天然油松针阔混交林直径分布结构分析
广东省针阔混交林直径分布规律研究

Abs t r a c t:T he d i a me t e r d i s t r i b u t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f c o n i f e r o u s a n d b r o a d l e a v e d mi x e d or f e s t i n Gu a n g — d o n g p r o v i n c e we r e a n a l y z e d b a s e d o n t h e s a mp l e p l o t s a n d t r e e s s ur v e y d a t a f r o m t h e Gu a n g d o n g e o n t i n u — O HS f o r e s t i n v e n t o r y a c h i e v e me n t s f o r 2 0 1 2. Al s o We i b u l l d i s t r i b u t i o n f un c t i o n a n d t wo c h e c k i n g me t h o d s h a d b e e n u s e d t o i f t a n d c he c k t h e d i a me t e r d i s t r i b u t i o n c ha r a c t e r i s t i c s o f e o n i f e r o u s a n d br o a d l e a v e d a t p r o v i n c i a l s c a l e f r o m r e s pe c t s o f t he wh o l e f o r e s t ,d i f e r e n t o r i g i n s, d i f f e r e n t a g e g r o u p s,a n d d i f e r e n t s t a nd d e n s i t y .T h e r e s u l t s s h o ws:1 0 mo d e l s o f t h e 1 5 f i t t e d mo d e l s i n SP S S a n d Ma t l a b we r e we l l s i mu l a —
基于不同取样尺度的油松针阔混交林物种多样性

基于不同取样尺度的油松针阔混交林物种多样性邓宏兼;李卫忠;曹铸;王庆;王广儒【摘要】物种多样性是描述群落组成结构的重要指标,其空间格局及成因是物种多样性研究的基础和重要内容.利用陕西省黄龙山林区油松Pinus tabulaeformis针阔混交林1 hm2样地数据,对物种多样性随尺度的变化趋势,不同尺度下各功能层物种多样性特征,乔木层结构与林下植被物种多样性的关系进行了研究,得到以下结论:①丰富度指数、Simpson指数及Shannon-Wiener指数均随尺度增大先快速增大后趋于平缓,丰富度指数空间变异呈现为不规则变化,Simpson指数及Shannon-Wiener指数空间变异则随尺度增大先减小后趋于稳定,Pielou均匀度指数随尺度增大先急剧减小后趋于稳定,其空间变异则随尺度增大而逐步减小.②各功能层物种多样性的关系在5 000m2及更大尺度上保持一致,灌木层具有最高的物种多样性,草本层物种丰富度较乔木层低,其物种分布均匀度则比乔木层高.③通过对乔木层密度及混交度与灌草层多样性各指数进行灰色关联度分析,得出乔木层结构与灌草层物种多样性具有明显的关联.【期刊名称】《浙江农林大学学报》【年(卷),期】2015(032)001【总页数】9页(P67-75)【关键词】森林生态学;油松林;物种多样性;取样尺度;灰色关联度分析;混交度;黄龙山林区【作者】邓宏兼;李卫忠;曹铸;王庆;王广儒【作者单位】西北农林科技大学林学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学林学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学林学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学林学院,陕西杨凌712100;陕西省延安市黄龙山林业局,陕西黄龙716000【正文语种】中文【中图分类】S718.5;Q145物种多样性是群落结构的重要特征,其空间格局及其成因是研究物种多样性的基础和重要内容[1]。
国内外关于物种多样性的研究主要集中于环境梯度对物种多样性的影响,不同演替阶段物种多样性的变化,不同群落类型物种多样性的差异,以及人为干扰、放牧与外来入侵等对物种多样性的影响及其响应。
镇安县油松栓皮栎针阔混交造林模式

林 可作为 退 耕还 林的 先 锋树 种。 栓皮 栎为 落
叶乔 木 ,高可 达 2 5 m,胸径 可达 1 m多,
约 ,建立 护林 制度 ,实 行封 山育 林 ,预 防 山火 ,保 护好 新造 的油 松 、栎皮 栎针 阔叶混 交林 。油 松 和栓
皮栎的病虫害较多 ,主要有立枯病、油松毛虫、油 缘 锯状 齿 。花单 性 ,雌雄 同株 ,雄花 莱荑 松球 果小 卷蛾 、松 扁 叶蜂 、栎 实象 鼻虫 、栎 黄 枯 叶 预 = I : \ . 花序,生新枝下部,雌花单生于新枝叶 蛾等 为害 ,影 响油 松栓 皮栎 生 长发育 。坚持 以 “ 腋 。坚果 近球 形或 椭 圆形 ,有 1 / 3露 出 壳 防 为主 ,防重 于治 ”的原则 ,在 掌握 主 要病 虫 害发 斗 边外 。 能抗 干 旱 、抗 瘠薄 、抗 风 ,萌芽力 强 。 生 发展 规 律 的基 础 上 ,采 用 农业 防治 、生 物 防 治 、
‘ 一 大 的坡耕 地 ,土壤 有机质 含量 较低 ,立 地
免影响生长 。树 高 2—4 m 的,树冠保 持树 高的 2 / 3 ;树高 4 ~8 m 的,树冠保持树高 1 / 2 ;树高 8 r n
以上 的,树 冠保 持 树 高 的 1 / 3以上 。修 枝 以冬 季 为
J
总数 的 3 0 %留足补 植 苗 ,待 雨季 进行 补 植 ,容器 苗 质 量 和 造 林 苗 木 相 同 ,补 植 后 和 造 林 苗 木 长 势 一
镇安县 自 1 9 9 9年 实 施 退耕 还 林 工 程
.
以来 ,截 止 2 0 1 0年 全 县 完 成退 耕 还 林 面
I 积2 5 . 2 4万亩 ,森林覆盖率 为 6 6 . 6 %,
马尾松针阔混交林中马尾松林分结构规律的研究

恶化 、 土壤酸化 、 力衰退、 地 生产 力低 下 。营造针 阔混 交林被认 为是 一种提 高林分 生产 力 , 效利 用光 能和 全面利用 有 土壤肥 力 , 改善林 分状况较有 效的办法 。为此 , 通过对永春地 区天然针 阔混交林 中马尾松 结构规律 的研 究 , 探讨 该
地 区天然针 阔混 交林 中马尾 松的 直径 分布规律及各生 长因子之 间的关 系模 型 , 以期 为经营好该种林分 、 完善针 阔混 交林经营技术提供 资料 参考 。
势 明显 , 它能适应 各种环境条件 , 旺盛的生命力 和生态潜 力 , 具有 在涵水 固土 功能上 明显 优于针 叶纯林 。针对 马尾松针 阔混 交林的这个特点 , 在生产实践 上可 以尝试通过 在强度间伐 的马尾松人工林 中营造 阔叶树 , 人工 马尾松单 层同龄林 引向近似 将
天然的人工 马尾 松复层混交林 , 以此来提 高营林的生产效 益 。因此 , 研究 马尾 松天然 针 阔混 交林 的林分 结构 规律 , 对于经 营好该种林分 、 完善混交林经 营技术具有 重要 作益;4 .万 亩 , 省重点林 区县之一 。植 被以芒萁 骨群落为主 , 材林 树种 以杉木 、 I 84  ̄ k 是全 用 马尾松为主。
2 研究方法
2 1 资料的收集 与整 理方法 . 数 据来 源 自 19 9 3年 以来各 乡 ( ) 工 区 ) 镇 ( 的标准地每木调查 记录 , 中选 出 1 以马尾 松为优 势树 种的天然 针阔混 交 从 8份
J12 l u.OO
V0. 3 No 4 12 .
