不同林地清理和培肥措施对桉树人工林植物多样性的影响

【目的】探讨不同林地清理方式下不同培肥措施对植物多样性的作用规律,为桉树人工林的可持续经营提供理论依据。【方法】基于两种不同林地清理(火烧清理和人工清理)和3种不同培肥措施(加炭C、加氮N和套种绿肥)处理试验,比较研究不同林地清理和培肥措施的独立和交互作用对桉树人工林下植物多样性的影响。【结果】火烧清理和人工清理4年后,火烧清理林地的物种丰富度显著低于人工清理林地(P0.001);两种清理方式下加C、加N和套种绿肥均明显改变植物群落的组成和结构,但优势种保持不变,均为蔓生莠竹、弓果黍、小花露籽草和五节芒(套种绿肥中的小花露籽草除外),显著降低植物多样性指数(包括Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数);两种清理方式各处理林下植物功能群谱完全相同,均表现为禾草植物木本植物蕨类植物藤本植物杂草植物入侵植物;两因素方差分析表明,火烧清理和人工清理条件下,加C、加N、套种绿肥处理均极显著影响林下植物多样性指数,林地清理方式与不同处理的交互作用也对林下植物多样性指数产生极显著的影响。【结论】火烧和人工清理林地及加C、加N、套种绿肥等培肥措施对林下植物多样性存在显著影响。从维护生物多样性的视角出发,在桉树人工林的经营中应尽量减少加C、加N和套种绿肥等培肥措施的应用。     

不同林地清理方式下生物炭和氮添加对桉树红锥混交林土壤养分的影响

【目的】阐明不同林地清理方式下(火烧清理和人工清理)生物炭和氮添加对桉树红锥混交林土壤养分的影响,为人工林的经营管理提供参考。【方法】在火烧清理和人工清理林地的桉树红锥混交林中,设置生物炭和氮添加的控制实验,研究生物炭和氮添加对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、有效磷(AP)和有效钾(AK)含量的影响。【结果】不同林地清理方式下,生物炭和氮添加对林地土壤养分的影响存在差异:与对照相比,人工清理林地时,添加生物炭显著增加了20～40cm土层的AP含量;氮添加极显著增加了0～10cm土层的SOC、TP、AP含量和C∶N;10～20cm土层的SOC、AK含量,20～40cm土层的AP和AK含量也显著增加;而0～10cm土层的N∶P则极显著降低。林地清理方式为火烧清理时,生物炭添加极显著增加0～10cm土层的TP含量,而0～10cm、10～20cm土层的SOC和AK含量,0～10cm土层的C∶N,10～20cm的AP∶TP、C∶P以及0～10cm、10～20cm、20～40cm土层的AK∶TK显著降低,0～10cm土层的AP含量、AP∶TP、C∶P和N∶P更是极显著降低。氮添加显著降低10～20cm土层的N∶P以及0～10cm土层的AP∶TP,0～10cm土层的AP含量以及10～20cm的TN含量下降达到极显著水平。【结论】人工清理林地条件下,实施生物炭和氮添加有利于提高桉树红锥混交林的土壤养分。     

除草剂对桉树人工林生物量和碳储量的影响

除草剂在全球桉树人工林经营中的应用十分普遍,但人们对除草剂施用对人工林生态系统生物量和碳储量的影响还知之甚少,本研究旨在评估除草剂对生物量和碳储量的影响,为林下植被管理提供科学建议。本研究以2015年建立的桉树人工林为对象,开展低浓度高频率(LHF)、中浓度中频率(MMF)和高浓度低频率(HLF)除草剂喷施试验,并以人工除草为对照,分别于造林后33月、39月和51月对试验林分的生物量和碳储量进行研究。结果表明,除草剂对桉树生物量和碳储量没有显著影响,但对林下植被生物量和碳储量存在明显的负作用,HLF处理对生态系统碳储量也存在显著的负效应,而人工除草抚育能提高林下植被生物量、碳储量以及生态系统碳储量。因此,从碳汇林业的视角考虑,建议生产上减少除草剂的施用,而采取人工砍草抚育为宜。     

