林分密度对毛乌素沙地樟子松人工林林分结构和林下植被的影响

[目的]研究不同密度下,樟子松人工林林分结构和林下物种多样性的变化,以期为毛乌素沙地以樟子松为建群种的植物固沙模式提供理论依据。[方法]以毛乌素沙地榆林地区5种不同密度25a生樟子松人工林为研究对象,采用样方调查和测试分析法,探究樟子松人工林林分结构和林下物种多样性随林分密度的变化特征。[结果]樟子松人工林密度与平均胸径呈幂函数递减关系,与高径比呈显著的线性正相关关系。樟子松人工林林下共出现植物8科13属16种。草本以禾本科的狗尾草为优势种,草本丰富度、多样性指数随着密度的不断减小,表现出明显的增加趋势。林分密度与物种丰富度指数、多样性指数呈显著的负相关关系,Shannon多样性指数对密度变化最为敏感。[结论]毛乌素沙地樟子松人工林的林分密度与林分结构、林下物种多样性的相关关系十分显著,可以将林下物种多样性指数作为衡量林分密度是否合理的参考指标。     

不同经营模式对华北落叶松人工林林下植被的影响

[目的]探究华北落叶松人工林在不同林龄下的健康经营模式,并对其经营效果进行评价。[方法]以内蒙古赤峰市喀喇沁旗旺业甸林场华北落叶松人工林为研究对象,以林下植被盖度、多样性指数、生物量为指标,对照无干扰经营模式,研究常规经营模式和近自然经营模式对华北落叶松人工林林下植被的影响。[结果](1)在幼龄林阶段,无干扰经营模式有利于林下植被多样性的发展,常规经营模式有利于获取最大生物量;(2)在中龄林阶段,无干扰经营模式的林下植被多样性最高,近自然经营模式的林下植物种类、盖度、生物量最大;(3)在近熟林阶段,近自然经营模式的林下植被种类、盖度、多样性指数、生物量均大于常规经营模式和无干扰经营模式。[结论]开展华北落叶松人工林抚育经营活动时,应依据林龄和经营目标,选择制定最适宜的经营方案。     

泰山罗汉崖林场林下植被物种组成及生物多样性

通过对泰山罗汉崖林场9种人工林林下植被种类、盖度、密度的调查,采用丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数,研究9个人工森林群落林下植被的物种组成和生物多样性.结果表明:1)草本层相对灌木层较为发达,草本植物的物种以禾本科的植物为最多,其次为菊科,人工林林下植...     

城郊4种人工林林下植被物种多样性、生物量与土壤养分相关性

采用样方调查及取样分析方法,研究了长沙市城郊4种人工林林下植被物种多样性、生物量及其土壤理化性质,并探讨了它们之间的相关性。结果表明:4种人工林灌木层植物丰富度、多样性指数均高于草本层,但均匀度指数却低于草本层;林下植被生物量总体表现为针叶林高于阔叶林;土壤养分含量垂直分布表现为随土壤深度增加而下降规律明显;土壤全N、全K、速效K含量与林下植物物种多样性指标呈显著相关性(p0.05),林地土壤含水率、速效P、速效K含量对各项多样性指标影响较为明显;灌木层生物量与pH值、枯落物生物量与全N的相关性较大,草本层生物量与有机质呈显著的负相关(p0.05),总生物量与全N相关性显著(p0.05)。     

造林密度对科尔沁沙地奈曼沙区小叶杨防护林林下植被的影响

[目的]探明科尔沁沙地南缘的奈曼旗沙区小叶杨(Populus simonii)防护林造林密度对林下植被的影响，提出适宜植被群落多样性恢复与稳定性发展的造林密度。[方法]以自然恢复状态下，林龄相近的3种典型造林密度类型(867～1 022株/hm²,1 444～1 667株/hm²,2 177～2 322株/hm²)的小叶杨防护林为研究对象，开展每木检尺、物种组成与多样性、植被群落结构等调查，对野外采集数据进行统计分析。[结果]造林可以显著提高植被恢复与演替速度，造林密度的大小对林下植被多样性与群落稳定有显著影响，随着造林密度的减小，林下草本生物量、物种组成丰富度、物种多样性指数增大，植物恢复程度、群落稳定性上升；造林密度与林下物种多样性指数、物种数量、林下植被盖度、林下草本生物量等植被特征指标均呈现极显著负相关关系(p<0.01)。[结论]当小叶杨防护林造林密度为867～1 022株/hm²时，群落与未经开垦的草地样地的群落相似性最高，植被群落演替逐渐向地带性植被发展，与其他造林密度相比更有利...     