马 尾 松 针 阔 混 交 林 中 马 尾 松 林 分 结 构 规 律 的 研 究
陈 盛 祥
( 福建省南安市 五台山国有林 场 , 福建 南安 3 22 ) 63 2
梅县典型针阔混交林林分直径结构的动态变化规律

1 e a v e d mi x e d f o r e s t i n s u b t r o p i c s o f i f v e - y e a r - o l d( f r o m he t y e r a o f 2 0 0 7 t o 2 0 1 2 ) we r e s ud t i e d b y u s i n g he t p r o b a b i l i t y d e n s i t y f u n c t i o n
马尾松 、湿 地松和杉木 。2 0 1 2年 的调查结果 中,新 出现的物种主 要有 鼠刺 、黎 蒴 以及乌 桕等 。5年间 ,群落 的 径级结 构没 有明显的变化 ,林 分中小径级的林木 占多数 ,群落 中幼树充足 ,自然更新 良好,群落结构相对稳 定。 说 明研 究区域群 落物种组成和大小结构 比较稳 定, 群落 处于动态 平衡状态。 各固定样地 内直径分布 曲线均呈左偏 ,
XI AO Zh i ・ h ui , LI Z hi — ho ng , XUE Ch u n・ q u a n , LI U Ka i — c h a ng , LUO Yo n g
ห้องสมุดไป่ตู้
( G u a n g d o n g P r o v i n c a l I n s t i t u t e o f F o r e s t r y I n v e n t o r y a n d P l a n n i n g , G u ng a z h o u 5 1 0 5 2 0 , G u ng a d o n g , Ch i n a )
红锥 林和杉 木林的峰度在 两次调查 中均呈现 负值 ,表 明实 际分布 比正态 分布平坦 。木 荷林的峰度 值在两次 调查 中均大 于其 他林分 ,其直径 分布最 为集 中,且 分布 曲线最 为陡峭 。除红锥林 的变 动系数较大 外,其余各样 地直
油松阔叶混交林不同层次优势植被根区土壤真菌的群落结构

油松阔叶混交林不同层次优势植被根区土壤真菌的群落结构阮晓东;张惠文;孙冬雪;蔡颖慧;李新宇
【期刊名称】《东北林业大学学报》
【年(卷),期】2009(037)005
【摘要】采用真菌的28S rDNA的特异性引物对千山油松阔叶混交林中乔木层、灌木层和草本层优势植被根区土壤中提取的真菌总DNA进行PCR扩增,并通过DGGE技术对PCR产物进行分析,结果表明:乔木层针叶树(油松、红松)根区土壤真菌的多样性最低,草本层植被根区土壤真菌的多样性最高.乔木层阔叶树根区土壤真菌群落结构与灌木层相似,草本层与二者差异较大.
【总页数】3页(P48-50)
【作者】阮晓东;张惠文;孙冬雪;蔡颖慧;李新宇
【作者单位】中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院沈阳应用生态研究所;沈阳药科大学;中国科学院研究生院;中国科学院沈阳应用生态研究所
【正文语种】中文
【中图分类】S714.3
【相关文献】
1.不同地黄品种根际土壤真菌群落结构研究 [J], 吴廷娟;杜权;谢小龙
2.不同母质橡胶林土壤真菌群落结构特征及其与土壤环境因子的相关性 [J], 赵春梅;王文斌;张永发;薛欣欣;罗雪华;罗梁元;吴小平
3.不同母质橡胶林土壤真菌群落结构特征及其与土壤环境因子的相关性 [J], 赵春梅;王文斌;张永发;薛欣欣;罗雪华;罗梁元;吴小平
4.不同轮作方式对马铃薯根际土壤真菌群落结构的影响 [J], 韩芳;包媛媛;刘项宇;张新永;韦灯会;张浩然;田清龙
5.不同连栽代次桉树人工林土壤真菌群落结构和多样性研究 [J], 林忠鑫;王志超;竹万宽;杜阿朋;许宇星
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山西太岳山不同针叶纯林及混交林土壤有机碳库的变异性

第52卷第3期东㊀北㊀林㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报Vol.52No.32024年3月JOURNALOFNORTHEASTFORESTRYUNIVERSITYMar.20241)科技基础资源调查专项子课题(2022FY1001013);林草科技创新发展研究项目(2022132265);中央高校基本科研业务费专项资金资助(PTYX202347)㊂第一作者简介:贾匡迪,男,1999年4月生,北京林业大学生态与自然保护学院,硕士研究生㊂E-mail:834561426@qq.com㊂通信作者:周志勇,北京林业大学生态与自然保护学院㊁山西太岳山森林生态系统国家定位观测研究站,副教授㊂E-mail:zhiyong@bjfu.edu.cn㊂收稿日期:2023年10月10日㊂责任编辑:段柯羽㊂山西太岳山不同针叶纯林及混交林土壤有机碳库的变异性1)贾匡迪王勇强高雨㊀周志勇(北京林业大学,北京,100083)㊀(山西灵空山国家自然保护区管理局)㊀(北京林业大学)㊀㊀摘㊀要㊀为研究不同针叶林型土壤有机碳及其碳库管理指数变化特征,以山西太岳山林区油松(Pinustabuli⁃formis)林㊁华北落叶松(Larixgmeliniivar.principis⁃rupprechtii)林㊁油松和华北落叶松混交林3种人工林为研究对象,测定了各森林群落的根系生物量㊁土壤理化性质,分析不同林型土壤理化性质及碳库管理指数的变化特征㊂结果表明:土壤有机碳质量分数㊁全氮质量分数㊁土壤含水率㊁β-葡萄糖苷酶活性㊁酸性磷酸酶活性等均在油松落叶松混交林中出现最大值㊂3种林型的土壤有机碳库中,稳定有机碳的质量分数最高,约占总有机碳的80%以上㊂在0<hɤ10cm土层中,油松林土壤碳库管理指数显著低于落叶松林和油松落叶松混交林(P<0.05),前者分别比后两者低22.32%㊁21.69%㊂相关性分析及结构方程模型(SEM)表明,林分类型的转变对土壤含水率㊁土壤酶活性有显著正向影响(P<0.05),根系生物量显著促进了土壤养分及土壤酶活性的增加,土壤养分及根系生物量对土壤碳库管理指数产生显著正向影响(P<0.05)㊂油松和华北落叶松混交可以提高土壤养分质量分数,增强土壤微生物活性,有利于土壤碳库管理指数和碳库质量的提高㊂关键词㊀针叶林;林分类型;土壤有机碳;碳库管理指数;结构方程模型分类号㊀S714.5VariabilityofSoilOrganicCarbonPoolinDifferentConiferousPureForestsandMixedForestsinTaiyueMoun⁃tain,ShanxiProvince//JiaKuangdi(BejjingForestryUniversity,Beijing100083,P.R.China);WangYongqiang(ShanxiLingkongMountainNationalNatureReserveAdministration);GaoYu,ZhouZhiyong(BejjingForestryUniversi⁃ty)//JournalofNortheastForestryUniversity,2024,52(3):112-118.Inordertostudythecharacteristicsofsoilorganiccarbonanditscarbonstoragemanagementindexindifferentconifer⁃ousforesttypes,threeartificialforestsincludingPinustabuliformisforest,Larixgmeliniivar.principis⁃rupprechtiiforest,andmixedforestofP.tabuliformisandL.gmeliniivar.principis⁃rupprechtiiinTaiyueMountainForestArea,ShanxiProvince,wereselectedastheresearchobjects.Therootbiomassandsoilphysicochemicalpropertiesofeachforestcommunityweremeasured,andthechangesinsoilphysicochemicalpropertiesandcarbonpoolmanagementindexofdifferentforesttypeswereanalyzed.Theresultsshowedthatthesoilorganiccarboncontent,totalnitrogencontent,soilmoisturecontent,β-glu⁃cosidaseactivity,andacidphosphataseactivitywerehighestinthemixedforestofP.tabuliformisandL.gmeliniivar.princi⁃pis⁃rupprechtii.Inthesoilorganiccarbonpoolofthethreeforesttypes,thecontentofstableorganiccarbonwashighest,ac⁃countingformorethan80%ofthetotalorganiccarbon.Inthe0<hɤ10cmsoillayer,thecarbonpoolmanagementindexofP.tabuliformisforestwassignificantlylowerthanthatofL.gmeliniivar.principis⁃rupprechtiiforestandmixedforest(P<0.05),anditwas22.32%and21.69%lowerthanthelattertwo,respectively.Correlationanalysisandstructuralequationmodel(SEM)showedthattheconversionofforesttypeshadasignificantpositiveeffectonsoilmoisturecontentandsoilen⁃zymeactivity(P<0.05),androotbiomasssignificantlypromotedtheincreaseofsoilnutrientsandsoilenzymeactivity.Soilnutrientsandrootbiomasshadasignificantpositiveeffectonthecarbonpoolmanagementindexofsoil(P<0.05).ThemixedforestofP.tabuliformisandL.gmeliniivar.principis⁃rupprechtiicanimprovethecontentofsoilnutrients,enhancesoilmicro⁃bialactivity,andcontributetotheimprovementofthecarbonpoolmanagementindexandcarbonpoolqualityofsoil.Keywords㊀Coniferousforest;Standtype;Soilorganiccarbon;Carbonpoolmanagementindex;Structuralequationmodel㊀㊀ 碳达峰,碳中和 已成为本世纪中叶我国生态环境建设的重要战略目标㊂森林因其较高的物质生产能力和巨大的碳储存能力,在 碳中和 目标实现过程中被寄予了厚望㊂有研究显示,在适当的经营管理措施下,我国森林可在2050年之前一直发挥着 碳汇 的功能[1]㊂土壤有机质是表征土壤质量的重要指标,有机质分解产物的性状间差异及其与矿物质颗粒的互作能够调控土壤有机碳组分,影响土壤碳库的稳定性[2-4]㊂活性有机碳一般是指易被土壤微生物分解利用的碳组分,能够灵敏地反应土壤碳库变化[5]㊂非活性有机碳通常由大分子量㊁化学结构更为稳定的分解产物构成,有些会与矿物质颗粒结合,形成具有较长周转周期的稳定有机碳[6]㊂Blairetal.[7]根据有机碳的抗氧化性强弱,把土壤有机碳分为活性有机碳和非活性有机碳,并在碳库指数(CPI)和碳库活度指数(AI)的基础上提出了碳库管理指数(CPMI)的概念[8]㊂碳库管理指数反映不同林型下土壤有机碳(SOC)数量和质量的变化,数值升高代表碳库向良性方向发展,数值降低则表示碳库质量下降㊂近年来,碳库管理指数常被用于评价不同土壤环境时土壤有机碳质量变化[9]㊂土壤有机碳及其组分质量分数会受林分类型的影响[10]㊂研究发现,相比针叶林,针阔混交林具有更高的活性有机碳质量分数[11]㊂也有研究证实,相比针阔混交林,阔叶混交林更助于积累惰性碳和增强碳库稳定性[12]㊂此外,土壤养分元素和酶活性对土壤有机碳及其组分的分布也会产生影响㊂土壤中氮素的可获得性可以改变土壤微生物群落组成,抑制深层土壤有机碳矿化,促进土壤有机碳贮存[13]㊂在土壤有机碳的转化过程中,胞外酶活性调控土壤有机碳矿化,水解酶(β-葡萄糖苷酶,纤维二糖水解酶)参与活性碳转化,氧化酶(过氧化物酶,多酚氧化酶)则主要参与惰性碳转化[14]㊂综上所述,各种生态因子直接或间接调控土壤中有机碳质量分数及其组分的分布和稳定性㊂油松(Pinustabuliformis)和华北落叶松(Larixgmeliniivar.principis⁃rupprechtii)作为华北地区的主要造林树种,在水土保持㊁气候调节等方面发挥重要作用[15]㊂近年来,相关研究人员主要针对不同发育阶段油松林土壤碳组分及土壤碳稳定性等开展研究[16-17],不同林分类型间土壤碳库质量呈现何种变化趋势还亟待研究㊂因此,本研究以山西太岳山林区油松林㊁华北落叶松林㊁油松落叶松混交林3种人工林为研究对象,依据野外调查和室内分析,探究了不同林分类型对土壤有机碳及碳库管理指数的影响及影响土壤碳库管理指数的因子,以期为山西太岳山林区土壤碳库未来管理提供参考㊂1㊀研究区概况研究区位于山西省长治市太岳山林区(地理中心坐标为:36ʎ40ᶄ1ᵡN,112ʎ4ᶄ28ᵡE),当地的森林覆盖率达60%,属暖温带半湿润大陆性季风气候,年均气温8.6ħ,年均降水量650mm,降雨主要发生在7 