广西不同气候条件下马尾松人工林木本植物组成及多样性特征

马尾松Pinus massoniana人工林广泛分布于我国南部,为了理解马尾松人工林在不同气候条件下的响应特点和分布特征,以中国广西中亚热带、南亚热带和北热带不同气候条件下马尾松人工林的幼龄林、中龄林和过熟林阶段为研究对象,比较分析不同气候条件下马尾松人工林木本植物物种组成及多样性特征。结果表明:(1)所研究的7个林分类型中,共记录到木本植物229种,隶属56科127属,随着中亚热带气候条件向北热带气候条件过渡,马尾松人工林林下热带分布物种占比增大,温带分布树种逐渐减少;(2)在幼龄林阶段,与南亚热带气候条件相比,中亚热带气候条件下马尾松人工林林下灌木层及木本群落整体的物种丰富度相对较高,在中龄林阶段和过熟林阶段,北热带气候条件下马尾松人工林林下木本群落物种丰富度和物种多样性最高,但优势种集中性较低;(3)在幼龄林阶段,南亚热带与北热带气候条件马尾松人工林林下物种差异性最大,在中龄林阶段,中亚热带与北热带气候条件马尾松人工林林下物种相似程度最高。气候条件变化对林下乔木层建群种有着明显影响,而且由于生境条件差异,不同气候条件下物种构成明显不同,在幼龄林阶段不同气候条件对林下木本群落影响最大。     

不同龄组天然常绿阔叶林与杉木人工林林下草本层生物量分配特征

以福建省天然常绿阔叶林及人工杉木林下草本层为研究对象,对其地上生物量(y)与地下生物量(x)分配关系进行研究,并对方程lg y=b+ a lg x中的生长指数(a)和生长常数(b)进行计算分析,初步揭示不同森林类型草本层植物生物量分配及其随乔木层林龄变化的基本特征,探究其是否符合等速生长规律。结果显示:①天然常绿阔叶林草本层生物量随林龄增加而下降,人工杉木林草本层生物量在成熟林时期最大,幼、中龄林次之,近熟林最小; ②天然常绿阔叶林幼龄林及成熟林草本层地上-地下生物量分配遵循等速生长规律,中龄林及近熟林生长指数a的95%置信区间上限接近理论值1,各林龄生长常数以成熟林<幼龄林<中龄林<近熟林; ③人工杉木林草本层地上-地下生物量分配均遵循等速生长规律,各林龄生长常数以幼龄林>成熟林>近熟林>中龄林。研究表明,人为干扰对草本层地上-地下生物量分配有影响,但并未破坏其等速分配生长的规律。     

间伐强度对杉木林下植物物种多样性和结构组成的影响

【目的】研究营林措施对杉木(Cunninghamia lanceolata)林下植被的多样性影响及其关键控制因素,从本质上解释人工林下植被变化的调控机制。【方法】以3种不同间伐强度(强度:74%,中度:50%和弱度:34%)的杉木人工林为研究对象,采用野外调查和室内分析相结合的方法,重点探究间伐强度对林下植物物种丰富度和多样性的影响,以及林下植物物种组成与生境因子之间的关系及其重要控制因子。【结果】间伐8a后,杉木林下灌木层的物种丰富度和多样性没有发生明显变化,但间伐措施能明显改变灌木层的物种组成,这种效应在中度间伐和强度间伐的杉木林中表现尤为突出;间伐不仅能显著改变杉木林下草本层的物种丰富度和Whittakerβ多样性,而且也能明显改变草本层的物种组成,这种作用在强度间伐的杉木林中最强;冗余分析(RDA)结果揭示了土壤碳氮比和乔木胸高断面积是影响杉木林下灌木层物种变化的最主要因子,而影响林下草本层物种组成的最显著因子为土壤有机碳含量和乔木胸高断面积。【结论】间伐措施,特别是高强度的间伐措施能显著改变灌木层的物种组成,以及草本层的多样性和物种组成,可能对杉木人工林的生态过程和林木生长产生一定影响。     

海南屯昌不同林龄槟榔人工林地下部分碳储量的分布特征

以海南省屯昌县枫木林场3种林龄(幼龄林、中龄林、成熟林)的槟榔人工林为研究对象，探讨槟榔人工林地下部分0～100 cm土层中根系碳储量与土壤有机碳储量的分布特征.研究表明：0～100 cm土层中，槟榔人工林根系主要集中在表层(0～30 cm)，且根系生物量随土层的加深而显著降低，表现为：成熟林(1244.26 g·m^-3)>中龄林(993.26 g·m^-3)>幼龄林(658.59 g·m^-3)；随林龄增长，根系碳储量表现为成熟林(6.23 t·hm^-2)>中龄林(4.97 t·hm^-2)>幼龄林(3.57 t·hm^-2).不同林龄槟榔人工林的土壤有机碳(0～100 cm土层)分布表现为：随土层加深，土壤有机碳含量显著减少，不同林龄之间土壤有机碳存在差异，但不显著，其中，幼龄林的有机碳范围在2.64～21.65 g·kg^-1之间，中龄林的含量范围为3.56～25.21 g·kg^-1，成熟林的...     

