华北落叶松人工林碳汇功能的研究

以河北省木兰林管局14-59年生华北落叶松人工林为对象, 研究树木不同器官和林分不同组分水平的生物量与碳储量。结果表明, 华北落叶松树干碳储量在树木总储量中所占比重最大, 林地土壤和林木碳储量所占林分碳储量的比重最大。华北落叶松人工林林分碳密度为平均206.02 t·hm^-2;林木碳密度为27.58 t·hm^-2, 林地土壤碳密度为157.14 t·hm^-2。以林木蓄积量（M）为基础的林木生物量（W）与碳储量（C）的拟合方程为：W =10.210 1＋ 0.732 1M, C=5.188 4＋0.373 6M;以林龄（A）和优势木平均高（H）为基础的林地土壤碳密度（Soc）拟合方程为：Soc=-24.635 6-5.606 1A＋14.936 0H＋0.439 8AH。在此基础上计算得出, 木兰林管局华北落叶松人工林总碳储量约为571.43×10^4 t, 其中林木生物量约150.00×10^4 t、碳储量约为76.49×10^4 t, 土壤碳储量约435.85×10^4 t。     

内蒙古草原华北落叶松人工林生态特性研究

对内蒙古半干旱草原白音敖包林场华北落叶松人工林生态特性的研究结果表明,华北落叶松在内蒙古地区最适生于阴坡,适度抚育间伐可促进华北落叶松的生长;且其间伐开始期应为12~13年,尤其是幼龄林时进行弱度间伐(株树间伐强度为20%左右)效果最明显。华北落叶松与白桦或沙地云杉混交可促进华北落叶松生长,提高其景观价值。     

燕山山地华北落叶松人工林碳密度及分配特征

为了定量研究燕山山地不同林龄华北落叶松人工林的碳密度特征及其分配格局,为森林碳汇服务功能提升提供科学依据。以河北省木兰围场国有林场管理局新丰林场3种林龄(11,21,32a)华北落叶松人工林为研究对象,基于9块样地本底调查和27株标准木树干解析数据,采用标准木回归分析法、样方收获法、土壤剖面取样法和重铬酸钾—浓硫酸氧化外加热法等,获取不同林龄华北落叶松人工林的碳密度,分析了其特征及变化趋势。结果表明:不同林龄华北落叶松人工林生态系统总碳密度表现为32a(97.29t/hm~2)21a(90.56t/hm~2)11a(44.57t/hm~2),以土壤层和乔木层为主要碳库,二者之和所占比例高达52.59%~71.51%;随着年龄的增长乔木层碳积累能力逐步增强,11,21,32a华北落叶松人工林乔木层碳密度分别为14.27,38.57,42.37t/hm~2,且达到了显著性差异水平;3个林龄华北落叶松各器官的碳密度均表现为干枝根皮叶,各器官贡献率之间均达到了极显著性差异。其中,树干贡献率最大;随着林龄的增加,树干的碳密度分配比例增加,树枝、树叶、树皮的分配比例下降,而根系的分配比例相对稳定;林冠下层碳密度大小呈现出凋落物层草本层灌木层的规律,且随着林龄的增加而增加;0—60cm土壤层碳密度表现为随着土层的加深,碳密度逐步降低,表层有机碳含量最高,且随着林龄的增加而增加,不同林龄间存在显著性差异;选择胸径、树高两因素构建乔木层二元可加性碳密度预测模型效果较好。可见,华北落叶松人工林碳密度的变化主要受到其自身生长发育的影响。同时,也受到人工抚育产生的密度变化的影响。     

华北落叶松人工林短周期间伐与林分生产力的关系

为了研究短期间伐对华北落叶松人工林林分生长和生产力的影响,设置不同保留密度(450、600、750、900株/hm2)的间伐样地以及相应的对照样地,对间伐前后林分的树高、胸径、单株材积、蓄积量、生物量和生产力进行测量与计算。结果表明:不同保留密度下,各间伐样地胸径、树高和单株材积的生长量均大于对照样地;由于保留密度的减小,各间伐样地蓄积量和生物量小于对照样地,各间伐样地生产力均小于对照样地(7 969 kg/(hm2.a));但是其生长率大于对照样地。抚育间伐改变了林分的空间结构和生长环境,明显促进了林木的生长,增加了林地的经济效益。     

