不同年龄阶段杉木人工林生态系统的径流规律
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不同年龄阶段杉木人工林植物热值分析何介南;康文星;王东【摘要】应用会同国家野外科学观测研究站的连续定位测定资料,研究了杉木林不同林龄阶段乔木、灌木、草本和枯死物热值动态变化.结果表明:同一林龄阶段,杉木叶的热值>皮>枝>干>根,杉木各器官热值随林龄增加而增大;相同林龄的灌木叶热值>枝>根,草本地上部分热值>根,灌木和草本的热值随林龄增大而减少;同一林龄的凋落叶的热值>凋落枝>碎屑>死根,枯死物热值随林龄增加而增大;整个杉木林系统,乔木层热值>灌木>草本>枯死物;灰分含量与会同杉木器官热值的大小与变化关联性不密切,与灌木、草本呈显著负相关(P<0.05);会同杉木热值随林龄变化与器官随林龄增大木质化程度提高,以及不同年份的降水量、太阳辐射、温度有关;林分不同层次植物热值的变化与某个层次的植物接受的光能资源量关系密切.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2015(035)002【总页数】11页(P449-459)【关键词】杉木人工林;热值;灰分;林龄;会同【作者】何介南;康文星;王东【作者单位】中南林业科技大学,长沙410004;中南林业科技大学,长沙410004;南方林业生态应用技术国家工程实验室,长沙410004;国家野外科学观测研究站,会同418307;中南林业科技大学,长沙410004【正文语种】中文植物热值高低能反映植物周围环境对植物生长的影响,热值大小能体现植物生理功能的强弱,是衡量植物生产力大小的指标[1],也是生物生态系统建立的基础,直接决定系统的效益[2- 3]。
自Long[4] 于20世纪30年代比较系统地开展植物热值研究以来,不少学者对此展开了大量研究[5]。
对植物热值的研究我国起步较晚,20世纪80年代初,杨福囤[6]介绍了植物热值及其测定方法,之后相继开展了针叶林[7- 9]、热带及亚热带天然林[10- 11]、常绿阔叶林[12- 13]、红树林 [14]、草原地带植物[15]、水生植物[16]、灌木[17]等的热值研究。
杉木人工林区域群体密度的变化规律巢林;洪滔;林卓;林勇明;洪伟;吴承祯【期刊名称】《福建林学院学报》【年(卷),期】2015(035)002【摘要】以种群生命表及生存分析理论为基础,编制杉木人工林区域群体生命表,绘制存活曲线、死亡率曲线、消失率曲线及生存曲线,分析区域群体密度动态变化趋势.结果表明:杉木人工林区域群体密度随龄级的增加而降低,幼龄群体密度较大,群体密度变化呈倒“J”型.群体密度动态变化指数Vpi=0.005%,群体增长的潜力有限,趋近于稳定型;存活密度曲线趋于DeeveyⅢ型;群体死亡率和消失率曲线变化趋势基本一致,均在第1-4龄级阶段骤降,而后缓慢上升并保持在较低水平;生存分析证明,杉木人工林区域群体表现出前期锐减、中后期平稳减少直至衰退的变化规律;谱分析结果显示,杉木人工林区域群体密度除受基波影响外,还展现出一定程度的小周期波动.【总页数】9页(P103-111)【作者】巢林;洪滔;林卓;林勇明;洪伟;吴承祯【作者单位】福建农林大学林学院,福建福州350002;福建农林大学林学院,福建福州350002;福建省高校森林生态系统过程与经营重点实验室,福建福州350002;福建农林大学林学院,福建福州350002;福建农林大学林学院,福建福州350002;福建省高校森林生态系统过程与经营重点实验室,福建福州350002;福建农林大学林学院,福建福州350002;福建省高校森林生态系统过程与经营重点实验室,福建福州350002;福建农林大学林学院,福建福州350002;福建省高校森林生态系统过程与经营重点实验室,福建福州350002【正文语种】中文【中图分类】S758.5【相关文献】1.不同密度杉木人工林冠层变化规律研究 [J], 张爱芳2.杉木人工林土壤理化性质及酶活性的变化规律 [J], 舒洪岚3.杉木人工林区域群体密度的变化规律 [J], 巢林;洪滔;林卓;林勇明;洪伟;吴承祯;4.杉木人工林土壤养分变化规律 [J], 胡亚利;孙向阳;张建国;段爱国5.杉木人工林不同密度间伐林分生长优势的变化规律分析 [J], 王翰琛;张雄清;张建国;屈彦成;姜丽因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
