人工控制增温和施氮对丝栗栲和苦槠幼苗生长状况的影响

以中亚热带典型常绿阔叶林的主要优势树种丝栗栲(Castanopsis fargesii)和苦槠(Castanopsis sclerophylla)幼苗为研究对象,通过MSR-2420红外辐射增温装置和人工施氮(对照、质量分数为0.125%和0.25%NH4NO3溶液),设置出不同的增温和施氮梯度,研究增温和施氮对丝栗栲和苦槠幼苗生长状况的影响。结果表明:MSR-2420红外辐射增温装置处理引起了小气候环境的明显改变。随着在设定环境下生长时间的增加,丝栗栲和苦槠幼苗单株的地径和苗高均显著增加(P<0.01)。同一测量时间、同一处理条件下,苦槠幼苗的地径和苗高均显著高于丝栗栲(P<0.01)。与对照相比,增温和施氮均明显提高了丝栗栲和苦槠幼苗的生物量,但其地上生物量与地下生物量的比值未发生显著变化。     

塔里木河上游多枝柽柳地上部分生物量模型研究

[目的]研究塔里木河上游河岸多枝柽柳地上部分生物量的最优模型.[方法]以塔里木河上游河岸多枝柽柳为研究对象,选取D、H、DH、D2H、CH等预测变量,采用幂函数方程对多枝柽柳地上部分生物量、叶生物量、枝生物量建立预测模型.[结果]多枝柽柳的叶生物量最优模型为W1 =51.567(CH)0.497,多枝柽柳的枝生物量最优模型为:Wb=29.425(D2H)0.948,多枝柽柳的地上部分生物量最优模型为W=45.423(D2H)0.794.[结论]多枝柽柳叶、枝、地上部分生物量最优模型的决定系数分别为:0.730、0.925和0.885,总相对误差Rs的绝对值均小于5;,平均相对误差绝对值RMa均小于20;,拟合效果较好,可以用来估算多枝柽柳地上部分生物量.     

北亚热带常绿阔叶林林下灌木生物量模型的建立

【目的】灌木是森林生产力的重要组成部分,探索北亚热带地区常绿阔叶林林下灌木生长模型,为森林生物量及其碳储量估算奠定基础。【方法】在安徽南部查湾自然保护区,选取4种常见林下灌木树种(老鼠矢、乌药、朱砂根和香桂),通过野外实测获得地径(D)、树高(H)、地径平方乘树高(D2 H)、冠径树高乘积(CH)、植冠面积(AC)和植冠体积(VC)等模型参数,拟合生物量模型,基于独立检验数据对模型进行验证,获得生物量最优模型。【结果】各灌木树种单器官及全株生物量模型以D2 H和CH为自变量都具有较高的拟合优度(0.815~0.983)和较小的标准误(SEE)。不同灌木树种、不同器官之间的生物量最优模型选用方程均存在一定差异,以幂函数、二项式方程为主,且模型检验精度均较高(总相对误差(RS)30%,平均相对误差绝对值(RMA)20%)。模型的普适性研究表明,叶、枝和根生物量最优通用模型为W=a+bX+cX2(X为D2 H(叶、枝)或CH(根)),拟合效果较优;而全株生物量最优模型为W=1.423 2(D2 H)0.832 4,拟合指数(FI)=0.960,适用于4种灌木叶、枝、根和全株生物量的估算,但根系通用模型的估算精度低于叶、枝与全株的最优生物量通用模型。【结论】基于生物量模型可以精准地估算亚热带地区的灌木生物量。     

