基于Landsat TM数据的大兴安岭盘古林场森林健康评价

  目的  健康评价是实施森林资源健康经营的前提和基础,但现有研究多从单一尺度开展,未充分考虑森林生态系统的层级结构。为此,该文以林木冠层特征为基础,结合Landsat TM数据和统计学方法实现森林健康评价的多尺度转换,为我国森林健康经营提供理论依据和技术支撑。  方法  以大兴安岭盘古林场50块固定样地单木健康调查数据为基础,采用熵值?AHP综合指数法构建单木健康评价模型,并汇总得到样地尺度健康得分的平均值（H_m）、标准差（H_std）、变异系数（H_cv）、偏度（H_pd）和峰度（H_fd）共5项统计指标,结合Landsat TM和地形数据并采用非线性度量误差联立方程组模型构造区域尺度森林健康评价综合反演模型,实现了森林健康从单木?林分?区域的多尺度综合评估。  结果  样地调查结果表明:盘古林场单木健康得分均值为0.663 8 ± 0.091 2,整体处于亚健康水平,其中亚健康树木所占比例最高（79.43%）;区域内不同树种健康等级间差异显著,主要表现为云杉 > 白桦 > 兴安落叶松 > 山杨 > 樟子松;林分尺度健康得分的H_m、H_std、H_cv、H_pd和H_fd值分别为0.663 3、0.084 1、12.84%、?0.607 6和0.846 0,表明该地区约78.43%的林分中单木健康得分呈明显左偏尖削状正态分布;遥感反演结果表明:区域内森林健康得分H_m均值约为0.619 4 ± 0.054 3,其主要受地形（DEM）、植被指数（RVI、DVI、EVI和Green）和原始波段（B1、B3）等多种因素的综合影响,所建模型的预估精度可达到75%以上,能够满足森林健康评价的需求;林场范围内林木健康得分整体呈现南低北高的格局,且H_m较高区域主要集中在居民点、道路沿线等交通便利地区。  结论  盘古林场森林整体以亚健康为主,亟待开展科学的健康经营;同时,该文提出的以林木冠层特征为基础并充分结合遥感数据和统计学方法,能够有效实现森林健康的多尺度评价。      

抚育间伐对针阔混交天然次生林生物量及碳密度的影响

选取2012年经3种间伐强度(15%、25%、35%)进行抚育间伐的小兴安岭试验样地及对照样地(间伐强度为0),于2019年测定抚育间伐8 a后试验样地的生物量、碳质量分数、碳密度,分析不同间伐强度对林分生物量、碳密度的影响。结果表明:在间伐强度为0、15%、25%、35%时,林分地上部分生物量随间伐强度的增加呈"J"型变化。间伐改变了林木各器官生物量的分配,使树干生物量所占比例整体增大,在间伐强度为15%、25%、35%时,树干生物量所占比例先增大再减小;树枝则相反,间伐使树枝生物量整体减小,并且随间伐强度的增加,树枝生物量所占比例呈先减小再增大的趋势。间伐8 a后,35%间伐强度,林分地上部分的生物量大于对照样地,且碳密度与对照样地无显著差异。15%、25%间伐强度林分生物量,显著小于对照林分、35%间伐强度林分的生物量。间伐8 a后,35%间伐强度样地,树种组成最优,为4色2青3云1冷,阔叶树种和针叶树种生物量分别占总生物量的52.25%、47.75%,且林木竞争压力得到释放,中大径级林木比例增大,有利于林分结构优化。说明试验区以35%强度间伐后,树种组成为4色2青3云1冷的小兴安岭针阔混交天然次生林的中大径级林木比例增大;与对照样地相比,林分生物量增加,碳密度不会显著降低,因此生态系统碳储量不会减少,有利于森林生态系统的碳汇。     

