基于分位数回归的针阔混交林树高与胸径的关系

  目的  基于包含哑变量的非线性分位数回归方法，构建华北落叶松Larix principis-rupprechtii与白桦Betula platyphylla针阔混交林树高与胸径关系的预测模型，对研究混交林中树种结构及立地生产力预测具有重要意义。  方法  以河北省塞罕坝机械林场华北落叶松与白桦针阔混交林为研究对象，利用83块标准地调查数据，基于哑变量分别采用最小二乘法和非线性分位数回归方法，构建不同树种树高与胸径关系模型。  结果  基于包含哑变量的非线性分位数回归预测模型精度高于最小二乘法，其中利用最小二乘法拟合不同树种模型，其确定系数、平均差及平均绝对误差分别为0.787~0.814、1.581~1.877、2.447~2.654；而利用非线性分位数回归不同树种不同分位点模型，其确定系数、平均差及平均绝对误差分别为0.839~0.921、0.213~1.469、0.561~2.322，经过残差分析确定，当分位点τ=0.7时，不同树种树高与胸径关系预测模型精度较高。  结论  与最小二乘法相比，基于非线性分位数构建的包含哑变量不同树种树高与胸径关系的预测模型精度更高。图3表3参33     

临安钱王陵公园植物群落结构及生态效益分析

  目的  分析浙江省杭州市临安区钱王陵公园植物群落结构，并对其生态效益进行定量评估。  方法  以临安钱王陵公园为研究对象，对公园内32个植物群落资源结构进行实地调查，运用i-Tree模型评估群落节能、吸收二氧化碳(CO₂)、改善空气质量、截留雨水等生态效益。  结果  ①所调查群落树木共计1 613株，分属39科62属74种；群落结构以复层型为主，呈现出以针阔混交林为主的景观风貌。②群落年生态效益为208 588.16元·a?1，单株树木平均效益为129.25元·株?1·a?1，其中节约能源、吸收CO₂、改善空气质量和截留雨水生态效益分别为48 188.80、98 447.36、4 019.84和57 932.16元·a?1，分别占为23.10%、47.20%、1.93%和27.77%；生态效益总价值最高的是樟树Cinnamomum camphora+广玉兰Magnolia grandiflora-山茶Camellia japonica群落(样地L₂₁)，为12 777.60元·a?1，占6.13%，且该群落在节约能源、吸收CO₂、截留雨水3个方面生态效益均为最高；针阔混交型群落生态效益占35.47%，对生态效益价值贡献最大。③落叶阔叶及针叶树种单株平均生态效益较高，落叶阔叶树在节能、吸收CO₂、改善空气质量及截留雨水效益方面更具优势。  结论  钱王陵公园植物群落生态效益的高低主要取决于群落内树种的株数、生长类型和平均胸径，针阔混交型群落在生态效益价值方面具有明显优势。图2表4参23     

松材线虫入侵对浙江平湖地区松林植物群落功能的影响

使用样方法和每木调查法,对松材线虫入侵后不同比例的马尾松混交林与黑松混交林的胸径和材积生长量(变化率)、生物量等群落功能指标进行了调查分析。结果表明:就林分胸径和材积生长量而言,随着混交比例（感病树种株数占林分总株数）的减小,各功能指标受害后变化幅度就越小,表现出整个林分对松材线虫的抵抗能力就越强,在该研究中,5针5阔表现出最强抵抗力;此外,松材线虫的侵入改变了未受害时不同混交比例黑松林的胸径生长量、材积生长量的数量对应关系（纯林＞7针3阔＞6针4阔＞5针5阔）,马尾松林则无此现象;就胸径与材积生长变化率而言,松材线虫入侵后,黑松林的变化较马尾松林更明显,这说明黑松纯林抵抗松材线虫的能力比马尾松纯林弱;松材线虫的侵入加速了松林从纯林向针阔混交林,进而向顶级群落常绿阔叶林方向演替的步伐。      

