择伐强度对长白山区天然云冷杉针阔混交林空间结构的影响

利用混交度、大小比数、角尺度3个林分空间结构参数,分析研究了不同择伐强度(未择伐、20%、30%、40%)对长白山区天然云冷杉针阔混交林林分空间结构的影响。结果表明:20%择伐强度的样地平均混交度最大,30%择伐次之,40%择伐样地平均混交度最小;不同择伐强度对林木大小分化程度影响不是太大:20%择伐样地林木成均匀分布,未采伐样地和30%采伐样地林木成随机分布,40%择伐样地林木成团状分布。总的来说,20%择伐更有利于云冷杉针阔混交林林分空间结构的优化。     

基于Voronoi图的不同择伐强度下云冷杉林结构分析

【目的】探讨择伐强度对云冷杉天然次生林空间结构的影响,为天然林空间结构优化提供依据。【方法】在吉林省汪清县金沟岭林场,选择不同择伐强度(0%,20%,30%,40%)的典型云冷杉天然次生林各设置3块样地,根据样地中林木坐标点图构建林分的Voronoi图,同时建立TIN三角网,结合Voronoi图结点距离判定对样地进行边缘校正,利用角尺度、混交度、竞争指数、林木点密度、林层指数和开阔比数6个空间结构参数,对比分析不同择伐强度下云冷杉天然次生林林分及林分中云杉、冷杉、红松、紫椴、枫桦等5个主要树种的空间结构变化。【结果】择伐对云冷杉林分空间分布格局影响不大,择伐后10年各林分处于均匀分布状态,5个主要树种亦呈均匀分布。不同择伐强度云冷杉林分的平均混交度为0.630～0.716,林分处于强度混交状态,其中40%择伐强度下林分的混交度最高,20%择伐强度次之,5个主要树种均属强度或极强度混交。采用竞争指数和林木点密度分析不同择伐强度下云冷杉林分的林木竞争压力,得到相似的排序结果,均为0%30%40%20%,可知择伐强度20%林分的竞争指数和林木点密度皆小于其他样地,林分所受竞争压力最小,有较大的生长活力,其中冷杉作为优势种所受竞争压力较大。各林分中林木大部分位于中上层,林分整体垂直分层较单一,择伐强度30%林分的林层指数为0.398,林层丰富度高于其他林分,冷杉、红松、云杉多占据林分上层。不同择伐强度云冷杉林的平均开阔比数为0.712～0.743,林分整体处于开阔状态,其中择伐强度20%林分的开阔比数高于其他林分,说明择伐强度20%林分内光照条件和透光性优于其他林分;各林分中红松、冷杉、云杉开阔比数均较高,紫椴、枫桦开阔比数均较低。【结论】择伐强度20%云冷杉林分的状态整体优于其他林分,择伐强度30%林分的垂直层次丰富度较高,因此云冷杉天然次生林采伐强度在20%～30%较合理;另外需结合实际情况对林分进行补植,补植选择中心木附近且将角尺度调整为0.5左右,建议补植云杉、红松。     

基于综合采伐指数的帽儿山阔叶混交林结构优化模拟

数据来源于帽儿山4块阔叶混交林固定样地(面积30 m×30 m),以混交度、大小比、角尺度等8个指标作为林分空间结构参数,构建综合采伐指数Fi。对以下不同采伐强度0(对照)、10%、20%、30%的林分进行模拟采伐,对比筛选出各样地最适宜的采伐强度。研究结果表明:(1)林木综合采伐指数的构建综合考虑了各林分空间结构指标,在抚育采伐中,可以科学合理的确定采伐木;(2)阔叶混交林林木各空间结构指标对综合采伐指数影响的程度由大到小为:林木竞争指数、角尺度、开敞度、大小比数、健康指数、目的树种特性、混交度、空间密度指数;(3)通过对比分析不同采伐强度下林分非空间和空间结构的变化情况,发现株数采伐强度在20%~30%时,有效的改善了林分结构,提升了林木生长发育空间。     