河西走廊中部人工沙漠植被典型群落物种的多样性

[目的]揭示河西走廊中部人工沙漠植被典型群落物种多样性研究,为干旱沙漠地区的生态恢复和人工植被建设及沙区植被多样性的恢复与重建提供理论依据。[方法]基于对甘肃省张掖市临泽县治沙站人工沙漠典型群落物种多样性进行调查。运用Simpson和Shannon-Wiener物种多样性指数,Margalef物种丰富度指数,Simpson物种优势度指数和Pielou物种均匀度指数计算。[结果]灌木群落具有较高的丰富度指数和多样性指数,而草本群落具有较高的均匀度指数;物种多样性指数、丰富度指数变化趋势基本一致,而均匀度指数则呈相反趋势;β多样性与α多样性反应结果一致;丰富度指数与多样性指数、均匀度指数之间存在极显著的相关性,植物多样性与土壤结皮层厚度呈正比,与土壤含水量高低影响不大。[结论]灌木以梭梭—白刺群落为优势群落,草本以雾冰藜—白茎盐生草群落为优势群落,具有物种组成简单,多样性较低的特点,群落在植物生活型上以旱生、超旱生或盐生的小灌木和1年生草本植物占主导地位。     

民勤地区梭梭人工林密度与林下植物多样性的关系

[目的]开展梭梭人工林不同密度对林下植物多样性的影响研究,为合理经营梭梭人工林,充分发挥其生态功能提供技术支持。[方法]以甘肃省民勤县5种不同密度(1 250,1 111,1 000,1 333,1 667株/hm2)10~15年生梭梭人工林林下植物的重要值、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数为指标,对林下植物多样性随林分密度的变化规律进行分析。[结果](1)梭梭人工林林下共有植物16种,隶属于9科15属,其中灌木层6科6属6种,草本层4科7属10种。(2)灌木层优势种随着密度变化明显,草本层优势物种受密度影响较小。(3)林下植被多样性对密度响应具有非同步性。随着密度的增加,呈现先增大后减少的变化规律。(4)综合评分表明,民勤县梭梭人工林密度为1 250株/hm2时林下植被多样性水平较好,比较适合林下植被生长。[结论]林下植被多样性指数对密度响应具有非同步性,比较适合林下植被生长的密度为1 250株/hm2。     

红壤侵蚀区马尾松林下植被特征与土壤侵蚀的关系

针对南方花岗岩发育的红壤侵蚀区,在赣县大田乡选择5个低丘马尾松林,利用植物样方调查方法对样地的地形、土壤、植被、侵蚀沟进行调查和测量,基于获取的数据,利用统计学方法分析植被特征与土壤侵蚀的关系.结果表明：1）马尾松人工林郁闭度低,林木生长状况差,林地阳坡半阳坡植被总盖度仅为36.9％;2）林下灌草生物量低,物种丰富度、多样性、均匀度差,物种较为单一;3）林下植被以草本为主,草本以芒萁为主,其生物量占草本总生物量的75％以上;4）马尾松林下细沟、浅沟发育,土壤侵蚀严重,仅细沟、浅沟流失的土壤厚度达71.2 mm;5）不同坡位的侵蚀沟发育相关性显著,侵蚀沟与坡面的微环境差异明显,尤其是土壤密度和土壤水分差异显著;6）马尾松林下土壤侵蚀量对植被恢复具有抑制作用,但沟壑密度的发育能够提高灌草物种丰富度、多样性,以及促进灌草均匀性分布.     

