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太行山南麓3种典型人工林土壤碳氮分布特征

河南农业科学 2015年第1期44卷 52-56页

作者：苗蕾孙玉军杨喜田董斌北京林业大学北京100083 河南农业大学河南郑州450002

为研究干旱半干旱地区森林土壤碳、氮分布特征,选取太行山南麓20年生侧柏、刺槐、栓皮栎人工次生林为研究对象,对林下0~60 cm土层的土壤有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮含量及土壤物理性质进行测定。结果表明：3种人工林土壤容重随土层深... 详细信息

为研究干旱半干旱地区森林土壤碳、氮分布特征,选取太行山南麓20年生侧柏、刺槐、栓皮栎人工次生林为研究对象,对林下0~60 cm土层的土壤有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮含量及土壤物理性质进行测定。结果表明：3种人工林土壤容重随土层深度增加而增大,土壤含水率和孔隙度均表现出随土层深度增加而减少的趋势。3种人工林不同土层的土壤有机碳、氮（全氮、铵态氮、硝态氮）含量均呈现出随土层深度增加而减小的趋势,总体上有机碳和全氮含量均表现为刺槐人工林最高、侧柏人工林最低。3种人工林林下土壤剖面的C/N比值介于6.44~12.00,没有明显差异。3种人工林土壤有机碳含量与全氮、铵态氮、硝态氮（除侧柏人工林）含量均存在极显著相关性。3种人工林土壤含水率与土壤有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮（除侧柏人工林）含量呈显著或极显著正相关;而土壤容重与之表现出一定的负相关关系,但仅侧柏人工林的有机碳、铵态氮、硝态氮与土壤容重的相关性达显著水平。

关键词：太行山典型人工林土壤有机碳氮

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晋西黄土丘陵区两种典型人工林蒸腾特性研究

晋西黄土丘陵区两种典型人工林蒸腾特性研究

作者：刘宇北京林业大学

学位级别：硕士

晋西黄土丘陵区生态系统比较脆弱,严重的水土流失是该区面临的一个主要问题,而植被恢复是治理该区水土流失的根本性途径;研究该地区典型人工林的蒸腾耗水规律,对于深入了解和调控林木水分关系、选择合适的造林树种、优化防护林体系以及... 详细信息

晋西黄土丘陵区生态系统比较脆弱,严重的水土流失是该区面临的一个主要问题,而植被恢复是治理该区水土流失的根本性途径;研究该地区典型人工林的蒸腾耗水规律,对于深入了解和调控林木水分关系、选择合适的造林树种、优化防护林体系以及空间配置等都具有现实的指导意义。本文以位于山西省中阳县黄土丘陵区典型水土保持树种油松和刺槐为研究对象,研究了其蒸腾特性并最终估算出了油松与刺槐的林分耗水量。主要研究结论如下：(1)油松、刺槐边材液流速率日变化均呈现出十分明显的昼夜规律,液流速率通常在5：00至7：00开始上升,并在中午前后达到峰值,然后开始下降直至次日清晨之前达到最低值。夜间仍有微弱液流存在,但是强度远低于白天。其中刺槐液流启动时间早于油松,且液流峰值高于油松液流峰值。(2)不同天气条件下林木边材液流速率变化规律差异较大,大小规律为：晴天>多云>阴天,阵雨天气下,油松、刺槐液流速率均会在降雨时急剧下降,在降雨结束后液流速率再次上升。(3)油松与刺槐边材液流速率在2013年6-10月之间月变化规律一致,液流速率随月份的变化趋势均为先上升后下降,均在8月份达到日均液流速率的最大值,证明油松、刺槐在该月蒸腾耗水作用最为强烈。(4)油松、刺槐边材液流速率与太阳辐射强度、水汽压差、空气相对湿度、空气温度均表现出了极显著的相关关系,与风速表现出了显著的相关关系,证明这些都是影响蒸腾的因子。(5)油松、刺槐不同径阶日均蒸腾耗水量大小关系为：油松16cm>12cm>8cm,刺槐17cm>13cm>9cm>5cm,说明胸径较大的树木一般日蒸腾量较大,树木形态对树木的蒸腾量有一定的影响。(6)2013年6-10月油松的各月的林分耗水量分别为11.24mm、12.45mm、19.32mm、14.09mm、12.10mm,油松林分耗水量总和为69.20mm;刺槐各月的林分耗水量分别为13.01mm、13.47mm、15.92mm、9.55mm、8.93mm,刺槐林分耗水量总和为60.87mm,两种典型林分的蒸腾耗水量均小于各月同期的降雨量,且刺槐的林分耗水量小于油松的林分耗水量。

