晋西黄土区不同密度刺槐林下植物多样性评价

【目的】分析晋西黄土区不同林分密度刺槐人工林下植物的多样性特征及其差异，为确定刺槐人工林的合理林分密度及其健康可持续经营管理提供理论依据。【方法】以山西吉县蔡家川流域5种不同密度（675，1 025，1 575，2 175和2 500株/hm2）刺槐人工林为研究对象，对其林下灌、草植物的种类、数量及盖度进行调查分析，计算不同林分密度刺槐林植物多样性指数。确定了10项评价指标，采用主成分分析法对各个林分密度刺槐人工林植物多样性进行综合评价。【结果】（1）刺槐人工林群落内灌木和草本植物主要为菊科、蔷薇科及禾本科，重要值较高的植物种主要为黄刺玫（Rosa xanthina）、杠柳（Periploca sepium）、茅莓（Rubus parvifolius）和艾蒿（Artemisia argyi）。（2）随着刺槐人工林密度的增大，林下植物多样性指数呈先增大后减小的趋势，密度适中（1 575和2 175株/hm²）时的刺槐林下植物多样性指数最大，林分密度为1 575株/hm²的刺槐林灌木层Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数与密度为675和2 500株/hm²刺槐林间均存在显著差异（P＜0.05），林分密度为1 575株/hm²的刺槐林草本层Simpson多样性指数、Shannon-Wiener指数与密度为675和2 500株/hm²的林分之间差异显著（P＜0.05）。（3）对不同密度刺槐林下植物多样性的综合评价结果表明，密度为1 575株/hm²时刺槐林的植物多样性综合评价值最高。【结论】晋西黄土区刺槐人工林的适宜林分密度为1 185～1 785株/hm²，该密度刺槐人工林下灌、草植物较为丰富多样，该林分密度可以作为当地刺槐人工林造林及可持续经营的参考。     

晋西黄土区油松和刺槐人工林土壤养分及其化学计量比对林分密度的响应

  目的  研究对比油松和刺槐林在不同密度下土壤养分及其化学计量比的变化规律及差异性,以加强黄土区人工林的林分管理和生态恢复建设。  方法  以油松和刺槐人工林为研究对象,分别将其划分为高（2 000 ~ 2 700株/hm2）、中（1 100 ~ 1 600株/hm2）、低（800 ~ 1 100株/hm2）3组林分密度类型,每组挑选4个不同林分密度的林地,分别分层采取土样,测定土壤理化性质。  结果  （1）双因素方差分析显示,林分类型对全磷含量（TP）、碳磷比（C∶P）、氮磷比（N∶P）均有显著影响,林分密度仅对TP有显著影响,林分类型与林分密度的交互作用对有机碳含量（SOC）、全氮含量（TN）、TP、C∶P、N∶P均有显著影响。（2）不同林分密度的油松林和刺槐林的SOC和TN表现为:高密度油松林（油H） > 中密度油松林（油M） > 低密度刺槐林（刺L） > 高密度刺槐林（刺H） > 低密度油松林（油L） > 中密度刺槐林（刺M）,全P表现为:刺M > 油H > 刺L > 刺H > 油M > 油L;随林分密度增加,油松林各土层SOC和TN逐渐增加,TP变化相对稳定且无显著性差异,刺槐林各土层SOC和TN先减少后略有增加,TP则是先增加后减少;同一密度在不同林分类型下,油松林土壤养分含量在高密度和中密度时均优于刺槐林,低密度时则相反。（3）不同林分密度的油松和刺槐林的C:N比值表现为:油H > 刺H > 刺L > 油M > 刺M > 油L,C∶P和N∶P比值均表现为:油H > 油M > 刺L > 刺H > 油L > 刺M;随林分密度的增加,油松林土壤C∶P和N∶P逐渐增大,磷的有效性逐渐减小,刺槐林土壤C∶P和N∶P先减小后增大,磷的有效性先升高后降低,油松林土壤磷的有效性在高和中密度下低于同等密度的刺槐林,低密度下则相反;土壤SOC和TN分别在很大程度上决定了C∶P和N∶P水平;不同林分密度下土壤C∶N比较稳定,土壤氮含量较缺乏,林分生长过程受氮素的限制。（4）油松和刺槐林在不同林分密度下的土壤各养分含量呈现出“表聚现象”且随土层深度增加土壤SOC、TN、TP、C∶P、N∶P逐渐减小,C∶N无明显规律;随林分密度增加,油松林土壤属性变异强度先降低后升高,刺槐林则是缓慢升高;相比于油松林,林分密度对刺槐林土壤养分及其化学计量比的垂直变异影响较小,垂直变异更趋于平稳。（5）林分密度的变化会不同程度地改变土壤物理性质对土壤养分及其化学计量比的影响力度,不同林分密度下土壤密度对土壤养分含量及化学计量比的影响最大,非毛管孔隙次之。  结论  综合来看,同一林分类型在不同密度下,油松林在中密度时土壤养分含量及其垂直变异、磷的有效性发挥、受氮素的限制等方面上均处于较优水平,而刺槐林则是在低密度时;同一密度在不同林分类型下,油松林在高密度和中密度的综合表现优于同等密度的刺槐林,低密度时则相反。      

黄土丘陵沟壑区人工刺槐林土壤水分物理性质

为黄土丘陵沟壑区退耕地的植被恢复重建及生态环境建设评价提供科学依据,对晋西黄土丘陵沟壑区不同密度的刺槐人工林土壤水分物理性质的变化进行了研究。结果表明:刺槐林分的土壤平均密度都低于农田,密度为1 600株/hm2的林分土壤密度最小,为1.225 9 g/cm3;土壤密度随土壤深度的增加而增大;刺槐林分的孔隙度和通气度都大于农田,退耕还林后,土壤质量明显得到改善,密度为1 600株/hm2的林分孔隙度最大。刺槐林分土壤持水量都要好于农田,土壤平均最大持水量和毛管持水量随林分密度的增大先增加后减少,密度为1 600株/hm2的林分持水性能最好;持水量随土壤深度的增加而下降。密度为1 600株/hm2的刺槐林土壤饱和蓄水量和非毛管蓄水量最高,分别为558.12和52.45 mm,水源涵养能力最强;土壤表层蓄水能力好于中、下层;密度为1 800株/hm2的刺槐林土壤涵蓄降水量和有效涵蓄量最大。     

主伐龄油松建筑材林生长及土壤性质对林分密度的响应

  目的  以油松建筑材的最适主伐龄林分为研究对象,从密度效应入手,以期探明不同林分密度林木生长表现特征和土壤理化性质的响应机制,确定影响林木出材的限制因素,提高河北地区油松建筑材林培育技术,为实现林分可持续经营提供指导。  方法  以河北省平泉市油松建筑材50年、52年、56年生主伐龄期林分为研究对象,设置3种密度梯度:低密度450 ~ 750 株/hm2、中密度750 ~ 1 050 株/hm2、高密度1 050 ~ 1 350 株/hm2,研究3种密度条件下的林木生长表现特征和土壤理化性质,并对各生长表现指标与土壤理化性质进行Pearson相关性分析。运用因子分析方法,结合林分生长表现和土壤质量,计算各密度油松建筑材林分综合得分后进行排名,并对其可持续经营潜力进行评价。  结果  （1）林分单位面积出材量不受林分密度的显著影响,但其随着林分密度的降低而减小,高密度林分的单位面积出材量最高,为107.87 m3/hm2。（2）低密度油松建筑材林的平均单木出材量为0.256 4 m3,单位面积树干生物量为148.02 t/hm2,均极显著高于中密度和高密度（P < 0.01）,且超过中密度和高密度1倍以上。低密度林分的单木出材率和树干生物量占比分别达到了84.12%和68.56%,均显著高于中高密度。（3）在土壤物理性质中,密度效应对土壤密度、非毛管孔隙度、饱和持水量有极显著影响（P < 0.01）,对土壤总孔隙度有显著影响（P < 0.05）;在土壤化学性质中,密度效应仅对土壤速效钾有极显著影响（P < 0.01）。（4）单位面积出材量与其他指标无显著相关性。平均单木出材量与树干生物量占比之间极显著正相关（P < 0.01）,与非毛管孔隙度显著负相关（P < 0.05）。树干生物量占比与土壤密度显著正相关（P < 0.05）,与饱和持水量和总孔隙度显著负相关（P < 0.05）,与非毛管孔隙度极显著负相关（P < 0.01）。（5）750 ~ 1 050 株/hm2的密度条件下林分综合质量最高,最利于油松建筑材林的可持续经营。  结论  低密度（450 ~ 750株/hm2）林分内林木可作为大径级建筑框架材,中高密度（750 ~ 1 350 株/hm2）的可作为中小径级拼接材、家具等。土层主要影响土壤化学性质,林分密度主要影响土壤物理性质。单位面积出材量与林木生长表现和土壤理化性质无显著相关性,树干生物量的积累能促进单木出材量增大。实现油松建筑材林可持续经营的最佳保留密度为750 ~ 1 050 株/hm2。      

