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。     

岩溶石漠化不同修复林分的生物量和生产力及其动态变化

为阐明岩溶石漠化不同修复林分的生物量和生产力特征及其动态变化规律,选择2011年营造的顶果木Acrocarpus fraxinifolius纯林(PAFP)、降香黄檀Dalbergia odorifera纯林(PDOP)和顶果木×降香黄檀混交林(MADP)为研究对象,设置固定监测样地,基于2013年、2015年、2019年和2021年的4次林分生物量测定,研究3种修复林分生物量、定期平均净生产力的特征及动态变化。结果表明：(1) 3种修复林分生物量均随年龄的增加而显著增加;不同林分、不同树种各器官生物量的变化规律类似,但不同器官生物量的变化规律有所不同。(2) 3种林分在2013-2021年的林分定期年平均净生产力以PDOP最高(8.68 t/hm²),PAFP最低(2.36 t/hm²),MADP (5.09 t/hm²)介于两者之间;3种修复林分在2015-2019年、2019-2021年和2013-2021年的林分定期平均净生产力均存在显著差异,PDOP显著高于MADP和PAFP,MADP显著高于PAFP(P<...     

密度调控对米老排中龄人工林生长的影响

【目的】密度是影响林分生产力的关键因素之一,分析密度调控对米老排中龄林生长的影响,进而为其间伐密度调控提供决策依据。【方法】以南亚热带中等立地两种不同密度调控的米老排中龄林为对象,按优势木、中等木、被压木的条件选取了28株标准木(每林分各14株),基于2 m区分段的中央断面积树干解析法和双侧t检验的统计分析法,对不同调控密度下米老排林分的平均木、优势木和林分蓄积等生长过程进行对比分析。【结果】米老排径向生长的缓慢期在第1～2年,速生期在第3～10年,衰减期在第14年后。树高的早期速生特性明显,连年生长量呈多峰状,速生期主要在第2～6年。平均木与优势木材积生长的缓慢期均在前6年,从第8年起均进入速生期; 密度对平均木材积连年生长与林分数量成熟时间的影响显著,哨平试验林(在第12年经过生长伐1次,伐后林分最终密度为1 200株/hm²)数量成熟在第24年,而青山试验林(分别在第12年、第17年、第25年经过3次生长伐后,林分最终密度为520株/hm²)直至第34年仍未达到数量成熟。中弱度间伐(株数间伐强度<30%)对中龄林蓄积总生长量的影响不显著,对林分蓄积连年生长量短期有一定影响; 强度间伐(株数间伐强度>30%)对中龄林蓄积总生长量与连年生长量的影响显著(P<0.05)。在第14年后,米老排树种的实验形数趋于稳定。【结论】林分密度调控在520～1 200 株/hm²的范围内,密度调控措施对米老排平均木的胸径和材积的生长影响显著(P<0.05),对林分树高和平均实验形数的影响不显著,对优势木的胸径与材积的短期生长影响显著(P<0.05),对其长期生长的影响不显著,对减小林分径阶分化及提高大径木比例的作用明显。     

西南桦红椎混交林的生长动态及林木形质分析

【目的】探索西南桦与红椎"丛状行间"同龄混交林的生长动态和树干形质特征,为其大径材培育提供参考。【方法】以11年生西南桦与红椎"丛状行间"同龄混交林为对象,选取9株西南桦和10株红椎样木进行树干解析,分析混交林不同树种的生长动态、径阶蓄积构成、干形、冠高比和树干分杈率等。【结果】西南桦平均木和优势木的胸径生长速生期(连年生长量>1.0 cm)分别在第3~7年和第3~9年;红椎平均木的胸径生长速生期在第4~8年,优势木胸径生长速生期从第3年开始,直至第11年仍未结束。西南桦平均木和优势木的树高生长速生期(连年生长量>1.0 cm),分别在第1~7年和第1~8年;红椎平均木的树高生长速生期主要在第3~7年,优势木树高的生长速生期在第1~7年。西南桦平均木和优势木单株材积的生长速生期(连年生长量>0.01 m;)起始时间分别在第6年和第5年,二者直到第11年仍未结束。在造林后11年内,红椎平均木单株材积的生长量仍处于缓慢增长期。从第4年起,西南桦平均木胸径、树高和单株材积的总生长量开始显著高于红椎平均木对应生长量(P<0.05);西南桦优势木胸径、树高和单株材积的总生长量分别从第5、8、5年开始显著高于红椎优势木对应总生长量(P<0.05)。二元材积模型(V=a×10^-4×D^b×H^c)对西南桦与红椎的单株材积拟合及预测效果较好。在11年生混交林中,西南桦和红椎的径阶蓄积分布近似正态分布,西南桦和红椎优良级干形的林木比率分别为67.71%和97.31%,两树种树干分杈率均低于6.0%。【结论】在中幼龄期,西南桦处于混交林上层。西南桦与红椎的"丛状行间"同龄混交经营,有利于塑造西南桦与红椎的优良树干形质和林木生活力。西南桦与红椎优势木的胸径和树高生长速生期比其平均木的速生期长。     

