青海大通退耕还林工程区林木生产力和水分生产潜力研究

为明确青海大通退耕还林工程建设发展方向，2002年至2003年，通过对青海省大通县20世纪80年代退耕还林后，现存人工林群落标准地调查和解析木分析，研究了青杨灌木混交林、白桦云杉混交林、落叶松纯林、紫果云杉纯林、白桦纯林等5种类型的林木生产力和林木水分生产潜力．结果表明，研究地区的植物气候生产潜力约为8 462 kg/(hm2·a)，2 100～3 333株/hm2密度的青杨灌木混交林、白桦纯林、紫果云杉纯林和白桦云杉混交林的生产力指标可作为该地区常规造林技术条件下乔木成林的现实生物量生产潜力标准．其中，紫果云杉纯林和白桦纯林成林的现实潜在水分生产率分别为17.22和22.14 kg/(hm2·mm·a)，青杨灌木混交林和白桦云杉混交林成林的现实潜在水分生产率分别为21.14和19.09 kg/(hm2·mm·a)．表明上述类型的造林模式是今后退耕还林工程建设的发展方向．      

青海高寒区不同人工林下植被的多样性及生态位研究

【目的】分析青海大通县不同人工林配置林下植被的群落结构和多样性特征。【方法】通过样方调查和样地植被调查,分析了不同人工林(白桦纯林、青海云杉纯林、华北落叶松纯林、青海云杉-白桦混交林)林下植被群落的多样性状况,同时运用Levins生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数,对人工林林下植被群落的生态位宽度和生态位重叠进行分析。【结果】不同人工林下植被的丰富度、多样性及均匀度变化趋势均表现为针阔混交林>阔叶林>针叶林;生态位宽度广的物种,如问荆、珠芽蓼、东方草莓等,往往构成人工林林下植被群落的优势种;混交林草本群落下的生态位宽度和生态位重叠最大,分别为0.605和0.612,相对于阔叶林和针叶林,其更有利于林下植被的生长和发育;较大的生态位宽度往往伴随着较高的生态位重叠值,但这并不是惟一的影响因素,可能由于斑块的存在,导致一些林分中较窄的生态位宽度也存在较高的生态位重叠。【结论】不同人工林,由于环境异质性及生物学特性的复杂性,造就了植物群落内部物种的多样性和群落结构的差异。     

青海高寒地区主要造林树种林木生产力研究

通过对青海省大通县近2000hm2典型人工林植物群落标准地调查和解析木分析,了解不同人工林分林木生产力状况,结果表明,在林木生长关系中,白桦的树高与蓄积量的关系呈多项式分布;青杨的树高与蓄积量呈现指数函数分布;青海云杉与落叶松的树高与蓄积量的关系呈现幂函数分布。在目前的技术经济水平条件下,当地的青杨×沙棘混交林、白桦纯林、云杉纯林的生产力指标可作为该地区常规造林技术条件下乔木成林的现实生物量生产潜力标准,表明上述类型的造林模式是今后林业发展方向。从生物多样性出发,今后的造林建设提倡多营造混交林。     

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。     

青海高寒黄土区典型水源涵养林健康评价

青海高寒黄土区水源涵养林的健康状况直接影响到该地区退耕还林（草）工程生态效益的发挥。以青海省大通回族土族自治县塔尔沟林场的青海云杉Picea crassifolia林,华北落叶松Larix principis-rupprechtii林,白桦Betula platyphylla林,青海云杉-华北落叶松混交林以及青海云杉-白桦混交林等5种典型水源涵养林为研究对象,采用森林健康相关理论和专家咨询法,构建森林健康评价指标体系,利用熵权法确定评价指标权重,最后根据综合指数法进行水源涵养林健康指数计算并分析比较。结果表明:青海云杉-白桦混交林为优质林,白桦林为健康林,青海云杉林和青海云杉-落叶松混交林为亚健康林,华北落叶松林为不健康林。健康评价指标体系中,森林火险等级、叶面积指数和病虫害程度等3项指标的权重较大,依次为0.242 3,0.128 8和0.122 2,是影响森林健康的重要因子。总体上看,混交林健康程度优于纯林,阔叶林健康程度优于针叶林,青海云杉-白桦混交林是相对较好的水源涵养林树种配置模式。     