金沟岭林场两种天然起源的杨桦次生林空间结构特征

以吉林省金沟岭林场两种天然起源的杨桦次生林为研究对象,在两种天然起源的杨桦次生林内各设置3块30 m×30 m的样地,进行每木调查和空间定位,采用角尺度(W)、大小比数(U)与混交度(M)等空间结构参数对其树种结构及空间结构进行分析。结果表明:(1)起源Ⅰ包含乔木树种15种,优势树种为水曲柳、山杨和白桦;起源Ⅱ包含乔木树种11种,优势树种为白桦、山杨和紫椴。(2)起源Ⅰ角尺度平均值为0.559 3,大小比数平均值为0.489 6,混交度平均值为0.653 0;起源Ⅱ角尺度平均值为0.558 5,大小比数平均值为0.501 6,混交度平均值为0.621 3。两种天然起源林分空间分布格局整体呈聚集分布,林木处于中庸生长状态,混交度介于中度～强度混交。(3)起源Ⅰ的优势树种水曲柳和起源Ⅱ的优势树种紫椴,处于各混交状态和各生长状态的林木个体比例相近;而两种天然起源的共有优势树种山杨和白桦以强度和极强度混交为主,山杨在两种天然起源中均以优势生长为主,白桦在起源Ⅰ中各生长状态林木个体比例相近,在起源Ⅱ中以优势生长为主。(4)起源Ⅰ和起源Ⅱ的林分空间结构指数分别为0.664 8和0.649 1,起源Ⅰ和起源Ⅱ的林分空间结构距离分别为0.603 0和0.631 2,起源Ⅰ的空间结构优于起源Ⅱ,二者在描述空间结构特征上具有较强的一致性。因此,从样地水平和林木水平分析林分空间结构,为开展合理的择伐作业,使林分逐渐向均匀分布状态过渡,伐除病腐木等劣势生长状态林木,维持林分合理的混交状况具有重要作用。     

基于空间结构参数多元分布的云冷杉红松林模拟采伐研究

验证以林分空间结构参数四元分布作为林分结构调整依据的有效性,为林分结构调整及抚育采伐中合理选择采伐木提供理论依据。以延吉地区金沟岭林场的云冷杉红松天然林为研究对象,设置20块距离较远的标准样地,调查记录林分的基本特征并使用混交度、角尺度、密集度及大小比数4种空间结构参数来描述林分的空间结构,根据林分空间结构参数四元分布的特点确定采伐目标树,按采伐优先级进行模拟采伐,比较伐前伐后林分空间结构参数的变化。结果表明,伐后林分中树种的重要值未产生明显变化,林分的空间结构参数在均值分布上亦无明显变化,在一元分布上体现为密集度和大小比数减小,即林分的分布更为稀疏,林木的生长环境得到改善,在四元分布上体现为满足更优林分结构(C=0.0,W=0.5,M=1.0,U=0.0)的林木占比增加。研究表明,按照林分空间参数多元分布确定采伐木并进行采伐,对林分的空间结构有一定的改善作用,可以使林分的空间结构更接近理想状态,更加符合结构化森林经营的林分目标结构,同时不会对林分的树种组成造成较大影响,可以为森林的经营生产提供参考依据。     

不同采伐强度对小陇山辽东栎天然林空间结构的影响

应用混交度、角尺度及大小比数3个结构参数,结合Hegyi竞争指数评价小陇山辽东栎天然林不同采伐强度0（对照）、20%（中度）、30%（强度）、40%（极强度）下空间结构的变化情况。结果表明,中、强度采伐下,林分混交程度高,林分结构最稳定;采伐强度对林木大小分化和空间分布格局的影响不明显。分析采伐强度与林分及树种空间竞争关系表明,树种辽东栎竞争指数随采伐强度加大而提高,华山松竞争指数变化趋势呈“凹”型,椴树呈倒“J”型,认为采伐能达到调整林分空间结构和提高林分及主要树种的竞争力的目的,采伐强度以20%或30%为宜,采伐强度不宜过大。研究采伐强度与森林空间结构、林木竞争变化之间的关系,对辽东栎天然林经营有重要意义。     

不同营林措施对马尾松林物种组成及空间结构的短期影响

为揭示常规营林措施对人工马尾松林分物种组成和空间结构的影响,以三峡库区马尾松飞播林为研究对象,按照未采伐、除灌、伐除非马尾松、伐除优势马尾松4种营林措施建立固定监测样地,分析了马尾松林群落的物种组成和数量特征,并运用角尺度、大小比数、混交度3个林分结构参数,研究不同营林措施处理对马尾松林分空间结构的影响。结果表明:不同营林措施对马尾松林物种组成和优势程度存在明显影响,乔木层生物多样性降低,林下灌草层多样性明显提升。除灌对林木空间分布格局未造成显著改变,伐除非马尾松和伐除优势马尾松均提高了林分空间结构的聚集程度,且林木平均聚集程度随着采伐强度增加而增加。不同营林措施对林分整体大小分化程度影响不大,但采伐明显改善了林分的混交程度。单纯调整某个树种或单个层次的结构来开展森林经营,不利于林分空间结构的整体优化,应根据各树种生物学特性以及功能地位来综合确定采伐木和保留木,并采用中度择伐强度更有利于林分结构调整。     

