水热条件及坡向对长白山区蒙古栎林土壤呼吸的影响

在蒙古栎林地阳坡和阴坡各设置3块样地(20 m×30 m),每个样地随机布置土壤聚氯乙烯(PVC)环9个(上、中、下每个坡位各3个,环高5.0 cm、内径19.5 cm)。应用LGR便携式温室气体分析仪(915-0011,USA)配备土壤呼吸气室(PS3000,China)测定土壤呼吸速率,利用仪器自带温湿度探头就近同步测量土壤环周围5 cm深度土壤温度和体积含水量。测量自2017年4月12日—10月28日,每次测量时间间隔7 d。试验样地外500 m处设置自动气象站(CR1000,USA),用于自动测定空气和土壤温度和土壤体积含水量,净辐射、光合有效辐射和降水等环境因子。分析了2个坡向蒙古栎林土壤呼吸速率的差异,并探索水热因子对不同坡向蒙古栎林土壤呼吸及其月通量的影响。结果表明：在研究时段内,阳坡土壤温度显著高于阴坡(P<0.05),阳坡土壤体积含水量和土壤呼吸速率均显著低于阴坡(P<0.05)。日尺度上,土壤呼吸速率与土壤温度呈指数函数关系(P<0.01),但阴坡二者之间的关系更加显著,阴坡土壤呼吸温度敏感系数大于阳坡;阳坡土壤呼吸速率与土壤体积含水量呈线性关系(...     

塞罕坝华北落叶松人工林生产力对坡向的响应

以9块华北落叶松人工林标准地及9株解析木为研究对象,通过对不同坡向条件下(曼甸、阳坡、阴坡)华北落叶松人工林生长、生物量及生产力进行研究,结果表明,华北落叶松具有较好的适应性,在3种立地中曼甸上华北落叶松的胸径生长较大,树高差异不明显;同一林龄条件下,曼甸林分的生物量较阳坡、阴坡的大;各组分的含碳量以曼甸的最大,阴坡、阳坡差别较小;曼甸的生产力阳坡阴坡。     

立地条件对方竹生产力的影响

分析了不同坡向、坡位、海拔高度、土层厚度对方竹生产力的影响。研究结果表明:不同坡向所生长的方竹的竹笋平均产量、平均地径和竹高均有一定的差异,均表现为阴坡>半阴坡>阳坡,表明同等条件下生长在阴坡和半阴坡方竹的生产力强于生长在阳坡的方竹;不同坡位对方竹生产力的影响结果表明上坡不适宜种植方竹;不同海拔高度对方竹的生产力指标影响也是极显著的,方差分析表明较适宜的生长范围是400～600m,因此,将方竹栽植在丘陵山地的山脚、缓坡上较为理想。另外,方竹较适宜生长的土层厚度是20～40m。     

陕北黄土丘陵沟壑区人工刺槐林土壤养分背景和生产力关系研究

通过对陕北黄土丘陵沟壑区半阴坡、半阳坡、阳坡11龄人工刺槐林土壤有机质、全氮、有效氮、速效磷、速效钾含量、土壤含水量和刺槐的株高、冠幅、胸径、新枝进行测定分析,结果表明:(1)该区土壤肥力水平偏低,有效养分缺乏。(2)整个生长季内,三个立地条件的土壤养分含量是:生长初期>生长中期>生长末期,说明林地自肥能力弱,地力在逐渐的衰退;(3)不同立地类型之间,土壤养分含量差异不显著,三个立地条件下的人工刺槐林土壤含水量差异显著,而三个立地条件下的刺槐生长量却有差异,因此认为,引起刺槐林生产力差异的主要原因是土壤含水量,土壤养分的缺乏,更加恶化了刺槐的生长条件。要想彻底改变刺槐生长“小老树”的局面,必须从根本上改变人工刺槐林的水肥条件;(4)三个立地条件之间,刺槐的生长量、土壤养分含量和土壤含水量大小均为:半阴坡>半阳坡>阳坡,所以,在建造人工刺槐林时,在半阴坡、半阳坡、阳坡三个立地类型之中,宜选择在立地条件好的半阴坡进行。基于上述分析,在陕北黄土丘陵沟壑区进行林草植被建设时,必须慎重考虑不同立地条件下的土壤水分生态环境和土壤养分背景。     

