基于2005年森林资源一类清查数据,分析了六盘山区辽东栎林分结构和空间分布特征。结果表明:辽东栎林在六盘山主要分布于海拔1 900-2 300 m范围内,坡度为20-35°的半阴坡、半阳坡和阴坡上,与山杨林的分布生境相近。现有的辽东栎林多为幼龄林,平均林龄30 a,林分密度较大,平均1 046株·hm-2,树木平均高度7.8 m,平均胸径12.4 cm。胸径5-10 cm的辽东栎株数占50％以上,平均木材蓄积量仅为 39.9 m3·hm-2。随着海拔升高、坡位从坡上部到坡下部,坡向从半阴坡到半阳坡,林分密度增大,平均树高和胸径增加,这主要是因为沿此梯度林龄在增加,而且随着年龄的增加,辽东栎林的平均胸径以0.8 cm·a-1的速度增大,作为主要先锋伴生树种的山杨在林内的比重则下降,说明六盘山区的现有辽东栎林正处于正向演替阶段,更趋稳定。建议对辽东栎林采取近自然林业的管理方式,减少不利的人工干预,加速培养近自然森林。

In order to test the accuracy of the usually-used fixed calibration factor of the canopy scanner of LAI-2000 for measuring the leaf area index (LAI), a Larix principis-rupprechtii plantation was chosen in the small watershed of Xiangshuihe located at the Liupan Mountains of Ningxia Hui Autonomous Region of NW China, the LAI was measured in October 2010, a period from full canopy to the total fall of needles, by using both the LAI-2000 and litter-fall collection method. Then, a comparison was made between the LAI values determined by the litter-fall collection and that calculated based on the figures read from LAI-2000 and the fixed calibration factor (1.49). It showed that the average of LAI measurements of the 2 methods was very close, with a difference of only 5%. However, the calculated LAI from LAI-2000 was obviously higher than the true values determined by litter-fall collection when the canopy was full of needles; and obviously lower than the true value when the canopy was sparse after needle falling. The reason may be that LAI-2000 takes the projection of twigs as needles. So, a dynamic calibration factor is needed, especially in the seasons when the needle amount and the percentage of twigs projection in crown projection change quickly. Therefore, a statistic relation in a quadratic polynomial form between the 2 series of LAI data was well fitted. This relation can be used for a more accurate estimation of LAI based on the data read from the easily-used canopy scanners like LAI-2000.

立地水分条件决定的植被承载力是干旱缺水地区森林合理经营的重要依据。考虑到干旱缺水地区的森林蒸散耗水在水分输出中占据绝对主导地位，其大小直接与叶面积指数（LAI）相关，将林冠LAI在生长季一段时间内的最大值（LAImax）作为植被承载力（LAIc）的量化指标，利用冠层分析仪（LAI-2000），在六盘山香水河小流域和叠叠沟小流域的44个华北落叶松人工林样地，实测了冠层LAI的季节动态变化，研究了生长季内LAImax与林分断面积、郁闭度、平均树高、密度等常用林分结构指标的关系。结果表明：LAImax与林分不同结构指标均呈幂函数关系，其决定系数（R2）依次为0.84、0.82、0.56、0.47，说明能同时反映林分密度和树体大小的林分断面积与林冠LAI相关最紧密。将LAImax与林分断面积的幂函数关系嵌入了林分平均胸径与林分密度和林龄关系的模型，用以描述LAImax与林龄和密度的关系，并利用样地实测数据拟合了模型参数。拟合建立的模型对所有样地的LAImax的计算值与实测值的相对误差平均为8.6%（0% 20.4%），能较好地描述LAI与林龄和密度的关系。利用此模型，进一步导出了能依据给定的LAIc，简捷计算出不同林龄时的可承载林分密度的模型，从而为基于立地水分植被承载力的林分密度管理和森林多功能经营等提供技术支持。

