长白山北坡椴树红松林空间分布及其空间关联

以长白山5.2 hm2椴树红松林固定监测样地为基础,研究优势种红松与紫椴的径级结构,运用Ripley's K函数探讨红松和紫椴不同生长阶段个体的空间分布格及其空间关系。结果表明:①红松和紫椴的径级结构均呈单峰分布,幼树数量较少。②红松和紫椴种群在空间上呈聚集分布,红松和紫椴幼树主要表现为随机分布,小树和大树主要表现为聚集分布,但大树的聚集强度小于小树。③红松小树与大树在1 m的空间尺度上呈显著正相关;紫椴幼树与小树、幼树与大树在较小的空间尺度上呈显著正相关;红松小树与紫椴大树、紫椴小树与红松大树在局部空间尺度上呈显著正相关。      

长白山针阔混交林主要树种空间分布及其环境解释

利用Moran’s I指数和双相关函数g(r)分析7个主要树种的空间分布格局,检验了环境因子与树种空间分布之间的关系。结果表明:色木槭幼树和小树不具有空间自相关结构,其他树种或生长阶段均呈显著正空间自相关。同一树种的不同生长阶段（幼树、小树、大树）具有不同的空间分布特征;7个树种在绝大多数空间距离上呈随机分布,少数空间距离上呈聚集分布,并且这种聚集性主要表现在较小的空间尺度上。环境变量对紫椴的空间分布具有较强的解释能力,对紫椴幼树、小树及大树空间变异的解释能力分别为23.6%、19.7%和27.5%。环境因子分别解释了蒙古栎幼树2.4%和小树27.1%的空间变异,香杨小树6.8%的空间变异,对蒙古栎和香杨大树空间分布的解释能力较低。环境因子对臭松、红松、色木槭及白桦的空间分布无显著影响。树木种群的空间自相关性是7个优势树种形成特定空间格局的主要原因。      

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。      

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...     

长白山阔叶红松林乔木树种幼苗组成与空间分布

以长白山阔叶红松林永久样地为平台,基于该群落幼苗、大树的调查数据,对乔木树种幼苗组成进行初步分析,并运用点格局分析法,对群落中幼苗及幼苗与大树相关关系进行研究。结果表明:该群落物种组成较丰富,共调查到乔木树种大树1 802株,隶属于20种,幼苗9 332株,隶属于10种,这些幼苗也是样地内主要乔木树种的组成成分。在1 hm2样地内,共调查到水曲柳(Fraxinus mandshurica)幼苗6 986株,紫椴(Tilia amurensis)幼苗832株,色木槭(Acer mono)幼苗394株,青楷槭(Acer tegmentosum)幼苗250株,花楷槭(Acer ukurunduensis)幼苗123株,假色槭(Acer pseudo-sieboldianum)幼苗289株,簇毛槭(Acer barbinerve)幼苗438株,红松(Pinus koraiensis)幼苗3株,蒙古栎(Quercus mongolica)幼苗10株,怀槐(Maackia amurensis)幼苗7株。从幼苗的空间分布格局来看,优势树种幼苗在小尺度上呈现聚集分布,随着尺度的增大而逐渐趋于随机分布。从幼苗与成树相关关系来看,优势树种的幼苗与大树未表现出显著的相关性。     

