不同年龄杉木人工林抚育成效分析——以江西省靖安县为例

以5a(幼林)、12a(中龄林)、18a(近熟林)生杉木人工林为研究对象,分别设置抚育间伐与对照(不抚育)2种处理,分别于2013年底和2015年底对样地进行调查。结果表明:抚育间伐促进了胸径和单株材积的生长,年平均胸径生长量的增加值抚育比对照幼林多44.4%、中龄林多25.0%、近熟林多14.3%,年平均单株材积生长量的增加值抚育比对照幼林多59.3%、中龄林多31.0%、近熟林多19.9%,上述差异均达到显著水平(p<0.05);抚育间伐对树高生长有促进作用,但与对照比,其差异未达显著水平(p>0.05);抚育明显改善了杉木幼、中龄林的健康状况,健康等级抚育样地普遍比对照样地高一级;抚育提高了林下植被种类的丰度、高度和盖度,抚育样地植被的垂直结构明显;总体而言,抚育间伐对杉木生长、林下植物生长和林分健康的促进作用幼林好于中龄林,好于近熟林。试验结果为杉木人工林的科学抚育提供了参考依据。     

不同森林抚育强度对栎类天然次生林细根特征的影响

为探寻栎类天然次生林细根形态和生物量等生长动态特征对不同森林抚育强度的响应,采用近自然森林抚育作业法对栎类天然次生中幼龄林进行抚育,并设置轻度(21%)、中度(35%)和重度(54%)3个抚育强度处理水平以及对照样地,抚育2年后进行样地调查,研究不同抚育强度条件下林地表层(0~20 cm)细根形态结构特征参数和生物量等指标的变化规律。结果表明:基于细根结构特征参数和Bray-Curtis相异距离的不同抚育强度样地PCo A排序图,能很好地描述不同抚育强度样地之间的细根生长发育差异特征;随着抚育强度的增加,0~20 cm土层活细根和死细根根长密度、细根表面积密度、细根平均直径和细根体积密度均不同程度增加,且在不同抚育强度之间呈现显著的差异(P0.05);随着抚育强度的增加,0~10 cm土层活细根生物量密度和总细根生物量密度均快速增加;相比于10~20 cm土层,森林抚育对0~10 cm细根生长的影响更为明显,强度抚育条件下的0~10 cm土层细根生物量密度比对照增加了136.72%,而10~20cm土层细根生物量密度比对照增加了105.68%。     

不同营林措施对黔中马尾松天然次生纯林生物量的影响

以黔中地区马尾松天然次生纯林为研究对象,实施幼龄林抚育、中龄林间伐及近熟林择伐措施林分与对照林分生物量的对比结果表明:抚育林分的平均木、目标树和林分总生物量分别达到对照林分的1.83、1.59和1.15倍;间伐与择伐林分目标树生物量的年增长量均显著高于对照林分,间伐林分乔木层生物量的增长量与增长率均高于对照林分,抚育增加了平均单株生物量和乔木层总生物量,间伐与择伐对林分目标树生物量和乔木层总生物量的增长均有促进作用,对林下植被生物量的促进作用不明显。     

湘北四川桤木人工林根系空间分布特征

对湘北地区6年生四川桤木(Alnus cremastogyne)人工林不同径级根系生物量分布、根长、比根长、根长密度的空间分布特征进行研究。结果表明:四川桤木人工林大根、中根、小根、细根生物量分别占林分根系生物量总和的55%、22%、14%、9%;约66%的根系生物量集中在0～30cm土层;不同径级根系根长变化趋势是:细根小根大根中根,比根长的变化趋势是:细根小根中根大根;各径级根长密度变化趋势各不相同:垂直方向上,在0～60cm土层,大根的根长密度随土层深度的增加先增后降,中根、小根、细根的根长密度随土层深度的增加而减小,水平方向上,在0～80cm距离,大根的根长密度随距树干距离的增加而减小,细根的根长密度随距树干距离的增加而增大,中根、小根的根长密度在距树干0～60cm内逐渐减小,而在距树干60～80cm又略有增加。     