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。     

文峪河上游河岸林下灌木和草本植物α多样性研究

为了解河岸林群落的结构特点,通过设置连续小样方样带调查法,对文峪河流域上游5个典型河岸林带进行了群落学调查,结果表明:该研究地区灌木Shannon-wiener指数在不同林型下的大小顺序依次为:阔叶混交林>针阔混交林>油松纯林>华北落叶松纯林>云杉纯林,Simpson丰富度指数和Pielou均匀度指数都是在阔叶混交林下最高,为0.809和0.909;草本植物Shannon-wiener指数在不同林型下的大小顺序依次为:阔叶混交林>华北落叶松纯林>针阔混交林>云杉纯林>油松纯林,Simpson丰富度指数在阔叶混交林下最高,为0.888,Pielou均匀度指数针阔混交林下最高,为0.923。从不同林型河岸林下灌木和草本植物的α多样性指数(Shannon-wiener指数、Simpson指数和Pielou指数)分布格局可以初步判定该河岸林的边界在距溪流30～50m处。     

16年生落叶松白桦纯林与混交林林分生长量及生物量对比

采用标准地调查法研究了大兴安岭加格达奇林业局落叶松、白桦纯林和混交林生长、生物量指标。研究结果表明:落叶松、白桦人工天然混交林较落叶松人工纯林和白桦天然纯林具有较大幅度的增产效益。混交林中落叶松、白桦生长表现均优于各自纯林,平均树高分别高出15.1%和20.5%,平均胸径分别高出8.0%和2.3%,平均单株材积分别增加11.5%和15.8%,林分总蓄积量分别增加14.7%和12.3%。混交林中乔木层生物量、干材生物量和枝叶生物量均显著高于落叶松纯林和白桦纯林,全林生物量也较落叶松纯林和白桦纯林有较大幅度的增加。     

2种马尾松林林下植被生物量特性研究

对枞阳大山林场马尾松纯林和马尾松阔叶混交林林下植被生物量特性进行了研究。结果表明,马尾松纯林林下灌木占林下植被总量的比例(91.61%)大于马尾松阔叶混交林(74.80%)。2种马尾松林下植被生物量在各器官的分配比例均呈现出:灌木层生物量中根>茎>叶;草本层的地上部分生物量远远小于地下部分生物量。马尾松阔叶混交林相对于马尾松纯林,土壤容重在减小,土壤含水量、>0.25 mm的水稳性团聚体、有机质、全N、水解N、有效P和速效K含量在增加。相关分析表明,林下植被生物量地下部分比例与土壤容重和土壤含水量呈显著负相关,而与土壤有机质、全N和速效P呈显著正相关。     

2种马尾松林林下植被生物量特性研究

对枞阳大山林场马尾松纯林和马尾松阔叶混交林林下植被生物量特性进行了研究。结果表明,马尾松纯林林下灌木占林下植被总量的比例（91.61%）大于马尾松阔叶混交林（74.80%）。2种马尾松林下植被生物量在各器官的分配比例均呈现出：灌木层生物量中根＞茎＞叶;草本层的地上部分生物量远远小于地下部分生物量。马尾松阔叶混交林相对于马尾松纯林,土壤容重在减小,土壤含水量、>0.25 mm的水稳性团聚体、有机质、全N、水解N、有效P和速效K含量在增加。相关分析表明,林下植被生物量地下部分比例与土壤容重和土壤含水量呈显著负相关,而与土壤有机质、全N和速效P呈显著正相关。     