典型阔叶红松林叶面积指数的空间异质性

目的探讨叶面积指数(LAI)的空间异质性及其影响因素，以期为准确地获得局域、区域等大尺度上LAI的空间分布特征提供参考依据。方法依托黑龙江丰林国家级自然保护区30hm2典型阔叶红松林动态监测样地，首先通过LAI与胸高断面积间的经验模型得到阔叶红松林内红松、冷杉、紫椴、硕桦、裂叶榆和色木槭6种主要树种及林分水平上的LAI，然后采用半方差函数和Kriging空间插值等地统计学方法分析LAI的空间异质性特征以及与地形因子(海拔、坡度、坡向和曲率)的相关关系。结果主要树种LAI的变异系数均大于10%，具有中等或强变异性，且变异程度表现为裂叶榆>硕桦>紫椴>红松>色木槭>冷杉。红松LAI的空间结构比(块金值(C₀)/基台值(C₀+C))为0.50，具有中等程度的空间自相关，而其他5个树种的比值均低于0.25，具有强烈的空间自相关；主要树种LAI的变程范围为24m(紫椴)~126m(红松)。红松、裂叶榆和色木槭的空间异质性具有较明显的各向异性结构特点，且红松的LAI在240m尺度范围内时，东西方向(0°)上的空间异质性明显大于南北方向(90°)，240m以后出现相反的结果。红松的LAI与海拔、坡度、坡向和曲率4个地形因子均呈极显著正相关(P＜0.01)，其他树种的LAI与地形因子也表现出不同的相关关系。结论LAI的空间异质性不仅与研究尺度相关，而且与方向相关；地形因子对LAI空间分布的影响存在种间差异，但整体来看，4个地形因子均对LAI的空间分布存在显著影响。      

长白山杨桦次生林群落结构及培育目标林种研究

通过对长白山杨桦次生林群落结构和种群的调查,分析了各树种重要值及种间联结性,确定了培育的目标林种.结果表明：杨桦次生林的物种组成丰富,优势树种明显,白桦和蒙古栎在杨桦林中占有绝对优势;红松与白桦、蒙古栎、色木槭、山槐、山梨和紫椴表现为正联结关系,红松与暴马丁香、黄榆、假色槭、毛山楂、山杨和水曲柳表现为负联结关系;主要培育目标林种是紫椴和山槐,应适当间伐暴马丁香、假色槭.     

长白山不同林型空间格局及树种多样性多尺度分析

物种空间分布如何影响群落多样性格局目前还不清楚。以长白山针阔混交林、椴树红松林和云冷杉林3 个 5.2 hm2 样地为基础,采用Ripley爷s K 函数分析了树种的空间分布,在种群水平上检验了不同树种对局域多样性格 局的影响。研究结果显示:1)针阔混交林、椴树红松林和云冷杉林样地中绝大多数树种在小尺度上呈聚集分布;针 阔混交林样地中簇毛槭、色木槭和蒙古栎在大尺度( 30 m)上呈现随机或均匀分布;椴树红松林和云冷杉林样地 中树种空间分布受研究尺度影响较小,在不同空间尺度上树种空间格局基本一致。2)在物种组织水平上,同一树 种对不同林分的多样性格局影响存在差异。但在群落组织水平,针阔混交林、椴树红松林和云冷杉林却具有一致 的多样性格局组建规律。多样性促进种比例随着空间尺度的增加而减少,中性种比例随着空间尺度的增加而增 大。中小尺度上多样性促进种在群落构建中起主导作用,而在大尺度上中性种决定了群落多样性格局。3)绝大多 数树种的空间分布与其多样性维持作用之间没有明显关联性。少数针叶树种臭松、红松和鱼鳞松在空间聚集分布 的尺度范围越大时,其对局域群落多样性呈非促进效应的尺度范围相对也越大。建议未来从物种聚集效应角度出 发进一步探讨群落多样性的形成和维持机制。      

长白山阔叶红松林大样地木本植物组成及主要树种的生物量

在长白山阔叶红松林25 hm2森林大样地的基础上,研究阔叶红松林木本植物组成,同时应用徐振邦等关于阔叶红松林主要树种的干、枝、叶生物量与其胸径的相关关系公式以及地上地下的生物量关系,直接推算阔叶红松林中红松、紫椴、蒙古栎、水曲柳、色木槭的生物量,进而得到单位面积的生物量.结果表明,长白山阔叶红松林25 hm2样地内胸径≥1 cm的木本植物共51个种,59 158个活的个体.5种主要树种的生物量以紫椴最高,为101 039.489kg/hm2;红松次之,为81 012.335 kg/hm2.水曲柳为54 767.362 kg/hm2,蒙古栎为35 035.157 kg/hm2,色木槭最低,为22 921.594 kg/hm2.对比分析以往的生物量测定结果,除了水曲柳的生物量外,笔者的测定结果都远高于徐振邦等的测定结果,紫椴的生物量高了近2倍,红松和蒙古栎的生物量都高了1倍.测定结果的不同可能源于大的取样面积及精准的仪器应用提高了对单位面积植物组成及其数量测定的精度,加之20年的植物生长以及全球变化等一系列因素的影响.     

