冬奥会崇礼赛区5种人工林枯落物及土壤水文特征

[目的]通过调查和研究冬奥场馆周边小流域人工林枯落物层和土壤层水文性能的变化规律及差异性,为研究区人工林的恢复、经营以及水源涵养能力的提升提供理论支撑.[方法]以崇礼区西沟流域的5种人工林配置模式(落叶松纯林、樟子松纯林、落叶松柠条混交林、樟子松柠条混交林和樟子松落叶松柠条混交林)为研究对象,通过测定林内枯落物层和土壤...     

抚育间伐对华北落叶松林分灌木多样性的影响研究

以木兰林管局华北落叶松人工纯林、落桦混交林和落油混交林3种典型林分类型为研究对象,分析抚育间伐对华北落叶松林分的灌木多样性的影响。结果表明:未抚育的不同类型的华北落叶松林分的灌木物种丰富度表现为落桦混交林落叶松纯林落油混交林。抚育后的不同类型的华北落叶松林分,林下灌木的物种丰富度、盖度均有所增加;随着抚育年份的增加,灌木的多样性指数呈增加趋势,而灌木分布均匀度指数变化趋势不明显。     

滦河上游四种典型落叶松林分转化研究

为探究滦河上游四种典型落叶松林分向目标林分转化的可能性及过程,以木兰围场国有林场管理局北沟林场内落叶松纯林和落桦混交林、落阔混交林和杉落针阔混交林4种不同落叶松林分类型为研究对象,通过对4个林分的近自然度分析。结果表明:4种林分的近自然度,杉落针阔混交林(0.284 3)落桦混交林(0.256 2)落阔混交林(0.253 8)落叶松纯林(0.241 4);林分树种组成复杂程度和幼苗优良程度为杉落针阔混交林落阔混交林落桦混交林落叶松纯林;4种林分向目标林分转化复杂程度为落叶松纯林落桦混交林落阔混交林杉落混交林。     

水曲柳人工纯林及针阔混交林枯落物储量和持水特性

对帽儿山实验林场4种林分类型(水曲柳纯林、水曲柳落叶松混交林、水曲柳红松混交林、水曲柳云杉混交林)的林下枯落物储量和持水性能进行了研究.结果表明:水曲柳红松混交林的枯落物储量最大(11.2 t/hm2),其后依次为水曲柳纯林(9.7 t/hm2)、水曲柳落叶松混交林(9.3t/hm2)、水曲柳云杉混交林(7.6 t/hm2);4种林分的枯落物最大持水量依次是水曲柳纯林(21.7 mm)、水曲柳红松混交林(21.6mm)、水曲柳云杉混交林(16.4 mm)、水曲柳落叶松混交林(16.1 mm).总体来看,水曲柳纯林和水曲柳红松混交林枯落物持水能力好于水曲柳云杉混交林和水曲柳落叶松混交林.     

水曲柳人工纯林与混交林土壤生态化学计量特征的比较

以东北林业大学森林培育实验站营造的29年生水曲柳纯林、水曲柳-落叶松混交林、水曲柳-云杉混交林和水曲柳-红松混交林土壤为研究对象,对其土壤中的C、N、P、K质量分数及其生态化学计量特征进行了比较研究。结果表明:水曲柳纯林的土壤C、N、P、K质量分数皆高于水曲柳-云杉混交林和水曲柳-红松混交林,土壤C、P质量分数皆低于水曲柳-落叶松混交林,土壤N质量分数与水曲柳-落叶松混交林差异不明显,土壤K质量分数高于水曲柳-落叶松混交林;水曲柳纯林的土壤w(C)∶w(N)低于水曲柳-云杉混交林和水曲柳-红松混交林,w(C)∶w(P)低于3种混交林,w(C)∶w(K)、w(N)∶w(K)和w(P)∶w(K)皆高于水曲柳-云杉混交林与水曲柳-红松混交林,低于水曲柳-落叶松混交林,w(N)∶w(P)高于水曲柳-红松混交林;研究区土壤C、N、P质量分数间耦合关系显著;土壤C、N、P质量分数是影响土壤w(C)∶w(N)、w(C)∶w(P)、w(C)∶w(K)、w(N)∶w(P)、w(N)∶w(K)和w(P)∶w(K)的重要因素。     

