华北落叶松人工林不同间伐水平下林下植物多样性研究——以山西关帝山龙兴林场为例

抚育间伐是森林经营的重要技术措施之一,是保持和提高森林生物多样性和森林可持续经营的重要途径。因此,通过间伐试验和定点观测阐明间伐对林下植物多样性的作用,不同间伐强度影响林下植物多样性的差异,不同间伐强度影响林下植物多样性的持续时间和动态变化,对揭示经营活动在森林生物多样性形成和维持机制中的作用,具有重要理论和实践意义。通过对关帝山林区龙兴林场华北落叶松人工林的不同强度间伐试验和6年定点观测,采用植物种类组成和物种多样性指数对比分析法、群落相似性Sorensen指数分析法,以揭示不同强度间伐对华北落叶松人工林林下植物种类组成、植物物种多样性的影响及其动态趋势,研究结果表明:间伐会显著增加华北落叶松人工林的林下灌木和草本植物种类,且间伐强度越大种类增加越多,间伐还能显著提高华北落叶松人工林的林下植物多样性,不仅间伐与未间伐之间有显著差异,不同间伐强度之间林下植物多样性指数的差别也很明显,而中度和强度间伐的效应更显著;在伐后6年内林下植物种数和多样性指数都在持续增加,伐后6年的效应仍然显著。间伐林分与对照林分相比,林下植物共有种和相似性系数显著降低,而且间伐强度差别越大,共有种和相似性系数越低。     

不同强度间伐对北京山区油松生长及其林下植物多样性的影响

2005年和2006年夏季,对北京密云水漳村和昌平小宫门低山阴坡厚土油松人工林林分的生长及其林下植物多样性变化情况进行抚育间伐后的调查研究.结果表明:间伐后第1、2年,油松林分平均胸径、树高、冠幅、单株材积和蓄积量显著高于对照,但各强度间伐林分之间生长差异不显著;而间伐后第6年,油松林的各项生长指标均表现为强度间伐＞中度间伐＞弱度间伐＞对照,且中度、强度间伐显著大于对照和弱度间伐,强度间伐后林分生长效果最好;林下植物种类、数量、多样性指数、均匀度指数和林下植物总生物量在间伐后第1、2年都随着间伐强度的增加而升高,间伐后第6年,不同强度间伐下油松林的植物种类、多样性指数、均匀度指数均比间伐后第1、2年有所降低,弱度、中度、强度间伐后的林下植物种类比对照分别增加了5、10和18种,多样性指数仍表现为强度间伐＞中度间伐＞弱度间伐＞对照;各强度间伐后林下植物的密度较间伐初期有所减少,植物盖度仍随间伐强度加大而增加,强度间伐后,可明显看出林下植物的结构层次;中度、强度间伐使林下需水性强的植物比例增加,促使油松人工林林下植物向中旱生、中生植物转变;随着间伐强度的增大,油松林林下植物总生物量也增加,且各强度间伐的林下植物总生物量表现为间伐后第6年＞第2年＞第1年;间伐后第6年,弱度、中度和强度间伐的林下植物总生物量与对照相比,分别增加了29.1%、45.2%和70.9%.间伐对油松林分的生长及其林下植物多样性的影响是显著的,对于北京低山阴坡厚土35～37年生密度为3 200～3 467株·hm-2的油松人工林而言,强度间伐最有利于林分的生长和林下植物多样性的提高,经营密度宜为1 240～1 500株·hm-2.     

