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基于森林生态系统服务权衡与协同的森林可持续管理

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生态学报 2024年第4期44卷 1347-1359页

作者：徐来仙何友均艾训儒何江中国林业科学研究院林业科技信息研究所北京100091 湖北民族大学林学园艺学院恩施445000 广西大学林学院南宁530000

森林是水库、钱库、粮库、碳库,提供多种生态系统服务,对缓解全球气候变化、维护国土生态安全和促进经济社会可持续发展具有基础性、战略性作用。科学认识不同森林生态系统服务间的权衡与协同对实现森林多重效益和开展森林可持续管理至... 详细信息

森林是水库、钱库、粮库、碳库,提供多种生态系统服务,对缓解全球气候变化、维护国土生态安全和促进经济社会可持续发展具有基础性、战略性作用。科学认识不同森林生态系统服务间的权衡与协同对实现森林多重效益和开展森林可持续管理至关重要,但森林生态系统服务间的协同或权衡关系存在较大不确定性、因不同研究而异,导致如何通过森林经营实现森林生态系统多种服务成为关键挑战。全面梳理森林生态系统多种服务之间协调与权衡研究现状后发现:(1)研究聚焦森林碳汇、木材供应、生物多样性、森林游憩等多种服务之间的关系与影响因子;天然林的协同效应高于人工林,林龄、林分密度、树种组成、气温、海拔、社会偏好、管理政策等是主要驱动因素;(2)对比不同森林经营模式或管理措施对森林生态系统多种服务的影响,可持续经营是协同实现森林多种效益的有效途径;(3)气候变化与森林生态系统多种服务之间的相互作用取决于气候因子种类与变化程度、森林类型、森林管理方式、区域环境等,当前重点围绕IPCC发布的未来气候变化情景开展研究;(4)借助InVEST、FSOS、CASA等工具,模拟优化森林管理情景,探索兼顾森林多目标的管理方案。同时,系统总结现有研究和森林可持续管理面临的突出问题:(1)森林生态系统多种服务间权衡协同的形成机理和驱动机制仍不清晰;(2)未考虑全部的森林生态系统服务、森林类型、影响因素、森林管理方式和气候因子等;(3)缺乏跨多种时间、空间、尺度的数据融合,也未融入森林生长动态过程、不确定性和风险分析;(4)模拟空间精度较低、运行机制简单和情景不完善导致优化森林生态系统多种服务的模型无法推广;(5)森林管理设备和理念落后、资金投入和科技支持能力不足、森林质量不高、森林更新滞后等;(6)森林资源管理一体化的技术体系不完善。在此基础上,提出协同实现森林生态系统多种服务的森林可持续管理发展趋势与建议:树立人与自然和谐共生的中国式现代化森林经营理念,倡导基于自然的森林可持续经营,推行增强气候韧性的森林可持续经营,坚持系统观念精准提升森林质量,完善森林经营的技术规程、标准和政策体系。

关键词：气候变化生态系统服务权衡协同森林可持续管理

湖北七姊妹山亚热带常绿落叶阔叶混交林主要木本植物的生态位与种间联结

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林业科学研究 2023年第3期36卷 138-148页

作者：何江徐来仙艾训儒广西大学林学院广西南宁530000 湖北民族大学林学园艺学院湖北恩施445000

[目的]探究亚热带常绿落叶阔叶混交林的生态位特征和种间联结,阐明主要木本植物种间关系及对环境适应状况,为亚热带地区生物资源保护和森林管理提供理论依据。[方法]本研究基于湖北七姊妹山国家级自然保护区6 hm2(300 m×200 m)标准大... 详细信息

[目的]探究亚热带常绿落叶阔叶混交林的生态位特征和种间联结,阐明主要木本植物种间关系及对环境适应状况,为亚热带地区生物资源保护和森林管理提供理论依据。[方法]本研究基于湖北七姊妹山国家级自然保护区6 hm2(300 m×200 m)标准大样地数据,从物种组成、生态位宽度、生态位相似性系数、生态位重叠指数、方差比率法、χ^(2)检验、联结系数、Jaccard指数等方面研究了16种主要木本植物(重要值大于1%)的生态位和种间联结。[结果](1)2020年湖北七姊妹山亚热带常绿落叶阔叶混交林共有64科140属266种木本植物,主要有桦木科、壳斗科和金缕梅科等,物种组成逐渐复杂。(2)川陕鹅耳枥的物种重要值和生态位宽度最高,占据绝对优势地位,与其他主要木本植物之间具有较高的生态位重叠和生态位相似性。四照花、灯台树和尖叶四照花的优势地位次之。生态位重叠指数和生态位相似系数均以0.2~0.5之间为主,大部分物种对生境需求具有一定相似性、互补性。物种重要值排序与生态位宽度排序并不完全相同。(3)湖北七姊妹山亚热带常绿落叶阔叶混交林内物种间总体关联性呈现显著正联结,且正负联结比值大于1。16种主要木本植物的χ2检验、联结系数、Jaccard指数、Pearson相关系数和Spearman秩相关系数的结果基本一致:正关联种对数大于负关联种对数,极显著或显著正关联种对数比极显著或显著负关联种对数多,不显著关联种对数也占有重要比例。[结论]亚热带常绿落叶阔叶混交林物种丰富,群落处于演替早期至中期阶段,种间关系松散、不紧密。

