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《中南林业科技大学学报(自然科学版)》2016,(5)
在六盘山香水河小流域选择了一个水平长398.2 m和生长33年生华北落叶松人工林的典型坡面,调查分析了华北落叶松胸径与树高的坡位差异及随坡面水平长度变化的空间尺度效应。结果表明:(1)林分的胸径和树高都存在明显的坡位差异,从坡顶向下均表现为先增加后减小的变化趋势。(2)林分平均胸径、平均树高、优势木平均高均存在坡面尺度效应,即平均胸径的坡面滑动平均值在离开坡顶的0~200 m和200~398 m的水平距离范围内每增加100 m时增大0.33 cm和减少0.21 cm;平均树高的滑动平均值在0~67、67~305、305~398 m的水平距离范围内每增加100 m时分别减少1.12 m、增大0.31 m、减少0.10 m;优势木平均高的坡面滑动平均值在0~250 m、250~398 m的水平距离范围内每增加100 m时增大0.42 m和0.07 m。(3)各样地的平均胸径、平均树高、优势木平均高与坡面加权平均值的比值(Y_1、Y_2、Y_3,小数)随离开坡顶相对水平坡长(X,小数)变化的数量关系为:Y1=-0.312 8X2+0.239 1X+0.986 4(R~2=0.56)、Y_2=-0.483 4X3+0.304 3X2+0.125 0X+0.959 2(R~2=0.43)、Y_3=-0.177 5X~2+0.230 8X+0.941 6(R~2=0.26),藉此可由特定坡位的样地调查值推算整个坡面平均值,实现树木生长指标从样地到坡面的尺度转换。 相似文献
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【目的】在降水有限、水分再分配明显的半干旱区山地坡面上,森林生物量通常表现出明显的坡向、坡位差异。便捷、精确地测算整个坡面的森林生物量目前还很困难。本研究旨在定量描述森林生物量的坡面变化规律及其空间尺度效应,为提高森林经营水平和实施精细化管理提供技术支持。【方法】在宁夏六盘山半干旱区的叠叠沟小流域,选择生长华北落叶松人工林的半阴坡和阴坡2个坡面,按坡位从上到下各设置了6块20 m×20 m的样地,调查各样地的立地条件及林分特征后,采用烘干法及六盘山区建立的生物量经验公式计算地上生物量;以"离开坡顶的水平距离"为尺度变量,定量描述地上生物量随坡面空间尺度增加而变化规律,及坡面上任意坡位处样地的地上生物量与坡面平均值的关系。【结果】研究区坡面上森林植被地上生物量存在明显的坡向、坡位差异;水分条件较差的半阴坡上的平均地上生物量(52.36 t·hm-2)比水分条件较好的阴坡低18.16%,但半阴坡上生物量的坡位间变幅(42.50 t·hm-2)比阴坡高14.71%,这说明半阴坡的坡面效应强于阴坡,并与土壤厚度及土壤水分条件差异有关;地上生物量的坡位变化在不同坡面上大致遵循相同的规律,都是由坡顶向下逐渐增大,至下坡处(半阴坡)或中下坡处(阴坡)达到最大,之后又逐渐减小,这主要受土壤水分在坡面上的再分配格局影响;研究区坡面上森林植被地上生物量(y,t·hm-2)随坡面空间尺度(x,m)增加而变化,阴坡表现为y=-2×10-7x3-8×10-5x2+0.121 9x+40.875(R2=0.999 8),半阴坡表现为y=2×10-7x3-7×10-5x2+0.067 5x+30.838(R2=0.995 7);距坡顶的水平距离每增加100 m,阴坡上的地上生物量坡段滑动平均值升高4.92 t·hm-2,半阴坡上为6.28 t·hm-2,即地上生物量的空间尺度效应在水分条件较差的半阴坡上要强于水分条件较好的阴坡;研究区坡面上任意给定坡位(X,m)与样地地上生物量与坡面平均值的比值(Y)的定量关系在半阴坡为Y=-7×10-8X3+4×10-5X2-2.2×10-3X+0.643 2(R2=0.932 1),在阴坡为Y=-1×10-8X3+1×10-6X2+3×10-3X+0.620 4(R2=0.973 9),以此可便捷和精确地确定整个坡面的森林生物量。【结论】半干旱区山地坡面上森林生物量呈先增加后减小的单峰型变化,与土壤水分的坡面再分配格局关系很大;采用"距坡顶的水平距离"为尺度变量可以很好地定量描述森林生物量沿坡变化规律及其空间尺度效应;基于以上工作可实现整个坡面生物量的便捷精确计算。 相似文献
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以陕北典型采煤沉陷坡面为对象,通过试验研究了土壤中氮元素在空间上的异质性。结果表明:沉陷坡面土壤在任何部位的TN含量随土层深度增加而逐渐降低,且越靠近坡顶越显著,在坡顶向坡中,再向坡脚转换的过程中,表层土壤TN含量先降低再上升,深层土壤TN含量持续上升;坡脚土壤NH+4-N含量随土层深度的增加而逐渐降低,坡中、坡顶土壤NH+4-N含量随土层深度的增加而呈波动式变化;开采沉陷造成坡脚土壤的TN含量、NH+4-N含量损失最为严重,分别损失38%~41%、35%~50%。 相似文献