择伐干扰对长白山阔叶林中水曲柳及其伴生树种分布格局及种间相关性的影响

[目的]研究择伐干扰对水曲柳自身的生长及其伴生树种的影响,为水曲柳的保护提供理论依据.[方法]运用空间点格局分析方法,分析择伐干扰对树种空间分布格局及空间关联性的影响.[结果]（1）轻度择伐对椴树、红松、水曲柳分布格局影响不大,对色木槭和榆树分布格局改变明显;重度择伐对水曲柳、椴树、红松分布格局影响较大.（2）轻度择伐对水曲柳与椴树、红松、榆树种间关系影响不大,但对水曲柳与色木槭种间关系影响较大.[结论]轻度择伐主林层中的水曲柳有助于改善种群结构,对于水曲柳与椴树、红松种间关系改变不明显,但是重度择伐有助于阔叶树种椴树的的生长,但不利于处于更新层中针叶树种红松的生长.     

长白山针阔混交林乔木幼苗组成与空间分布

目的了解长白山地区针阔混交林森林群落中乔木树种天然更新幼苗的组成及空间分布情况,为进一步科学经营奠定理论基础。方法以长白山光明林场针阔混交林固定样地为研究平台,通过对连续1 hm2面积内乔木幼苗和大树进行定位调查,分析了该森林群落中乔木幼苗的物种组成;运用点格局分析法,对样地内典型阔叶乔木(水曲柳、紫椴)和针叶乔木(红松、臭冷杉)幼苗的空间分布及幼苗与大树空间分布之间的关系进行研究。结果(1) 样地内乔木幼苗树种组成丰富,共调查到幼苗10 865株,隶属于17个乔木树种,且幼苗全部来自样地内大树树种,未发现样地外其他树种的幼苗;(2)从幼苗的空间分布格局来看,在较小的研究尺度上,水曲柳、紫椴、红松和臭冷杉的幼苗均呈现聚集性空间分布;(3)从幼苗与大树空间分布的关系来看,在一定的研究尺度范围内,水曲柳、紫椴幼苗与其大树表现出正相关关系,而红松、臭冷杉幼苗与其大树则表现为负相关关系。结论长白山针阔混交林中主要阔叶乔木和针叶乔木的幼苗在较小尺度上多表现为聚集分布,主要阔叶乔木幼苗与大树在空间上呈正相关,主要针叶乔木幼苗与大树在空间上呈负相关。      

长白山云冷杉林不同演替阶段的树种空间分布格局及其关联性

云冷杉针阔混交林、云冷杉针叶混交林和近原始云冷杉林是长白山区代表性的森林群落。以这3种典型群落的各1块样地调查数据为基础,采用点格局分析法的O ring统计,对各样地主要树种的空间分布格局及树种间的空间关联性进行分析。结果表明:各种群以随机分布为主,从云冷杉针阔混交林到云冷杉针叶混交林和近原始云冷杉林,所有主要树种的空间分布格局聚集分布减少,而随机分布、均匀分布增多,云杉、冷杉和红松两两间的空间关联性,表现为负相关的现象增多。在小尺度上,椴树呈显著聚集分布,其他尺度上表现为随机分布,其他树种分布的规律性不明显。      