晋西黄土残塬沟壑区刺槐林土壤入渗特征及影响因素分析

[目的]研究晋西黄土残塬沟壑区刺槐林在不同林龄和密度条件下土壤入渗特征及其影响因素,为林分结构精准提升提供功能导向的调控依据.[方法]在野外采用双环法测定不同林龄(15、25和35年)以及不同密度(800、1200、1600、1800和2200株/hm2)刺槐林的土壤入渗过程,并测定了土壤理化性质,分析了土壤孔隙度、土...     

华蓥市山区典型林分土壤团聚体稳定性及抗蚀能力

  目的  探究四川省华蓥市典型林分下土壤团聚体稳定性变化特征及其影响因素，为阐明该地区团聚体组成及其稳定性机制提供理论依据。  方法  选取华蓥市山区5种典型林分(柏木Cupressus funebris纯林、杉木Cunninghamia lanceolata纯林、马尾松Pinus massoniana-檵木Loropetalum chinense混交林、马尾松-杉木混交林、近自然经营杉木纯林)为研究对象，通过测定林分表层(0~15 cm)和亚表层(15~30 cm)土壤理化性质，分析土壤理化性质对团聚体变化特征和土壤抗蚀性的影响。  结果  ①5种典型林分土壤大团聚体质量百分比为77%~93%，且不同林分间平均质量直径(MWD)和土壤可蚀性存在显著差异(P＜0.05)，其平均质量直径柏木林最大(2.33 mm)，马尾松-檵木混交林最小(1.53 mm)。土壤可蚀性从大到小依次为近自然经营杉木纯林、柏木林、杉木纯林、马尾松-杉木混交林、马尾松-檵木混交林。②冗余分析表明:速效钾、土壤总孔隙度和土壤有机碳与平均质量直径呈显著正相关(P＜0.05)，与土壤可蚀性呈显著负相关(P＜0.05)；土壤容重与平均质量直径呈显著负相关性(P＜0.05)，与土壤可蚀性呈显著正相关(P＜0.05)。  结论  5种典型林分中，柏木林和近自然经营杉木纯林土壤水稳性团聚体最稳定、抗侵蚀性强，马尾松-檵木混交林土壤水稳性团聚体稳定性最低。传统经营模式下柏木林地土壤团聚体更稳定，土壤抗蚀性更强；近自然经营模式有利于土壤团聚体稳定性和土壤抗蚀性的提高。图3表3参32     