太行山南麓栓皮栎林生物量和材积关系的探讨

[目的]为太行山地区以重量为计测单位的森林测计提供基础,方便该地区森林资源的清查。[方法]根据太行山南麓栓皮栎林的样方调查数据和生物量实测资料,通过回归分析,考察栓皮栎各器官生物量(W)与胸径(D)和树高(H)之间的关系。并探讨栓皮栎材积与生物量间的关系,建立用材积推算栓皮栎各组分生物量的回归模型。[结果]栓皮栎各器官生物量(W)与胸径(D)和树高(H)之间存在显著的线性相关关系,即:Ws=0.932 6D0.590 9(r=0.879 6);Wb=0.099 58D0.048 9(r=0.970 2);Wl=0.011 3(D2H)0.718 2(r=0.982 1);Wr=0.538 1(D2H)0.299 6(r=0.945 6)。栓皮栎可通过以下方程来进行材积和生物量间的换算:Ws=-62.280 2+30.640 9V(r=0.912 8);Wb=-35.678 3+15.41V(r=0.966 8);Wl=0.097 4e15.909 4V(r=0.928 7);Wr=9.531e2.087 6V(r=0.970 1)。[结论]此回归模型的建立方便了该地区森林资源的清查,有着使用简便、省时省力、实用性强、高精度等特点。     

郭岩山不同海拔土壤养分对丝栗栲细根碳、氮、磷及其化学计量特征影响

[目的]丝栗栲(Castanopsis fargesii)是中国亚热带地区至关重要的建群树种.细根作为植物体内最活跃和敏感的地下器官,其生态化学计量特征可为探索外界生存环境变化对植物内在机制的影响提供理论依据.而海拔可使温度、光照、湿度和大气压等因子发生变化,进而对细根产生一定的影响.[方法]研究以郭岩山自然保护区不同海拔高度(600,800,1000 m)丝栗栲天然林为研究对象,分别测定了不同海拔丝栗栲细根及土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,旨在揭示丝栗栲天然林细根在不同海拔下对土壤养分变化的适应规律.探索细根各项指标参数与土壤环境之间的相互关系,为天然林更新保护提供一定的参考和借鉴.[结果](1)丝栗栲细根C、N、P、C:N、C:P、N:P含量平均值分别为(431.34±3.16)mg/g、(12.81±0.51)mg/g、(1.66±0.06)mg/g、36.77±1.46、1122.71±88.36和8.41±0.47,其中丝栗栲细根N、P含量高于我国平均水平,C、C:N、N:P含量低于我国平均水平且N:P<12;(2)海拔对丝栗栲细根根际土化学元素及化学计量比均存在显著(C含量)和极显著影响(N含量、P含量、C:N、C:P、N:P),而对丝栗栲细根除C:N比影响不显著外,其余元素及化学计量比均存在极显著影响;(3)丝栗栲细根C、N、P含量均随海拔梯度变化具有显著差异,且细根C、N、N:P在800 m海拔处数值大于600 m以及1000 m海拔处;(4)细根N、P含量分别与土壤N、P含量呈极显著正相关关系.[结论]丝栗栲细根化学元素含量在海拔梯度上存在显著变化,且与土壤化学元素之间存在密切关系,其中在800 m海拔处的土壤环境与气候较适宜丝栗栲细根对N元素的吸收,丝栗栲细根N:P<12,表明郭岩山丝栗栲细根的生长在一定程度上受到N元素含量的限制,土壤N含量的提高有利于促进丝栗栲细根对P元素的吸收.     

武夷山丝栗栲天然林群落的生物量及其分配规律

采用标准木法(乔木层)及样方收获法(灌木层、草本层),研究了武夷山自然保护区丝栗栲天然林的生物量及其分配规律。结果表明:森林总生物量为312.082 t/hm2,其中树干为172.968 t/hm2(55.42%),枝为40.677 t/hm2(13.04%),叶为10.199 t/hm2(3.27%),根为67.485 t/hm2(21.62%),生物量绝大部分积累于乔木层(78.99%)。群落各组成树种中丝栗栲占显著优势,浙江润楠、黄瑞木、树参、虎皮楠等为群落重要伴生树种,制约和影响着群落的结构和生境。     