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2005年6-10月,在宁夏六盘山北侧叠叠沟小流域的不同坡面设置了93个调查样点,研究了土壤物理性质随土层深度、坡向、坡位及植被类型的变化.结果表明:(1)随土深增加,土壤密度和石砾含量逐渐增大,而土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量却逐渐减小,但非毛管孔隙度在100 cm以下土层时因石砾含量加大却随土深增加而增大;(2)各项土壤水文物理性质基本上均是阴坡优于半阴半阳坡和阳坡,半阴半阳坡与阳坡差别不大;(3)随着坡位下降,土壤厚度、土壤密度、石砾含量、非毛管孔隙度逐渐增大,总孔隙度和毛管孔隙度逐渐减小,各种持水量指标基本上也是程度不同地减小,但上坡的持水量指标大于阴坡坡顶;(4)4种植被类型0～30 cm土层的土壤密度为天然灌丛＜天然草地＜乔木林地＜退耕地;石砾含量为退耕地最低,其它3种植被类型差别不大;总孔隙度、毛管孔隙度、饱和持水量、毛管持水量和田间持水量均是天然灌丛＞天然草地＞乔木林地＞退耕地;非毛管孔隙度则是退耕地＞乔木林地＞天然灌丛＞天然草地.其次,还建立了土壤物理性质与海拔、坡向、坡度、坡位、土壤深度、地表植被覆盖度等之间的回归方程. 相似文献
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生物量受坡面环境条件变化影响而有坡面变化与尺度效应。本文在六盘山半湿润区的香水河小流域选择了33 a生华北落叶松人工林的一个斜坡长480 m,水平长398 m的典型坡面,在整个坡面上建立了宽30 m的调查样带,均匀分为空间连续的16个样地,在2014年生长季中期调查不同坡位的样地生物量,分析其坡面变化规律。结果表明:生物量存在明显的坡位差异。坡面生物量t·hm-2平均值为118.59,其变化范围为96.19 139.18,变幅为42.99,变异系数为0.12;随着离坡顶距离的增加,生物量总体上呈现先升高后降低的变化趋势,在坡面的中上部(水平坡长为87.71 m)达到最大。生物量存在坡面空间尺度效应,即随着相对坡长(X1)的增加,生物量的顺坡滑动平均值(Y1)先增大后减小,其回归关系式为:Y1=23.004X13-60.834X12+31.786X1+123.43(R2=0.84),坡面尺度效应表现为每100 m水平坡长生物量变化的数值为6.12 t·hm-2;各样地生物量与整个坡面平均值的比值(Y2,小数)随相对坡长有很好的非线性关系,基本上呈先增加后下降、后趋于稳定的变化趋势,其关系式为Y2=1.722 6X13-2.844 5X12+1.033 8X1+1.000 1(R2=0.57),可基于此将特定坡位样地的生物量换算成整个坡面的估算值。造成生物量坡面变化的主要原因是太阳辐射和光照时间随海拔的变化等多种因素造成的。 相似文献
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在冀北木兰围场自然保护区内,通过对比华北落叶松[Larixgmellini（Rupr．）Rupr]人工林与天然次生油松（P／nustabulaeformiscarr）林不同坡位的连年生长量与平均生长量,建立生长过程曲线方程并拟合树高与胸径之间的关系,分析两种林型内乔木树种的生长过程。结果表明：（1）落叶松人工林不同坡位样地内,标准木的拟合生长模型基本相似;材积连年及平均生长速率排序为：坡底落叶松〉坡中落叶松〉坡顶落叶松。（2）天然次生油松林不同坡位样地内材积平均生长量均随着年龄的增长而增加,油松标准木的生长过程基本相同,且标准木的拟合生长模型基本相似。但坡中油松立木材积平均生长量高于坡地和坡顶。（3）相同坡位样地内人工林与天然林间的连年生长曲线存在明显差异性。油松林生理年龄高于落叶松林,标准木达到材积数量成熟的年龄比落叶松大,单株立木材积量较大。（4）人工落叶松林和天然油松次生林内乔木树种的胸径与树高问存在密切的相关性,其相关系数均达到0．9以上。 相似文献
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六盘山叠叠沟小流域土壤稳渗速率及其影响因子 总被引：5，自引：0，他引：5
采用小区漫流法研究叠叠沟小流域内4种典型植被下的土壤稳渗速率及其影响因子.结果表明:不同植被类型的土壤稳渗速率平均值表现为天然草地>虎榛子灌丛>沙棘灌丛>华北落叶松林地.坡向影响土壤稳渗速率表现为阴坡>半阴坡>阳坡,坡位对土壤稳渗速率的影响表现为中坡位>下坡位>上坡位,坡度对土壤稳渗速率的影响表现为中坡>陡坡>缓坡,当坡度小于25.时土壤稳渗速率随坡度增大而增大,当坡度大于25°时土壤稳渗速率随坡度增大而减小.因此,以坡度25°为分界点,找到了影响土壤稳渗速率的主导因子,并经多元逐步回归得到土壤稳渗速率与主要影响因素的分段函数. 相似文献