不同密度调控强度对华北落叶松人工林土壤质量的影响

  目的  探究不同密度调控强度华北落叶松人工林土壤质量的变化规律,为合理利用林地资源及人工林的可持续经营提供理论依据。  方法  以山西太岳山好地方林场华北落叶松人工林为研究对象,基于土壤密度、含水率、养分含量、酶活性等18项土壤指标,并结合主成分分析和相关系数法建立土壤质量评价最小数据集,采用加权求和指数法对不同密度调控强度的（对照,2 096株/hm2,CK;低强度处理,1 850株/hm2,LT;中强度处理,1 402株/hm2,MT;高强度处理,1 106株/hm2,HT）华北落叶松人工林土壤质量进行综合评价。  结果  与对照相比,LT、MT和HT样地土壤含水率呈增加趋势;从密度调控对土壤养分影响而言,MT处理下C、N和P等养分含量均较高。此外,土壤生物学性状也对不同调控强度存在显著响应,其中土壤微生物生物量碳、氮含量在MT显著高于CK;脲酶和多酚氧化酶活性在MT最高,过氧化物酶活性在LT最高,蔗糖酶活性在CK最高,而纤维素酶活性随密度调控强度增加整体呈下降趋势。结合主成分分析和相关性分析结果可知,有机质、含水率、微生物生物量氮、多酚氧化酶、过氧化物酶构成了土壤质量评价的最小数据集。不同密度调控强度华北落叶松人工林土壤质量指数大小为MT（0.598） > HT（0.510） > LT（0.432） > CK（0.339）。  结论  密度调控可有效改善华北落叶松人工林土壤质量状况,中等林分密度下土壤质量指数最高。建议对华北落叶松人工林进行适度密度调控处理,以提高人工林地土壤质量。      

晋西黄土区典型林分水源涵养能力评价

目的评价晋西黄土区典型林分的水源涵养能力,为筛选水源涵养林、水土保持林构建与管护提供依据。方法以山西吉县蔡家川小流域的山杨辽东栎次生混交林、油松人工林、侧柏人工林、刺槐人工林4种典型林分类型为研究对象,对植被层、枯落物层和土壤层的持水能力进行测定,采用熵权法（EWM）对各林分类型的水源涵养能力进行综合分析。结果（1）4种林分类型植被层的持水能力依次为:油松人工林（17.79 t/hm2） > 侧柏人工林（13.55 t/hm2） > 刺槐人工林（12.81 t/hm2） > 山杨辽东栎次生混交林（6.71 t/hm2）。油松人工林、侧柏人工林的主要持水层为乔木层;刺槐人工林中乔灌草的持水量相近;山杨辽东栎次生混交林中主要持水层为草本层。（2）4种林分类型中枯落物有效拦蓄量分别为:山杨辽东栎次生混交林（23.02 t/hm2） > 侧柏人工林（13.00 t/hm2） > 刺槐人工林（10.36 t/hm2） > 油松人工林（2.81 t/hm2）。（3）4种林地土壤最大蓄水能力分别为:山杨辽东栎次生混交林地（3 182.43 t/hm2） > 油松人工林地（3 176.67 t/hm2） > 侧柏人工林地（2 995.3 t/hm2） > 刺槐人工林地（2 803.5 t/hm2）。其中除山杨辽东栎次生混交林地与油松人工林地持水能力差异不显著外,其余各林地持水能力之间均存在显著差异。（4）4种典型林分类型水源涵养能力的综合排序为:山杨辽东栎次生混交林 > 侧柏人工林 > 油松人工林 > 刺槐人工林,影响水源涵养能力的主要因素为林下草本层与枯落物。结论从涵养水源的角度出发,晋西黄土区应采用仿拟自然植被技术、封山育林等加强次生植被的建设与管护,营造林下草本层和枯枝落叶层丰富的植物群落,以达到保持水土、涵养水源、改善生态环境的多重作用。      