阿尔泰山林下灌木生物量生长模型研究

[目的]研究阿尔泰山林下灌木生物量生长模型。[方法]以新疆阿尔泰山常见的6种林下灌木多刺蔷薇(Rosaspinosissima Linn.)、蓝果忍冬(Lonicera cearulea Linn.)、黑果小檗(Berberis heteropoda Schrenk.)、新疆方枝柏(Juniperus pseudosabina Fisch.et Mey.)、大叶绣线菊(Spiraea Chamardryfolia Linn.)、黑果栒子(Cotoneaster melanocarpus Lodd.)为研究对象,利用不同函数和自变量(D2H)构建单一物种的器官及个体生物量估算模型,筛选出相关性最高、拟合度最好的模型作为生物量最佳估算模型。[结果]阿尔泰山6种常见灌木单株生物量从大到小依次为黑果栒子[(20.78±8.99)kg]、黑果小檗[(13.24±6.14)kg]、蓝果忍冬[(12.17±3.63)kg]、大叶绣线菊[(9.20±3.74)kg]、新疆方枝柏[(4.87±0.96)kg]、多刺蔷薇[(4.09±1.78)kg];通过对不同物种不同营养器官的Pearson相关检验发现,除了新疆方枝柏外,其余5种灌木各营养器官生物量差异显著(P0.05);对阿尔泰山6种灌木各营养器官生物量和单株生物量共拟合27组模型,其中线性函数7组,二项式函数9组,指数函数6组,对数函数4组,幂函数1组。27组函数均达到显著水平(P0.05)。[结论]该研究可对阿尔泰山森林生物量的估算提供理论依据。     

基于高分辨率遥感影像的森林地上生物量估算

以南京市紫金山林区为研究区,利用e-Cognition面向对象分类方法,基于光谱和空间信息融合后的IKONOS影像提取单木树冠阳性冠幅(PoCA, Positive crown area)信息,并结合野外实测的样方生物量数据,分别建立了针叶林和阔叶林地上生物量 (AGB, Aboveground Biomass)的遥感估算模型,并利用实测森林生物量数据对模型进行了验证。结果表明,基于遥感影像提取的PoCA与实测AGB存在较好的非线性相关关系,所建针叶林AGB估算模型的可靠性优于阔叶林模型。对建模样本而言,估算的针叶林和阔叶林AGB与观测数据比较的R2分别为0.62 (P<0.01,n=9) 和0.56(P<0.01,n=16)。验证表明,所建AGB估算模型的可靠性较好,估算的针叶林和阔叶林AGB与观测数据比较的R2分别为0.55(P<0.01,n=6) 和0.52(P<0.01,n=10),但当AGB较低时,模型结果偏高,AGB较低时,模型结果偏低。研究说明通过高分辨率遥感数据的融合、提取树冠信息进行生物量估算是可行性的。     

长白落叶松林下灌木生物量模型研究

以长白落叶松人工林林下灌木为研究对象,采用数学模拟的方法,以实测生物量数据为基础,构建灌木层最佳生物量预测回归模型.结果表明:林下常见灌木单株生物量模型以二次多项式及乘幂方程为最佳估算模型,以复合因子基径面积、植干体积、植冠面积及植冠投影体积为最佳模型参数;灌木层混合生物量(WT)模型以复合因子植干体积(VD)为最佳模型参数,其模型方程为WT=9.00×10-6 V2D+0.389VD+57.598(R2 =0.933).     