不同发育阶段楠木人工林生态系统碳贮量研究

对福建尤溪楠木（Phoebe Bourmei Yang）幼龄林、中龄林和成熟林生态系统各组分含碳率和碳贮量进行了测定和比较研究．结果表明，不同发育阶段楠木林乔木层、林下植被层和凋落物层含碳率为42．64％-51．45％，表现为成熟林最大，中龄林次之，幼龄林最小，0-100cm土壤层含碳率亦表现出同样的规律；随林龄增大，乔木层、凋落物层和土壤层碳贮量均逐渐增加，决定了生态系统总碳贮量也逐渐增大，成熟林生态系统碳贮量为210．32t／hm^2，分别是幼龄林和中龄林的1．67倍和1．26倍．     

南亚热带杉木、红锥人工林碳储量及分配特征

明确南亚热带杉木(Cunnighamia lanceolata)、红锥(Castanopsis hystrix)人工林碳储量及分配特征,可为应对全球气候变化研究提供基础数据,为碳汇林业发展提供科学依据。以我国亚热带地区广泛栽培的杉木人工林和红锥人工林为研究对象,以相对生长方程计算林木生物量,实测林下植被生物量、林木和林下植被各组分含碳率、土壤含碳率等,进而分析不同人工林的碳储量及分配规律。结果表明:(1)人工林生态系统不同组分的含碳率存在一定差异,虽然杉木和红锥的全株含碳率相差无几,分别为48.04%和47.80%,但林下植被和土壤表层的含碳率差别较大,林下植被含碳率为40.84%—47.73%(杉木林)、36.69%—43.76%(红锥林);土壤表层含碳率为2.28%—3.30%;(2)杉木人工林乔木层碳储量(71.48t/hm~2)、林下植被碳储量(1.533t/hm~2)显著高于红锥人工林乔木层碳储量(51.82t/hm~2)和林下植被碳储量(1.185t/hm2),而红锥人工林枯落物层碳储量(0.673t/hm2)显著高于杉木人工林(0.386t/hm~2);(3)杉木人工林的皮、叶、根碳储量显著高于红锥人工林,相反,红锥人工林的枝碳储量(8.04t/hm~2)显著高于杉木人工林(6.00t/hm~2);(4)杉木人工林生态系统碳储量(217.56t/hm~2)与红锥人工林生态系统碳储量(195.05t/hm~2)无显著差异,土壤和乔木层是人工林生态系统的主要碳库,分别占生态系统碳储量的66.37%—72.81%和26.59%—32.93%。杉木人工林乔木层、林下植被和生态系统碳储量均高于红锥人工林,红锥人工林枯落物碳储量显著高于杉木人工林,杉木是发展碳汇林的较好树种。     

江西杉木人工林生物量分配格局及其模型构建

在省级尺度上分析不同林龄杉木生物量数据,以探索江西省杉木人工林生物量的动态分配格局及其准确估算方法。结果表明:江西省杉木人工林生物量变化范围为55.64～165.22 t/hm²,其乔木层生物量占94.2%以上。杉木林及其乔木层生物量随林龄先增加后略微下降,而各林龄的灌木层、草本层和凋落物层生物量均没有显著差异。幼龄林、近熟林、成熟林各组分生物量大小排序均为乔木层>凋落物层>灌木层>草本层,而在中龄林和过熟林中则为乔木层>凋落物层>草本层>灌木层。幼龄林各器官生物量大小排序为树干>叶>根>枝,而其他林龄中的排序均为树干>根>枝>叶。以胸径(D)为单变量的杉木单株生物量(W)模型(W=0.266D^2.069)及以胸径(D)和树高(H)为变量的模型(W=0.046 9(D²H)^{0.906 4})预测值小于测量值,且预测精度R²均为0.84,其精度和预测能力均低于以胸径、林龄(A)、密度(N)为自变量的生物量模型(W=11.497D^1.847A^0.082N^-0.478)。     

不同生长发育阶段木麻黄人工林的凋落物动态

以不同发育阶段木麻黄人工林为研究对象,测定了凋落物各组分含量的月动态和季节动态.结果表明:幼龄林、中龄林、成熟林向林地输入的凋落物量分别为4.84t·hm-2、9.25t·hm-2和13.33t·hm-2.不同发育阶段各组分所占比例及凋落量变化较大,成熟林分别是中龄林和幼龄林的1.44倍和2.75倍.凋落物的碳素含量季节变化为:冬季＞秋季＞夏季＞春季.     

