马尾松林近自然不同经营管理措施下土壤肥力

  目的  研究近自然不同经营管理措施对马尾松Pinus massoniana林下土壤肥力的影响。  方法  在贵阳市近自然经营开阳项目区分别选取马尾松林近自然择伐、近自然间伐、近自然抚育及对照组,综合评价不同管理措施对马尾松林下土壤肥力的影响。  结果  近自然择伐的土壤有机质、全氮、碱解氮、全钾、全磷、速效磷、脲酶、碱性磷酸酶质量分数都高于对照,呈增加趋势,其中有机质、全氮、碱解氮、全钾、全磷、速效磷的质量分数差异显著(P＜0.05);近自然间伐的土壤有机质、全氮、碱解氮、全钾、速效钾、全磷、速效磷、蔗糖酶质量分数都高于对照,呈增加趋势,其中全氮、碱解氮、全钾、速效钾、全磷、速效磷的质量分数差异显著(P＜0.05),但脲酶质量分数呈减少趋势;近自然抚育的土壤碱解氮、全钾、速效磷、脲酶质量分数呈减少趋势。其中碱解氮和全钾差异显著(P＜0.05),蔗糖酶质量分数有增加趋势。近自然间伐和择伐马尾松林分土壤肥力的综合评价得分与相应对照差异显著(P＜0.05),抚育差异不显著(P＞0.05);近自然不同管理措施对土壤物理指标的影响不显著(P＞0.05)。  结论  近自然间伐与择伐对马尾松林分土壤肥力的影响具有显著的促进作用,对马尾松林分土壤肥力的维护和提高有重要意义;近自然抚育对林分影响不显著。图1表6参19     

马尾松林混交阔叶树的生物量及其分布格局

在马尾松Pinus massoniana人工林下分别种植闽粤栲Castanopsis fissa,拉氏栲C.lamontii,苦槠C. sclerophylla,格氏栲C. kawakmii和青栲Cyclobalanopsis myrsinaefalia,形成针阔混交异龄林,对林分生物量的分析结果表明,5个混交群落的乔木层生物量分别为259.882,200.875,221.745,221.652和245.941 t·hm-2,马尾松纯林的总生物量为204.374 t·hm-2.乔木层生物量中干材生物量最大,其次为根系、树枝和树叶.混交林中马尾松的粗根主要分布在0～20 cm和60 cm以下,而马尾松和阔叶树的细根都主要分布在0～20 cm土层内.马尾松纯林的林下植被生物量最大,为3.678 t·hm-2.混交林林下植被的生物量分别为0.937,0.801,1.816,1.625和0.987 t·hm-2.除马尾松与拉氏栲混交的群落外,其他群落的林下植被生物量主要集中在地上部分.图2表2参11     

近自然经营间伐对黔中马尾松天然次生纯林生长的初期效应

以黔中地区2013年实施近自然经营间伐的2个龄级马尾松Pinus massioniana天然次生纯林为研究对象,通过对8个固定样地与8个临时样地（100~400 m2）胸径、树高、材积、蓄积以及林下植被各生长因子的调查,对比近自然经营间伐林分与相应对照林分各生长因子的差异,评价近自然经营间伐实施4 a的初期效果,为建立贵州省森林可持续经营技术体系提供理论参考。结果表明:①间伐增加了马尾松林分大径级林木的株数比例,对照的中龄林和近熟林胸径分别在8~14和10~14 cm的株数比例最大,间伐在12~18和22~26 cm的株数比例最大。②间伐提高了林木胸径与材积的生长量,间伐的平均木、目标树、非目标树胸径与材积生长量均达到对照的1.15倍以上,最高在中龄林目标树中可达对照的1.65倍。③间伐提高了林分蓄积的生长率,间伐林分蓄积的生长量在小于对照林分的情况下,生长率却在中龄林和近熟林中分别比对照林分高出了4.13%和1.03%。④间伐不能有效促进林分树高生长及林下植被生长。树高及林下植被各生长因子在间伐与对照林分中没有表现出显著的差异性（P>0.05）。     