目的 观察南酸枣雌雄配子的发育过程，初步探究南酸枣雌雄蕊败育的发生原因。 方法 利用石蜡切片观察法研究南酸枣的大小孢子和雌雄配子体的发育过程。 结果 （1）南酸枣雌雄异株、单性花，雄花无子房，雌花具退化雄蕊；雄花纵长大于3 mm时，花药成熟，子房纵长达3.5 mm时，胚囊成熟；（2）雄花成熟花药壁共分5层，由外向内为1层表皮、1层药室内壁、2层中层、1层绒毡层，发育形式属基本型；（3）小孢子母细胞分裂形式属同时型，四面体型小孢子四分体，2-细胞型花粉，见3个萌发孔胞质囊；（4）双珠被、厚珠心；胚囊发育类型为蓼型，后期倒转；（5）雌花退化雄蕊的花药壁5层，雌花具左右对称型小孢子四分体，小孢子期绒毡层解体，小孢子解体后花药空囊，药室内壁略纤维状加厚，表皮此时退化；（6）南酸枣雄花从现蕾到散粉约25 d时间，雌花从现蕾到胚囊成熟约24 d时间。 结论 南酸枣雌雄配子发育模式与漆树科大多数种一致；雄花无雌蕊，系花芽发育过程中雌蕊原基退化所致；南酸枣未见退化胚珠，雌花退化雄蕊具正常的小孢子母细胞、异常的小孢子四分体和小孢子，且绒毡层不正常解体，花药空囊，无花粉粒。

森林枯落物和土壤具有重要生态水文功能,对六盘山香水河小流域的辽东栎—少脉椴、华北落叶松林的研究表明:辽东栎—少脉椴林枯落物未分解层、半分解层的最大持水量分别为5. 42、11. 28 t·hm-2 ;华北落叶松林的对应值分别为5. 72、24. 51 t·hm-2。两种林分枯落物的有效拦蓄量分别为0. 56和1. 63 mm,即华北落叶松林枯落物的持水能力好于辽东栎—少脉椴林。但辽东栎—少脉椴林1 m土层的非毛管持水深和毛管持水深(108. 15、441. 02mm)远大于华北落叶松林(65. 80、420. 00 mm) ,且前者生长季1 m土层有效持水能力(267. 77～327. 42 mm)大于后者(133. 55～227. 23 mm) 。从林地综合持水能力来看,辽东栎—少脉椴林的水文生态功能优于华北落叶松林。此外发现,虽然是两个不同的林分,但其1 m土层的有效持水能力的非毛管比例都是36. 6% ,毛管比例都是6314% ,表明在采用土壤有效持水能力、毛管贮水深、非毛管贮水深这3个指标中的任何一个评价较厚土层的总持水能力时,都将有很好的一致性。

在具有半干旱气候的宁夏固原六盘山区叠叠沟小流域,于2009年整个生长季内(5—10月)监测了典型阴坡坡面上的华北落叶松人工林不同坡位的7个样地的林冠层、林下灌木层和草本层的叶面积指数(LAI)的数量变化和季节动态。结果表明:(1)华北落叶松不同样地的林冠层LAI随坡位升高的变化趋势基本上是逐渐减小,从坡下部的1.52-2.95减少到坡顶部的0.15-0.27;林下灌木层LAI是先增加后减小,从坡下部的0.05-0.06增加到坡中上部的0.73-1.01后再减小到坡顶的0.19-0.30;草本层的LAI随坡位上升不断增加,从0.18-0.36增加到0.19-0.75。(2)林冠层和草本层的LAI季节变化趋势都呈先上升、达到最大值后再下降的单峰曲线。在生长季初期(5—6月),林冠层LAI的增长比草本的快,而在生长季中期(7—8月)却比草本层的慢,这是由温度和土壤水分条件及根系层深度差别共同决定的。(3)随着林冠郁闭度增加,林冠层的LAI几乎线性增大;灌木层LAI随林冠郁闭度增加先增大后逐渐减小,在0.5左右达到最大值,在0.9以后几乎为零;草本层LAI随林冠郁闭度增加缓慢线性减小,从0.74降到0.35;灌草层(灌木加草本)LAI在林冠郁闭度0.4-0.5时最高并超过林冠层的LAI,在0.6以后急剧减少并开始低于林冠层LAI;总LAI随林冠郁闭度增加先急剧增加,在郁闭度0.6-0.8之间保持最大且相对稳定,之后轻微下降。