青海省大通水源涵养林物理性质研究

在青海省大通县宝库河流域三趟沟选择7种不同林分的林地,分析不同林分之间土壤容重、土壤总孔隙度的的差异。并对青海云杉纯林、青海云杉华北落叶松混交林、杂灌丛不同土层深度的土壤容重、总孔隙度进行分析,结果表明:林地类型对土壤容重和土壤总孔隙度的影响是极显著的;对容重而言,青海云杉纯林、青海云杉华北落叶松混交林的差异极显著,杂灌丛不显著;对总孔隙度而言,青海云杉纯林、青海云杉华北落叶松混交林、杂灌丛的差异极显著。     

青海大通水源涵养林地水分特性研究

为探究青海大通宝库河流域不同水源涵养林地的水分特性。选取青海大通宝库河流域的主要水源涵养林为对象,通过野外调查与室内分析,研究林地的水分特性。表明不同水源涵养林地的水分特性差异极显著,土壤持水性能大小依次为青海云杉白桦混交林华北落叶松纯林杂灌丛青海云杉纯林青海云杉华北落叶松混交林白桦纯林中国沙棘林。土层深度对林地水分特性的影响表现不一。对于青海云杉纯林、青海云杉华北落叶松混交林,土壤饱和含水量、毛管持水量和田间持水量的差异极显著;对杂灌丛而言,土壤饱和含水量、毛管持水量和田间持水量的差异不显著。该研究得出水源涵养能力好的林分,为当地水源涵养林的经营管理提供理论依据。     

辽东山区3种林分土壤理化性质和微生物特性研究

以辽东山区长白落叶松人工纯林、长白落叶松-水曲柳人工混交林和次生林3种林分为研究对象,分析表层(0～10cm)、亚表层(10～20cm)、底层(20～30cm)土壤理化性质、微生物含量及其二者相互关系。结果表明:落叶松纯林土壤pH值较次生林和落叶松-水曲柳混交林分别平均降低了5.4%和4.5%,落叶松纯林土壤存在酸化趋势。各林分类型表层土壤总有机碳、全氮、微生物量碳、碳氮比均表现为次生林落叶松-水曲柳混交林落叶松纯林,且各指标随土层加深显著降低(p0.05)。土壤微生物含量受土层的影响显著(p0.05),其中表层含量最高,表层细菌、真菌和放线菌含量分别为19.09～29.68nmol·g~(-1)、2.47～3.71nmol·g~(-1)和5.59～7.68nmol·g~(-1);次生林表层土壤细菌、放线菌的含量显著高于落叶松纯林(p0.05)。不同林型之间各土层细菌真菌比(B/F)、革兰氏阳性菌与阴性菌之比(G+/G-)差异显著(p0.05)。土壤总微生物含量与总有机碳、微生物量碳和全氮含量呈显著正相关。总体上,辽东山区的天然次生林、落叶松-水曲柳混交林与落叶松纯林相比,土壤环境水平改善,为提升辽东山区落叶松人工林纯林质量提供了科学依据。     

青海高寒区5种典型林分土壤呼吸季节变化及其影响因素

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节,也是影响全球气候变化的重要因素。研究土壤呼吸及其对环境因素的响应,对准确估计全球碳循环系统的收支平衡有重要意义。高寒区是陆地生态系统的重要组成部分,研究该区域环境因素对土壤呼吸的影响有助于深刻了解高寒区的土壤碳循环过程。本研究采用动态密闭气室红外CO2分析法,以青海高寒区的5种典型林分(华北落叶松林、云杉林、云杉-华北落叶松混交林、云杉-白桦混交林、白桦林)为对象,研究不同林分类型生长季土壤呼吸的变化规律及其与环境因子的关系。结果表明:5种林型土壤呼吸速率的大小为云杉林白桦林云杉-华北落叶松混交林华北落叶松林云杉-白桦混交林。土壤呼吸具有明显的季节变化,并在7月份达到最大值。云杉-华北落叶松混交林的土壤呼吸季节间变化幅度最大,华北落叶松林的变化幅度最小,最大土壤呼吸分别是最小土壤呼吸的17.36和1.83倍。华北落叶松林的土壤呼吸与土壤温度没有相关关系,与大气温度正相关(R2=0.75)且呈幂函数模型,与土壤水分含量负相关,其他4种林型的土壤呼吸与大气温度和土壤温度均呈现很好的正相关关系(R2=0.80~0.94),且与大气温度和土壤温度均呈幂函数模型,与土壤水分含量不相关。土壤呼吸对凋落物量的增加产生正响应,且凋落物呼吸在混交林内所占的比重大于纯林。      