长白山落叶松人工林天然化空间格局变化

用点格局分布、混交度和胸径大小比数3个林分空间结构参数,分析了1985与2005年长白山落叶松人工林与天然林木混交林分的空间结构变化。结果表明:在空间分布上,入侵的天然树种空间分布由随机分布向聚集分布转变,落叶松由轻微聚集分布向均匀分布和随机分布转变。整体林分格局变化不大,但出现了小范围的聚集分布现象。整体林分的混交度出现了小幅下降,但依然保持了强度混交。林分主要树种落叶松的混交度上升,但是天然树种均呈现了不同幅度的下降。树木之间的胸径差异正在扩大。落叶松在其结构单元中优势增大,天然树种云杉、椴树、红松、冷杉呈优势下降趋势,水曲柳、榆树和杂木类呈优势上升趋势。     

不同间伐强度下竞争对东北阔叶红松林主要树种生长-气候关系的影响

【目的】探究不同间伐措施下树木的竞争环境差异是否影响树木生长变化趋势及其对气候因子的响应策略，为气候变化背景下森林经营和管理提供科学依据。【方法】以吉林蛟河林业实验管理局阔叶红松林优势树种红松、水曲柳、色木槭和紫椴为研究对象，选取4块面积为1 hm²的间伐处理固定样地，间伐强度分别为0(对照CK)、15%(轻度间伐LT)、35%(中度间伐MT)、50%(重度间伐HT)。采用Hegyi竞争指数量化竞争并进行竞争压力组划分，比较分析不同间伐强度和竞争作用下各树种生长差异，构建不同竞争压力组树木与气候因子的关系，探讨间伐强度和竞争差异是否影响树木对干旱事件的响应策略。【结果】(1)不同间伐强度下低竞争组树木生长量显著高于高竞争组生长量(P <0.05)。高竞争组树木生长量在伐后变化不明显，除色木槭低竞争组生长量保持稳定(9.43 cm²/a)，其他树种低竞争组树木呈现显著增加趋势。随着间伐强度增加，低竞争组树木生长出现峰值的时间不一致。(2)不同间伐样地内色木槭不同竞争组树木生长量与温度和降水均呈显著相关关系，而红松、水曲柳和紫椴的不同竞争组...     

典型温带树种固碳速率研究

  目的  森林是陆地生态系统的主体,在陆地碳循环中起着关键作用,因此在碳中和背景下,如何持续增加森林碳库储量以及提高森林碳汇功能,已成为各方关注的热点。合理的树种配置是提升森林质量和碳汇能力的基础。  方法  以长白山阔叶红松林25 hm2固定样地连续15年（2004—2019年）4次群落调查数据为基础,分析了主要树种对地上生物量碳库储量贡献,比较不同树种固碳速率差异及在时间上的相关性。  结果  （1）2019年阔叶红松林地上生物量为（282.5 ± 102.8） Mg/hm2,过去15年间年均净固碳速率约为1.0 Mg/hm2,在3个监测周期（2004—2009年、2009—2014年和2014—2019年）内的固碳速率分别为1.54、0.73和0.76 Mg/（hm2·a）;（2）样地内地上生物量最高的7个树种（紫椴、红松、蒙古栎、水曲柳、春榆、色木槭和大青杨）累计贡献量占整个群落总地上生物量的96.2%,其中紫椴、水曲柳和蒙古栎3个树种贡献了73.6%;（3）紫椴、水曲柳、蒙古栎、红松和春榆5个树种种群数量持续下降,而其平均胸径和地上生物量均呈现增加趋势,表明其大径级个体的固碳作用持续增强;（4）主要树种固碳速率存在明显差异（?0.97% ~ 0.77%）,其中具有复叶结构的水曲柳是地上生物量积累速率最快的树种,年均增速约为0.77%,其后依次是紫椴（0.60%）、春榆（0.54%）、蒙古栎（0.38%）、红松（0.09%）、色木槭（?0.46%）和大青杨（?0.97%）;（5）7个种群在3个监测周期内表现出不同的增长动态,其中紫椴和色木槭、蒙古栎和红松、水曲柳和春榆之间表现出较高的正向波动关系,大青杨和春榆呈负向关系。因此,固碳速率在树种间存在时间上的异步性。  结论  该研究揭示的典型温带树种固碳规律、树种间固碳速率在时间上的异步性特点可为本地区植树造林实践中树种选择及配置提供一定的参考。      