间伐强度对兴安落叶松林林下植被多样性及生物量的影响

研究了间伐强度对兴安落叶松林林下植物多样性和生物量的影响,为确定兴安落叶松林分的最佳采伐强度提供理论依据。以兴安落叶松林为研究对象,设置4种间伐强度(10%、20%、30%、40%)和对照的试验固定样地,对间伐5 a后各样地林下灌草多样性和生物量进行调查分析。结果表明:1)抚育间伐可以明显提高林下植物种类、Menhinick丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数,各层均以40%间伐强度最大,而生态优势度指数则呈递减趋势(P <0.05);2)适当加大间伐强度对林分林下植被层和枯落物层生物量具有促进作用,均以间伐强度30%为优(P <0.05);3)综上所述,在30%～40%的间伐强度下,兴安落叶松林林下植被多样性和生物量最高,林分质量最佳。     

辽东山区落叶松林近自然化改造短期效果分析

在辽宁清原县选择25年生落叶松人工林进行近自然化改造,以不间伐林分作为对照,研究近自然化改造对林分生长和林下草本层植物多样性的影响。结果表明:间伐1年后,间伐林分平均胸径和林分材积生长量及生长率均高于对照,差异显著(p0.05)。在间伐林分中,目标树的胸径生长量显著高于一般林木的胸径生长量。近自然化改造显著地提高了林下草本层植物多样性,间伐林分林下草本层丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数高于对照。因此,近自然化改造促进了人工落叶松林的林分生长,提高了林下草本层植物多样性,有利于目标树的持续快速生长。今后经营落叶松中龄人工林时,应多关注目标树的生长。     

不同间伐强度对核桃楸次生林生长及林下植物多样性的影响

利用核桃楸幼龄次生林2 a的定位观测数据,分析不同间伐强度对林分生长及林下植物多样性的影响。结果表明:抚育间伐能促进保留木的生长,林分平均胸径和单株材积总生长量表现出相同的趋势,即随间伐强度的增加而增加。抚育间伐能提高核桃楸幼龄次生林林分断面积和蓄积总生长量,各指标随着间伐强度的增加先升高后降低,轻度间伐总生长量最大;林分断面积和蓄积量随间伐强度的增加而减少。抚育间伐能提高核桃楸幼龄次生林林下植物多样性,丰富度指数、多样性指数、生态优势度指数和均匀度指数都随着间伐强度的增加而增加,且差异显著。综合考虑,轻度间伐的效果最好。     

间伐强度对云杉人工林下植物多样性的影响研究

调查了云杉人工林间伐后和未间伐的林分生长、林下植物种类、数量、盖度、高度,采用物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数进行了多样性分析,以探讨间伐强度对云杉人工林下植物多样性的影响.结果表明：随着间伐强度的增大,保留木的生长显著优于对照区;林下植物种类、数量显著增加;不同间伐强度林下植物种类的多样性、丰富度、生物量、盖度、显著高于对照区,且随间伐强度的增强而增大,以重度间伐（＜450株/hm2）最为显著（灌木层多样性除外）.     

森林抚育对马尾松纯林更新影响研究

主要从林分生长状况、林下植物多样性和林下更新树种情况等方面探讨了森林抚育措施(封山育林和间伐)对马尾松林分及林下植物更新的影响,并比较了各林分间伐1年后、5年后和7年后林下植物更新的差异。研究结果表明:抚育措施对林下植物多样性和更新层有明显影响,不同经营措施所影响的程度有所差异;同一林分,不同间伐强度下林下植物更新也存在差异。     

华北落叶松人工林生长对抚育间伐的响应及其与土壤因子的关系

[目的]探讨不同间伐强度对林木生长的影响并找出影响林分生长的关键土壤因子。[方法]在山西省沁源县好地方林场华北落叶松人工林设置12块抚育间伐试验样地,开展轻度(间伐强度15%)、中度(间伐强度35%)、重度(间伐强度50%)抚育间伐并设置对照样地,以树木平均胸径、平均树高、平均枝下高、平均冠幅、乔木层生物量与生产力为林木生长指标,利用方差分析与多重比较分析不同间伐强度林分生长特征,结合土壤因子运用相关性分析研究林木生长量与土壤因子的关系。[结果]表明:华北落叶松人工林经中度、重度间伐2年与4年后,各树木生长指标与对照样地相比均显著增加;间伐在减少林分内乔木层生物量的同时能显著提高乔木层生产力,各时间段及间伐强度下乔木层生产力均表现为重度中度轻度对照;间伐可提高土壤有机碳(SOC)、土壤全氮(TN)、土壤全磷(TP)含量,减缓土壤养分的流失;华北落叶松人工林平均胸径生长量与SOC、TN呈显著正相关,平均冠幅生长量与土壤含水率(MC)、SOC、TN、TP显著正相关。[结论]间伐可促进华北落叶松人工林单株林木胸径和冠幅生长,增大林木单株冠径比与生产力,在本研究的3个间伐强度中,50%的重度间伐是最适间伐强度。华北落叶松人工林内土壤有机碳与土壤全氮含量较为丰富,土壤全磷含量较少,土壤pH为弱酸性,SOC、TN、TP是影响华北落叶松人工林生长的重要土壤因子。     

