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。      

过伐林区检查法经营针阔混交林林分结构动态

为使过伐林保持好的林分结构 ,并使森林生态系统在经营情况下正向演替 ,从而产生较高的效益 ,该文作者以金沟岭林场的云冷杉针阔混交林为研究对象 ,分析了该林场始于 1 987年的检查法经营下连续 1 4年的森林资源调查数据 .利用Weibull分布和负指数分布拟合该类型林分的直径结构 ,并计算了该森林类型的q值 ,分析了连续1 4年来检查法经营针阔混交林林分的蓄积结构 .研究结果表明 :①Weibull分布与负指数分布均能较好描述过伐林区针阔混交林的直径结构 ;②该森林类型直径的q值 ,分布范围在 1 2 0～ 1 5 0之间 ,平均值为 1 30 ;③经过 1 4年的检查法经营 ,小径级、中径级林木的蓄积比重总趋势在下降 ,大径级林木的比重在上升 ,蓄积结构比实验前更加合理     

择伐后落叶松云冷杉林直径结构及生长的动态变化

目的混交林择伐技术对实现林分可持续经营至关重要。本文对择伐后的落叶松云冷杉林林分直径结构和生长动态变化进行研究,为科学进行择伐活动和合理调整林木径级株数结构提供参考。方法以落叶松云冷杉近天然混交林为研究对象,设置对照样地(0%)和轻度(20%)、中度(30%)、强度(40%)择伐样地各4块,利用伐后5~11年的观测结果,比较分析了不同强度择伐对落叶松云冷杉混交林林分结构及生长的影响。结果研究发现中度、强度择伐后落叶松云冷杉混交林断面积和蓄积生长率明显增大,表明择伐为林分中保留木创造养分空间,加速了林分胸径和蓄积的生长进程。伐后5~11年,对照样地和中度择伐样地Weibull分布曲线呈右偏,样地内中小径材居多,且中度择伐样地径级分布宽广;轻度择伐和强度择伐样地呈左偏分布,林分内中大径材较多。对照样地Weibull分布的c值变化不大,择伐样地c值随时间增加而增大,说明择伐去除劣势木,增加林分空间,林分结构得到优化。一定强度的择伐还能降低林分中林木的枯损率,而高强度择伐会增加林木风倒的风险。结论从可持续经营角度看,可根据不同经营目的选择适当的择伐策略。中度择伐后落叶松云冷杉林的林木生长速率明显增大,林分中林木径级较完整,林分结构稳定,林木枯损率减少,有利于林分生长的可持续发展。      

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。     

云冷杉林和针阔叶混交林α-多样性的尺度效应与分形特征

具有环境梯度或小尺度生境异质性的群落，α多样性在不同尺度及不同空间位置上的测定结果将存在差异。基于甘肃省莲花山国家级自然保护区2条长420m、宽10m样带的群落调查数据，采用分形理论和方法研究了云冷杉林和针阔叶混交林群落α多样性测度随空间尺度变化的效应，以及α多样性测度与取样尺度之间的分形关系。结果表明：1)随着取样尺度逐步扩大，云冷杉林和针阔叶混交林群落物种丰富度指数和Shannon指数值先急剧增长后趋于平稳，表现出一定范围内尺度对样带a多样性测度具有强烈影响。综合物种丰富度指数和Shannon指数尺度变化曲线的估计，云冷杉林样带α多样性研究比较适宜的取样尺度为60m，而针阔叶混交林样带为90m，即云冷杉林样带上比较适宜的取样尺度明显小于针阔叶混交林样带；2)针阔叶混交林样带上α多样性与取样尺度之间的分形关系比云冷杉林样带更趋于多变，表明针阔叶混交林物种组成的空间异质性高于云冷杉林。     

云冷杉林和针阔叶混交林a-多样性的尺度效应与分形特征

具有环境梯度或小尺度生境异质性的群落,a 多样性在不同尺度及不同空间位置上的测定结果将存在差异。基于甘肃省莲花山国家级自然保护区 2条长 420 m、宽 10 m样带的群落调查数据,采用分形理论和方法研究了云冷杉林和针阔叶混交林群落 a 多样性测度随空间尺度变化的效应,以及 a 多样性测度与取样尺度之间的分形关系。结果表明:1)随着取样尺度逐步扩大,云冷杉林和针阔叶混交林群落物种丰富度指数和Shannon 指数值先急剧增长后趋于平稳,表现出一定范围内尺度对样带 a 多样性测度具有强烈影响。综合物种丰富度指数和Shannon 指数尺度变化曲线的估计,云冷杉林样带 a 多样性研究比较适宜的取样尺度为 60 m,而针阔叶混交林样带为 90 m,即云冷杉林样带上比较适宜的取样尺度明显小于针阔叶混交林样带;2)针阔叶混交林样带上 a 多样性与取样尺度之间的分形关系比云冷杉林样带更趋于多变,表明针阔叶混交林物种组成的空间异质性高于云冷杉林。     

