近30年海南岛橡胶林时空变化分析

【目的】 海南岛为中国第二大植胶区和仅有的两大热区之一,揭示其橡胶林的时空变化规律,对促进我国天然橡胶产业可持续发展有重要意义。【方法】 在Google Earth Engine(GEE)云计算平台上结合Landsat和Sentinel-2系列时间序列影像和橡胶林物候等信息,以5 a为步长提取了海南岛1990—2020年间7期橡胶林分布图,分析了海南岛橡胶林的时空变化规律。【结果】 ①近30年橡胶林面积增长趋势明显,从1990年的34.44万hm²增长至2020年的58.58万hm²,净增70.11%,且整体上呈现 “北增南减”的空间变化趋势;②在市/县尺度,橡胶林面积最大的主要市/县依次是儋州市、白沙县、澄迈县和琼中县,2020年占全岛橡胶林总面积的51.58%,而三亚市、东方市、文昌市及陵水县的橡胶林面积相对较小,2020年橡胶林总面积占比为5.22%;③近30年来,海南岛91.24%的橡胶林都种植在海拔300 m以下地区,97.75%种植地在25°坡度以下,海拔600 m以上几乎没有橡胶林分布,在海拔50~200 m和坡度0~5°的区域橡胶林增长幅度最大;④海南四大国家级自然保护区的实验区或缓冲区内均有少量橡胶林分布,但面积在逐渐下降。其中,霸王岭保护区内橡胶林面积最大,五指山保护区内面积最小,近30年四大保护区内橡胶林面积累计减少了68.02%,保护效果显著。虽然研究期海南岛的橡胶林面积增长非常显著,但集中在低海拔和相对平缓的区域,没有对位于中高海拔地区的热带雨林造成影响;四大国家级自然保护区内虽均有少量橡胶林分布,但递减趋势明显。【结论】 总体而言,海南橡胶林的发展模式良好,没有以牺牲大量热带森林为代价,尚未对当地的生态环境造成严重影响。     

长叶苦竹新造林的生长发育规律研究

【目的】为揭示长叶苦竹(Pleioblastus chino var.hisauchii)新造林的生长发育规律,探究不同年龄竹株的秆形特征及不同龄级竹地下茎的鞭根生长情况,为长叶苦竹及其他混生型竹的栽培养护和经营管理提供参考。【方法】调查了南京林业大学溧水白马实验基地长叶苦竹新造林5年时的年龄结构和空间分布,标记整片竹林每株竹子的位置和年龄信息,随机选取3株1～5年生健康无病虫害竹株,测定其地径、株高、枝下高、每节节长和对应的节径等指标。追踪1～5年生竹鞭系,统计鞭段数、鞭节数、岔鞭数、芽数,测量鞭长、鞭径、鞭节长等指标。【结果】随着长叶苦竹新造林的更新,前4年新龄竹株数呈递增趋势。地径、株高和枝下高随竹龄的增长均呈递减趋势,且不同年龄竹株的地径和株高、枝下高和株高均存在线性正相关关系。竹秆每节节径由基部到梢部呈递减趋势,且每节节长和对应的节径存在线性正相关关系。新龄竹每节节径、每节节长、平均节径和平均节长均大于老龄竹。鞭径、总鞭长、鞭段数和芽数随竹龄的增长呈递减趋势。鞭长、鞭节长、岔鞭数和笋芽数随竹龄的增长呈先增后减的趋势,在造林第4年时达到最高。【结论】长叶苦竹新造林的年龄结构呈上...     

黄土高原坡耕地生态退耕的植被建设研究--以陕西省黄土高原生态退耕县为例

通过对陕西省黄土高原地区生态退耕县坡耕地的数量、质量调查，指出实现坡耕地退耕的措施?提出在各生态类型区的自然条件下适宜种植的树种、草种和提高植被成活率的途径，分析坡耕地生态退耕后植被建设将带来的经济和生态效益，对整个黄土高原地区的植被建设具有重要的指导作用。     

日本柳杉合理经营密度的研究

通过对鄂西南日本柳杉人工林调查，用数理统计原理，选择6种方程建立冠幅面积与胸径间的相关数学模型，求得最佳数学模型为：Cw=0．657492 0．439685D，由此得到冠幅面积预测方程及不同胸径的理论密度，最后，依所测定的树冠重叠系数(K=1.26)求得林分最大密度，并计算了经营密度0．6～0．8的日本柳杉人工林林分密度，以便于生产上对日本柳杉人工林林分密度进行管理．     