V ol. 39 No. 6Jun. 2019第39卷 第6期2019年6月中 南 林 业 科 技 大 学 学 报Journal of Central South University of Forestry & Technology收稿日期:2018-12-17基金项目:国家林业公益性行业科研专项(201404361);国家野外科学观测研究站项目(20080615)作者简介:周玉泉,博士研究生 通信作者:康文星,教授,博士研究生导师;E-mail :kwx1218@引文格式:周玉泉,康文星,陈日升,等. 不同林龄杉木林乔木层的养分积累分配特征[J].中南林业科技大学学报,2019, 39(6): 84-91.Doi:10.14067/ki.1673-923x.2019.06.013http: //不同林龄杉木林乔木层的养分积累分配特征周玉泉1,康文星1,2,3,陈日升1,田大伦1,2,3,项文化1,2,3(1.中南林业科技大学,湖南 长沙 410004;2. 南方林业生态应用技术国家工程实验室, 湖南长沙 410004;3. 湖南会同杉木林生态系统国家野外科学观测研究站,湖南 会同 418307)摘 要:为弄清不同林龄杉木人工林的养分积累分配特征,为人工林丰产的经营管理提供科学依据。
利用会同杉木林7、11、16、20和25年生时测定的林分乔木层生物量和杉木体内养分含量数据,对7、11、16、20和25年生不同林龄杉木林乔木层的养分积累分配特征进行研究。
结果表明:N 、P 、K 、Ca 、Mg 在同一林龄杉木各器官中的含量均为:树叶>枝>皮>根>干。
不同林龄时,同一营养元素在相同器官的含量不一样。
林分11年生以前,各器官养分含量随林龄增加而增加,11年生以后则随林龄增加而下降。
积累在乔木层的各元素量多少排序是:N > Ca > K >Mg >P ,各养分元素积累量随着林龄增加而增加。
养分积累量在不同器官分配上:叶>枝>皮>干>根。
生态环境学报 2012, 21(9): 1640-1646 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@基金项目:国家重点基础研究发展计划项目(2007CB407200-5)作者简介:胡婵娟(1981年生),女,助理研究员,博士,主要从事植被恢复、土壤微生物及土壤碳循环方面的研究。
E-mail: huchanjuan1981@ 收稿日期:2012-07-26植被恢复的生态效应研究进展胡婵娟1,2,郭雷11. 河南省科学院地理研究所,河南 郑州450052;2. 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京100085摘要:植被在水土保持、水源涵养及生态系统的固碳过程中起着重要的作用。
植被恢复是指运用生态学原理,通过保护现有植被、封山育林或营造人工林、灌、草植被,修复或重建被毁坏或被破坏的森林和其他自然生态系统,恢复其生物多样性及其生态系统功能。
目前,植被的自然及人工恢复是改善脆弱生态系统及退化生态系统生态环境现状最有效的措施。
植被在恢复过程中对地上植被生态系统,物种多样性的恢复有着重要影响,同时通过凋落物及根系的输入,可以有效改善地下生态系统,增加土壤的养分含量、改善土壤的物理结构、增加土壤生物的生物量及活性。
文章以地上及地下生态系统为出发点,综述了植被恢复过程中自然及人工恢复过程中不同的植被类型、不同的恢复时间下植物物种组成和多样性、土壤理化性质及土壤微生物群落的变化。
植被的自然及人工恢复在一定程度上均能增加植物物种的多样性,随着恢复年限的增加物种的组成发生改变且多样性呈增加趋势,但一些特殊环境下不当的人工恢复可造成植被演替向退化方向发展,降低生物多样性。
不同的植被类型由于其生长方式的不同对土壤理化性质和土壤微生物的影响存在差异,随着恢复年限的增长,土壤理化指标及微生物学指标呈现先增加而后趋于平稳的状态。
针对已有的研究进展,提出在未来的研究过程中,一方面应该增加更多的对比研究,对不同环境下,不同的恢复物种,不同的恢复方式进行更深入地探讨;另外一方面应增加不同尺度的研究,现有的研究多集中在样地尺度,未来应在更大尺度上进行分析;再者,地上及地下生态系统之间的相互关系及影响机理一直是土壤学科研究的热点,植被恢复过程中应增加更多该方面的机理研究。
不同密度及林龄杉木人工林土壤磷循环功能基因phoc和phod的变化规律【知识】不同密度及林龄杉木人工林土壤磷循环功能基因phoc和phod的变化规律导语:杉木人工林作为中国主要的人工造林类型之一,对于改善生态环境和保护土壤资源起到了重要作用。
然而,近年来人们对于杉木人工林中土壤磷循环的研究相对较少。
本文将分析不同密度及林龄杉木人工林土壤磷循环功能基因phoc和phod的变化规律,探讨其对于降低土地退化、促进土壤肥力的意义。
