大兴安岭白桦低质林补植改造后枯落物水文效应变化

以大兴安岭地区新林林业局白桦低质林为研究对象,对白桦低质林进行不同密度的补植改造,采用灰色关联分析法和变异系数法建立综合评价体系,评价的指标为各补植样地的未分解层和半分解层枯落物自然持水率、最大持水率、最大持水量、总最大持水量、有效拦蓄量、总有效拦蓄量、蓄积量、总蓄积量。结果表明:不同密度补植样地的枯落物吸水速率随浸泡时间的增加呈幂指数关系下降,持水量随浸泡时间的增加呈对数函数上升,灰色关联值大小依次为:BZ_4(0.807)、BZ_5(0.666)、BZ_6(0.642)、BZ_3(0.548)、BZ_2(0.513)、BZ_1(0.480)、CK(0.421),说明补植密度为800株·hm~(-2)时,大兴安岭新林林业局白桦低质林的水源涵养能力最佳。     

不同诱导改造后大兴安岭蒙古栎低质林土壤养分的灰色关联评价

对大兴安岭蒙古栎低质林进行不同面积的带状和块状皆伐后,种植樟子松、西伯利亚红松、落叶松进行诱导改造,采用灰色关联分析法对各诱导改造样地和对照样地的土壤养分建立综合评价模型。结果显示:和对照样地相比,诱导改造后各样地的土壤养分在总体上均有所上升;块状改造比带状改造更能有效提高林地土壤养分,其中20 m×20 m林窗改造方式最有利于土壤养分的积累,最适宜大兴安岭蒙古栎低质林的改造;采用灰色关联分析法对土壤养分建立评价模型,不但简单可靠,而且模型具有通用性,稍加修改便可对其他区域的土壤养分进行比较评价。     

大兴安岭白桦低质林改造后土壤肥力的综合评价1）

以大兴安岭白桦低质林为研究对象,通过对白桦低质林进行不同林窗、不同带宽诱导改造,应用灰色关联度法综合分析不同模式改造后的林分土壤肥力的各个指标。研究表明,所有的诱导改造对土壤肥力均有改善作用。白桦低质林林窗诱导改造中土壤肥力综合评价最高的是20 m×20 m（ G4）为0．849;不同带宽的诱导改造中最高的是14m （S3）为0．733。综合评价白桦低质林改造模式土壤肥力质量的改造效果,林窗诱导改造优于带状诱导改造模式。     

大兴安岭低质落叶松林补植改造后土壤肥力的综合评价

以大兴安岭林区新林林业局低质落叶松林为研究对象,对其进行不同密度的补植改造,采用灰色关联分析法对各补植改造样地的土壤肥力进行研究。结果表明:到各补植样地的灰色关联度从大到小的顺序是BZ5(0.726)、BZ4(0.671)、BZ3(0.667)、BZ2(0.580)、BZ6(0.570)、BZ1(0.503)、CK(0.472)。与对照样地相比,补植改造后各样地的土壤肥力均有不同程度的提高,说明补植改造对试验样地的土壤肥力均有改善作用;且随着补植密度的增大,土壤肥力的各项指标呈现先增大后减小的趋势,说明补植密度并非越大越好,其中BZ5样地的灰色关联度最高,表明补植密度为700株·hm-2的改造方式最有利于土壤肥力的积累,适宜大兴安岭低质落叶松林的补植改造。     

大兴安岭不同类型低质林改造效果的综合评价

在大兴安岭林区选取针阔混交林、蒙古栎林(Xylosma racemosuz)、白桦林(Betula platyphylla)、山杨林(Populus davidiana Dode)、阔叶混交林5种不同类型低质林作为改造试验区,建立涵盖枯落物持水性能、植被生物多样性、土壤物理化学性质、土壤碳通量、更新苗木生长状况等38项指标的综合评价指标体系,运用主成分分析法对不同类型低质林的改造效果进行综合评价。结果表明:不同类型低质林的改造效果,综合得分从大到小依次为针阔混交林、蒙古栎林、阔叶混交林、白桦林、山杨林,不同类型低质林改造后,针阔混交低质林的改造效果最好。     