公别拉河流域主要森林类型的土壤肥力与涵养水源功能

对公别拉河流域5种主要森林类型的土壤有机质、全氮、水解氮、有效磷、活性酸(pH)、有效钾、容重、持水状况和孔隙状况进行了分析,并用主成分分析方法对土壤肥力状况进行了综合评价,结果表明:不同森林类型对土壤理化性质影响较大,天然阔叶混交林>天然针阔混交林>天然白桦林>落叶松人工林>樟子松人工林;不同森林类型枯落物持水量由高到低依次为:天然针阔混交林>天然白桦林>落叶松人工林>樟子松人工林>天然阔叶混交林;林地最大蓄水量和有效蓄水量由高到低依次为:天然针阔混交林>天然白桦林>落叶松人工林>天然阔叶混交林>樟子松人工林。     

林下植被和凋落物对我国寒温带天然林土壤CO2通量的短期影响

  目的  为研究林下植被和凋落物对我国寒温带天然林土壤CO₂通量的影响,对不同处理下CO₂通量排放特征进行分析探究,为大兴安岭地区森林生态系统的经营管理和土壤温室气体研究提供参考。  方法  在2019年5—9月采用静态箱?气相色谱法对大兴安岭北部4种主要林型（白桦林、山杨林、樟子松林和兴安落叶松林）土壤CO₂通量排放特征进行原位监测研究。  结果  4种林型不同处理后的土壤CO₂通量都呈现相似的单峰曲线变化趋势,峰值出现在7月或8月。去除凋落物会提高阔叶林土壤呼吸,降低针叶林土壤呼吸,但变化幅度较小,没有达到显著水平（P > 0.05）。与自然状态相比,去除林下植被后,白桦林、山杨林和兴安落叶松林的CO₂通量均值分别升高了27.57%、15.84%和24.13%,达到显著水平（P < 0.05）,但樟子松林则下降了0.68%（P > 0.05）。去除林下植被和凋落物状态下,白桦林、山杨林和兴安落叶松林土壤CO₂通量均值升高了20.05% ~ 25.34%,但樟子松林则下降了12.36%,且去除林下植被和凋落物的阔叶林的平均通量显著大于针叶林（P < 0.05）。  结论  凋落物和林下植被的存在与否会对土壤CO₂通量产生不同影响,且影响程度因林型而异,科学合理的林下管理对调控森林生态系统CO₂排放和生态环境保护都有着重大的作用。      

长白山次生针阔混交林乔木多样性维持机制研究

温带森林的生物多样性形成和维持机制仍处于理论探讨阶段。本文利用单物种-面积关系模型,检验了样地 中21 种木本植物对局域群落多样性的影响。结果表明:1)不同树种对邻域多样性格局影响存在差异,在0 ~ 50 m 空间尺度上白桦、水曲柳、长白落叶松、怀槐、鱼鳞松、红松、青杨、山杨、臭松、紫椴、春榆、色木槭、青楷槭和花楷槭 表现为多样性促进种;枫桦和假色槭表现为多样性抑制种;黄檗和蒙古栎在绝大多数空间尺度上表现为中性种;裂 叶榆和糠椴在部分空间尺度上抑制了局域群落多样性。2)在0 ~50 m 空间尺度上,多样性促进种比例明显高于中 性种和抑制种,并且促进种比例随着空间尺度增加而下降,具有明显的尺度依赖性;在所有研究尺度上抑制种和中 性种比例始终维持在20%左右。因此,生物多样性促进种在群落多样性格局组建过程中起主导作用,研究结果进 一步验证了生态位理论在温带森林群落多样性维持中具有重要作用。同时,中性种所代表的随机过程在群落组建 过程中所发挥的作用也不容忽视。      