目录:一、磷循环在土壤生态系统中的重要性及机制二、杉木人工林对土壤磷循环功能基因的影响2.1 杉木人工林密度对磷循环功能基因的影响2.2 杉木人工林林龄对磷循环功能基因的影响三、杉木人工林土壤磷循环功能基因变化规律的解读3.1 phoc基因变化规律的分析3.2 phod基因变化规律的分析四、不同密度及林龄杉木人工林土壤磷循环功能基因变化的意义五、个人观点与总结一、磷循环在土壤生态系统中的重要性及机制磷是土壤肥力的重要指标之一,能够影响植物的生长发育和养分吸收。
在土壤生态系统中,磷的循环主要通过磷循环功能基因来实现。
磷酸根酶(phosphatase)是负责水解有机磷酯、底物是无机磷化合物生成有机磷酸酪氨酸(Pi)的酶,即phoc基因。
而磷酸二酯酶(phosphodiesterase)是负责水解底物是有机磷酯生成Pi的酶,即phod基因。
这两种酶的功能对于磷循环在土壤中的进行至关重要。
二、杉木人工林对土壤磷循环功能基因的影响2.1 杉木人工林密度对磷循环功能基因的影响杉木人工林的密度是影响磷循环功能基因的一个关键因素。
随着杉木人工林密度的增加,磷循环功能基因的丰度和活性也会相应增加。
研究表明,较高密度的杉木人工林可以提高phoc和phod基因的表达水平,加速土壤磷的循环速率,从而促进土壤磷的有效利用和提高土壤肥力。
2.2 杉木人工林林龄对磷循环功能基因的影响杉木人工林的林龄也会对磷循环功能基因产生影响。
气候变化后杉木人工林单木径向生长规律研究赵羿涵;刘兰妹;高露双;孟京辉【摘要】以福建将乐1982年人工栽植的杉木成熟林为研究对象,用树木年轮学方法,比较不同年份区间各样地内杉木平均生长速率的差异,通过划分人工杉木林单木径向生长阶段,并判定生长释放过程,揭示杉木人工林单木径向生长规律.结果表明:在1992-1996年各样地内杉木年平均生长速率显著高于其他年份区间(p<0.05),且JL3样地显著低于其他样地(p<0.05);杉木的生长过程可划分为快速生长期(1~6 a)、慢速生长期(7~15a)、稳定生长期(16 a以上)3个阶段;杉木连年生长量平均为8.38 mm/a,在6a时达到峰值,22 a达到数量成熟,呈现连年生长量逐年增加的趋势,达到生长量峰值和数量成熟的年龄有所提前;杉木在快速生长期内(1986年左右)和1994年以及2005年前后出现生长突变,在1984-1986年杉木出现35%以上的中度释放,其与林窗的形成有关,而1994年和2005年前后杉木的生长释放与近年来降水变化趋势有一定关系.【期刊名称】《西南林业大学学报》【年(卷),期】2013(033)005【总页数】8页(P9-16)【关键词】杉木;径向生长;生长速率;生长阶段划分;生长释放【作者】赵羿涵;刘兰妹;高露双;孟京辉【作者单位】北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083;北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083;北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083;北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083【正文语种】中文【中图分类】S718.45在过去的50~100年间,北半球气候条件的变化显著[1],最低温度的增幅比最高温度大[2],夜晚温度的增幅比白天温度大,冬季比夏季增温明显[3],不同地区的季节降雨量有很大差异,沿海地区的降雨量增加,而内陆地区的降雨量则不变甚至减少。
杉木不同生长阶段凋落物持水性与养分储量张鹏;王新杰;衣晓丹;杨俊玲;高志雄;卢妮妮;张艳【摘要】通过对福建省将乐国有林场不同生长阶段杉木人工林凋落物现存量、持水性能以及养分储存量的测定与计算,得出不同生长阶段的杉木人工林凋落物总储量在4.38 ~ 31.73 t/hm2,成熟林阶段凋落物总储量达到最大值;运用对数函数回归凋落物持水量与浸泡时间之间的关系,呈极显著性;最大持水率在159.50%~200.33%,基本表现为随着林龄的递增而减小;有效拦蓄量变化为4.40~ 14.33t/hm2,成熟林的有效拦蓄量最大;不同生长阶段的杉木凋落物中全氮、全磷和全钾的归还量都是在成熟林期间达到最大.综合杉木不同生长阶段凋落物持水性及养分归还的分析,杉木人工林的适宜采伐期在成熟林期间,即26~ 35 a.