抚育间伐对秦岭南坡锐齿栎天然次生林生长的影响

以秦岭南坡锐齿栎天然次生林为研究对象,探讨间伐对锐齿栎林分生长的影响,以期为秦岭南坡锐齿栎林科学经营提供理论依据。于2012年春季在陕西省宁东林业局沙沟林场,按不同抚育间伐蓄积强度0%（CK）、5%、10%、15%、20%和25%设置锐齿栎次生林试验样地12块,并于2018年10月对所有试验样地进行每木检尺并按径阶打生长锥获取木芯,以分析不同抚育间伐强度下锐齿栎林分胸高断面积和蓄积量变化规律。结果表明:1）间伐能提高锐齿栎林分胸高断面积和蓄积量的生长,间伐强度5%样地的林分胸高断面积和蓄积量年平均增长量（1.31 m²·hm^-2和8.84 m³·hm^-2）、总增长量（9.14 m²·hm^-2和61.88 m³·hm^-2）、年平均增长率（6.80%和7.89%）和总增长率（58.40%和70.16%）最高,且均与CK呈显著差异（P<0.05)。2）间伐强度5%和10%样地林分蓄积量分别在间伐后第4年和第7年达到未间伐样地的林分蓄积量。3）间伐强度5%~20%锐齿栎林分胸高断面积和蓄积量的连年生长量、平均生长量均>CK,其中5%样地林分胸高断面积和蓄积连年生长量在间伐后增长最快。因此,抚育间伐有利于锐齿栎林分胸高断面积和蓄积量的生长,其中5%间伐强度最为有利,该强度下林分蓄积量可以在较短年限达到并超过未间伐样地的蓄积量。     

间伐强度对秦岭南坡锐齿栎林土壤水文特性的影响

在秦岭南坡中山地带,选择有代表性的锐齿栎林样地,按照间伐强度为5%、10%、15%和20%进行间伐,并与未间伐样地进行对照,就间伐强度对锐齿栎林土壤水文特性的影响进行研究。结果表明,间伐2a后,各间伐样地土壤容重显著大于对照样地(p0.05),总孔隙、毛管孔隙则显著小于对照样地(p0.05),5%间伐样地土壤非毛管孔隙大于对照样地,其他间伐样地小于对照样地。随着间伐强度的增加,土壤容重显著增大(p0.05),毛管孔隙、非毛管孔隙、总孔隙度显著下降(p0.05),且间伐活动对A层土壤容重的影响大于B层。各间伐样地土壤的自然持水量、毛管持水量、最小持水量和最大持水量显著低于对照样地(p0.05),随着间伐强度的增大,土壤的自然持水量、毛管持水量、最小持水量和最大持水量显著下降(p0.05)。在各间伐样地中,5%土壤的渗透系数最大,随间伐强度的增大,各间伐样地渗透性能持续下降。基于主成分分析,锐齿栎林对照样地土壤水文功能最优,其次为5%间伐样地。土壤持水量与毛管孔隙和总孔隙有显著正相关(p0.05),与土壤容重有显著负相关(p0.05);渗透系数与非毛管孔隙有显著正相关(p0.05),与土壤容重有显著负相关(p0.05)。     