不同坡向对西南桦造林的影响

[目的]研究坡向对西南桦人工林造林的影响。[方法]在造林试验地内海拔约450、550和600m处的阳坡、半阳坡、阴坡和半阴坡设置调查样地,重复3次,进行西南桦人工造林试验以评价坡向对西南桦生长的影响。[结果]坡向对西南桦高、径、材积生长均有显著影响。不同坡向平均树高从高到低排序为阴坡、半阴坡、半阳坡、阳坡,平均树高阴坡比阳坡高7．9％;不同坡向平均胸径从高到低排序为阴坡、半阴坡与半阳坡、阳坡,平均胸径阴坡比阳坡大11．1％;不同坡向平均单株材积从高到低排序为阴坡、半阴坡、半阳坡、阳坡,平均单株材积阴坡比阳坡多33．0％。[结论]坡向对西南桦的生长影响显著,阴坡西南桦的生长状况优于阳坡。     

关帝山不同海拔和坡向土壤水分入渗特征

于2019年8月份,在山西省交城县关帝山国家森林公园设置3个海拔梯度(1 800、2 000、2 200 m),各海拔梯度分为半阴坡、半阳坡2个坡向,根据不同海拔梯度和不同坡向共设置6个大样地(100 m×100 m),每个大样地各布设3个20 m×20 m的标准样方。在各样方内随机选取3个样点,根据土壤发生层次采用环刀对淋溶层(0～0.2 m左右,含腐殖质层)和淀积层(0.2～0.4 m左右)土壤进行分层采集土样。采用环刀法和土壤物理性质分析方法,测定土壤密度、土壤含水量、饱和持水量、毛管持水量、土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和土壤入渗速率;采用单因素方差分析法、最小显著差异比较法、皮尔逊(Pearson)相关性分析法,分析森林土壤基本物理性质、水分蓄持和渗透性能、不同海拔和坡向土壤水分入渗特征。结果表明：(1)不同海拔和坡向对森林土壤淋溶层的影响大于淀积层;土壤密度在0.90～1.22 g·cm^-3之间,淋溶层土壤密度最大值出现在海拔1 800 m半阴坡(1.20 g·cm^-3),且不同土层间土壤密度存在极显著差异(P<0....     

宝天曼国家级自然保护区木本植物多样性及土壤养分的海拔梯度格局

为了探究宝天曼国家级自然保护区内不同海拔梯度对木本植物多样性及土壤养分的影响，采用野外调查、样品采集和统计分析相结合的方法，揭示该保护区海拔1 000～1 700 m山地的木本植物多样性和土壤养分的垂直分布格局。沿海拔梯度每隔100 m设置3个样方(20 m×20 m),8个海拔高度共设置24个样方，调查样方内所有木本植物的物种名称、胸径(D_BH≥1 cm)、树高、坐标等，并对每个样地的土壤进行采样。计算不同样地木本植物的Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度，以及各样地之间的Cody指数，测定土壤全氮、有机质、速效钾、速效磷质量分数等土壤指标。采用单因素方差分析法、皮尔逊(Pearson)相关性分析法以及冗余分析(RDA)法分析pH、速效磷、速效钾、全氮、有机质和海拔等因素与物种多样性之间的相关性。结果表明：(1)Simpson多样性指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数沿海拔梯度呈现下降趋势，且均在海拔1 300～1 400 m范围内出现波动，Cody指数在1 400 m海拔和1 000 m处达到峰值；...     