内蒙古大青山前坡油松人工林生长特征研究

以内蒙古大青山前坡38 a生、17 a生油松人工林为研究对象,对林分生长特征、部分立地因子特征进行调查分析,研究造林立地因子对人工林生长的影响。结果表明:(1)38 a生油松人工林平均树高、胸径和冠幅分别为7.36 m、9.8 cm和261.1 cm;17 a生油松人工林平均树高、胸径和冠幅分别为2.86 m、8.1 cm和209.5 cm。(2)在林分密度相近时,38 a生油松人工林不同坡位平均树高、胸径、冠幅大小顺序均为:下坡位>上坡位;在不同坡向,上述指标大小顺序为:北坡>东坡>西坡>南坡,且相互之间差异显著(P<0.05)。(3)林地土层厚度和土壤砂砾含量通过改变水分和养分物质储量对油松生长产生影响。以南坡为代表的阳坡平均土层厚度83.9 cm,砂砾含量58.9%,以北坡为代表的阴坡平均土层厚度53.6 cm,砂砾含量为42.0%,不同坡向之间的差异极显著(P<0.01)。土壤含水率随砂砾含量的增加而降低,且相关性显著(P<0.05)。(4)38 a生油松林分密度在<2000株·hm-2或>2700株·hm-2时,平均树高、胸径均低于2300株·hm-2。因此,在今后林分经营过程中应对高密度林分加强抚育间伐,优化林分结构,提高林分生产力和生态功能。     

群落尺度植被水土保持功能评价模型的构建——以大别山北麓安徽省金寨县为例

[目的]探索群落尺度植被水土保持功能评价模型,为大别山区植被水土保持与生态建设提供参考依据.[方法]基于已有研究通过文献计量法、专家经验法筛选建立植被水土保持功能初选指标(包括植被类型、植被结构、地形等30项).通过野外调查获取指标实测值,利用随机森林法、决策树法分析、衡量各指标,以指标实测值与土壤侵蚀量建立多元逐步回...     

气候变化对新疆天山山区自然植被净第一性生产力的影响

在利用天山山区10个有代表性的气象台站1961-2006年的历史气候资料对年平均气温和年降水量变化规律进行统计分析的基础上,采用周广胜、张新时的自然植被净第一性生产力模型,计算了近46年天山山区自然植被净第一性生产力的变化特征,并据此建立了自然植被净第一性生产力与年平均气温和年降水量的统计关系,在此基础上,估算了未来气候变化对自然植被净第一性生产力的可能影响。结果表明,46年来,年平均气温以0.029 ℃/a的速率升高,年降水量以1.38 mm/a的速率增多,受其影响,自然植被净第一性生产力平均以0.013 t/（hm2·a）的速率增长。20世纪70年代初是天山山区气候暖湿化变化和自然植被净第一性生产力开始明显增长的“突变点”。未来气候的“暖湿化”变化对提高天山山区自然植被净第一性生产力将产生积极影响,平均而言,在其他条件不变的前提下,年平均气温每升高1 ℃或年降水量每增多10%,自然植被净第一性生产力将增加4%~5%。     

祁连山青海云杉林土壤氮的含量特征

通过野外取样和实验室分析,研究了祁连山东、西段青海云杉林土壤全氮和有效氮(铵态氮和硝态氮)含量的特征.结果表明:①祁连山东、西段土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量变化范围分别为1.78 ～ 7.89 g/kg和1.50～4.39 g/kg,6.33 ～ 24.96 mg/kg和0.37～23.60 mg/kg,5.23～ 20.74 mg/kg和0.20 ～ 10.19 mg/kg,各氮素形态含量均是祁连山东段大于祁连山西段;在祁连山青海云杉林中土壤铵态氮为土壤有效氮的主要存在形式,其所占比例在祁连山东、西段分别为70.58％和87.58％.②在祁连山东、西段0～ 10、10～ 20、20 ～ 40 cm土层中,土壤全氮和铵态氮含量均随土层深度的增加呈减小趋势;不同土层土壤全氮平均含量均是祁连山东段显著高于祁连山西段(P＜0.05);祁连山东、西段土壤铵态氮含量在0～10 cm和10～20 cm土层中差异均不显著(P＞0.05),仅在20～40 cm土层中差异显著(P＜0.05);硝态氮含量在祁连山东段随土层的加深并没有明显的变化规律,在西段随土层深度的增加呈减小趋势,东、西段土壤硝态氮含量在0～ 10cm土层差异不显著(P＞0.05),在10 ～ 20 cm和20 ～ 40 cm差异显著(P＜0.05).③祁连山东、西段土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量在不同土层深度的变异系数均没有明显的变化规律,除土壤硝态氮在祁连山西段不同土层深度的变异为强变异性外,土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量在祁连山东、西段不同土层深度的变异均为中等变异.④祁连山东、西段土壤全氮和铵态氮含量之间均呈显著相关性,但全氮和硝态氮含量及铵态氮和硝态氮含量之间均无显著相关性.     