间伐强度对杉木人工林林下植被和土壤性质的影响

【目的】从发展林下植被、改善群落结构的角度,探讨适合杉木人工林的间伐强度,为提高人工林的稳定性和维护地力、维持人工林的可持续经营提供依据。【方法】2013年对福建省将乐国有林场的杉木人工林采取3种强度间伐:弱度间伐(LT,10%～25%)、中度间伐(MT,25%～35%)和强度间伐(HT,40%～50%),并设置对照样地(CK,未间伐)。于2016年对样地内林木进行每木检尺,调查林下植被物种多样性、盖度、生物量和土壤理化性质。对测定数据进行单因素方差分析,用Tukey法多重比较进行两两差异显著性检验,并对林下植被与土壤理化性质进行Pearson相关分析。【结果】间伐3年后,未间伐、弱度和中度间伐的盖度分别为25.52%、52.81%和58.98%,林下植被均未能形成群落,强度间伐的盖度为100%,林下形成灌木蕨类群落;灌木层物种丰富度、多样性指数、盖度和生物量均随间伐强度增加而增加,均匀度指数随间伐强度的增加而降低;草本层物种丰富度、多样性指数、均匀度指数、盖度和生物量均随间伐强度增加而增加;间伐3年后,弱度、中度、强度间伐林比未间伐林的表层土(0～10 cm)有机质含量分别增加71.41%、39.31%和98.10%,全氮含量分别增加82.76%、51.27%和115.87%,碱解氮含量分别增加49.47%、25.59%和42.22%,有效磷含量分别增加138.29%、112.23%和174.29%,速效钾含量分别增加-16.25%、-24.25%和16.27%,对表层土pH值、全磷含量和土壤物理性质的影响均不显著;灌木的盖度和生物量与土壤的有机质、全氮、全磷和有效磷含量均显著(P<0.05)正相关,此外灌木的盖度还与速效钾含量显著(P<0.05)正相关,草本盖度与土壤理化性质相关性不强,草本生物量与土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮以及有效磷含量显著(P<0.05)正相关,林下植被的盖度和生物量均与土壤pH值和物理性质没有显著相关性。【结论】未间伐的杉木人工林林下植被的物种多样性、盖度和生物量均低,林下植被未能形成群落,缺乏稳定性;间伐能够促进林下植被的发育,增加林下植被生物多样性、盖度和生物量,林下植被能形成群落,可提高维护地力的能力,尤其是强度间伐;建议杉木人工幼龄林进行40%～50%强度的抚育间伐,将郁闭度调整到0.6～0.7较为合理。     