炼山和套种绿肥对桉树人工林下植物和土壤C:N:P化学计量特征的影响

【目的】研究炼山和套种绿肥对桉树人工林林下植物和土壤C、N、P化学计量特征的影响,阐明炼山和套种绿肥条件下桉树人工林林下植物与土壤C、N、P的作用关系。【方法】在凭祥市热带林业实验中心青山试验场测定炼山和套种绿肥(山毛豆)处理下的桉树人工林林下植物与土壤C、N、P生态化学计量特征的变化规律。【结果】桉树人工林林下植物灌上(灌木层地上部分)有机碳、全氮含量最高,全磷含量最低;土壤有机碳和全氮含量随土壤层次的加深而递减,而土壤全磷则呈表层土的含量最高,随后减少再逐渐回升的趋势。炼山处理降低了林下植物中的有机碳、全氮含量,尤其是草上(草本层地上部分)和灌上(P0.05),却提高灌下(灌木层地下部分)的全磷含量(P0.05);炼山降低0～60cm土层的有机碳及全磷含量,降低0～10cm土层的全氮含量,提高10～60cm土层的全氮含量。套种绿肥后,林下植物有机碳含量降低,灌木层的全氮含量提高;显著降低草本层的全磷含量,而显著提高灌上的全磷含量;显著降低0～10cm的土壤有机碳及全磷含量(P0.05),小幅度降低0～10cm、10～20cm土层的全氮含量(P0.05)。炼山+套种绿肥处理,土壤表层0～10cm有机碳和全氮含量显著提高,林下植物草上全氮和全磷含量显著增加(P0.05);与单一的炼山或套种绿肥处理恰好相反。炼山提高林下植物生态化学计量比值,却降低土壤生态化学计量比值;套种绿肥总体上提高林下植物的N∶P和C∶P,降低林下植物的C∶N和土壤生态化学计量比值;炼山+套种绿肥对土壤生态化学计量比影响显著,总体降低林下植物的生态化学计量比,尤其是草上及灌上组分(P0.05)。林下草本和灌木层植物的地上部分与土壤的生态化学计量比呈负相关关系。【结论】炼山和套种绿肥对桉树人工林林下植物与土壤C∶N∶P化学计量特征有显著影响,炼山+套种绿肥比单一处理的方式更有利于提高土壤表层0～10cm有机碳和全氮含量以及林下草本植物地上部分全氮和全磷含量。     

不同更新方式巨尾桉林下植物群落变化及其环境解释

【目的】了解不同更新方式巨尾桉（Eucalytus grandis×E.urophylla）人工林下植物群落的变化规律。【方法】采用典范对应分析（CCA）,定量评价巨尾桉人工林下植物分布与更新方式和环境因子之间的关系。【结果】更新后5年,群落草本层和灌木层的物种丰富度均为植苗林〉萌芽林〉采伐迹地;草本层植物的ShannonWiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数以植苗林为最高,采伐迹地次之,萌芽林最小;灌木层的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数则以萌芽林为最高,植苗林次之,采伐迹地最小;方差分析结果表明,萌芽林与植苗林草本层植物之间的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数存在显著差异（P〈0.05）,采伐迹地的Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数明显低于萌芽林（P〈0.05）,其余均无显著差异。3种群落的物种组成存在显著差异,冠层透光系数、土壤孔隙度、坡向、速效磷对灌木层物种分布格局有重要的影响,4个环境因子的叠加效应总共解释了3种群落之间灌木层物种组成变异的90%以上;冠层透光系数、坡向、总氮/总磷、速效氮/速效磷、土壤孔隙度对草本层物种分布格局有重要影响,5个环境因子的叠加效应总共解释了3种群落之间草本层物种组成变异的86%。【结论】微生境的变化导致了不同更新方式巨尾桉人工林下植物组成的变化;适度干扰（不炼山、不施除草剂、带状整地、带状抚育）有利于林下植物多样性的维持。     