毛乌素沙地樟子松林植物-土壤生态化学计量特征演变关系

[目的]探究沙漠化土地植被恢复过程的植物与土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征的演变关系，可以深入认知樟子松固沙林植被恢复的机制。[方法]以榆林毛乌素沙地的半固定沙地为对照，分析了恢复25～56 a樟子松林下的物种多样性、樟子松植物组织(叶片、枯落物、细根)与土壤的C,N,P含量及其化学计量动态变化特征与交互作用。[结果](1)樟子松植物组织C,N,P平均含量表现为：叶片>枯落物>细根，碳氮磷化学计量比为：枯落物>细根>叶片。(2)与半固定沙地相比，植被恢复后樟子松植物组织和土壤中的C,N,P含量显著变化。从恢复25 a到56 a,枯落物和土壤C含量分别显著增加了14.9%和61.5%,N含量分别显著增加了55.0%和52.4%。(3)随着恢复年限增加，枯落物和细根的C∶N以及叶片和细根C∶P,N∶P均显著降低，叶片C∶N及枯落物C∶P,N∶P显著增加。(4)枯落物与土壤C含量，细根与土壤N,P含量及植物组织与土壤间C∶P均呈显著正相关关系。(5)植被恢复年限通过影响枯落物生物量和林下植被根量间接影响土壤C,N,P含量，且总效应最大。[结论]榆林沙区樟子...     

水土保持生态自我修复中的植物多样性恢复研究

以植物群落调查样地为基础,从物种多样性指数、生态优势度、群落均匀度和林下植被生物量,对辽东地区水土保持生态修复区的几种典型土地利用方式下植物多样性恢复效应研究表明:天然次生生态系统(天然栎林与撂荒地)的植物多样性和林下植被生物量均表现为随着修复时间的延长而增加,人工针叶林生态系统与之相反,表现为下降趋势。不同土地利用方式下,植物群落的物种多样性表现为:天然次生栎林>撂荒地>落叶松人工林>红松人工林,其中,退耕落叶松人工林的植物多样性指数高于连植落叶松人工林。     

南方红壤严重侵蚀地不同恢复年限马尾松人工林生态系统碳储量特征

[目的]研究南方红壤侵蚀地不同恢复年限植被生态系统碳库储量,为该地区马尾松人工林制定合理的森林经营方式提供理论支持。[方法]以福建省长汀县河田镇裸地、不同恢复年限(10,20,30a生)马尾松人工林和天然次生林为研究对象,测定不同恢复阶段林地植被和土壤碳库储量。[结果]马尾松人工林植被恢复能够显著提高植被和土壤碳库储量。10a,20a,30a生马尾松人工林与裸地相比生态系统碳库储量分别增加2.80,3.54,8.56倍,但依然低于天然次生林;马尾松人工林植被恢复能够显著提高表层(0—10cm)土壤碳库储量,而对深层土壤碳库储量影响不显著;不同恢复阶段植被和土壤碳库增加速率不同,呈现非线性增加。[结论]南方红壤严重侵蚀地植被恢复能够增加生态系统碳库储量,但该地区土壤碳库的恢复是长期的缓慢过程。今后应加强南方红壤地区森林植被的保护,避免植被过度干扰和破坏而引起严重土壤侵蚀。     

Soil microbial attributes along a chronosequence of Scots pine (Pinus sylvestris var. mongolica) plantations in northern China

Soil microorganisms play a key role in soil organic matter dynamics, nutrient cycling, and soil fertility maintenance in forest ecosystems, and they are influenced by stand age and soil depth. However, few studies have simultaneously considered these two factors. In this study, we measured soil microbial biomass carbon (SMBC), soil microbial biomass nitrogen (SMBN), soil basal respiration (SBR) rate, and potential extracellular enzyme activity (EEA) in soil to a depth of 60 cm under 10-, 30-, and 40-year-old Scots pine (Pinus sylvestris var. mongolica) stands (Y10, Y30, and Y40, respectively) in plantations in northern China in 2011. Soil water content (SWC), soil pH, soil organic carbon (SOC), and soil total nitrogen (STN) were also measured to explore their effects on soil microbial indices across different stand ages and soil depths. Our results showed that SMBC, SMBN, and the SBR rate were generally higher for the Y30 stand than for the Y10 and Y40 stands. Potential EEA, except forα-glucosidase, decreased significantly with increasing stand age. Soil organic carbon,STN, SWC, and soil pH explained 67%of the variation in soil microbial attributes among the three stand ages. For the same stand age, soil microbial biomass and the SBR rate decreased with soil depth. Lower microbial biomass, lower SBR rate, and lower EEA for the mature Y40 stand indicate lower substrate availability for soil microorganisms, lower soil quality, and lower microbial adaptability to the environment. Our results suggest that changes in soil quality with stand age should be considered when determining the optimum rotation length of plantations and the best management practices for afforestation programs.     