密度调控对华北落叶松人工林枯落物水文特征的影响

为探究密度调控措施对华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Mayr)人工林枯落物水文效应的影响,以山西太岳山好地方林场35年生华北落叶松(L.principis-rupprechtii)人工林为研究对象,采用样地调查和室内浸泡法分析了不同密度调控处理下未分解层和半分解层枯落物储量、枯落物持水特征、枯落物持水量和持水速率及其与浸水时间的关系。结果表明:(1)4种密度调控处理枯落物储量由大到小依次为轻度密度调控处理(LT)中度密度调控处理(MT)重度密度调控处理(HT)对照处理(CK),不同强度的密度调控处理有利于林分凋落物的产生;(2)CK、LT、MT和HT的最大持水率分别为214.30%,219.28%,256.95%和249.50%,最大持水量分别为125.24,186.24,197.68,157.96t/hm2,有效拦蓄量分别为56.06,72.46,82.59,58.47t/hm2;(3)半分解层枯落物持水量均高于未分解层,而不同密度调控处理对未分解层枯落物的持水过程影响并不显著,MT处理下半分解层枯落物持水量明显高于LT、HT和CK处理;(4)枯落物持水速率与浸水时间之间存在明显的幂函数关系,半分解层相对未分解层具有更强的持水能力,不同密度调控处理对枯落物持水速率的影响并不显著。     

科尔沁沙地南缘樟子松人工林碳汇及对气候因子的响应

[目的] 以科尔沁沙地南缘不同初植密度沙地樟子松人工林为研究对象,旨在明晰不同初植密度林分碳储量、碳汇功能及其对气候的响应机制,以便于评估森林生态系统的固碳功能及其适应性管理。[方法] 利用林分胸高断面积估算樟子松人工林碳储量及固碳速率,结合气象因子分析其对温度、降水及蒸发的响应,利用GM(1,1)灰色预测模型对2030年林分碳储量进行预测。[结果] 不同初植密度樟子松人工林碳储量和固碳速率年际波动趋势基本一致,碳储量逐年增加,固碳速率曲线呈"U"形。初植密度过低或者过高均降低樟子松人工林碳汇能力;在林龄29年之前,碳汇强度最高林分初植密度为1 500~2 000株/hm²,31~42年林龄的林分最优密度为1 000~1 200株/hm²。林分碳储量随林分密度增加而增加,且二者拟合公式符合Logarithm方程。樟子松人工林固碳速率对降雨无响应。不同初植密度林分的气温对固碳速率响应模式不同,前一年8月及当年3,5,6,7月平均气温是限制高密度、极高密度樟子松人工林碳汇的主要气候因子;前一年8月及当年3,10月平均气温是限制低密度、中密度樟子松人工林碳汇的主要气候因子。由蒸发和密度林固碳速率相关分析可知,低密度樟子松人工林碳汇对蒸发的响应更为敏感。基于GM(1,1)灰色模型可知,过高或者过低初植密度均降低未来樟子松人工林固碳潜力,固碳速率最优初植林分密度为1 772 株/hm²。[结论] 林分初植密度对沙地樟子松林的碳储量和碳汇及其对气候响应存在明显影响,初植密度调整可能是气候变化下樟子松人工林适应管理的关键措施之一。     

落叶松人工林林分生物量预测模型的研究

本文以不同年龄、不同密度的落叶松（Larix olgensis）人工林为研究对象,基于95株标准木的树干解析和枝解析生物量数据,研究不同大小树木因子与单木各分量生物量之间的关系,应用统计分析软件建立落叶松单木各部分生物量的回归模型;利用单木各部分生物量回归模型方程估测落叶松人工林各林分的总生物量,并分析了不同年龄及林分密度下林分生物量的变化规律。研究结果表明林分的生物量随年龄的增加而不断增长,树干的生物量的比例是最大的,同时也随着年龄的增加而不断的增长,而树枝和树叶的生物量的比例较小,林分的生物量随林分密度的增加而不断增加。     