长白山2种针阔混交林空间结构多样性研究

为研究云冷杉过伐林的恢复和保护,本文选取落叶松云冷杉林和云冷杉针阔混交林2个林分,应用传统林分直径因子结合空间多样性指数和空间结构参数的二元分布,对长白山落叶松云冷杉林和天然云冷杉林的整体结构进行分析。结果表明:1)云冷杉针阔混交林的径阶分布近似为反“J”型曲线,落叶松云冷杉林的径阶分布为多峰的反“J”型曲线,呈现出同代林的特征;2个林分的空间多样性指数分别为5.546 0和4.149 4。2)2个林分空间结构的二元分布特征差异不显著,落叶松云冷杉林中胸径和树高处于中庸且呈随机分布的林木所占比例为14%和13%,云冷杉针阔混交林中为11%和13%;落叶松云冷杉林分中处于强、极强度混交且胸径和树高占据中庸势态的林木分别占总林木的12%和10%,云冷杉针阔混交林中为13%和14%。3)落叶松云冷杉林分中处于不同优劣程度和混交等级的林木株数比例相差较大;云冷杉针阔混交林分中,相同混交状况的林木在不同优劣等级的株数比例相差不大,林分胸径和树高差异不明显。天然云冷杉针阔混交林处于相对稳定状态,落叶松云冷杉林需要采取抚育措施以提高其空间结构多样性。研究结果可应用于落叶松云冷杉林抚育设计,调整其林分结构,实现林分的空间结构化经营。      

浙江省公益林生物多样性和立地对生物量的影响

  目的  探究浙江省公益林生物多样性和立地因子对生物量的影响,研究公益林群落结构的稳定性。  方法  依托浙江省3个县的公益林调查数据,探索10个土壤和地形因子(土壤吸湿水、土壤pH、土壤有机质、土壤速效氮、土壤速效磷、土壤速效钾、海拔、坡度、坡向和土壤厚度)以及生物多样性(物种丰富度和谱系多样性)对3种森林类型(针叶林、针阔混交林和阔叶林)生物量的影响。  结果  谱系多样性较物种丰富度能更好地区分森林类型,其中阔叶林和混交林有较高的生物多样性,针叶林则拥有高生物量。仅考虑单独因子的作用,谱系多样性(P=0.041)和物种丰富度(P＜0.001)在阔叶林中对生物量有显著的积极影响;而考虑环境因子的效应时,物种丰富度、谱系多样性、土壤速效氮、土壤厚度和土壤吸湿水对阔叶林中的生物量具有显著影响(P＜0.05),土壤厚度和土壤酸碱度对针叶林的生物量具有显著影响(P＜0.05)。谱系多样性在环境因子的共同作用下对生物量有消极影响。  结论  生物多样性和环境因素共同影响浙江公益林的生物量。在未来公益林的经营中,应对不同森林类型采取相应的措施,增加针阔混交林和针叶林的土壤肥力,改善阔叶林的物种结构,以期更好地维持和提升公益林的生态系统功能。图2表2参44     

毛竹林立地与结构的关系及其对生物量的影响

  目的  研究立地因子和结构因子中影响毛竹Phyllostachys edulis林生物量的主导因子，并解析主导因子之间的关系及其对毛竹林生物量的影响。  方法  在浙江省10个县(市)选择少受人为干扰的毛竹林，设置52个样地，通过随机森林筛选出影响毛竹林生物量的主导因子，在此基础上构造结构方程模型，分析各主导因子对毛竹林生物量的直接、间接和总影响。  结果  立竹度、林分平均胸径和竞争指数是林分结构因子中影响毛竹林生物量的主导因子。土层厚度和海拔高度是立地因子中影响毛竹林生物量的主导因子。结构方程模型分析结果表明:模型中所预设的路径能够被接受，也能较好体现所采集的数据。立竹度、林分平均胸径、竞争指数和土层厚度的总影响为正，对毛竹林生物量有正影响。海拔的总影响为负，对毛竹林生物量有负影响。林分平均胸径对毛竹林生物量的总影响最大，为0.739。立竹度对毛竹林生物量的直接影响大于间接影响。土层厚度对毛竹林生物量的间接影响最大，达0.492。立地因子中，土层厚度对毛竹林生物量的总影响大于海拔高度。海拔高度、土层厚度和竞争指数对毛竹林的间接影响大于直接影响。  结论  毛竹林的主要构件因子立竹度和林分平均胸径与毛竹林生物量的关系最为密切。海拔高度、土层厚度和竞争指数主要通过影响毛竹林的构件因子，间接影响毛竹林生物量。在毛竹林经营中，应当综合考虑立地因子、非空间结构和空间结构及其相互关系对毛竹林生物量的影响，在充分利用立地潜力的基础上，调控毛竹林结构，提高毛竹林生产力。图3表3参40     