不同连栽代次及龄组杨树林土壤微生物量氮动态

选择不同种植林龄和代次的杨树人工试验林地,2009年2至12月分层采集土壤样品分析了土壤微生物量氮(SMBN)的年动态变化规律和剖面分布特征。结果表明:所有试验林地SMBN的年动态变化规律相似,2月份SMBN含量最低,各试验林地SMBN的平均含量为48.36 mg/kg(0～10 cm)、38.74 mg/kg(10～20 cm)和22.64 mg/kg(20～40 cm),10月份含量最高,平均为23.32 mg/kg(0～10 cm)、17.91 mg/kg(10～20 cm)和8.18 mg/kg(20～40 cm)。随着杨树种植林龄和代次的增加,SMBN的含量呈下降趋势。结果还显示,在动态采样期内,随着土层的加深SMBN含量降低,CK、F1、F2、S1及S2表土层(0～10 cm)SMBN的含量平均比10～20 cm和20～40 cm土层的分别高出11.50 mg/kg和24.83 mg/kg(CK),13.40 mg/kg和25.30 mg/kg(F1),9.34 mg/kg和19.53 mg/kg(F2),7.17 mg/kg和19.00 mg/kg(S1),5.65 mg/kg和14.48 mg/kg(S2)。相关分析显示,SMBN含量与土壤有机质和全氮呈显著相关关系(相关系数分别为0.665 4和0.829 6)。     

生物炭对杨树人工林土壤微生物生物量碳、氮、磷及其化学计量特征的影响

【目的】揭示林分尺度下添加生物炭对土壤微生物生物量碳(SMBC)、土壤微生物生物量氮(SMBN)、土壤微生物生物量磷(SMBP)含量及其化学计量特征的影响,深入了解生物炭对杨树人工林土壤微生物群落结构与功能的影响,系统阐明生物炭调控人工林C、N、P生物地球化学循环的土壤微生物学机理,为在平原地区人工林生态系统中安全推广生物炭固碳增汇技术提供理论依据。【方法】以江苏省东台林场的杨树人工林为对象,设置生物炭添加量低(T1,40 t/hm²)、中(T2,80 t/hm²)、高(T3,120 t/hm²)3种处理及对照(不添加CK),测定SMBC、SMBN、SMBP含量及其化学计量特征(土壤微生物生物量碳、氮、磷含量比,即m(SMBC)/m(SMBN)、m(SMBC)/m(SMBP)、m(SMBN)/m(SMBP),文后简写为SMBC/SMBN、SMBC/SMBP、SMBN/SMBP)在不同处理间的差异,及其与土壤理化性质之间的关系。【结果】①与对照样地相比,3种生物炭添加处理均提高了SMBC、SMBN和SMBP含量。T1、T2、T3处理样地SMBC含量分别为对照样地的1.08、1.15、1.19倍; SMBN含量分别为对照样地的1.12、1.24、1.34倍; SMBP含量分别为对照样地的1.11、1.26、1.41倍; ②T1处理样地的SMBC/SMBN、SMBC/SMBP、SMBN/SMBP分别为15.7、85.0、5.4,T2处理样地的分别为15.1、78.6、5.2,T3处理样地的分别为14.3、73.3、5.1。与对照相比,3种生物炭添加处理均显著降低了SMBC/SMBN和SMBC/SMBP,且不同处理间差异显著(P<0.05),但仅T2、T3处理显著降低了SMBN/SMBP(P<0.05); ③SMBC、SMBN、SMBP含量均具有显著的季节变异,其中在植物休眠季节(2014年12月及2015年3月),SMBC、SMBN及SMBP的含量均维持在较高水平,而在植物生长的旺盛季节(2015年7月及2015年10月),其含量下降至较低水平,但SMBC/SMBN、SMBC/SMBP、SMBN/SMBP的季节变化与此完全相反; ④添加生物炭提高了土壤可溶性有机碳、硝态氮、速效磷、全氮和总有机碳含量,增加了土壤pH和含水率,但是降低了土壤密度和铵态氮含量; ⑤相关性分析表明,SMBC含量与土壤可溶性有机碳(DOC)、pH、含水率(SMC)、硝态氮(NO^-₃-N)和速效磷(AP)呈极显著正相关关系(P<0.01),与铵态氮(NH⁺₄-N)呈极显著负相关关系(P<0.01),而与土壤密度、全氮(TN)和总有机碳(TOC)相关性不显著(P≥0.05); SMBN与SMBP的含量表现较为一致,均与DOC、pH、SMC、NO^-₃-N、AP、TN呈极显著正相关关系(P<0.01),与NH⁺₄-N呈极显著负相关关系(P<0.01),而与土壤密度和TOC相关性不显著(P≥0.05)。【结论】添加生物炭能够显著提升SMBC、SMBN、SMBP含量,并有效降低SMBC/SMBN、SMBC/SMBP和SMBN/SMBP,有利于促进土壤微生物对N、P养分的固持与周转,进而改善土壤对N、P养分的供应。研究还发现,研究区杨树人工林生长可能存在N、P养分限制现象。     