人工樟子松林对毛乌素沙地土壤颗粒组成和固碳效果的长期影响

[目的]探讨人工樟子松林对毛乌素沙地土壤颗粒组成和固碳的长期影响,为综合评价沙地植被恢复的生态环境效应提供科学依据。[方法]选择毛乌素沙地东南缘人工栽植21,36和56 a的樟子松林和流沙地为采样地,对0—30 cm的土壤进行了分层取样分析,以探讨人工林建设对半干旱荒漠区土壤颗粒组成及不同粒级含碳量的长期影响。[结果]随着栽植年限的增加,土壤颗粒呈逐渐细化的趋势,且表层(0—5 cm)细颗粒含量均高于下层(5—30 cm)。造林后土壤有机碳(SOC)和无机碳(SIC)含量均显著增加,最高值分别是流沙地的4.90倍和4.32倍;栽植年限对SOC含量和土壤有机碳密度(SOCD)的影响大于SIC含量和土壤无机碳密度(SICD)。相对于流沙地,各粒级SOC,SIC含量均在栽植56 a样地增幅最大,且均在细砂粒组分中增幅最大。团聚体和粉黏粒有机碳含量与土壤总有机碳含量之间存在显著的线性相关关系(p0.01),粗砂粒和粉黏粒有机碳对总有机碳的贡献率和粉黏粒无机碳对总无机碳的贡献率较为显著(p0.05)。[结论]随着樟子松栽植年限的增加,土壤团聚体、粉黏粒含量和土壤固碳能力均显著提高。     

不同密度樟子松固沙林土壤水分特征

[目的]探讨樟子松固沙林合理栽植密度,为进一步深入分析樟子松固沙林水量动态平衡、衰退原因及林分稳定性评价提供参考。[方法]以科尔沁沙地南缘3种密度(400,600和800株/hm2)的33a樟子松固沙林为研究对象,连续监测了生长季降雨、0—200cm土壤含水量、200cm以下渗漏量,分析了3种密度下土壤水分特征及差异。[结果](1)3种密度下土壤水分时空变化趋势基本一致,0—30cm为降雨影响剧烈层,60cm以下受40mm降雨影响,降雨结束后均表现蒸渗型水分消退特征,之后转换为蒸散型;(2)0—200cm土壤体积含水量大小为:400株/hm2600株/hm2800株/hm2,且差异显著(p0.05);(3)200cm以下均有水分渗漏,其中800株/hm2最低,为0.4mm。[结论]丰水年3种密度林分基本能够维持水量平衡,但正常降水或极端降水年份会增加土壤蓄存水消耗,可能出现水分亏缺或衰退现象。建议生产中樟子松固沙林适宜密度应控制在400株/hm2左右。     

流动沙地建植人工固沙梭梭林的土壤演变过程

梭梭是西北干旱区人工固沙植被建设的主要树种,人工固沙梭梭林建植后植被系统的演变受土壤发育的影响。在河西走廊中段临泽平川绿洲边缘选择0、3、6、9、16和40 a时间序列的固沙梭梭林地,研究人工固沙植被建植后的土壤发育过程,探讨梭梭植物与土壤反馈作用及其对植被系统演变的影响。结果表明,随着梭梭种植年限的增加,土壤黏粉粒、有机碳(SOC)和全氮(TN)含量逐渐增加,但显著变化发生在种植9 a以后的0~20 cm表层土壤,而盐分的积累发生在0~100 cm整个土层,20~80 cm土层的盐分积累量高于表层0~20 cm;盐分组成中,24 SO-、Ca2+和Na+含量随着梭梭种植年限的增加而增加,在16 a和40 a梭梭林土壤剖面中有显著积累。梭梭种植16 a和40 a后,0~10 cm土层SOC含量较未造林沙地分别增加3.3倍和5.7倍、0~100 cm土壤剖面盐分含量分别增加5.4倍和6.5倍,表明梭梭生长发育过程中土壤盐分积累较SOC和养分积累更为显著。盐分的积累可能对草本植物的生长发育产生负效应,进而影响人工植被系统的稳定性。在流动沙地建植人工梭梭林40 a的时间序列上,土壤从干旱砂质新成土向干旱正常新成土发育;随着盐分的进一步积累和干旱区钙化过程,最终可能演变为钙积正常干旱土,但需更长时间尺度的观测研究。     