混交林不同配比结构对落叶松毛虫发生的影响

分析不同混交林配比结构对落叶松毛虫发生的影响,明确落叶松毛虫发生规律,对落叶松毛虫的防治具有重要意义。以辽宁省铁岭市的落叶松为主要研究对象,共设置2个组,试验组为华北落叶松—云杉混交林,对照组为华北落叶松纯林,分析不同配比结构混交林对落叶松毛虫发生数量以及空间分布规律的影响。结果表明,在单株林木感染松毛虫数量方面,华北落叶松纯林单株林木感染数量高于不同配比结构的混交林,华北落叶松纯林单株林木感染数量接近9.89头,混交配比为3∶5的混交林单株林木感染数量为2.73头,其余混交配比的混交林单株林木感染数量在6.87～9.16头。在落叶松毛虫发生率方面,华北落叶松纯林松毛虫发生率高于不同配比结构的混交林,华北落叶松纯林落叶松毛虫发生率为33.76%,混交配比为3∶5的混交林落叶松毛虫发生率为14.75%,其余混交配比的混交林落叶松毛虫发生率均为20.35%～28.03%。综合来看,混交配比为3∶5的华北落叶松—云杉混交林可以降低毛虫发生数量和概率,具有良好的防治效果。     

不同密度调控强度对华北落叶松人工林土壤质量的影响

[目的]探究不同密度调控强度华北落叶松人工林土壤质量的变化规律,为合理利用林地资源及人工林的可持续经营提供理论依据.[方法]以山西太岳山好地方林场华北落叶松人工林为研究对象,基于土壤密度、含水率、养分含量、酶活性等18项土壤指标,并结合主成分分析和相关系数法建立土壤质量评价最小数据集,采用加权求和指数法对不同密度调控强...     

间伐对华北落叶松林凋落物分解的影响

【目的】凋落物是森林生态系统中养分循环的重要组成部分,凋落物的分解及其伴随的养分释放和土壤有机物结构的变化是森林生态系统运作的一个重要方面。采取措施加快凋落物分解,对于加快养分归还、促进林木生长具有十分重要的理论及现实意义。【方法】以河北省塞罕坝机械林场中4种间伐强度的华北落叶松人工林为研究对象,采用凋落物分解袋法布设凋落物,分别测定0(CK)、15%、20%、30%4种间伐强度下(以下分别简称为CK、15%、20%、30%)凋落物、有机质、全碳(C)、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)的残留率等8项物理和化学养分指标,采用双因素方差分析及Duncan多重比较等方法研究华北落叶松凋落物的分解速率及养分动态变化。【结果】(1)间伐显著降低了华北落叶松凋落物的残留率,到2015年9月,残留率大小分别为:CK> 30%> 20%> 15%;(2)不同间伐强度下,华北落叶松凋落物分解速率大小依次为:15%> 30%> 20%> CK,其中,30%和20%间伐强度下分解速率差异不大。(3)间伐强度和时间发生对有机质、C、N、P残留率有交互作用,且影响极显著,而...     