南亚热带马尾松人工林根系生物量分布格局

运用空间代替时间的方法,选取广西南亚热带4种不同林龄马尾松人工林为研究对象,研究其根系生物量空间分布格局,进而为探究马尾松人工林生长过程中的物质循环和养分流动,以及评价马尾松人工林生长状态提供参考。结果表明:(1)在0～60 cm的3个土壤层中,根系大部分集中在0～40 cm的土壤层中,分别为幼龄林(88.6%)、中龄林(92.56%)、成熟林(93.67%)、过熟林(86.24%)。其中在0～20 cm深的土壤层中根系生物量最大,在20～60 cm土壤层中,由成熟林(0.34 t/hm~2)到过熟林(1.08 t/hm~2)的过程根系生物量增幅最大。(2)4种林分不同径级根系分布格局有所不同,在幼龄林和中龄林中,细根(0～2 mm)与小根(2～5 mm)的占比较大,其所占比例之和分别为87.43%和79.32%,而根系径级越大所占比例越小;而在成熟林和过熟林中,中根(5～10 mm)与粗根(10 mm)生物量占比相较于幼龄林和中龄林开始增大,中根生物量在由成熟林(0.75 t/hm~2)到过熟林(1.94 t/hm~2)的过程中增幅最大,粗根生物量在由中龄林(0.32 t/hm~2)到成熟林(2.72 t/hm~2)的过程中增幅最大。总体来看,根系总生物量随林龄的增加呈逐渐增大的趋势。根系生物量随着土壤深度的加深呈逐渐减少的趋势。方差分析表明,土壤深度对根系生物量的影响极显著(F=13.903,P0.01),林龄对根系生物量的影响不显著(F=1.530,P=0.226)。     

2种短周期人工林的林下植物多样性与生物量研究

2002年3月在经过炼山同一坡面相同海拔高度的杉木人工林采伐迹地上营造尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)和厚荚相思(Acacia crassicarpa)人工林.2007年10～12月以灌草坡自然恢复植被作为对照,设置样方调查2种短周期人工林的林下植物多样性和生物量.结果表明,2种短周期人工林的林下植物物种均为27种,均比对照的43种减少37.2%;对于灌木层,尾巨桉和厚荚相思人工林的物种丰富度指数分别比对照的减少36.4%和18.2%,Shannon-Wiener指数分别比对照的增加8.9%和27.4%,Pielou均匀度指数分别比对照增加27.5%和36.3%;对于草木层,尾巨桉和厚荚相思人工林物种丰富度指数分别比对照的减少38.1%和57.1%,尾巨桉Shannon-Wiener指数比对照的减少72.7%、厚荚相思比对照的增加29.8%,尾巨桉人工林Pielou均匀度指数比对照的减少67.6%,而厚荚相思人工林比对照的增加79.9%;尾巨桉和厚荚相思人工林的林下植物生物量分别比对照的减少40.8%和83.2%,2种短周期人工林的林下灌草植物生物量分配分别与对照的分配规律相一致.     

广西玉林市4种人工林林下植被物种多样性研究

通过样地调查,运用重要值、丰富度、多样性、均匀度等指标,研究玉林市福绵管理区大义林场马尾松人工林、杉木人工林、巨尾桉人工林和红椎人工林林下植物的物种多样性。结果表明:(1)人工林林下植物种类比较丰富,群落物种数为54~62种,平均为58±3.36,灌木层的物种数为39~51种,平均45±4.97,草本层的物种数为11~15种,平均13±2.31。(2)Shannon-W iener指数的变化值在0.6915~2.9972之间,灌木层的物种多样性高于草本层的多样性;灌木层的多样性比较接近,变化在2.7985~3.3037之间;草本层的多样性变化较大,在0.2626~1.8930之间;多样性最大值出现在巨尾桉人工林,马尾松人工林最小;均匀度变化在0.1710~0.7318之间,均匀度的变化规律与Shannon-W iener指数的变化规律相似。(3)各种人工林林下植物的相似程度比较高,共有种达37.78%~53.78%。(4)人工林林下植物多样性取决于环境条件、林分结构和人为干扰强度,与人工林树种无关。     