基于亲和度分析法测度延安城市森林组成格局多样性和景观复杂性

在延安城市森林区域内,空间相对均布地设置60个20 m×20 m的样地（20种森林斑块类型,3个重复）,通过样地调查、土壤化学性质分析及亲和度分析,获得各类森林斑块的物种丰富度（S）、Shannon-Wiener多样性指数（H’）、土壤养分及镶嵌多样性（m）。结果表明:1）延安城市森林的20种森林斑块乔木层物种丰富度低,而灌木层和草本层较高,多数类型的森林斑块物种丰富。2）该区域物种多样性不同程度地受海拔、坡位数、郁闭度、表层土壤全N、全P和全K等环境因子共同作用。3）20类森林斑块间植物物种镶嵌多样性>3（m=5.543 57）,表明延安城市森林景观植被格局较复杂,不存在明显的生态梯度。4）白桦山杨混交林、白桦纯林、油松纯林和三角枫山杨混交林这4种类型森林斑块为中心点,拥有该区大多数普遍种,代表了该区大多数环境类型。山杏纯林、沙棘灌木林、苹果林和辽东栎侧柏混交林在景观中属于外点。其余12类森林普遍分布在该区的森林景观中,占据了大多数生境空间。得出植被组成格局及其空间分布状况,可以用于指导延安城市森林经营管理上的森林斑块功能类型区划和重要生境的识别与保护。     

大通县退耕还林不同配置模式物种多样性的研究

研究结果表明,大通县退耕还林不同配置模式下群落物种多样性指数与丰富度、均匀度呈显著正相关,与优势度呈显著负相关。群落物种多样性指数排序,在浅山区为模式C(青杨 枸杞)>模式D(中国沙棘)>模式B(紫花苜蓿)>模式A(川赤芍)>模式E(柠条),多样性指数分别为5.309 1、5.089 4、4.657 3、4.081 6、3.410 5;在高山区为模式H(白桦 青海云杉)>模式J(青杨 中国沙棘)>模式G(华北落叶松)>模式F(青海云杉)>模式K(青海云杉 中国沙棘),多样性指数分别为5.228 9、5.071 7、4.699 2、2.780 9、2.646 2,群落乔、灌、草3层结构物种多样性指数呈现出草本层>灌木层>乔木层的规律,在优势度方面,草本层在森林中的作用远不及乔木层。     

基于PenmanMonteith模型的林木日蒸腾模拟

忽略大气层结,考虑气压订正,用冠层整体气孔阻力(rst)代换冠层阻力(rc),蒸散面的净辐射值(Rn)采用冠层截留净辐射(Rnl),便可在叶面积指数(LAI)、林木单叶平均气孔阻力(rsi)和气象要素实测数据的基础上,应用修正后的PenmanMonteith模型进行林木蒸腾量的模拟。本研究通过对Rn、LAI、rsi的实地观测,确定了林冠截流净辐射(Rnl)、消光系数(k)、冠层阻力转换系数(K')、空气动力学阻力(ra)和冠层整体气孔阻力(rst),对青海大通地区紫果云杉(Picea purpurea)、华北落叶松(Larix principisrupprechtii)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、白桦(Betula platyphylla)和青杨(Populus cathayana)的日蒸腾过程进行了模拟,与用快速称重法订正的Li1600稳态气孔仪实测蒸腾结果对比,模拟的相对误差在±15%以内;模型敏感性分析发现,温度、LAI以及rsi是决定模拟结果的主要参数,模型对各参数变化反应不敏感。西北林学院学报21卷第3期刘胜等基于PenmanMonteith模型的林木日蒸腾模拟     

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。      

青海省大通县退耕还林区主要植物群落物种组成与多样性

2008年3 - 8月,对青海省大通县退耕还林区不同样地类型下不同植物群落进行全面考察,综合分析了主要植物群落物种组成与多样性。结果表明：①在不同生活型中,物种多样性表现为草本层＞灌木层＞乔木层,这与群落中各层次的物种组成情况相同。②不同群落间物种多样性也有较大的差异,混交林相对纯林具有更高的物种多样性。③对不同起源地的群落多样性,天然次生林＞退耕地人工林＞农耕地,且退耕多年地段的群落物种多样性接近于天然次生林。④在不同的退耕时间序列上,随着时间的推移,群落逐渐趋于稳定,群落物种多样性和丰富度呈“小—大—小”的变化过程,而均匀度和优势度指数呈“大—小—大”的变化过程。退耕还林在保护生物多样性、恢复植被和改善生态环境等方面发挥着重要作用。在退耕还林还草过程中,应注意合理的林草布局,促进群落的稳定和更新。图2表4参15