天山雪岭云杉生物量分配格局及异速生长模型

  目的  雪岭云杉Picea schrenkiana是新疆山区重要树种。了解雪岭云杉地上地下生物量分配及碳储量，对新疆森林资源调查具有一定意义。  方法  采用整株收获法分析30株雪岭云杉地上地下生物量分配格局，利用胸径(D)、树高(H)和胸径-树高(D2H、D3/H和DbHc)作为变量建立树干、树枝、树叶、树根、地上及整株生物量异速生长模型。  结果  雪岭云杉树干、树枝、树叶及树根生物量存在显著性差异(P＜0.01)。整株生物量为12.04～2 014.34 kg·株?1，地上和地下生物量分别为10.16～1 475.17和1.88～539.18 kg·株?1，树干、树枝、树叶及树根生物量占整株生物量的56.86%、13.03%、5.96%和24.15%，根冠比为0.08～0.55。植株水平上，建立基于胸径及树高变量的各器官生物量模型，其中树根生物量的最优生物量模型为W＝a(D2H)b，其他器官生物量模型均为W=aDbHc。影响云杉生物量的主要环境因素重要性排序依次为坡位、坡度、海拔及土壤厚度。  结论  基于胸径-树高因素的异速生长模型可以较好地实现雪岭云杉各器官生物量的拟合，可对其生物量及碳储量进行有效估算。图4表3参30     

乐昌含笑种源不同林龄生长变异及早期选择

  目的  研究乐昌含笑Michelia chapensis主要生长性状的遗传变异规律及幼林期与近成熟林期主要性状的相关性，探析乐昌含笑种源早期选择的适宜林龄。  方法  利用种植于广东省韶关市国有曲江林场和九曲水林场的乐昌含笑种源试验林多个年度的观测数据，采用方差分析、遗传参数估算、相关分析及聚类分析等方法，对胸径、树高及材积生长性状在林龄为3、6、11、14 a的遗传变异模式进行分析，并确定早期选择的适宜林龄范围。  结果  种源试验林的保存率在林龄为11~14 a有较明显下降；各林龄的树高、胸径、单株材积在种源间存在极显著差异(P＜0.01)；种源效应对生长性状的影响随林龄的增大而逐渐增强或趋于平稳；各林龄的树高、胸径、单株材积的种源遗传力为0.69~0.90；林龄为3、6、11 a时的树高、胸径、单株材积分别与林龄14 a的单株材积间存在极显著(P＜0.01)的表型相关和遗传相关；综合指标法和单指标法对参试种源分类评价表明:所得丰产型Ⅰ类种源的分类结果较一致，但单指标法更简便；以林龄为14 a时入选的丰产型Ⅰ类种源为参考时，单指标法的早期选择风险更低，在林龄为3、6 a时开展早期选择，2片试验林的选对率为83%~100%，漏选率均为0。  结论  乐昌含笑树高、胸径、单株材积生长性状在不同种源间存在丰富变异，种源效应对3个生长性状有明显且较稳定的影响，树高、胸径、单株材积的种源遗传力属中等偏高水平。以丰产型种源为选择目标，在林龄为3~6 a时开展单株材积的早期选择是可行的。图1表7参20     

Influence of pine wood nematode invasion on pine community function in Pinghu region of Zhejiang Province,eastern China

