【目的】基于土壤质量指数(SQI),研究华北落叶松林不同混交方式对土壤肥力质量的影响,为其合理经营和地力恢复提供理论依据。【方法】该研究以河北省塞罕坝林场华北落叶松纯林(落叶松纯林)、华北落叶松白桦混交林(落桦混交林)和华北落叶松樟子松混交林(落樟混交林)为研究对象,采集和分析0～20 cm土层的土壤进行土壤理化性质、生物性质的调查研究,利用SQI法进行土壤肥力质量评价。建立SQI包括3个步骤:采用主成分分析法筛选最小数据集(MDS),利用非线性得分函数计算MDS指标得分,利用加权求和模型计算SQI。【结果】不同混交方式间土壤理化和生物性质存在不同程度的差异。与落叶松纯林相比,落桦混交林的土壤理化和生物性质有了明显改善;落樟混交林的土壤理化状况较差,土壤生物性质与落叶松纯林没有明显差异。在17个土壤肥力质量指标中,MDS由土壤微生物生物量氮、全磷、氨氮3个指标组成。不同混交方式间SQI差异显著,表现为落桦混交林(0.59)>落叶松纯林(0.47)>落樟混交林(0.39)。【结论】土壤肥力质量在不同混交方式下差异显著,塞罕坝机械林场落叶松白桦混交林有利于改善土壤肥力。利用指数法建立SQI进行土壤肥力质量评价,可为其他树种或其他地区的森林土壤质量评价提供借鉴。

【目的】比较研究塞罕坝地区华北落叶松人工林间伐和混交改造对大型土壤动物群落组成和多样性的影响,为实现华北落叶松人工林质量精准提升和可持续利用提供理论依据和技术支撑。【方法】以塞罕坝机械林场未经营的华北落叶松人工林(CK)、抚育间伐后的华北落叶松人工林(TH)和引入阔叶树的华北落叶松白桦混交林(M)为对象,于2014年5—9月,利用手拣法调查大型土壤动物群落,研究不同经营措施林分内土壤动物的结构组成、空间分布、多样性和功能群组成的差异及其影响因素。【结果】共获得大型土壤动物55类1 405头,隶属2门4纲12目,优势类群为正蚓目、叶甲科幼虫、象甲科幼虫。总体上,经间伐和混交改造后华北落叶松人工林内大型土壤动物的类群数显著高于未经营的对照林分(P<005),TH内土壤动物密度亦显著高于CK(P<005)。间伐和混交改造后,土壤动物群落各多样性指数均有提高,其中M的Shannon-Wiener多样性指数(H)显著高于CK(P<005)。各功能群中,植食性土壤动物所占比例(4719%)最高,其次为腐食性土壤动物(3331%);捕食性(19类)和植食性(18类)土壤动物的类群数居多;多因素方差分析显示,经营措施、土层和时间均对大型土壤动物功能群组成和结构影响显著(P

塞罕坝华北落叶松人工林的叶生长过程从每年４月下旬起至６月上旬完成。在叶生长过程中，叶长、叶面积和叶干重的增长曲线呈Ｓ型，其动态可用Ｌｏｇｉｓｔｉｃ生长函数描述，叶宽的增长过程可用Ｍｉｃｈａｅｌｉｓ－Ｍｅｎｔｅｎ方程描述。