9月㊂土壤主要为棕壤土,山体基岩以石灰岩和花岗岩为主㊂区内代表树种有油松㊁华北落叶松㊁辽东栎(Quercusliaotungensis)㊁山杨(Populusdavidi⁃ana)㊁白桦(Betulaplatyphylla)等;常见灌木树种有黄刺玫(Rosaxanthina)㊁沙棘(Hippophaerham⁃noides)㊁胡枝子(Lespedezabicolor)等,常见草本植物有莎草(Cyperaceae)及苔草(Carextristachya)等㊂2㊀研究方法2.1㊀试验设计与土样采集2019年7月,在山西太岳山森林生态系统国家定位观测研究站西南向10km的水洞川,分别选取相同林龄的油松㊁华北落叶松㊁油松落叶松混交林为研究对象,在各人工林内分别布设4块30mˑ30m的样地,共12块㊂各样地情况如表1所示㊂每块样地采用 V 字形法随机设置3个采样点,去除地表凋落物,用土钻在每个样点分别采集土层深度(h)为0<hɤ10cm㊁10cm<hɤ20cm土层土壤样品,去除植物根系㊁砾石等杂物,过2mm孔径土壤筛后,保持4ħ恒温运回实验室㊂同时,在每个样地内按土壤采集方法,随机选取3个采样点,用内径为8cm的根钻在0<hɤ10cm及10cm<hɤ20cm土层钻取根系,带回实验室后用100目筛网流水冲洗,之后在烘箱65ħ烘干至恒质量,称重得到细根生物量㊂各样地土壤含水率通过环刀取样法测定㊂表1㊀样地基本信息林分类型林龄/a海拔/m平均胸径/cm平均树高/m林分密度/株㊃hm-2坡度/(ʎ)坡向郁闭度地表凋落物现存量/g㊃m-2油松林2012517.20ʃ0.304.50ʃ0.211100ʃ9816.0南坡0.55㊀617.75ʃ167.23落叶松林2012136.20ʃ0.217.20ʃ0.331400ʃ7420.1南坡0.601371.75ʃ216.51针叶混交林2012757.50ʃ0.257.80ʃ0.221200ʃ13213.0南坡0.651435.00ʃ197.36㊀㊀注:表中平均胸径㊁平均树高㊁林分密度㊁地表凋落物现存量数据为 平均值ʃ标准差 ㊂2.2㊀土壤理化指标测定带回实验室的土壤样品一部分在室内自然风干,风干土壤经过研磨后过0.18mm筛,采用重络酸钾氧化法测定土壤有机碳;凯氏定氮法测定土壤全氮㊂土壤易氧化碳采用Chanetal.[18]提出的湿氧化法测定:向500mL锥形瓶中加入1.0g土壤,然后添加适量重铬酸钾(0.167mol㊃L-1),用移液枪对不同土壤中分别加入5㊁10㊁20mL质量分数为98%的浓硫酸,分别对应浓度为6㊁9㊁12mol㊃L-1硫酸氧化条件下所对应的土壤有机碳质量分数,使用浓度为1mol㊃L-1的FeSO4溶液进行滴定,高氧化活性有机碳(F1)是浓度为6mol㊃L-1硫酸氧化的土壤有机碳质量分数;中氧化活性有机碳(F2)是浓度为9mol㊃L-1硫酸氧化的土壤有机碳质量分数减去浓度为6mol㊃L-1硫酸氧化的土壤有机碳质量分数;低氧化活性有机碳(F3)是浓度为12mol㊃L-1硫酸氧化的土壤有机碳质量分数减去浓度为9mol㊃L-1硫酸氧化的土壤有机碳质量分数;稳定有机碳(F4)是土壤有机碳质量分数减去浓度为12mol㊃L-1硫酸氧化的土壤有机碳质量分数㊂另一部分冷藏保存的新鲜土壤用于酶的测定,土壤酶α-葡萄糖苷酶㊁β-葡萄糖苷酶㊁β-木糖苷酶㊁酸性磷酸酶活性采用微孔板311第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀贾匡迪,等:山西太岳山不同针叶纯林及混交林土壤有机碳库的变异性荧光分析法测定㊂2.3㊀数据处理碳库管理指数用于反映不同林型土壤质量变化,本研究以该地区林分特征较为一致的40年生油松林[16]为参考,计算各林型的碳库管理指数㊂公式如下:活性碳质量分数=高氧化活性有机碳质量分数+中氧化活性有机碳质量分数+低氧化活性有机碳质量分数㊂碳库活度=活性碳质量分数ː(总碳质量分数-活性碳质量分数)㊂碳库活度指数=各林型土壤碳库活度ː参考碳库活度㊂碳库指数=各林型土壤有机碳质量分数ː参考土壤有机碳质量分数㊂碳库管理指数=碳库指数ˑ碳库活度指数ˑ100㊂碳库活度指数㊁碳库指数㊁碳库管理指数均反应了土壤有机碳库的质量㊂碳库活度指数增加表明有机碳更容易被微生物降解并被植物吸收利用;碳库指数增加表明该林地土壤在碳积累方面有所提升;碳库管理指数增加表明该林地土壤在碳库稳定性方面有所改善㊂使用Excel2016进行数据整理,应用SPSS22.0对数据进行统计分析,采用单因素方差分析(one-wayANOVA)和LSD法对不同林型及土层的土壤酶活性及其理化性质进行多重比较,差异显著性水平为α=0.05㊂采用Pearson相关系数探究土壤碳库管理指数与土壤理化性质及生物性质的相关性㊂采用AMOS26.0构建结构方程模型,通过Pearson相关系数检验,筛选显著影响土壤碳库管理指数的因子作为构建结构方程模型的基本变量,分析变量间的路径系数和相关系数㊂通过卡方和自由度的比值㊁比较拟合指数(CFI)㊁均方根误差(RMSEA)检验模型优良度㊂3㊀结果与分析3.1㊀不同林型间土壤理化性质的变化特征如表2所示,在3种不同森林类型的土壤中,土壤有机碳质量分数(SOC)㊁土壤含水率(SMC)及全氮质量分数(TN)在0<hɤ10cm及10cm<hɤ20cm土层土壤中由大到小依次为油松落叶松混交林㊁华北落叶松林㊁油松林㊂在0<hɤ10cm土层中,油松林中土壤有机碳质量分数最低,为12.56g㊃kg-1,分别比华北落叶松林及混交林降低了9.61%及15.16%,但差异不显著;油松林中全氮质量分数和土壤含水率均显著低于混交林(P<0.05),分别比后者低25.30%和40.74%㊂在10cm<hɤ20cm土层中,混交林土壤有机碳质量分数显著高于油松林(P<0.05),差异高达66.36%;混交林的土壤全氮质量分数显著高于油松林(P<0.05),前者比后者高30.84%;土壤含水率也以油松林最低,油松林土壤含水率显著低于华北落叶松林和混交林(P<0.05),前者分别是后两者的30.58%和38.85%㊂在不同土层间,土壤有机碳质量分数㊁土壤含水率及全氮质量分数呈一定差异,3种林型下0<hɤ10cm土层土壤有机碳质量分数㊁土壤含水率及全氮质量分数均显著高于10cm<hɤ20cm土层(P<0.05)㊂表2㊀不同林型间土壤理化性质林型有机碳质量分数/g㊃kg-10<hɤ10cm10cm<hɤ20cm全氮质量分数/g㊃kg-10<hɤ10cm10cm<hɤ20cm含水率/%0<hɤ10cm10cm<hɤ20cm油松林(12.56ʃ1.98)Aa(7.21ʃ1.35)Ba(0.85ʃ0.07)Ba(0.60ʃ0.07)Bb(14.68ʃ0.68)Ba(12.91ʃ0.40)Ba落叶松林(13.89ʃ0.91)Aa(8.18ʃ1.09)ABa(1.08ʃ0.02)Aa(0.77ʃ0.01)ABb(20.06ʃ0.43)ABa(18.60ʃ0.35)Ab针叶混交林(14.80ʃ1.99)Aa(12.00ʃ1.74)Aa(1.13ʃ0.09)Aa(0.79ʃ0.05)Ab(24.77ʃ3.60)Aa(21.15ʃ1.78)Aa㊀㊀注:表中数据为 