共有33种,其中锐齿槲栎优势显著,重要值为42.10%,为该群落的建群种;其次是鹅耳枥,其重要值为10.20%,为该群落的优势种。该群落灌木层共有物种89种,其中乔木29种,占总物种的32.58%;灌木60种,占总物种的67.42%,灌木层中物种繁多,但单个物种的优势度不高。草本层有物种71种,呈随机分布,均具有荫生性特点。该群落不同林层的物种丰富度排序为灌木层草本层乔木层。当海拔从1 083m上升到1 547m时,灌木层和草本层的物种丰富度指数、优势度指数、多样性指数和均匀度指数均升高,在海拔为1 547m时达到最大值;当海拔由1 547m上升到1 882m时,物种多样性各指数又逐渐降低。林地光环境的改善有利于林下层物种的更新发育,其物种多样性各指数总体在阳坡相对较高。【结论】海拔、坡向对锐齿槲栎群落物种多样性影响作用明显,海拔1 083～1 547m的阳坡是锐齿槲栎次生林较为适宜的生长环境。     

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。     

秦岭中段南坡锐齿栎林碳密度研究

【目的】量化秦岭中段南坡锐齿栎林碳密度,并分析其与林龄、地形因子的关系,为秦岭及全国森林碳储量与碳汇研究提供数据支持。【方法】在秦岭中段南坡不同立地条件下,设置锐齿栎林调查样地50块,通过样地调查和室内分析,推算秦岭锐齿栎林碳密度,并比较不同林层(乔木层、灌木层、草本层、枯落物层)和乔木层不同器官(干、根、皮、枝、叶)、林龄、地形因子(海拔、坡度、坡位、坡向)对锐齿栎林碳密度的影响及差异。【结果】秦岭中段南坡锐齿栎林碳密度平均值为101.40t/hm2,其中乔木层、灌木层、草本层、枯落物层碳密度所占比例分别为97.82%,0.60%,0.30%和1.28%,乔木层是锐齿栎林碳库的最重要组成部分;乔木层各器官碳密度占乔木层总碳密度的比例分别为:树干51.85%、树根22.36%、树枝14.77%、树皮7.61%、树叶3.41%,树干是锐齿栎乔木碳的主要贮存器官;锐齿栎林乔木层碳密度随林龄的增大而提高,幼、中龄林碳密度平均值分别仅为近成熟林碳密度的52.21%和59.91%。锐齿栎林乔木层碳密度随海拔升高呈先增后减的变化趋势,在海拔≥1 500~1 700m达到最大;另外,其随坡度的增加显著减小;不同坡位、坡向相比,以上坡位最大,下坡位最小,且以阳坡高于阴坡。【结论】秦岭中段南坡锐齿栎林植被层碳密度显著高于全国森林碳密度平均值;由于该区锐齿栎林以幼龄林和中龄林为主,因而仍有较大的固碳潜力;为了提高锐齿栎林的碳汇能力,应加强科学经营和管理,尽量减少对锐齿栎林的不必要人为干扰。     

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。     

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。     

秦岭山地华山松和锐齿栎典型林分化学计量特征分析

为了解树种和林龄对乔木叶片、枯落物和土壤化学计量特征的影响,以及N、P养分的限制特征,以秦岭山地典型林分华山松和锐齿栎4个龄组的天然林为研究对象,分析了各林分乔木叶片、枯落物和土壤的C、N、P化学计量特征。结果表明：C、N、P含量在2种林分各龄组中表现为叶片>枯落物>土壤,华山松针叶中C含量高于锐齿栎叶片,而N含量、P含量均低于锐齿栎叶片; 树种对植物叶片生态化学计量特征、枯落物的C、N含量及C : N和N : P、土壤P含量和N:P有极显著影响,对枯落物和土壤的C : P有显著影响; 林龄对植物叶片和枯落物的C含量有显著影响,对土壤的P含量、C : P和N : P有极显著影响; 该地区N : P为7.47~12.50,N成为限制研究区林分正常生长的主要元素。     

紫金山栓皮栎枫香混交林群落结构与物种多样性

为了明晰紫金山栓皮栎枫香混交林植物多样性,主要从乔木层各物种的重要值、优势种群年龄结构以及物种多样性指数、物种丰富度指数、物种均匀度指数等方面进行了调查与分析。结果表明,在紫金山栓皮栎枫香混交林中,共有植物59科93属102种。乔木层中栓皮栎、枫香和马尾松在群落中占据优势地位,三者重要值之和高达77.88%。其中栓皮栎近似于稳定型种群,枫香属于典型的增长型种群,马尾松属于典型的衰退型种群,在未来的一段时间内,栓皮栎和枫香将继续成为该地区的优势种,而马尾松则会被更新能力更强的物种所取代。群落中灌木层的Simpson指数和Shannon-Wiener指数均最大,分别为0.948和3.370;其次是草本层,分别为0.894和2.480;乔木层最小,分别为0.717和1.690。物种丰富度指数乔木层和草本层相近,分别为24和22;灌木层最大,值为68。Pielou均匀度指数灌木层和草本层相近,分别为0.799和0.802;乔木层最小,值为0.532。