基于近自然改造的马尾松林分竞争强度研究

为了揭示马尾松人工近自然改造作业下树种间的关系,本文主要分析了近自然改造林分内马尾松的种内种间竞争强度,以期为营造近自然混交林和人工林近自然作业法提供参考和理论基础。基于广西热带林业实验中心人工马尾松近自然5种改造实验林20个固定样地的2014年复测数据(A1~A4:不同采伐强度补植树种的改造混交林,A5:未改造马尾松对照纯林,每种改造模式各4个固定样地),利用Voronoi图确定了林木的生长空间和竞争邻木,运用Hegyi单木竞争模型对改造混交林总体竞争强度、改造混交林和对照纯林中马尾松种内种间竞争强度进行了数量分析。结果表明:1)改造混交林中马尾松和主要补植树种竞争排序为:红锥灰木莲大叶栎马尾松香梓楠格木,不同改造模式平均竞争指数排序为:A1A3A4A2。2)改造混交林对象木马尾松共计212株,其他竞争木336株;对照纯林马尾松共计190株。对照马尾松纯林竞争指数为359.51,远大于改造混交林中马尾松竞争指数(166.98),适当强度的采伐有效地降低了林分内马尾松的竞争压力,马尾松纯林中只存在种内竞争,改造混交林中马尾松种内竞争指数大于种间,各占54.65%和45.35%。3)混交林与纯林中马尾松种内竞争差异显著,竞争指数随胸径增大而逐渐减小;各径级内平均竞争指数,改造混交林均小于对照纯林。4)速生树种对马尾松最先产生种间竞争压力,马尾松与主要竞争木竞争关系(CI1)排序为:大叶栎灰木莲红锥香梓楠鸭脚木山油麻安息香格木黄毛榕,改造混交林各模式间马尾松种间竞争差异不显著。5)马尾松竞争指数随胸径的增大不断变小,改造混交林总竞争指数、种内竞争指数以及对照纯林总竞争指数与马尾松胸径分别符合幂函数、双曲线函数和对数函数的关系;当马尾松胸径大于25 cm时,混交林与纯林内马尾松受到的竞争压力均逐渐减小趋于平缓;小于25 cm时,马尾松受到的竞争压力较大。通过分析马尾松近自然改造林分内树种竞争关系可知,基于近自然经营理论的人工纯林改造利用有效的干扰木采伐和合理的树种补植,能够有效降低马尾松的竞争压力,同时促进补植树种的生长和天然更新,引导林分的正向演替,形成复层异龄混交林,证明了近自然改造的合理性与可行性。      

低效林近自然经营技术的应用前景分析

针对江油小溪坝镇涪江流域深丘区的马尾松低效林的现状,引进近自然经营技术理念,为大面积地改造低效林,实现森林的可持续经营提供指导。     

北京林区森林经营近自然度评价方法的研究与应用

通过对北京地区森林的近自然评价,构建了适合北京森林环境条件和自然规律的森林经营策略.首先根据现地植被情况和立地条件,对植被群落分级,然后再依据近自然度评价结果,绘制群落生境图,在此基础上设计了林分作业体系,该体系的应用可节约至少30%的造林经费,提高林分生长量25%以上.     

我国近自然森林经营技术与效果评价研究进展

通过查阅国内外文献资料,从我国近自然森林经营的技术和效果评价2个方面,对我国近自然森林经营的研究进展进行了系统总结与评述,并对近自然森林经营需要解决的问题和未来展望进行了讨论。     

浅谈森林近自然经营

本文通过对近自然经营基本理念的引用,从森林更新、树种选择、森林结构、经营方法、演替过程、经营目标6个方面阐述了近自然经营在模仿自然规律中表现出来的特征,说明了近自然经营是符合自然规律的经营理念,所采取的是“自然化”的经营措施。     