小兴安岭天然白桦林生态系统碳储量

采用相对生长方程与碳/氮分析测定法,测定小兴安岭天然白桦林在7个立地类型(阳坡上、中、下部和阴坡上、中、下部及谷地)的生态系统碳储量(植被和土壤)、净初级生产力与年净固碳量,揭示立地类型对白桦林碳汇功能的影响规律。结果表明:1)小兴安岭白桦林植被碳储量((49.39±3.09)~(89.20±10.17)t/hm2)在谷地、阳坡下部和阴坡上、中部4个立地类型显著高于阳坡上、中部及阴坡下部3个立地类型(38.2%~80.6%,P＜0.05)。2)其土壤有机碳储量((147.30±21.39)~(273.67±22.67)t/hm2)在阴坡上、中部和谷地最高,显著高于阳坡上、中部和阴坡下部(27.9%~85.8%,P＜0.05),阳坡下部居中,仅显著高于阴坡下部(53.3%,P＜0.05),阳坡上、中部和阴坡下部相对较低。3)其生态系统碳储量((207.88±16.07)~(357.85±20.80)t/hm2)在谷地、阳坡下部和阴坡上、中部4个立地类型显著高于阳坡上、中部和阴坡下部3个立地类型(33.2%~72.1%,P＜0.05)。4)其植被净初级生产力((5.80±0.26)~(8.87±1.17 )t/(hm2·a))在阳坡下部和阴坡上、中部3个立地类型相对较高,显著高于阴坡下部(31.2%~52.9%,P＜0.05),阳坡上、中部与谷地3个立地类型居中,高于阴坡下部(15.5%~26.4%,P＞0.05),阴坡下部最低。5)其年净固碳量((2.76±0.10)~(4.15±0.32)t/(hm2·a))在阳坡下部和阴坡上、中部3个立地类型相对较高,显著高于阴坡下部(27.9%~50.4%,P＜0.05),阳坡上、中部与谷地3个立地类型居中,高于阴坡下部(12.3%~23.9%,P＞0.05),阴坡下部最低。因其植被年净固碳量低于我国陆地植被平均固碳量(15.3%~43.7%),故小兴安岭天然白桦林属于碳汇功能相对较低的森林类型。      

昆嵛山赤松林不同林型结构特征与生产力的研究

根据立地主导因子（坡向、坡位、土层厚度）与混交状况,对山东昆嵛山赤松林划分林型,将其归纳为4个林型组（山脊阳坡薄土赤松林,阳坡中土厚土赤松林,阴坡中土厚土赤松林,阴坡阳坡中厚土松阔混交林）。并对不同林型的群落结构与林分生产力进行了研究。结果表明:赤松纯林面积较大,林龄多为30～50年生的中龄林、同龄林,混交树种多为栎类（麻栎、栓皮栎等）。林下灌木层与草本层发育较好,样地中常见约20个灌木种,近40种草本。林木与林分生产力较低,立地较好的中龄林林分蓄积量约30～50 m3/hm2,平均材积生长量1～2 m3/hm2;松阔混交林蓄积量超过90 m3/hm2,年均材积生长量达2～3 m3/hm2。      

米拉山高寒草甸阴阳坡土壤物理性质垂直地带性

开展米拉山高寒草甸土壤物理性质变化情况研究,为青藏高原水土保持工作提供数据支持,为保护青藏高原水土资源与生态环境提供可靠依据。本研究于米拉山山口阴坡阳坡两侧,海拔4 500～5 100 m的区域,海拔间隔为100 m,各海拔梯度中阳坡、阴坡位置设置大小为20 m×20 m样地1块,在每个样地中采用五点取样法取土壤样品,每个样方中按照0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm三个土层进行原状土及铝盒土取样,通过实验对所选取样地内不同深度土壤物理性质进行分析。结果表明：(1)除阴坡在海拔高度4 600 m、4 900 m,阳坡在海拔4 700 m、5 000 m外,土壤容重随土层深度增加而增大;两个坡向的总孔隙度、毛管孔隙度总体随土层深度增加而减小;非毛管孔隙度随土层变化无明显规律;土壤含水量、饱和含水量、毛管持水率均随土层深度增加而减小。(2)不同海拔梯度,阴坡和阳坡的土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和土壤通气性变化范围分别为:0.47～1.14g/cm³、0.58～1.04g/cm3;59.98%～86.14%、58.45%～84.40%;57...     