大兴安岭白桦低质林生态功能评价指标的灰色关联聚类分析

通过相应的试验方法评价大兴安岭白桦低质林土壤理化性质,土壤重金属积累情况,枯落物蓄积及持水性能,低质林生物多样性程度;应用灰色关联聚类对以上各个低质林生态功能指标进行聚类分析,结果表明:白桦低质林土壤孔隙度与土壤速效N、P、K元素含量处在同一个聚类,反映了低质林的土质疏松程度、土壤肥力,土壤密度与土壤含水率、土壤重金属Cd质量分数、枯落物蓄积量、枯落物最大持水率以及低质林生物多样性在同一个聚类,反映土壤的锁水能力、枯落物层持水性能、重金属积累情况等。     

低质林改造更新抚育系统养分的循环模拟

依据低质林改造更新抚育系统的养分循环过程,采用内部集散物流分析、物质流分析方法,建立低质林改造更新抚育系统养分元素流动数学模型;应用实地调查数据对模型有效性验证后,运用模型对研究区内低质林更新阶段(2008—2015年)的营养元素积累与循环情况进行模拟分析。结果表明:通过营养元素流动模型得到的土壤养分指标,预测值与实测值之间的相关系数,水解N为0.87、有效P为0.77、速效K为0.88,显示了较高的模型精度。2008—2015年,更新系统通过降雨过程从系统外吸收的N、P、K,分别为320、28、120 kg/hm~(2);同时随径流流出系统的N、P、K,分别为224.0、19.6、84.0 kg/hm~(2)。林分从土壤中吸收的N、P、K,分别为26.45、4.29、11.11 kg/hm~(2);通过淋溶作用,归还到土壤中的N、P、K,分别为0.36、0.13、0.56 kg/hm~(2)。另外,幼龄林抚育措施及逐年累积的凋落物,回流至土壤中的N、P、K,分别为4.17、0.63、1.31 kg/hm~(2);土壤中累积的营养元素N、P、K,分别达到289.08、14.27、124.75 kg/hm~(2);比改造当年均有较大幅度的增加,表明低质林改造对于林地内的养分循环具有一定的促进作用。     

大兴安岭林区低质林成因及改造方式

通过分析大兴安岭林区低质林的成因及自然立地条件提出4种改造方式;并阐述低质林改造效果的评价指标,为大兴安岭林区的低质林改造和森林资源可持续经营提供理论依据和操作方法。     

大兴安岭低质林补植改造对土壤肥力的影响

以大兴安岭阔叶混交低质林补植改造2 a后土壤肥力为研究对象,采用主成分分析法建立补植改造后土壤肥力指标的评价体系,计算土壤肥力的综合得分。结果表明:不同样地补植改造后土壤肥力的综合得分由大到小为BZ5(0.895)、BZ4(0.823)、BZ3(0.144)、BZ2(-0.336)、BZ1(-0.426)、CK(-0.536)、BZ6(-0.565)。其中BZ5样地的综合得分最高,表明补植密度为800株·hm~(-2)的改造样地最有利于土壤肥力的积累,适宜大兴安岭阔叶混交低质林的改造。各样地的综合得分先是随着补植密度的增大而升高,当补植密度大于800株·hm~(-2)后,样地土壤肥力不佳。     

不同改造方式对大兴安岭3种类型低质林生物多样性的影响

在大兴安岭林区,通过带状改造和块状改造方式分别对阔叶低质林、柞树低质林和白桦低质林进行改造,分析不同改造方式对3种不同类型低质林生物多样性的影响。结果表明:阔叶低质林经带状和块状改造后,各试验区中生物多样性较高的是S3>G4>S2>G3>G5;柞树低质林经改造后,各试验区中生物多样性较高的是S3>S2>G5>G4>S4;白桦低质林经带状和块状改造后,各试验区中生物多样性较高的是G4>S3>G3>G5>G6;综合3个试验区生物多样性恢复效果,带状改造试验区生物多样性高于块状改造试验区;带状试验区以10、14 m带宽进行改造,块状试验区以225～625 m2进行改造,试验区生物多样性较高。     

