不同密度华北落叶松人工林土壤理化性质研究

以河北省木兰围场国有林场管理局北沟林场内5种不同密度的华北落叶松人工林为对象,研究林分密度对土壤理化性质的影响,结果发现:林分密度不同程度地影响土壤理化性质。当株数密度为660株/hm2时,土壤的质量含水量、全N及全K含量均保持在一个相对较高的水平;当株数密度从740株/hm2增加到2 000株/hm2时,0～20cm土层的土壤密度先减小后增大,而土壤质量含水量、土壤有机质和全N含量表现出相反的趋势;20～60cm土层的土壤密度与0～20cm土层的变化情况相同,而土壤质量含水量和土壤速效K含量则持续降低,土壤有效P含量呈现出增大趋势;当株数密度达到2 000株/hm2以上时,林地土壤的pH值降低,呈现明显的酸化趋势。过大的林分密度可能导致华北落叶松人工林地土壤酸化与土壤水分、有机质、N和K元素的加速消耗。从维持林地土壤健康的角度,建议将华北落叶松人工林地的林分密度控制在1 500株/hm2左右并且不能超过2 000株/hm2。     

塞罕坝林区低密度经营对华北落叶松林分生长的影响

为了给坝上塞罕坝林区低密度经营提供依据,以华北落叶松人工林为研究对象,对不同林分密度条件下(150株/hm~2、225株/hm~2、300株/hm~2和375株/hm~2)华北落叶松林分的生长情况进行分析,研究低密度经营对华北落叶松生长的影响,提出培育华北落叶松大径级用材林的技术体系。结果表明:林分密度对胸径、树高和单株材积总生长量、平均生长量、连年生长量都有一定程度的影响,影响程度按照胸径、单株材积、树高顺序递减;林分密度过大或过小均影响华北落叶松林分的生长,林分密度控制在225~300株/hm~2时,华北落叶松胸径、树高和单株材积总生长量、平均生长量、连年生长量最大。     

火力楠人工林不同密度效应研究

对造林密度分别为1892株/hm~2、2505株/hm2和3462株/hm~2的火力楠人工林的生长量以及土壤理化性质进行了试验研究。结果表明:随着造林密度的增大,火力楠纯林的平均树高、胸径、单株材积、单位面积的蓄积量等均下降,土壤容重增大,孔隙度、通气度减少,土壤的有机质、速效磷、速效钾等营养物质含量降低。本试验条件下,火力楠造林以造林密度为1892株/hm~2为宜。     

闽楠人工林林下植物和土壤理化性质对密度的响应

分别对造林密度为3088株/hm~2、2067株/hm~2、2001株/hm~2和1668株/hm~2的20a生闽楠人工林进行了林下植物调查和土壤理化性质测定,结果表明:随着密度的增加,闽楠人工林林下植物的种类、高生长、覆盖度和多样性指数减少,生活力减弱;土壤容重随密度的增加而增大,孔隙度和通气度以及持水量降低,有机质、水解性N、速效P和速效K含量减少。土壤肥力状况随林分密度的增大而下降。该试验中,闽楠人工林最佳的造林密度是1668株/hm~2。     

不同密度对沙枣人工林土壤肥力的影响

为探索沙枣人工林合适的造林密度,对沙枣6 667株/hm~2,4 444株/hm~2,3 333株/hm~2,2 500株/hm~24种造林密度林分的理化指标进行了测定。结果表明:随着造林密度的增大,土壤容重增大,毛管孔隙度、非毛管孔隙度以及通气度下降,土壤肥力降低;沙枣根部有大量根瘤菌,具有一定的固氮能力。在此试验条件下,造林密度为4 444株/hm~2时,在改善土壤含氮量方面效果最好;而造林密度为2 500株/hm~2时,土壤结构和土壤肥力最好。     

冀北山地不同密度华北落叶松林生长状况分析

为了研究不同密度华北落叶松人工林胸径与树高增长情况,以北沟林场东沟作业区3种密度华北落叶松人工林作为研究对象,利用树木解析的方法对3种林分进行生长分析,从而确定该林龄的林分适宜的密度。结果表明:林分密度越大的,其胸径平均生长量越小;密度越小,其胸径平均生长量越大。不同的林分密度,其树高的平均生长量有一定的差异,3个林分密度树高平均生长量的大小排序为975株·hm~(-2)750株·hm~(-2)1 200株·hm~(-2)。     