使用样方法和每木调查法,对松材线虫入侵后不同比例的马尾松混交林与黑松混交林的胸径和材积生长量（变化率）、生物量等群落功能指标进行了调查分析。结果表明：就林分胸径和材积生长量而言,随着混交比例（感病树种株数占林分总株数）的减小,各功能指标受害后变化幅度就越小,表现出整个林分对松材线虫的抵抗能力就越强,在该研究中,5针5阔表现出最强抵抗力;此外,松材线虫的侵入改变了未受害时不同混交比例黑松林的胸径生长量、材积生长量的数量对应关系（纯林〉7针3阔〉6针4阔〉5针5阔）,马尾松林则无此现象;就胸径与材积生长变化率而言,松材线虫入侵后,黑松林的变化较马尾松林更明显,这说明黑松纯林抵抗松材线虫的能力比马尾松纯林弱;松材线虫的侵入加速了松林从纯林向针阔混交林,进而向顶级群落常绿阔叶林方向演替的步伐。     

马尾松人工促进天然更新试验研究

在马尾松采伐迹地采用保留母树及封山育林的人工促进天然更新试验,结果表明:形成的马尾松阔叶树混交林生长良好,株数达到2683株/hm~2,树种组成为8马2阔,10年生马尾松平均胸径、树高、单株材积分别为6.9cm、6.0m、0.0123m~3;阔叶树平均胸径、树高、单株材积分别为9.7cm、7.1m、0.0277m~3,显示出较好的生态和经济效益。     

油松和侧柏林地表可燃物负荷量及影响因素

  目的  研究北京地区典型针叶林地表可燃物负荷量及其影响因素,构建可燃物负荷量模型,为可燃物的科学管理提供依据。  方法  结合林分因子（胸径、树高、郁闭度、冠幅、第1活枝高）和地形因子（海拔、坡度）,在北京市7个区选择具有代表性的油松林和侧柏林,每种林型各设置42块样地,调查和测定了2种针叶林的可燃物负荷量（上层枯叶、下层枯叶、灌木、草本、1 h 时滞枯枝、10 h 时滞枯枝）,采用冗余分析（RDA）研究地表可燃物负荷量与林分因子和地形因子的关系,利用多元线性回归建立总可燃物负荷量模型。  结果  （1）油松林总可燃物平均负荷量为14.31 t/hm2,侧柏林总可燃物平均负荷量为9.78 t/hm2,下层枯叶负荷量占2种针叶林地表总可燃物负荷量的比重最大。（2）RDA分析表明,油松林上层枯叶、灌木可燃物负荷量与胸径呈正相关,下层枯叶负荷量与郁闭度、坡度呈正相关。侧柏林上层枯叶、下层枯叶负荷量与树高、冠幅呈正相关,与海拔呈负相关。灌木可燃物负荷量与树高、郁闭度呈正相关,与海拔呈负相关。2种针叶林总可燃物、1 h 时滞枯枝、10 h 时滞枯枝负荷量均与胸径呈正相关,草本可燃物负荷量与海拔呈正相关。（3）模型表明,胸径、树高、冠幅能较好推算出油松林总可燃物负荷量,第1活枝高、冠幅、坡度能较好的推算出侧柏林总可燃物负荷量。  结论  油松林有发展成较大森林火灾的可能性,根据地表可燃物负荷量,应当着重对林下枯落物可燃物进行管理,及时清理林下可燃物,降低潜在森林火灾风险。不同林型可燃物负荷量与林分因子以及地形因子之间的关系不同,在进行可燃物管理时,应因地制宜,选择合理适宜的措施。      