大兴安岭低质林补植改造效果的综合评价

以大兴安岭阔叶混交低质林为研究对象,对其进行补植改造,补植苗木为兴安落叶松(Larix gmelinii)。通过野外实地取样和室内实验测得各指标数据,选取35个评价指标进行分析,利用主成分分析法建立综合评价模型,计算样地改造效果的综合得分,筛选出最佳的补植改造密度。结果表明:不同样地补植改造后的综合得分由大到小依次为BZ5(0.761)、BZ3(0.351)、BZ6(0.247)、BZ2(0.017)、BZ4(-0.059)、CK(-0.394)、BZ1(-0.923)。其中BZ5改造样地的综合得分最高,补植改造效果最好,表明补植密度为800株·hm~(-2)最适宜大兴安岭阔叶混交低质林的补植改造。     

大兴安岭不同类型低质林土壤和枯落物的水文性能

以大兴安岭地区阔叶混交低质林、蒙古栎低质林、白桦低质林为研究对象,运用描述性统计和差异性分析对其土壤层和枯落物层的水文效应进行比较分析,以期对低质林水源涵养功能深入了解。结果表明:3种类型的土壤含水率、土壤密度、土壤毛管孔隙度范围分别为0.86%~0.90%、0.41~0.53 g·cm-3、60.17%~68.16%,各类型间差异不显著。蒙古栎低质林土壤密度最低,毛管孔隙度和总孔隙度最高。3种类型的枯落物总蓄积量范围为8.87~15.18 t·hm~(-2),枯落物总蓄积量由大到小表现为阔叶混交低质林、蒙古栎低质林、白桦低质林,各类型间差异显著。3种类型低质林的自然持水率、最大持水率、有效拦蓄率范围分别为13.26%~19.53%、248.95%~401.97%、192.07%~323.88%,蒙古栎低质林最大持水率和有效拦蓄率高于其他2种类型,各类型间差异不显著。枯落物最大持水量、有效拦蓄量范围分别为11.4~28.15、9.00~22.26 t·hm~(-2),其中白桦低质林的均低于其他2种类型,各类型间差异显著。综合分析表明:蒙古栎低质林土壤水文效应优于其余2种类型,白桦低质林枯落物水文性能明显低于阔叶混交低质林和蒙古栎低质林。     

大兴安岭兴安落叶松天然林结构特征

以大兴安岭兴安落叶松天然林为研究对象,利用固定样地调查数据,研究其结构特征。结果显示:(1)林分整体的直径分布为倒"J"型,6径阶株数最多,Exp3P2函数可以很好的拟合兴安落叶松的直径分布;(2)林分树高分布为单峰偏左曲线,树高8级时,株数最多,柯列尔函数拟合兴安落叶松树高分布精度高;(3)兴安落叶松树高随胸径增大而增加,可以用Wykoff方程表示其相关性;(4)兴安落叶松的胸径与冠幅为正相关关系,Monomolecular函数拟合结果良好;(5)林分平均角尺度0.485,林分呈现随机分布格局;(6)用胸径、树高和冠幅3个指标计算林分平均大小比数均呈现中庸状态;(7)林分平均混交度0.327,属于弱度混交,表明该地区为典型的兴安落叶松天然林。     