长白山次生杨桦林树种多样性格局多尺度分析

从植物种群角度出发研究物种对局域群落多样性格局的影响,有助于更好地揭示群落水平研究中易于被掩 盖的种间互作等作用机制对群落组建过程的影响。研究了不同空间尺度上树种对局域多样性格局的影响,检验了 促进种、中性种和抑制种在群落多样性格局组建中所起的作用。以长白山5.2 hm2 次生杨桦林监测样地数据为基 础,采用单物种-面积关系模型计算29 个树种的ISAR 和mISAR 曲线,并用完全空间随机化方法检验了单物种-面 积关系偏离中性的显著性。研究结果表明,不同树种在不同空间尺度上对局域多样性格局影响不同;样地中臭松、 簇毛槭、色木槭、山杨、水榆和紫椴为多样性促进种,白桦和春榆为多样性抑制种;水曲柳、蒙古栎、山丁子和暴马丁 香在小尺度上为中性种,其他树种在小尺度上均表现为促进种。多样性促进种、中性种和抑制种对群落多样性格 局组建的影响具有明显的尺度依赖性,多样性促进种在中小尺度(0 ~36 m)上比例最高,在群落多样性构建过程中 起主导作用;而中性种在大尺度上比例最高,决定了群落多样性格局的构建过程。因此,多样性促进种和中性种共 同影响着局域群落多样性格局构建,二者的相对作用大小取决于讨论问题的空间尺度。      

吉林蛟河近熟林树种多样性格局组建机制研究

植物种在群落多样性格局组建过程中所起的作用一直是生态学重点关注的问题。2010 年在吉林蛟河建立面 积为21.12 hm2 的近熟林监测样地,样地中记录到DBH 1 cm 木本植物32 405 株, 共计50 种木本植物。利用单物 种-面积关系模型分析了样地内30 种木本植物对局域群落多样性格局的影响,利用完全空间随机化模拟计算植物 对局域多样性促进或抑制的显著性程度。研究结果表明:1)由于ISAR 模型没有考虑竞争的非对称性,在相同取样 面积下,同一树种的mISAR 值普遍低于ISAR 值。不同树种的mISAR 曲线更加分散、区分度更为明显,且具有明显 的尺度依赖性。2)在0 ~50 m 空间尺度上,簇毛槭、黑樱桃、翅卫矛、稠李、大果榆、花楷槭、毛榛和青楷槭为多样性 促进种;水榆为中性种;红松、色木槭、胡桃楸在绝大多数空间尺度上表现为抑制种;其余树种绝大多数在小尺度上 表现为促进种。3)在中小尺度上,促进种决定了局域群落多样性格局组建; 在较大尺度上,促进种和中性种共同作 用于群落多样性格局的组建,并且随机过程的影响相对更强。因此,促进种和抑制种所代表的确定性过程与中性 种所代表的随机过程共同作用于森林群落多样性格局构建过程, 并且二者起作用的空间尺度不同。      

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。     

采伐对吉林蛟河针阔混交林空间结构的影响

探讨不同采伐强度下林分空间结构的变化对森林可持续经营具有指导意义。在吉林省蛟河次生针阔混交林内,设置采伐强度分别为0%(对照,CK)、14.3%(弱度,LT)、29.4%(中度,MT)和50.4%(重度,HT)的4块样地,样地面积各1 hm2,利用角尺度、大小比数、混交度和密集度4个林分空间结构参数探讨林分整体以及春榆、红松、色木槭、水曲柳和紫椴5个主要树种的林分空间结构在采伐3年后的变化。结果表明,从采伐干扰对林分整体的影响来看,LT处理后林分的水平分布格局更合理,混交度较高,林分结构相比CK处理更稳定;采伐干扰对林分大小分化程度的影响不显著;林木密集度随采伐强度增加逐渐降低,林内较稀疏的林木比例逐渐增加;从采伐干扰对主要树种的影响来看,不同树种对采伐干扰的响应差异显著,采伐对5种树种的水平分布格局均有显著影响,但对确定采伐强度不具指导意义;从树种的大小分化程度和混交度考虑,LT处理对春榆、水曲柳和紫椴更有利,MT处理对红松和色木槭更有利;除紫椴外其他树种的密集度随采伐强度的增加而降低。综合考虑,采伐干扰在短期内对林分整体的空间结构影响较小,对主要树种的空间结构影响较大,采伐强度在15%左右比较合理,也可以结合森林经营需求针对个别树种适当提高采伐强度,建议不超过20%。