桂西北不同年龄阶段秃杉人工林的水源涵养功能

为探究秃杉人工林水源涵养功能及其变化趋势,以广西南丹县不同年龄阶段(9,17,25,37年生)秃杉人工林为研究对象,采用室内浸泡法和环刀法分别研究4种林分的林冠层、林下植被层、凋落物层和土壤层持水特性。结果表明:(1)秃杉人工林林冠层和林下植物层持水量分别为18.79～28.37,1.27～4.72 t/hm~2,其中林下植物层持水量随林龄增加而显著增大(P0.05);凋落物现存量为2.23～10.67 t/hm~2,最大持水量为5.95～34.15 t/hm~2,随林龄增加而显著增大(P0.05)。(2)不同林龄秃杉林土壤非毛管孔隙度和总孔隙度分别为5.60%～15.68%和48.27%～66.85%,其中0—20,20—40 cm土层非毛管孔隙度和总孔隙度均显著大于40—80 cm土层(P0.05),同时随林龄增加而增大;土壤层(0—80 cm)最大持水量和有效持水量分别为4 196.74～4 416.47,540.13～648.07 t/hm~2,其中0—20,20—40 cm土层最大持水量和有效持水量随林龄增加而增大。(3)9,17,25,37年生秃杉人工林林分的总持水量依次为4 222.43,4 272.55,4 355.29,4 484.32 t/hm~2,随林龄增加而增大。综上,秃杉人工林能够改善土壤结构和水分状况,增强林分水源涵养功能。     

黄土丘陵区不同林龄人工刺槐林下植被及土壤系统演变特征

[目的]研究黄土丘陵区人工刺槐林生长过程中土壤—植被系统演变特征,揭示刺槐林对草地生态系统恢复产生的生态效应。[方法]以陕西省黄土地区5,10,15,20年生人工刺槐林为对象,通过调查每个样地的土壤性质和地表植被特征,分析黄土丘陵区人工刺槐林生长过程中土壤—地表植被的变化。[结果]随着人工刺槐林的发育,刺槐的冠幅、树高、分枝数和基径显著增加(p0.05),但20a刺槐林有所降低;林下地表草本植物物种数目、盖度和高度均显著降低,林下地表草本植物密度在不同林龄之间差异不显著(p0.05);土壤电导率和容重呈先增加后降低趋势,土壤pH值在不同林龄之间差异不显著(p0.05),土壤总孔隙度显著降低(p0.05);土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮和有效磷含量显著增加(p0.05),但20a刺槐林有所降低,并且土壤全磷含量在不同林龄之间差异不显著(p0.05);不同林龄人工刺槐林土壤养分均表现出明显的"表聚性",相同土层内土壤养分表现为15a20a10a5a,局部有所波动。相关分析表明,土壤养分含量和刺槐形态特征是影响地表植被物种数、个体数和盖度分布的主要因素。[结论]黄土丘陵区人工刺槐林能够改善土壤养分含量和地表草本植被恢复,以15a人工刺槐林改善土壤养分含量效果最佳,但随着林龄的增加,其改善效果有所降低,这种改善效果并没有影响土壤养分含量的垂直分布特征;随林龄的增加,人工刺槐林对地表草本植被的影响滞后于对土壤养分含量的影响。     

太行山丘陵区不同龄级栓皮栎人工林养分循环特征

为定量分析植被恢复进程的变化特征,以太行山丘陵区的栓皮栎人工林为研究对象,在样方调查的基础上,对其各器官N、P、Ca 3种营养元素的含量、积累、分配和养分循环变化情况进行研究。结果表明：1）不同植物器官中,营养元素含量差异明显;各龄级中,营养元素含量最多的器官是树叶,树干含量最低;营养元素含量的排序为Ca〉N〉P。2）林地土壤有机质、N和P含量随龄级增加呈明显增长趋势,植被恢复能明显加快土壤肥力的提高。3）20-40 a栓皮栎人工林营养元素积累量为2764.58-3689.38 kg/hm^2,年存留量为89.88-138.17 kg/（hm^2·a）,归还量为229.80-262.06 kg/（hm^2·a）。随龄级增加,营养元素储存总量随之升高,而存留量反而降低;吸收量和归还量呈现先升高后降低的趋势;不同营养元素的储存量、吸收量、归还量和存留量的大小排列次序均为Ca〉N〉P。4）循环系数和周转时间随龄级增加而升高,利用系数则呈现下降趋势;各元素之间Ca的周转时间最长（12.73-16.19a）,利用系数最小。