大兴安岭低质林补植改造对土壤肥力的影响

以大兴安岭阔叶混交低质林补植改造2 a后土壤肥力为研究对象,采用主成分分析法建立补植改造后土壤肥力指标的评价体系,计算土壤肥力的综合得分。结果表明:不同样地补植改造后土壤肥力的综合得分由大到小为BZ5(0.895)、BZ4(0.823)、BZ3(0.144)、BZ2(-0.336)、BZ1(-0.426)、CK(-0.536)、BZ6(-0.565)。其中BZ5样地的综合得分最高,表明补植密度为800株·hm~(-2)的改造样地最有利于土壤肥力的积累,适宜大兴安岭阔叶混交低质林的改造。各样地的综合得分先是随着补植密度的增大而升高,当补植密度大于800株·hm~(-2)后,样地土壤肥力不佳。     

补植改造对大兴安岭白桦低质林土壤养分的影响

对大兴安岭林区新林林业局白桦低质林进行不同密度的补植改造,采用灰色关联分析法和变异系数法对各补植改造样地的土壤养分进行分析。结果表明:7个补植样地的灰色关联值,从大到小依次为BZ5(0.886)、BZ6(0.794)、BZ4(0.681)、BZ3(0.651)、BZ2(0.582)、BZ1(0.577)、CK(0.547)。与对照样地相比,补植改造后各样地的土壤养分均有不同程度的提高,且随着补植密度的增大,土壤养分先增大后减小,其中BZ5样地的灰色关联度最高,表明补植密度为900株·hm~(-2)的改造方式最有利于土壤养分的积累,适宜大兴安岭白桦低质林的补植改造。     

大兴安岭低质落叶松林补植改造后土壤肥力的综合评价

以大兴安岭林区新林林业局低质落叶松林为研究对象,对其进行不同密度的补植改造,采用灰色关联分析法对各补植改造样地的土壤肥力进行研究。结果表明:到各补植样地的灰色关联度从大到小的顺序是BZ5(0.726)、BZ4(0.671)、BZ3(0.667)、BZ2(0.580)、BZ6(0.570)、BZ1(0.503)、CK(0.472)。与对照样地相比,补植改造后各样地的土壤肥力均有不同程度的提高,说明补植改造对试验样地的土壤肥力均有改善作用;且随着补植密度的增大,土壤肥力的各项指标呈现先增大后减小的趋势,说明补植密度并非越大越好,其中BZ5样地的灰色关联度最高,表明补植密度为700株·hm-2的改造方式最有利于土壤肥力的积累,适宜大兴安岭低质落叶松林的补植改造。     

大兴安岭不同类型低质林改造效果的综合评价

在大兴安岭林区选取针阔混交林、蒙古栎林(Xylosma racemosuz)、白桦林(Betula platyphylla)、山杨林(Populus davidiana Dode)、阔叶混交林5种不同类型低质林作为改造试验区,建立涵盖枯落物持水性能、植被生物多样性、土壤物理化学性质、土壤碳通量、更新苗木生长状况等38项指标的综合评价指标体系,运用主成分分析法对不同类型低质林的改造效果进行综合评价。结果表明:不同类型低质林的改造效果,综合得分从大到小依次为针阔混交林、蒙古栎林、阔叶混交林、白桦林、山杨林,不同类型低质林改造后,针阔混交低质林的改造效果最好。     

大兴安岭白桦低质林补植改造后枯落物水文效应变化

以大兴安岭地区新林林业局白桦低质林为研究对象,对白桦低质林进行不同密度的补植改造,采用灰色关联分析法和变异系数法建立综合评价体系,评价的指标为各补植样地的未分解层和半分解层枯落物自然持水率、最大持水率、最大持水量、总最大持水量、有效拦蓄量、总有效拦蓄量、蓄积量、总蓄积量。结果表明:不同密度补植样地的枯落物吸水速率随浸泡时间的增加呈幂指数关系下降,持水量随浸泡时间的增加呈对数函数上升,灰色关联值大小依次为:BZ_4(0.807)、BZ_5(0.666)、BZ_6(0.642)、BZ_3(0.548)、BZ_2(0.513)、BZ_1(0.480)、CK(0.421),说明补植密度为800株·hm~(-2)时,大兴安岭新林林业局白桦低质林的水源涵养能力最佳。     

应用主成分分析对土壤肥力的评价

以大兴安岭蒙古栎(Quercus mongolica var. mongolica)低质林为研究对象,采用主成分分析法建立不同改造模式下土壤肥力的评价体系,计算各改造样地的综合得分。结果表明:蒙古栎低质林诱导改造后,土壤肥力综合得分最高的是10 m×10 m(G_2),根据评价结果可知林窗改造优于带状改造模式。     