长白山云冷杉针阔混交林林木空间利用率混合模型

目的  建立林木空间利用率模型，为天然混交林中不同树种间生产力的比较提供依据，为单木成熟的判断提供参考。 方法  利用林木生长量与树冠大小比值定义林木空间利用率，以长白山地区云冷杉针阔混交林为研究对象，基于20块标准地的2 268株单木数据，建立林木空间利用率混合模型，拟合各树种的空间利用率。 结果  （1）备选指标中蓄积生长量和树冠投影面积之比与胸径相关系数最高，适宜作为计算指标。（2）通过逐步回归，最终选定林木胸径、胸径平方（代表胸高断面积）、树高、冠幅、样地蓄积、针阔比、坡向坡度、竞争指标作为林木空间利用率基础模型的自变量。（3）确定按树种分组，包含胸径平方及截距随机效应参数、指数函数异方差结构的混合模型，经检验，混合模型在建模数据及检验数据中的表现均略优于一般线性模型。（4）利用所构建的混合效应模型，对研究数据进行拟合预测，各树种空间利用率最高时期的胸径分别为云杉约40 cm，冷杉、落叶松、红松、中阔组约37 cm，慢阔组约32 cm。 结论  林木利用率模型得到的数量成熟是以单位营养空间的生产力为基础的，使不同树种间的比较更为合理，且计算结果符合一般林学规律，可以作为该地区云冷杉针阔混交林判定单木成熟及优化林分结构的参考依据。      

模拟酸雨淋溶对缙云山针阔混交林与常绿阔叶林凋落物分解的影响

  目的  探讨缙云山针阔混交林与常绿阔叶林凋落物分解在酸雨过程中的特点和规律,为优化缙云山森林管理,指导林分配置提供科学依据。  方法  以重庆缙云山2种典型林分为研究对象,进行4个不同酸碱度:pH 4.50(对照)、pH 4.00、pH 3.25和pH 2.50的酸雨模拟实验,结合Olson负指数衰减模型,分析针阔混交林与常绿阔叶林的凋落物分解速率并计算分解系数,定量分析模拟酸雨下2种典型林分的凋落物分解变化规律。  结果  ①经过0.5 a的分解,对照、pH 4.00、pH 3.25和pH 2.50处理下针阔混交林质量残留率均高于常绿阔叶林,分别高4.60%、3.78%、4.22%和5.39%。其中,对照针阔混交林凋落物损失率达到半衰期与全衰期的时间为1.62、6.98 a,常绿阔叶林为1.29和5.56 a;不同酸碱度酸雨淋溶下针阔混交林凋落物损失率达50%和95%的时间分别为1.47~2.00 和6.35~8.43 a,常绿阔叶林分别为1.23~1.50和5.33~6.48 a。②对照、pH 4.00、pH 3.25和pH 2.50各处理下针阔混交林的分解常数k值分别为0.43、0.47、0.40 和0.35,常绿阔叶林则分别为0.54、0.56、0.51和0.46,k值随着处理pH的降低呈下降趋势。③研究区pH 4.00的模拟酸雨一定程度上对林内凋落物的分解有促进作用;pH 2.50和pH 3.25的模拟酸雨一定程度上抑制不同林下调落物的分解。  结论  重庆缙云山模拟不同酸碱度酸雨对2种典型林分的凋落物分解速率影响显著,常绿阔叶林分解速率总体高于针阔混交林,温度制约凋落物分解速率。图2表2参32     

浙江乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统服务价值评估

  目的  乌岩岭国家级自然保护区能够提供多功能的生态服务，对保护和改善泰顺县和温州市的生态环境起着至关重要的作用。  方法  以乌岩岭国家级自然保护区为研究区，通过实地调查，参照LY/T 1721?2008《森林生态系统评估规范》的方法，定量评估了乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统生态服务的物质量和价值量。  结果  2017年乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统生态服务的总价值量为100.24×108元·a?1，单位面积森林生态服务价值为3.92×105元·hm?2·a?1。乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统服务价值所占比例从大到小依次为保育土壤、涵养水源、积累营养物质、固碳释氧、生物多样性保护、净化大气环境。可见，保育土壤、涵养水源和积累营养物质是乌岩岭森林生态系统主要的服务，三者比例之和高达91.92%，占有重要地位。乌岩岭国家级自然保护区不同森林类型生态系统服务价值从大到小依次为常绿阔叶林、杉木Cunninghamia lanceolata林、竹林、马尾松Pinus massoniana林、针阔混交林、柳杉Cryptomeria fortunei林、经济林。常绿阔叶林对乌岩岭森林生态系统服务价值贡献在50%以上，占据绝对地位。  结论  乌岩岭国家级自然保护区常绿阔叶林的单位面积生态服务价值远远高于其他林分，因此通过把针叶林改造成阔叶林等林相改造技术，提高林分质量，优化生态系统结构，进而增加生态系统服务的产出和价值。表5参27     