IBIS模拟集水区尺度的东北东部森林净初级生产力

为使IBIS(integrated biosphere simulator)模型更好地体现碳循环过程的空间异质性,引入GIS技术,改进了IBIS模型的土壤水分再分配和地表太阳辐射计算模块,增加了地形分析模块。在气象、地形、植被和土壤等数据的支持下,利用改进后的模型估算了2004年张家沟集水区森林净初级生产力(NPP),分析了森林NPP空间分布格局及其随地形因素的变化。结果表明:改进后的IBIS模型适用于东北东部集水区森林NPP的模拟估算;研究区2004年森林NPP在空间上大体呈现为东北和西北2区域高,逐渐向中心沟谷地区减少;森林NPP年平均值为375 g/(m2·a),NPP年总量为541.72 t/a;各植被类型中,杨桦林的年平均NPP最高(405 g/(m2·a)),杂木林最低(336 g/(m2·a));从地形因素看,海拔高度和坡度对森林NPP影响不大,而坡向对森林NPP影响最明显,阳坡的森林NPP较阴坡高41%。     

土壤养分因子对蒙古栎林优势木生长的影响

为研究土壤因子对优势木生长的影响,以60块蒙古栎林样地为研究对象,运用6种曲线模型和多元线性回归的方法建立了以表层土壤养分因子为自变量,以样地内优势木树高、胸径、材积为因变量的优势木生长模型。结果表明,优势木平均胸径和树高间相关关系不显著,而与土壤因子中的p H值、有效磷、全钾质量分数显著相关,并得到优势木平均胸径与土壤因子的3个曲线方程。运用多元逐步回归方法,仅土壤有效磷质量分数进入模型。综合曲线模型和线性回归模型发现,胸径生长与土壤养分质量分数相关关系呈现分段趋势;当胸径大于27cm时,土壤有效磷对胸径的影响明显减小。     

城市蒙古栎人工林对降雨中金属元素迁移的影响

在位于哈尔滨市区的东北林业大学城市林业示范基地蒙古栎(Quercus mongolica)人工林中心区域设置10 m×10 m观测样地，于2015年5—10月份的树木生长季期间，在距离样地150 m处布设翻斗式雨量计(HOBO RG3-M)和3个自制雨量筒测定大气降雨量(作为对照)、在样地内十字交叉布设13个自制雨量筒测定样地穿透雨量、选取5株蒙古栎作为标准观测样木测定样地树干茎流量；将采集的大气降雨、穿透雨、树干茎流样品，使用0.45μm微孔滤膜过滤，经硝酸酸化处理后，应用火焰原子吸收分光光度计(Thermo Scientific ICE-3500,美国)测定样品中K、Ca、Na、Mg、Cu、Fe、Zn、Mn金属元素质量浓度；分析城市蒙古栎人工林伴随降雨分配过程中的金属元素变化特征和输入规律。结果表明：(1)大气降雨、林内穿透雨、树干茎流中，8种金属元素质量浓度各不相同，但均为树干茎流金属元素质量浓度大于穿透雨金属元素质量浓度；除K、Na元素外，其他6种金属元素的质量浓度，在降雨分配中由大到小依次为树干茎流、穿透雨、大气降雨，即降雨穿过冠层后，金属元素质量浓度增加。(2)生长季内8种...     

间伐强度对阴、阳坡栓皮栎林木生长及干形的影响

【目的】探索不同间伐强度对阴坡、阳坡栓皮栎林木生长及干形的影响,为栓皮栎林的合理抚育间伐和经营提供依据。【方法】以秦岭南坡商洛地区阴坡、阳坡生长的栓皮栎次生纯林为研究对象,设置不同间伐强度(弱度、中度、强度间伐分别保留郁闭度为0.8,0.7和0.6)和对照(未间伐)样地各3块,每块样地面积20m×20m,于抚育间伐7年后对不同间伐强度下林木的生长、干形进行调查比较。【结果】阴、阳坡两种生境条件下,栓皮栎胸径、冠幅、单株胸高断面积、单株材积现存量均与间伐强度成正相关关系,间伐7年后林分胸高断面积、蓄积均下降,间伐强度对树高的影响不显著;两种坡向的林木胸径、树高、冠幅年均生长率均表现为冠幅年均生长率胸径年均生长率树高年均生长率;间伐后,两种坡向的林木平均通直度均提高,阴、阳坡林木平均通直度分别在中度、弱度间伐时最高,高径比、活枝下高有所降低,而栓皮栎林平均分杈率出现先下降后升高的趋势,阴坡的平均分杈率小于阳坡。【结论】间伐强度对不同坡向栓皮栎林木生长、干形的影响存在差异,强度间伐(保留郁闭度0.6)对两种坡向林木生长的促进效果最好;弱度间伐(保留郁闭度0.8)较利于阳坡培育优质干形,而中度间伐(保留郁闭度0.7)较利于阴坡培育优质干形;对林分进行抚育间伐时,应考虑培育目标以及林木的生境条件,以便在更好地促进林木生长的同时获得更多的经济效益。     