抚育间伐对秦岭南坡锐齿栎天然次生林碳密度的影响

【目的】探索森林抚育间伐强度对秦岭南坡锐齿栎天然次生林不同碳库的影响,为秦岭林区锐齿栎林合理抚育间伐提供参考。【方法】在陕西省宁东林业局沙沟林场,按照不同坡向(阴坡和阳坡)和抚育间伐强度设置锐齿栎天然次生林标准地24块,间伐强度分别为林分蓄积量的5%,15%和25%,并设置不间伐的对照样地。通过样地调查,研究不同强度间伐3年后锐齿栎天然次生林植被层、枯落物层以及土壤层有机碳密度的变化规律。【结果】5%间伐对阳坡和阴坡乔木层碳密度均无显著影响,而阳坡15%,25%间伐的林分乔木层碳密度分别比对照低10.53%和21.00%,阴坡分别低14.91%和23.39%;阳坡5%,15%间伐的林分乔木层有机碳密度增加量分别比对照高19.03%和21.19%,而25%间伐的林分与对照无显著差异;阴坡5%间伐的林分乔木层有机碳密度增加量比对照高16.76%,而15%和25%间伐的林分均与对照无显著差异;阳坡、阴坡林下灌木和草本植物碳密度均随抚育间伐强度的增加而增大;不同抚育间伐强度对枯落物层和土壤层有机碳密度均没有显著影响;5%间伐对2个坡向的锐齿栎次生林总有机碳密度均无显著影响,15%,25%间伐分别使阳坡林分总有机碳密度降低7.10%和13.64%,使阴坡林分总有机碳密度降低8.84%和13.66%。【结论】抚育间伐在一定程度上降低了秦岭南坡锐齿栎天然次生林的碳储量,然而合理的抚育间伐强度能够提高其乔木层单位面积碳吸存量;秦岭南坡锐齿栎天然次生林在阳坡采取15%间伐强度、阴坡采取5%间伐强度短期内有利于提高林分的固碳能力。     

秦岭南坡森林抚育对锐齿栎林光合特性的影响

【目的】研究不同抚育强度对锐齿栎林光合特性的影响,为秦岭南坡锐齿栎林的森林抚育间伐提供理论依据。【方法】在秦岭南坡火地塘林区锐齿栎林内设置13块样地进行间伐,其中抚育强度5%,10%,15%,20%的样地各3块,对照样地1块,测定不同间伐强度样地内的环境因子及锐齿栎的光合生理生态因子,并进行方差分析、回归分析和相关分析。【结果】抚育后的林内环境因子和光合生理生态因子都发生了变化,抚育强度15%,20%的林内光强(PAR)、大气温度(Ta)、大气CO2浓度(Ca)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(Ls)、水分利用效率(WUE)有极显著或显著提高,而相对湿度(RH)极显著或显著降低,气孔导度(Gs)在抚育强度15%的林内极显著降低,胞间CO2浓度(Ci)经抚育后显著降低,但在不同抚育强度间无明显差异;通过光合光响应曲线拟合可知,抚育强度15%和20%的林内最大净光合速率(Pmax)较高;通过假设检验可知,Pn与环境因子PAR、Ta、Ca、RH在α=0.01的水平上存在显著的回归关系;Pn与PAR、Ta呈极显著正相关,而与Gs、Ci呈极显著负相关;抚育后林内的光合同化量有所提高,其中抚育强度15%的林内光合同化量最高。【结论】秦岭南坡锐齿栎林的抚育强度设置在15%为宜。     

秦岭南坡洛源锐齿栎林生物量及其营养元素积累

对陕西秦岭东部南坡洛南县洛源镇黑章台林场具有代表性的锐齿栎林的生物量及营养元素积累量测定结果表明：秦岭洛源44年生锐齿栎林生物量为292643t/hm2,其中乔木层、灌木层、草本层和枯枝落叶层分别占9552%、124%、021%和303%;乔木层中叶片、枝条、树皮、树干和根系分别占该层的191%、1273%、1074%、5113%和2349%;林下植被层中灌木层和草本层分别占该层的8558%和1442%;枯枝落叶层中未分解枝、未分解叶和分解枝落叶现存量分别占该层的1510%、3261%和5229%。包括0~60cm土层的44年生锐齿栎林营养元素总贮藏量达312421 2t/hm2,土壤层的占9882%;植被中乔木层、灌木层、草本层和枯枝落叶层的营养元素积累量分别占植被总量的8799%、326%、082%和794%;乔木层中N、P、K、Ca、Mg积累量分别占该层的2135%、225%、2005%、5290%和346%,叶片、枝条、树皮、树干和根系营养元素积累量分别占该层的725%、1254%、3027%、3696%和1298%。林分密度、年龄、海拔、类型等不仅影响林分生物量现存量及其营养元素积累量,而且影响生态系统的物质循环和能量流动。叶片、树皮、枯枝落叶和土壤在锐齿栎林营养生物小循环中意义重大。     