西伯利亚落叶松天然林立木生物量估算模型研究

[目的]构建西伯利亚落叶松地上、地下及各组分器官的生物量估测模型.[方法]基于54株伐倒样木实测数据,运用相关回归分析方法,构建西伯利亚落叶松各组分生物量估测模型,并对比分析各种模型估测精度.[结果]以胸径、树高构建的落叶松各组分二元估测模型优于一元模型,其中地上、树干、树冠和树枝生物量预估精度提高了2.84; ～5.00;,而树叶和地下生物量仅提高了0.33;和0.15;.落叶松树干生物量和地上总生物量最优估测模型为W=aDbhc、树冠和树枝生物量最优模型为W=a(D3/H)b、树叶生物量最优模型为W=aDb;其中地上总生物量预估精度最高,达96.38;;树叶生物量预估最低,为84.07;;地下生物量以实测数据直接建模法与根茎比建模法对比,根茎比建模法预估精度高,其最优模型精度为90.50;.[结论]研究确定西伯利亚落叶松天然立木单株各组分生物量的最优估测模型,根据现地实测数据,可进行立木生物量估测,但人工落叶松立木生物量和天然落叶松不同林分的生物量估测还有待进一步研究.     

珍稀濒危植物堇叶紫金牛生存群落结构特征及物种多样性

以浙江省建德市绿荷塘森林公园堇叶紫金牛Ardisia violacea生存群落为对象,应用标准样地法和每木调查法调查了群落种类和结构特征,并用群落学方法计算了群落内乔木层各树种的重要值,采用Shannon-Weiner指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数分别研究了群落内3个样地中乔木层、灌木层、草本层的物种多样性,并根据胸径级频率分布的形状,将主要乔木层树种的种群结构分为3种类型.结果表明:该群落资源丰富,共有维管束植物116种(含变种),隶属于47科79属.从生活型上区分来看,堇叶紫金牛生存群落中共出现木本植物83种,其中针叶树2种,常绿阔叶树48种,落叶阔叶树33种,群落以小高位芽植物和矮高位芽植物的种类较多.根据分布生境、群落结构和种类组成,可以将堇叶紫金牛生存群落分为3个类型:甜槠Castanopsis eyrei-栲树Castanopsis fargesii林,杉阔混交林和杉木Cunninghamia lanceolata人工林.在垂直结构方面,大体包括乔木层、灌木层、草本层,此外还有一些层间植物,而且种类较为丰富,并且3种类型群落的高度结构大致相同.在3个样地中灌木层中的物种丰富度指数均为最大.杉阔混交林中草本层的Shannon-Weiner指数最大,而甜槠-栲树林和杉木人工林中灌木层Shannon-Weiner指数最大.Simpson指数在甜槠-栲树林和杉木人工林中乔木层最大,而在杉阔混交林中灌木层最大.主要乔木层种群结构为单峰型的枫香Liquidambar formosana,拟赤杨Alniphyllum fortunei,马尾松Pinus massoniana为阳性乔木树种,无正常更新能力,在演替后期比较稳定的群落中,将最终衰退消失;间歇型的青冈Cyclobalanopsis glauca,木荷Schima superba,乌药Lindera aggregata等为不连续生长型,更新具有波动性和机会性,介于顶极群落先锋种和优势种之间;逆J-字型的杉木、甜槠、栲树、山矾Symplocos caudata等常绿阔叶乔木树种,为顶极群落的优势种.     

浙江天童国家森林公园常绿阔叶林生物量研究(Ⅰ)群落结构及主要组成树种生物量特征

以浙江天童常绿阔叶林为研究对象,在选取的永久样方中应用每木调查法调查了群落的种类组成,并对群落结构进行了分析.通过收获法直接测定了群落草本层和灌木层的生物量,并采用标准木法间接测定了乔木层生物量,同时分析了该群落及其主要组成树种的生物量特征.结果表明:木荷Schima superba,米槠Castanopsis carlesii为群落优势种,它们与石栎Lithocarpus glaber,栲树Castanopsis fargesii,细叶青冈Cyclobalanopsis myrsinaefolia共同构成了该群落的主要树种.群落生物量主要是由群落内主要组成树种的生物量构成的,主要集中在乔木层,其生物量主要分配在米槠和木荷上,各层生物量绝大多数由主要组成树种的生物量构成,乔木层和灌木层主要树种的生物量器官分配为干＞枝＞叶.图2表3参17     