北方5种常见乔木根?土摩擦锚固性能研究

  目的  油松、白桦、蒙古栎、华北落叶松和榆树作为在北方广泛生长及种植的树种，其根系在锚固土壤和防止滑坡方面起着重要作用，因此研究其根?土界面摩擦性能具有科学意义。  方法  本文将挖自于木兰围场县木兰林管局北沟林场的5种乔木树种根系按不同直径分成若干小段，并将单根埋入干密度为1.52 g/cm3、含水率为12.72%的土壤试件盒中。通过北京林业大学植被力学实验室自主研发的根系拉拔试验机对埋入土壤的单根进行拔出试验，探究单根拔出的作用机理并从不同树种、不同直径两方面分析影响其摩擦力的因素。  结果  （1）单根在被拔出的过程中会发生两种破坏模式，当根的最大抗拉力小于根?土界面最大摩擦力时发生拔断破坏，反之则发生拔出破坏。（2）单根的最大摩擦力随直径以幂函数关系增长且拟合度很高，树种对于最大摩擦力的增幅具有明显的影响。（3）蒙古栎、榆树根?土界面最大剪应力随直径的增长而减小，白桦、华北落叶松、油松根?土界面最大剪应力随直径的增长而增大。（4）5种树种根?土界面剪应力与位移曲线可以用改进的双曲线模型进行拟合，各树种剪应力均在位移量为总值的6%时达到峰值。  结论  研究表明不同树种及直径对其根系固土效果会产生较大的影响，传统的固土效果预测方法会高估根系的固土作用，因此在进行人工防护林建设过程中应综合考虑根系的影响。      

基于分位数回归的针阔混交林树高与胸径的关系

  目的  基于包含哑变量的非线性分位数回归方法,构建华北落叶松Larix principis-rupprechtii与白桦Betula platyphylla针阔混交林树高与胸径关系的预测模型,对研究混交林中树种结构及立地生产力预测具有重要意义。  方法  以河北省塞罕坝机械林场华北落叶松与白桦针阔混交林为研究对象,利用83块标准地调查数据,基于哑变量分别采用最小二乘法和非线性分位数回归方法,构建不同树种树高与胸径关系模型。  结果  基于包含哑变量的非线性分位数回归预测模型精度高于最小二乘法,其中利用最小二乘法拟合不同树种模型,其确定系数、平均差及平均绝对误差分别为0.787~0.814、1.581~1.877、2.447~2.654;而利用非线性分位数回归不同树种不同分位点模型,其确定系数、平均差及平均绝对误差分别为0.839~0.921、0.213~1.469、0.561~2.322,经过残差分析确定,当分位点τ=0.7时,不同树种树高与胸径关系预测模型精度较高。  结论  与最小二乘法相比,基于非线性分位数构建的包含哑变量不同树种树高与胸径关系的预测模型精度更高。图3表3参33     