密度调控对长白落叶松人工林土壤呼吸的影响

为探明密度调控对北温带森林土壤呼吸的影响机制,以长白落叶松人工林为研究对象,选择4种林分密度P₁(300~350株/hm2)、P₂(500~550株/hm2)、P₃(600~650株/hm2)和P₄(850~900株/hm2),使用LI-6400便携式土壤呼吸测定仪对其生长季(5—10月)土壤呼吸速率进行测定。结果表明:不同密度林分生长季土壤呼吸速率均呈现明显的季节动态,最高值均出现在8月末,最低值出现在10月中旬;不同密度林分生长季土壤呼吸速率及土壤累积CO₂排放量均随林分密度增大而显著降低(P＜0.05)。不同密度林分土壤呼吸与土壤温度之间均呈极显著的指数相关(P＜0.001),但与土壤含水量之间相关关系不显著(P＞0.05);双因素模型拟合效果更优,土壤温度和含水量共同解释了土壤呼吸速率的73.1%~81.0%。土壤呼吸温度敏感系数Q₁₀值表现为:在300~350株/hm2时最低(2.41),500~550株/hm2最高(3.32)。生物因子随着林分密度的增大而显著增大(P＜0.05),非生物因子均随林分密度增大而显著减小(P＜0.05);生长季土壤累积CO₂排放量与生物因子达到极显著负相关(P＜0.001),与非生物因子均达到极显著正相关(P＜0.001)。逐步线性回归分析表明,生长季凋落物量、土壤有机碳、微生物生物量碳含量和土壤全氮含量与土壤呼吸的关系最为密切。综上所述,不同密度林分之间土壤温度及含水量、生物及非生物因子的差异是导致土壤CO₂排放产生差异的主要原因。在森林经营管理中,为减小森林土壤CO₂的排放量,应将林分密度设置为850~900株/hm2。      

杉木人工林土壤微生物对林分密度的响应

  目的  为研究不同密度杉木Cunninghamia lanceolata人工林土壤微生物对碳源的利用情况及土壤理化性质与微生物多样性的相关关系。  方法  运用Biolog微平板技术,对江西大岗山5种不同密度38年生杉木人工林（密度分别为1 667、3 333、5 000、6 667和10 000株·hm-2,造林前3 a抚育,后基本无人工干扰）土壤微生物的功能多样性进行研究,探讨了土壤微生物碳代谢对林分密度的响应及土壤理化性质与微生物碳代谢的关系。  结果  在杉木存活密度为2 600~4 600株·hm-2时,反映土壤微生物代谢功能多样性的平均颜色变化率较高。该密度范围下土壤微生物多样性高,适合有机质的分解和养分的转化与积累;不同密度杉木人工林土壤微生物对6种碳源的利用量不同,密度在2 600~4 600株·hm-2时,土壤微生物利用的主要碳源为糖类,其次为羧酸类和氨基酸类,但密度小于或超出这一范围时,土壤微生物对羧酸类的利用大于对糖类的利用;主成分分析结果显示:α-D-乳糖对土壤微生物的利用贡献最大,是杉木人工林中利用最多的物质;相关性分析结果显示:全氮和碱解氮与微生物多样性显著相关（P < 0.05）,是微生物利用碳源的决定性因素。  结论  综合考虑微生物碳代谢与土壤理化性质,符合杉木人工林可持续发展要求的理想林分密度为2 600株·hm-2。     