陕北柠条的光合特性

用Licor-6400便携式光合作用测定系统测定了陕北吴旗县柠条在年生长季内叶片净光合速率随光照度和CO2浓度的变化规律,并测定了柠条叶片的蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE)随光照度的变化规律.结果表明:在年生长季内,柠条叶片光补偿点(LCP)的变动范围为37.4～70.92 μmol/(m2·s),光饱和点(LSP)为1 324.07～1 626.04 μmol/(m2·s),表观光量子效率(φ)为0.008 99～0.014 76 μmol/mol;柠条叶片的CO2补偿点(CCP)为56.76～126.80 μmol/mol,CO2饱和点(CSP)为1 154.60～1 828.86 μmol/mol.说明柠条为C3植物,不耐荫,应栽植在阳光充足的地方.柠条在年生长季内蒸腾速率(Tr)的大小排序为:Tr9月＞Tr8月＞Tr6月＞Tr7月＞Tr5月;水分利用率(WUE)高低排序为:WUE5月＞WUE7月＞WUE8月＞WUE6月＞WUE9月.     

喀斯特山地不同人工林土壤特性差异与综合评价

通过野外采样和室内分析,研究贵州喀斯特山地不同人工林土壤特性的差异及影响因子,选择12个能反映土壤肥力质量的定量指标,采用主成分分析方法,对滇柏、桤木、杜仲、刺槐和冰脆李共5种人工林的土壤肥力进行综合评价。结果表明:(1)5种人工林土壤理化及酶活性间存在较大差异,不同林分土壤酶活性和土壤理化性质之间的相关性也存在明显差异;(2)采用PCA综合评判法可知,提取的3个主成分能反映土壤全部指标信息的93.44%;(3)不同林分土壤肥力综合指标值从大到小依次为桤木林、刺槐林、杜仲林、冰脆李林、滇柏林。     

三种速生人工林凋落物的持水性能

在广西国营高峰林场界牌分场选择立地条件、营林和管理措施、林分长势基本一致的5年生尾巨桉无性系3229(Eucalyptus3229)、厚荚相思(Acaciac rassicarpa)和马占相思(Acacia mangium)速生人工林,采集林下凋落物测定单位面积储量、持水量、持水率和持水速率,研究3种速生树种人工林下凋落物的持水性能。结果表明,厚荚相思凋落物的持水量和持水率最大,分别达18.40×103kg.hm-2和70%,尾巨桉3229的次之,分别为17.34×103kg.hm-2和50%,马占相思的最小,分别是13.49×103kg.hm-2和45%。厚荚相思和尾巨桉无性系3229的持水性能比马占相思的强。     

基于地面激光点云数据的单木三维重建方法

目的 使用地面三维点云数据,提出一种单株树木三维网格模型重建方法,为精准获取测树因子提供技术支撑。 方法 对获取的点云进行预处理,使用k-d树构建近邻关系图,用Dijkstra算法求算出子图的根。检测出有效路径后,使用探测半径计算关键路径。计算树枝骨架,然后对初始骨架进行Bezier曲线半径平滑,得到平滑的骨架,再将骨架连接,使用半径平滑和圆柱拟合减少点云密度小造成的拟合不足的情况,能够最大限度保留树枝的细节。结果 使用3株落叶松点云数据构建了树枝树干表面网格模型,重建了树木三维结构。将树干、树枝的三维网格模型与点云匹配后,效果较好;所构建的模型能够进行细小枝条的重建,而不是模拟细枝,通过观察重建结果,一级枝的重建效果非常好,大的二级枝也能得到很好的展示;整套算法计算快速,计算时间与枝条的复杂程度、连接关系有关。结论 基于关键路径探测的方法能够很好地构建树木的三维网格模型,可以用于单株树木测树因子的精确提取。