祁连山青海云杉中龄林混交度对细根形态特征的影响

【目的】研究青藏高原东部祁连山地区青海云杉中龄林混交度对各土层细根生物量和形态特征的影响,以期为当地森林恢复和林分经营提供理论依据。【方法】选择混交度分别为0、0. 2、0. 4和0. 6的青海云杉天然中龄林样地,调查混交度对0～20和20～40 cm土层各树种细根生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的影响。【结果】混交度为0. 4的青海云杉林以10～25 cm径级(63. 72%)、24～32 m高度级(48. 72%)和16～20 m高度级(11. 18%)乔木占比最大,且均显著高于其他3个混交度的林分;青海云杉林总细根生物量密度主要分布在0～20 cm土层,占细根总量的68. 31%～83. 49%,其数值随混交度增大呈现先升后降趋势,混交度0. 4时最大,为616. 26 g·m~(-3); 20～40 cm土层总细根生物量密度随混交度增大而增大,在混交度0. 6时最大,为227. 17g·m~(-3);在0～20 cm土层,细根根长密度和根表面积密度表现为混交度0. 4混交度0. 2混交度0混交度0. 6,比根长和比表面积表现为混交度0. 4混交度0. 2混交度0. 6混交度0;在20～40 cm土层,根长密度、根表面积密度和比根长均表现为混交度0. 6混交度0. 4混交度0. 2混交度0,比表面积表现为混交度0. 6混交度0. 2混交度0. 4混交度0;随混交度增大,云杉对0～40 cm土层林分细根生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的贡献逐渐减小,而白桦对0～40 cm土层林分细根生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的贡献持续增大;混交度对细根根长密度和根表面积密度的影响主要表现在0～1 mm径级细根上。【结论】与其他混交度林分相比,混交度为0. 4的青海云杉中龄林具有更合理的径级结构和高度级结构,异龄、复层的林分结构可以减小相邻植株间生态位竞争重叠范围,优化林分空间利用效率,提高群落稳定性,细根生物量密度及细根形态特征如比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度达到最大。在未来青海云杉中龄林经营中,合理控制混交度在0. 4左右,可促进群落细根发育,利于森林持续健康发育。     

徐州云龙山侧柏林细根形态与分布规律研究

为了提高徐州市石灰岩山地侧柏人工林的生态和景观质量,该研究以云龙山侧柏人工林为对象,利用Win-RHIZO根系分析仪对2个样地不同土层深度细根的形态参数、比根长、根长密度和生物量进行了综合分析。结果表明：（1）细根直径随根序等级的升高而增加,细根长度、比根长、表面积表现为下降趋势,而细根体积表现为先减小后增加的趋势;（2）在不同立地条件下,细根长度、比根长、表面积和体积均表现为表层高于底层,东坡高于西坡的规律;（3）单位面积上细根的生物量随根序的升高而增加,而根长密度则明显下降;表土层中细根生物量和根长密度都要高于底层,东坡高于西坡。     

平欧杂种榛细根空间分布特征

[目的]探讨单作系统下平欧杂种榛根系空间分布特征,揭示影响细根(吸收根,0d≤2 mm)分布的关键土壤因子,为平欧杂种榛的地下水肥高效管理提供理论参考。[方法]采用田间分层挖掘法和根系形态结构分析系统,研究平欧杂种榛根系径级构成以及垂直与水平分布特征。[结果]表明:平欧杂种榛根系主要由细根构成,其中,细根表面积和细根长度分别占测定总根系的60.8%和93.2%,表明平欧杂种榛只有维持足够庞大的细根表面积和长度才能摄取更多的养分和水分以保障正常的生长需求。垂直方向上,平欧杂种榛根系生物量密度、表面积密度和根长密度均随土层深度的增加呈先升高后降低的趋势,各根系密度参数最大值均在10～20 cm土层。水平方向上,平欧杂种榛根系生物量密度、表面积密度和根长密度均表现为随距树干基部水平距离的增加而减小,且各根系密度参数在水平距离上差异显著。细根密度的空间分布特征表明,距树干基部水平距离0～150 cm以内的0～50 cm土层为细根表面积和根长密度的集中分布区,二者分别占测定总细根的54.16%和48.83%。相关分析表明:平欧杂种榛细根表面积密度和根长密度均与土壤含水量呈极显著正相关,表明细根分布对土壤水分的响应敏感,细根"逐水性"特征明显。[结论]在平欧杂种榛单作系统下,从节水节肥的角度考虑,距树干基部水平距离0～150 cm以内的0～50 cm土层可作为土壤水肥管理的重要区域。     