广西不同林龄马尾松人工林土壤碳储量动态变化

为了解不同林龄马尾松Pinus massoniana人工林土壤碳储量的动态变化,选取广西横县镇龙林场不同林龄（幼龄林、中龄林、成熟林、过熟林）的马尾松人工林为研究对象,对林地土壤有机碳含量及土壤碳储量的变化特征进行研究,并探讨其影响因素。研究表明,随着林龄递增,各土层土壤有机碳含量及土壤碳储量总体表现为增加趋势,且不同林龄的同一土层之间均差异显著。不同林龄0—60 cm土层土壤有机碳含量表现为过熟林（16.82±0.23）g/kg > 成熟林（13.47±0.14）g/kg > 中龄林（10.91±0.38）g/kg > 幼龄林（10.74±0.14）g/kg,且差异显著（P<0.05）。不同林龄0—60 cm土层土壤碳储量表现为过熟林（104.92±18.08）t/hm²>成熟林（100.52±1.18）t/hm² > 中龄林（80.25±5.34）t/hm² > 幼龄林（80.23±4.54）t/hm²,且差异显著（P<0.05）。各林龄土壤有机碳含量、土壤碳储量主要集中在0—20 cm土层,并随土层深度的增加而递减,表现为土壤碳表聚现象,表层（0—20 cm）土壤碳储量所占比例均明显高于其他土层,表明不同林龄主要影响马尾松人工林土壤表层的碳含量;不同林龄土壤有机碳含量、土壤碳储量与乔木、灌木层Shannon-Wiener指数、物种丰富度、凋落物层现存量、总孔隙度、土壤含水量、土壤pH值均无显著相关关系（P>0.05）,与根系生物量呈极显著正相关关系（P<0.01）,与土壤容重呈极显著负相关关系（P<0.01）;群落总生物量、地上部分生物量均与表层（0-20 cm）土壤有机碳含量和土壤碳储量呈极显著正相关关系（P<0.01）,与20-40,40-60 cm土层土壤有机碳含量呈显著正相关关系（P<0.05）,而与后两个土层的土壤碳储量均无显著相关。该结果为研究土壤碳储量动态变化提供科学依据,有利于实现尾松人工林多目标可持续经营。     

呼伦贝尔沙地樟子松根内真菌群落结构与功能群特征

为揭示呼伦贝尔沙地樟子松根内真菌群落结构和功能群特征, 以呼伦贝尔沙地樟子松天然林和不同林龄人工林为研究对象, 采用野外调查和分子生物学相结合的方法, 鉴定并分析沙地樟子松根内真菌群落结构和功能群特征。在呼伦贝尔沙地樟子松根尖样品中共获得520个真菌 OTUs, 隶属于5门87科197属, 其中担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度较高, 分别为54.98%和39.27%。天然林优势菌属 为 双 子 担 子 菌 属 (Geminibasidium) 、 红 菇 属 (Russula) 和 Phialocephala, 人 工 林 优 势 菌 属 为 乳 牛 肝 菌 属(Suillus)、Phialocephala 和口蘑属(Tricholoma), 其余菌属的相对丰度随林龄的变化波动较大。沙地樟子松人工林根内真菌α多样性指数随林龄增长均呈降低趋势, 成熟林根内真菌α多样性指数显著低于沙地樟子松近熟林、中龄林和天然林(P<0.05)。沙地樟子松天然林与人工林根内真菌群落结构变异性较小。其中, 天然林与成熟林根内真菌群落结构差异较大, 与近熟林根内真菌群落结构最接近。共生营养型真菌比例随林龄增长而逐渐增大, 腐生营养型和病理营养型真菌比例随林龄增长逐渐减小; 天然林与近熟林共生营养型真菌的占比较为接近, 腐生营养型真菌在天然林中占比较大。沙地樟子松根内真菌群落结构复杂, 物种丰富多样, 外生菌根真菌和未定义腐生菌为主要功能类群, 部分真菌在不同林分的生态策略存在差异。     

