Productivity increase in Northern Austria Norway spruce forests due to changes in nitrogen cycling and climate

We investigated the long‐term temporal trend in growth rate, soil chemical status, and nutrient content of needles of two Norway spruce (Picea abies) stands in the Bohemian Massif, Austria. The aim was to quantify changes in the site productivity over the last four decades as a consequence of the enriching effect of N deposition, rising CO₂ levels in the atmosphere, and changes in forest‐management practices. We used the data records of control plots from forest‐amelioration experiments that have been monitored for more than four decades. Both stands showed increased growth rates and a large deviation from the growth pattern of earlier applicable yield tables. The nutrient levels in the foliage remained unchanged and neither suggested luxury consumption nor nutrient imbalances. Results from soil chemistry analysis were inconclusive in respect of changes in soil conditions: an enrichment of the mineral soil with N and a decrease in the C : N ratio. Changes were confined to the uppermost part of the soil profile. Our data support the hypothesis that the sites are in a steady process of aggradation and that site productivity is rising.     

森林生态系统健康评估方法的现状与前景

森林是林业的主体,作为森林可持续经营的组成部分和重要措施,森林健康问题引起了国内外许多学者的关注,成为当前林业研究的重要领域之一。从森林健康的发展历程和内涵入手,对森林健康评估指标体系法、生态指示者法和健康距离法3种主要方法进行综述,并分析各种方法的优缺点。快速诊断和评估将是森林健康研究的重要方向,需要加强以下几方面:1)界定森林生态系统健康内涵;2)形成森林生态系统健康快速诊断和评估的简化指标体系;3)建立森林健康快速诊断和评估方法;4)森林健康快速诊断和评估的应用技术;5)森林健康快速诊断和评估多技术、多方法、多尺度的研究。     

极端降雨对森林集水区之冲击与因应对策

近年来由于全球暖化,极端气候日渐加剧,暴雨所带来的土砂灾害,将破坏森林集水区的地景结构与功能,如何减低或因应极端气候所带来的森林集水区冲击,已是未来集水区经营必须面临的重要课题。该研究以高屏溪集水区为研究范围,以17 a自动测站雨量资料,进行极端降雨趋势分析,并以2001年与2009年桃芝与莫拉克台风所带来的不同降雨量,以卫星影像探讨集水区内不同土地使用分区崩塌比及其变化,以及相对应之降雨量资料,探讨极端降雨与崩塌发生与土地使用分区之关系。研究结果显现2005年以后,高屏溪集水区发生极端气候之频、降雨量与降雨强度有升高趋势。两场不同台风之最大24 h延时降雨量,莫拉克台风为桃芝台风的1.92倍。桃芝台风所造成之崩塌比,自然保护区由灾前的0.64%提升至灾后的0.86%,国土保安区由灾前的0.95%提升至灾后的1.15%,该场台风降雨以地形较为陡峻之自然保护区及国土保安区新增崩塌地比例相对较高,其冲击较为严重,而莫拉克台风则因属超大豪雨（单日累积降雨量达350 mm以上）,其降雨范围小且集中,所造成之新增的崩塌范围高出桃芝台风的11.81倍,对于地形相对较为平坦之经济林区,亦造成大量的新增崩塌地,显现超大豪雨级以上的极端降雨,造成林地脆弱,使诱发崩塌之地形条件门槛降低,完整的植生覆盖已无法抵挡极端降雨的冲击,未来林地使用分区经营必须要有新的思维。     

北京市八达岭林场森林生态系统健康性评价

以野外实地调查为基础．在可操作性、科学性、可比性、可接受性原则指导下，采用复合结构功能指标法对八达岭林场各小班林分物种多样性、群落层次结构、郁闭度、灌木层盏度、年龄结构、林分蓄积量、土壤侵蚀程度、病虫害危害程度进行健康评价并划分4个等级，在林分尺度上森林的理想结构可简单表述为复层、异龄、混交林结构，具有比较发达的灌木层和草本层，并且具有较高的生物多样性和生物生产力。这样的结构具有较高的稳定性、抗干扰性和活力。是健康森林群落的理想结构，以此为八达岭林场森林健康经营提供科学的理论依据。     

盱眙人工林枯落物及土壤水文效应研究

通过对盱眙月亮山5种人工林枯落物和土壤持水性能的研究,发现五种林下枯落物蓄积量为5.12~15.31 t/hm²,最大持水率变化范围为164.09%~250.76%,最大持水量变化范围为8.40~41.18 t/hm²,有效拦蓄量为3.55~28.12 t/hm²,从大到小依次为杨树林 > 朴树林 > 桃树林 > 杨梅林 > 墨西哥柏林。不同林地类型林下枯落物持水量、吸水速率与浸水时间的动态变化规律基本相似,枯落物持水量随浸泡时间延长而增长,在水中浸泡24 h时,其持水量基本达到最大值,前2 h内各林分枯落物层持水作用较强。林下枯落物层持水量与浸泡时间之间的关系式为Q=aln（t）+b,吸水速率与浸水时间之间的关系式为V=ktⁿ。杨树林地土壤的最大持水量和非毛管持水量均是最大,达到了305.24 t/hm²,305.24 t/hm²,并且杨树林地的渗透性能也是最好的。     