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。     

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。     

岩溶石漠化不同修复林分林下植被和植物多样性的变化

为阐明岩溶石漠化不同修复林分林下植被和植物多样性特征及其变化规律,选择2011年营造的顶果木(Acrocarpus fraxinifolius)纯林、降香黄檀(Dalbergia odorifera)纯林和顶果木×降香黄檀混交林以及灌丛为研究对象,设置固定监测样地,基于2013年、2015年、2019年、2021年的4次植被调查,研究了灌丛和3种修复林分林下植被和多样性的动态变化。结果表明,3种修复林分灌木层植物科、属、种数目呈递增趋势,草本层的变化很小;灌丛中灌木层植物的科、属、种数目呈递减趋势,草本层植物却呈增加趋势;不同类型、不同年份灌木层和草本层植物总个体数存在显著差异。3种修复林分灌木层的优势种为黄荆(Vitex negundo)、苎麻(Boehmeria nivea)、金花茶(Camellia petelotii),重要值分别变化于11.59-23.91、5.89-28.48和9.04-11.61,灌丛的优势种为黄荆、苎麻和地桃花(Urena lobata),重要值分别变化于37.04-41.99、2.28-11.90和0-11.70 (个别年份除外)。3种修复林分草本层的...     

近自然化改造对桂南马尾松和杉木人工林结构特征的影响

【目的】为提升人工林质量及培育珍贵树种大径材,研究近自然化改造对林分结构变化的影响,通过近自然化改造改变林分组成和结构,进而调整林木生长和林分稳定性。【方法】以广西凭祥地区1993年造林并于2008年开始近自然化改造的马尾松和杉木人工林为研究对象,运用混交度、大小比数和角尺度参数分析近自然化改造后林分结构特征的变化。【结果】①对照林分的直径结构遵从正态分布,近自然化改造林分表现出向倒“J”形过渡的特征,对照林分的树高结构呈单峰型,而近自然化改造林分则呈双峰型; ②近自然化改造明显提高了林分混交度,马尾松和杉木对照林分的平均混交度由0.00和0.16分别提高到自然化改造林分的0.82和0.89; ③近自然化改造对林分角尺度影响较小,杉木林从均匀分布状态向团状分布转变,但马尾松林一直处于随机分布状态; ④近自然化改造增加了优势和亚优势的个体比例,对照林分总体处于中庸生长状态,马尾松和杉木近自然化改造林分的平均大小比数分别为0.40和0.46。【结论】从林分非空间结构角度看,近自然化改造林分提高了林分树种组成,径级结构向异龄林直径分布倒“J”形的特征过渡; 从林分空间结构角度看,近自然化改造林分逐步摆脱了人工纯林零度或弱度混交、水平分布均匀和中庸状态的结构特征。研究区补植树种和天然更新树种已成功地在林分中更新和生长,促进了林分混交度、树种多样性的提高和林分空间结构的优化,林分向异龄复层混交林方向发展。     