平均值ʃ标准差 ;数据后同列不同大写字母表示同一土层不同林型间差异显著(P<0.05);数据后同行不同小写字母表示同一林型不同土层间差异显著(P<0.05)㊂3.2㊀不同林型间细根生物量及土壤酶活性的变化特征细根生物量在不同林型间表现出显著差异(表3)㊂3种森林类型的上㊁下2个土层中,细根生物量(FRB)的变化规律均为华北落叶松林最高,混交林次之,油松林最低㊂在0<hɤ10cm土层,油松林的细根生物量显著低于华北落叶松林和混交林(P<0.05),前者分别比后两者低40.51%和14.69%㊂在10cm<hɤ20cm土层,华北落叶松林的细根生物量显著高于油松林和混交林(P<0.05),平均差异达55.45%㊂各个森林类型0<hɤ10cm土层中细根生物量均显著高于10cm<hɤ20cm土层㊂如表3所示,在0<hɤ10cm土层,华北落叶松林中α-葡萄糖苷酶(AG)及β-木糖苷酶(BX)活性显著低于油松林和混交林(P<0.05),前者分别比后两者低68.78%和42.34%㊂β-葡萄糖苷酶(BG)和酸性磷酸酶(AP)活性均表现为混交林最大,华北落叶松林次之,油松林最小,其中,混交林的β-葡萄糖苷酶活性显著高于油松林和华北落叶松林(P<0.05),前者分别比后两者高118.41%和57.57%㊂在10cm<hɤ20cm土层,落叶松林中α-葡萄糖苷酶活性低于油松林和混交林,但无显著差异㊂β-木糖苷酶㊁β-葡萄糖苷酶㊁酸性磷酸酶活性均表现为混交林最大,华北落叶松林次之,油松林最小,其中,411㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀东㊀北㊀林㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷混交林的β-葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶活性均显著高于油松林(P<0.05),分别比油松林高66.81%和104.65%㊂不同林型下0<hɤ10cm土层土壤4种酶活性均大于10cm<hɤ20cm土层㊂表3㊀不同林型间细根生物量及土壤酶活性林型细根生物量/g㊃m-20<hɤ10cm10cm<hɤ20cmα-葡萄糖苷酶活性/nmol㊃g-1㊃h-10<hɤ10cm10cm<hɤ20cmβ-葡萄糖苷酶活性/nmol㊃g-1㊃h-10<hɤ10cm10cm<hɤ20cm油松林(64.59ʃ3.55)Ca(30.64ʃ2.36)Bb(17.84ʃ1.31)Aa(4.05ʃ0.85)Ab(55.79ʃ7.52)Ba(35.09ʃ3.77)Ba落叶松林(108.57ʃ3.44)Aa(52.74ʃ3.54)Ab(5.11ʃ1.11)Ba(2.17ʃ0.85)Aa(77.33ʃ7.75)Ba(42.11ʃ7.20)ABa针叶混交林(75.71ʃ4.09)Ba(38.01ʃ3.89)Bb(15.12ʃ1.31)Aa(4.67ʃ0.85)Ab(121.85ʃ14.97)Aa(58.53ʃ6.55)Ab林型β-木糖苷酶活性/nmol㊃g-1㊃h-10<hɤ10cm10cm<hɤ20cm酸性磷酸酶活性/nmol㊃g-1㊃h-10<hɤ10cm10cm<hɤ20cm油松林(12.51ʃ1.32)Aa(3.45ʃ1.32)Ab(140.99ʃ20.28)Aa(66.79ʃ1.17)Cb落叶松林(7.70ʃ1.47)Ba(3.46ʃ1.47)Aa(201.55ʃ35.41)Aa(111.19ʃ1.44)Bb针叶混交林(14.31ʃ1.32)Aa(6.12ʃ1.32)Ab(220.36ʃ29.80)Aa(136.69ʃ1.29)Ab㊀㊀注:表中数据为 平均值ʃ标准差 ;数据后同列不同大写字母表示同一土层不同林型间差异显著(P<0.05);数据后同行不同小写字母表示同一林型不同土层间差异显著(P<0.05)㊂3.3㊀不同林型间土壤有机碳组分质量分数及碳库管理指数的变化特征如表4所示,土壤稳定有机碳占土壤有机碳的比例最大,为84.43% 88.06%㊂华北落叶松林各土层中稳定有机碳分配比例均低于油松林和混交林㊂在0<hɤ10cm土层,华北落叶松林中稳定有机碳分配比例比油松林㊁混交林分别低1.37%㊁0.48%,在10cm<hɤ20cm土层则分别低0.44%㊁3.64%㊂土壤低氧化活性有机碳占土壤有机碳的比例最小,为0.40% 3.02%,且不同林型间无明显差异㊂土壤高氧化活性有机碳的分配比例为8.11% 11.69%㊂不同林型下,华北落叶松林中土壤高氧化活性有机碳所占比例增加,比油松林和混交林分别高1.44%㊁2.06%㊂土壤中氧化活性有机碳分配比例为2.19% 4.08%,不同土层间中氧化活性有机碳占土壤有机碳的比例由大到小依次为混交林㊁华北落叶松林㊁油松林,其中,混交林的比油松林平均高0.72%㊂3种不同林型的土壤碳库管理指数如表5所示㊂华北落叶松林各土层土壤碳库活度和碳库活度指数均高于油松林及混交林,但不同林型间差异不显著㊂3种林分类型碳库指数由大到小依次为混交林㊁华北落叶松林㊁油松林,其中,10cm<hɤ20cm土层中混交林碳库指数显著高于油松林(P<0.05),前者比后者高55.57%㊂土壤碳库管理指数为24.7543.56,在0<hɤ10cm土层,油松林碳库管理指数显著低于华北落叶松林和混交林(P<0.05),分别比后两者低22.32%和21.69%;在10cm<hɤ20cm土层,混交林碳库管理指数高于油松林和华北落叶松林,但无显著差异,分别比后两种林地高19.75%和10.27%㊂表4㊀不同林型土壤氧化活性碳组分占有机碳的比例土壤深度(h)/cm林型高氧化活性有机碳占土壤有机碳比例/%中氧化活性有机碳占土壤有机碳比例/%低氧化活性有机碳占土壤有机碳比例/%稳定有机碳占土壤有机碳比例/%0<hɤ10油松林8.84ʃ0.962.95ʃ1.001.24ʃ0.3786.98ʃ1.27落叶松林9.95ʃ1.103.05ʃ0.601.40ʃ0.3185.61ʃ1.05针叶混交林9.42ʃ1.984.08ʃ0.890.40ʃ0.2486.09ʃ1.7610<hɤ20油松林9.92ʃ2.052.19ʃ0.733.02ʃ0.6384.87ʃ2.28落叶松林11.69ʃ1.772.50ʃ0.171.38ʃ0.5884.43ʃ2.40针叶混交林8.11ʃ1.422.51ʃ0.971.32ʃ0.7488.06ʃ1.21㊀㊀注:表中数据为 