赣南丘陵区典型林分水源涵养功能评价

[目的]明确不同林分类型整体水源涵养能力的差异性,为赣南丘陵区水源涵养功能和生态系统服务的恢复提供理论依据.[方法]以赣南丘陵区江西省赣州市崇义县境内两种主要天然林(楠木和毛竹),以及两种典型人工经济果林地(脐橙和茶)为研究对象,利用水浸法和双环法对林分的枯落物层与土壤层的持水性进行测定,同时利用熵权法对枯落物层和土壤...     

渭北黄土高原不同类型人工林的生态效益评价

[目的]构建适应渭北黄土高原人工林资源与生态服务功能特点的人工林生态效益评价方法,阐明不同类型人工林建设对该地区东部、中部、西部生态环境的影响,为准确量化与科学评估不同类型、不同区域人工林的生态服务功能,优化林分结构、制定人工林生态补偿强度标准及准确计量评估人工林碳汇,将“绿色颜值”转化为“生态价值”提供理论依据。[方法]在构建渭北黄土高原生态林、生态经济林、经济林有效面积计算模型的基础上,采用典型区域调查、测定与森林二类调查资料和计量参数等收集相结合的方法,计算分析了3种不同类型,东部、中部、西部不同区域人工林涵养水源、固碳释氧、保育土壤和净化大气的生态效益。[结果](1)渭北黄土高原不同类型人工林的生态效益为生态林>经济林>生态经济林;生态效益中涵养水源价值量最高,保育土壤与固碳释氧效益次之,净化大气的价值量最低。(2)人工林单位面积生态效益为经济林>生态林>生态经济林。(3)不同区域人工林生态效益为中部>东部>西部。[结论]生态林和经济林在生态效益中发挥着重要作用,提高它们所占比重能显著提高人工林的生态效益。为提高西部人工林生态效益,生态林应加...     

退耕还林工程不同造林类型温室气体收支与净碳汇——以中国中南及华东地区为例

[目的] 揭示退耕还林工程温室气体泄漏对工程固碳减排的抵消作用,明确工程不同造林模式对固碳减排实际贡献的差异和空间格局。[方法] 针对退耕还林4种类型造林(即生态林、经济林、用材林和薪炭林)构建了碳核算与净减排评估方法(CANM-GGP),通过核算典型树种造林的植被和土壤固碳、伐后产品固碳和生物质能源替代化石能源减排等固碳减排效应,以及造林和经营管护的温室气体泄漏,对中南及华东地区退耕还林工程4种类型造林的净碳汇进行评估。[结果] 2000—2019年,中南及华东地区退耕还林工程的生态林、经济林、用材林固碳和薪炭林减排总计648.43 Tg (以CO₂计),同期工程带来温室气体泄漏96.43 Tg,抵消总固碳减排的14.87%;不同造林类型的温室气体泄漏中,经济林最多,为57.69 Tg,抵消其固碳效应的73.95%;温室气体泄漏分别抵消生态林、用材林和薪炭林固碳减排的5.75%,16.59%和27.05%。工程平均单位面积净碳汇为4.52 t/(hm²·a)(以CO₂计);各省区在2.85~5.74 t/(hm²·a)之间;生态林为5.52～8.89 t/(hm²·a),经济林为0.72～1.56 t/(hm²·a),用材林为0.8～1.61 t/(hm²·a),薪炭林为3.18～5.99 t/(hm²·a)。[结论] 中南及华东地区退耕还林工程取得了巨大的净固碳减排效益,生态林固碳增汇效果明显,净减排效益最显著,生物质能源替代化石能源燃烧减排的效益非常可观。作为最大的温室气体泄漏因素,化肥相关的温室气体排放对生态工程碳汇的抵消影响不容忽视。     

倭肯河上游两种林型枯落物和土壤持水特性

为探讨不同树种组成的林分持水特性,采用实地调查与室内浸泡法,对倭肯河上游杂木林和阔叶红松林枯落物的蓄积量和持水特性进行测定,采用环刀法对土壤持水量进行测定。结果表明:两种林型枯落物厚度约7.5 cm,蓄积量为8.07~9.85 t/hm²,最大持水量相当于可吸收2.0~2.5 mm的降水,有效拦蓄量相当于可吸收1.0 mm的降水。枯落物持水量与浸水时间呈对数函数关系(R 2>0.9843),吸水速率与浸水时间呈幂函数关系(R 2>0.9999)。两种林型土壤总孔隙度范围为50.32%~51.41%,非毛管孔隙度范围为3.00%~4.44%,土壤最大持水量范围为1509.74~1542.17 t/hm²,土壤有效持水量范围为89.96~133.32 t/hm²。阔叶红松林密度低,生产力高,枯落物层最大持水量、有效拦蓄量,土壤层最大持水量、有效持水量均高于杂木林,但各评价指标差异不显著(p>0.05)。两林地持水能力中等偏低,以提高森林水源涵养为目标时,可维持现有结构,进一步开展密度调整研究。     