关键词：黄土丘陵区典型人工林热扩散式探针边材液流速率蒸腾耗水量

基于SCF-S2002和LI-8100的三种典型人工林土壤呼吸特征及经营影响研究

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基于SCF-S2002和LI-8100的三种典型人工林土壤呼吸特征及经营影响...

作者：张宇鹏浙江农林大学

学位级别：硕士

本文以浙江省三种典型人工林林分为研究对象,以基于WSN(wireless sensor network无线传感器网络技术)的SCF-S2002和LI-8100土壤碳通量监测系统为基础,通过对雷竹林、杉木林、阔叶林6个样地,在无处理、表层10cm土壤翻耕、修枝等人工经营... 详细信息

本文以浙江省三种典型人工林林分为研究对象,以基于WSN(wireless sensor network无线传感器网络技术)的SCF-S2002和LI-8100土壤碳通量监测系统为基础,通过对雷竹林、杉木林、阔叶林6个样地,在无处理、表层10cm土壤翻耕、修枝等人工经营措施下的土壤呼吸速率日变化、月变化对比,研究不同林分土壤呼吸速率差异,不同经营措施对林分土壤呼吸速率的影响,以及探讨对林分CO通量监测的有效途径。主要研究结果如下:(1)利用自主研发SCF-S2002土壤呼吸监测系统观测样点CO通量值显示,土壤呼吸速率(R)日变化呈双峰变化,R与温度的相关性利用指数模型R=ae模拟:R=0.0438e0.2544Ts,R=0.6507。对LI-8100土壤呼吸监测系统测量值进行非线性回归分析发现R=0.3062e0.1367Ts,R=0.7839,两台仪器均测得土壤呼吸速率值与样地土壤温度变化相关性较高。SCF-S2002的测量数据采样周期短,数据采集可以覆盖到全天,全程无人操作,可多点同时测量,数据远程接收,SCF-S2002适宜在样地中大范围多点布施。(2)雷竹林、杉木林、阔叶林样地土壤呼吸速率日变化趋势一致,均呈单峰曲线,三种林分土壤呼吸速率最低值集中在6:00:00,最高值集中在12:006:00。土壤呼吸速率在无经营措施下(a处理)日均值为雷竹林(3.77μmol·m·s)>阔叶林(1.89μmol·m·s)>杉木林(1.53μmol·m·s)。在30月测量值显示无经营措施下CO通量累积量雷竹林(28.46 t CO·ha·a)>阔叶林(16.70 t CO·ha·a)>杉木林(14.88 t CO·ha·a)。(3)翻耕措施下样地(b处理)土壤呼吸速率日均值为雷竹林(6.62μmol·m·s)>阔叶林(3.29μmol·m·s)>杉木林(3.08μmol·m·s),雷竹林样地在翻耕措施影响下土壤呼吸速率日均值增加了2.85μmol·m·s;阔叶林土壤呼吸速率日均值增加了1.55μmol·m·s,杉木林土壤呼吸速率日均值增加了1.40μmol·m·s。碳通量32月累积量为雷竹林(43.78 t CO·ha·a)>阔叶林(30.09 t CO·ha·a)>杉木林(24.72t CO·ha·a)。(4)在修枝措施影响之下,各样地碳通量日变化平均值为雷竹林(2.95μmol·m·s)>阔叶林(2.56μmol·m·s)>杉木林(1.97μmol·m·s)。修枝使雷竹林样地土壤呼吸日均值增加了0.82μmol·m·s;杉木林样地土壤呼吸日均值增加了0.44μmol·m·s;阔叶林样地土壤呼吸日均值增加了0.37μmol·m·s。碳通量32月累积量为雷竹林(26.82 t CO·ha·a)>阔叶林(20.22 t CO·ha·a)>杉木林(19.48t CO·ha·a)。(5)不同经营措施对不同林分土壤呼吸速率有不同程度的影响。在不同林分中经营措施对土壤呼吸速率日平均值影响为翻耕>修枝>无处理;30月碳通量累积量为翻耕>修枝>无处理。根据试验,林分结构越复杂,地上生物量越多,林分郁闭度越高,林地状况人为干预越少对土壤CO通量的日变化幅度影响越小,在外界环境因子变化下土壤呼吸速率越稳定,年碳通量累积量越小。试验观测的三种人工林土壤呼吸速率日变化主要和林分10cm土壤温度相关,样地内温度的日变化是导致了土壤呼吸速率的波动的主要原因。