间伐和施肥对杉木成熟林生长和材种结构的影响

  目的  分析不同间伐保留密度及不同氮、磷肥施用量对杉木Cunninghamia lanceolata成熟林生长和材种结构的影响,为高效培育大径材杉木提供理论依据。  方法  选择27年生立地指数大于22的杉木人工林,采用正交试验设置9块标准地,间伐保留密度设为300、600和825株·hm?2,氮肥施用量设为0、100、200 g·株?1,磷肥施用量设为0、250、500 g·株?1。  结果  间伐保留密度过大会限制杉木成熟林胸径增加,间伐保留密度过小会降低林分蓄积量,间伐和施肥均能有效促进单株材积增长,较高氮肥施用量能够促进杉木胸径、树高和平均单株材积的生长,氮、磷肥混合施用能够更有效地增加林分蓄积量的积累。间伐保留密度及氮、磷肥施用量3个因素均显著影响杉木成熟林大径材出材量 (P＜0.05),间伐保留密度和磷肥施用量对杉木成熟林大径材出材率具有显著影响 (P＜0.05),而氮肥施用量的影响较小。在立地指数为22条件下,能够使杉木成熟林大径材出材量和出材率最高的处理为间伐保留密度825株·hm?2、氮肥施用量200 g·株?1、磷肥施用量250 g·株?1。  结论  高立地指数下,杉木成熟林大径材培育过程中,保留适宜的间伐密度,并增施氮肥和磷肥,能有效促进杉木大径材出材率和出材量。图6表4参27     

萌芽杉木幼龄林植物群落特征

  目的  探索森林恢复方式，改善杉木Cunninghamia lanceolata林林分结构及维护生物多样性，对杉木人工林可持续经营和森林恢复活动具有理论和实践价值。  方法  2017年10月选择浙江省杭州市临安区昔口村二代萌芽杉木幼龄林为研究对象，对其植物群落特征进行实地调查。  结果  昔口村杉木萌芽幼龄林植物种类共104种，其中乔木层植物14种，灌木层植物58种，草本层植物41种，优势植被构成杉木-蓬蘽Rubus hirsutus-蕨Pteridium aquilinum群落；物种丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数均为灌木层>草本层>乔木层；林下植被除部分优势种长势较好，多数植物种类数量较少且分布较稀疏。  结论  在改善森林生态系统物种、结构、资源利用方面的异质性时，要考虑当地农户和社区的需求，选择当地乡土阔叶树种、适生阔叶树种进行补植，形成混交林，并辅以科学的抚育措施。     

川西云杉人工林与天然林群落空间分布格局及种间关联性

  目的  随着国家退耕还林工程的实施,川西云杉Picea likiangensis var. rubescens人工林面积和蓄积量不断增长,已成为川西地区森林资源的重要组成部分。本研究分析道孚县川西云杉人工林与天然林活立木空间分布格局特征及种间关联性差异,以揭示人工林群落动态变化及演替规律。  方法  采用典型样方法设置12块固定样地,测量每株活立木中心位置坐标、胸径、树高和冠幅等,运用点格局分析中的单变量Ripley’s L(t)函数和双变量Ripley’s L₁₂(t)函数分别分析人工林与天然林群落的空间分布格局和群落中树种间的空间关联性。  结果  ①随着恢复年限的增加,人工林群落内川西云杉种群密度呈下降趋势,而群落物种数逐渐增加;②人工林群落中活立木空间分布格局总体上表现为随机分布,而天然林内活立木空间分布以聚集分布为主;③人工林中川西云杉与其他阔叶树种无空间关联性,而天然林群落内主要树种间关联性在小尺度范围上呈不相关,在大尺度上表现为负相关。  结论  经过50 a人工恢复后,川西云杉人工林与天然林在群落空间分布格局和种间关联性方面仍然存在一定的差异,生态恢复进程较慢。建议采取适当间伐与种植天然林优势树种相结合的方式,优化改造人工林结构,从而加快人工林向天然林群落演替进程。图3表1参35