刺槐林下凋落物浸提液对刺槐种子萌发和胚生长的化感作用

  目的  探究不同世代和不同林龄刺槐Robinia pseudoacacia林下凋落物浸提液对自身种子萌发和胚生长的化感作用,旨在阐明刺槐林实生更新困难的原因。  方法  以刺槐人工林凋落物浸提液为化感物质来源,以刺槐种子为研究对象,采用培养皿滤纸法,分析不同经营世代及不同林龄的刺槐林下凋落物浸提液对刺槐种子发芽率、发芽势、发芽速度指数、活力指数以及胚生长的影响。  结果  刺槐林下凋落物浸提液抑制刺槐自身种子萌发和胚生长,且凋落物浸提液对胚根生长的抑制作用强于胚芽,不同林分以及不同质量浓度浸提液之间差异显著。在二代林和三代林中,随着林龄的增加,刺槐凋落物浸提液对种子萌发和胚生长的抑制作用呈减弱的趋势;在一代林中,中龄林凋落物浸提液对种子萌发具有促进作用,对胚生长的抑制作用较弱,化感综合效应指数分别为0.006和?0.032。随着经营世代的增加,幼龄林和中龄林下,刺槐凋落物浸提液对种子萌发和胚生长的抑制作用增强;成熟林下,随着经营世代的增加,其凋落物浸提液对种子萌发的抑制作用呈增加趋势,化感综合效应指数从0.044增加至0.097,对胚生长的抑制作用呈下降趋势,化感综合效应指数从0.124下降至0.050。部分林分下的凋落物浸提液具有质量浓度效应,对种子萌发和胚生长的抑制作用随着质量浓度的降低而减弱。  结论  不同林分刺槐林下凋落物浸提液对自身种子萌发和胚生长呈抑制作用;在二代和三代林下,凋落物浸提液随着林分年龄的增加,对刺槐种子萌发和胚生长的抑制作用呈减弱趋势;在幼龄林和中龄林下,凋落物浸提液随着经营世代的增加,对刺槐种子萌发和胚生长的抑制作用呈上升趋势。综上所述,连栽阻碍了刺槐实生苗的天然更新,但随着林龄的增加,对实生苗更新的阻碍作用会减弱。图3表1参38     

北京门头沟区主要林分类型地表火行为模拟研究

  目的  地表火是最常见的林火类型，直接影响植被更新和生态系统的养分配置与循环。反映林火行为的常见指标有火蔓延速度、单位面积发热量、火强度和火焰高度。根据实际林分和立地条件进行火行为模拟，可以揭示林火发生条件，并有效判断树冠火发生的可能性，为林火的预防和扑救决策工作提供科学依据。  方法  选取北京市门头沟典型林分（刺槐林、油松林、侧柏林）为调查对象，每个林分设置5块样地，共计15块样地。通过野外调查获取可燃物载量（灌木可燃物、草本可燃物、1时滞可燃物、10时滞可燃物、100时滞可燃物）、林分因子（第一活枝下高、第一死枝下高、树高、胸径、郁闭度）和立地因子（海拔、坡度、坡向、坡位）数据，使用BehavePlus6软件，基于气象参数和可燃物参数，模拟不同燃烧条件下不同林分类型的火行为指标，分别为地表火蔓延速度、单位面积发热量、火线强度和火焰长度；使用R语言进行主成分分析，根据贡献率探讨林分因子、立地因子和可燃物因子对火行为的潜在影响。  结果  侧柏林、刺槐林和油松林的可燃物总载量分别为15.35、17.59、15.28 t/hm2，其中易燃可燃物载量（即上层枯叶、易燃草本、1 时滞可燃物）分别是4.55、4.41、6.18 t/hm2，分别占林分总可燃物载量的29.6%、25.1%、40.4%。防火期内门头沟区的平均风速为2.2 m/s（7.9 km/h），地表火蔓延速度油松林 > 侧柏林 > 刺槐林，速度分别达11.5、11.1、8.0 m/min。单位面积发热量油松林 > 侧柏林 > 刺槐林，分别为23 091、21 155、18 413 kJ/m2；火强度油松林 > 侧柏林 > 刺槐林，分别为4 426、3 882、2 468 kW/m；油松林火焰高度变化范围分别是0.89 ~ 3.40 m、1.34 ~ 2.91 m、1.78 ~ 3.88 m，同等条件下火焰高度油松林 > 侧柏林 > 刺槐林；8级大风天气下（风速17.9 m/s，64.4 km/h），地表火行为的模拟结果会略有改变，侧柏林的火蔓延速度更快、火强度更高，油松林、刺槐林次之。根据主成分分析的因子贡献度，分别得出影响3种林分火行为的主成分，侧柏林、刺槐林与油松林的第1与第2主成分分别为可燃物构成（可燃物载量及影响其分布的地形因素）与林分因子、可燃物构成与可燃物含水率、林分因子与可燃物含水率。  结论  （1）易燃可燃物载量是影响林分火行为的关键因子。（2）可燃物含水率对火行为指标的数值起决定作用，可燃物含水率的临界值影响林火发生类型。可燃物湿润时无论风速大小，林地难以起火；可燃物干燥时处于易燃状态，大风天气时容易发生蔓延快、强度高的地表火。（3）可燃物连续性是决定地表火发展成为树冠火的关键因素，火焰高度大于第一活/死枝下高，极有可能从地表火发展成为树冠火，扑救难度极大。建议需定期修枝割灌，清理林下可燃物，降低火险。      