准确预测森林立地生产力是进行高效森林经营的关键。立地指数是森林生产力可靠的评价指标之一。基于地形、气候和土壤因子以及220块样地解析木数据,采用回归克里格(RK)模型对塞罕坝机械林场华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林立地指数(SI)进行空间插值预测,并分析了不同半变异函数对RK模型精度的影响。拟合结果表明:基于高斯半变异函数的RK模型精度优于球状和指数RK模型,且具有较小的残差(RMSE=0.82 m,MAE=0.66 m),表明高斯RK模型具有很强的预测SI能力;高斯半变异函数分析表明研究区华北落叶松人工林SI存在较强的空间自相关性,且在724.89 m变程内差异显著;影响华北落叶松立地指数分布的主要环境因子有土壤全氮、土壤pH、夏季降水量和春季降水量;立地生产力较高区域一般分布在春季降水适中、夏季降水较多、土壤为中性及偏酸性且全氮含量较高的东南部地区,占研究区总面积的32.00%,而在春、夏季降水量少或者春季降水量过多、土壤全氮含量过低且偏碱性的北部边缘地区立地生产力较低,仅占研究区总面积的8.90%。研究区土壤、气候因子与树木生长习性共同决定了华北落叶松人工林生产力的分布格局。通过降低土壤酸碱度和适当施加氮肥等措施,可以提高华北落叶松人工林生产力。

从林分生长、生物量、空间分布格局及土壤养分等方面 ,对营造于福建邵武的 5年生杉木与马褂木、檫树不同模式混交林及其纯林进行了研究。结果表明 :杉木与马褂木、檫树混交林及马褂木、檫树纯林具有较高的林分生产力 ,马褂木纯林 (91.932 t· hm-2 )和杉 2∶马 1(4 5 .2 32 t·hm-2 )混交林生物量 (烘干 )分别是杉木纯林的 4 .5 5倍、2 .2 4倍 ;杉 3∶马 1(36.12 0 t· hm-2 )和杉5∶马 1(34 .2 92 t· hm-2 )混交林生物量 ,分别比杉木纯林大 78.96%和 69.90 % ;檫树纯林生物量(60 .10 5 t· hm-...

2005年以北京市营盘附近中山20年生和28年生华北落叶松人工林为对象,通过测定土壤表层0~20 cm土壤物理性质、化学性质和土壤酶的季节动态,用主成分分析法探讨华北落叶松幼、中龄林土壤肥力的变化。结果表明:28年生华北落叶松人工林土壤含水量、最大持水量、毛管持水量和非毛管孔隙度等低于20年生华北落叶松,而土壤容重和毛管孔隙度高于后者;随林龄增大,华北落叶松土壤pH下降0.10个单位,土壤全氮、速效钾含量不同程度降低,而有效磷含量有一定升高;相对于20年生华北落叶松,除多酚氧化酶外,28年生华北落叶松土壤过氧化氢酶、转化酶、脲酶和碱性磷酸酶活性降低。土壤脲酶、过氧化氢酶、最大持水量、非毛管孔隙...

如何实现林分水平和单木水平预测林分断面积的兼容性,并提高不同水平断面积模型的预估精度,在森林经营过程中是一个亟待解决的科学问题。本文以华北暖温带华北落叶松人工林为研究对象,运用105块连续观测的固定样地数据,首先采用Gauss-Newton算法建立林分水平和单木水平断面积生长模型;其次分别采用不同形式的逻辑斯蒂方程对单木生存概率方程进行拟合;最后将不同水平最优预测模型进行组合并建立组合方程,采用最小二乘法估计组合方程参数,以提高对不同水平断面积的预测精度。结果表明:在约束参数法中,林分密度模型、林分断面积

利用角尺度、大小比数两参数对塞罕坝地区华北落叶松人工纯林3种立地类型、3龄级的林分进行比较。结果表明:在林木分化方面,仅曼甸中林及阴坡近熟林2种林分出现明显分化现象,林木间竞争较为激烈,考虑进行适当地营林措施,其他7种林分分化不明显。在林木个体空间分布格局方面,阳坡中林、阳坡近熟林的林分整体属于随机分布,其他7种林分平均角尺度均低于0.475,属于均匀分布。可见,可根据林木生长立地类型的不同及生长阶段的不同,进行适当的营林活动。

为了评价塞罕坝地区华北落叶松人工林水源涵养功能高低,对塞罕坝地区30 a生不同密度的华北落叶松人工林的枯落物持水量、土壤水分物理特性进行研究。并依据土壤总毛管蓄水量和枯落物有效拦蓄量的大小评价不同密度林分水源涵养功能,将土壤总毛管蓄水量和枯落物有效拦蓄量归一统计,定义为水源涵养指数,作为林分的水源涵养功能的评判。结果表明:(1)对于研究的9个密度下的华北落叶松林,枯落物最大持水量是自身重量的3~4倍,最大持水率为249.98%～302.48%,人工林密度越大,持水量能力越大。(2)土壤总孔隙度为41.7%～62.9%。土壤的最大蓄水量为3 046.14～3 403.49 t/hm2,密度越大,...