关键词：典型人工林经营措施土壤呼吸速率土壤温度

粤北地区典型人工林林下森林可燃物的特征研究

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林业资源管理 2022年第4期 61-71页

作者：付志高王志龙肖以华许涵史欣中国林业科学研究院热带林业研究所梅州市林业局

森林可燃物是发生森林火灾的重要物质基础，研究其特征对预研森林火灾发展规律具有重要作用。以粤北地区的5种典型森林(桉树林、马尾松林、杉木林、毛竹林和木荷林)为研究对象，测定了森林的灌木(Ⅰ)、草本(Ⅱ)、腐殖质(Ⅲ)和枯落物Ⅳ(d... 详细信息

森林可燃物是发生森林火灾的重要物质基础，研究其特征对预研森林火灾发展规律具有重要作用。以粤北地区的5种典型森林(桉树林、马尾松林、杉木林、毛竹林和木荷林)为研究对象，测定了森林的灌木(Ⅰ)、草本(Ⅱ)、腐殖质(Ⅲ)和枯落物Ⅳ(d林的可燃性。研究结果表明，可燃物的干鲜比位于41.88%～85.99%,枯落物Ⅴ最大，且不同可燃物类型间具有极显著的差异(P林分类型的腐殖质层(Ⅲ)、枯落物Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ平衡含水率变幅分别为4.77%～5.01%,6.86%～7.27%,8.26%～9.64%和9.94%～10.58%;枯落物的平衡含水率随直径增大而升高，枯落物Ⅵ的平衡含水率显著高于Ⅲ(P林的抗火性强度分成3类，第1类为木荷林，抗火性强林分，第2类是毛竹林，为抗火性中等林分，第3类包括马尾松、杉木和桉树林，为相对易燃林分。

关键词：典型人工林森林可燃物可燃物特性熵权法

基于互补相关理论的黄土沟壑区典型人工林绿水流研究

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水土保持通报 2021年

作者：符冲宋孝玉李蓝君赵新凯李怀有西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室黄委会西峰水土保持科学试验站

[目的]对黄土沟壑区典型人工林刺槐、侧柏、油松的绿水流变化规律进行研究,为当地植树造林,促进水资源高效利用等工作提供科学指导。[方法]首先对Granger模型在南小河沟流域典型人工林内的适用性进行评价,然后结合实测的低效绿水,对各... 详细信息

[目的]对黄土沟壑区典型人工林刺槐、侧柏、油松的绿水流变化规律进行研究,为当地植树造林,促进水资源高效利用等工作提供科学指导。[方法]首先对Granger模型在南小河沟流域典型人工林内的适用性进行评价,然后结合实测的低效绿水,对各林地内高、低效绿水进行了分离,并基于分离结果,分析总结无雨期各林地高、低效绿水变化特征及其与太阳辐射、叶面积指数、土壤含水率的关系。[结果](1)Granger模型在各林地内的适用性良好,其纳什效率系数在率定期以及验证期分别在0.67以及0.52以上。(2)各林地中,高效绿水在不同水文年的变化程度表现为:侧柏(45.93%)>油松(28.81%)>刺槐(6.11%);低效绿水变化则表现为:油松(52.73%)>侧柏(34.97%)>刺槐(21.16%);绿水流变化表现为侧柏(21.13%)>刺槐(12.37%)>油松(0.50%)。两种水文年份无雨期,刺槐、侧柏、油松林地10 cm和20cm土层相对含水量低于50%的比例占90.1%和56.8%,64.0%和68.4%,70.1%和71.2%;20 cm土层相对含水量低于50%的占90.1%和61.0%,60.1%和80.0%,66.7%和50.5%。[结论](1)侧柏是对水分最敏感的树种。(2)不同水文年对侧柏高效绿水(45.93%)的影响大于低效绿水(34.97%),对刺槐和油松则正好相反。(3)太阳辐射对侧柏低效绿水的影响最大,对刺槐高效绿水影响最大。刺槐和油松的低效绿水都随叶面积指数的增加而减少,高效绿水则随之增加。侧柏的高效绿水受叶面积指数影响较小。3种林地在试验期大部分时段内都处于中度缺水状态。