关键词：亚热带常绿落叶阔叶混交林物种重要值生态位种间联结七姊妹山国家级自然保护区

水杉母树凋落物对其种子萌发和幼苗生长的影响

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水杉母树凋落物对其种子萌发和幼苗生长的影响

作者：徐来仙湖北民族大学

学位级别：硕士

濒危孑遗植物水杉(Metasequoia glyptostroboides),属国家Ⅰ级保护树种。水杉原生母树仅存5 696株,其分布范围狭窄,天然更新困难。为了探究水杉凋落物是否是影响水杉天然更新的障碍因素,本研究以水杉1 076号原生母树成熟种子为研究对象... 详细信息

濒危孑遗植物水杉(Metasequoia glyptostroboides),属国家Ⅰ级保护树种。水杉原生母树仅存5 696株,其分布范围狭窄,天然更新困难。为了探究水杉凋落物是否是影响水杉天然更新的障碍因素,本研究以水杉1 076号原生母树成熟种子为研究对象,首先通过室内种子萌发试验并结合气相色谱质谱联用技术,鉴定水杉凋落物自毒物质,并分析不同浓度水杉新鲜和自然凋落物水浸提液对水杉种子萌发和生长的化感作用;其次,通过野外模拟水杉下种试验,分析2种凋落物覆盖方式下,不同质量水杉新鲜和自然凋落物对水杉种子萌发和幼苗早期生长的物理阻隔作用,旨在探索水杉母树凋落物对水杉种子萌发和幼苗生长的影响,以促进水杉天然更新,为解除水杉天然更新障碍因素提供一定科学依据。研究结果如下:1.水杉母树凋落物对水杉种子萌发和生长具有一定的化感抑制效应,影响水杉天然更新。水杉新鲜凋落物水浸提液对水杉种子发芽指数有显著影响,1、100、200 g·L显著抑制种子发芽。5、10、50、200 g·L的水杉自然凋落物水浸提液也呈现抑制效应。种子芽长、胚轴和主根长度随着新鲜和自然水杉凋落物水浸提液的增加(≥10 g·L)而逐渐降低。主根对化感物质反应最敏感。水杉新鲜和自然凋落物水浸提液对水杉芽生长的抑制作用相较于种子萌发强,且新鲜凋落物的化感效应抑制强度大于自然凋落物。2.水杉母树凋落物水浸液中共鉴定到28种化合物,包括酚类、醇类、酸类、糖类、酰胺类、醛类和烷类。邻苯二酚、三氟乙酰胺、苯甲酸和D-(+)-阿糖醇高于某一特定浓度(0.2 mg·m L)对水杉种子萌发和芽生长具有明显的自毒抑制作用,影响水杉成功天然更新。苯甲酸的抑制作用最强,邻苯二酚、三氟乙酰胺次之,D-(+)-阿糖醇最弱。4种自毒物质对水杉芽生长的抑制作用大于种子萌发的抑制作用。3.邻苯二酚、三氟乙酰胺、苯甲酸和D-(+)-阿糖醇对水杉种子发芽率、发芽指数、活力指数、芽长和主根长度有显著影响,且浓度较低时(0.04 mg·m L)促进种子萌发,随着浓度不断升高,则显示出愈来愈强的自毒抑制作用。邻苯二酚、三氟乙酰胺、苯甲酸和D-(+)-阿糖醇均抑制水杉种子芽长及芽长的生长速率,且浓度越高,抑制作用越强。邻苯二酚和苯甲酸对主根长度均为抑制作用。三氟乙酰胺和D-(+)-阿糖醇在高浓度时(5 mg·m L)不利于芽生长。4.水杉母树凋落物对水杉幼苗出土和早期生长具有明显的物理阻隔作用,进而影响水杉更新。新鲜和自然凋落物均对水杉种子出苗率和幼苗存活率产生抑制作用。凋落物质量高于300 g·m时,全部处理均抑制幼苗生长。随凋落物质量增加,水杉幼苗地上生物量和地下生物量呈先上升后下降的变化趋势;当凋落物质量达500 g·m以上时,凋落物显著阻碍幼苗地上和地下生物量的累积。同一凋落物质量下(>300 g·m),新鲜凋落物对水杉幼苗出土和早期生长的抑制作用大于自然凋落物,种子下层铺垫凋落物比种子上层覆盖凋落物的抑制作用更强。水杉凋落物对其种子萌发和幼苗生长具有化感自毒作用和物理阻隔作用是造成水杉天然更新障碍因素之一,建议种子雨高峰期前,对水杉林下不同阶段的水杉凋落物进行及时清除,增加种子与土壤接触机会,保证种子发芽率,在幼苗生长过程中可以在不损伤幼苗的前提下定期清除林下凋落物,为幼苗生长提供适宜环境,促进水杉天然更新。