氮磷肥对西南桦无性系生物量分配和根系形态的影响

【目的】西南桦(Betula alnoides)具有较高的经济价值和生态效益,是中国热带、亚热带地区重要的乡土速生阔叶树种。氮和磷的有效性和空间分布显著影响着植物生长和根系发育。笔者研究施肥对西南桦无性系生物量分配和根系形态的影响,筛选出优良西南桦无性系及适宜的施肥配方,为西南桦的科学培育提供参考。【方法】以西南桦4个无性系(编号分别为A5、FB4、FB4⁺、BY-1)组培苗为试验材料,采用完全随机区组设计,每个小区 25 株。设置氮(0、200、400 mg/株)和磷(0、70、140 mg/株)共9个组合处理,重复 3 次。以不施肥为对照。为防止苗木缺素,每株施钾量为332 mg。磷肥作为基肥一次性施入基质中,组培苗移栽成活1个月后,开始追施氮和钾肥,每次施肥间隔时间为7 d,共10次。最终苗木收获时,先分离出根系进行形态指标扫描,获得根长、根表面积、根体积和根平均直径,最后全株烘干用于测定各器官的生物量,比较不同施肥处理下西南桦无性系的生物量分配和根系形态差异。【结果】①不同无性系和施肥处理下西南桦幼苗的地上、地下和总生物量差异均达到显著水平,但无性系×施肥处理的交互作用不显著。施肥处理幼苗的地上、地下和总生物量较对照(不施肥)有明显的增幅。处理5(N 200 mg/株+P 70 mg/株)幼苗的地上、地下和总生物量最大,分别比其他施肥处理提高了11.27%~460.49%、7.14%~200.00%、10.57%~390.09%。进一步比较不同无性系,无性系FB4⁺的地上、地下和总生物量表现出明显的生长优势,分别是无性系A5、FB4和BY-1的1.14~1.21、1.22~1.31、1.15~1.22倍。②不同无性系和施肥处理下幼苗的根表面积、根平均直径和各根径等级细根的根长差异显著或极显著,且无性系×施肥处理的交互作用对根体积、根表面积、根平均直径和各根径等级细根(根径d>2 mm除外)的根长影响均极显著。施肥处理的幼苗根系形态参数均高于对照。在所有无性系中,处理5的根系形态参数均显著高于其他施肥处理,其根表面积、根平均直径、根体积和总根长,分别比其他施肥处理提高了0.77%~227.20%、2.13%~152.63%、0.60%~264.13%和4.53%~214.04%。进一步比较不同根径等级细根的根长,西南桦幼苗的小细根(0<d≤1 mm)、粗细根(1<d≤2 mm)和粗根(d>2 mm)的根长亦表现出处理5最大。无性系FB4⁺在处理5下的根系形态参数显著高于其他无性系和施肥组合。③总生物量与地上、地下生物量均呈极显著的正相关关系,这三者与根平均直径、总根长、根表面积、根体积亦分别表现为极显著的正相关关系。【结论】施肥显著促进了西南桦幼苗的生物量和根系生长发育,且存在无性系差异。综合幼苗的生物量和根系形态指标,认为西南桦无性系FB4⁺在处理5(N 200 mg/株+P 70 mg/株)条件下生长表现最优。     

除草剂对桉树×降香黄檀混交林下植物功能群的影响

【目的】了解在炼山和非炼山条件下草甘膦除草剂的应用对桉树×降香黄檀混交林下植物功能群的影响。【方法】通过炼山+除草剂、不炼山+除草剂和对照(不炼山不施除草剂)的控制性试验,研究林下植物群落组成、植物功能群对除草剂的响应及分异规律。【结果】与对照比较,除草剂施用1年后,林下植物群落有很高的相似性(Jaccard相似性指数0.7),但群落的恒有种特别是稀有种数量存在较大差异。不炼山+除草剂处理的恒有种分别比炼山+除草剂、对照处理的高37.50%和57.14%,而稀有种则由2种分别增至24种和7种。这一结果说明炼山+除草剂条件有利于稀有种的发育,而不炼山+除草剂条件则有利于恒有种的发展。炼山+除草剂处理增加禾草和豆科植物功能群的丰富度,不炼山+除草剂处理降低藤本和木本植物功能群的丰富度,但只有木本植物丰富度的差异达显著水平。炼山+除草剂处理降低杂草、禾草和豆科植物功能群的相对多度和相对盖度,显著降低蕨类植物的相对多度和相对盖度;不炼山+除草剂处理显著降低木本植物的相对盖度。【结论】低浓度、低频率的除草剂(草甘膦)应用对林下植物功能群的影响是初期和短期的。