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.     

巨尾桉和马占相思纯林、混交林造林的试验研究

巨尾桉和马占相思纯林造林、混交林造林的试验结果表明：在贫瘠的赤红壤山地上引种巨尾桉和马占相思,纯林生长落后于混交林。混交林造林比纯林造林效益更加明显,林木速生,林相整齐,抗风与抗病性能好,可在本地区积极推广。     

厚荚相思在沿海沙质海岸更新造林中的应用

为改变沿海地区造林树种单一状况,提高森林群落稳定性和生物多样性,1990年在福建东山县海岸后沿沙地引种厚荚相思、马占相思、大叶相思、肯氏相思、纹荚相思及毛绢相思;1998年选用厚荚相思、木麻黄、刚果12＃桉、湿地松等树种在木麻黄基干林带下套种更新和带状采伐更新;1999年选用厚荚相思、肯氏相思、马占相思、纹荚相思在风口沙地造林。研究结果表明,在海岸前沿风口沙地厚荚相思造林成活率高,受风害轻微,对沙荒风口不良生境适应力强;在海岸木麻黄基干林带更新中,厚荚相思保存率高,生长迅速;在林带后沿沙地厚荚相思成活率和保存率高于其它相思类树种,树高,直径及材积生长量最大,降低风速明显,林内凋落物多,提高土壤肥力显著。     

厚荚相思人工林碳素贮量及其空间分布

对7年生厚荚相思人工林生态系统的碳素含量、贮量及其空间分布特征进行了研究。结果表明:厚荚相思不同器官碳素含量为470.1~533.8 g/kg,排序从大到小依次为树叶、树枝、树干、树根、树皮。灌木层、草本层和凋落物层碳素含量分别为465.4、425.7和478.3 g/kg。土壤(0~80 cm)平均碳素含量为12.94 g/kg,随土层深度的增加,各层次土壤碳素含量逐渐减少。厚荚相思人工林生态系统总碳贮量为141.05 t/hm2,其中乔木层为46.97 t/hm2,占整个生态系统碳贮量的33.30%;灌草层为2.07 t/hm2,占1.47%;凋落物层为4.49 t/hm2,占3.18%;林地土壤(0~80 cm)为92.01 t/hm2,占65.23%。厚荚相思各器官碳贮量与其生物量成正比例关系,树干的碳贮量最高,占乔木层碳贮量的52.20%,树枝、树叶、树皮和树根等碳贮量共占乔木层的47.80%。7年生厚荚相思人工林乔木层年净生产力为20.06 t/(hm2·a),碳素年净固定量为9.86 t/(hm2·a)。     

3种植被恢复过程中水土流失规律的研究

水土流失是人工林植被恢复过程中生态效益评价的重要指标。2002—2006年,在广西南宁市郊丘陵 地带的杉木林采伐迹地上,建立厚荚相思人工林和尾巨桉人工林以及灌草坡自然恢复植被3个径流小区,分 别对水土及其养分流失量进行连续观测研究。结果表明：(1)3种植被的年平均地表径流量由小至大依次为 厚荚相思林(39.60 t/hm2)、尾巨桉林(45.03 t/hm2)、灌草坡(64.30 t/hm2);(2)年平均土壤侵蚀量由小 至大依次为厚荚相思林(0.26 t/hm2)、尾巨桉林(0.29 t/hm2)、灌草坡(0.32 t/hm2);(3)年平均水土养分 (N、P、K)流失量由小至大依次为厚荚相思林(0.036 kg/hm2)、尾巨桉林(0.039 kg/hm2)、灌草坡(0.054 kg/hm2);(4)水土及其养分流失量在各植被类型之间的差异不显著,而在不同年份之间的差异极显著。根 据5 a各植被恢复过程中水土流失量的大小,可划分为流失高峰期(造林当年)、流失减缓期(造林后2~3 a) 和流失稳定期(造林后4~5 a)3个阶段;(5)水土流失量的季节变化程度由大至小依次为夏季(48.6 %~72.5 %)、春季(20.8 %~48.2 %)、秋季(2.5 %~3.9 %)、冬季(0.7 %~2.8 %),分别与同期降雨量的季节分配相吻 合;(6)在广西营造短周期工业用材林,对于保持水土、减少养分流失、维护生态安全具有重要作用。     