两种采伐方式对马尾松人工林林分空间结构的影响

【目的】探讨不同采伐方式和采伐强度对马尾松(Pinus massoniana)人工林空间结构的影响,为马尾松人工林林分结构优化和质量提升提供科学依据。【方法】以四川大茅坪国有林场马尾松人工林为研究对象,设置两种采伐方式：目标树经营(目标树数量0、100、167、233、300株/hm²)和基于目标树采伐蓄积强度设置相对应的传统抚育间伐(折算为0%、8.6%、16.1%、24.0%、29.2%),将目标树经营和传统抚育间伐中采伐强度为0株/hm²合并记为CK。采用基于Voronoi图的林分结构参数(混交度、角尺度、大小比数、开敞度和竞争指数)和空间结构评价指数对林分空间结构进行评价。【结果】两种采伐方式对林分混交度的影响有差别,具体为：目标树经营下,林分混交度呈上升趋势,而传统抚育间伐无显著变化。两种采伐实施后,林分角尺度表现为显著增加的趋势,但林分仍处于均匀分布格局,目标树经营相较于传统抚育经营,林分随机分布比例提升相对较高,林分大小比数无显著变化。两种采伐方式均能提高林分开敞度,且随采伐强度增加呈现出上升趋势,在同一采伐强度下,开敞度值表现...     

我国人工林林下灌木层植物多样性空间变异及影响要素

【目的】灌木层是森林生态系统的重要组成部分,建立我国人工林林下灌木层植物多样性数据库,为森林群落结构维持、生物多样性保护提供技术支撑。【方法】采用结构方程模型(SEM)揭示我国人工林林下灌木层植物多样性空间变异和影响要素。【结果】①林下灌木层植物多样性从南到北逐渐减小;②随着乔木胸径的增大,林下灌木层植物多样性逐渐增大,但分布均匀度有降低趋势;③随着人工林郁闭度的增加,植物多样性呈现先增大后减小趋势,郁闭度约为65.8%时Shannon-Wiener多样性指数达到峰值;④随着林分密度的增大,林下灌木层植物多样性逐渐减小;⑤温度、降水、郁闭度、林分胸径、树高和林分密度因子均对林下灌木层植物多样性具有直接或间接的作用,其中郁闭度对其影响存在阈值(65.8%),当郁闭度超过此阈值,温度和降水为主导因子,而郁闭度低于此阈值,温度的影响权重降低,林下光照的主导作用增强。【结论】在探究人工林林下灌木层植物多样性空间变异及影响要素的过程中,需要综合考虑各种影响因子,并借助多种多样性指数,综合评判林下植物多样性变化情况。本研究结果可为调控人工林林下灌木层植物多样性及林下植物恢复提供参考依据。     

林窗尺度对侧柏人工林植物多样性的短期影响

【目的】明晰林窗尺度对侧柏人工林植物多样性的短期影响。【方法】在江苏徐州九里山阳坡面调查开设2 a后的3种尺度林窗(半径4 m林窗,编号S; 8 m林窗,编号M; 12 m林窗,编号L)中的植物多样性。【结果】①与对照样地(林窗附近样地)相比,不同尺度林窗内植物种类均有所增加。其中:灌木层植物在L、M、S林窗中分别增加了4种、7种、2种,草本层植物分别增加了4种、1种、3种,更新树种增加了2种、1种、1种。②除S林窗的灌木层外,林窗中的Margalef指数均显著大于对照样地(P<0.05),灌木层Margalef指数的最大值出现在M林窗,草本层中最大值出现在L林窗; L林窗和M林窗中灌木层的Shannon-Weiner指数显著高于对照样地(P<0.05); L林窗草本层的Pielou均匀度指数显著高于对照样地(P<0.05),并随林窗尺度增大基本呈现降低趋势。【结论】与S和L林窗相比,M林窗(半径8 m)对徐州侧柏人工林植物多样性和更新树种的增加有更大的促进作用。     

林业碳汇对人工林最优轮伐期的影响——以杉木和落叶松为例

【目的】在我国禁伐天然林的背景下，人工林的碳汇功能因为减缓气候变化方面的重要作用而备受关注。分析林业碳汇对我国人工林最优轮伐期的影响，为人工林碳汇经营的管理决策提供理论基础。【方法】以我国南方林区的杉木人工林和北方林区的落叶松人工林为研究对象，基于修正的Faustmann-Hartman模型，借助林木的生长模型和林业碳汇供给的计算模型，计算并比较不同经营目标下人工林的最优轮伐期和林地期望值。【结果】(1)无论树种和立地条件，将碳汇收益纳入经营目标都会增加林地期望值；(2)在碳价为35元/t、利率为5%时，将碳汇收益纳入林地经营目标，最优轮伐期有小于1 a的延长；只考虑碳汇收益时，人工林的碳汇收益随轮伐期的延长而增大；(3)碳价格在0～125元/t范围内变动时，杉木最优轮伐期有2～3 a的变动，落叶松最优轮伐期基本没有变化，最大林地期望值的变动均不明显。【结论】开展人工林的碳汇经营有利于林地投资。现有的经营强度和碳价格下，由于碳价格远远低于木材价格，将碳汇收益纳入林地经营目标时，林地经营者考虑的最优轮伐期不会有很大变化；只考虑碳汇收益时，以不砍伐森林的收益最大。碳价格在较低水平变动时，对...     