平均值ʃ标准差 ㊂表5不同林型间土壤碳库管理指数林型碳库活度0<hɤ10cm10cm<hɤ20cm碳库活度指数0<hɤ10cm10cm<hɤ20cm碳库指数0<hɤ10cm10cm<hɤ20cm碳库管理指数0<hɤ10cm10cm<hɤ20cm油松林(0.15ʃ0.02)Aa(0.18ʃ0.03)Aa(0.29ʃ0.03)Aa(0.35ʃ0.06)Aa(1.22ʃ0.19)Aa(0.75ʃ0.09)Ba㊀(33.84ʃ1.97)Ba(24.75ʃ1.56)Ab落叶松林(0.17ʃ0.02)Aa(0.19ʃ0.04)Aa(0.33ʃ0.03)Aa(0.36ʃ0.07)Aa(1.35ʃ0.09)Aa(0.80ʃ0.11)ABb(43.56ʃ0.85)Aa(26.88ʃ0.75)Ab针叶混交林(0.16ʃ0.02)Aa(0.14ʃ0.02)Aa(0.32ʃ0.05)Aa(0.26ʃ0.03)Aa(1.44ʃ0.19)Aa(1.17ʃ0.17)Aa(43.20ʃ3.16)Aa(29.64ʃ2.07)Ab㊀㊀注:表中数据为 平均值ʃ标准差 ;数据后同列不同大写字母表示同一土层不同林型间差异显著(P<0.05);数据后同行不同小写字母表示同一林型不同土层间差异显著(P<0.05)㊂511第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀贾匡迪,等:山西太岳山不同针叶纯林及混交林土壤有机碳库的变异性3.4㊀土壤碳库质量影响因子分析将0<hɤ10cm及10cm<hɤ20cm土层的土壤环境因子与碳库管理指数进行相关性分析,由表6可知,土壤含水率㊁土壤有机碳质量分数㊁全氮质量分数㊁α-葡萄糖苷酶㊁β-葡萄糖苷酶㊁β-木糖苷酶㊁酸性磷酸酶㊁细根生物量与碳库管理指数呈显著正相关(P<0.05)㊂选取土壤碳库管理指数的影响因子建立碳库管理指数与土壤理化性质㊁生物性质的结构方程模型(卡方自由度为1.037,拟合指数为0.995,均方根误差为0.04;图1)㊂结构方程模型显示,森林类型的转变对土壤含水率和土壤酶活性产生直接显著正效应(P<0.05),对根系生物量产生直接正作用,但无显著性㊂根系生物量对土壤养分㊁土壤酶活性有直接显著正作用(P<0.05)㊂土壤养分㊁根系生物量对碳库管理指数产生直接显著正效应(P<0.05)㊂综合来看,结构方程模型适配良好㊂总体而言,森林类型的转变通过影响土壤含水率㊁根系生物量㊁土壤酶活性间接影响土壤养分和碳库管理指数㊂表6㊀土壤环境因子与碳库管理指数的相关关系相关系数各相关因素间的相关系数CPMISMCSOCTNAGBGBXAPFRBCPMI1.000㊀SMC0.469∗1.000㊀SOC0.626∗∗0.489∗1.000㊀TN0.826∗∗0.588∗∗0.690∗∗1.000㊀AG0.438∗0.0010.4030.3931.000㊀BG0.693∗∗0.462∗0.465∗0.640∗∗0.562∗∗1.000㊀BX0.589∗∗0.1780.460∗0.554∗∗0.913∗∗0.799∗∗1.000㊀AP0.714∗∗0.431∗0.513∗0.672∗∗0.428∗0.799∗∗0.598∗∗1.000㊀FRB0.779∗∗0.3330.533∗∗0.713∗∗0.2090.465∗0.3460.613∗∗1.000㊀㊀注:CPMI为碳库管理指数;SMC为土壤含水率;SOC为土壤有机碳质量分数;TN为全氮质量分数;AG为α-葡萄糖苷酶;BG为β-葡萄糖苷酶;BX为β-木糖苷酶;AP为酸性磷酸酶;FRB为根系生物量㊂SOC为土壤有机碳质量分数;TN为全氮质量分数;AG为α-葡萄糖苷酶;BG为β-葡萄糖苷酶;BX为β-木糖苷酶;AP为酸性磷酸酶,实线箭头为显著路径(P<0.05);虚线箭头为不显著路径;拟合指数为0.995,大于0.900;均方根误差为0.040,小于0.050;卡方自由度为1.037,小于3.000㊂图1㊀土壤理化因子㊁生物因子与碳库管理指数相互关系的结构方程模型4㊀结论与讨论森林类型不同,地表凋落物储量及构成㊁树木根系的生长发育㊁凋落物分解速率等方面都有一定差异,这会造成不同林分土壤理化性质出现差异[19]㊂本研究结果显示,不同林分类型土壤有机碳质量分数由大到小依次为混交林㊁华北落叶松林㊁油松林㊂土壤有机碳反映了以植物残体为主的有机物输入与土壤微生物分解为主的有机物输出之间的动态平衡㊂一般而言,土壤有机碳受林分类型㊁凋落物㊁土壤环境影响㊂林分混交后,林内环境条件和植被覆盖的改善能够增强微生物活度,加速凋落物分解速率,使营养元素更容易释放,促进有机碳积累[20]㊂同时,林分混交使森林土壤的持水能力得到明显改善㊂本研究中,混交林中上㊁下两个土层的土壤含水率均显著高于油松林㊂较高的林冠郁闭度及地表凋落物有效减缓森林内的水分蒸发,提高土壤的水分含量[21]㊂3种林分类型0<hɤ10cm土层的土壤有机碳㊁全氮质量分数均大于10cm<hɤ20cm土层,出现层次间差异的主要原因是不同土层土壤养分受凋落物分解㊁土壤养分淋溶㊁林木根系分布等多因素影响,即土壤腐殖质㊁有机残体㊁植物根系等聚集在土壤表层,且随土层加深不断减少,因此不利于土壤养分的富集[22]㊂土壤酶主要来源于凋落物㊁根系分泌物及微生物活动,受底物供应的强烈影响[23]㊂本研究显示,混交林中β-葡萄糖苷酶㊁酸性磷酸酶活性均高于华北落叶松林及油松林㊂混交林中较多的地表凋落物在土壤表面累积,这有利于提高土壤养分[24]㊂氮元素往往与碳元素一起,为微生物提供底物,底物增加时,微生物代谢活动增强,因此提高了土壤酶活性[25-26]㊂不同的树种组成具有不同的酶活性和独特的微生物群落,这也是影响土壤养分动态和有效611㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀东㊀北㊀林㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷性的因素之一[27]㊂落叶松林中α-葡萄糖苷酶㊁β-木糖苷酶活性显著低于油松林和混交林,这与落叶松凋落物单宁㊁树脂等酸性物质质量分数高,导致土壤酸化有关,且落叶松林地土壤pH较低,会抑制相关微生物的活性[28]㊂α-葡萄糖苷酶及β-木糖苷酶主要促进可溶性糖类和纤维素分解,而油松凋落物中粗纤维含量最高,属