抚育间伐强度对大兴安岭落叶松次生林土壤肥力的影响

为改善大兴安岭落叶松天然次生林的生态环境,观测间伐后林地土壤肥力的变化情况,探讨最有利于林地土壤改良的间伐强度。在大兴安岭设置间伐强度分别为9.43%、16.75%、29.00%、40.01%、53.09%、67.25%的实验样地和未间伐的对照样地,样地分别栽植兴安落叶松Larix gmelinii、兴安樟子松Pinus sylvestris、红皮云杉Picea koraiensis Nakai、西伯利亚红松Pinus sibirica促进林分更新。选取能够反映土壤肥力的化学性质指标和物理性质指标共13项,利用改进层次分析法和熵权法相结合的方法确定指标权重,同时运用灰色关联法,对各间伐样地的土壤肥力进行综合评价。结果表明:土壤有效磷(0.222)、有机质(0.145)在所有评价指标中所占权重偏高,灰色关联度(间伐强度)由大到小排序为0.73(40.01%)> 0.70(29%)> 0.65(16.75%)> 0.64(9.43%)> 0.63(53.09%)> 0.60(0)> 0.55(67.25%)。说明土壤有效磷、有机质是土壤肥力的重要影响因素,间伐强度40.01%的改造样地土壤肥力最佳,间伐强度9.43%～53.09%的落叶松次生林土壤肥力优于对照样地。适当的间伐强度能够改善林地内的土壤肥力,为大兴安岭落叶松次生林的改造提供参考。     

冀北山地油松、落叶松径向生长对气象因子的响应

为探索冀北山地油松与落叶松径向生长与气象因子的关系,选取承德围场地区立地条件相似的油松与落叶松2个样本作为研究对象,研究二者的生长规律,并结合该地区降水与气温2个主要气象因子,研究气象因子对油松、落叶松径向生长的影响。结果表明:1)冀北山地油松、落叶松2个树种生长与气温和降水都有较为显著的相关性,其中2、3月份的气温与油松径向生长呈显著正相关,而6月份则呈显著负相关;2)上年12月份的降水与其显著负相关,当年6月的降水与其显著正相关;3)落叶松方面,2、5、6月这3个月份的气温与落叶松径向生长呈显著负相关,上一年11月、当年的3、8、9月的气温与落叶松径向生长呈正相关,但不显著;4)该地区降水与落叶松径向生长总体呈正相关,其中3、5、6、7月份的降水与落叶松径向生长呈显著正相关;5)松径向生长与上一年12月份至当年4月份的气温总体呈正相关,与5—10月份的气温整体呈负相关,与上一年10—12月份的降水呈负相关,与当年4—10月份降水呈正相关;6)落叶松对气象因子响应程度略大于油松,落叶松与降水因子整体呈正相关,与气温呈负相关,说明该区域内气温是落叶松径向生长的限制因素。     

兴安落叶松天然林种内和种间关系研究

通过对大兴安岭北部兴安落叶松原始林公顷样地的调查,利用Hegyi单木竞争模型分析了兴安落叶松天然林的种内、种间竞争强度。研究结果表明:兴安落叶松天然林的种内、种间竞争强度分别占竞争强度的56%和44%,说明兴安落叶松种间竞争较小,主要竞争来自种内。兴安落叶松伴生树种种类较少,种内与主要伴生树种种间的竞争顺序为:兴安落叶松种内>兴安落叶松种间>白桦种内>白桦种间。兴安落叶松种内竞争强度及白桦种内竞争强度与对象木的胸径大小之间呈指数函数关系,而兴安落叶松种间竞争强度及白桦种间竞争强度与对象木的胸径大小之间呈幂函数关系。随着兴安落叶松胸径的增大,受到的竞争强度逐渐减小。     

Characteristics of soil organic carbon mineralization and influence factor analysis of natural Larix olgensis forest at different ages