不同经营模式对华北落叶松人工林林下植被的影响

[目的]探究华北落叶松人工林在不同林龄下的健康经营模式,并对其经营效果进行评价。[方法]以内蒙古赤峰市喀喇沁旗旺业甸林场华北落叶松人工林为研究对象,以林下植被盖度、多样性指数、生物量为指标,对照无干扰经营模式,研究常规经营模式和近自然经营模式对华北落叶松人工林林下植被的影响。[结果](1)在幼龄林阶段,无干扰经营模式有利于林下植被多样性的发展,常规经营模式有利于获取最大生物量;(2)在中龄林阶段,无干扰经营模式的林下植被多样性最高,近自然经营模式的林下植物种类、盖度、生物量最大;(3)在近熟林阶段,近自然经营模式的林下植被种类、盖度、多样性指数、生物量均大于常规经营模式和无干扰经营模式。[结论]开展华北落叶松人工林抚育经营活动时,应依据林龄和经营目标,选择制定最适宜的经营方案。     

六盘山华北落叶松人工林地土壤水分动态研究

利用平衡式张力计和时域反射仪(TDR)定位监测方法,研究了六盘山山地华北落叶松人工林地土壤水分动态规律.结果表明:研究时段内,华北落叶松林内土壤水分时间动态变化可划分为土壤水分的相对湿润期、持续消耗期和快速恢复期;依据水分利用特征可将垂直土层划分为土壤水分的微弱利用层(0-20 cm)、利用层(20-60cm)和水分调节层(60 cm以下).华北落叶松林内0-60 cm各土层土壤蓄水量与太阳辐射、大气温度、VPD和液流通量均呈极显著相关(P<0.01),对各因子进行多元逐步回归分析,得到0-60 cm各土层土壤蓄水量与气象因子间的多元线性回归方程.     

华北落叶松人工林不同阶段经营密度研究

林分密度是指林木生长过程中单位面积上的立木株数,它与林分的生长发育、稳定性、林分产量、质量等因素有着重要的联系。通过对河北省木兰国营林场不同林分密度的华北落叶松人工林进行调查,采用Hegyi单木竞争指数模型,提出了冠幅竞争指数。通过拟合实测冠幅、胸径和相对冠幅竞争指数,得出了竞争指数分别为0.2,0.4,0.6,0.8时,所对应的华北落叶松的不同经营密度值。     

基于MATLAB的华北落叶松蒸腾仿真模拟

蒸腾是植株主要的耗水形式.以六盘山北侧的华北落叶松为研究对象,采用当前国内外较先进的热扩散式树干边材液流测定技术从单株水平上探讨了华北落叶松的蒸腾速率特性以及其与环境因子之间的影响机理.就气象因子和蒸腾速率进行了分析,提出了气象因子和华北落叶松蒸腾耗水的数学模型.应用Matlab软件对华北落叶松进行了模糊蒸腾模型的设计和仿真.研究结果表明,空气相对湿度和空气温度是影响华北落叶松蒸腾速率的直接因子,太阳辐射式通过改变空气湿度和空气温度进而来影响华北落叶松的燕腾速率.     

氮添加对华北落叶松叶片化学计量与养分重吸收效率的影响

为了解华北落叶松林叶片化学计量特征和养分重吸收效率与N素供应的关系,以24年生华北落叶松人工林为研究对象,设置3个水平(0,8,15 g/(m2·a))连续6年的野外氮添加控制试验,测定氮添加后华北落叶松成熟叶片、凋落叶片和林分土壤养分含量的变化.结果表明:成熟叶片C含量在年际间差异显著(P<0.05),氮添加显著增加...     

六盘山半干旱区华北落叶松林土壤水分时空变化与影响因素

分析森林土壤湿度时空变异规律,研究植被蒸腾、林地蒸散和气象因子对土壤湿度的影响,对干旱地区的植被恢复、林水协调管理和植被生态水文功能提升都有重要意义。在宁夏六盘山北侧半干旱的叠叠沟小流域,建立了华北落叶松人工林标准样地,利用气象站、热扩散探针、微型蒸渗仪、时域反射仪等设备,同步监测了2013年7—10月的气象条件、林木蒸腾、林地蒸散、土壤湿度的动态变化,并分层(0—20,20—40,40—60,60—80cm)探讨了土壤湿度的主要影响因子。结果表明:(1)受随机降雨事件影响,土壤湿度呈现相应的脉冲性变化;整体而言,表层(0—20cm)土壤湿度(32.69%)较低,以下各层较高(40.00%左右);土壤湿度的变异程度随土层加深和降雨增大而逐渐减弱。(2)影响土壤湿度的主要气象因子为温度、饱和水汽压差和气压;林木蒸腾和林地蒸散与整个研究期间主根系层(0—60cm)土壤湿度的相关性显著。(3)土壤湿度与各因子的相关系数随土层加深而变小,在主根系层明显,在以下土层(60—80cm)不明显。综上可知,森林土壤湿度同时受降水输入和蒸散输出影响,各土层湿度的时间变化规律相似;但表层土壤的湿度低、变幅大,土壤湿度对影响因子的响应敏感性和变幅随土层加深而逐步缩小。     