凋落物与蚯蚓对杨树人工林土壤团聚体分布及其碳氮含量的影响

【目的】研究凋落物与蚯蚓对杨树人工林土壤团聚体的分布及不同粒径团聚体中C和N含量的影响,为改善杨树人工林土壤质量提供参考。【方法】以东台滨海杨树人工林为研究对象,采用随机区组法设置野外固定试验样地,共设置6个不同处理,即对照(CK)、杨树凋落叶表施(T1)、杨树凋落叶混施(T2)、接种蚯蚓(T3)、杨树凋落叶表施+接种蚯蚓(T4)、杨树凋落叶混施+接种蚯蚓(T5)。每种处理设置4个重复样地。按照粒径的不同对土壤中的团聚体进行分级,测定每种粒径团聚体中的有机碳和全氮含量,同时以平均质量直径(MWD)作为指标来考察土壤团聚体稳定性。【结果】不同粒径水稳性土壤团聚体中的有机碳含量一般随着粒径的增大而提高。杨树凋落叶混施+接种蚯蚓(T5)比杨树凋落叶表施+接种蚯蚓(T4)更能提高团聚体中的有机碳含量。在接种蚯蚓后,杨树凋落叶无论是表施还是混施均使得各粒径团聚体的有机碳含量有所提高。对比同一处理不同粒径团聚体全氮含量,粒径为≥0.250~2.000 mm团聚体的全氮含量普遍要高于其他粒径团聚体的,而粒径<0.053 mm团聚体的全氮含量相对最低。【结论】接种蚯蚓可以提高杨树人工林土壤团聚体中的全氮含量,同时杨树凋落叶混施比表施能更有效提高土壤团聚体中的全氮含量;接种蚯蚓加速了杨树人工林土壤有机质的腐殖化过程,使得土壤有机质的分解速率加快。相比杨树凋落叶表施处理,杨树凋落叶混施处理会加快土壤有机质的腐殖化过程。     

Relationship between plant species diversity and patch characteristics in a marsh in the Sangjiang Plain, China -Using Yaluhe farm as an example

Based on Quick Bird satellite image data, the present study examined small-scale herbaceous community patches in the marsh of the Sanjiang Plain and measured patch characteristics such as the area, perimeter and shape by GPS. The coenological characteristics of the patches were investigated using quadrat method, and the vascular plant species were recorded using transect method. A total of 219 plant species were recorded, which represents 12.2% of the vascular flora in Heilongjiang Province. Our results showed that species number S correlated with patch area and perimeter; richness index (R) correlated with patch perimeter; Simpson index (D) correlated with patch area and perimeter/area; Shannon-Wiener index (H') correlated with patch area, perimeter and perimeter/area; Evenness index (Jsw) correlated with perimeter/area. Both S and R have significant difference between different size of patches. Plant diversity in the small-scale herbaceous communities tended to increase with the patch area and perimeter. We concluded that edge effects and the habitat heterogeneity of the patches are important in determining the number of species. The relative smoothness of the patch edges also affects the plant diversity of the patches. The richness of plant species in the marsh in the Sanjiang Plain is highly sensitive to the smallscale patches, which continues to play an important role in preserving plant diversity in the local area.     