Soil compaction under timber harvesting machinery: a preliminary report on the role of brash mats in its prevention

Abstract. Forest soil sustainability and future crop productivity is at risk if mechanised harvesting operations cause soil damage. In UK upland forestry, soil protection is usually provided by placing harvesting residues (brash) over areas where machinery traffic is required. In this study, various thicknesses of brash mat were tested for their ability to reduce compaction of a surface water gley soil at Kielder Forest, Northumberland. Changes in penetration resistance and dry soil bulk density were studied after passes by forest harvesting and timber extraction machinery running on the brash. The study shows that normal harvesting operations caused some soil compaction. However, the brash mat system was shown as important in protecting the soil. Soil under brash mats experienced some compaction to at least 45 cm depth. The thickest brash mat, composed of residues from 10 rows of trees, was unable to prevent compaction completely. Nevertheless, the protective role of the brash mat system was clearly confirmed when compared to timber extraction over bare soil. The point at which compaction has a detrimental effect on the establishment and stability of future tree rotations remains uncertain.     

贵州省喀斯特阔叶林降雨截留分配特征

[目的]对贵州省喀斯特阔叶林降雨截留分配特征进行研究,为喀斯特地区水土保持和森林生态功能分析提供参考。[方法]以贵州喀斯特阔叶林的降雨分配特征为研究对象,利用2015年9月至2016年3月间野外实测的25场降水数据对森林林冠层、灌木层的降雨截留分配特征进行研究。[结果]观测期内降雨以小雨和中雨为主,降雨总量为208.25mm;树干流总量为21.83mm,占降雨总量的10.48%,变化范围为0~14.3%;林间穿透雨总量为186.89mm,占降雨总量的89.7%。灌木层截留总量为34.86mm,占降雨总量的16.74%;林冠截留的总量为22.58mm,占同期降雨的10.84%。当林外降雨量大于1.15mm时,研究区内开始产生树干流,且树干流与林外降雨量呈线性正相关关系;灌木截留量随着降雨量的增大而增大,但林冠层截留率与降雨量之间没有明显的相关关系。[结论]喀斯特阔叶林对降雨具有较强的截留和再分配作用,对区域水量平衡和水土保持具有重要影响。     

农林间作对防风固沙林生长量的影响

黄淮海平原的沙地立地条件差,防风固沙林和农田防护林常因生长不良而达不到预期的防护作用,难以消除风蚀对农业生产的影响。在白榆人工林内进行的农林间作试验表明:不同的间作类型和不同的间作年限,均对防风固沙林的生长有显著影响;连续间作1～5年,林木年均高生长可提高40.43％～78.7％,胸径年均生长量可提高25.71％～89.11％,一般连续间作3～4年,林木即可进入稳定生长期,而以造林后的前两年作用最大;不同的间作物作用不同,比较理想的间作物是油菜、花生、豆类等低秆作物。     

阿尔泰山森林景观格局的稳定性

[目的]定量分析阿尔泰林场的森林景观稳定性,为科学合理地规划建设阿勒泰林场森林景观提供依据。[方法]以2016年Landsat 8OLI影像作为数据源,运用主成分分析法构建研究区森林景观稳定性评价模型,利用Kriging插值分析整个研究区的森林景观稳定性状况。[结果]灌木林地和乔木林地是研究区的优势森林景观,分布比较广泛,苗圃地和林业辅助用地景观类型面积较小,但分布比较集中;森林景观呈现出较高的景观异质性;森林景观稳定性差异较大,其稳定性大小依次为:灌木林地乔木林地苗圃地宜林地疏林地林业生产辅助用地。[结论]2016年森林景观稳定性整体处于较高水平,分布区域差异比较均衡,西南部山区生态环境良好,森林景观结构完整,东部和东北部山区最差,应加强生态环境保护力度,同时维持西南部的保护力度,从而促进森林景观结构更加合理。     