秦岭南坡锐齿栎林、松栎混交林几种土壤酶活性的初步研究

对秦岭南坡锐齿栎林、松栎混交林土壤中的脲酶、酸性磷酸酶及多酚氧化酶活性进行了研究。结果表明,两种不同林型下的土壤酶活性以及土壤养分含量之间存在明显差异,脲酶、酸性磷酸酶同土壤有机质、全氮、水解氮、速效磷之间呈极显著相关或显著相关,多酚氧化酶则相关不显著     

秦岭林区锐齿栎林水文效应的研究

采用水量平衡定量研究方法,对秦岭林区不同密度锐齿栎林的水文效应进行了系统研究．结果表明,锐齿栎林林冠截持能力占降水的１１．９％～１５．５％,凋落物截持量为４．２～５．８ｍｍ,林地土壤含蓄量为５８．０～６８．８ｍｍ．壤中流是秦岭林区最主要的产流形式,也是评价锐齿栎林水文效应最直观的指标．林冠截持量、凋落物持水量和林地土壤含蓄量随着林分密度和郁闭度的增加而增加,林地壤中流量随林分密度和郁闭度的增加而呈下降趋势．这说明密度大郁闭度高的林分在水源涵养方面有非常显著和独特的作用．     

秦岭西段锐齿栎林分经营状态评价

应用林分空间结构分析方法,对秦岭西段锐齿栎林分抚育间伐前后的经营状态进行评价,评价参数包括重要值、角尺度、混交度、大小比数、优势度和开敞度等。结果表明:干扰前后林木的分布格局由轻微团状分布变为随机分布;锐齿栎林平均混交度略有上升,但顶级树种锐齿栎的混交度呈明显上升趋势;锐齿栎林胸径大小比数变化不大,保持了顶级树种在群落中的优势地位;开敞度则由于抚育间伐后林木间距的增大而得以提高,达到了优化目的,创建最佳的符合秦岭西段天然次生林特点的森林空间结构。      

锐齿栎林营养元素生物循环的研究

对秦岭26 龄天然锐齿栎次生林包括0～60 cm 土层中营养元素进行了测定,其总贮量达390.173 9 t/hm 2,土壤、乔木、灌木、草本和凋落物各层营养元素现存量分别为387.786×103、2 139.225、71.971、18.050 和158.944 kg/hm 2。植被中营养元素的积累量为2 229.24kg/hm 2,乔木、灌木、草本等层次分别占96.0% 、3.2% 和0.8% 。凋落物中枯枝、分解落叶和未分解落叶营养元素的积累量分别占总量的15.0% 、46.5% 和38.5% ,且各营养元素的含量和积累量均不相同。生态系统0～60 cm 土层中N、P、K、Ca、Mg 的现存量分别占总量的4.3% 、0.8% 、20.2% 、37.0% 、37.8% ;土壤中的有效N、P、K 分别为1.441 7、0.024 5 和54.998 6 t/hm 2。系统营养总量的排序:Mg> Ca> K> N> P,而植物及凋落物中的排序为:Ca> N> K> Mg> P。该林分营养元素的年吸收量、年存留量和年归还量分别为334.374、138.870 和195.502 kg/hm 2,各个营养元素归还率不同,Mg 的最大为0.660,K的最小是0.445,平均值为0.585。     