关键词： Granger模型黄土沟壑区典型人工林绿水流分离水量平衡

贵州省喀斯特地区4种典型人工林叶片化学计量特征

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浙江农林大学学报 2016年第6期33卷 984-990页

作者：吕文强周传艳闫俊华李世杰贵州省科学院山地资源研究所贵州贵阳550001 华南理工大学环境与能源学院广东广州510640 中国科学院华南植物园广东广州510650 贵州省林业调查规划院贵州贵阳550001

为评价贵州省人工林生境养分供应状况及养分获取效率,以贵州省喀斯特地区4种典型人工林:华山松Pinus armandii林,杉木Cunninghamia lanceolata林,马尾松Pinus massoniana林和柏木Cupressus funebris林为研究对象,分析了以上4种人工林叶... 详细信息

为评价贵州省人工林生境养分供应状况及养分获取效率,以贵州省喀斯特地区4种典型人工林:华山松Pinus armandii林,杉木Cunninghamia lanceolata林,马尾松Pinus massoniana林和柏木Cupressus funebris林为研究对象,分析了以上4种人工林叶片生态化学计量学特征。结果显示:华山松、杉木、马尾松和柏木等4种典型人工林叶片碳(C)质量分数较高,氮(N)和磷(P)质量分数较低;各林型之间叶片碳质量分数变异较小,氮、磷质量分数以及碳氮比(C∶N),氮磷比(N∶P),碳磷比(C∶P)变异较大。4种典型人工林各林型之间叶片生态计量学指标大部分差异不显著(P>0.05)。4种典型人工林叶片碳氮比(C∶N)和碳磷比(C∶P)较大,表明它们从生境中获取养分的效率较高,而氮磷比(N∶P)则揭示了杉木林和华山松林的生长受氮限制、柏木林受磷限制,马尾松林受氮和磷的共同限制。

关键词：森林生态学叶片典型人工林贵州省生态化学计量学喀斯特地区

基于Granger模型的黄土沟壑区典型人工林绿水流研究

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水土保持通报 2020年第6期40卷 14-22页

作者：符冲宋孝玉李蓝君赵新凯李怀有西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048 黄河水利委员会西峰水土保持科学试验站甘肃庆阳745000

[目的]对黄土沟壑区典型人工林刺槐、侧柏、油松的绿水流变化规律进行研究,为该区植树造林,促进水资源高效利用等工作提供科学指导。[方法]首先对Granger模型在南小河沟流域典型人工林内的适用性进行评价,然后结合实测的低效绿水,对各... 详细信息