抚育间伐对落叶松云冷杉混交林的影响

以15块人工落叶松纯林演化后形成的落叶松云冷杉混交林为对象,间伐后12年观测结果,研究间伐对林分和树木生长、树种组成、物种多样性及土壤等因子的影响。间伐强度分为2级:中度(平均为20%)和强度(平均为30%)。结果表明:间伐促进了保留木生长的显著增加,但不同间伐强度间无显著差异。林分及单木的直径、断面积和蓄积生长率均表现相同的趋势即随间伐强度的增加而增加。但间伐没有显著地增加12年间的总收获量。伐后对照样地表现为较高的枯损,枯死木主要是落叶松和阔叶树。林分进界株数严重不足,进界的主要树种是云冷杉、阔叶树和红松,以耐荫树种为主。从枯损和进界看,如果能对红松和阔叶树进行保护,这种林分很可能逐渐演化为阔叶红松林。建议对红松和阔叶树进行保护,使林分向阔叶红松林方向发展。各林分的树种组成在12年间基本没有发生变化,即间伐没有显著地改变林分的树种组成,目前的树种组成即落叶松、其他针叶树(云杉、冷杉和红松)和阔叶树组成比约为6∶3∶1可能是相对稳定的群落。20%和30%的间伐强度没有显著地改变林分的物种多样性、灌草生物量和土壤物理性质,间伐样地的物种多样性略有提高;间伐样地的土壤物理性质有所改善,总孔隙度和毛管孔隙度都大于对照;林下灌草生物量有所增加。     

不同林隙间伐对长白落叶松土壤物理性质的影响

以黑龙江省佳木斯市孟家岗林场的长白落叶松中龄林为研究对象,在2012年进行林隙间伐(5 m×5 m、7 m×7 m、10 m×10 m),并于2013年和2014年选择0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm的土层进行取样,测定土壤的物理性质,其结果表明:林隙间伐能够改善长白落叶松中龄林土壤的物理性质,林隙7 m×7 m的林分,改善了土壤的松散程度,使容重减小,提高土壤毛管孔隙度,持水能力增强。     

华北落叶松林角尺度研究

根据承德塞罕坝机械林场各个分场华北落叶松林分内林木的角尺度研究,对林分设置4个间伐强度处理,其密度分别为225株/hm2,600株/hm2,900株/hm2,1350株/hm2。结果表明,在极强度间伐区(A)、强度间伐区(B)和中度间伐区(C)中林分内的林木分布在角尺度为0.25的频率较高,角尺度均值都小于0.475,林分呈均匀分布。弱度间伐区(D)和对照区(E)的角尺度为0.75,所占的比例较大,角尺度均值分别为0.477和0.5,林分呈随机分布。针阔混交林和针叶混交林分内的角尺度均值分别为0.3929和0.25,林木分布较均匀。     

不同问伐抚育强度对华北落叶松人工林土壤物理性质变化影响的研究

以华北落叶松人工林为研究对象,主要研究分析了不同间伐抚育强度下华北落叶松人工林林下土壤层的物理性质变化情况。选取指标主要包括土壤容重、土壤饱和含水量、土壤田间持水量以及土壤总孔隙度。研究结果表明：随着间伐强度的加大,林下土壤容重持续下降,其中0-10cm处的土壤容重相比未伐林分分别下降3．2％、5．2％、5．7％;lO-20cm处分别下降1．6％、1．6％、3．9％;土壤饱和含水量、土壤田间持水量、土壤总孑L隙度等指标也随间伐强度的增大而增加。对研究结果采用方差分析的方法进行显著性检验,结果表明：不同强度的间伐抚育对落叶松林土壤层的饱和含水量、田间持水量变化影响显著,对土壤容重和土壤总孑L隙度的变化影响不显著。     

Light availability and understory vegetation four years after thinning in a <Emphasis Type="Italic">Larix leptolepis</Emphasis> plantation of central Korea

We measured photosynthetically active radiation (PAR) beneath the forest canopy, understory species richness and diversity, and biomass in a Larix leptolepis plantation in central Korea 4 years after thinning. Four different thinning intensities (control, 10%, 20%, and 40% stocking reduction) were applied in 1997. Mean annual intercepted PAR at 30cm and 1m above ground level was significantly different among the thinning intensities and strongly correlated with the number of stems remaining after thinning. Understory species richness and diversity were lowest in the unthinned stands and increased with thinning intensity, and there were significant correlations between the total number of understory species or diversity index (Shannons diversity index, H) and the number of stems per hectare after thinning. Also understory above-ground biomass was significantly increased with thinning intensity in both sampling months (June and August 2001). Thinning increased light inputs to the ground and resulted in higher species richness and diversity and above-ground biomass. These results suggested that light availability and understory responses to thinning at a comparable intensity are likely to last well beyond the 4 years of this study.     