间种山毛豆对桉树根系空间分布的影响

以桉树(2 m×3 m)+山毛豆(Tephrosia candida)复合经营模式为研究对象,桉树纯林(2 m×3 m)为对照,根系生物量和根长密度为测定指标,采用根系区位全挖法和土钻样点法,探索了间种山毛豆对桉树根系空间分布的影响。结果显示:间种山毛豆有利于提高桉树细根和粗根在地下部分的比例,其中细根生物量提高幅度最大,比纯林桉树提高了1.99倍;间种山毛豆对桉树细根生物量空间分布影响显著,在垂直方向上,桉树细根生物量明显下沉,各土层大小排序为20～40 cm 0～20 cm 40～60 cm,在水平方向上,桉树细根生长明显外延,各区位细根生物量大小排序为区位2区位1区位3;间种山毛豆对0～20 cm深土层的桉树根系根长密度影响显著,其中纯林桉树细根根长密度是间种模式的1.4倍,粗根是间种模式的1.9倍,而2种模式下桉树根长密度最大值均出现在20～40 cm土层;在从桉树树兜往树行中间的水平方向上,间种模式和纯林桉树中细根和粗根的根长密度变化趋势均是单峰型曲线,其中细根根长密度峰值分别出现在1.00、1.25 m位置,粗根根长密度峰值分别出现在0.75、1.00 m位置。桉树人工林间种山毛豆能有效促进桉树根系生长,特别是细根生物量明显增加;同时桉树根系出现了生长下沉和外延现象,这可能是受地下根系生态位重叠产生的树种间竞争和促进作用影响造成。     

择伐对阔叶红松林细根生物量及其时空分布的影响

以择伐40年后的阔叶红松林过伐林(以下简称为择伐林)和未砍伐的典型阔叶红松林(以下为原始林)为研究对象,探讨了择伐对细根生物量时空分布的影响。结果表明生长季原始林和择伐林死细根生物量、活细根生物量和总细根年平均生物量没有显著差异(P0.05);总细根生物量以及活细根在6月以及9月存在显著差异(P0.05),死细根在5月、7月以及8月存在显著差异(P0.05);原始林和择伐林的细根生物量随土层深度的增加逐渐减少,80%的活细根和75%以上的死细根分布在0 20 cm的土层中,其总细根生物量、活根和死根仅在3040 cm存在显著差异(P0.05);原始林和择伐林的不同直径级(2 5 mm和≤2 mm)的活细根的生物量比、死细根的生物量比以及总细根生物量比在相同土层内没有显著差异(P0.05)。     

