专辑速递 || 2020—2021年森林生态论文专辑

南京林业大学学

海南濒危植物蕉木种群结构与动态特征

江杏香1, 陈玉凯1*, 吴石松2, 陈庆3

1.热带岛屿生态学教育部重点实验室,海南师范大学生命科学学院；2.海南会山省级自然保护区管理站；3.海南霸王岭国家级自然保护区管理局。

【目的】分析海南濒危植物蕉木的年龄结构和数量动态特征,探讨两种干扰程度下蕉木种群生存现状和动态变化趋势,揭示蕉木种群与环境之间的关系,探索蕉木种群濒临灭绝的原因,为维护和恢复蕉木种群提供依据。【方法】利用典型群落样方法对海南蕉木分布的9个典型样地进行群落学调查,详细记录各样地的海拔、坡度、坡向、林分郁闭度、植被群落等生境指标。同时,调查每个样地内和其他非典型群落分布点蕉木个体的树高、胸径等指标;在对蕉木典型群落组成和结构调查的基础上,将所有蕉木种群个体所在群落分为受人为干扰较强和较弱两种生境进行比较和分析;将蕉木胸径大小划分为7个径级,并以胸径代替龄级来反映种群结构;将龄级与胸径大小级对应,绘制蕉木种群的径级结构图;使用种群动态量化方法编制种群的静态生命表,分析其存活曲线、死亡率曲线等重要参数;运用时间序列模型模拟并推测蕉木种群的数量动态和发展趋势。【结果】①典型蕉木群落中乔木层和灌木层的物种多样性均较高;②两种干扰生境中的蕉木种群年龄结构有所差异,但幼龄和中龄植株总数量均占有一定优势,种群具有一定的恢复潜力;③两种干扰生境的蕉木幼苗数量均较少,Ⅱ龄级呈现衰退趋势,种群自我更新能力较差,对外界的干扰具有较高的敏感性;④种群生存呈Deevey-Ⅱ型存活曲线,曲线呈对角型,各龄级阶段具基本相同的死亡率;⑤人为干扰程度强的生境中蕉木种群存活能力比人为干扰程度弱的生境中低。【结论】人为活动导致的适宜生境地减少和种子自然萌发率低是蕉木种群濒危的主要原因。因此,应加强对蕉木种群及栖息地的保护,保护蕉木现有的成年个体;而对于蕉木植株分布较密集区域,在果实成熟季节应定期采收蕉木种子并加以一定的人工抚育促进种子萌发和幼苗的更新;可通过适当修剪老龄的蕉木个体促进其萌芽,提高开花结实率;对于干扰程度较强生境的蕉木种群应加强植物的保护宣教工作,降低人为干扰;而在干扰程度较弱生境,也应加强对中小径级蕉木个体的人工抚育,促进蕉木种群的自然更新和恢复。

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[1]江杏香,陈玉凯,吴石松,等. 海南濒危植物蕉木种群结构与动态特征[J]. 南京林业大学学 （自然科学版）, 2021, 45(1): 116-122.JIANG Xingxiang, CHEN Yukai, WU Shisong, CHEN Qing. Population structure and dynamics of the endangered plant Chieniodendron hainanense in Hainan[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2021, 45(1): 116-122.DOI:
10.12302/j.issn.1000-2006.201907004.