华北落叶松林木生长、草本植物多样性及地形因子之间的关系

以河北省小五台山区华北落叶松人工林为对象,通过对林木生长因子和草本多样性指数的调查、计算和分析,对华北落叶松林木生长、草本植物多样性以及地形因子之间的关系进行了研究。结果表明,(1)坡度与树高、胸径、第一活枝高(枝下高)和冠幅呈显著负相关性,而海拔、坡位和坡形与林木生长因子之间的相关性不显著;(2)从相关系数和相关性强度综合分析,林木生长因子对草本多样性影响程度为:郁闭度枝下高胸径树高冠幅;(3)在海拔1 400~2 000 m范围,随海拔高度增加,Shannon—Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数表现出较为平稳的变化趋势,而Simpson多样性指数和Menhinick丰富度指数则表现出上下波动的变化趋势;(4)海拔、坡形、坡度对华北落叶松林下草本多样性变化影响程度较小,而坡位与草本植物Menhinick丰富度指数和Simpson多样性指数达到显著负相关水平,表明坡位对草本植物多样性变化影响程度较大。     

冀西北山地华北落叶松和白桦林下枯落物水文特征

[目的]探讨冀西北山区不同人工林枯落物持水特性的差异,为该地区森林水文循环和森林开发管理提供基础依据。[方法]以冀西北张家口市崇礼山区的华北落叶松、白桦人工林为研究对象,在林下设置标准样地,测定枯落物层厚度和蓄积量,通过室内浸泡法测定持水特征。[结果]华北落叶松和白桦林下枯落物层厚度分别为4.2,3.4cm,枯落物蓄积量为10.90,4.92t/hm2;浸泡24h后华北落叶松枯落物(未分解层和半分解层)总持水量为4 228.5g/kg,白桦枯落物(未分解层和半分解层)总持水量为5 208.6g/kg,二者的有效拦蓄量分别为14.06,8.85t/hm2。在整个持水过程中,华北落叶松、白桦林下枯落物持水量、吸水速率与浸水时间的变化规律基本一致,均在前4h内持水作用较强,4~8h后逐渐变缓,10h后其持水量基本达到饱和;枯落物持水量与浸水时间存在对数曲线关系,而吸水速率与浸泡时间存在幂函数关系。[结论]森林枯落物层发挥水文功能由持水能力和蓄积量共同决定,在森林经营管理过程中应充分考虑包括树种组成和搭配、林分密度等因子的影响。     

不同林龄华北落叶松林下土壤理化性质及微生物学指标评价

通过对河北省承德市塞罕坝机械林场种植年限分别为18,22和38a的华北落叶松人工林下土壤理化性质、酶活性和微生物数量等土壤质量指标的综合研究,对土壤质量的变化规律和关键指标进行了分析比较。结果表明:(1)同龄林分下各指标变化差异显著,随着土壤深度的增加,土壤容重、pH值逐渐增大,而土壤含水量、毛管持水量、毛管孔隙度等12个指标则逐渐降低非同龄林分之间同一指标差异显著。18a林分土壤质量最优指标为过氧化氢酶和细菌数量。22a林分土壤质量最优指标为土壤含水量、毛管持水量、毛管孔隙度、有机质、脲酶活性、真菌数量。38a林分土壤质量最优指标为容重、全钾、速效磷、全氮、放线菌数量。各林分土层之间差异显著(p < 0.05)。(2)主成分分析结果表明,土壤容重、毛管持水量、毛管孔隙度、有机质、放线菌和真菌数量可以作为土壤质量评价的主要指标。(3)18,22和38a林下土壤质量综合评分依次为0.122,0.253和-0.375。其中,22a林分下土壤质量的综合评分最高,说明22a华北落叶松人工林林下土壤质量相对较好。     