Soil organic carbon(SOC)mineralization is closely related to carbon source or sink of terrestrial ecosystem.Natural stands of Larix olgensis on the Jincang forest farm,Jilin Province were selected to investigate the dynamics of SOC mineralization and its correlations with other soil properties in a young forest and mid-aged forest at soil depths of 0–10,>10–20,>20–40 and>40–60 cm.The results showed that compared with a mid-aged forest,the SOC stock in the young forest was 32%higher.Potentially mineralizable soil carbon(C0)in the young forest was 1.1–2.5 g kg^-1,accounting for 5.5–8.1%of total SOC during the 105 days incubation period and 0.3–1.5 g kg^-1 in the mid-aged forest at different soil depths,occupying 2.8–3.4%of total SOC.There was a significant difference in C0 among the soil depths.The dynamics of the SOC mineralization was a good fit to a three-pool(labile,intermediate and stable)carbon decomposition kinetic model.The SOC decomposition rate for different stand ages and different soil depths reached high levels for the first 15 days.Correlation analysis revealed that the C0 was significantly positively related with SOC content,soil total N(TN)and readily available K(AK)concentration.The labile soil carbon pool was significantly related to SOC and TN concentration,and significantly negatively correlated with soil bulk density.The intermediate carbon pool was positively associated with TN and AK.The stable carbon pool had negative correlations with SOC,TN and AK.     

日本落叶松冠层光合特性的空间变化

【目的】研究日本落叶松冠层间光合特性的差异,揭示冠层光合特性的空间变化规律,为精确估算冠层生产力及构建冠层生产力模型提供依据。【方法】以8年生日本落叶松为研究材料,根据树冠长度,将树冠等分为8个层级,从上到下分别为第1~8层级,选择每一层级的南向一级侧枝作为光合测定枝条,测定每一枝条上针叶的光合日变化。【结果】多数冠层间光合参数日变化规律相似,净光合速率、蒸腾速率、气孔限制值、光合有效辐射、气温和水汽压亏缺均表现为单峰曲线,气孔导度从上午开始逐渐降低。随着冠层的升高,光合参数增加、比叶面积减小,而气温和水汽压亏缺表现为先增后降的趋势,不同冠层间均差异显著( P <0.05)。净光合速率、光合有效辐射、气孔导度和蒸腾速率与相对冠高存在指数函数关系( R^2 ≥0.94),气温和水汽压亏缺与相对冠高存在一元二次函数关系(R^2 ≥0.79)。通径分析表明,影响净光合速率的主要因素是光合有效辐射,而气温和空气相对湿度影响较小。【结论】光合有效辐射和叶肉细胞的光合活性分别是影响日本落叶松净光合速率空间变化的主要环境因素和生理因素。净光合速率随冠层的升高而显著增加,而冠层底部净光合速率为负值,始终处于碳消耗状态。     

基于林缘效应对兴安落叶松天然更新及分布格局的研究

基于大兴安岭3块林缘样地,研究兴安落叶松林缘更新的规律,明确其特殊的更新环境和更新效果,为兴安落叶松林缘区域的林木更新以及兴安落叶松更新扩张方向的预测提供一定的理论基础。用7种聚集度指标分析更新木空间分布类型及聚集强度,对比分析3块不同类型林缘样地的更新数量情况。结果表明,从林缘到林内兴安落叶松更新木的空间分布格局,除个别受干扰的区域均匀分布,其他均为聚集分布;林缘区域的更新木聚集度比林内更新木聚集度大;兴安落叶松林缘区域的更新数量比林内多,林缘效应影响兴安落叶松更新的范围在距离林缘20m左右;光照条件好、光照时间较长的南向林缘更新情况较好;森林与不同的群落形成不同的林缘类型,林外土壤水分等条件较好的塔头草地林缘更新情况更好。林缘效应能够促进兴安落叶松天然更新,不同的林缘类型和林缘方向更新效果有差异。     

大兴安岭北部主要树种生长季根际土壤氮素含量特征

为了探讨大兴安岭地区主要树种(樟子松、兴安落叶松、白桦和山杨)根际土壤氮素的富集程度和差异性,选用抖落法采集根际和非根际土壤样品,对其全氮、铵态氮与硝态氮含量特征进行研究。结果表明:1)4个树种根际土壤全氮含量5—10月波动在1.22～5.43 g·kg-1之间,最大值均在5月;根际土壤铵态氮和硝态氮分别波动在22.41～53.75 mg·kg-1和0.79～2.06 mg·kg-1之间,含量均在7、8月较低,且兴安落叶松根际土壤月平均铵态氮和硝态氮含量均为最高。2)研究区无机氮素以铵态氮为主,占95%以上;根际土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量均显著(P <0.05)高于非根际土壤,分别高出101.77%、29.26%和9.07%;兴安落叶松根际土壤全氮富集率达101.25%,铵态氮、硝态氮富集率均最高为39.37%和15.34%;樟子松根际土壤全氮、铵态氮、硝态氮富集率分别为95.98%、34.86%和7.84%;白桦全氮的富集率最高为125.73%,铵态氮、硝态氮富集率为30.30%和7.31%;山杨根际土壤氮素富集率最小。3)根际土壤铵态氮与全氮、硝态氮均呈极显著正相关,而全氮与硝态氮之间相关性不显著。4)4个树种根际土壤对氮素养分含量均具有明显的正根际效应,其中针叶树种对无机氮素的富集能力强于阔叶树种,且兴安落叶松对氮素的富集能力最强。因此,在森林经营和调整林分结构时可适当调整兴安落叶松树种比例,以提高森林生产力。     