华北落叶松人工林间伐后9 ~ 10年林下天然更新研究

  目的  为进一步完备华北落叶松天然更新障碍的研究体系,本研究从幼苗更新特征方面,揭示或反映华北落叶松林天然更新影响因素。  方法  于2019—2020年,对不同强度间伐作业（于2010年6月完成）的27年、31年和47年共3个林龄的华北落叶松人工纯林林下幼苗群体展开调查研究。  结果  （1） 塞罕坝地区华北落叶松林在经过35%极重度间伐、30%重度间伐、20%中度间伐和15%轻度间伐作业以及自然稀疏后的9 ~ 10年里,林下均存在着不同程度的天然更新,更新苗层次均为幼苗,无落叶松幼树存在。幼苗以1年生幼苗为主,多年生幼苗的年龄多为2年。在幼苗更新频率的表现上,更新能力与林龄间呈反比,以27年华北落叶松林的表现最好,47年人工林的最差。（2） 幼苗苗龄分布中,1年生幼苗占比高,更高苗龄的幼苗占比极少,1年生和2年生幼苗的损失较大,在向多年生幼苗的过渡过程中存在更新断层。（3） 幼苗地径和苗高在不同时期以及林分间的差异均较小（P > 0.05）。经过一个生长季,幼苗地径明显减小（P < 0.05）,苗高则存在不显著增长（P > 0.05）。（4） 连续2年塞罕坝地区华北落叶松林天然更新等级的观测结果均为更新不良。林龄和林分密度对更新密度的影响较大（P < 0.05）,2年内均以31年落叶松林整体更新密度最大（P < 0.05）,更新密度则与林分密度间整体呈现正相关（P < 0.05）。相较于2019年,绝大部分样地内更新密度在2020年的表现均存在一定程度地下降（P > 0.05）。（5） 连续2年生长季内幼苗密度的动态变化在3个人工林中相对一致,7月底为萌发高峰期,幼苗损失主要发生在冬季。（6） 生长季成活率和越冬成活率在不同人工林间的差异较小（P > 0.05）。2019年27年落叶松林中生长季成活率要显著优于2020年的（P < 0.05）;越冬成活率则在各人工林中均显著低于生长季成活率（P < 0.05）。  结论  塞罕坝地区3个龄级的华北落叶松人工林,在经过4种强度间伐后的9 ~ 10年里,各人工林下存在不同程度的天然更新。林龄和林分密度主要通过影响林下幼苗的更新频率和更新密度影响到天然更新;而对于林下幼苗的年龄分布、生长状况、更新动态以及成活率等更新特征的影响则较小。即林龄和林分密度主要是通过影响幼苗数量来影响林下更新状态。相对而言,对结实能力更强的幼、中龄林,可通过间伐促进母树生长,提高林分整体的种子产量。并可能通过加大间伐强度和缩短轮伐期等方式,增加间伐对于林分的整体种苗品质、林下更新的环境因子和塞罕坝地区幼苗生长季期限等方面的正向影响。      

华北落叶松不同代际人工林土壤养分及细菌群落变化特征

目的探究不同代际华北落叶松人工林土壤养分及细菌变化有助于了解地力维持机制。为华北落叶松人工林可持续经营提供参考。方法本研究以塞罕坝地区华北落叶松不同代际人工林（一代林（17和37年生）、二代林（14年生））为研究对象,分析了不同代际林及不同土层土壤养分、土壤细菌群落组成和多样性的变异规律及土壤养分与细菌群落的耦合关系。结果（1）在0 ~ 10 cm和10 ~ 20 cm土层,一代林（17年生）和二代林（14年生）的速效钾和有效磷显著高于一代林（37年生）（P < 0.05）,但一代林（17年生）和二代林（14年生）间差异不明显（P > 0.05）。随着土壤深度增加,各代际林土壤养分均呈现降低趋势。（2）在门水平上,3个林分的优势菌群均为变形菌门、放线菌门、疣微菌门和酸杆菌门。随着土层深度的增加,3个林分的变形菌门和放线菌门呈迅速下降趋势。（3）一代林（37年生）的ACE和Chao1细菌丰富度指数在3个代际林中最低,且在0 ~ 10 cm和20 ~ 30 cm土层代际林间差异显著（P < 0.05）。在3个土层深度,土壤细菌多样性指数在一代林（17年生）和二代林（14年生）中相对较高,而在一代林（37年生）中相对较低。（4）相关分析表明,速效钾与变形菌门和放线菌门显著正相关,而与硝化螺旋菌门显著负相关（P < 0.05）。随着有效磷含量的增加,变形菌门数量呈显著增加趋势（P < 0.05）。结论华北落叶松二代林在早期发育阶段不存在地力衰退问题,随着林龄的增加,应加强速效钾、有效磷和碱解氮的调控,并重视特定细菌群落的变化以维持土壤肥力。      

不同处理方式对华北落叶松抚育剩余物分解的影响

[目的]为提高华北落叶松抚育剩余物的利用率,探索不同处理方式对抚育剩余物分解速率的影响,加快抚育剩余物分解速率,恢复华北落叶松人工林地力,使其保持长期较高的生产力.[方法]以华北落叶松人工林抚育剩余物为研究对象,采用粉碎、尿素、EM菌和木醋液4种处理方法,进行4因素5水平的正交试验设计.通过对剩余物进行25种处理,研究...     