南亚热带人工针叶纯林近自然改造早期对群落特征和土壤性质的影响

借鉴近自然森林管理理念,用阔叶林或针阔混交林替代南亚热带大面积人工针叶纯林已被认为是一种有效的森林培育方式.1993年,在位于广西凭祥的中国林业科学研究院热带林业实验中心伏波试验场营造了马尾松和杉木纯林.为了提高针叶纯林的生产力和维护生态平衡,2007-2008年间,运用近自然森林培育技术,分别在间伐后的马尾松和杉木纯林中套种等量混合的当地优质乡土树种红椎(Castanopsis hystrix)和香梓楠(Michelia gioii苗木,套种密度均为405株/hm2(以下简称“马尾松近自然林”、“杉木近自然林”).选择邻近地块相同林龄、相似立地条件的未经改造的马尾松、杉木人工纯林作为对照(以下简称“未改造纯林”),研究了马尾松和杉木人工针叶纯林近自然改造早期对群落特征和土壤性质的影响,以期为马尾松和杉木人工林的可持续经营提供科学依据.研究结果表明:(1)近自然林中马尾松和杉木的密度、胸高断面积均显著低于各自未改造纯林(P＜0.05),但其平均胸径均高于各自未改造纯林,其中马尾松达显著差异(P＜0.05).(2)近自然林成年树(DBH≥10 cm)的林木株数少于未改造纯林,树种仍以马尾松和杉木占据绝对优势地位,而近自然林小树(5 cm≤DBH＜10 cm)和幼树(1 cm≤DBH＜5 cm)的物种数、株数均多于未改造纯林,套种的红椎和香梓楠已经成为近自然林中重要值最大的幼树物种,红椎和香梓楠在马尾松近自然林中的生长状况优于杉木近自然林.(3)马尾松近自然林灌木层和草本层的物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数与其未改造纯林均无显著差异;杉木近自然林灌木层的丰富度指数和草本层的Pielou指数显著高于其未改造纯林(P＜0.05),其他指数则没有显著差异.(4)马尾松和杉木近自然林的土壤容重、总孔隙度、全磷、全氮、全钾和速效钾与各自未改造纯林没有显著差异,但马尾松近自然林的土壤有机碳含量和pH值显著低于其未改造纯林(P＜0.05),杉木近自然林的速效磷含量显著低于其未改造纯林(P＜0.05).     

贵州省马尾松林地质量空间评价与低效林防控措施研究

系统分析了贵州省马尾松(Pinus massoniana)林地质量状况、低效林分布以及二者的相关性。结果表明,贵州省马尾松林地质量主要为Ⅲ、Ⅳ级林地,占全省马尾松总面积的93.69%;马尾松资源集中分布在黔东南、遵义、铜仁、贵阳和黔南5个州(市),毕节、黔西南、安顺和六盘水4个州(市)只有零星分布;全省马尾松低效林面积488 816.25 hm2,占全省马尾松总面积的25.72%,其分布与岩溶石漠化状况基本一致,与林地质量呈正比。并据此提出规范林地管理、强化苗木质量和加大科技支撑体系建设等是消减低效林产生的有效防控措施。     

密度调控对马尾松人工林生态系统碳储量的影响

采用密度调控对贵州台江县12年生马尾松人工林碳储量进行研究。结果表明,密度调控提高了马尾松人工林乔木层、林下植被和凋落物层碳的累积,高密度(H)（1 800株·hm^-2）、中密度(M)（1 566株·hm^-2）和低密度(L)（1 350株·hm^-2）及CK（未间伐:2 016株·hm^-2）密度下马尾松人工林各组分碳储量乔木层＞土壤层＞林下植被层＞凋落物层。乔木层碳储量分别高出CK2.58、5.69 t·hm^-2和1.38 t·hm^-2;土壤层分别高出CK3.50、4.95 t·hm^-2和-13.43 t·hm^-2;林下植被层分别高于CK1.88、2.59 t·hm^-2和4.14 t·hm^-2,凋落物层分别高于CK0.14、0.27 t·hm^-2和0.36 t·hm^-2,林下植被和凋落物层碳储量较CK达显著差异（p＜0.05）;H和M密度下生态系统总碳储量分别较CK提高8.1 t·hm^-2和13.49 t·hm^-2,L密度低于CK7.54 t·hm^-2,马尾松人工林生态系统总碳储量以M密度调控最大,故马尾松中龄人工林林分经营过程中以M密度经营较好。     

马尾松人工林森林经营模式评价

根据不同经营模式（轮伐期经营、近自然经营、无经营）下中龄马尾松人工林样地2期调查数据,利用One-way ANOVA分析森林经营对林分以及单木生长量的影响;比较分析不同森林经营模式对森林结构及树种组成的影响。结果表明,近自然经营相对于轮伐期经营主要是对林分上层木和下层木生长促进效果明显,对中层木生长影响与轮伐期经营效果差异不明显,轮伐期经营与无经营相比较,能有效促进中层林生长,但对上层木及下层木的促进效果不明显;近自然经营能够有效增加林分单位面积蓄积生长量,而轮伐期经营则不然;2种经营模式均能有效增加林分树种多样性与均匀度,但近自然经营明显优于轮伐期经营（两者树种多样性指数差异显著）;总的来说,近自然经营优于轮伐期经营,后者虽然一定程度上改变了林分结构,但并没有根本上改善林木生长状况。最后,根据不同经营模式下当前的林分结构提出相应的后续经营建议。     