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。     

亚热带地区主要林分类型蓄、洪防洪能力评价

对我国亚热带黄壤、红壤地区不同林分的蓄洪和防洪能力进行了评价。得出在黄壤地区，杉木林和马尾林抗一次性暴雨、连续暴雨和一般暴雨能力优于常绿阔叶林、常绿落叶阔叶林、毛竹林和针阔混交林；在红壤地区，在连续性暴雨和一般暴雨情况下，常绿阔叶林、常绿落叶阔叶林和针阔混交林抗洪能力优于杉木林、马尾松林和毛竹林；在一次性暴雨情况下，常绿阔叶林、常绿落叶阔叶林和毛竹林抗洪能力优于杉木林、马尾松林和叶阔混交林。     

长白山过伐林区云冷杉针阔混交林空间结构分析

用角尺度、混交度和大小比数3个林分空间结构参数,分析了长白山过伐林区云冷杉针阔混交林的空间结构。结果表明:该林分的平均角尺度为0.504,林木分布格局为随机分布,该林分的平均混交度为0.81。说明它是一个由不同树种呈现强度混交结构状态组成的复杂森林群落。针叶树种具有胸径和树高的优势,尤其是红松的直径和树高最突出。     

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。      

透光抚育对长白山“栽针保阔”红松林群落结构和凋落物影响

[目的]为加快阔叶红松林恢复,完善"栽针保阔"恢复理论体系,并为阔叶红松林恢复实践提供科学依据。[方法]运用采伐试验方法,研究上层透光抚育(对照-栽针未采伐、轻度采伐-25%、中度采伐-50%、强度采伐-75%、皆伐-100%,采伐强度是指蓄积比例)对长白山中期(33年)"栽针保阔"红松林群落结构、群落蓄积量及凋落物的影响规律。[结果]①随着择伐强度增大,红松的重要值逐渐上升(0.364%~0.732%),红松在群落中的优势地位逐渐上升,而阔叶树种重要值却不断下降。②轻、中度择伐较对照凋落物量(6.11±0.42~7.45±0.79 t/hm2)显著提高了8.6%和13.7%(P0.05),强度择伐和皆伐降低1.2%和6.7%,但仅皆伐降低显著(P0.05);对于凋落物碳储量,中度择伐使其凋落物碳储量(2.13±0.39~2.82±0.37 t/hm2)较对照提高19.5%(P0.05),皆伐使其降低9.8%(P0.05)。③皆伐、强度择伐、中度择伐和轻度择伐蓄积量(221.2~260.6 m3/hm2)较对照群落分别提高了26.9%、19.5%、15.9%和7.7%,且均与对照之间存在显著差异(P0.05)。而对于红松蓄积量(36.6~184.4 m3/hm2),皆伐、强度择伐、中度择伐、轻度择伐依次较照样地提高了5.0、4.1、2.8、1.9倍,且均与对照有显著差异(P0.05)。[结论]从促进林分稳定性、维持凋落碳储量及提高森林的生态效益综合考虑,采伐强度应以中低度透光方式为宜。     

凉水自然保护区猴腿蹄盖蕨分布特征及其可持续利用

以凉水自然保护区内猴腿蹄盖蕨为研究对象,通过研究其分布规律及地上生物量特点,为猴腿蹄盖蕨资源的可持续利用提出了合理化建议。研究结果如下:1)保护区内猴腿蹄盖蕨的高度、密度和单位面积地上生物量随着海拔的升高而降低;2)不同森林类型单位面积猴腿蹄盖蕨的地上生物量差异很大,其排序为:谷地云冷杉林＞河岸杂木林＞人工林＞枫桦红松林＞椴树红松林＞鱼鳞云杉红松林＞谷地落叶松林＞云冷杉红松林＞谷地白桦林＞山地山杨林＞柞树红松林;3)猴腿蹄盖蕨在不同森林类型中地上部分的干物质量也各不相同,其中谷地云冷杉林(4961 hm2)最高（226 420.1 kg）,柞树红松林(10.0 hm2)最低（0）,排序为:谷地云冷杉林＞枫桦红松林＞椴树红松林＞河岸杂木林＞人工林＞云冷杉红松林＞鱼鳞云杉红松林＞山地山杨林＞谷地白桦林＞谷地落叶松林＞柞树红松林;4)在保护阔叶红松林生态系统的前提下,建议选择谷地云冷杉林、谷地落叶松林、河岸杂木林、谷地白桦林和人工林为猴腿蹄盖蕨资源开发利用的区域。      