秦岭锐齿栎林叶内营养元素含量的时空分布

通过固定标准木、定期采样和化学测定,分析了秦岭锐齿栎林叶内营养元素含量的径阶、冠向、冠层、海拔和生长季节变化规律。结果表明:不同径阶、冠向叶内营养元素含量差异不大;N、P、K含量自冠顶向冠基递减,Ca 的变化相反,Mg 的变化不明显;叶内N、P、K、Ca 的含量随海拔上升而降低,Mg 的变化不大。展叶初期,叶内N、P、K、Mg 含量很高,随叶龄增加而降低,展叶期和落叶前期显著下降;Ca 的变化相反,且在落叶前达到峰值。叶内N、P、K、Mg 间存在显著的正相关,而Ca 与N、P、K、Mg 间呈显著的负相关;叶内N/P、N/K 较高,随叶龄增加而上升,且比N、P、K含量的季节变化更稳定;K/Ca 在展叶初期很高,继而迅速降低,随叶龄的增加降低趋于缓慢;K/Mg 在整个生长季节逐渐降低。叶内营养元素积累量与叶的生长发育有着密切的关系。同时给出了测定叶内营养元素含量的采样部位、时间和样本数量的建议。     

秦岭中段南坡锐齿栎林碳密度研究

【目的】量化秦岭中段南坡锐齿栎林碳密度,并分析其与林龄、地形因子的关系,为秦岭及全国森林碳储量与碳汇研究提供数据支持。【方法】在秦岭中段南坡不同立地条件下,设置锐齿栎林调查样地50块,通过样地调查和室内分析,推算秦岭锐齿栎林碳密度,并比较不同林层(乔木层、灌木层、草本层、枯落物层)和乔木层不同器官(干、根、皮、枝、叶)、林龄、地形因子(海拔、坡度、坡位、坡向)对锐齿栎林碳密度的影响及差异。【结果】秦岭中段南坡锐齿栎林碳密度平均值为101.40t/hm2,其中乔木层、灌木层、草本层、枯落物层碳密度所占比例分别为97.82%,0.60%,0.30%和1.28%,乔木层是锐齿栎林碳库的最重要组成部分;乔木层各器官碳密度占乔木层总碳密度的比例分别为:树干51.85%、树根22.36%、树枝14.77%、树皮7.61%、树叶3.41%,树干是锐齿栎乔木碳的主要贮存器官;锐齿栎林乔木层碳密度随林龄的增大而提高,幼、中龄林碳密度平均值分别仅为近成熟林碳密度的52.21%和59.91%。锐齿栎林乔木层碳密度随海拔升高呈先增后减的变化趋势,在海拔≥1 500~1 700m达到最大;另外,其随坡度的增加显著减小;不同坡位、坡向相比,以上坡位最大,下坡位最小,且以阳坡高于阴坡。【结论】秦岭中段南坡锐齿栎林植被层碳密度显著高于全国森林碳密度平均值;由于该区锐齿栎林以幼龄林和中龄林为主,因而仍有较大的固碳潜力;为了提高锐齿栎林的碳汇能力,应加强科学经营和管理,尽量减少对锐齿栎林的不必要人为干扰。     

秦岭中段锐齿槲栎天然次生林群落的物种多样性研究

【目的】对秦岭中段锐齿槲栎群落的物种多样性分布格局及其生态因子影响特征进行分析,为类似分布区域锐齿槲栎天然次生林的保护及可持续经营提供科学依据。【方法】采用样方调查法,在陕西周至及太白山2个研究区依据不同海拔、坡向等设置20个20m×30m的样地,调查锐齿槲栎群落乔木层、灌木层、草木层物种的组成和数量,分析其重要值、多样性及环境因子对物种多样性的影响。【结果】锐齿槲栎天然次生林群落乔木层树种共有33种,其中锐齿槲栎优势显著,重要值为42.10%,为该群落的建群种;其次是鹅耳枥,其重要值为10.20%,为该群落的优势种。该群落灌木层共有物种89种,其中乔木29种,占总物种的32.58%;灌木60种,占总物种的67.42%,灌木层中物种繁多,但单个物种的优势度不高。草本层有物种71种,呈随机分布,均具有荫生性特点。该群落不同林层的物种丰富度排序为灌木层草本层乔木层。当海拔从1 083m上升到1 547m时,灌木层和草本层的物种丰富度指数、优势度指数、多样性指数和均匀度指数均升高,在海拔为1 547m时达到最大值;当海拔由1 547m上升到1 882m时,物种多样性各指数又逐渐降低。林地光环境的改善有利于林下层物种的更新发育,其物种多样性各指数总体在阳坡相对较高。【结论】海拔、坡向对锐齿槲栎群落物种多样性影响作用明显,海拔1 083～1 547m的阳坡是锐齿槲栎次生林较为适宜的生长环境。     