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坡位对华北落叶松生长及林下物种多样性的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
坡位在华北落叶松人工林造林和经营措施中影响较大,坡位不适会导致森林结构的失衡和生态功能的破坏,进而引起水土流失和生物多样性降低等生态恶果。为了研究坡位对华北落叶松生长及林下物种多样性的影响,对围场县新丰林场不同坡位条件下华北落叶松人工林的生长状况及林下植被多样性进行了调查分析,结果显示:(1)坡位对林木蓄积量的影响不显著;(2)坡位对华北落叶松人工林胸径影响效果显著(在5%显著水平上),总体上呈现上坡位大于中坡位大于下坡位的趋势;(3)坡位对华北落叶松林下生物多样性的影响极显著,灌木层在不同坡位下的多样性指数和均匀度指数与草本植物层的变化趋势相似,处于上坡位的草本植物层和灌木层具有更高的物种多样性和均匀度,草本植物层的物种多样性指数平均值高于灌木层的平均值。 相似文献
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冀北山地不同坡位油松林土壤水文效应 总被引：3，自引：0，他引：3
对冀北山地不同坡位油松林土壤层水文效应进行初步研究,结果表明:(1)0~40cm土层内,土壤容重的变动范围在0.97~1.19g/cm3,土壤总孔隙度的变动范围在45.43%~54.50%,土壤容重随土层深度的增加而增大,总孔隙度随土层深度的增加而减小;(2)坡上样地Ⅱ和样地Ⅰ每10cm饱和持水量最大,分别为713.67t/hm2和708.56t/hm2,坡中样地Ⅲ饱和持水量最小,仅为583.00t/hm2,坡中样地Ⅲ和坡下样地Ⅳ每10cm土壤的有效持水量最大,分别为196.33t/hm2和185.00t/hm2,坡上样地Ⅱ有效持水量最小,仅为74.67t/hm2;(3)林下土壤初渗速率在76.09~20.81mm/min,稳渗速率在1.95~4.06mm/min,入渗速率与入渗时间存在明显幂函数关系。 相似文献
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[目的]以思茅松人工中龄林为研究对象,探讨不同坡向、坡度和坡位对思茅松人工林SOC储量的影响,为精确评估思茅松人工林碳储量提供科学依据。[方法]对不同坡向、坡度和坡位不同土壤层次的SOC含量、全氮、土壤密度、C:N和SOC储量进行T检验和单因素方差分析,对不同土层的SOC储量和全氮、土壤密度、C:N之间进行Pearson相关分析。[结果]思茅松人工中龄林,SOC含量、全氮和C:N随着土层加深而减少,土壤密度随着土层加深而增加。不同的坡向和坡度显著影响SOC储量大小,阳坡的SOC储量要显著高于阴坡,坡度为20 30°的SOC储量要显著低于10 20°和0 10°,坡位对SOC储量大小无显著影响。在0 100 cm土层中,随着土层深度的增加,不同立地条件的思茅松人工中龄林的SOC储量呈减小趋势,不同坡向、坡位和坡度0 20 cm土层SOC储量均显著高于其它土层。坡向和坡度显著影响0 20 cm土层的SOC储量(P0.05);坡位对各层SOC储量均无显著影响(P0.05)。0 20 cm土层中SOC储量和土壤密度呈极显著负相关,和坡向、坡度呈显著负相关关系;除2040 cm土层外,其它土层的SOC储量与全氮之间呈极显著正相关;SOC储量和坡位与C:N在任一土层均无显著相关关系。[结论]立地条件差异影响SOC储量的大小与分布,尤其是坡向和坡度的不同会造成思茅松人工中龄林SOC储量的差异。 相似文献
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[目的]研究5种不同密度林分土壤剖面养分含量的变化规律。[方法]以广西大青山37年生杉木密度试验林为研究对象,测定了A(1 667株·hm-2)、B(3 333株·hm-2)、C(5 000株·hm-2)、D(6 667株·hm-2)、E(10 000株·hm-2)5种密度下0 100 cm土层土壤养分含量。利用单因素方差分析和多重比较判断不同密度和不同土层土壤养分含量的差异。[结果]表明:(1)杉木人工成熟林大多数土层土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效性铁含量在A、B等低密度林分中最高,并且在0 30 cm的土壤中,随密度的增加表现出总体下降的变化趋势,而土壤pH值与全钾、速效钾随密度的增加而上升,交换性钙与交换性镁含量受密度影响不明显;(2)土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁和有效性铁含量均随土层深度的增加而明显下降,0 30 cm表层土壤的降幅较大,密度对不同土壤深度养分含量的变化具有一定影响。[结论]初植密度对杉木人工成熟林土壤养分含量影响明显,低初植密度更有利于杉木人工林土壤肥力的长期维持,南亚热带杉木林密度对土壤养分的影响深度可达60 cm。 相似文献