重庆缙云山国家级自然保护区典型林分凋落物持水性研究

【目的】研究重庆缙云山国家级自然保护区3种典型林分常绿阔叶林、针阔混交林、楠竹林内凋落物的持水性。【方法】将3种凋落物共81袋凋落物先后经过72h的浸水与风干实验,测定各时间点凋落物鲜质量,并计算凋落物持水量(W )、持水率(R)、持水速率(V)、失水量(W’)、失 水 率(R’)、失 水 速 率(V’)等 指 标。【结 果】凋 落 物 储 量 为(2.46±0.65)t·hm-2,最大持水量为(5.97±1.57)t·hm-2,最大持水率为(260.85±23.23)%,最大失水量为(4.80±1.20)t·hm-2,最大失水率为(198.78±27.28)%。经过回归分析,3种林分内凋 落 物 的 持 水 量、持 水 率、失 水 量 与 时 间 的 最 适 模 型 为W=a+blnt(R=a+blnt),失水率、持水速率、失水速率与时间的最适模型为V=atb(R=atb)。【结论】3种典型林分中楠竹林凋落物具有储量大、持水量大、持水快速等优势,水源涵养能力最好。
     

吉林蛟河不同演替阶段针阔混交林 凋落物持水特性研究

凋落物层是森林土壤不可缺少的保护层,在森林水土保持及水源涵养中起着不可替代的作用。为探究中国东北东部山地不同演替阶段针阔混交林凋落物持水特性的变化规律,以及持水特性与演替阶段之间的关系,以吉林省蛟河市林业实验区管理局林场不同演替阶段针阔混交林凋落物为研究对象,分别在中龄林、近熟林和成熟林固定监测样地中采用蛇形取样法均匀地选择5个边长为20 cm的正方形样方,并将每个样方内的未分解层和半分解层的凋落物取回实验室进行持水特性分析。采用室内浸水法计算凋落物的蓄积量、持水量、持水率以及凋落物的有效拦蓄量,并结合野外观测数据分析林下凋落物的持水特性与演替阶段之间的关系。结果表明:不同演替阶段凋落物的总蓄积量为成熟林(7.26 t/hm²)>近熟林(4.56 t/hm²)>中龄林(3.68 t/hm²),持水量大小为成熟林(21.23 t/hm²)<近熟林(35.24 t/hm²)<中龄林(47.71 t/hm²),持水率大小为成熟林(844.72%)>近熟林(742.58%)>中龄林(592.02%),有效拦蓄量为成熟林(31.32 t/hm²)>近熟林(20.52 t/hm²)>中龄林(11.98 t/hm²)。林分各演替阶段不同分解程度的凋落物持水量与持水率均随着浸水时间的增加呈对数关系增长,吸水速率则随浸水时间的增加呈幂指数关系下降。研究表明,成熟林的持水性能最强,近熟林、中龄林持水性能依次减弱。不同演替阶段林分最大持水量、最大持水率与蓄积量大小排序一致,表明持水量、持水率与蓄积量有很强的相关关系,蓄积量越大,凋落物持水量、持水率越高,森林凋落物持水能力越强。     