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。     

高海拔原始暗针叶林采伐迹地次生植被结构与物种多样性比较

研究高海拔原始暗针叶林次生植被结构与物种多样性,用物种丰富度指数S、Shannon-Wiener指数H、Simpson生态优势度SN和Pielou均匀度指数JSW分析不同恢复时间序列次生植被各层次物种多样性的变化.结果表明:随着恢复时间的增加,次生植被在垂直结构上,灌木高度总体呈增加趋势,草本高度变化不明显;在水平结构上,灌木层盖度与草本层盖度变化一致,都呈增加趋势;次生植被物种出现了消长变化,灌、草层优势种发生了变化;灌木层Shannon-Wiener指数H随着恢复时间的增加而增大,草本正好相反.群落优势度指数与均匀度指数、Shannon指数以及物种丰富度呈相反的变化,原因可能是在恢复时间梯度上,优势种和亚优势种的变化改变了群落优势度.     

不同石漠化治理模式下群落的植物组成及多样性

【目的】了解不同石漠化治理模式下,群落物种组成及多样性的恢复格局和过程。【方法】通过2种树种(顶果木、降香黄檀)、3种治理模式(顶果木纯林、降香黄檀纯林、顶果木×降香黄檀混交林)的造林试验和群落生态调查,研究不同石漠化治理模式下群落的物种组成、重要值及多样性演变规律。【结果】经过4年的恢复,3种不同治理模式下灌木层和草本层的物种组成发生显著变化,特别是优势种和共优势种。一些入侵植物如鬼针草、小飞蓬、酢浆草、飞机草、土牛膝、胜红蓟等的数量有所增加,特别是鬼针草,其重要值(10.35~36.32)分别是灌丛(4.44)的2.33~8.18倍。与灌丛(对照)比较,3种不同治理模式群落的植物物种丰富度没有显著差异,但植物多样性指数和均匀度指数存在显著差异。【结论】2种豆科植物和3种治理模式具有相近的治理效果,但混交林治理模式对植物多样性指数和均匀度指数的作用相对较优。在岩溶退耕地和灌丛地实施人工造林可以加速植被的恢复和重建,短期内显著改变群落的物种组成和结构,但在一定程度上存在着外来植物入侵风险。     

十五个物种多样性指数的比较研究

用关帝山植被数据对１５个物种多样性指数进行了比较研究,结果表明：各指数间有着密切的关系,它们都能较好地反映多样性特征,但其中较好的丰富度指数依次为：Ｐａｔｒｉｃｋ指数、Ｍｅｎｈｉｎｉｃｋ指数、Ｍａｒｇａｌｅｆ指数。较好的均匀度指数依次为：修正的Ｈｉｌ指数、Ａｌａｔａｌｏ指数、Ｐｉｅｌｏｕ指数（ｅ）、Ｐｉｅｌｏｕ指数（Ｊｓｗ）、Ｐｉｅｌｏｕ指数（Ｊｓｉ）、ＭｃＩｎｔｏｓｈ指数。较好的多样性指数依次为：Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数、Ｓｉｍｐｓｏｎ指数、Ａｕｄａｉｒ和Ｇｏｆ指数、种间相遇机率、ＭｃＩｎｔｏｓｈ指数、Ｈｕｒｌｂｅｒｔ指数。相关系数分析也很好地说明了这个问题。     

阿尔泰山河谷林封育研究

通过对新疆阿尔泰山河谷林封育区与非封育区天然林进行植被调查,从林分结构、林下草本重要值特征和物种多样性等方面对封育效果进行了分析。结果表明：（1）在5 a的封育期内,对于阿尔泰山河谷天然林的整体状况没有明显影响;（2）封育区林下草本种类比非封育区多了10种,相对增加了77.5 %,草本层盖度提高了36.4 %,相对增加了124.8 %;（3）封育区林下草本层Patrick丰富度指数和Shannon Wiener多样性指数均高于非封育区,而Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数则没有明显的差异。可以看出,通过封育措施阿尔泰山河谷天然林林下植被得到了明显恢复,同时要加强封育区的管理,并延长封育年限。     

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。     

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.     

神农架地区米心水青冈群落物种多样性特征

水青冈属(Fagus)植物是北半球温带森林的重要建群种,其中以米心水青冈(Fagus engleriana)分布最为广泛.以湖北神农架为研究点,采用标准样地调查法,应用物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、均匀度指数对米心水青冈林群落物种多样性,群落结构特征进行研究.结果表明:乔木层Shannon-Wiener指数为2.55,Simpson指数5.31,均匀度指数0.70,Shannon-Wiener指数与Simpson指数的顺序为草本层＞乔木层＞灌木层.径级分布研究表明整个群落更新状况良好.