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[目的]通过构景因素控制试验,揭示林木胸径与密度对森林景观的影响规律,为林分密度调控提供参考。[方法]以枫香林为例,综合应用PhotoShop、AutoCAD、SpeedTree等软件,开展森林景观模拟;借助林业试验设计方法开展胸径、密度与景观美景度关系的两因素、单因素控制性试验。[结果](1)在设定的10个密度水平下,胸径变化对美景度(SBE)的影响总体不显著,景观优劣次序为20 cm30 cm10 cm;但若取各胸径级前3个高分SBE比较,则优先次序为30 cm20 cm10 cm;(2)密度对美景度的影响总体上为极显著,不同胸径级的美景度随密度变化均为先升后降趋势,以适中密度为最优,但随着树体的增大,峰值密度向左偏移,10 cm、20 cm、30 cm的最佳密度分别为1 389、833、389株·hm-2。密度-美景度曲线拟合结果为二次曲线,函数形式分别为SBE10=3.435+0.005X1-1.639E(-6)X12(R2=0.719)、SBE_(20)=4.013+0.004X2-1.677E(-6)X_2~2(R~2=0.713)、SBE_(30)=6.355+0.001X3-8.128E(-7)X32(R2=0.728);(3)胸径与密度的交互效应对美景度有极显著影响,但同一密度、同属随机分布的不同模拟场景对美景度的影响不显著。[结论]组合应用多种软件进行森林景观模拟与评价取得了良好结果,方法可行;林分美学质量受胸径、密度两个因素的综合影响,随着胸径增大而提高,但不同胸径有不同的最佳配密匹配度。 相似文献
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[目的]探讨在非生长季不同天气条件下45年生刺槐林土壤CH4通量的日变化和季节变化特征,并确定其主要影响因子.[方法]2014年10月-2015年4月(非生长季),在华北低山丘陵区黄河小浪底森林生态系统定位研究站,利用基于离轴积分腔输出光谱技术的土壤CH4通量自动观测系统,对土壤CH4通量进行连续观测,同步观测林内大气温度和相对湿度、5 cm深处土壤温度和土壤湿度、林内总辐射以及降雨量,分析各因子间的相互关系并确定影响土壤CH4通量的主要因子.[结果]表明:(1)在非生长季,刺槐人工林土壤为大气CH4重要的汇,变化范围为-0.15~-2.34 nmol·m-2·s-1 .晴天的林地土壤吸收CH4能力 (-0.78 nmol·m-2·s-1) 明显高于阴天(-0.61 nmol·m-2·s-1)、降雨或降雪天气 (-0.58 nmol·m-2·s-1),而且呈"V"型日际变化特征;在2014年11月-2015年1月,土壤吸收CH4能力逐渐下降,并维持相对较低的水平,直至2015年3月达到最大值 (-2.34 nmol·m-2·s-1);(2)土壤CH4通量与大气温度、5 cm深处土壤温度呈显著负相关,与相对湿度呈正相关;在2015年1月,土壤CH4通量与总辐射呈正相关;(3)在生长末期土壤上冻阶段和冬季土壤冻结阶段,大气温度和相对湿度为影响土壤CH4通量的主要因子;而在生长季初期,主要的影响因子为大气温度和5 cm深处土壤温度.[结论]非生长季刺槐林土壤表现为大气CH4的汇,在非生长季初期土壤吸收CH4的能力最弱,主要受大气温度和相对湿度的影响,而在非生长季末期土壤吸收CH4的能力逐渐增加,主要受大气温度和土壤温度的影响. 相似文献
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A study was conducted to investigate the effects of skid trail slope and traffic levels on soil disturbances at two soil depths
(0–10 and 10–20 cm). The treatments were set at four traffic levels (2, 7, 12 and 20), two slope classes (<20% and >20%) and
two soil depths (0–10 and 10–20 cm). Results show that skidder traffic, longitudinal slope and soil depth have significant
effect on soil bulk density in skid trail. Comparison of average soil bulk density in different traffic levels shows that