关键词：水杉凋落物天然更新种子萌发物理障碍化感作用自毒物质

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植被和凋落物对水杉天然幼苗萌发的影响

森林与环境学报 2022年第5期42卷 456-464页

作者：徐来仙姚兰艾训儒郭秋菊刘本洲向钦湖北民族大学林学园艺学院湖北恩施445000 利川市红椿林场湖北利川445400

为查明水杉天然更新的关键障碍因素,探索促进水杉天然更新的有效途径,在野外原生境中选择5株水杉母树作为研究对象,以水杉母树为中心设置样圆,在样圆内采用不同林下处理方式(群落阻隔、林下活地被物阻隔、凋落物阻隔和无阻隔)进行分区试... 详细信息

为查明水杉天然更新的关键障碍因素,探索促进水杉天然更新的有效途径,在野外原生境中选择5株水杉母树作为研究对象,以水杉母树为中心设置样圆,在样圆内采用不同林下处理方式(群落阻隔、林下活地被物阻隔、凋落物阻隔和无阻隔)进行分区试验,研究植被和凋落物对水杉天然更新的影响。结果表明:不同林下处理方式对水杉幼苗更新密度、存活率、苗高、地径、根长、叶片数量、叶面积、地上生物量和地下生物量有极显著影响(P林下活地被物>凋落物。水杉幼苗苗高的生长动态变化符合S型生长曲线(R~2≥0.893),4种处理方式的水杉幼苗更新密度均呈倒“V”形分布。无阻隔处理显著促进了水杉幼苗的天然更新,其存活率、苗高、地径、根长、叶片数量、叶面积、生长速率及生物量等指标均最高;今后在水杉种群保护和管理中,应适当清除林下活地被物和凋落物,为水杉种子萌发和幼苗生长提供适宜环境,促进水杉种群天然更新。

关键词：水杉天然更新凋落物林下植被林下活地被物障碍因子幼苗群落

国外国有森林资源有偿使用典型经验及政策启示

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世界林业研究 2023年第3期36卷 96-102页

作者：徐来仙何友均宁攸凉刘江张珂刘铮奇吴良笑中国林业科学研究院林业科技信息研究所北京100091

国有森林资源有偿使用是增强国有林发展动力、实现国有森林资源资产保值增值和促进林业可持续发展的有效路径。中国国有森林资源有偿使用实践已取得显著进展,但仍存在有效制度供给滞后、收益分配机制不完善、监督机制欠健全、有偿使用... 详细信息

国有森林资源有偿使用是增强国有林发展动力、实现国有森林资源资产保值增值和促进林业可持续发展的有效路径。中国国有森林资源有偿使用实践已取得显著进展,但仍存在有效制度供给滞后、收益分配机制不完善、监督机制欠健全、有偿使用方式创新不足、支撑保障体系残缺等突出问题。文中以美国、德国、加拿大、俄罗斯4个典型国家为对象,梳理国有森林资源有偿使用的范围、方法、形式、管理监督及科技手段等典型经验;同时,结合我国国有森林资源有偿使用面临的突出问题,提出6点政策启示:1)出台国家层面的国有森林资源有偿使用管理办法;2)建立国有森林资源有偿使用收益分配机制;3)建设国有森林资源有偿使用数字化平台;4)拓展国有森林资源有偿使用范围,创新有偿使用方式;5)完善国有森林资源有偿使用监督机制;6)加强国有森林资源经营单位能力建设。