马尾松人工林林龄对土壤和叶片养分含量的影响

探索不同林龄马尾松人工林土壤和针叶养分特征及其相关性,为马尾松人工林高效培育提供理论参考。采用时空互代法,以桂中不同林龄（4、9、15、19、22、30、56 a）马尾松人工林为对象,利用冗余分析和结构方程探讨马尾松人工林林龄对土壤和针叶养分含量的影响。结果表明,林龄对土壤和叶片养分均具有显著影响,随林龄的增加土壤pH呈先增后减趋势,中龄林中最大,有机碳、全N、全P、碱解N和速效态K、Ca、Mg、Zn和B含量呈先减后增的U形变化,中龄-成熟林阶段最小,全K和有效P含量呈W形变化;针叶养分含量随林龄增加呈波动性变化,C、N、P和K含量在过熟林中最大,Ca、Zn分别在中龄林、成熟林中含量最大,Mg和B均在幼龄林中最大。针叶K、Ca、Mg、Zn和B与土壤对应元素呈显著正相关,土壤有机碳、全N、有效P和速效K是影响马尾松叶片养分含量变化的敏感因素,土壤速效元素对叶片养分的正向效应显著,而土壤有机碳和全量养分的负向效应显著。综上,不同林龄阶段马尾松土壤和叶片养分存在显著差异,在马尾松15 a后,土壤和叶片养分均有所下降,尤其是受N素和微量元素限制,为此在马尾松中龄林后,建议施用N肥满足其健康生长,并辅以适量微量元素,以增强植物光合作用和蛋白质的合成及抗逆性。     

茶多酚浸渍马尾松的改性研究

将植物提取物茶多酚与人工林木材相结合,利用真空浸渍法对人工林马尾松木材实施改性,探究其在增重率、尺寸稳定性、密度、色差、茶多酚溶出释放性能等方面的改性效果,并利用SEM、FT-IR手段表征木材改性前后的微观结构变化。研究发现,4种不同工艺预处理中,微波预处理下的马尾松浸渍增重率最高,达到14.45%,且微波预处理后的改性材尺寸稳定性最好。微波预处理后不同浸渍浓度下的改性材中,密度提高最大,颜色改变最明显的浸渍浓度为80 g/L,且80 g/L浸渍浓度下的改性材药剂释放更持久。改性剂可与分布于木材结构组织内的某些基团发生交联反应,进而更好地发挥其抗氧化作用,并且与木材中的某些糖可能产生络合反应。     

马尾松人工林木材主要材性家系间的变异

对25个家系马尾松人工林木材主要物理力学性能进行测定和比较分析。结果表明,马尾松人工林木材气干密度由大到小居前五位的家系依次为378、329、317、341、335,顺纹抗压强度值由大到小居前5位的家系依次是335、350、372、325、329;家系341和350马尾松人工林木材体积干缩系数和差异干缩均较小,尺寸性稳定均较好。方差分析表明,家系对马尾松人工林木材主要物理力学性能影响显著。多重比较分析表明,马尾松人工林木材气干密度、体积干缩系数、差异干缩以及顺纹抗压强度各家系间大都表现为差异显著或极显著。家系335、341、350、378可作为马尾松人工林木材品质选育的优良材料。     

将乐地区马尾松最优冠幅模型研究

树冠是树木进行光合作用和呼吸作用的重要场所,冠幅作为树冠的重要因子,直接影响树木的生活力和生产力,同时也是反映树木的长期竞争水平的重要指标。该文使用福建省将乐国有林场980株马尾松调查数据,基于11种常用树冠直径模型,利用R软件的nls模块对马尾松冠幅与胸径关系进行拟合,选取精度最高的作为基础模型,通过对基础模型添加变量改进模型,并用调整后的决定系数adj-R²、偏差Bias、剩余均方根误差RMSE对模型精度进行检验。结果表明:模型11在添加了样地优势木平均高（Ht）、每公顷株数(M)和冠长(CL)林分变量之后,Bias、RMSE减小,adj-R²明显增大,所以,CW=(a+a1×Ht)/1+exp[(b+b1×M)+(c+c1×CL)ln(D+1)]能更好地模拟当地马尾松的冠幅与胸径的关系。     