不同采伐强度对云冷杉天然林主要针叶树种生长的影响

以云冷杉天然速生丰产林的12块固定样地为研究对象,研究不同采伐强度(对照、20%、30%、40%)对全林及不同林层的主要针叶树种(红松、云杉、冷杉)的断面积生长率、蓄积生长率的影响。结果表明:采伐与对照相比,能显著促进林分生长,全林及各林层的断面积生长率和蓄积生长率均大于对照,全林及第Ⅰ、Ⅱ林层的断面积和蓄积生长率随采伐强度的增加先增后减,第Ⅲ林层的断面积和蓄积生长率随采伐强度的增加而增加。所有样地中,断面积和蓄积生长率由大到小的排序为:第Ⅲ林层、第Ⅱ林层、全林、第Ⅰ林层。在伐后6、9 a,不同采伐强度的全林和第Ⅰ、Ⅱ林层的断面积和蓄积生长率之间的差异性显著,而第Ⅲ林层的差异性不显著。采伐过的样地各林层生长率均大于对照样地同林层的生长率,其中采伐强度为30%的样地的第Ⅱ、Ⅲ林层的生长率与对照样地差异性显著。故采伐强度为30%的森林经营措施更有利于天然云冷杉林的伐后恢复生长。     

辽东林区人工诱导红松阔叶混交林群落结构与动态变化

采用样带网格调查法和分层株数法,初步研究了辽东林区退化天然次生林经40余年人工诱导形成的红松阔叶混交林群落结构及动态变化趋势,定量地评价了不同恢复措施对其群落结构及动态的影响,探讨了辽东林区退化天然林恢复技术及优化模式。结果表明:不同透光方式(未透光、半透光和全透光)对群落组成结构和径级分布具有较大的影响,即随着透光强度的增加,红松在群落中的地位(重要值依次为49.3%、75.8%和100.0%)呈现出逐渐加强的变化规律,而阔叶树种则逐渐下降;未透光林分以中、小径材占优势(94.8%),半透光林分以中径材占优势(88.9%),而全透光林分则以大、中径材占优势(100%)。立地条件(坡位)对群落结构也具有一定的影响,即沿着自下而上的坡面环境梯度,半透光林分中红松的重要值在中上部坡位呈现增加趋势(61.5%、74.5%和75.8%),阔叶树种呈现出有规律的更替;半透光林分大径材比例呈下降趋势;全透光林分的中径材质量有所下降。半透光林分与全透光林分均呈现出更新层和演替层数量较多,主林层数量较少的分布格局,且均呈现出进展演替趋势——红松阔叶混交林。     

小兴安岭地区低质林改造3a后苗木生长效果

连续3 a对小兴安岭地区低质林验样地内苗木的成活率、保存率和生长率进行实地调查,运用统计分析的方法进行分析,结果表明:改造3 a后,3种苗木的保存率无明显差异。3 a内3种苗木的生长率大小次序为:落叶松大于红松大于云杉。在带状皆伐改造模式中,红松在8 m和10 m带宽的水平皆伐带内的生长效果较好;云杉在6 m和8 m带宽的垂直皆伐带内的生长效果较好;落叶松在10 m和15 m带宽的水平皆伐带内的生长效果较好。在林窗改造方式下,红松在面积为150到300 m2的林窗内生长效果较好;云杉在面积为25到100 m2的林窗内生长效果较好;落叶松在林窗内的生长状况指标均很高,生长效果都较好,无明显差异。根据苗木的生长效果为低质林改造选择合理的改造模式提供理论依据。     

红松中幼混交林的动态预测(Ⅰ)-裸地栽植红松的动态模拟

采用了ＳＰＡＣＥ模型模拟了小兴安岭南坡人工栽植红松的动态过程。在给定初始条件后,模拟了自然演替和实行采伐控制的林分断面积,径阶,年龄和采伐收益２００ａ的变化。根据预测的结果,自然演替的人工林经８０ａ便形成绝对的红松纯林,而经过动态采伐控制可在４０ａ进入混交状态,在８０ａ后形成稳定的混交林状态,相应带来一定的收益,形成的林分稳定。对人工林进行适当经营,可使红松尽早进入稳定的针阔混交林状态,达到可持续     