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。

目的 定量评价黄土高原地区造林对流域产水量的影响，指导林水协调的林业发展和森林管理。 方法 综合分析多年在黄土高原、泾河流域、六盘山区开展的森林产流影响的多尺度研究结果。 结果 在黄土高原区域尺度，林地平均年径流（16 mm）比非林地（39 mm）减少59%；在典型流域尺度（泾河干流上游流域），森林年均产水量（76 mm）比自然草地减少51%，其中，半湿润土石山区的森林年均产水量（88.8 mm）比自然草地减少58%；在典型小流域尺度（半湿润的香水河小流域），完全覆盖森林后的年均产流比无森林覆盖情景减少59%。森林增加导致的年产流减幅在干旱地区和干旱年份会更大，并可能超过100%，如年降水量低于450 mm的黄土流域、半干旱的泾河上游黄土区的林地及半干旱的叠叠沟小流域的坡面乔木林分样地，其年产水量常为零或负值，即需消耗土壤水分和坡上汇入径流等维持生存。低度间伐不能显著减少森林蒸散耗水。 结论 在黄土高原研究的小流域、流域和区域空间尺度内，造林减少年产流量的平均幅度都在50%~ 60%以上，且随干旱程度的增加可达到100%，并因消耗降水外的其他水源而出现负产流。需依据水分承载力合理选择待恢复植被类型和确定森林覆盖率，这是保障区域供水安全和实现林水协调管理的基本途径。

通过对土壤水分特征曲线和物理性质的测定,分析了宁夏六盘山北侧5种典型植被类型土壤的持水性能和供水性能。结果表明:用Gardner等在1970年提出的幂函数方程可以较好地反映土壤含水量与土壤水吸力之间的数量关系;不同植被类型土壤各层的土壤密度的大小排序为弃耕地>山桃人工林>天然长芒草>华北落叶松人工林>天然沙棘林,总孔隙度恰恰相反;在土壤水的中吸力阶段(0.1～1.5 MPa),华北落叶松人工林地、天然长芒草地、天然沙棘林地、山桃人工林地和弃耕地土壤各层的含水量分别为169.7～239.3、160.3～236.1、140.9～224.5、119.9～198.1、113.5～176.4 g.kg-1,说明各种植被类型土壤的持水性能依次减弱;不同植被类型土壤的供水性能随着土壤吸力的增加而呈递减趋势,说明通过植树种草可改善土壤结构、降低土壤密度和增加土壤总孔隙度等物理性质而对其持水性能和供水性能产生积极作用。

2009年,在宁夏六盘山南部林区香水河小流域,调查研究了主要森林类型的生物量及其层次和器官分配。结果表明:不同森林的活体植被总生物量(t·hm-2)差别较大,依次为华山松(102.70)>桦木林(84.42)>山杨林(79.97)>华北落叶松人工林(58.37)>疏林(44.91),按各类森林面积加权平均为78.37,远高于灌丛(20.77)、草地(1.07)和草甸(2.29)。各类森林的枯落物现存量(t·hm-2)为:华北落叶松人工林(18.21)>华山松林(11.99)>桦木林(10.90)>山杨林(7.67)>疏林(7.06),也都远高于灌木林(3.13)、草甸(0.82)和草地(0.49)。森林生物量集中在乔木层(占91.04%),灌木层仅占8.09%,草本层更低至0.87%。森林生物量的器官分配比例:乔木层为树干(54.06%)>枝(21.04%)>根(16.92%)>皮(5.34%)>叶(2.65%);灌木层为枝干(62.68%)>根(30.55%)>叶(6.77%);草本层为地上茎叶(58.82%)>根(41.18%)。乔木层地上与地下生物量比值的平均值为4.49,几种阔叶林都在4.0左右,但华北落叶松林为6.41,华山松林为5.80,都远大于灌木林的2.82、草地的1.89及草甸的1.20。不同林分的生物量均随林龄和林冠郁闭度的增大而几乎线性增加,并随林分密度的增加而增大,但在密度超过900株·hm-2后生物量增速减缓并渐趋其最大值。