【目的】探究林龄和造林密度对华北落叶松纸浆林材性的影响，为塞罕坝地区定向培育华北落叶松纸浆人工林提供理论和实践依据。【方法】以3种林龄（15、20、25 a）、3种造林密度（低密度2 500株·hm~(-2)、中密度3 300株·hm~(-2)、高密度4 400株·hm~(-2)）的华北落叶松人工林为研究对象，采用双因素完全随机区组法研究造林密度对于林木材性的影响。【结果】1）木材基本密度仅在高密度水平下20 a(0.439 g·cm~(-3))和25 a(0.387 g·cm~(-3))林分间差异显著（P <0.05），而不同林龄水平下造林密度对其无显著影响。2）晚材率在高密度时，随着林龄的增加先显著增大后显著减小（P <0.05），与木材基本密度的变化规律相似；15 a时，低密度（19%）林分显著小于其他两个林分（P <0.05）。3）年轮宽度在15和20 a时，随着造林密度的增大显著减小，且峰值及其出现峰值的轮龄逐渐变小；而在25 a不同造林密度间无明显差异，且峰值（5.9、6.1、6.2 mm）及其出现的轮龄（7、6、8 a）都相近，认为林分可能由25 a进入生长稳定期。4）年轮宽度在不同密度水平下，随着林龄的增长，林木形成层分蘖活动逐渐减弱，细胞间间隙变小，木材材质更加致密，不断变小。5）当林龄和造林密度较小时，林木生长速度较快，纤维细胞在横向和纵向方向上迅速且均匀生长、细胞壁较厚，纤维长宽比小、壁腔比大；待林龄和林分密度逐渐增大，纤维细胞横向生长减缓、细胞壁逐渐变薄，纤维长宽比增大（56.40～77.15）、壁腔比变小（0.48～0.25）、综纤维素含量不断减小（73.18%～53.09%），说明此时纤维细胞已经充分伸长。6）酸不溶木素含量在各林分间浮动范围不大（20.98%～29.74%），随着林龄的增长略有增高。1%NaOH抽出物、苯醇抽出物和灰分含量在林龄和造林密度水平上都无明显一致的变化规律。7）单位公顷纸浆产量在各林龄水平下仅在15 a不同造林密度间差异显著，且随着造林密度的增加都呈现出上升的趋势，所有林分中含量最高的为15 a高密度林分（68.47 t·hm~(-2)）。低、中密度水平下的林分，林龄越大单位公顷纸浆产量显著增大，而高密度林分在不同林龄间差异不显著。【结论】根据主成分分析法和综合排名初步认为，15 a林分的2 500株·hm~(-2)材性最好，可作为塞罕坝地区纸浆材定向培育的选择方向。

地位指数模型是一种有效、可用的评价林分立地生产力过程的方法，然而在多树种、多层次、林分结构复杂的混交林中，如何构建动态地位指数模型并对不同立地条件下混交林立地生产力进行科学合理的评价是一个亟待解决的科学问题。本文运用华北暖温带针阔混交林不同树种３４８株优势木解析木数据（华北落叶松１７４株、白桦１７４株），对基于Ｂｅｒｔａｌａｎｆｙ－ｒｉｃｈａｒｄｓ模型、ｈｏｓｓｆｅｌｄ模型和ｌｕｎｄｑｖｉｓｔ－Ｋｏｒｆ模型的５种动态地位指数模型在混交林立地质量评价中的适用性进行了研究，并运用线性几何回归方法建立了不同立地类型下混交林树种地位指数转换方程。结果表明：华北落叶松最优模型为基于Ｂｅｒｔａｌａｎｆｙ－．．．