长白山天然云冷杉针阔混交林主要树种胸径生长与林分空间结构的关系

  目的  混交林的稳定性、发展的可能性与空间结构密切相关，探究空间结构对林分生长量的影响对促进林分良性发展有着重要作用。本研究以天然云冷杉针阔混交林为对象，分析混交度（M）和大小比数（U）对单木生长量的影响，以期为该地区天然林林分结构调整提供科学依据和指导。  方法  选用2块云杉蓄积占总蓄积比例分别为0.1~0.2（1成云，1P）和0.4（4成云，4P）固定样地的5期监测数据，采用4株相邻木法计算空间结构三参数，绘制多元分布图，分析了1P和4P内各径级云杉、臭冷杉和红松在不同混交度和大小比数的胸径生长量变化规律。  结果  1P和4P均介于中度和强度混交（M分别为0.625和0.657）且呈随机分布；臭冷杉和红松的生长介于亚优势至中庸状态间（U = 0.25 ~ 0.50），云杉在4P内介于亚优势至中庸状态间（U = 0.48），在1P内介于中庸至劣势状态间（U = 0.70）。云杉和臭冷杉的年胸径生长量随径级的增大而增大（P < 0.05）；随对象木混交度的增大而增大，其中小径级云杉和大中小径级臭冷杉与混交度呈显著相关（P < 0.05）；云杉、臭冷杉和红松的年胸径生长量随对象木大小比数的增大而减小，其中中径级木与大小比数呈显著相关（P < 0.05）。云杉在1P内的年胸径生长量低于4P，红松相反。  结论  不同径级下林木的生长具有显著差异，降低大小比数的同时适当提高混交度有利于林木的胸径生长。不同生长阶段的竞争不同导致了不同径级林木对混交度和大小比数响应的差异，故针对不同生长阶段的林木应采取不同的经营措施调整优化林分结构，促进林分长期的稳定发展。      

小兴安岭天然次生幼壮林抚育的基本原则和主要方法

根据红松阔叶林的演替规律，提出了小兴安岭天然次生次一壮林抚育的基本原则是加速恢复红松阔叶林。主要方法在一个林型组内，对中高密度天然次生幼壮林进行抚地或无阔补针，对低密度天然次生幼壮林进行栽针（带状、团状、植生组）抚阔；按照森林持久能技术规程每公顷不同树种直径级必须保留的林木株数、用正方形图式配置法计算平均株间距离，并以此调控林分密度。     

文峪河上游河岸林下灌木和草本植物α多样性研究

为了解河岸林群落的结构特点,通过设置连续小样方样带调查法,对文峪河流域上游5个典型河岸林带进行了群落学调查,结果表明:该研究地区灌木Shannon-wiener指数在不同林型下的大小顺序依次为:阔叶混交林>针阔混交林>油松纯林>华北落叶松纯林>云杉纯林,Simpson丰富度指数和Pielou均匀度指数都是在阔叶混交林下最高,为0.809和0.909;草本植物Shannon-wiener指数在不同林型下的大小顺序依次为:阔叶混交林>华北落叶松纯林>针阔混交林>云杉纯林>油松纯林,Simpson丰富度指数在阔叶混交林下最高,为0.888,Pielou均匀度指数针阔混交林下最高,为0.923。从不同林型河岸林下灌木和草本植物的α多样性指数(Shannon-wiener指数、Simpson指数和Pielou指数)分布格局可以初步判定该河岸林的边界在距溪流30～50m处。     

辽宁仙人洞典型林分森林土壤碳氮分布特征

以辽宁省仙人洞自然保护区内阔叶混交林、红松林、日本落叶松林、针阔混交林、赤松林以及栎类林6种典型林分为研究对象,分析了不同林分类型下土壤有机碳的含量、有机碳储量、全氮含量、碳氮比(C/N)及有机碳含量与全氮、速效磷、速效钾的相关关系。结果表明:随着土壤剖面深度的增加,不同林分的土壤有机碳、全氮含量逐渐降低,且不同土壤层次间呈现出显著性差异;不同林分土壤有机碳含量平均值为15.11~47.07 g/kg;不同林分土壤全氮含量为2.83~11.17 g/kg;不同林分的C/N为9.27~28.23,平均值大小为栎类林红松林赤松林日本落叶松阔叶混交林针阔混交林;不同林分0~50 cm土层的土壤有机碳储量大小为针阔混交林(230.64 t/hm~2)日本落叶松(210.46 t/hm~2)阔叶混交林(136.26 t/hm~2)赤松林(122.84 t/hm~2)红松林(97.84 t/hm~2)栎类林(68.55 t/hm~2);在0~10 cm土层,各个林分土壤有机碳含量与土壤全氮、速效磷、速效钾呈显著正相关(P0.05),在10~20 cm土层,各个林分土壤有机碳含量与土壤全氮、速效磷呈显著正相关(P0.05),土壤有机碳与速效钾不存在显著相关性。