苏木山不同林分密度华北落叶松人工林枯落物特征

为了解苏木山华北落叶松人工林枯落物组成,选择林龄48 a生的苏木山华北落叶松人工林为研究对象,测量了不同林分密度林内枯落物。结果表明:(1)研究区枯落物储量为10.71～19.54 t·hm~(-2),其中半分解层储量为5.90～11.92 t·hm~(-2),未分解层储量为4.81～7.63 t·hm~(-2)。(2)各林分密度枯落物储量为1 800株·hm~(-2)900株·hm~(-2)500株·hm~(-2)1 100株·hm~(-2)。枯落物厚度为2.40～4.72 cm,其中半分解层厚度为0.67～1.80 cm,未分解层厚度为1.73～2.92 cm。(3)各林分密度枯落物含水率均表现为未分解层小于半分解层,枯落物含水率为林分密度500株·hm~(-2)1 800株·hm~(-2)900株·hm~(-2)1 100株·hm~(-2)。     

造林密度对米老排人工林初期生长的影响

[目的]探讨不同造林密度对米老排人工林生长的影响规律,为米老排人工林定向培育过程中的密度控制提供参考。[方法]以广东省云浮市造林后6年生米老排人工林为研究对象,对不同造林密度(625、833、1 111、1 667、2 500株·hm~(-2))林分平均树高、优势木高、胸径、保留率和枝下高等生长指标进行连续4年调查。[结果]表明:随着造林密度的增大,米老排林分平均胸径、胸径连年生长量、保留率、单株材积和材积连年生长量均显著减小,而枝下高、林分蓄积量和蓄积连年生长量显著增加。在一定密度范围内,造林密度对林分高生长的影响比较小。造林后第6年,密度1 667株·hm~(-2)林分的平均树高最大(11.4 m),优势木高以密度1 111株·hm~(-2)林分的最大(13.3m),树高连年生长量以密度625株·hm~(-2)林分的最大(1.5 m·a~(-1));密度625株·hm~(-2)林分的平均胸径、胸径连年生长量、单株材积和材积连年生长量均最大,分别为14.3 cm、2.5 cm·a~(-1)、0.097 3 m~3和0.038 2 m~3·a~(-1),比密度2 500株·hm~(-2)林分的分别增加27.7%、81.0%、49.0%和82.4%;密度2 500株·hm~(-2)林分的枝下高、蓄积量和蓄积连年生长量均最大,分别为6.0 m、149.4 m~3·hm~(-2)和44.8 m~3·hm~(-2)·a~(-1),分别是密度625株·hm~(-2)林分的2.61、2.52、1.95倍。[结论]分析了造林密度对米老排初期生长的影响,对米老排人工林的培育具有理论指导意义。     

燕山北部华北落叶松人工林与杨桦天然次生林土壤碳密度的比较

为了了解人工造林过程对土壤碳储量的影响,对燕山西部山地常见的华北落叶松人工林和杨桦天然次生林土壤有机碳含量进行了研究。结果表明,华北落叶松人工林和杨桦天然次生林的土壤剖面平均有机碳含量分别为30.45g/kg和28.45g/kg,二者没有明显差异;2种林分的土壤有机碳含量均随着土层深度的增加而降低,下降幅度则随深度的增加逐渐减缓,表层土壤对土壤的碳存储贡献更大。总的来看,土壤有机碳含量在深层(30cm以下)相邻土层之间差异不显著,说明深层土壤中,有机碳含量变化较小。由以上结果可以得出结论,在造林措施适当、人为干扰较少的条件下,人工林同样可以维持与天然林相近的较高的土壤碳储量。     

枯落物层对六盘山华北落叶松人工林土壤性质的影响

为探究枯落物层对六盘山华北落叶松人工林土壤物理、水文性质的影响,于2017年通过设置不同密度的华北落叶松人工林枯落物保留/去除样地,调查了枯落物保留/去除样地林下土壤物理和水文性质的差异。结果表明:枯落物层能够增加土壤的孔隙度、土壤蓄水和渗透能力,去除地表枯落物(LR)和保留枯落物(CK)两种林分在0～100 cm土层中平均容重分别为1.38 g/cm~3和1.30 g/cm~3,平均总孔隙度分别为44.88%和49.74%,毛管孔隙度分别为36.33%和42.56%,非毛管孔隙度表现为8.55%和7.19%,LR和CK土壤初渗速率变化为6.25和7.98 mm/min,土壤稳渗速率范围为3.81和5.22 mm/min,土壤平均入渗速率LR和CK分别为4.38和5.64 mm/min。以上结果说明了枯落物层会显著影响华北落叶松人工林的土壤物理水文性质。     