滴灌栽培杨树人工林细根空间分布特征

[目的]为探究滴灌条件下杨树人工林细根的空间分布特征,对大兴区林场滴灌栽培的5年生欧美107杨的细根分布进行研究。[方法]采用根钻法分别在株间、对角和行间方向距树干0.2、0.5、1.0、1.5 m处取样,取样深度为60 cm,每10 cm为1个土层。[结果]滴灌条件下,在不同方向的不同树干距离和土层深度,杨树人工林的细根生物量和根长表现出相似的分布特征,其分布受树干距离、土层及其交互作用的影响显著(P0.05)。滴灌条件下,株间方向的细根总长为12.7 cm,分别是对角和行间方向细根长的1.82倍和2.32倍,上述3个方向取样位点细根总长为25.2 cm,其中的86.4%在滴灌形成的湿润带范围内;0 40 cm土层的细根长占0 60 cm土层细根总长的84.5%。各方向的细根水平分布特征不同,株间方向细根长在距树干0.5 m处最大,为4.2 cm,占该方向细根总长的33.1%,且与其他树干距离处差异显著(P0.05);对角和行间方向细根长在距树干0.2 m处最大,分别为2.7、2.3 cm,占各自方向细根总长的38.1%和41.8%。各方向的细根垂直分布特征不同,株间方向细根长在0 10 cm土层最大,为3.7 cm,占该方向细根总长的29.1%,且与其他土层差异显著(P0.05);对角和行间方向细根长均在10 20 cm土层最大,分别为2.0、1.7 cm,占各自方向细根总长的27.9%和31.0%,与其他土层细根长差异显著(P0.05)。[结论]滴灌条件下,杨树人工林细根的空间分布特征可以采用细根生物量或细根长任一指标来表述。滴灌后形成的连续湿润带导致土壤水分条件的差异使细根在不同方向的水平分布和垂直分布特征不同,细根分布表现为株间对角行间,细根主要分布在湿润带范围内且在0 40 cm土层相对集中分布。依据滴灌栽培杨树人工林细根的水平和垂直分布规律,每次滴灌后应保证水分侧渗到距离树干至少50 cm的范围,下渗的深度至少达到40 cm深,以满足杨树人工林正常生长对水分的需求。本研究结果和结论为确定精准的单次有效灌溉量提供理论依据,从而实现既节水又确保林木正常生长的双重目标。     

杉木连栽地营造的米老排人工林生物量

在福建南平对2代杉木人工林采伐迹地上营造的22年生米老排和杉木人工林(对照)的乔木层生物量及其空间分配格局进行研究,结果表明:建立的米老排、杉木各器官相对生长模型W=a(D2H)b的决定系数均在0.9以上,拟合效果较好。22年生米老排乔木层生物量为244.39 t·hm~(-2),比杉木(对照)高68.42%,各器官生物量大小顺序为:干(54.51%)根(21.07%)枝(11.45%)皮(5.79%)叶(3.44%)枯枝(2.89%)花果(0.85%),均大于杉木;米老排直径大于2 cm枝的生物量比例(41.31%)远大于杉木(2.43%),但0.5 cm枝的生物量比例(19.02%)小于杉木(26.78%);米老排人工林根系生物量为51.50 t·hm~(-2),比杉木人工林高61.39%,其83.91%的根系生物量集中在0~40 cm深度的土层中;米老排细根(直径0.2 cm)生物量在0~10 cm表层土壤中的比例(42.35%)高于杉木(33.00%),且在40 cm以下土层生物量的分配率也大于杉木。米老排较高的细根生物量可能是其生产力高于杉木的主要原因之一。     

不同林龄杉木人工林细根生物量及分布特征

为了研究杉木人工林地下细根的碳分配及其随年龄变化规律,于2014年4月用土壤钻法对湖南省会同县杉木人工林三个不同林龄(7年生、17年生和25年生)细根生物量变化、垂直分布进行了研究。结果表明:杉木人工林0~60 cm土层内杉木细根生物量随着年龄的增加表现出先增加后减少的趋势,7、17、25年生杉木林细根生物量分别为239.79 g·m-2、271.90 g·m-2和191.60 g·m-2,占杉木细根总生物量的68.45%、56.39%和68.64%。而林下植被层地下细根生物量随杉木林年龄的增大而减少,7年、17年和25年生杉木人工林林下植被层细根生物量为别为207.20 g·m-2,54.87 g·m-2和39.54 g·m-2。不同林龄杉木林细根生物量随土层深度的增加而减少,其中7年生杉木人工林细根分布主要在表层;利用渐进累积方程分析表明,25年生杉木人工林向土层深处生长比较明显。不同林龄活细根比根长和比表面积呈现随年龄增长而降低的趋势,组织密度则呈增大趋势。     