北京市栎类植物空间分布及生长过程分析

为掌握北京市栎类植物的资源状况,结合北京市二类资源调查数据,在各区县典型栎林(蒙古栎林、栓皮栎林、槲栎林、槲树林)中进行67个标准地调查及261个年轮条分析。结果表明:北京市栎林主要以蒙古栎林和栓皮栎林为主,蒙古栎林主要分布在海拔1000m以上的阴坡和半阴坡,以怀柔区喇叭沟门乡、门头沟区清水乡、密云县云蒙山林场较为集中且生长良好,最大蓄积量为173.834m3hm2;栓皮栎林主要分布在海拔750m以下的阳坡和半阳坡,以平谷区分布最为广泛;槲栎林和槲树林则很少有成片出现。蒙古栎天然次生林、栓皮栎人工林、槲栎天然次生林和槲树人工林的胸径生长量一般在1～12年最快,数量成熟龄分别为60、45～48、51和42年之后。     

毛竹生产力与土壤营养元素的关系

实地调查我国14个竹产区毛竹林,测量样方内30株毛竹的胸径与竹高,并收集林下3份土壤样品,运用元素分析仪和波长色散型X射线荧光光谱仪测定土壤样本中营养元素含量,单因素方差分析各地区土壤元素含量的差异,用R软件中逐步回归的方法分别剔除对毛竹平均胸径与平均竹高影响较小的土壤元素变量,进而分析毛竹生产力与土壤营养元素含量的关系.结果发现:不同地区毛竹胸径范围较为分散,相对竹高范围较为集中;从以平均胸径为参考的生长级来看,14个竹产区毛竹生长级均属Ⅱ级(9.0 cm)及以上,说明这些地区毛竹林具有较高的生产潜力;各地区同一元素含量差异较大,波动较大;逐步回归分析表明,与毛竹生产力呈显著相关关系的营养元素为大量元素N,中微量元素Mg、B和Zn.     

石漠化封山育林区不同坡向群落空间结构与环境因子的关系

【目的】为了阐明不同坡向植物群落的空间结构,探究环境因子对其的影响。【方法】在区内阳坡与阴坡的代表性地段的植物群落为研究对象,利用角尺度、大小比数以及混交度等空间结构参数分析群落空间结构特征,然后将群落空间结构参数与样地环境因子进行冗余分析。【结果】阳坡与阴坡各层平均胸径、高度与冠幅之间灌木层差异最为显著(P<0.05);各层物种多样性和丰富度:阴坡>阳坡,且差异显著(P<0.05);林分聚集程度:阴坡>阳坡;阴坡径级结构呈倒J型,而阳坡径级结构呈偏正态分布;树种混交程度阴坡<阳坡。结合环境因子运用RDA对其结果进行分析,说明林木空间分布状态与太阳辐射呈负相关,大小比数与全氮呈负相关。【结论】阴坡光照受限导致种内聚集,种间竞争激烈,群落稳定性差,而阳坡土壤干燥致使氮元素循环受限,影响植物生长。因此,土壤含水率、氮元素含量和光照是石漠化封山育林区植被生长和发育的限制性因素。     