大兴安岭北端地形因子对针叶林土壤黑碳储量的影响

王明哲, 崔晓阳*, 李斯雯, 张伟波, 赵华晨

东北林业大学林学院。

【目的】气候变化对人类社会发展产生的影响受到了世界各国的广泛关注,提高森林生态系统的固碳潜力被认为是经济可行且有效减缓大气二氧化碳(CO2)浓度的重要途径之一,大兴安岭地区森林生态系统的黑碳储量在全球碳循环和碳汇方面具有重要的作用。研究大兴安岭不同地形因子条件下土壤黑碳的储藏分布特征,为区域森林土壤黑碳储量准确估算和森林土壤固碳功能的定量评估提供参考依据。【方法】在大兴安岭北端寒温带针叶林区,按照坡位、坡向差异,对称设置20块样地,采集1 m剖面内不同发生层土样。采用氢氟酸(HF)和盐酸(HCl)处理的重铬酸盐氧化方法对土壤黑碳进行分离,探讨了地形因子(坡位、坡向和坡度)对黑碳(BC)分布的影响,并借助逐步回归分析量化各因子对土壤黑碳密度变异的相对影响程度。【结果】①研究区土壤黑碳密度(面密度)范围为0.02~3.64 kg/m2,腐殖质层密度最大,占全剖面的50.3%,具有明显的表层集聚效应;黑碳占有机碳的比例范围为3.7%~42.5%,除凋落物层外随深度增加呈不断增加的趋势,说明黑碳含量依土层减小的程度比有机碳含量依土层减少的程度小,对比非黑碳成分黑碳向下迁移的程度更大,其稳定性更强;各土层黑碳含量变化范围为0.24~59.13 g/kg,空间变异性较大。②坡位显著影响土壤黑碳含量和密度的分布,不同土层之间下坡位的黑碳含量均显示高于上坡位,下坡腐殖质层黑碳密度是上坡的2.21倍,其1 m剖面黑碳密度是上坡的1.91倍;不同土层间黑碳占有机碳比例均显示下坡位高于上坡位,而差异未达到显著水平;逐步回归显示,坡位对土壤黑碳数量分异的影响较大,可独立解释腐殖质层黑碳密度空间变异的42.1%、1 m剖面黑碳密度空间变异的46.0%。③坡向通过光照和温度的不同影响黑碳储量分布,总体看来,BC含量(除凋落物层和母质层)和BC密度(除凋落物层)均显示阳坡略高于阴坡,但差异不显著,故坡向对黑碳影响较小;腐殖质层土壤BC密度与坡度无显著相关性,而按上下坡分组统计比较淀积层和全部1 m剖面,则上下坡点位分群趋势明显,下坡BC密度与坡度呈显著正相关,上坡BC密度与坡度无显著相关性,坡度对黑碳分布的影响不及坡位大。【结论】大兴安岭林区黑碳储量丰富,BC主要存在于土壤表层并缓慢向下迁移,其生物化学惰性可有效促进碳固定,提升森林土壤碳汇能力。坡位是影响研究区域森林土壤黑碳分布的主控因子,在同一发生层内,不同坡位的土壤剖面间由于土壤理化性质、植被类型、地表径流冲刷作用等因素的各异导致黑碳含量和密度存在较大差异。研究结果可部分解释区域黑碳分布规律,并为碳汇林立地的选取与经营提供参考。

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[1]王明哲,崔晓阳,李斯雯,等. 大兴安岭北端地形因子对针叶林土壤黑碳储量的影响[J]. 南京林业大学学 （自然科学版）, 2021, 45(1): 151-158.WANG Mingzhe, CUI Xiaoyang, LI Siwen, ZHANG Weibo, ZHAO Huachen. Effects of topographic factors on soil black carbon storage in coniferous forests at the north end of Greater Khingan Mountains[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2021, 45(1): 151-158.DOI:
10.12302/j.issn.1000-2006.201907005.