马尾松天然林土壤碳氮磷含量与碳密度的关系

基于江西中部马尾松天然林不同生长阶段土壤性质测定,探讨其不同林龄土壤碳密度及其垂直分布规律,分析不同土层土壤有机碳密度与土壤碳氮磷含量之间的关系。结果表明:各龄组土壤有机碳和全氮含量均随土层的加深而降低,且表层（0~10 cm）含量显著高于其他各层,各土层间全磷含量无显著性差异;土壤有机碳密度整体上呈随土层深度的增加而降低的趋势,平均有机碳密度为10.09 kg·m^-2,主要分布在0~50 cm;土壤有机碳密度与土壤碳氮磷含量之间相关性在表层均达显著水平（p<0.05）。     

油松中龄林间伐的密度效应

以陕西省黄龙山林区油松人工中龄林为研究对象,分析了不同间伐保留密度（3 900、3 000、2 250株·hm^-2和1 800株·hm^-2）的4类林分油松林木的生长特征及树干形质的差异。结果表明:间伐保留密度对油松林木生长的影响不同,随着保留密度的减小,林木胸径增大,且保留密度为1 800株·hm^-2时,可以显著促进胸径的增大。林木单株材积随着保留密度的减小而明显增大,林分蓄积不断减小并趋于稳定;保留密度对树高的影响较弱;保留密度对林木树干形质的影响也不同,随着间伐保留密度的减小,林木尖削度、径高比、通直度、分枝数及分枝基径均增大,分叉率先降低后上升,活枝下高随保留密度的减小而降低。方差分析表明,除树高和林分蓄积外,间伐保留密度对油松中龄林林木生长及树干形质均有显著性影响。     

家具用马尾松单板层积材力学性能的研究

马尾松是我国分布广泛的针叶树种,且木纹漂亮,但富含油脂,影响木材胶合。根据前人研究成果,用酚醛树脂胶粘剂制造未脱脂马尾松单板层积材可以实现完美胶合。采用随机激励功率谱法测试单板层积材的动态弹性模量,并采用3点静态弯曲试验代替4点弯曲试验测试制得板材的静态弹性模量、静曲强度和水平剪切强度以检验材料性能。结果表明:马尾松单板层积材平均弹性模量6 231 MPa,静曲强度45.5 MPa,满足家具用材要求;马尾松单板层积材垂直加载和平行加载条件下的弹性模量相同;动态弹性模量和静态弹性模量基本吻合;马尾松单板层积材平行加载下的水平剪切强度大于垂直加载条件下的水平剪切强度。     

马尾松纯林及其混交林生物量的空间结构

通过分级取样测定法,对马尾松纯林及其林下套种格氏栲的混交林生物量空间结构进行了分析.结果表明,马尾松纯林生态系统的总生物量为213.07t.hm-2,其中林木、林下植被和地被物分别占95.9%、1.7%、2.4%;而马—格混交林生态系统的总生物量为236.00t.hm-2,三者所占的比例分别为93.9%、0.7%、5.4%.混交林中林木活枝与鲜叶生物量所占的比例较大,分别占地上部分总生物量的9.3%和16.4%,而纯林中两者所占的比例分别为1.3%和5.2%.同时,枝、叶的空间分布结构也存在明显差异,混交林中离地面2~3m高度就出现了枝、叶的分布,而在纯林中这一高度则出现在13~14m.不论是纯林还是混交林,细根主要分布于0~40cm土层,但混交林中细根生物量随土层深度增加而明显下降,呈典型的倒金字塔型;而马尾松纯林中细根则较均匀分布于0~40cm土层,40cm以下则急剧下降.纯林中林下植被生长旺盛,其生物量高达3.678t.hm-2,而混交林中林下植被的生物量仅为1.625t.hm-2,两林分中林下植被地上部分生物量均高于地下部分.混交林下的地被物现存量为12.72t.hm-2,明显大于纯林(5.02t.hm-2).而且,混交林地被物中F层与L层凋落物的比例(63.8%)显著大于纯林(15.9%),说明混交林中凋落物的周转速率比纯林快,加速了生态系统的能量流动和物质循环.