基于混合效应模型的大兴安岭地被可燃物含水率模型

基于黑龙江省大兴安岭林区南瓮河生态站的落叶松(Larix gmelinii)林、蒙古栎(Quercus mongolica)林、落叶松白桦(Betula platyphylla)混交林3种典型林分的288组可燃物含水率数据,选择基于平衡含水率的可燃物含水率实时变化模型为基础模型,采用非线性混合效应(NLME)模型方法,以林分因子作为随机效应,建立具有混合效应的可燃物含水率的实时变化预测模型,并通过给残差方差增加权重的方法解决异方差性问题。结果表明:考虑随机效应和异方差结构的可燃物含水率实时变化NLME预测模型的拟合效果(M_(AE)=0.716 7,M_(RE)=0.026 6)优于不含随机效应的可燃物含水率实时变化预测模型(M_(AE)=0.815 6,M_(RE)=0.031 2);其中以常数加幂函数作为异方差结构的模型精度最高(AIC=547.72,BIC=581.29,-2LL=527.72)且明显优于未给残差方差增加权重的可燃物含水率实时变化NLME预测模型(AIC=961.65,BIC=988.50,-2LL=945.65)。利用独立样本数据对模型进行检验,检验结果表明,对于可燃物含水率实时变化的预测,考虑随机效应和异方差结构的NLME模型的检验精度(M_(AE)=0.495 8,M_(RE)=0.034 2)比利用最小二乘法拟合的多元非线性回归模型(M_(AE)=0.588 5,M_(RE)=0.588 5)有所提高,说明基于混合效应模型的可燃物含水率实时变化模型可以很好地描述区域尺度上不同林分类型的可燃物含水率实时变化规律。     

土壤干旱对真桦和白桦叶片光化学效率的影响

应用叶绿素荧光技术,研究了土壤水分受限对真桦和白桦叶片光反应系统II的光化学效率影响。结果表明:土壤水分受限条件下,桦树叶片光化学效率存在域值反应,重度土壤干旱(土壤含水量13.1%～15.0%)时,两种桦树叶片实际光化学效率(ΦPSII)和表观电子传递速率(ETR)均显著降低,而轻度和中度土壤干旱时,ΦPSII和ETR与对照值差异不显著;重度土壤干旱条件下,两种桦树叶片最大光化学效率(Fv/Fm)和初始荧光(Fo)较对照没有显著差异,说明3周的土壤水分胁迫未对叶片光合机构造成实质性的损伤。土壤干旱影响叶片光化学诱导过程,且两树种间差异显著:重度干旱第3周时,真桦ΦPSII快相诱导速率由0.118 0降低到0.071 5,诱导平衡值(0.46)较对照(0.60)低;而白桦叶片ΦPSII快相诱导速率则由0.093升高到0.117,胁迫叶片和对照叶片光诱导稳定值也较接近。两种桦树叶片ΦPSII光诱导差异主要与非光化学淬灭(qN)诱导过程密切相关。     

漠河林区天然白桦林排序的研究

应用定性方法分析了漠河林区天然白桦林各林型的群落特征,及采用PAA、PO法对天然白桦林进行了排序,用ISODATA—Fuzzy聚类分析对排序所产生的分类结果进行了修正;用各样地的主要立地因子为基础材料,通过PCA亦对白桦林进行了排序分析;均取得了较符合实际植被现状与群落特性的满意效果。     

人工林白桦伐根腐朽程度对林隙内土壤温度的影响

通过对不同腐朽程度人工林白桦(Betula platyphylla)伐根林隙内土壤温度的测定,研究了伐根对林隙土壤温度的影响.结果表明:林隙土壤表面温度呈现不同的变异情况,但与伐根无关;有伐根林隙随伐根腐朽程度的加剧,土壤表面下10cm处温度差异性增加;未腐朽和初步腐朽伐根林隙土壤表面下10cm处温度变化趋势--伐根处温度较低,周围温度较高,温度变化梯度最大值发生在伐根南、北侧;严重腐朽伐根林隙伐根处土壤表面下10cm温度较高,且伐根周围温度变化梯度最大.     

大兴安岭森林火烧迹地大型土壤动物功能类群

对大兴安岭北部不同恢复年份火烧迹地大型土壤动物进行了研究.结果表明,不同恢复年份火烧迹地大型土壤动物可以划分为腐食性、植食性和捕食性3个生态功能类群.不论是个体数量还是生物量,均以腐食性动物所占比例最大,植食性和捕食性动物所占比例很小.除恢复1a的迹地中捕食性动物数量比例较大,其它样地均表现出腐食性动物所占比例较大,且...