昆明西山林场5种可燃物的火行为研究

闫想想1, 王秋华1*, 缪秀丽2, 韩永涛3, 龙腾腾1

1.西南林业大学土木工程学院,云南省森林灾害预警与控制重点实验室；2.昆明市西山林场；3.开封市通许县自然资源局。

【目的】通过估测西山林场内主要可燃物特征,预测潜在的火行为大小,为西山林场的防火管理提供科学参考。【方法】通过外业调查,对柏木(Cupressus funebris)、旱冬瓜(Alnus nepalensis)、云南松(Pinus yunnanensis)、华山松(P. armandii)和麻栎(Quercus acutissima)5种可燃物采样,估算西山林场内主要可燃物载量大小,并在实验室内进行燃烧模拟试验,量化火行为特征,包括引燃时间、火焰维持时间、无焰燃烧维持时间、蔓延时间、火焰高度、火焰温度、无焰燃烧温度、火焰热辐射、无焰燃烧热辐射等。【结果】云南松林内的载量达到2.35 kg/㎡、燃烧火焰最高温度628 ℃、燃烧火焰最大高度70 cm、最大热辐射为6.92 kW/㎡、燃烧后无焰燃烧的最高温度266 ℃,均与每年进行计划烧除时云南松纯林内的载量1.15 kg/㎡、火焰最高温度697.6 ℃、火焰最大高度44.5 cm、最大热辐射8.02 kW/㎡,无焰燃烧的最高温度194.3 ℃有差异。不同林种可燃物的火强度大小依次为:云南松(786.07 kW/m) >麻栎(564.39 kW/m)>华山松(275.30 kW/m) >柏木(6.26 kW/m),其中云南松的火强度(786.07 kW/m,中强度火)与云南松纯林计划烧除时的火强度403.60 kW/m(低强度火)有差异。【结论】森林可燃物的载量对火强度影响较大,麻栎和华山松属于低强度火,柏木的火强度几乎可以忽略不计。森林抚育更新等人为干预措施,可对林内可燃物进行有效调控,减少和预防森林火灾的发生。

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[1]闫想想,王秋华,缪秀丽,等. 昆明西山林场5种可燃物的火行为研究[J]. 南京林业大学学 （自然科学版）, 2021, 45(1): 197-204.YAN Xiangxiang, WANG Qiuhua, MIAO Xiuli, HAN Yongtao, LONG Tengteng. Fire behavior of five kinds of fuels in Xishan Forest Farm, Kunming City[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2021, 45(1): 197-204.DOI:
10.12302/j.issn.1000-2006.202003004.

挠力河流域景观森林生态健康时空演变

宋爽, 许大为*, 石梦溪, 胡珊珊

东北林业大学园林学院。

【目的】揭示流域景观生态健康时空演变特征并明确其空间分异性与集聚性,为流域景观生态资源管护及可持续发展提供参考。【方法】以景观生态结构、景观生态过程和景观生态功能为基础构建景观生态健康评价指标体系;采用层次分析法(AHP)与熵权法(EWM)集成模型明确指标权重;利用ArcGIS 10.7及GeoDa 1.14平台加权叠加分析、健康等级转移矩阵、探索性空间数据分析(ESDA)等对2010年和2018年挠力河流域景观生态健康时空演变及空间关联性进行深入研究。【结果】相较于2010年,2018年挠力河流域景观生态健康综合指数均值由0.67下降为0.59,由亚健康Ⅳ降低到中等Ⅲ水平;景观生态健康等级转化以相邻等级转化为主,转化类型中稳定型占比最大而改善型占比最小,退化型较改善型在占比和面积方面分别高出9.69%、2 184.67 k㎡,其中仅在宝清县北部和集贤县大部、友谊县东北部存在较小程度的改善;2010年流域景观生态健康具有较强的空间集聚性,2018年空间集聚性减弱,并通过空间自相关分析明确了2010—2018年流域景观健康空间分异与聚集特征的空间位置和范围。【结论】挠力河流域景观生态健康指数两时期空间分布大致都为东高西低,研究区整体呈现西部改善,东部和西南部退化的演变格局。根据研究区2010—2018年景观生态健康不同空间自相关转移类型,从生态用地保护、水土保持治理、土地开发与建筑用地管制、生态修复工程、绿色空间与景观格局优化建设等方面提出针对性景观生态规划建议。

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[1]宋爽,许大为,石梦溪,等. 挠力河流域景观生态健康时空演变[J]. 南京林业大学学 （自然科学版）, 2021, 45(2): 177-186.SONG Shuang, XU Dawei, SHI Mengxi, HU Shanshan. Spatial and temporal evolution of landscape ecological health in Naolihe Basin[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2021, 45(2): 177-186.DOI:
10.12302/j.issn.1000-2006.202005029.