杂种落叶松林下土壤变化规律的研究

以四种造林密度的杂种落叶松人工林为研究对象,与相同立地条件、相同林龄的长白落叶松林分、造林前的天然次生柞林林下的土壤营养成分进行对比分析。结果显示:次生柞林皆伐后营造杂种落叶松,19年后土壤的非毛管孔隙度变小,土壤的持水性能变差,pH值变小,土壤酸性增强,速效氮、速效钾、全氮、全磷、全钾含量均有大幅度的降低;林分密度越大,土壤酸化程度越高,造林密度2 500株/hm~2和3 300株/hm~2的林分,土壤结构、孔性、通水透气性相对较好,且透水性和持水能力比较协调,土壤中各营养元素含量较高;相同造林密度的杂种落叶松林分土壤结构、通气透水性及土壤中各营养元素含量相对高于长白落叶松。     

不同林分密度长白落叶松人工林土壤养分特征

以3种不同林分密度长白落叶松人工林为研究对象,研究不同林分密度长白落叶松人工林的土壤养分特征,结果表明:同一林分密度条件下,土壤养分含量(有机质、全氮、全磷、C/N)均随土层深度的增加呈降低的趋势,呈现明显的"表聚"现象;不同林分密度下,土壤养分含量的变化规律不尽一致;对土壤养分含量与环境要素(凋落量、现存量、林分密度、土壤温度和土壤含水率)进行回归分析,发现凋落量、现存量和林分密度与土壤养分含量的关系密切;林分密度为750~900株·hm~(-2)时,土壤多种养分含量显著高于其他林分密度养分含量,有利于该地区林地系统土壤养分特征的维持,以获得更好的生态效益和经济效益。     

不同林龄华北落叶松人工林林分生长与土壤养分的关系

为了给森林经营和资源保护提供科学依据,基于塞罕坝机械林场不同林龄(12a生幼龄林,27a生中龄林,40a生近熟林)华北落叶松人工林标准地的调查资料,采用Pearson相关分析对林分生长与土壤养分之间的关系进行探讨,结果表明:随着华北落叶松人工林林龄的增加,土壤pH值由5.76降到5.52,土壤酸性逐渐增强,速效磷含量变化范围为4.67~7.64mg/kg,与pH值变化一致,呈逐渐降低趋势;土壤有机质、全氮、速效钾以及全钾含量在中龄林中最高,分别为39.02g/kg、2.32g/kg、130.56mg/kg和17.6g/kg,近熟林次之,幼龄林最低。其中,全氮含量在各个林龄阶段差异显著(P0.05),全钾含量差异极显著(P0.01);土壤全磷含量和碱解氮含量随着华北落叶松人工林林龄的增加而增加,且在各个林龄阶段全磷含量差异显著(P0.05)、碱解氮含量差异极显著(P0.01)。总的来说,不同林龄华北落叶松土壤养分含量差异较大,幼龄林和中龄林对土壤养分的需求较高。     

不同保留密度对马占相思生长和土壤理化性质的影响

对保留密度分别为300、600和900株/hm~2的马占相思人工林的生长状况和土壤理化性质进行了分析,结果表明:随着保留密度的增大,马占相思的平均树高、胸径、单株材积均下降,而单位面积蓄积量增加。保留密度为600株/hm~2的马占相思林其土壤通透性最好,土壤的肥力最高。该试验条件下,马占相思保留密度为600株/hm~2最优。     

灰木莲人工林密度效应初步研究

为了了解不同造林密度条件下灰木莲人工林生长量、林下植物和土壤物理性质的变化,在漳州平和县开展了造林密度分别为3088株/hm~2、1600株/hm~2和1112株/hm~2的灰木莲试验研究。对造林5年后林分进行了调查,结果表明:随着造林密度的增大,灰木莲的树高、胸径、单株材积生长量下降,而单位面积蓄积量以1600株/hm~2的林分最高;3种造林密度的林分中,1600株/hm~2的林分其林下植物种类最多,植物多样性指数最大,林分土壤疏松透气。     