there are significant differences in average bulk density between different traffic levels and control (p<0.05). The average bulk densities in different slopes and soil depths are significantly increased with increase in traffic
levels, maximized at 12 passes (p<0.05), but there are no significant differences between 12 and 20 passes. The interaction effects between traffic and soil
depth are significant (F
0.05,3=0.109, p<0.001). For all traffic treatments, there are significant differences in soil moisture content between the two slope classes
and the two depths (p<0.001). However, the interaction effects between traffic levels and slope classes are not significant (p >0.05), although skidder traffic and slope affected soil moisture content. 相似文献
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A 26 years old agroforestry plantation consisting of four multipurpose tree species (MPTs) (Michelia oblonga Wall, Parkia roxburghii G. Don, Alnus nepalensis D. Don, and Pinus kesiya Royle ex-Gordon) maintained at ICAR Research Complex, Umiam, Meghalaya, India were compared with a control plot (without tree plantation) for soil fertility status and CO2 efflux. The presence of trees improved all the physico-chemical and microbial biomass parameters studied in this experiment. Relative to control, soils under MPTs showed significant increases of 17 % soil organic carbon, 26 % available nitrogen (AN), 28 % phosphorus (AP), 50 % potassium (AK), 65 % mean weight diameter (MWD) of aggregates, 21 % moisture and 34 % soil microbial biomass carbon (MBC) while reducing the mean bulk density (7 %). However, these parameters significantly differed among the tree species i.e., soils under A. nepalensis and M. oblonga had higher values of these attributes except bulk density, than under other species. Irrespective of treatments, the values of all these attributes were higher in surface soils while bulk density was highest in subsurface (60–75 cm). Cumulative CO2 efflux under MPTs was significantly higher (15 %) and ranged from 1.71 g 100 g?1 (M. oblonga) to 2.01 g 100 g?1 (A. nepalensis) compared to control at 150 days of