【期刊名称】《东北林业大学学报》【年(卷),期】2015(043)010【总页数】5页(P58-62)【关键词】将乐国有林场;杉木;凋落物持水性;养分归还【作者】张鹏;王新杰;衣晓丹;杨俊玲;高志雄;卢妮妮;张艳【作者单位】省部共建森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学),北京,100083;省部共建森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学),北京,100083;省部共建森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学),北京,100083;省部共建森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学),北京,100083;省部共建森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学),北京,100083;省部共建森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学),北京,100083;省部共建森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学),北京,100083【正文语种】中文【中图分类】S791.27;S718.5By analyzing the litter standing crop, we studied the water capacity characteristics and litter nutrients return quantity under different development stage of Chinese fir forests in the national forest farm of Fujian Province. The total reserves of litter in different growing stages of Chinese fir plantation were in 4.38-31.73 t/hm2, and the total litter reserves of mature forest reached the maximum value. We used the logarithmic function to fit the relationship between water holding capacity and the immersion time. The maximum water holding rate was in 159.50%-200.33%, and the basic performance was decreased with the age increase. The variation range of effective interception was in 4.40-14.33 t/hm2, and the mature forest reached maximum. The returns of total N, total P, and total K of fir litter in different growth stages reached the maximum in the mature forest. By analyzing the Chinese fir in different growth stages of litter water holding capacity and nutrient return, the suitable period for harvesting is in 26-35 years.森林中地上植被枯死后脱落覆盖在林地土壤表层,形成森林凋落物层。
第43卷第6期2007年6月林业科学SCIENTIASILVAESINICAEVol 143,No 16Jun.,2007不同年龄阶段杉木人工林生态系统的径流规律邓湘雯 康文星 田大伦 项文化 闫文德(中南林业科技大学生态研究室 长沙410004)摘 要: 利用1988—2004年17年的水文观测数据,对湖南会同生态站不同年龄阶段杉木人工林的径流特征进行研究。
结果表明:Ⅰ龄级杉木人工林受抚育等经营措施的影响,地表径流量最小,年均地表径流系数为010071。
抚育停止后,地表径流增加。
到第Ⅲ龄级时,地表径流系数达到最大值,为010184。
第Ⅳ龄级开始,地表径流逐渐减少,地表径流系数为010098,为第Ⅲ龄级的50%左右。
Ⅰ龄级杉木林的地下径流最大,地下径流系数013012,为采伐前成熟林(011577)的2倍。
随着林分年龄增大,受林冠截留、土壤结构改善和蒸腾作用等方面的影响,地下径流逐渐减少,到第Ⅳ龄级时径流系数为012082,为第Ⅰ龄级的6518%。
Ⅲ集水区径流输出以地下径流为主,地表径流量只占总径流量的213%~719%。