塞罕坝主要森林类型林下植被多样性研究

以塞罕坝地区主要森林类型为研究对象,运用α多样性指数和β多样性指数对其林下灌木层和草本层生物多样性进行研究。结果表明,各林分类型草本层丰富度指数均大于灌木层丰富度指数。在多样性方面,灌木层的Simpson指数和Shannon-Wiener多样性指数最大的林分分别为樟子松林、山杨林,最小的是华北落叶松;草本层Simpson指数和Shannon-Wiener多样性指数最大的林分分别为华北落叶松林、白桦林,最小的为山杨林。在均匀度上,灌木层Jsw和Jsi均匀度指数最大的林分均为樟子松,华北落叶松林最小。草本层均匀度指数Jsw最大为樟子松林,Jsi最大的为华北落叶松林,白桦和山杨都相对较小。对β多样性的研究则表明各林分类型之间灌木层和草本层的相异系数都较大,不同林分之间共有种较少。     

不同类型长白落叶松人工林各龄期的木材产量评估

根据立地指数的不同将长白落叶松林地分为7个立地等级(立地Ⅰ~Ⅶ),结合其营林技术规程选择造林密度为2 500株/hm2、3 300株/hm2和4 400株/hm2等不同类型的长白落叶松人工林分作为评估对象。在前人研究的基础上计算该不同类型林分在各林龄阶段的平均树高,利用相关模型推算相应林龄阶段的林分平均胸径和林分平均单株材积。建立长白落叶松人工林分的密度定量管理模型,根据此模型确定不同立地等级不同初植密度长白落叶松人工林分在理想状态下的间伐时间、间伐强度和木材收获量,为其营林生产和科研提供参考。     

香港人工林改造对林下植物自然更新 和物种多样性的早期影响

人工林在保护香港自然环境起着重要作用,但绝大多数人工林为纯林,生态系统较为脆弱。人工林的改造对于增加林地生物多样性、提升人工林的生态服务功能具有重要意义。研究选取20 a 生的尾叶桉（Eucalyptus urophylla）林和马占相思（Acacia mangium）林进行间伐套种处理,套种密度为1665株／hm2;以不间伐林分为对照,比较间伐套种后林分的物种多样性及套种树种的生长表现。结果表明,间伐＋套种3 a后,与未间伐林分相比,尾叶桉间伐林分植物的科、属和种数分别增加了78．6％、116．7％和100％,马占相思间伐林分相反。DCA 分析结果显示,群落中灌木层和草本层物种主要聚集在尾叶桉间伐林分,马占相思未间伐林分物种数次之。与未间伐相比,间伐＋套种措施显著提高了尾叶桉林乔木层 Shannon-Wiener 指数和均匀度指数、灌木层的物种丰富度指数和均匀度指数及草本层的丰富度和 Shannon-Wiener 指数（P ＜0．05）;但马占相思间伐＋套种林分的乔木层、灌木层和草本层的 Shannon-Wiener 指数均显著低于未间伐林分（P ＜0．05）;物种多样性指标总体表现为尾叶桉间伐林＞未间伐林,马占相思未间伐林＞间伐林。套种树种在尾叶桉和马占相思林分中的早期生长表现良好,树种间生长量没有明显差异。     

对长白落叶松与水曲柳二代林栽培技术的研究

多年来长白落叶松(Larix gmelini)人工林的二代林更新是林区营林工作面临的一个大问题,由于落叶松人工纯林的种种弊端,特别是林地酸化和肥力的减退,引起了人们关注。通过试验证明了对长白落叶松间伐第一次后,可以直接营造水曲柳二代林,通过第二次间伐可以保证二代林的正常生长发育。