用逐步回归方法,分析了塞罕坝地区华北落叶松生长与气候因子的相关关系。结果表明:①影响华北落叶松胸径、树高连年生长的主导气候因子分别为≥10℃的有效积温和年平均气温、上年11月—当年1月的平均蒸发量;②气候因子间是相互影响、相互制约、共同作用的,并通过单优势性、协同作用、拮抗作用等形式对华北落叶松生长产生直接和间接影响。

为了探讨杉木Cunninghamia lanceolata纯林和杉木-阔叶树混交林土壤温室气体通量的差异及其影响因素,采用静态箱-气相色谱法,对杉木纯林及3种杉木-阔叶树混交林(杉木-樟树Cinnamomum camphora混交林、杉木-栲树Castanopsis fargesii混交林、杉木-桤木Alnus cremastogyne混交林)的土壤温室气体通量进行了原位观测。结果表明:杉木纯林土壤二氧化碳(CO_2)的排放通量(490.48 mg·m~(-2)·h~(-1))高于杉木-栲树混交林(254.27 mg·m~(-2)·h~(-1))和杉木-桤木混交林(331.51 mg·m~(-2)·h~(-1)),杉木纯林(32.29μg·m~(-2)·h~(-1))和杉木-桤木混交林(32.24μg·m~(-2)·h~(-1))土壤氧化亚氮(N_2O)的排放通量高于杉木-栲树混交林(2.66μg·m~(-2)·h~(-1))。在杉木-栲树混交林、杉木-桤木混交林和杉木纯林中,土壤二氧化碳排放通量与土壤温度呈线性相关,杉木人工林土壤氧化亚氮排放通量与土壤硝态氮质量分数和土壤孔隙含水量(WFPS)呈极显著相关。回归分析显示:杉木-栲树混交林、杉木-桤木混交林、杉木纯林的土壤氧化亚氮排放通量与土壤WFPS呈指数增长关系, 4种林分中土壤氧化亚氮排放通量与土壤硝态氮质量分数呈线性关系。森林的树种组成对土壤温室气体排放通量有影响。杉木纯林转换为杉木-阔叶树混交林后,土壤二氧化碳排放通量减少。土壤氧化亚氮排放通量的变化来源于样地土壤硝态氮质量分数的变化。

对竹木混交林和改为毛竹纯林后处于不同经营时期的林地土壤肥力变化进行了调查分析。研究结果表明，竹木混交林土壤的自然肥力均高于相近地段上相同立地条件的毛竹纯林。毛竹纯林随经营期的延长，其土壤的自然肥力呈下降趋势，这是毛竹纯林的生长特性和经营方式决定的。在改为纯林经营后的第一个１０ａ中，林分土壤肥力指标下降十分显著，下降速率高于第二个１０ａ，在纯林经营的不同时期，各肥力指标变化速率不一致。毛竹林鞭根系对竹林土壤孔隙度有明显的影响。

应用空间代替时间的方法对大兴安岭林区白桦落叶松混交林1982—2007年的中度火烧迹地土壤理化性质变化进行研究。结果表明:火后土壤密度增加,土壤孔隙度和土壤含水率降低,但是变化幅度将随着时间的推移逐渐缩小,并在火烧后第20年将接近火烧前水平;火烧后A层和B层土壤有机质均呈降低趋势,A层的降幅逐渐缩小直到火烧后20年比火烧前水平大幅增加;火后土壤A层和B层全磷含量均呈增加趋势,土壤全氮在A层基本也呈增加趋势,B层随火后时间呈波动变化,无明显规律;土壤有效磷含量变化呈先降低后增加的趋势;A层土壤速效钾含量的变化基本呈增加趋势,但随时间增加幅度减小,而B层的变化无规律;A层土壤水解氮含量变化呈增加趋...