[目的]对黄土沟壑区典型人工林刺槐、侧柏、油松的绿水流变化规律进行研究,为该区植树造林,促进水资源高效利用等工作提供科学指导。[方法]首先对Granger模型在南小河沟流域典型人工林内的适用性进行评价,然后结合实测的低效绿水,对各林地内高、低效绿水进行了分离,并基于分离结果,分析总结无雨期各林地高、低效绿水变化特征及其与太阳辐射、叶面积指数、土壤含水率的关系。[结果]①Granger模型在各林地内的适用性良好,其纳什效率系数在率定期以及验证期分别在0.67以及0.52以上。②各林地中,高效绿水在不同水文年的变化程度表现为:侧柏(45.93%)>油松(28.81%)>刺槐(6.11%);低效绿水变化则表现为:油松(52.73%)>侧柏(34.97%)>刺槐(21.16%);绿水流变化表现为侧柏(21.13%)>刺槐(12.37%)>油松(0.50%)。偏枯和特枯年份无雨期刺槐、侧柏、油松林地10 cm土层相对含水量低于50%的比例占90.1%,56.8%,64.0%和68.4%,70.1%,71.2%;20 cm土层相对含水量低于50%的占90.1%,61.0%,60.1%和80.0%,66.7%,50.5%。[结论]①侧柏是对水分最敏感的树种。②不同水文年对侧柏高效绿水(45.93%)的影响大于低效绿水(34.97%),对刺槐和油松的影响则正好相反。③太阳辐射对侧柏低效绿水的影响最大,对刺槐高效绿水影响最大。刺槐和油松的低效绿水都随叶面积指数的增加而减少,高效绿水则随之增加。侧柏的高效绿水受叶面积指数影响较小。3种林地在试验期大部分时段内都处于中度缺水状态。

关键词： Granger模型黄土沟壑区典型人工林绿水流分离水量平衡

华北土石山区空气负离子浓度变化特征及影响因素研究

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华北土石山区空气负离子浓度变化特征及影响因素研究

作者：张家兴河南农业大学

学位级别：硕士

空气负离子(Negative air ion;NAI)是衡量一个地区空气清洁度的重要指标,具有杀菌除尘、增强人体免疫力和辅助治疗多种疾病的功能,能够调节人体的心理和生理机能,被誉为“空气维生素”。本研究以2021年-2022年河南黄河小浪底地球关键带... 详细信息

空气负离子(Negative air ion;NAI)是衡量一个地区空气清洁度的重要指标,具有杀菌除尘、增强人体免疫力和辅助治疗多种疾病的功能,能够调节人体的心理和生理机能,被誉为“空气维生素”。本研究以2021年-2022年河南黄河小浪底地球关键带国家野外科学观测研究站的典型人工林栓皮栎(Quercus variabilis BI.)、侧柏(Platycladus orientalis L.)为试验对象,选取该地区山顶空地和山中居民区为对照试验,分析其四季NAI的变化特征,利用随机森林模型(Random Forest,RF)分析环境因子对NAI主要影响因子,旨在探究不同样地类型NAI的差异性以及在不同季节影响NAI的主导因子,为进一步深入该地区研究不同样地类型对空气负离子的变化机理提供基础依据。研究结果表明:(1)华北土石山区NAI浓度在观测期由高到底依次为:侧柏(692.47±70.33 ion·cm)>栓皮栎(602.97±90.42ion·cm)>山顶空地(545.65 ion·cm)>山中居民区(455.28ion·cm)(p人工林NAI四季日内变化趋势均呈现单峰变化趋势,其中在冬季时期栓皮栎林NAI日内变化趋势波动不明显。春季和夏季时期NAI浓度栓皮栎林>侧柏林,而在秋季和冬季时期NAI浓度侧柏林>栓皮栎林。建议游客在夏季时期选择栓皮栋林中午前后进行康养活动。(3)在栓皮栎垂直高度上林下(栓皮栎1.5m)与冠层中部(栓皮栎5m)NAI均在7月份出现最高值分别为:883.07±57.46 ion·cm、1098.12±394.96 ion·cm,最低值均出现在1月份分别为:325.00±65.38 ion·cm、398.58±95.22 ion·cm。在观测期内林下NAI浓度均高于冠层中部;冠层中部NAI四季日内变化在观测期间均呈现单峰变化趋势,林下NAI四季日内变化趋势在春季、夏季和秋季呈现单峰变化趋势,在冬季呈现先下降后上升变化趋势;林下NAI极值出现时间相较于冠层中部存在1-3h滞后现象。(4)山中居民区在7月份NAI达到最高值为636.49±76.16 ion·cm,最低值出现在1月份为276.96±26.93 ion·cm;山顶空地NAI观测期内变化无规律,NAI最高值出现在6月份为632.26±114.86 ion·cm,最低值出现在2月份为485.15±100.50 ion·cm。在春季、秋季和冬季时期,山顶空地NAI>山中居民区NAI,而在夏季时期山中居民区NAI>山顶空地NAI。山顶空地在夏季时期NAI日内变化呈现双峰变化趋势,在春季、秋季和冬季NAI日内变化趋势呈现单峰;山中居民区则在冬季时期出现单谷变化趋势,而在春季、夏季和秋季呈现单峰变化趋势。(5)通过随机森林模型筛选出影响林内和林外NAI的最主要环境因子,影响四季山顶空地NAI主要环境因子为WS,影响山中居民区NAI主要以颗粒物为主,影响栓皮栎和侧柏在春夏季主要环境因子为VPD,而在秋冬季节主要以颗粒物为主。