不同发育阶段杉木人工林凋落物及不同组分持水特性的比较

为揭示不同发育阶段杉木人工林凋落物及不同组分的持水特性,选择福建三明莘口教学林场11年、22年和34年生杉木人工林为研究对象,对其凋落物的现存量、持水特性及对降雨的拦蓄能力进行分析测定.结果表明:杉木凋落物现存量表现为老龄林＞中龄林＞幼龄林,各林分凋落物现存量表现为叶凋落物占比例最大,花果占比例最小;最大吸水速率、最大持水率、最大拦蓄率和有效拦蓄率均表现为中龄林＞老龄林＞幼龄林,最大持水量、最大拦蓄量和有效拦蓄量均表现为老龄林＞中龄林＞幼龄林.凋落物不同组分中,幼龄林和成龄林最大持水率、最大吸水速率、最大拦蓄速率和有效拦蓄率均表现为叶最大,枝最小,中龄林表现为其它组分最大,叶次之;不同发育阶段杉木凋落物不同组分的最大持水量、最大拦蓄量和有效拦蓄量均表现为叶所占比例最大,花果最小.老龄林与中龄林和幼龄林相比,其凋落物现存量大具有较好的持水特性;凋落物中叶具有较大的拦蓄降雨能力.     

滨海沙地三种相思生长防护效果及改土能力研究

为改变福建沿海防护林造林树种匮乏的局面,应用马占相思、厚荚相思和大叶相思在沿海沙地开展造林选择试验,结果表明,参试的三种相思造林6a保存率都在90%以上,生长量表现为厚荚相思＞马占相思＞大叶相思＞木麻黄:马占相思、厚荚相思和大叶相思6a生时防风效能分别为56.6%、71.6%和74.4%;三种相思6a生林分与同龄木麻黄相比,土壤肥力都得到不同程度提高.马占相思、厚荚相思和大叶相思可作为沿海防护林更新树种.     

杂交桉家系在冷凉区优势评价与遗传分析

【目的】为粤北及华南等种植冷凉区选育桉树速生和耐寒品系。 【方法】 利用方差分析和BLUP法估算广东连山5年生97个桉树人工控制授粉家系、15个母本自由授粉家系和2个无性系试验林生长、干形、耐寒和保存率性状的杂种优势、育种值及配合力。【结果】各性状在家系、家系与区组交互效应间均存在极显著差异。以单株蓄积为指标筛选优良杂交组合,参试家系中有3个家系(101、14和74号)的单株蓄积高于最优自由授粉家系103号均值0.191 4 m³,超过对照DH 3229的控制授粉家系有17个,所有控制授粉家系中超过对照无性系(115号)的优良单株有288株; 大于参试总体均值的40个控制授粉交家系,其平均单株蓄积的超亲优势达25.78%,而相对对照无性系的超标优势仅达4.18%; 育种值与表型值大小的变化趋势基本一致,育种值超过0.02的控制授粉家系有13个,仍然还是101、14和74号家系。【结论】通过亲本一般配合力分析认为,RT04赤桉、邓恩桉2号、U64尾叶桉3个母本,以及KX10巨桉、2B边沁桉、D17邓恩桉、KX5巨桉和DX19巨桉5个父本是今后杂交育种的优选亲本; 特殊配合力排名前3的邓赤(邓恩桉×赤桉)、尾尾细(尾叶桉×(尾叶桉×细叶桉))和尾蓝(尾叶桉×蓝桉)杂交桉,其特殊配合力效应值均大于0.05,相对效应值超50%,适合将其中的优良单株无性系化并扩繁利用。     

三个相思树种的造林对比试验

在广西国有高峰林场界牌分场科技示范园内进行厚荚相思(Acacia.crassicarpa)、马占相思(A.mangium)和杂交相思(A.mangium×A.auriculif ormis)的造林试验。试验按上坡、中坡、下坡设置3个随机区组,每个区组内有3个小区,每小区用一个树种造林,面积为400m2。结果表明:3个树种的6年生平均树高分别为13.4m、12.4m和11.0m,前者比后两者分别高7.5%和17.9%;林分平均胸径分别为13.7cm、12.8cm和11.2cm,前者比后两者分别大6.6%和18.2%。3个相思树种的树高和胸径生长特点都是早期生长迅速,速生期在1~3a间,树高年生长量为3.0~3.6m,胸径年生长量为3.8~4.7cm。活立木蓄积分别达122.3m3/hm2、100.7m3/hm2和70.7m3/hm2,前者为后两者的121.5%和173.0%;纯收入分别为10620.0元/公顷、7695.0元/公顷和3645.0元/公顷,前者为后两者的1.38倍和2.91倍。短周期工业用材相思树类造林树种选择厚荚相思为优,其次为马占相思。     