华北落叶松人工林质量精准提升中的树种选择研究

[目的]研究山西省北部人工华北落叶松纯林质量精准提升中的树种混交策略,为该地区的森林经营提供参考。[方法]在管涔山设置华北落叶松不同混交模式和不同起源的固定样地,2010年和2015年夏分别对样地内胸径≥5.0cm的样木进行每木检尺。采用单因素方差分析和t检验比较不同起源、不同混交模式下混交树种生长量的差异显著性。[结果](1)与华北落叶松混交的树种,胸径生长量ΔD表现为:ΔD白桦ΔD白杄ΔD山柳,胸高断面积生长量ΔS表现为:ΔS白桦ΔS白杄ΔS山柳,蓄积生长量ΔV表现为:ΔV白桦≈ΔV白杄ΔV山柳。(2)不同混交模式下,华北落叶松的ΔS和ΔV差异不显著。(3)天然中幼林条件下,混交树种的生长量为:白杄白桦山柳;人工中幼林条件下,混交树种的生长量白桦最大。(4)白杄与天然华北落叶松混交的生长量大于与人工华北落叶松混交,白桦与人工华北落叶松混交的生长量大于与天然华北落叶松混交。[结论]在人工华北落叶松纯林的幼龄阶段,林间空地栽植白桦,构建华北落叶松—白桦斑块混交结构。通过针阔树种的混交,营造较为稳定、接近天然状态的生态环境。当白桦生长量下降、生态功能减弱后,采伐长势不良的白桦,在林冠下层补植白杄,形成稳定的华北落叶松—白杄混交、复层、异龄林。     

超干处理两种落叶松种子的生理生化特征研究

采用硅胶干燥法, 将两种落叶松种子含水量由自然含水量降至5%以下, 测定不同含水量种子老化前后的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、相对电导率、脱氢酶和异柠檬酸裂解酶活性。结果表明: 长白落叶松种子含水量降至3.02%时, 种子各发芽指标在老化前后保持在较高水平, 且老化前的活力指数及老化后的发芽率、发芽指数、活力指数显著高于自然干燥种子; 在此含水量下, 老化后种子脱氢酶和异柠檬酸裂解酶活性显著高于自然干燥种子, 相对电导率比后者低, 说明长白落叶松种子以含水量为3.02%时储藏较为适宜。兴安落叶松种子含水量为2.63%时, 各发芽指标均高于自然干燥种子, 且老化前除发芽势外各发芽指标及老化后各发芽指标差异显著; 此含水量下, 老化后种子脱氢酶和异柠檬酸裂解酶活性显著高于自然干燥种子, 相对电导率比后者低, 比其他含水量种子表现出更强的抗老化能力, 说明兴安落叶松种子较适宜在2.63%含水量下储藏。     

桉树人工林生态退化与恢复研究进展

针对近年关于桉树人工林生态环境效应的争论,简要分析了国内外在桉树人工林生态退化与恢复领域的最新研究进展,并形成3点认识:桉树人工林生态退化通常表现为林地土壤退化、生物多样性减弱和生产力下降,而林地水土流失、人类不合理活动及桉树的化感作用是导致生态退化的重要原因;桉树人工林的生态恢复必须采取科学的技术对策,如开展水土保持、保护生物多样性、调控林地生产力;未来对桉树人工林生态退化及其恢复研究的主要方向可能是从多学科交叉的角度和在分子、细胞水平上研究桉树的生态适应性与生态环境效应,其重点是探索桉树与其他外来植物的生态学关系.本文为桉树人工林的持续经营及客观、科学地评价其生态环境问题提供了一定依据.     

试论福建省桉树人工林的生态问题及其对策

针对近几年福建省桉树人工林迅猛发展的趋势,论述了福建省桉树人工林存在的生态问题,并结合笔者多年对桉树人工林的定位调查和研究成果,认为桉树人工林生态问题产生的根本原因不在桉树本身的生物学特性,而是目前生产经营者采取的不尽合理的栽培制度及经营管理措施.因此,亟需制定一套能够提高桉树人工林生态稳定性的科学合理栽培制度,包括:选择合适树种,优化林分结构和树种结构;推广不炼山的林地清理方式,降低整地强度;保留采伐剩余物,科学施肥;选择科学合理的经营密度和轮伐期.