开垦天然草地种植冰草和小麦对草地生产力和土壤碳储量的影响

[目的]为更加合理地利用和管理草地,保证草地可持续发展提供理论指导。[方法]选取代表性品种多年生牧草冰草和一年生作物小麦研究开垦天然草地对草地地上净初级生产力ANPP和草地土壤碳储量的影响 选取2个植被组成和土壤类型均不同的样地进行ANPP和土壤碳储量的对比研究。[结果]结果表明：ANPP和0~2×109、0~12×109g/hm2土壤碳储量显著受到样地和种植处理的影响（P〈0.05）。开垦天然草地种植冰草13/12年后,ADRI和Onefour样地的ANPP降低,而种植小麦使ANPP增加。开垦天然草地种植冰草13/12年土壤碳储量和对照相比无显著变化而种植小麦使土壤碳储量显著降低。ADRI样地3个处理的ANPP和土壤碳储量均显著高于Onefour样地的ANPP和土壤碳储量（P〈0.05）。加拿大混合普列里草地类型上,草地ANPP和土壤碳储量呈线性正相关关系（P〈0.0001）。[结论]加拿大混合普列里草地类型上,开垦天然草地种植冰草和小麦13或12年后使草地生产力发生明显变化。     

华北落叶松蓄积量及生产力研究

以华北落叶松为研究对象,通过对林分每木调查研究了林龄、立地条件、初植密度、林分保留密度、整地方式等因素对华北落叶松人工林蓄积量的影响,分析了河北省塞罕坝地区华北落叶松人工林的生产力,并对河北、内蒙古、山西、陕西、宁夏5个省(区)的华北落叶松人工林生产力进行了综合比较。结果表明:1)华北落叶松人工林蓄积量随林龄增加而先增加后减小,39年生林分蓄积量最大为193.5 m3/hm2。2)曼甸、阴坡厚土、阳坡薄土3种立地条件下华北落叶松林分蓄积量为:曼甸(98.55~288.90 m3/hm2)阴坡厚土(59.10~263.10 m3/hm2)阳坡薄土(45.60~176.10 m3/hm2)。3)初植密度为4 995株/hm2的林分蓄积量(53.94 m3/hm2)显著高于初植密度3 330株/hm2(24.89 m3/hm2)。4)不同林分保留密度下,林分蓄积量随着林分保留密度的增大而增加,975株/hm2林分(98.68 m3/hm2)1 500株/hm2林分(122.37 m3/hm2)1 950株/hm2林分(128.51 m3/hm2)2 475株/hm2林分(137.57 m3/hm2)3 150株/hm2林分(138.02 m3/hm2)。5)机械、人工2种不同整地方式下林分蓄积量差异不显著(P0.01),机械整地的林分蓄积量为150.70 m3/hm2,略高于人工整地林分(150.68 m3/hm2)。6)塞罕坝地区华北落叶松林分生产力随着林龄的增加呈单峰曲线变化,以26~30年生林分的生产力最大,为5.72 m3/(hm2·a),11~15年生林分生产力最小,为3.22 m3/(hm2·a),45年以上林分为3.92 m3/(hm2·a)。7)不同地区华北落叶松林分生产力为:山西6.78~16.57 m3/(hm2·a)、河北6.13~9.74 m3/(hm2·a)、内蒙古5.20~9.90 m3/(hm2·a),3个地区显著大于陕西的2.41~4.59 m3/(hm2·a)及宁夏的1.83~3.92 m3/(hm2·a)。该研究明确了林分蓄积量对各影响因子的响应,展现了塞罕坝地区华北落叶松人工林生产力概况以及不同省(区)华北落叶松人工林生产力的差异,为华北落叶松的经营管理提供了有效的参考和借鉴。      

长白落叶松林生态系统净初级生产力对气候变化的响应

应用BIOME-BGC模型和样地调查数据,模拟并验证了吉林省汪清林业局长白落叶松林生态系统净初级生产力(NPP)在1980—2013年间的动态变化情况,分析了NPP对区域气候变化的响应以及在SRES A2和B2排放情景下长白落叶松林生态系统NPP的动态变化。结果表明:BIOME-BGC模型较好地模拟了样地NPP的动态变化,且模拟NPP与样地实测生产力的动态变化规律相似;在1980—2013年间,长白落叶松林生态系统NPP(以碳计算)均值为477.74 g/(m2·a),波动范围是286.60～566.27 g/(m2·a);研究区内长白落叶松林生态系统NPP与年降水量呈显著正相关;在未来A2和B2排放情景下,NPP对未来降水量增加的响应呈正向,对年均温度增加呈负相关,其中温度升高对NPP的负效应要大于降水量增加对NPP的正效应;此外,CO2浓度增加有利于长白落叶松林生态系统NPP的增加。