人工栽培金银花的生物量和元素含量测定及其经济效益估算

采集广西忻城县红渡镇金银花(Lonicera quaponica)种植示范区人工栽培3年生的金银花样品,测定生物量及各器官的主要元素含量,并估算金银花的经济效益.结果表明,金银花的生物生产力是藤茎(0.79t·hm-2·a-1)＞叶子(0.40t·hm-2·a-1)＞根(0.33 t·hm-2·a-1)＞花(0.30 t·hm-2·a-1);金银花的主要元素(N、P、K)平均含量显示花(5.68 kg·hm-2)＞叶子(4.60kg·hm-2)＞藤茎(3.06kg·hm-2)＞根(2.93 t·hm-2);金银花年均产干花1.78 t·hm-2,年均经济收入每公顷35600元.     

不同轮伐期对巨尾桉人工林碳固存的影响

【目的】深入探讨不同轮伐期对巨尾桉人工林碳固存的影响,为从应对全球气候变化的视角确定合理轮伐期提供理论依据。【方法】以轮伐期为短(7a)、中(13a)和长周期(21a)的巨尾桉人工林为研究对象,通过对不同轮伐期桉树林分生物量、碳固存、年平均固碳量的分析,揭示不同轮伐期对桉树林分碳固存的影响。【结果】巨尾桉人工林的生物量碳随着轮伐期的延长而逐渐增加,由7a轮伐期的(75.81±5.12)t·C/hm~2增至13a轮伐期的(180.11±19.97)t·C/hm~2以及21a轮伐期的(192.08±16.50)t·C/hm~2,方差分析表明,13a和21a轮伐期的总生物量碳显著高于7a轮伐期,而13a和21a轮伐期之间的差异不显著。巨尾桉人工林土壤有机碳随轮伐期延长而显著降低,由7a轮伐期的(89.99±0.35)t·C/hm~2、13a轮伐期的(85.42±0.76)t·C/hm~2下降到21a轮伐期的(74.64±0.24)t·C/hm~2。7~13a仍是巨尾桉人工林固碳能力迅速增长期,年平均总生物量碳由7a时的10.78t·C/(hm~2·a)迅速提高到13a的19.54t·C/(hm~2·a),增长81%;21a时巨尾桉人工林进入固碳能力下降期,年平均总生物量碳降至3.78t·C/(hm~2·a),固碳能力只是13a的19.34%。【结论】在南亚热带,巨尾桉人工林的最佳轮伐期确定在13a左右较为适宜,这与经济效益的最大化一致。     

南宁至友谊关高速公路边坡植被枯落物特性研究

【目的】了解南宁至友谊关(简称南友)高速公路边坡绿化植被的水文效应。【方法】在全面踏查的基础上,选择了8个不同地点的7种典型群落类型,对其植被枯落物特性进行研究。【结果】三豆混播群落(S4)的枯落物蓄积量、吸水速率、有效拦蓄量均为最佳,分别为43.80t/hm~2、4 227g·kg~(-1)·h~(-1)、55.18t/hm~2,而木豆群落(S1)的枯落物最大持水量、最大持水率最高,分别达到2 832t/hm~2、283.2%。【结论】三豆混播群落是南友高速公路边坡植被类型中水土保持效应最均衡的群落配置,具有良好的生态水源涵养及保持的功能,可推广种植,以维护边坡植被和土壤的水文生态功能。     