incubation. In all the treatments, increment in temperature increased the oxidation of soil organic matter, thereby increased the cumulative CO2 efflux from soils. Of the tree species, with increment in temperature, A. nepalensis recorded more CO2 efflux (2.50 g 100 g?1) than other MPTs but the per cent increase was more in control plot. P. kesiya and A. nepalensis recorded highest activation energy (59.1 and 39 kJ mol?1, respectively). Net organic carbon sequestered in soil was highest under A. nepalensis (25.7 g kg?1) followed by M. oblonga (19.3 g kg?1), whereas control showed the lowest values. Amount of net carbon stored in the soil had significant and positive correlation with MBC (r = 0.706**), MWD (r = 0.636*), and AN (r = 0.825**). 相似文献
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[目的]研究间伐对杉木人工林土壤微生物数量、酶活性及关系的影响,试图了解不同间伐强度作用下土壤恢复的过程和机制,为人工林经营提供理论依据。[方法]以18年生杉木人工林为研究对象,采用随机区组试验设计,分析4种间伐强度TS0(未间伐(0.0%),1 800株·hm-2)、TS1(轻度(16.7%),1 500株·hm-2)、TS2(中度(33.3%),1 200株·hm-2)和TS3(重度(50.0%),900株·hm-2)下杉木人工林土壤微生物数量及土壤酶活性特点,探讨土壤微生物数量与酶活性的相关性。[结果]表明:间伐3年后,林下土壤层酶活性和微生物数量显著提高,不同土层间土壤微生物数量和酶活性均差异显著;间伐显著提高了土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶的活性,除过氧化氢酶(15 30、30 45 cm)、碱性磷酸酶(0 15、30 45 cm)以及脲酶(30 45 cm)以TS3处理的酶活性最高外,其他酶活性在各土层和不同间伐强度下均以TS2处理的酶活性最高;土壤各层微生物以细菌数量最多,其次是放线菌,硝化细菌最少,且TS2处理的微生物数量最多。土壤过氧化氢酶和脲酶活性均与细菌、真菌和硝化细菌数量呈极显著正相关,与放线菌数量呈极显著负相关,氨化细菌数量与过氧化氢酶活性呈负相关,而与脲酶活性呈正相关;碱性磷酸酶活性与细菌、真菌和硝化细菌数量呈正相关,与氨化细菌数量呈极显著负相关,与放线菌数量呈负相关;蔗糖酶活性与细菌、真菌和氨化细菌数量呈极显著正相关,与硝化细菌数量呈正相关,与放线菌数量呈负相关。[结论]间伐改善了林分环境、光照、温度以及林下植被的发育,提高了林下土壤酶活性并增加了微生物数量。间伐3年后的综合表现表明,中度间伐最利于杉木人工中、近熟林阶段的经营,对于改善土壤性质较好。 相似文献
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[目的]分析闽楠天然次生林自然更新与环境因子之间的关系,为其科学经营及保护提供参考依据。[方法]以江西省吉安市闽楠天然次生林为研究对象,通过标准地调查获取数据,运用多元数量化模型I建立闽楠幼树幼苗重要值与环境因子的关系模型,采用单因素方差分析单个环境因子对闽楠幼树幼苗更新的影响。[结果]研究表明:密度(闽楠下种母树株数、郁闭度、株数密度)、坡位、腐殖质层厚度、坡向、林下植被盖度、凋落物层厚度是影响闽楠天然次生林自然更新的主要因素,偏相关系数在0.325 7 0.715 7之间,t检验结果为极显著或显著;模型复相关系数为0.966,F检验结果为极显著(F=30.96~(**))。[结论]闽楠下种母树株数对其幼树幼苗的更新起着最主要的作用,而郁闭度与株数密度过高或过低、凋落物层越厚、腐殖质层越薄、林下植被盖度越大均不利于其自然更新,同时,半阴坡、下坡位条件下的闽楠幼树幼苗的更新好于其它坡向与坡位。为促进闽楠幼树幼苗的自然更新,林分中闽楠下种母树应保留200株·hm~(-2)以上,以及对郁闭度、林下植被盖度及凋落物层厚度等实施相应的调控措施。 相似文献