尾巨桉人工林主要生态效应研究

为揭示尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E. grandis)人工林与生态环境的互作关系，客观评价尾巨桉人工林的生态功能，本研究依托南宁桉树森林生态系统广西野外科学观测研究站和湛江桉树森林生态系统国家定位观测研究站，以尾巨桉人工林为研究对象，观测单木蒸腾耗水量、林分蒸散耗水量和根系吸水来源；分析枯落物量及分解归还特征，并探讨尾巨桉纯林改培混交林对土壤质量的影响；解析林下植物多样性变化规律；评估碳储量和固碳效率。结果发现：尾巨桉单木日均蒸腾耗水量1.32 mm，年蒸腾耗水量349 mm，占当年降水量的27%；尾巨桉林年蒸散耗水量占当年降水量的82%；尾巨桉林的凋落物养分归还以氮元素为主，归还总量随林龄增长而逐渐增加，延长尾巨桉培育周期有助于凋落物分解、养分还土；纯林改培套种灰木莲(Magnoliaceae glance)的混交林能够显著改善土壤质量；广西的尾巨桉林中有维管植物120科369属584种，其中包括灌木201种、草本186种；明确中龄尾巨桉人工林白天为碳汇、夜间为碳源，其中夏季和秋季吸收固定CO₂的能力最强，每日净吸收固定CO₂约为11.0 g·m^-2,转化为每年净固定碳约为10.9 t·hm^-2。阶段性观测研究表明尾巨桉生长未吸收消耗大量水分，纯林改培为混交林可显著提升土壤质量，林下植物物种多样性随林龄增长而增加；桉树的碳汇功能强于其他主要造林树种，该结论为客观认知桉树人工林与生态环境的互作关系提供了基础资料，为优化桉树人工林经营方案提供了参考。     

珍贵乡土树种与桉树混交对生态系统生物量和碳储量的影响

阐明珍贵乡土树种与桉树混交对生态系统生物量和碳储量的影响是精准评估人工林碳源/汇性质和提升人工林质量的重要基础。本研究以6年生的桉树纯林(EP)、桉树×红锥混交林(MEC)、桉树×望天树混交林(MEP)为对象,探讨珍贵乡土树种与桉树混交对生态系统生物量和碳储量的影响及作用机制。结果表明,EP、MEC、MEP的生态系统生物量和碳储量分别是135.78,154.75,155.24t/hm~2和197.89,225.45,227.37t/hm~2。方差分析表明,珍贵乡土树种红锥和望天树与桉树混交显著提高了人工林生态系统的生物量和碳储量,混交林生态系统生物量比纯林提高13.97%—14.33%,而碳储量比纯林提高13.93%—14.89%。说明红锥和望天树与桉树混交属于促进(Facilitation)或竞争减弱(Competitive reduction)的种间相互作用关系,种间竞争小于种内竞争,资源的有效性和利用率提高,因而促进林分生态系统生物量和碳储量的提高。红锥和望天树与桉树混交可以实现桉树木材生产与其他生态服务的平衡,是一种较好的经营模式。     

井冈山大学校园湿地松人工林植物多样性研究

植物多样性对于区域生态平衡和生态功能的维护以及生物资源的可持续性有重要意义。湿地松(Pinus elliottii)是我国南方丘陵区主要的造林树种,具有显著的经济效益,且发挥着维护生态环境的重要作用。本试验对井冈山大学校园湿地松人工林的植物多样性进行研究,结果表明湿地松人工林的植物物种有37种,Margalef物种丰富度指数(12.302±1.450)与江西省吉安县湿地松人工林的物种多样性丰富度指数相近,Shannon-Wiener多样性指数(0.444±0.219)和Simpson多样性指数(0.972±0.011)均低于相同气候区湿地松人工林植物多样性指数,说明试验区湿地松人工林群落结构单一,不利于植物群落的稳定和正常生态功能的发挥。应合理配置一些阔叶树种来形成异龄混交林结构,以提高植物多样性、系统稳定性及生态系统服务功能。     

人工林生态系统生物多样性与生产力的关系

生物多样性与生产力之间的关系是生态学界近来争论的热点之一。笔者简要介绍了现有关于生物多样性影响生态系统功能有关抽样效应、生态位互补、保险效应、冗余机制、基因-环境互作、边际效应及中性理论等作用机制,以及现有的关于生产力和多样性之间关系的主要观点。在此基础上,阐述了人工林生物多样性的研究现状和人工林生物多样性与生态功能的关系,重点讨论了造林树种选择、造林地清理、造林密度、间伐、林农复合经营、轮伐期长短等经营措施对人工林生物多样性的影响。人工林生物多样性的高低,很大程度上取决于林分结构的构建和调控,任何左右林分结构的经营措施都有可能对人工林生物多样性产生影响。因此,从生物多样性维护及生态功能发挥的角度看,决定应该营造什么样的人工林以及该采取怎样的经营措施是人工林可持续经营和长期立地生产力维持的关键。