大兴安岭低质山杨林改造效果的综合评价

以大兴安岭山杨(Populus davidiana)低质林为研究对象,通过带状改造,3种改造带宽分别为10(改造带S1、S2、S3)、20(改造带S4、S5、S6)、30 m(改造带S7、S8、S9),将每条改造带分成4段,分别种植西伯利亚红松(Pinus sibirica)、樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica Litv.)、兴安落叶松(Larix gmelinii)、红皮云杉(Picea koraiensis Nakai);运用主成分分析法,选取林下枯落物持水性能、土壤理化性质、生物多样性、冠层结构、光合作用、更新苗木生长等38项指标,建立低质山杨林不同模式改造效果的综合评价体系,对各个样地不同模式改造效果进行综合评价。结果表明:不同模式改造效果综合得分,由高到低依次为S2、S3、S6、S4、S8、S1、S7、对照样地、S5、S9,S2样地的综合得分最高,筛选出10 m改造带中20 m保留带的改造模式效果最好。     

大兴安岭山杨低质林改造对枯落物持水性能的影响1）

以大兴安岭山杨低质林带状改造后枯落物持水性能为研究对象,应用主成分分析法建立不同模式改造后山杨低质林枯落物持水性能的综合评价指标体系,对各个样地改造后的持水性能进行综合分析。结果表明：不同样地的枯落物持水量、吸水速率与浸泡时间之间分别满足对数关系和乘幂关系。不同改造模式下,枯落物持水性能综合得分从大到小依次为S2、S5、S6、S7、对照样地、S8、S3、S1、S9、S4,其中S2样地的综合得分最高,表明10 m改造带中20 m保留带的改造模式下枯落物持水性能最佳。     

大兴安岭山杨低质林改造对枯落物持水性能的影响

以大兴安岭山杨低质林带状改造后枯落物持水性能为研究对象,应用主成分分析法建立不同模式改造后山杨低质林枯落物持水性能的综合评价指标体系,对各个样地改造后的持水性能进行综合分析。结果表明:不同样地的枯落物持水量、吸水速率与浸泡时间之间分别满足对数关系和乘幂关系。不同改造模式下,枯落物持水性能综合得分从大到小依次为S_2、S_5、S_6、S_7、对照样地、S_8、S_3、S_1、S_9、S_4,其中S_2样地的综合得分最高,表明10 m改造带中20 m保留带的改造模式下枯落物持水性能最佳。     

大兴安岭不同类型低质林土壤和枯落物的水文性能

以大兴安岭地区阔叶混交低质林、蒙古栎低质林、白桦低质林为研究对象,运用描述性统计和差异性分析对其土壤层和枯落物层的水文效应进行比较分析,以期对低质林水源涵养功能深入了解。结果表明:3种类型的土壤含水率、土壤密度、土壤毛管孔隙度范围分别为0.86%~0.90%、0.41~0.53 g·cm-3、60.17%~68.16%,各类型间差异不显著。蒙古栎低质林土壤密度最低,毛管孔隙度和总孔隙度最高。3种类型的枯落物总蓄积量范围为8.87~15.18 t·hm~(-2),枯落物总蓄积量由大到小表现为阔叶混交低质林、蒙古栎低质林、白桦低质林,各类型间差异显著。3种类型低质林的自然持水率、最大持水率、有效拦蓄率范围分别为13.26%~19.53%、248.95%~401.97%、192.07%~323.88%,蒙古栎低质林最大持水率和有效拦蓄率高于其他2种类型,各类型间差异不显著。枯落物最大持水量、有效拦蓄量范围分别为11.4~28.15、9.00~22.26 t·hm~(-2),其中白桦低质林的均低于其他2种类型,各类型间差异显著。综合分析表明:蒙古栎低质林土壤水文效应优于其余2种类型,白桦低质林枯落物水文性能明显低于阔叶混交低质林和蒙古栎低质林。     

不同改造方式对大兴安岭3种类型低质林生物多样性的影响

在大兴安岭林区,通过带状改造和块状改造方式分别对阔叶低质林、柞树低质林和白桦低质林进行改造,分析不同改造方式对3种不同类型低质林生物多样性的影响。结果表明:阔叶低质林经带状和块状改造后,各试验区中生物多样性较高的是S3>G4>S2>G3>G5;柞树低质林经改造后,各试验区中生物多样性较高的是S3>S2>G5>G4>S4;白桦低质林经带状和块状改造后,各试验区中生物多样性较高的是G4>S3>G3>G5>G6;综合3个试验区生物多样性恢复效果,带状改造试验区生物多样性高于块状改造试验区;带状试验区以10、14 m带宽进行改造,块状试验区以225～625 m2进行改造,试验区生物多样性较高。     