武夷山栲树林恢复生态学研究 Ⅰ. 不同人为干扰尺度对栲树林乔木层区系组成的影响

从乔木层区系角度探讨不同人为干扰尺度 (天然栲树林ck 、择伐更新A 级、天然更新B 级、人促更新C 级和杉木林D 级) 对福建武夷山栲树林恢复的影响。结果表明: ck 、A级和B 级乔木层都是以栲树为优势种, C 级顶极种栲树处于第二优势种, 阳性树种裂斗锥处于第一优势种, D 级受人工种植的影响乔木层优势种发生根本性变化而以杉木为优势树种。通过乔木层区系分析, 随着人为干扰尺度的加大, 乔木层种类组成、各科含种数和含属数、属的分布类型及与毗邻地区的共有种上升到B级或C级后下降或呈S型下降。特别是D级杉木林乔木层由于以人工种植杉木为优势种控制着整个群落的性质和环境, 导致分析的各方面指标与ck 天然栲树林相距甚远, 目前较难恢复到栲树顶极群落, 其余更新方式将能恢复到栲树顶极群落。表3 图4 参9     

灵石山米槠林优势树种不同年龄叶片养分特征

植物叶片养分特征能反映植物对环境的适应能力,逐渐成为生态学研究的重点和热点问题之一。对福建省灵石山米槠林Castanopsiscarlesii优势树种不同年龄叶片的养分特征进行分析表明：米槠林优势种不同年龄叶片的养分符合对数正态分布。将优势种按养分对数的平均值和标准差分为4类。结果优势种各种养分处于第2分类等级的较多;厚叶冬青llexelmerrilliana对磷,青冈栎Cyclobalanopsis∥㈣Ⅱ对锌有较强的“排斥”效应（处于第1分类等级）;鹅掌柴Scheffleraoctophylla对钾,狗骨柴Diplosporadubia对钠和钾,围涎树PithecellobiMmcf仲e吖如和石栎Lithocarpusglaber对氮有明显的“累积”效应（处于第4分类等级）：不同年龄叶片对同种养分的“累积”效应不尽相同,优势种2年生叶片养分对数大于平均值即处于第3分类等级的比例大于1年生叶片。优势种米槠较低的叶片养分表明它对于贫瘠的立地环境适应性较强。此外,厚叶冬青、青冈栎分别较低的磷、锌表明它们可以耐受这种养分缺乏的生境,可能是贫瘠环境下造林的适合树种。图3表3参31     

森林生物量与印度卫星数据及地学因子的相关性分析

以2006年印度卫星数据（IRS—P6）为信息源,提取4个波段值、6种波段比值、4种植被指数,利用DEM提取海拔、坡度、坡向3个地学因子,共17个变量,选取5种线性及非线性方程,对高黎贡山常绿阔叶林地面样地生物量与17个遥感及地学因子进行相关性分析．结果表明：IRS—P6的B2,B3,B5波段以及海拔与生物量达到极显著相关水平．波段比值、植被指数、坡度、坡向与生物量的相关性较差,只有少量因子达到显著相关水平．通过变量筛选及回归方程选择,IRS—P6数据可用于较大尺度森林生物量的估测．     

天宝岩竹阔混交林毛竹及其伴生树种生态位的研究

研究竹阔混交林中毛竹与伴生树种间生态关系,寻找适宜混交比例,从生态位角度为竹阔混交林优化经营提供依据。采用样方法对天宝岩自然保护区的竹阔混交林进行群落调查,以不同混交比的竹阔混交林作为不同资源位,运用Levins和Shannon生态位宽度指数、生态位重叠指数、生态位相似性比例指数,分别测定并分析竹阔混交林乔木层与更新层各树种间的生态位特征。结果表明:1)Levins和Shannon生态位宽度指数反映情况一致;栲树、米锥、拟赤杨作为毛竹优势伴生树种,其重要值和生态位宽度都很大,生态适应能力强,对群落结构的变化起着重要作用。2)各树种间生态位相似性比例不高,对毛竹的生态位重叠指数也不高,除了栲树生态位重叠指数L_hi值为0.509,其余树种L_hi值均小于0.5,说明毛竹与大多数树种存在较大的生态异质性与资源利用差异性,彼此间可形成稳定的共生关系。3)整体上常绿树种较落叶树种的生态位宽度大,对毛竹的生态位重叠也相对较大,当毛竹所利用的资源不足时,也更易对其造成潜在的竞争。4)竹阔混交林混交比在15%~20%时,毛竹的密度和地上生物量最大;当混交比过大时,毛竹逐渐失去群落中的优势地位,它与阔叶树形成的共生协同关系更多转变为了竞争关系。      