落叶松人工林下红皮云杉和青海云杉的幼苗更新

落叶松幼苗在其人工林内难以更新。为探讨红皮云杉和青海云杉幼苗是否具有在落叶松人工林内成功定植并替代落叶松更新的潜力,采用红皮云杉和青海云杉幼苗在不同落叶松人工林(样地Ⅰ:1 300株·hm^-2的平地,样地Ⅱ,660株·hm^-2的平地;样地Ⅲ,330株·hm^-2的平地;样地Ⅳ,660株·hm^-2的坡地)下进行人工更新。结果表明:1)样地Ⅰ和样地Ⅱ更适宜红皮云杉和青海云杉幼苗的存活,且同一样地内,红皮云杉幼苗的成活率均高于青海云杉的;2)同一样地内,红皮云杉幼苗的地上生物量均高于青海云杉的,并且在样地Ⅰ和样地Ⅱ红皮云杉的地上生物量显著高于青海云杉的;3)在不同落叶松人工林样地,红皮云杉和青海云杉幼苗的1级根均有较好的外生菌根侵染;4)红皮云杉幼苗的1级根直径受环境影响较大,而青海云杉幼苗的1级根皮层厚度受环境影响较大。同一样地内,2种云杉幼苗的1级根解剖结构除在样地Ⅳ表现出明显的差异外,在其它样地基本无显著差异。红皮云杉和青海云杉幼苗均适宜在落叶松人工林内存活,但相对高密度的林分更适宜云杉幼苗的生长,且红皮云杉比青海云杉更具生长优势。     

林分年龄对落叶松人工林细根生物量的影响

【目的】随着森林的发育过程,林木个体的生长和生物量分配,以及林分水平的结构和功能均发生了明显的变化。然而,细根生物量与林分年龄的联系,目前仍然了解有限。本研究以黑龙江省帽儿山地区兴安落叶松人工林为研究对象,比较了同一林分在19年和32年生时林分水平(单位面积)和单株水平细根生物量的垂直分布和季节动态,分析了影响细根生物量变化的林分与土壤因子,旨在明确林分年龄对细根生物量的影响和潜在的机制。【方法】在生长季内的5月、7月和9月,采用土钻法获取土壤0~30 cm深度细根并测定生物量,同时测定林分特征和土壤养分和水分含量。【结果】随林龄增加,落叶松人工林单位面积细根生物量显著下降,而单株细根生物量变化不显著;与19年生林分相比,32年生林分土壤表层(0~10 cm)细根生物量占总细根生物量的比例明显下降,土壤亚表层(10~20 cm)和底层(20~30 cm)细根生物量所占比例增加,呈现出细根向深层土壤增生的趋势。土壤表层(0~10cm)单位面积细根生物量随林分年龄的变化趋势与林分密度和胸高断面积、土壤铵态氮浓度变化有关,但是单株细根生物量受林分和土壤因子的影响均不显著。【结论】林分发育过程中,落叶松细根生物量降低,细根的资源吸收策略发生了明显的改变。     

辽宁本溪地区日本落叶松人工林生长模型研究

以太子河林场日本落叶松人工林为研究对象,采用Logistic、Richards、Gompertz、Mitscherlich、Schumacher、修正Weibull等6种理论生长方程,建立日本落叶松人工林树高、胸径、材积的生长模型。结果表明:日本落叶松胸径生长拟合方程为D=76. 084-77. 406exp(-0. 016A),树高生长拟合方程为H=25. 663exp[31. 488exp(-0. 088A)],材积生长拟合方程V=317. 355[1-exp(-0. 002A)^(2. 262),各方程拟合效果均显著。使用未进行建模的19株日本落叶松解析木对所建立的预测模型进行t检验,模型预测值与实测值之间无显著差异(P> 0. 05),能够较好地预测林分的生长动态变化过程。