不同龄级径流的月变化规律和降水量一致,降水量大的月份,径流量也大,4—8月的降水量占年总降水量的6212%,径流量占年总径流量的7514%,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ龄级在4—8月的平均径流系数分别为013784、013224、012790和012634。
逐步回归筛选后,影响月平均径流量的主要因子为月平均降水量和林龄。
3次多项式的回归模型能较好地拟合各龄级月降雨量与月径流量的关系。
关键词: 杉木人工林;林龄;地表径流;地下径流;径流系数;回归模型中图分类号:S71513 文献标识码:A 文章编号:1001-7488(2007)06-0001-06收稿日期:2006-01-20。
基金项目:国家科技部重点项目(2001-99、20021220、2004-252);湖南省教育厅重点项目(01C053);湖南省教育厅一般项目(06C888)共同资助。
RunoffChangesinChineseFirPlantationsatDifferentAgeClasses ,Huitong ,HunanProvinceDengXiangwen KangWenxing TianDalun XiangWenhua YanWende(ResearchSection of Ecology ,Central South Universityof Forestryand Technology Changsha 410004)Abstract : Basedonthedatacollectedfor172yearssuccessiveobservationatHuitongNationalKeyFieldScientificExperimentandResearchStation,runoffchangesinChineseFirplantationsatdifferentageclasseswereinvestigated.Resultsshowed:Due totendingtreatment (e.g.sitepreparationandweeding),thesurfacerunoffinthestandattheagefrom1to5year(ageclassI )wasthesmallestamongallageclassesandtheannualaveragesurfacerunoffcoefficientaccountedfor0100711However,thesurfacerunoffincreasedwithageclassincreaseaftertendingtreatmentsandreachedthemaximumvalueatthestandagefrom10to15year (ageclassIII ),withannualaveragesurfacerunoffcoefficientof0101841Adeclineinsurfacerunoffwasfoundatthestandagefrom15to20year(ageclassIV ).Theannualaveragesurfacerunoffcoefficientwas010098andapproximatedto50%ofthestandattheageclassIII.Theundergroundrunoffgraduallydecreasedwithstandageclassincrease.Thehighest undergroundrunoffcoefficientof013012occurredattheageclassI,whichwasabout2timesofthatinthematurestandbefore clearcutting (011577).TheundergroundrunoffcoefficientatstandageclassIVdeclinedto012082,about6518%ofthatattheageclassI.Thedecreaseofannualaverageundergroundrunoffcoefficientasstandgrowthwasattributedtoincreasein interceptionandtranspirationbecauseofcanopydevelopment,andimprovementsinsoilstructure.Thesurfacerunoffonly accountedfor213%to719%ofthetotalrunoffandundergroundrunoffisthedominatedpathwayofwatershed.Themonthly