重庆缙云山林地枯落物及土壤水文效应研究

 为了解中亚亚热带常绿阔叶林地的土壤状况,以重庆缙云山4种林分为研究对象,通过标准地调查、土壤物理性质及持水能力测定和入渗实验,对林地枯落物和土壤水分效应进行研究。结果表明:1)缙云山林地土壤具有较强的持水能力,1m深土壤持水能力为9.5013.17 mm。2)枯落物蓄积量为16.21～32.42t/hm2,枯落物持水率为针阔混交林>灌木林>常绿阔叶林>楠竹林,持水量为灌木林>针阔混交林>常绿阔叶林>楠竹林。3)菲利浦模型较好地反映研究地区不同类型林地土壤入渗过程。     

北京百花山森林枯落物层和土壤层水文效应研究

对百花山4种林分枯落物层和土壤层的水文效应进行了初步研究。结果表明：①核桃楸林枯落物的总蓄积量为9．99t／hm^2,最大持水量为27．72t／hm^2,有效拦蓄量为29．55t／hm^2;华北落叶松林枯落物的总蓄积量为10．27t／hm^2,最大持水量为12．84t／hm^2,有效拦蓄量为13．53t／hm^2;黑桦林枯落物的总蓄积量为7．04t／hm^2,最大持水量为19．01t／hm^2,有效拦蓄量为19．18t／hm^2;辽东栎林枯落物的总蓄积量为8．22t／hm^2,最大持水量为14．72t／hm^2,有效拦蓄量为18．33t／hm^2。②半分解层枯落物浸泡8h已基本达到饱和,而未分解层10h基本达到饱和,持水量与浸泡时间的关系为Q=aln（t）＋b;枯落物在浸水的前半小时内吸水速率最大,4h左右时下降速度明显减缓,枯落物吸水速率与浸泡时间的关系为V=kt”。③辽东栎林土壤层持水能力最强,为266．22t／hm^2,黑桦林土壤的持水能力最差,为219．39t／hm^2,利用幂函数对人渗速率与人渗时间进行拟合,其相关系数均在0．98以上。     

森林与坡面产流研究

20世纪以来，森林与坡面产流的研究取得长足进展，尤其是在我国研究得比较深入与广泛。观测实验仍然占绝对优势，径流小区实验仍是最广泛采用的方法。森林对坡面产流机制、坡面流态、产流量、产流过程、产流I临界值、地表径流与地下径流分割都有影响，以及森林枯落物层对径流都有重要影响。同时，坡面产流模型在森林水文学领域得到了应用。     

河北省太行山4种经济林林冠层的水文效应

[目的]探索河北省太行山区4种经济林林冠层的水文效应,揭示其水源涵养功能。[方法]选取位于石家庄市西南部山区的核桃、苹果、杏、樱桃成林,雨量筒测定穿透雨量,树干缠绕法测定树干径流量,分析林冠层水文效应。[结果] 4种经济林的林内穿透雨量、树干径流量均随林外降雨量增加而增大;林外降雨量达到45.1 mm之前,林冠截留量随之增加而增大,之后增大趋势减缓;次降雨量在14.3～29.5 mm时,4种经济林的林冠截留作用最大,截留量占比均在20%以上;林外降雨量一定的情况下,4种经济林林冠层对降雨的截留量有较大差异,其排序为:樱桃苹果核桃杏,与郁闭度大小排序一致,林内穿透雨量与截留量排序相反;树干径流量排序为:樱桃杏核桃苹果,与平均地径大小排序基本一致。[结论] 4种经济林林冠层对降雨的再分配作用明显,林冠截留作用主要与林外降雨量有关,受林分类型、树冠结构特征如郁闭度、树木地径等的影响。     

华北土石山区典型天然次生林生态系统健康评价研究

为客观评价我国华北土石山区天然次生林的健康状况,利用现有资料结合定性分析,确定适合本研究区域的森林生态系统健康评价指标3大类共12个,运用SPSS 19.0统计软件,采用定性与定量相结合的方法对指标进行筛选,确定森林健康评价指标体系,包括结构性指标、功能性指标和抗干扰性指标3大类6个指标,通过层次分析法计算指标权重,并应用评价模型对北沟林场天然次生林100个小班进行森林健康评价。结果表明:北沟林场天然次生林100个小班大部分处于健康状况,面积为29600 m²,占样地总面积的74.0%。因此,还需加大这一地区的森林经营,使森林结构更加具有稳定性、抗干扰性和活力,使其达到健康森林群落的理想结构。     

田林老山常绿落叶阔叶混交林气候及水文效应的研究

运用对比研究方法,于1982～1990年,对田林老山常绿落叶阔叶混交林及草坡地的主要气象和水文要素进行了定位观测研究,并对所得的数据进行了统计回归分析。结果表明,常绿落叶阔叶混交林在减缓气温和地温振幅,提高空气湿度,减少物理蒸发等方面具有极显著的气候生态效应;对大气降雨量具有截留、再分配,消减地表径流,防止土壤冲刷,水源涵养等良好的水文效应。研究结果说明,常绿落叶阔叶混交林在维护山地中海拔生态平衡中具有重要的作用。