小陇山林区锐齿栎原始林群落的空间结构特征

【目的】研究甘肃小陇山林区锐齿栎原始林群落的空间结构特征,为小陇山林区锐齿栎次生林的经营提供参考。【方法】在小陇山林区选择锐齿栎原始林建立100m×100m的固定样地,运用每木定位调查数据和林分空间结构分析软件,分析锐齿栎原始林群落的林木分布格局、树种隔离程度和大小分化程度。【结果】锐齿栎原始林群落的平均角尺度为0.531,建群种锐齿栎种群的平均角尺度为0.526,主要伴生树种鹅耳枥、地锦槭、光叶泡花树、鄂椴、小叶鹅耳枥、川鄂鹅耳枥、水榆花楸的平均角尺度依次为0.586,0.535,0.604,0.556,0.604,0.634和0.559;该群落平均混交度为0.71,修正混交度为0.475;群落中主要树种的平均大小比数排序为辽东栎锐齿栎桦椴鄂椴鹅耳枥地锦槭水榆花楸小叶鹅耳枥川鄂鹅耳枥光叶泡花树;树种优势度排序为锐齿栎辽东栎鹅耳枥桦椴地锦槭鄂椴小叶鹅耳枥川鄂鹅耳枥水榆花楸光叶泡花树。【结论】锐齿栎原始林群落林木分布格局为轻微的团状分布,林内各树种高度混交,锐齿栎在林分中占绝对优势,该群落的空间结构特征可作为小陇山林区锐齿栎次生林目标林分的参考依据。     

环境因子对秦岭锐齿栎群落物种分布及多样性的影响

【目的】探讨秦岭锐齿栎群落物种分布及多样性与环境因子间的关系,并确定关键影响因子。【方法】在秦岭南坡火地塘林区锐齿栎群落中共设置典型样地30个,分乔、灌、草3层进行群落学调查,通过计测样地物种重要值、Shannon-Wiener物种多样性指数以及海拔、坡度、坡向、坡位、土壤全氮、全磷、全钾、有机质、pH、含水量和土层厚度11个环境因子,采用冗余分析(RDA)探讨锐齿栎群落物种分布与各环境因子间的关系,偏RDA法分析各个环境因子对物种分布的总效应和净效应,用通径分析法探析环境因子对物种多样性的影响。【结果】(1)坡度、土壤全磷和全氮含量对物种分布的净效应达显著水平(P0.05),且影响强度为坡度全磷全氮,其他环境因子净效应不显著(P0.05)。(2)坡向对物种多样性的直接作用最大,土层厚度次之,直接通径系数分别为0.730和0.370。【结论】土壤和地形因子均会影响秦岭锐齿栎群落物种的分布及其多样性,其中坡度是影响秦岭火地塘锐齿栎群落物种分布最主要的环境因子,其次是土壤全磷和全氮含量;坡向与土层厚度是影响锐齿栎群落物种多样性的关键环境因子。     