鲁中山地不同密度侧柏人工林土壤质量特性

【目的】土壤质量是森林生态健康的重要组成部分。开展森林土壤质量研究,对于诊断林地土壤质量优劣具有重要意义,可为人工林的合理经营提供科学依据。【方法】以鲁中山地22块不同密度(1 300～6 400株·hm-2)侧柏人工林样地土壤为研究对象,采用野外调查和室内分析相结合的方法,取样测定17个土壤指标,研究林地土壤的理化性质、生物学特性;采用相关性分析,探讨林分密度对侧柏人工林土壤质量的影响。【结果】1)供试的侧柏林地有40.90%的土壤容重处于"适中"等级,多数处于"较低"水平,供试样地的土壤粘粒含量也普遍较低。由于总孔隙度、毛管孔隙度和毛管持水量较高,林地土壤的透气性和保水性较好。2)林地土壤电导率普遍很低,72.72%土壤的阳离子交换量(CEC)处于"很高"或"较高"等级。土壤碱解氮和有效磷含量较低,分别只有13.64%和36.36%的样地达到"适中"等级,而有效钾含量均处于较高水平。3)林分密度与总孔隙度、毛管持水量、CEC、碱解氮、有效钾、过氧化氢酶、脲酶之间的关系均为显著负相关(P 0.05);在林分密度较低(2 500株·hm-2)时,土壤质量明显高于其它密度组。【结论】鲁中山地侧柏人工林土壤理化性质和生物学性质较为稳定,各指标在不同样地间的变异均为中、低强度。林地土壤质量受林分密度影响较大,密度较低时有利于林地土壤质量的提升。对密度过高的侧柏人工林应采取间伐抚育措施,控制在2 500株·hm-2左右,有利于提高林地土壤质量。     

大花序桉密度效应的初步研究

对不同造林密度大花序桉人工林生长量、林下植物多样性和土壤理化性质进行了测定。结果表明:随着造林密度的增大,大花序桉人工林生长量减少,林分内植物多样性指数降低,而且土壤通透性变差、持水能力降低,土壤肥力下降。在该试验条件下,大花序桉造林密度以1110株/hm2为宜。     

甘肃南部不同密度云杉人工幼林的林分结构特征及土壤理化性质

【目的】研究甘肃南部不同密度云杉人工幼龄林的径级结构、树高结构、空间分布和土壤理化特征,探讨林分最佳留存密度,以期为人工云杉林的营建与可持续经营提供科学依据。【方法】采用固定样地调查、角尺度研究及分层取样分析的方法,设置7种不同林分密度(850,1 060,1 350,1 550,1 750,2 300和3 000株·hm~(-2))人工云杉幼龄林(林龄30～40年)样地28块,测定径级结构、树高结构、冠幅、角尺度等林分结构以及土壤密度、土壤饱和持水量、田间持水量、毛管持水量、总孔隙度、毛管孔隙度、有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾等土壤理化性质,计算各指标的平均值、标准差,并进行各指标间的差异性检验。【结果】林分的平均胸径和冠幅随林分密度增大而减小,平均树高则随林分密度的增大先增大后减小;不同密度林分径级结构和高度结构均呈现正态分布的单峰曲线,峰值径级随着密度增大而逐渐减小,胸径处于12～24 cm树木的频度较高而DBH24 cm和DBH12 cm的树木很少;采用角尺度研究林分空间分布格局,林分角尺度值随着林分密度增大而逐渐减小,林分密度≤1 550株·hm~(-2)时为随机分布,林分密度1 550株·hm~(-2)时为均匀分布;林分密度是影响云杉人工林土壤理化性质(尤其是土壤有机质含量和总孔隙度)的关键因子;中密度(1 550株·hm~(-2 ))时土壤养分含量总体较高,土壤密度最小,表层(0～20 cm)土壤饱和持水量、毛管持水量、田间持水量和总孔隙度都最大,土壤理化特性均优于过密或过疏的林分。【结论】林分密度与林分结构特征以及土壤理化性质密切相关,中等密度(1 550株·hm~(-2))利于保持较好的林分结构特征和土壤理化性质,是甘肃南部云杉人工幼龄林分的最佳留存密度。     