气候变化对东北温带次生落叶阔叶混交林的影响

用BKFP林窗模型研究次生落叶阔叶混交林在气候变化和CO2倍增后的情景下得出：林分由白桦过渡白桦,山杨组成。在气候变化后,树种密度有所增加。水曲柳、红松、蒙古栎、紫椴叶面积指数增加,色木、白桦、山杨叶面积指数减少。春榆在50a气候变化时叶面积指数增加,但在100a时气候变化却使叶面积指数减少。     

长白山红松阔叶林主要树种树皮抗火性的分析与排序

应用因子分析法对长白山红松阔叶林8种乔木树皮的5种性状进行统计分析,得出了树皮抗火性顺序.对树皮抗火性由强到弱的排序为:春榆(胸径52.9 cm)、紫椴(胸径13.5 cm)、蒙古栎(胸径82.8cm)、色木槭(胸径32.5 cm)、水曲柳(胸径31.0 cm)、白牛槭(胸径13.5 cm)、色木槭(胸径34.2 cm...     

长白山次生针阔混交林乔木多样性维持机制研究

温带森林的生物多样性形成和维持机制仍处于理论探讨阶段。本文利用单物种-面积关系模型,检验了样地 中21 种木本植物对局域群落多样性的影响。结果表明:1)不同树种对邻域多样性格局影响存在差异,在0 ~ 50 m 空间尺度上白桦、水曲柳、长白落叶松、怀槐、鱼鳞松、红松、青杨、山杨、臭松、紫椴、春榆、色木槭、青楷槭和花楷槭 表现为多样性促进种;枫桦和假色槭表现为多样性抑制种;黄檗和蒙古栎在绝大多数空间尺度上表现为中性种;裂 叶榆和糠椴在部分空间尺度上抑制了局域群落多样性。2)在0 ~50 m 空间尺度上,多样性促进种比例明显高于中 性种和抑制种,并且促进种比例随着空间尺度增加而下降,具有明显的尺度依赖性;在所有研究尺度上抑制种和中 性种比例始终维持在20%左右。因此,生物多样性促进种在群落多样性格局组建过程中起主导作用,研究结果进 一步验证了生态位理论在温带森林群落多样性维持中具有重要作用。同时,中性种所代表的随机过程在群落组建 过程中所发挥的作用也不容忽视。      

地形和竞争对典型阔叶红松林不同生长阶段树木胸径生长的影响

近年来,地形和竞争对树木生长影响机制的研究备受关注。本文基于黑龙江凉水国家级自然保护区内9 hm2典型阔叶红松林动态监测样地,使用2010年和2015年的野外调查数据,分析了地形(坡向、坡度、坡位)和树木间竞争对阔叶红松林主要组成树种胸径生长的影响。结果表明:紫椴、色木槭、冷杉径级Ⅰ(1 cm≤DBH＜10 cm)以及红松、紫椴、色木槭、水曲柳径级Ⅱ(DBH≥10 cm)的胸径年均生长量与地形显著相关(P＜0.05);竞争对红松、紫椴、色木槭、水曲柳、冷杉、枫桦、青楷槭径级Ⅰ以及红松、紫椴、色木槭、冷杉、春榆径级Ⅱ的胸径年均生长量有显著影响(P＜0.05)。总体上,阔叶红松林中耐荫和非耐荫树种组的胸径年均生长量均受地形和竞争的显著影响;阔叶红松林中大径级树木的胸径生长主要受地形影响,而小径级树木的胸径生长主要受竞争影响。      

冀北山地山杨白桦混交林林分空间结构研究

为了探究山杨和白桦混交林的林分空间结构,运用林分结构参数混交度、角尺度、大小比数和直径分布指标,对木兰围场次生山杨、白桦混交林的群落结构特征进行了研究.结果表明:山杨、白桦次生混交林的树种组成很丰富,群落中当地树种占绝对主导地位;从水平结构来说,林分平均角尺度为0.502,群落呈现出随机分布格局;群落的树种隔离度很高,平均混交度为0.618,但其主要树种山杨和白桦的混交度最低为0.26和0.39;群落所有乔木树种以胸径作为大小比数的指标的优势树种排列为:落叶松>黑桦>白桦>蒙古栎>山杨>棘皮桦>花楸>云杉>黄桦>油松>五角枫;林分整体处于结构稳定发展状态.     