第2代杉木林土壤有机碳、全氮对细根分布及形态特征的影响

以20年生杉木人工林为研究对象,分析了杉木细根的生长分布情况及形态学特征.结果表明:第2代杉木人工林的土壤有机碳与全氮主要分布在0～30 cm土壤中,随着土壤深度的增加而明显减少;杉木细根生物量在不同土壤层次问差异显著,随土壤深度的增加而显著减少,主要分布在0～15 cm的表层土壤中,占总量的50.35%,15～30 cm层占30.04%,30～45 cm层占19.61%;细根表面积在不同层次土壤间差异不显著,主要分布在0～30 cm层中,为2.86m2·m-3,占总量的79.88%;随着土壤深度的增加,杉木细根比根长增加不明显;土壤有机碳含量与杉木细根生物量、比根长和根表面积密度之间相关性均不显著;土壤全氮含量与杉木细根生物量和根表面积密度之间存在明显的正相关,与细根比根长存在不太明显的负相关.     

中龄林马尾松细根固土作用的调控

研究不同施肥处理对中龄林马尾松细根生长动态的影响,结合根系与固土作用的关系,阐述施肥对细根固土作用的调控。结果表明:不同施肥处理下细根生物量及形态指标均表现为夏季(8、9月份)最高,冬季(11、12月份)最低,施P肥或者NPK肥合理混施可促进细根生物量及根长等的生长状况,并延长细根生长时间,且在夏季显著高于对照。因此在马尾松中龄林下,通过施用P肥及NPK肥合理混施调控细根的生长,增强其固土效应。     

江南油杉细根生物量空间分布及其对土壤水分的响应

[目的]探明广西不同栽培区江南油杉细根生物量的空间分布共性及其对土壤水分的响应机制.[方法]以广西3个栽培区江南油杉人工幼林为研究对象,采用根系全株分层挖掘和根系形态结构分析法,定量分析江南油杉幼树不同径级细根生物量密度、根长密度和表面积密度的空间分布特征.[结果]1)江南油杉幼林期细根生物量在垂直方向上主要分布在0～...     

黄土丘陵区燕沟流域人工刺槐林的细根空间分布特征

对黄土丘陵区燕沟流域10年生人工刺槐林的细根生物量、比根长、根长密度和根面积指数的空间分布特征,以及这些根系参数与土壤物理因子(土壤含水量、土壤温度和土壤密度)的关系进行研究。结果表明:1)人工刺槐林细根在0～180cm土层中随深度呈层次性衰减(a,b,c,d,e);其中,细根生物量、根长密度和根面积指数等随深度变化均可用负指数函数描述,根系集中分布在0～60cm土层,峰值都在0～20cm土层,该土层3项指标分别占各自0～60cm土层总量的42.72%,44.44%和47.14%;比根长随深度增加衰减趋势较弱,在80～140cm土层中出现反复,其随土层深度的变化可用三次多项式描述。2)细根生物量、根长密度和根面积指数等均随距树干基部的距离增加而减小,比根长在0～40cm随距树干距离增加而增加,在40～80cm达到最大值,120～160cm内最少。3)根系分布受环境因子影响,其影响程度依次为:土壤温度>土壤含水量>土壤密度,建立根系参数与土壤物理因子的多元线性回归模型,模型均达到95%以上显著水平。     