于较难分解的有机物质[29],所以这两种酶活性较高㊂土壤活性有机碳占有机碳库的比例较小,是土壤碳库中最活跃的部分㊂华北落叶松林中高氧化活性有机碳所占比例高于油松林和混交林,稳定有机碳占土壤有机碳的比例低于油松林和混交林㊂华北落叶松林高氧化活性有机碳所占比例与土壤碳库活度指数变化一致,说明其土壤碳库活度较好㊂有研究显示,土壤完全分解层中油松凋落物的可溶性糖质量分数显著低于落叶松,油松林中有机质质量分数也低于落叶松林[30]㊂不同树种凋落物输入的数量和质量差别较大,不同树种根系及微生物区系也有差异[31]㊂本研究中,华北落叶松林的根系生物量远高于油松林,进而导致土壤有机碳及其组分出现差异㊂不同林型间稳定有机碳占比均显著高于其他组分占比,说明该地区土壤性质较稳定,不同森林类型的有机碳主要以稳定形式存在㊂土壤碳库管理指数不仅反映土壤有机碳组分的变化,还反映外界环境变化对有机碳总量的影响,可以表征土壤有机碳的质量和碳库稳定程度[32]㊂有研究以南亚热带红锥人工纯林为参考,计算不同红锥混交林的碳库管理指数㊂该研究发现,在0<hɤ20cm土层中,混交林碳库管理指数均大于纯林[12]㊂本研究得到与之相似的结果,0<hɤ10cm土层混交林和华北落叶松林土壤的碳库管理指数显著大于油松林;10cm<hɤ20cm土层碳库管理指数则表现为混交林最高,华北落叶松林次之,油松林最低㊂土壤碳库管理指数越大,表明土壤肥力越好,更有利于林木生长发育㊂3种林型间10cm<hɤ20cm土层土壤碳库管理指数均小于0<hɤ10cm土层,表明下层土壤的碳库积累与养分循环缓慢下降,这与土壤养分质量分数及酶活性在不同土层差异的变化一致㊂土壤碳库管理指数可以良好地指示土壤碳库的变化㊂探讨土壤中生物因子及非生物因子与有机碳质量分数的关系一直是生态学研究领域的热点问题,明确影响土壤碳库变异的主导因素对森林可持续经营具有重要意义[33]㊂结构方程模型在模拟验证多因素间复杂关系时具有强大优势,目前已被广泛应用于生态学研究领域㊂本研究采用根系生物量㊁α-葡萄糖苷酶㊁β-葡萄糖苷酶㊁β-木糖苷酶㊁酸性磷酸酶表征生物因子,土壤含水率㊁有机碳质量分数㊁全氮质量分数表征非生物因子,构建结构方程模型以探讨各因子对土壤碳库管理指数直接及间接影响㊂结果表明,不同森林类型对碳库管理指数的影响有3条途径㊂首先,不同森林类型通过影响土壤含水率和土壤养分质量分数间接影响碳库管理指数;其次,不同森林类型对碳库管理指数的影响是通过其对根系生物量的影响来中介的,而根系生物量直接影响碳库管理指数;最后,土壤酶活性受不同森林类型及根系生物量的直接影响,进而影响碳库管理指数㊂林分类型的转变提高了土壤的水分含量,改善了森林土壤的孔隙度和持水能力㊂土壤水分通过改变土壤氧化还原电位和微生物活性来减少土壤有机物矿化,促进有机物在土壤中积累[34]㊂土壤养分质量分数的提高改善了土壤质量,碳库管理指数也得以提高㊂根系的储量及分解是森林生态系统物质循环过程中不可忽视的一部分㊂与地上部分凋落物相比,根系的死亡在一年四季中随时发生,其不断向土壤中输送养分,这对于森林土壤碳循环具有更为特殊的意义㊂相关研究表明,植物死根及根系分泌物会促进土壤中碳的积累[35],这是因为较高的根系凋落物输入量能显著影响土壤有机碳的矿化速率,提高土壤有机碳质量分数[36]㊂同时,较高的根系生物量为土壤中微生物的生长繁殖提供了能量保障,进而导致土壤微生物分解更多的胞外酶来获取外界土壤养分,调控土壤碳周转㊂土壤碳库受理化因子和生物因子多方面因素的综合影响㊂综合3种林分类型的土壤养分㊁土壤含水率及酶活性的变化可以看出,油松林和华北落叶松林混交模式时土壤碳库质量最高,更有利于土壤碳循环及碳平衡㊂太岳山林区相同林龄的不同针叶林土壤中,油松林和华北落叶松林混交改善了土壤环境,提高了土壤养分,土壤含水率及酶活性也呈增加趋势㊂结构方程模型结果表明,土壤养分㊁根系生物量㊁土壤酶活性共同促进了土壤碳库管理指数提高㊂林分混交提高了土壤碳库质量,有利于天然林的生长发育及生产力的提高㊂参㊀考㊀文㊀献[1]㊀方精云,于贵瑞,任小波,等.中国陆地生态系统固碳效应:中国科学院战略性先导科技专项 应对气候变化的碳收支认证及相关问题 之生态系统固碳任务群研究进展[J].中国科学院院刊,2015,30(6):848-857,875.[2]㊀XUHW,QUQ,LUBB,etal.VariationinsoilorganiccarbonstabilityanddrivingfactorsaftervegetationrestorationindifferentvegetationzonesontheLoessPlateau,China[J].Soil&TillageResearch,2020,204.doi:10.1016/j.still.2020.104727.[3]㊀MAJUMDERB,MANDALB,BANDYOPADHYAYPK,etal.Soilorganiccarbonpoolsandproductivityrelationshipsfora34yearoldrice⁃wheat⁃juteagroecosystemunderdifferentfertilizer711第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀贾匡迪,等:山西太岳山不同针叶纯林及混交林土壤有机碳库的变异性。
天然油松针阔混交林直径分布结构分析

天然油松针阔混交林直径分布结构分析作者:李研来源:《中国新技术新产品》2010年第12期摘要:天然针阔混交林的最重要的结构之一是直径分布结构,它对森林经营中的正常择伐和可持续性有着最重要的作用。
目前多数典型的天然林的直径结构分布遵从负指数或威布尔分布(Weibull)。
这里应用11.5hm2示范区每木检尺资料,对林区天然油松针阔混交林的直径结构进行负指数或威布尔分布函数拟合,并用χ2检验拟合效果。
结果表明,该林的直径结构基本遵从负指数和威布尔分布,但不是最典型的,主要表现是8~12cm径阶林木偏少。
这与相应年代天然更新数量偏少有关,在今后森林经营中要进行有针对性地的收获调整。
关键词:天然油松林;针阔混交;直径结构;函数拟合;收获调整国内已有较多对天然针阔混交林直径结构的研究,如对华北、东北和西北的天然针阔混交林直径结构分布进行研究。
在天然油松林研究中,对山西、北京等地天然油松林生长结构的探讨。
而针对陕北黄土高原上油松天然林的林分直径结构分布等方面的研究不多。
本文主要针对陕北地区黄龙山林区蔡家川林场油松天然针阔混交林进行了详细地调查,并对林分直径结构分布函数进行了研究分析,通过林分结构特点,为合理经营天然林进行结构调整,为陕北油松天然针阔混交林的恢复与重建提供科学依据。
1 研究地区自然概况研究地区位于陕西省黄龙县北部的蔡家川林场,其地理位置为东经109°48'-110°02',北纬35°45'-35°57'之间,全场总面积20,726hm2。