小陇山林区锐齿栎原始林的径级结构与物种多样性

【目的】研究甘肃小陇山林区锐齿栎原始林的径级结构与物种多样性特征,为小陇山林区锐齿栎次生林经营提供参考。【方法】以小陇山林区的锐齿栎原始林为研究对象,在研究区测设面积为100m×100m的样地,运用样地每木定位调查和小样方调查方法,统计分析乔木层树种的重要值和主要树种的径级结构,并调查乔木层、灌木层、草本层的物种组成及数量,计算各林层的多样性指数。【结果】锐齿栎原始林群落物种组成丰富,主要伴生树种有鹅耳枥、地锦槭、光叶泡花树、鄂椴等;林分直径结构为典型的倒J型分布,锐齿栎种群的径级结构呈典型的正态分布;该群落乔木层容纳物种数53种,Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数和优势度指数分别为3.130,0.955和0.063;灌木层有物种数46种,Shannon-Wiener指数1.395,优势度指数0.547,Pielou均匀度指数0.462;草本层共有物种数58种,Shannon-Wiener指数1.899,优势度指数0.358,Pielou均匀度指数0.653。【结论】小陇山锐齿栎原始林群落物种组成丰富,径级结构呈典型异龄林特征,群落中乔木层树种多样性较高,树种分布均匀且优势树种集中性低;草本层和灌木层物种多样性低,物种分布不均匀且优势树种集中性高。     

不同药剂对苹果霉心病和心腐病菌室内抑菌效果评价

【目的】筛选防治苹果果实主要病害的苹果霉心病和心腐病的有效药剂。【方法】选择3%多抗霉素、1.5%噻霉酮、4%农抗120和25%氰烯菊酯4种药剂,采用菌丝生长速率法,对引起苹果果实霉心病和心腐病的主要病原菌进行室内抑菌活性测定。【结果】120μg/mL 3%多抗霉素对链格孢、树状链格孢、细极链格孢、枝状枝孢和粉红聚端孢的抑制效果较好,抑制率均达到90%以上,而对复合侵染致病的细极枝孢、层出镰刀菌和团聚茎点霉的抑制效果不佳。300μg/mL 1.5%噻霉酮对链格孢、树状链格孢、枝状枝孢和粉红聚端孢的抑制效果较明显,抑制率均可达90%以上,而对细极链格孢、细极枝孢、层出镰刀菌和团聚茎点霉的抑制效果不佳。400μg/mL 4%农抗120仅对粉红聚端孢表现出较高的抑制活性,抑制率为94.2%。多抗霉素在推荐使用质量浓度30μg/mL时对链格孢、树状链格孢、细极链格孢、枝状枝孢和粉红聚端孢的抑制率可达80%以上,对层出镰刀菌几乎无抑制效果。在推荐使用质量浓度37.5μg/mL时,噻霉酮对枝状枝孢和粉红聚端孢菌丝生长的抑制率在70%以上。在田间推荐使用质量浓度200μg/mL时,农抗120仅对粉红聚端孢表现较好的抑制效果,抑制率为88.2%。氰烯菊酯对木贼镰刀菌、层出镰刀菌、禾谷镰刀菌和三线镰刀菌均有良好的抑制效果,对前3种病原菌的EC50均小于0.1μg/mL,对三线镰刀菌的EC50为0.227 7μg/mL。【结论】多抗霉素、农抗120、噻霉酮及氰烯菊酯对苹果霉心病与心腐病的主要病原菌分别有不同的抑制效果,可通过混合或间隔施用对该类病害进行有效防治。     

秦岭山地华山松和锐齿栎典型林分化学计量特征分析

为了解树种和林龄对乔木叶片、枯落物和土壤化学计量特征的影响,以及N、P养分的限制特征,以秦岭山地典型林分华山松和锐齿栎4个龄组的天然林为研究对象,分析了各林分乔木叶片、枯落物和土壤的C、N、P化学计量特征。结果表明：C、N、P含量在2种林分各龄组中表现为叶片>枯落物>土壤,华山松针叶中C含量高于锐齿栎叶片,而N含量、P含量均低于锐齿栎叶片; 树种对植物叶片生态化学计量特征、枯落物的C、N含量及C : N和N : P、土壤P含量和N:P有极显著影响,对枯落物和土壤的C : P有显著影响; 林龄对植物叶片和枯落物的C含量有显著影响,对土壤的P含量、C : P和N : P有极显著影响; 该地区N : P为7.47~12.50,N成为限制研究区林分正常生长的主要元素。