关键词：有偿使用国有林国际经验美国德国加拿大俄罗斯

鄂西南五种野生荚蒾属植物种群结构与动态特征研究

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广西植物 2023年第9期43卷 1747-1758页

作者：赵奂敦李春辉艾训儒薛卫星徐来仙向钦周云湖北民族大学林学园艺学院湖北恩施445000 恩施土家族苗族自治州农业农村局湖北恩施445000

为探明鄂西南地区野生荚蒾属(Viburnum)植物的种群数量特征及区域分布状况,并揭示宜昌荚蒾(V.erosum)、桦叶荚蒾(V.betulifolium)、合轴荚蒾(V.sympodiale)、茶荚蒾(V.setigerum)、荚蒾(V.dilatatum)5种荚蒾属植物种群的生存现状及发展... 详细信息

为探明鄂西南地区野生荚蒾属(Viburnum)植物的种群数量特征及区域分布状况,并揭示宜昌荚蒾(V.erosum)、桦叶荚蒾(V.betulifolium)、合轴荚蒾(V.sympodiale)、茶荚蒾(V.setigerum)、荚蒾(V.dilatatum)5种荚蒾属植物种群的生存现状及发展趋势,在鄂西南金子山国有林场、木林子国家级自然保护区及七姊妹山国家级自然保护区,共布设27 hm~2固定动态监测样地对荚蒾属植物进行调查,通过对5种荚蒾属植物种群进行年龄结构、动态量化分析和静态生命表以及相关曲线等研究,探讨荚蒾属植物种群结构与动态特征及未来发展潜力。结果表明:(1)鄂西南荚蒾属植物在分布区域及种群数量大小上均存在明显差异。(2)种群结构与动态分析显示,5种荚蒾属植物种群年龄结构呈现为金字塔型,幼龄阶段种群个体数量较多,具有较强的增长潜力,但对外界干扰均具有较强的敏感性。(3)静态生命表显示,5种荚蒾属植物存活量均随着龄级的增加而单调递减;消失率与死亡率曲线变化趋势相似,但不同植物消失率与死亡率曲线波动具有差异性;种群存活曲线均趋近于Deevey-Ⅱ型。(4)4个生存函数曲线表明,5种荚蒾属植物种群均表现出前期大量减少、中期趋于稳定、后期衰退的特点。综上认为,鄂西南荚蒾属植物资源丰富,对其属植物的合理开发具有一定的科学性和可行性,幼龄阶段时可适当进行人工疏伐,提高保存率;中龄稳定阶段时可筛选观赏性状优势种进行适当开发利用;部分物种则需要加强保护,以维持该地区生物多样性。

关键词：荚蒾属种群结构动态量化分析静态生命表生存函数

水杉凋落物水浸提液对其种子萌发和生长的化感作用

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广西植物 2022年第11期42卷 1949-1958页

作者：徐来仙姚兰周大寨郭秋菊朱江邓楚艾鑫夏煜轩湖北民族大学林学园艺学院湖北恩施445000

为探究水杉凋落物的化感作用是否是影响其天然更新的障碍因素,该文设置了8种水杉新鲜凋落物和自然凋落物水浸提液浓度200、100、50、20、10、5、2、1 g·L^(-1)和CK,分析不同类型不同浓度凋落物水浸提液对水杉种子萌发和生长的化感作用... 详细信息

为探究水杉凋落物的化感作用是否是影响其天然更新的障碍因素,该文设置了8种水杉新鲜凋落物和自然凋落物水浸提液浓度200、100、50、20、10、5、2、1 g·L^(-1)和CK,分析不同类型不同浓度凋落物水浸提液对水杉种子萌发和生长的化感作用的影响。结果表明:(1)水杉新鲜凋落物水浸提液对水杉种子发芽率和发芽势影响不显著(P>0.05),对发芽指数有显著影响(P0.05),而浓度为5、10、50、200 g·L^(-1)时则有抑制效应。(2)水杉种子芽长、胚轴和主根长度均在不同浓度的新鲜和自然水杉凋落物水浸提液间差异显著(P<0.05),并随着水浸提液浓度的增加(≥10 g·L^(-1))而逐渐降低,尤其是50~200 g·L^(-1)范围内抑制作用显著增强。(3)新鲜和自然水杉凋落物水浸提液对自身种子萌发后生长的抑制作用相较于对种子萌发强,并且新鲜凋落物的化感效应抑制强度大于自然凋落物。(4)在种子萌发和生长指标中,主根长度对化感物质反应最敏感。(5)水杉种子的芽长生长动态变化符合“S”型生长曲线(R 2≥0.988)。总之,水杉凋落物对自身种子萌发和生长具有一定的化感抑制效应,影响其种群天然更新,建议在水杉种群管理中,适当清理林下凋落物,以促进水杉种群的天然更新。