基于Voronoi图的侧柏游憩林空间结构分析

为了探究侧柏游憩林的林分结构调控途径,采用聚集指数、混交度、大小比数及开敞度4个指数,基于Voronoi图空间结构单元分析了北京西山国家森林公园典型侧柏林的林分空间结构特征。结果表明:1）林分平均聚集指数为1.31,林木总体上呈均匀分布格局;2）林分平均混交度为0.427,树种空间隔离程度较低,且空间配置较为简单;3）林分平均胸径和树高大小比数分别为0.512和0.497,林木胸径及树高分化均不太明显,说明林分处于中等竞争状态;4）林分平均开敞度为0.320,林内空间较为开阔,林木生长空间基本充足。侧柏游憩林的林分空间结构基本合理,建议通过少量间伐或补植乡土阔叶树种等措施优化林分空间结构,进一步提升该地区侧柏林的游憩价值。      

小兴安岭阔叶次生林内红松与常见阔叶树种地下资源生态位研究

  目的  探究小兴安岭地区阔叶次生林内红松与常见阔叶树种的地下资源生态位分离与重叠,以期为恢复次生林合理选择树种及东北次生林的科学经营提供一些参考依据。  方法  对次生林内红松与白桦、山杨、蒙古栎、水曲柳和紫椴等阔叶树种的地下营养空间生态位、吸收土壤水分的季节生态位和数量生态位、吸收土壤养分的季节生态位和数量生态位以及吸收养分形态生态位等方面进行了研究。  结果  红松与阔叶树种在地下营养空间生态位、吸收土壤水分的季节生态位、吸收土壤养分的季节生态位和数量生态位、吸收土壤养分形态生态位等均存在分离。具体表现为:（1）阔叶树种吸收根主要集中分布于土壤表层（0 ~ 20 cm）,为“浅根性”特征;而红松则相反,其吸收根分布比率在表土较低,在下层土壤空间（30 ~ 60 cm）明显较高,相对为“深根性”趋势。（2）阔叶树种吸收土壤水分一般从5月中开始至9月下旬结束;而红松从4月初开始至10月下旬仍有蒸腾。（3）阔叶树种吸收氮养分大约在5月上旬至9月下旬,吸收期较短,夏季养分吸收高峰较陡且峰期明显;而受阔叶树种庇荫的红松在4—10月的整个生长季中一直较平缓地吸收氮养分,夏季养分吸收高峰较缓且峰期不明显。（4）阔叶树种对N养分的消耗量较大且利用效率较低,属于高耗低效型;而红松对N养分的消耗量则相对较小,利用效率较阔叶树种高10.7% ~ 36.8%,属于低耗高效型。（5）在对N养分化学形态的偏向选择性方面,红松叶硝酸还原酶活性较低;而阔叶树种的叶硝酸还原酶活性最高,其中,白桦、山杨和蒙古栎约是红松的6.0 ~ 6.5倍,水曲柳和紫椴约是红松的2.6倍和2.7倍。（6）红松与白桦、山杨、蒙古栎、水曲柳的地下资源生态位重叠较小,分别为0.502、0.426、0.628、0.374,而紫椴与红松的地下资源生态位重叠高达0.903。  结论  从地下资源生态位看,红松与白桦、山杨、蒙古栎、水曲柳、紫椴均为优化混交组合,且红松与阔叶树种的地下资源生态位分离对其长期共存和混交群落持续稳定高产都有重要意义。      

长白落叶松-云杉-冷杉混交林林分空间结构分析

用角尺度、混交度和大小比数3个林分空间结构参数对长白山过伐林区特有的长白落叶松Larix olgensis-云杉Picea jezoensis-冷杉Abies nephrolepis混交林进行了分析,目的是为长白落叶松-云杉-冷杉混交林林分结构的优化调整提供依据。结果表明：该林分的平均角尺度为0.520,林木分布格局为团状分布;林分的平均混交度为0.64,说明它是一个由不同树种组成的呈现中度混交结构状态的较复杂森林群落;从直径大小比数来看,林分中针叶树种具有胸径优势,尤其是云杉的直径优势最突出,红松Pinus koraiensis则分化严重,生长处于劣势。在实际应用中,可以根据林分平均角尺度以及各树种的角尺度、混交度和大小比数,分树种来确定采伐木,逐步使林分结构得到调整,接近最优结构。     

天然次生林主要种群生态位结构的研究

文章应用生态位理论。对组成东北东部地区天然次生林群落中１０个主要种群（水曲柳、胡桃楸、黄波罗、椴树,山杨,白桦,枫桦,榆,色木械,蒙古栎）进行了生态位结构的初步研究。分别采用三种常见的生态位宽度和生态位重叠计测公式。