runoffofalltheageclasseswasproportionaltothemeanmonthlyrainfall.TherainfallduringtheperiodfromApriltoAugustwas 6212%ofthetotalannualrainfallandtherunoffwasamountedto7514%oftheannualrunoff.TheaveragerunoffcoefficientsfromApriltoAugustwereestimatedtobe013784,013224,012790and012634forthestandageclassI,II,IIIandIV,respectively.Theresultofstepwiseregressionindicatedthatthemonthlyprecipitationandstandageofthestandinfluencedthe monthlyrunoff.Theestablishedmultinomialregressionequationscouldbeusedtoforecastthemonthlyrunoff.Keywords : ChineseFirplantation;standage;surfacerunoff;undergroundrunoff;runoffcoefficient;regressionmodel森林植被对陆地生态系统水分循环起着重要的调节作用(余新晓等,1997;石培礼等,2001;魏晓华等,2005)。
其涵养水源的生态功能一直是社会关注的重大问题(张庆费等,1999;周晓峰等,2001),也是当今生2林业科学43卷 态科学研究的前沿(石辉等,2005;Putuhena et al.,2000;Shimizu et al.,2003)。
由于森林生态系统所处地理要素的空间差异,涵养水源和保持水土等生态服务功能也存在空间分异(石培礼等,2001;于澎涛等,2003;时忠杰等,2005)。
森林植被与水关系的讨论焦点集中在植被对水资源是起正向作用还是反向作用(王彦辉等,2003),长期以来学术界没有形成共识(刘世荣等,2001)。
径流是重要的水文现象,是衡量森林保持水土、涵养水源、削减洪峰等功能的一个基本指标(王礼先等,2001;郑郁善等,2003),与森林植被存在着复杂的关系(李文华等,2001;魏晓华等,2005)。
因此,在保护和恢复森林植被、解决水资源问题的过程中需要研究森林植被与径流的关系,为充分发挥森林植被的调节水文功能提供科学依据(郭明春等,2005)。
杉木(Cunninghamia lanceolata)是中国南方主要造林树种,有1000多年的栽培历史。
杉木人工林生态系统的水文生态效益越来越受到重视(田大伦等,2003)。
随着林分年龄的增长,杉木人工林对森林水文过程起着不同的调控作用,影响水分在生态系统中的分配(刘煊章等,1995)。
本文根据17年的定位观测数据,研究不同年龄阶段杉木人工林调控径流和涵养水源的能力,对揭示杉木林生态水文过程与其他生态过程的耦合规律、评价其生态服务功能与可持续经营管理具有重要的理论价值。
1 试验地概况试验地位于国家重点野外科学观测研究站中南林业科技大学会同生态站(26°50′N,109°45′E)。
属典型的亚热带湿润气候,年均气温1618℃,1月平均气温414℃,7月平均气温2613℃;年均相对湿度80%,年降水量1100~1500mm,集中于4—8月份;夏无酷热,冬无严寒,气候温和。
海拔270~400m,地形为比较开阔的缓坡丘陵山地。
地层属震旦纪板溪系灰绿色板岩,土壤为山地黄壤,地层古老,土层深厚,土壤肥力条件好,适合杉木人工林生长,为我国的杉木中心产区。
试验数据来自该站的第Ⅲ集水区,其面积19483m2,主流长230m,平均宽度8417m,流域形状指数0137,平均坡度25°。
集水区杉木人工林为1966年造林的第1代杉木林采伐后,营造的第2代杉木纯林。
第1代杉木林于1987年底皆伐、炼山,1988年春天全垦整地后造林,造林密度3000株・hm-2,造林后2年(1988—1990年)内每年的7、11月各全垦抚育1次。
林分平均胸径为14178cm,平均树高为10179m(2005年11月)。
2 研究方法第Ⅲ集水区内的气象梯度观测铁塔顶上(22m高)及距离集水区约200m的林外空旷地分别安装1套遥测雨量计,用于连续测定降雨量和降雨强度。
同时,在相同地点利用普通雨量计测定降雨量作为对照。
采用小集水区径流场封闭技术,在第Ⅲ集水区(地下水挡水墙深至基岩,约6m)分别建有矩形和三角形的地表和地下水测流堰,配合水位高用SW40型日记水位计测定地表水、地下水的径流量。