杉木人工林灌木层生物量模型构建

目的本研究选择湖南、安徽、江西3省杉木人工林为研究对象,构建乔灌层调查因子与其生物量之间的估算模型。试图获取更为可靠、精准的灌木层生物量估算模型,为提高估算杉木人工林灌木层生物量模型精度提供参考。方法在研究区域进行典型抽样调查,测定不同林龄杉木林上层乔木郁闭度C_s、林分密度D_s(株/hm2)、平均胸径D_m(cm),下层灌木平均高度H(m)、平均地径D(cm)、盖度C、灌木层枝、干、叶、根干鲜质量(kg),通过计算获得乔木层杉木蓄积量V(m3/hm2)、灌木层生物量数据(t/hm2)。通过Pearson相关性分析灌木层结构和乔木层调查因子对灌木层生物量的影响,选取最佳灌木层结构因子为模型参数建立枝叶、干、地上、地下生物量估算模型。将乔木层林分调查因子作为自变量加入模型中,对比分析模型R2在乔木层调查因子作为自变量加入后的变化,并用样本外的数据进行检验,构建估算灌木层生物量更为精确的模型。结果研究结果显示:灌木层各组分生物量模型以幂函数为主,各林龄灌木层地下生物量与自变量D2H获取了最佳模型,R2为0.516~0.955;其余部分生物量以盖度与高度乘积(CH)为自变量获得了拟合效果较好的模型, R2为0.516~0.718。与单独采用灌木层结构因子为预测变量建立的灌木层生物量预估模型相比,乔木层平均胸径D_m作为自变量的加入使中幼龄林除地下生物量以外的各组分生物量模型拟合效果有了显著提高,R2为0.718~0.990;郁闭度C_s的加入使近成过熟林除地下生物量以外的各组分生物量模型拟合效果有了显著提高,R2为0.817~0.886。结论因此,评价和分析乔木林下层灌木生物量,不仅要考虑灌木层自身结构生物量关系,还要考虑到乔木层相关因子的影响,从而建立更符合灌木生物学与生态学相一致的生物学结构模型,本研究可为亚热带地区杉木人工林下层灌木生物量的估算提供参考。      

浙江桐庐3种森林类型群落结构

通过对浙江省桐庐县3种森林类型共9个森林样地的调查,分析了植物多样性、种群分布格局等群落结构特征。结果表明：①在树种组成上,常绿阔叶林主要以中幼龄林木为主,针叶林以高大成熟乔木为主,针阔混交林介于两者之间;②针阔混交林、常绿阔叶林、针叶林3种类型中重要值最大的树种是檵木Loropetalum chinensis,苦槠Castanopsis sclerophylla和马尾松Pinus massoniana,重要值分别为31.27%,47.00%和96.92%;③乔木层物种丰富度最大的是常绿阔叶林,灌木层和草本层中丰富度最大的是针叶林;3种多样性指数趋势基本相同,其中灌木层的多样性最大;而常绿阔叶林和针阔混交林乔木层的Shannon-Wierner指数远大于针叶林,Pielou均匀度指数和Simpson生态优势度针叶林草本层最大;④针阔混交林和常绿阔叶林的大部分树种为随机分布,针叶林中主要树种马尾松为集群分布。图2表3参17