计划烧除对云南松林土壤抗蚀和抗冲性的影响

【目的】计划烧除是森林预防火灾的重要措施之一。探究计划烧除对云南松Pinus yunnanensis林地土壤抗蚀性和抗冲性的影响,为森林的可持续经营以及优化林区计划烧除作业提供可靠的科学依据。【方法】以滇中高原云南松林计划烧除样地为研究对象,通过野外调查取样与室内实验分析相结合的方法,系统研究了计划烧除对云南松林土壤抗蚀性和抗冲性的影响。【结果】(1)周期性计划烧除后,土壤0～40 cm土层中粒径>2.00 mm的机械稳定性团聚体含量增加,粒径>2.00 mm的水稳性团聚体含量减少,水稳性团聚体平均质量直径和平均几何直径减小,土壤团聚体结构破坏率增大,抗蚀指数减小,40～60 cm土层中土壤抗蚀性指标无明显变化。(2)计划烧除后地表凋落物蓄积量减小,凋落物持水性能与拦蓄能力减弱,植物根系被烧毁。周期性计划烧除后凋落物和根系减少是林地内土壤抗冲系数减小的主要原因。【结论】计划烧除使土壤表层抗水蚀能力下降。随着土层深度增加,计划烧除对土壤抗蚀性的影响逐渐减小,火烧后地表凋落物和植被根系减少,抗冲性能减弱。图1表6参37     

北京西山典型人工林分枯落物层生态水文效应

  目的  为定量评价北京西山森林枯落物层的生态水文效应,从枯落物储量、厚度、持水能力、截留能力等方面量化枯落物层的生态水文过程。  方法  于2020—2021年,选择海拔、坡度、坡向、坡位、林龄、密度等均大致接近的4种典型人工林分（油松、栓皮栎、侧柏、元宝枫）为研究对象。通过野外样地实测以及室内浸泡试验、室内人工模拟降雨试验分析各类型枯落物层的结构及生态水文特征,实现典型人工林分枯落物层生态水文效应的量化表达。  结果  （1）枯落物层储量范围为2.12 ~ 8.27 t/hm2,厚度范围为2.09 ~ 8.69 cm,均表现为栓皮栎枯落物最大,侧柏枯落物最小。（2）各类型枯落物不分层总最大持水量为栓皮栎（21.20 t/hm2）,元宝枫（17.30 t/hm2）,油松（5.32 t/hm2）,侧柏（3.88 t/hm2）。针阔叶枯落物最大持水能力不同且差异显著（P < 0.05）。（3）针叶枯落物最大截留量均值为2.43 mm,阔叶枯落物最大截留量均值为3.25 mm;针叶枯落物最小截留量均值为2.26 mm,阔叶枯落物最小截留量均值为2.99 mm。各类型枯落物层最大截留量和最小截留量均随降雨强度增加而增加,但针阔叶枯落物之间截留能力存在显著差异（P < 0.05）。（4）随着降雨强度的逐步增大,各类型枯落物1 h持水量在相应的最大截留量和最小截留量中所占的比例均逐步减小。  结论  北京西山4种典型人工林分中,栓皮栎林下枯落物层截留能力最大,侧柏最小,阔叶林整体要大于针叶林。因此建议研究区合理优化树种组成和林分结构配置,兼顾防治土壤侵蚀和林分湿润,减少无效蒸腾,从而实现生态水文功能的整体提高。      