大兴安岭林区低质林成因及改造方式

通过分析大兴安岭林区低质林的成因及自然立地条件提出4种改造方式;并阐述低质林改造效果的评价指标,为大兴安岭林区的低质林改造和森林资源可持续经营提供理论依据和操作方法。     

诱导改造对大兴安岭低质山杨林土壤肥力的影响1）

通过对大兴安岭低质山杨林带状改造,并分别种植云杉、樟子松、西伯利亚红松、落叶松,分析土壤肥力指标的变化,利用灰色关联分析法对其进行综合评价。结果表明：与对照样地相比,诱导改造后土壤毛管持水量和毛管孔隙度有不同程度的升高,土壤密度有不同程度的降低。土壤中pH值略有上升;土壤中全氮质量分数均升高（落叶松林升高94．09％,西伯利亚红松林升高67．24％,云杉林升高50．74％,樟子松林升高41．87％）;土壤中全磷质量分数均降低（云杉林降低20．90％,落叶松林降低19．10％,樟子松林降低14．63％,西伯利亚红松林降低10．15％）。土壤中有机质质量分数、全氮质量分数、碳通量具有显著性正相关（ P＜0．05）。樟子松林诱导改造后,土壤密度、毛管持水量、毛管孔隙度、pH值、全钾质量分数、碳通量的变异系数最大,说明带状诱导改造对樟子松林土壤肥力的影响显著。应用灰色关联度法分析诱导改造后的林地土壤肥力的各个指标,结果表明：诱导改造后,所有林地土壤肥力均有改善作用。樟子松林诱导改造后关联度最高（0．828）,说明樟子松林诱导改造效果最佳。     

不同改造方式对大兴安岭低质林土壤理化性质及重金属影响

对大兴安岭低质林进行带状和块状改造,分析不同方式改造后土壤理化性质及重金属的变化。结果表明:改造样地的土壤密度低于对照样地,而土壤含水率高于对照样地,土壤孔隙度也有所提高,林地土壤的物理性质得到了改善。各改造样地土壤pH值升高,土壤有机质质量分数在带宽较宽及面积较大的改造样地中更高;带状改造样地和中等采伐面积样地(225～400 m2)土壤全N质量分数高于对照样地;改造样地的土壤全P、全K以及水解N质量分数并没有得到改善;带状改造样地土壤有效P质量分数升高,块状改造样地土壤有效P质量分数下降;改造样地土壤速效K质量分数高于对照样地。样地S1、G4、G5土壤Cd质量分数高于对照样地,且与对照样地差异显著(P<0.05);各样地土壤Cu质量分数与对照样地差异不显著(P>0.05);各带状改造样地之间土壤Pb质量分数差异显著(P<0.05),样地S3土壤Pb质量分数最高。土壤Cd与Pb质量分数之间呈极显著正相关,土壤3种重金属质量分数与土壤总孔隙度正相关,与土壤有机质及水解N质量分数负相关。     

抚育间伐对小兴安岭天然针阔混交次生林生境的影响

以小兴安岭地区天然针阔混交次生林为研究对象,进行不同间伐强度、不同间伐带宽的抚育改造,选取各样地土壤因子、枯落物持水因子、物种多样性因子和冠层结构因子共38项评价指标进行分析。运用主客观赋权的方法确定指标权重,采用层次分析法确定主观权重,熵权法确定客观权重,最小信息熵法确定组合权重,最后对生境因子进行单独评价以及综合评价。结果表明:运用组合权重法得到各生境因子的权重大小,按重要性排序为土壤化学性质(0.370),枯落物持水性能(0.231),冠层结构(0.166),物种多样性(0.129),土壤物理性质(0.104)。不同抚育间伐强度和间伐带宽对各改造样地生境因子的影响程度不同。在间伐强度为15%、间伐带宽为10 m时枯落物持水性能最好,综合评价值为3.510;在间伐强度为20%、间伐带宽为18 m时土壤化学性质、冠层结构最佳,综合评价值分别为2.796、0.953;在间伐强度为30%的情况下,间伐带宽为10 m时群落物种多样性程度最优,综合评价值为1.820,带宽为18 m时土壤的物理性质优于其他样地,综合评价值为7.943。通过综合评价得出小兴安岭天然针阔混交次生林在抚育间伐强度为20%,间伐带宽为18 m时的森林生境最佳。从整体来看,抚育间伐大大改善了森林生境条件,为林内生物提供了良好的生存环境,此研究为天然次生林生态经营提供了很好的理论依据。