我国平原农区林带胁地效应及其控制措施研究进展

胡海波, 贾西川

南京林业大学,南方现代林业协同创新中心,江苏省水土保持与生态修复重点实验室。

总结了近年来我国农田防护林林带尤其平原农区林带胁地的研究成果,以揭示农田防护林的胁地规律及其影响因素,并探讨克服胁地的措施。分析认为:①我国各地区由于地理位置、自然条件以及树种生物学等的差异,农田防护林的胁地范围也不同,在平原农区其胁地范围按程度大小分别为0~[0.4H,2.0H] (H为林带平均高度,胁地程度大小依次为0.4H、0.5H、0.6H……2.0H),其中大部分林带的胁地范围为0~[0.8H,1.5H]。②林带走向对胁地影响较大,在我国北方的南北走向林带,带西胁地范围较大,为林带至0.4 H~1.5 H;东西走向林带,带北胁地范围较大,为林带至0.4H~2.0H。带北胁地范围和程度最大,带南胁地范围和程度最小。③东西走向林带虽比南北走向林带更能减少遮阴面积,但不一定能够增加农作物产量。④增大林带与农田距离、种植窄冠型树种、加强林带修枝和选择适宜的农作物是减缓林冠胁地最有效的方法;而克服根系胁地最有效的方法是切根贴膜。

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[1]胡海波,等贾西川. 我国平原农区林带胁地效应及其控制措施研究进展[J]. 南京林业大学学 （自然科学版）, 2021, 45(2): 234-240.HU Haibo, JIA Xichuan. Review on negative effects and its control measures of forest belt in plain agricultural areas of China[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2021, 45(2): 234-240.DOI:
10.12302/j.issn.1000-2006.201911037.

凋落物与蚯蚓对杨树人工林土壤团聚体分布及其碳氮含量的影响

王瑞, 王国兵*, 徐瑾, 徐晓

南京林业大学生物与环境学院,南方现代林业协同创新中心。

【目的】研究凋落物与蚯蚓对杨树人工林土壤团聚体的分布及不同粒径团聚体中C和N含量的影响,为改善杨树人工林土壤质量提供参考。【方法】以东台滨海杨树人工林为研究对象,采用随机区组法设置野外固定试验样地,共设置6个不同处理,即对照(CK)、杨树凋落叶表施(T1)、杨树凋落叶混施(T2)、接种蚯蚓(T3)、杨树凋落叶表施+接种蚯蚓(T4)、杨树凋落叶混施+接种蚯蚓(T5)。每种处理设置4个重复样地。按照粒径的不同对土壤中的团聚体进行分级,测定每种粒径团聚体中的有机碳和全氮含量,同时以平均质量直径(MWD)作为指标来考察土壤团聚体稳定性。【结果】不同粒径水稳性土壤团聚体中的有机碳含量一般随着粒径的增大而提高。杨树凋落叶混施+接种蚯蚓(T5)比杨树凋落叶表施+接种蚯蚓(T4)更能提高团聚体中的有机碳含量。在接种蚯蚓后,杨树凋落叶无论是表施还是混施均使得各粒径团聚体的有机碳含量有所提高。对比同一处理不同粒径团聚体全氮含量,粒径为≥0.250~2.000 mm团聚体的全氮含量普遍要高于其他粒径团聚体的,而粒径<0.053 mm团聚体的全氮含量相对最低。【结论】接种蚯蚓可以提高杨树人工林土壤团聚体中的全氮含量,同时杨树凋落叶混施比表施能更有效提高土壤团聚体中的全氮含量;接种蚯蚓加速了杨树人工林土壤有机质的腐殖化过程,使得土壤有机质的分解速率加快。相比杨树凋落叶表施处理,杨树凋落叶混施处理会加快土壤有机质的腐殖化过程。

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