关键词：空气负离子典型人工林华北土石山区环境因子随机森林模型

西宁南北山典型人工纯林结构及其下草本组成和多样性特征

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西宁南北山典型人工纯林结构及其下草本组成和多样性特征

作者：聂焕焕山西农业大学

学位级别：硕士

森林是最重要的陆地生态系统类型,其生物多样性及保护一直是生态学研究的热点问题。人工纯林作为生态系统的重要组成部分,其建立后对地表植被产生重要影响,而随着生长年限的不同,地面的草本组成和多样性特征发生很大变化。基于此,本研... 详细信息

森林是最重要的陆地生态系统类型,其生物多样性及保护一直是生态学研究的热点问题。人工纯林作为生态系统的重要组成部分,其建立后对地表植被产生重要影响,而随着生长年限的不同,地面的草本组成和多样性特征发生很大变化。基于此,本研究以西宁南北山的人工纯林为研究对象,采用野外调查和室内分析相结合的方法,对林分密度、立地条件相同,林龄不同的油松(10a、25a、40a)、青杨(10a、20a、30a)及青海云杉(5a、10a、15a)人工林分结构及其下层草本物种组成和多样性的变化特征进行研究,以期为后期人工林经营管理提供依据。研究结果如下:(1)林龄为10a、25a和40a的油松林,其林木个体及林分结构均随着林龄的增加不断改善,其中郁闭度显著增加,分别为0.27、0.61和0.85;油松林下草本植物的种类也发生显著变化。经统计,油松林下草本植物共有41种,隶属15科29属,10a、25a和40a的林下草本数依次为24种、26种和8种。林下草本优势科为禾本科,优势种为冰草。物种丰富度指数和Shannon-Wiener指数随林龄的增大表现为先增大后减小的趋势,这两个指数在40a时显著小于其他林龄组。(2)林龄为10a、20a、30a的青杨人工林林分郁闭度分别为0.65、0.83和0.80,其林分结构均随林龄增加而不断改善。经统计,青杨林下共有草本植物44种,隶属21科38属,随着林龄增加,草本物种数呈减小的趋势,分别为31种、21种和18种。菊科和禾本科是优势科,冰草为优势种,且随着林龄增加其重要值增加。林龄为10a时的Shannon-Wiener多样性指数和Simpson指数显著大于其他两个林龄阶段。(3)林龄为5a、10a和15a的青海云杉,其郁闭度分别为0.16、0.33和0.54,经分析,各林分指标之间具有显著差异性。统计表明,青海云杉林下共有草本植物53种,隶属19科42属,各林龄阶段的草本数依次为36种、25种和30种。林下优势科为菊科,在造林初期冰草为主要优势种,随着林龄的增加,青蒿和蒙古蒿依次成为新的优势种。青海云杉各林龄阶段的林下草本多样性指数无显著性差异。(4)经分析表明,10a的青杨各林分指标均显著大于同龄的油松和青海云杉。同龄的三种人工林,除Pielou指数无显著性差异外,其他多样性指数整体为油松>青海云杉>青杨。综上所述,人工林随林龄不同,其结构发生变化,从而对其林下植被的组成及其多样性产生了明显的影响。另外,在林分郁闭度达到0.6之前,各多样性指数随着林龄的增加而增加;林分郁闭度超过0.6时,物种多样性随着郁闭度的增大而减小。因此本研究认为,营造人工林时应选择合理的造林密度,加强后期管理,在林分郁闭度0.6左右时,可以提高地面植被的物种多样性,促进植被群落健康发展。

关键词：西宁南北山典型人工林草本组成物种多样性