巨尾桉与几种阔叶树和针叶树碳储量的比较研究

【目的】研究广西北海市巨尾桉（Eucalyptus grandis×E．urophylla）、红锥（Castanopsis hystrix）、海南蒲桃（Szygium cumini）、香梓楠（Michelia hedyosperma）、闽楠（Michelia macclurei）、杉木（Cunninghamia lanceolata）、马尾松（Pinus massoniana）的冠幅、生物量和碳储量情况,为该地区建立人工林优势树种选择提供科学依据。【方法】对两年生的巨尾桉、红锥、海南蒲桃、香梓楠、闽楠、杉木、马尾松进行常规的群落调查,采用收获法收集各树种的根、茎、叶、枝,通过实验手段测定其生物量、含碳率、碳储量。【结果】巨尾桉冠幅为其他树种的1．7～8．6倍,高度为3．1～6倍,基径为1．6～3．6倍;巨尾桉生物量高达17．2t·hm^2,其次海南蒲桃为3．6t·hm^2,其余树种生物量较低;巨尾桉含碳率在所有树种中居于中间水平,碳储量为其他树种的6～30倍。【结论】在同龄树种中,巨尾桉的固碳能力较强,可作为人工林生态固碳的优选树种。     

去除和添加凋落物对马尾松×红锥混交林土壤呼吸的影响

为探讨凋落物输入量改变对马尾松×红锥混交林碳排放的影响,以马尾松×红锥异龄混交林为研究对象,通过添加和去除凋落物人为地改变碳输入,研究凋落物处理方式对土壤呼吸的影响。结果表明:(1)去除凋落物可降低土壤湿度、提高土壤温度,而添加凋落物则提高土壤湿度、降低土壤温度。去除凋落物使土壤年均呼吸速率显著降低27.88%,而添加凋落物则使土壤年均呼吸速率显著增加34.02%。(2)去除凋落物能降低四季的土壤呼吸累积排放量,而添加凋落物则提高四季的土壤呼吸累积排放量。对照、去除和添加凋落物的土壤呼吸的年累积排放量(以C计)分别为(9.51±0.12) t·hm~(-2)、(6.88±0.21) t·hm~(-2)和(12.70±0.53) t·hm~(-2),可见去除凋落物使土壤呼吸年累积排放量降低27.66%,而添加凋落物使土壤呼吸年累积排放量提高33.54%。(3)不同凋落物处理方式下土壤呼吸速率与土壤温度均呈显著相关,土壤温度解释了土壤呼吸速率变异程度的74.26%～94.28%。去除凋落物增加了土壤呼吸温度敏感性系数Q10值,而添加凋落物则降低Q10值。凋落物处理方式对马尾松×红锥异龄混交林土壤呼吸产生了显著影响,证明凋落物对于改变森林生态系统土壤呼吸和碳循环具有重要作用。     

生态营林桉树人工林林木生长动态分析

为阐明轮伐期内不同类型桉树(Eucalyptus spp.)人工混交林的生长动态特征及变化规律,选择于2012年在中国林业科学研究院热带林业实验中心青山实验场采用生态营林制度营造的桉树×降香黄檀混交林(Eucalyptus×Dalbergia odorifera,MED)、桉树×望天树混交林(Eucalyptus×Parashorea chinensis,MEP)、桉树×红锥混交林(Eucalyptus×Castanopsis hystrix,MEC)和桉树纯林(PEU)为研究对象,设置固定监测样地,基于桉树第一轮伐期内的3次林分调查(2014、2016、2018年),分析不同混交林桉树和珍贵树种的胸径、树高、单株材积和林分蓄积量动态变化特征。结果表明,监测期内,4种林分类型林木胸径、树高、单株材积和林分蓄积量均随林龄显著增加;混交林中降香黄檀、红锥及望天树均可显著促进桉树胸径、树高、单株材积及林分蓄积量的生长,促进作用大小表现为MED>MEC>MEP;不同混交类型中珍贵树种的胸径、树高、单株材积及林分蓄积量均表现为MEC>MEP>MED,林分总蓄积量表现为ME...     

巨尾桉株行配置造林试验研究

巨尾桉是最速生高产的桉树，在相同的条件下造林，单位面积株数相等（１６６５株／ｈｍ２），采取四种株行配置造林方式，生长差异非常明显，株行距１ｍ×６ｍ的，定植后３年５个月，平均树高１３．７２ｍ，平均胸径１０．１４ｃｍ，蓄积量６８．７６ｍ３／ｈｍ２，长势名列前茅。     

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。