岩溶区林分生长与影响因子的关系

  目的  通过研究南水北调源头渠首岩溶区不同林分生长及其影响的主导因子，为科学指导岩溶区植被恢复、林地管理与林分改造提供依据。  方法  以南水北调水源地中线渠首所在地淅川县岩溶区为研究对象，基于结构方程模型构建乔木层生物量与基岩裸露度、土壤厚度、树种多样性以及林分密度的模型，进行关系耦合。  结果  基岩裸露度与林分密度为正相关关系(P＜0.01)，与树种多样性为极显著正相关关系(P＜0.01)，与建群种生物量为极显著负相关关系(P＜0.01)。基岩裸露度对林分密度的直接影响系数为0.198，对树种多样性的直接影响系数为0.519，对建群种生物量的总影响系数、直接影响系数及间接影响系数分别为?0.659、?0.722和0.063，对林分生物量的间接影响系数为?0.604。土壤厚度与建群种生物量呈显著正相关关系(P＜0.05)，与树种多样性、林分密度与建群种生物量为正相关关系。土壤厚度对建群种生物量的直接影响系数为0.258，对林分总生物量的间接影响系数为0.262；树种多样性对建群种的直接影响系数为0.084，对林分总生物量的总影响系数、直接影响系数及间接影响系数分别为0.211、0.126和0.085；林分密度对建群种的直接影响系数为0.096，对林分总生物量的间接影响系数为0.098。建群种生物量与林分总生物量为显著正相关关系(P＜0.01)，建群种生物量对林分总生物量的总影响系数为1.014。  结论  基岩裸露度、土壤厚度、树种多样性及林分密度与建群种生物量、林分总生物量之间存在着复杂的关系，在岩溶区降低基岩裸露度、增加土壤厚度(即提升立地条件)能够改善林分结构增加建群种和全林分的生物量。生物量与立地条件、树种多样性和林分密度呈正相关，提升立地条件、抚育改变林分结构能够促进个体生长，增加生物量的积累，改善岩溶区的生态环境。图1表3参34     

生长季刺槐树干液流昼夜变化特征及其对气象因子的响应

  目的  研究刺槐Robinia pseudoacacia生长季树干液流昼夜变化规律,探究气象因子对刺槐蒸腾的影响,为估算林木耗水和林分水资源管理提供理论依据。  方法  在山西省吉县蔡家川流域刺槐样地选择8株样树,于2021年5—9月采用热扩散探针(TDP)对样树树干液流进行连续观测,并同步监测太阳辐射、气温、土壤温度、风速、相对湿度等气象因子,并采用随机森林与逐步线性回归法分析气象因子对树干液流的影响。  结果  ①生长季各月昼间树干液流速率从小到大依次为9月、5月、6月、8月、7月,昼间树干液流速率对整日树干液流速率的贡献率为88%~93%;夜间树干液流速率从小到大依为9月、5月、8月、7月、6月,夜间树干液流速率对整日液流速率的贡献率为7%~12%。②影响昼间树干液流速率的主导气象因子在各月基本一致,主要为太阳辐射和气温;影响夜间液流速率的主导气象因子在各月存在差异,5、6月主要为土壤温度、水汽压亏缺,7月主要为气温,8月主要为水汽压亏缺、相对湿度,9月主要为风速与水汽压亏缺。③采用随机森林回归法构建的各月昼夜树干液流速率模型拟合度优于逐步回归法。  结论  昼夜树干液流速率在各月存在明显差异,夜间树干液流对刺槐耗水的影响不可忽视,气象因子对昼夜树干液流速率的影响程度不同,在根据气象因子模拟树木蒸腾耗水时应该区分昼间和夜间。图3表6参24