塞罕坝主要立地类型针阔混交林树高曲线构建

地位指数模型是一种有效、可用的评价林分立地生产力过程的方法,然而在多树种、多层次、林分结构复杂的混交林中,如何构建动态地位指数模型并对不同立地条件下混交林立地生产力进行科学合理的评价是一个亟待解决的科学问题。本文运用华北暖温带针阔混交林不同树种348株优势木解析木数据(华北落叶松174株、白桦174株),对基于Bertalanfy-Richards模型、Hossfeld模型和Lundqvist-Korf模型的5种动态地位指数模型在混交林立地质量评价中的适用性进行了研究,并运用线性几何回归方法建立了不同立地类型下混交林树种地位指数转换方程。结果表明:华北落叶松最优模型为基于Bertalanfy-Richards的模型,其指标评价值R2adj为0.948、Bias为0.088、RMSE为1.089;白桦最优模型为基于Lundqvist-Korf的模型,其指标评价值R2adj为0.966、Bais为0.066、RMSE为1.322;不同立地类型(低海拔阳坡、低海拔阴坡、高海拔阳坡、高海拔阴坡)华北落叶松和白桦立地指数相关系数分别为0.87、0.81、0.84、0.91,表明模型拟合较好。经过验证表明,地位指数转换方程适用于不同立地类型混交林立地质量评价及生产力预测。      

望天树人工幼林土壤微生物量碳氮及养分特征

  目的  望天树是热带雨林标志种及国家一级濒危树种,人工栽培是扩大其种群数量的重要途径。通过对望天树人工纯林及混交林的土壤理化性质、土壤微生物生物量碳氮及养分含量的分析,为望天树人工幼林混交树种选择及土壤管理提供参考。  方法  在望天树人工纯林、望天树－降香黄檀及望天树－巨尾桉混交林设置标准地,采用对角线法采集不同土层的土样,测定土壤pH值、有机质及养分含量、微生物生物量碳氮含量,利用生态化学计量和主成分分析方法研究不同林分和土层对土壤微生物生物量碳氮含量及土壤质量的影响。  结果  （1）土壤微生物生物量碳氮和土壤养分含量的垂直分布特征表现为随着土层深度的加深而下降,不同林分类型对其垂直分布影响不明显。（2）望天树人工幼林平均土壤C∶N∶P为35∶2∶1,土壤微生物生物量MBC∶MBN为8∶1。不同树种组成显著影响着土壤养分和微生物生物量碳氮及其化学计量比,望天树－巨尾桉混交模式可以明显提高土壤微生物活性,改善土壤质地和微环境。（3）相关性和主成分分析表明,望天树林地土壤微生物可以通过自身调节对土壤养分的变化保持一定的内稳性,土壤微生物生物量碳氮可以作为土壤养分储备库和碳氮源变化的早期生物指示指标。望天树－巨尾桉混交林对土壤微生态功能、质量和肥力状况的影响最显著,是最有利于望天树幼林林地土壤微生物生长、土壤养分发育的一种林分类型。  结论  望天树人工幼林土壤微生物生物量碳氮、养分含量及其化学计量特征表现出明显的表聚效应,且树种组成对其垂直分布影响不明显。望天树混交林相比纯林而言,对土壤微生物环境和土壤质量的促进效果更明显,其中望天树－巨尾桉混交模式更有利于养分活化,提高微生物群落功能及改善林地土壤结构,是望天树幼林时期和桉树纯林改造较合适的混交模式选择。      

塞罕坝林场不同林型地表枯落物特性及对应火险特征研究

以塞罕坝林场为研究区,以小班为研究单位,对不同林型地表枯落物特性进行了调查,并结合不同树种生物学特性对森林的火灾发生危险性进行分析。结果表明：林场地表枯落物普遍较厚,平均4.3 cm,其中落叶松林最厚4.9 cm,樟子松林2.1 cm,白桦林4.3 cm,其他森林3.2 cm,都具备了发生大火灾的物质基础;树种、林龄、郁闭度是影响地表枯落物厚度的主要因子。潜在地表火强度最大的森林是落叶松近熟林;最易被引燃的森林是樟子松幼龄林;最易引燃树冠火的是未修枝的落叶松林和樟子松林;最易受伤害的是落叶松幼龄林和樟子松幼龄林。