根箱法原位分析黄梁木幼苗移栽后的根系生长

【目的】利用活动式根箱在土壤栽培条件下原位动态观察和分析黄梁木移栽后根系的形态和分布变化，解答黄梁木是如何构建根系网络及其根系形态和分布是否存在独特特征的两大问题，以期为黄梁木的水肥管理提供理论依据。【方法】将6个月苗龄的黄梁木实生苗移栽于装有赤红壤的活动式根箱，每10 d利用扫描仪获取0～15、15～30和30～45 cm土层根系生长图像，借助根系分析软件WinRHIZO和Image J分析移栽后40 d内这3个土层的根长、根表面积、根体积、根直径、根分支数和根分支角度等指标，并计算根直径、根深宽比、根分支数和分支角度的动态变化率以及根分支数和分支角度的相关性，最后模拟移栽后黄梁木根系生长变化。【结果】在移栽后40 d内，黄梁木的根长、根表面积、根体积、根直径和根分支数均随时间变化不断增加，根系伸长速率达到21.4 cm·d~(-1)；黄梁木70%的根长、根表面积、根体积和根分支数分布15～30 cm和30～45 cm土层；黄梁木根系总长、根表面积和根体积主要由直径≤1.5 mm的细根贡献，特别是直径≤1.5 mm根系长度占根系总长的百分比大于96%；根系横向伸展速率为0.77～1.5 cm·d~(-1)，纵向伸长速率达2.6 cm·d~(-1);15～30 cm土层单条二级根产生的三级根数量显著大于0～15 cm和30～45 cm土层的，最大值达58条·二级根-1；二级根和三级根分支角度在60°～80°之间；二级根和三级根的分支角度随着时间变化而不断增大，且二级根和三级根的分支数和分支角度均呈极显著正相关关系（P 0.01），相关系数均大于0.8。【结论】本研究的活动式根箱及相关方法较好地实现了土壤栽培条件下黄梁木根系生长的动态原位观察和分析。黄梁木综合运用不断伸长根系和扩大分支角度两种策略，在移栽后的短时间内长出大量细根，迅速在15～45 cm土层建成较发达的根系网络，形成较强的水分和养分吸收能力。为保障黄梁木移栽后快速生长，建议在15～45 cm土层追肥。     

用根箱法研究毛竹实生苗根系构型

运用根箱法研究了毛竹实生苗的根系构型特征,结果表明:毛竹实生苗没有明显主根,基部形成4~5条不定根;根宽深比为0.682,根宽小于根深;根长、根系数量、根表面积、根体积与根系平均直径在不同土层中的分布存在极显著差异,根长、根系数量、根表面积与根体积集中分布在0~20 cm土层,占总量64.2%~71.66%,随土层加深,各指标均下降,根系平均直径最大值、最小值分别出现在0~10 cm、20~30cm土层;水平方向毛竹实生苗根系干重的最大值出现在以竹苗为中心0~5 cm范围土层内,随着距离的增加逐渐减少;垂直方向上,84.6%根系干重集中分布在0~20 cm土层,随土层加深,根量减少,呈"T"形分布状态。     

控根对湿加松扦插苗生长与根系形态的动态影响

以湿加松扦插容器苗为材料,设置空气切根(30,50,70cm苗床)和不切根对照处理,分析处理后半年内株高、地径、地上部生物量、根系生物量、根长、根表面积、根直径、细根比例等指标的月变化。结果表明,控根影响了扦插苗的根系形态,但对扦插苗的生长与生物量无显著影响。处理4个月后,70cm苗床的切根处理显著促进了根系的伸长生长,但5个月时,切根苗木的根系转向粗生长的阶段,与对照相比,细根比例降低,而根直径增大。苗木生长量呈现与根直径的相关性逐渐增强、而与根长度相关性减弱的趋势,表明控根苗木根系形态的动态变化有利于促进苗木的生长。建议采用70cm苗床做湿加松扦插苗的空气切根。     

樟树人工林细根生物量的时空动态

以长沙市郊区的31~32年生樟树人工林为研究对象,采用根钻法,从2007年1月至12月对樟树人工林0~60 cm土层的细根(≤2 mm)生物量进行了定位研究.结果表明:樟树人工林中活细根生物量季节变化范围为1.162~3.687 t/hm2,死细根生物量为0.072~0.399 t/hm2,年均活细根和死细根生物量分别为1.958和0.184 t/hm2;樟树活细根和死细根生物量存在显著的季节变化(P<0.05),活细根生物量呈现单峰曲线,死细根生物量呈现双峰曲线;活细根和死细根生物量均随土壤深度增加而减少,0~15 cm土层的年均活细根生物量占0~60 cm土层的年均总活细根生物量的52.90%,死细根生物量占总死细根生物量的56.51%;15~30 cm土层年均活细根生物量占23.64%,年均死细根量占22.25%;30~45 cm土层年均活细根生物量占12.49%,死细根量占总死细根量的11.17%;45~60 cm土层年均活细根生物量占10.97%,死细根量占总死细根量的10.03%.