大兴安岭天然兴安落叶松白桦林碳层划分的研究

以大兴安岭地区天然兴安落叶松白桦林为研究对象,对不同林型、林龄及密度的天然兴安落叶松白桦林碳储量进行了比较研究。结果表明:混交林碳储量高于纯林,其排列顺序为白桦落叶松林(158.14 t/hm~2)落叶松白桦林(137.62 t/hm~2)白桦林(132.23 t/hm~2)兴安落叶松林(110.62 t/hm~2);天然兴安落叶松白桦林碳储量随着林龄的增长而增加,30~34年、35~39年和40~45年林分碳储量依次为136.01、145.04和161.61 t/hm~2;天然兴安落叶松白桦林碳储量随着林分密度的增加呈递减趋势,其碳储量从大到小的顺序是2 000~2 499株/hm~2(179.42 t/hm~2)、2 500~2 999株/hm~2(135.95 t/hm~2)、3 000~3 499株/hm~2(133.09 t/hm~2)、≥3 500株/hm~2(131.16 t/hm~2)。基于组内方差分析所得结果差异均不显著,因此林龄介于30~45年之间、平均林分密度1 450~3 850株/hm~2的大兴安岭地区天然兴安落叶松白桦林在进行碳汇计量时可以划分为同一碳层进行测定。     

排水造林对温带小兴安岭沼泽湿地碳源/汇的影响

【目的】从生态系统尺度揭示排水造林干扰对温带沼泽湿地碳源/汇功能的影响规律及其影响机制,以期为湿地碳汇管理提供科学依据。【方法】选取小兴安岭沼泽湿地排水造林后不同时期(10,30年)形成的人工兴安落叶松林及天然草丛沼泽为研究对象,采用静态箱-气相色谱法、碳/氮分析仪测定法与相对生长方程法,同步测定10,30年生人工兴安落叶松林及相应立地上天然草丛沼泽的土壤呼吸(CO_2、CH_4)碳排放量、植被净初级生产力与年净固碳量,并依据生态系统净碳收支平衡揭示排水造林对温带沼泽湿地碳源/汇的影响规律。【结果】排水造林改变了草丛沼泽CH_4排放的季节变化趋势,由单峰排放型转化为排放与吸收交替型,并使CH_4源/汇功能发生了转化,由草丛沼泽CH_4强排放源(年通量1.780 mg·m~(-2)h~(-1))转化为人工林CH_4弱吸收汇(年通量-0.006 mg·m~(-2)h~(-1));排水造林对草丛沼泽土壤CO_2排放年通量(168.07~220.43 mg·m~(-2)h~(-1))并无显著影响,10,30年生人工兴安落叶松林土壤CO_2排放年通量分别较草丛沼泽降低12.8%(P0.05)和提高14.3%(P0.05);排水造林改变了草丛沼泽CH_4和CO_2排放主控因子,即其CH_4主控因子由30~40 cm土壤温度转化为与土壤温度不相关,草丛沼泽土壤CO_2主控因子为气温及0~30 cm土壤温度,10和30年生人工林排水垄转化为气温及0~40 cm土层土壤温度、而排水渠转化为气温及地表温度(30年生人工林)或与气温及土壤温度均不相关(10年生人工林);10年生人工林植被净初级生产力和年净固碳量(10.51和4.68 t·hm~(-2)a~(-1))显著低于草丛沼泽(15.44和6.74 t·hm~(-2)a~(-1))31.9%和30.6%(P0.05),而30年生人工林植被净初级生产力和年净固碳量(14.40和6.39 t·hm~(-2)a~(-1))却与草丛沼泽相近(-6.7%和-5.2%,P0.05);10年生人工林碳汇(0.72 t·hm~(-2)a~(-1))显著低于草丛沼泽(2.08 t·hm~(-2)a~(-1))65.4%(P0.05),30年生人工林碳汇(1.20 t·hm~(-2)a~(-1))仍低于草丛沼泽但差异性不显著(-42.3%,P0.05)。【结论】10年生兴安落叶松人工林显著降低小兴安岭草丛沼泽湿地碳汇功能近2/3,其碳汇功能恢复至少需要30年以上时间,故应避免对温带沼泽湿地进行排水造林。