蔡家川林场总的地势是西南高,东北低,蔡家川河纵贯全场,全场最高点为旗杆庙,海拔1,650m,最低点为乔峪沟口,海拔940m,相对高差200-300m左右,山坡中下部较陡,中上部平缓,坡度一般在10°-30°之间。
林业用地土壤主要是褐土、灰褐土和黄土性土。
该地区属于大陆型暖温带半湿润气候,年平均气温8.6℃,平均降水量602.7mm,无霜期175d。
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0 01 41 8 02 42 83 23 3 0 6 8 1 21 61 2 22 62 03 4 84径阶 r r o
・
实际分布
负指数分布
F =( ()
变 换 司得 :
Байду номын сангаас
~
“ 。 d
图 1负指数拟合 曲线
I一 【 1, )一 c b c( Ⅱ ( n l1 一 (] ~l + l 一)3 { n— ) n n x )
l 拟合函数 自由度
1 4
X 2
x 5
Web l 分 布函 数 iu1
7 .0 8 2 8 58 5 36 5
拟合。三参 数 We u 分布 的概率密度 函数 为: il b1
l 负指数分布函数
l 5
17 7 9 4 9 8 9 2 . 6 6 9
厂 ) _ (
=
! f
J
其 中 '、、分别称为位置参数 、尺度 参数 abc 及形 状参数 ,为 自然对数 的底 , 中 X e 文 对应径 阶直径 , 1 f 对应各径阶株数百分数。 ( x 在利用 三参数 We u 分布密度 函数 拟合 il b1 林分直 径分 布时 ,一般参数 a 为林分直径最 定 小径 阶 的下 限值( aa , 里 a l根据其分 即 - ̄ 这 - - =, 布函数下式 f的性质 , 2 ) 通过线 性变换得式 (, 3 采 ) 用线性求解法求解参数 b C式 (对应的分布 和 。 1 ) 函数形式如下 :
式 中 F 1 应各径 阶直径 X 累计 株数百 f x 对 的 分数 。当 F 11 ( 1= 时不参与拟合。 x 22 .2负指数 分布 3 美 国迈 耶( _Mee 1 5 ) 均衡 异 龄林 HA y r 9 3 对 . , 的直径结构进行研 究后指 出 ,均衡的异龄林趋 于—个可 用负指数方程表达 的直径分 布 :
Y=K 一 e f 4 1
0 8 1 2 1 6 82 22 62 3 23 63 O径阶( 6 01 41 1 02 4 2 8 03 3 8d 4 c m】
2 资料收集 . 1 数据 来 源 于蔡 家 川 林 场 内所 设 立 的 约 l5 m 油松天然针 阔林 研究示范 区调查资料 。 h 2 L 示范区分别设 立了试 验区和对照 区( 个区面积 2 相同 ) , 别在 2 区内设置 了 2 并分 个 块具有 相 同 林分特征的 固定标准地 。固定标 准地的面积均 为 0 h 5 m 4 m) 对 示范区内胸径> . r . m (0 x 0 , 2 5e 0a 的所有林 木分别树 种进行 了每木检 尺记 录 , 而 对标 准地内胸径>. m的所有林木 分别树 种实 5c 0 测其胸 径 、 树高 、 树冠 、 坐标等 因子 , 地理 并进 行 了植被及更新调查记 录。 2 . 2数据处理 根 据 示 范 区 内林 分 每 木 检 尺 的结 果 , 以 2m为单位划分径阶 ,分别统计 各个径阶 内林 c 木每公顷分布株数 , 林分直径结构 图。 并绘 2 . 布函数模型 3分
农 林 工 程
Ci w enoea o : ha e T h li nPd nN c ogs dru兰 c t s
天然油松 针 阔混交林 直径 分布结构 分析
李 研
( 东北林 业 大 学 , 黑龙 江 哈 尔滨 10 4 ) 50 0 摘 要: 天然针阅混交林的最重要 的结构之 一是 直径分布结构 , 森林经 营中的正常择伐和可持续性有着最重要 的作 用。目前 多 典型的 它对 数
关键 词 : 然油松 林 ; 阅混交 ; 径 结构 ; 数拟 合 ; 获 调整 天 针 直 函 收
国内已有较多对天然 针阔混交林直径结构 的研究 , 如对华北 、 东北和西北 的天然针 阔混交 林直径结构分布进行研究 。在天然 油松林研究 中, 对山西 、 京等地 天然油松林生长结 构的探 北 讨 。而针对陕北黄土高原上油松 天然林的林分 直径结构分 布等方 面的研究不多 。 本文 主要针对陕北地 区黄龙 山林 区蔡家川 林场油松 天然针 阔混交林进行 了详 细地调 查 , 并对林分直 径结构分 布 函数进 行 了研 究分 析 , 通过林分结构特点 ,为合理经营天然林进行 结 构调整 ,为陕北油松天然针阔混交林 的恢 复与 重建提 供科学依据 。 1研究地 区 自 然概况 研究地 区位于陕西省黄龙县北部 的蔡 家川 林场 , 理位 置为东经 194 " 1 0 " 纬 其地 0 ̄8- 0 2, - O 1 北 3 ̄5 -  ̄7 之间 , 5 " 55 4- 3 全场总面积 2 . 6 m2 o 2h o 7 蔡家 川林场总 的地势是西南 高 , 东北低 , 蔡 家川河纵贯全场 , 全场最 高点为旗杆庙 , 海拔 1 5m, 低点为乔峪沟 口, ,0 最 6 海拔 90 相对 高 4m, 差 2030 0 - 0 m左右 , 山坡 中下 部较 陡 , 中上部平 缓, 坡度一般在 1 ̄3 ̄ 间。林业 用地土壤 主 0-0之 要是褐土 、 土和黄 士 『 。 灰褐 生 土 该地 区属于大 陆型暖温带 半湿润 气候 , 年 平均气温 8  ̄,平均降水量 6 2 m ,无霜期 .C 6 0. m 7 15 。林 区内森林 主要是 由多次破坏后逐渐恢 7d 复起来 的天然 次生林 组成 , 天然林成分 中主 其 要是油松 、 辽东栎 , 其次是山杨 、 桦 等。 白 整体林 分 由于立地条件差异 等原 因 , 不均匀 分布状 呈
天然林的直径结构分布遵从 负 指数或威布 尔分布 ( i l 。 We u1 这里应用 l . m 示 范区每木检尺资料 , 区天然油松针 阔混 交林的直径结构 b ) 1h 5 对林
进行 负 指数 或威 布 尔 分布 函数拟合 , 并用 x 检验拟合 效果 。 2 结果表明 , 的直径 结构基本遵从 负指数和威布 尔分布 , 不是最典型的 , 该林 但 主要 表现 是 81c 2m径阶林木偏少。这与相应年代 天然更新数 量偏 少有关, 在今后森林经营 中要进行有针 对性地 的收获调整 。
态。 2研究方、 法
2 . We u1 布 _1 i 1 3 b 分 针对调查 区油松天然林 直径分布 曲线类型 变化复杂 的特点和 以往的研究 , 选择适应性强 、 灵活性大 的 We u1 i l分布 函数对 直径分 布进行 b
表 22 种分布 函数拟合林分直径的
X检 验 结 果