关键词：水杉凋落物天然更新化感作用自毒作用水浸提

凋落物物理阻隔对水杉幼苗出土和早期生长的影响

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浙江农林大学学报 2022年第5期39卷 1018-1027页

作者：徐来仙郭秋菊姚兰洪建峰牟芙蓉艾训儒刘学全赵奂敦湖北民族大学林学园艺学院湖北恩施445000 星斗山国家级自然保护区管理局湖北恩施445000 利川市林业科学研究所湖北利川445400 湖北省林业科学研究院湖北武汉430075

【目的】探讨水杉Metasequoia glyptostroboides母树凋落物物理阻隔对水杉天然更新的影响,为解除水杉天然更新障碍及保护水杉种群提供科学依据。【方法】通过野外模拟试验,对不同类型凋落物(新鲜凋落物和自然凋落物)采用0(对照)、100、... 详细信息

【目的】探讨水杉Metasequoia glyptostroboides母树凋落物物理阻隔对水杉天然更新的影响,为解除水杉天然更新障碍及保护水杉种群提供科学依据。【方法】通过野外模拟试验,对不同类型凋落物(新鲜凋落物和自然凋落物)采用0(对照)、100、300、500、700、900 g·m^(-2)的质量梯度,分别在种子下层和上层覆盖凋落物来探究凋落物对水杉幼苗出土及早期生长的影响。【结果】(1)凋落物对水杉种子出苗率和幼苗存活率产生抑制作用,在凋落物质量为300~900g·m^(-2)时抑制作用显著增强(P0.05);当凋落物质量高于300 g·m^(-2)时,全部处理均抑制幼苗生长。随着凋落物质量的增加,对水杉幼苗根长的抑制作用逐渐增强。(3)随凋落物质量增加,水杉幼苗地上生物量和地下生物量呈先上升后下降的变化趋势,只有在种子下层铺垫300 g·m^(-2)的自然凋落物处理后有一定波动,其余各处理均抑制幼苗地下生物量累积;当凋落物质量达500 g·m^(-2)以上时,凋落物显著阻碍幼苗地上和地下生物量的累积(P300 g·m^(-2)),新鲜凋落物对水杉幼苗出土和早期生长的抑制作用大于自然凋落物,种子下层铺垫凋落物比种子上层覆盖凋落物的抑制作用更强。【结论】水杉母树凋落物对水杉幼苗出土和早期生长具有明显的物理阻隔作用,进而影响水杉更新生长。因此,建议在种子雨高峰期前,对水杉林下不同类型的凋落物进行及时清理,以促进水杉天然更新。

关键词：天然更新水杉物理阻隔生物量凋落物幼苗生长

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森林风景区生态系统服务价值评估

林业与生态科学 2022年第4期37卷 456-465页

作者：徐来仙郭秋菊艾训儒刘学全向钦赵奂敦湖北民族大学林学园艺学院湖北恩施445000 湖北省林业科学研究院湖北武汉430075

基于湖北省利川苏马荡和英山桃花冲2个风景区的森林资源特点与实地调查数据,依据《森林生态系统服务功能评估规范》(GB/T 38582-2020)定量评估2019年湖北省森林风景区生态系统服务价值。结果表明,苏马荡风景区的森林生态服务总价值为3.9... 详细信息

基于湖北省利川苏马荡和英山桃花冲2个风景区的森林资源特点与实地调查数据,依据《森林生态系统服务功能评估规范》(GB/T 38582-2020)定量评估2019年湖北省森林风景区生态系统服务价值。结果表明,苏马荡风景区的森林生态服务总价值为3.94亿元/年,以涵养水源价值和固碳释氧价值主(共占79.56%);生态服务贡献最大的是针阔混交林,其次为马尾松林、柳杉林、日本落叶松林和杉木林。桃花冲风景区森林生态服务总价值为5.47亿元/年,涵养水源价值在森林生态系统服务价值所占比例最大,其次为森林游憩价值、固碳释氧价值、生物多样性保育价值、保育土壤价值、林木积累营养物质价值和净化大气环境价值;森林生态服务价值中针叶林贡献最高,其次是针阔混交林、阔叶林。研究结果客观反映这2个典型区域森林生态体系建设取得的成果和对经济社会发展的贡献,同时可为湖北省相关部门“两山”转化和“双碳战略”实施提供依据,对区域森林经营管理水平的进一步提升、实现森林可持续发展具有重要意义。

关键词：森林生态系统服务价值评价康养旅游苏马荡桃花冲