间伐抚育对小五台山华北落叶松林下枯落物持水特性的影响

从涵养水源角度出发,通过野外调查与浸水实验,对河北省小五台山华北落叶松林下枯落物不同间伐强度下枯落物储量及持水特性进行了研究.结果表明,未分解层和半分解层所占总储量比例在间伐前后存在明显差异.间伐抚育前,未分解层所占总储量比例小于半分解层,间伐后则相反.枯落物储量和最大持水量在不同间伐强度间变化顺序相同,均为:弱度间伐＞对照＞中度间伐＞强度间伐＞超强度间伐.枯落物储量和最大持水量在不同间伐强度间存在显著差异(p＜o.01),最大持水率在不同间伐强度间差异不显著(p＞0.05);在以保留木数量为600株/hm2的强度间伐时,有效拦蓄量最大为162.41 t/hm2,相当于16.241 mm降水.     

大兴安岭山地樟子松天然林不同坡位土壤养分特征及相关性研究

以大兴安岭地区典型山地樟子松天然林为材料,研究了不同坡位土壤养分特征及其相关性,研究得出：坡位对土壤速效养分影响较大。樟子松天然林0～20cm土层土壤有机质含量与土壤水解氮含量均有：坡上〉坡下〉坡中,二者含量平均值分别为1．24％和573．45mg／kg;土壤全氮含量表现为：坡下〉坡上〉坡中,其含量平均值为2．504g／kg。土壤全磷和土壤速效磷含量变化规律为：坡上〉坡中〉坡下,其土壤全磷含量分别为：2．469、2．180和2．160g／kg;土壤速效磷含量分别为607．80、509．76和443．84mg／kg。土壤全钾含量变化为：坡下〉坡中〉坡上,平均值为50．41g／kg;土壤速效钾含量变化为：坡上〉坡中〉坡下,其值分别为：500．16、476．00和443．15mg／kg,平均值为473．10mg／kg。相关分析结果表明,土壤有机质与其他养分元素含量呈正相关,除与土壤全钾和速效钾相关性较差,其余相关性均较好。在不同坡位上,土壤全量养分间的差异不显著,速效养分间差异显著。     

秦巴山地气候变化特征与旱涝区域响应

[目的]气候变化对自然环境和人类活动产生重要影响,厘清全球变化背景下极端气候灾害发生的频次和强度对于维护人民生命财产安全具有重要意义。[方法]根据1970—2017年秦巴山地内102个气象站点的逐日数据,运用线性回归、Mann-Kendall非参数检验、反距离权重法(IDW)、Z指数法和Morlet小波变换等方法,分析近48年秦巴山地气候变化特征及西部大起伏高山区、秦岭大起伏高中山区、大巴山大起伏中山区和豫西汉中中山谷地4个地貌单元上的区域旱涝灾害响应研究。[结果]近48年来秦巴山地气温以0.3℃/10 a增加,降水以0.87 mm/10 a的速率增加,全区气候朝暖湿化趋势发展。研究时段内,不同地形区气温都呈上升趋势,但增加速率不同,大巴山大起伏中山区增速最大(0.7℃/10 a)、豫西汉中中山谷地最低(0.2℃/10 a),从降水量及变化趋势来看,大巴山大起伏中山区降水量明显高于其他地形区,变化倾向率最大(13.45 mm/10 a),西部大起伏高山区变化倾向率最低为0.06 mm/10 a。秦巴山地旱涝灾害发生的程度年际差异明显,且1970—2017年有加剧的趋势,4个区域旱涝灾害...     

长白山云冷杉针阔混交林最优竞争指标的研究

【目的】基于长白山天然云冷杉针阔混交林林分的结构特点,构造了与距离有关的新竞争指标——树种耐阴性竞争指数(CIS)。【方法】以天然云冷杉针阔混交林12块固定样地为研究对象,将搭配4种竞争木选择方法(M1、M2、M3和M4)的11个竞争指标,分别用于拟合林木胸高断面积生长量,利用非线性平方和法检验(F检验)各竞争指标的拟合度。【结果】与距离有关的竞争指标在拟合天然异龄混交林胸高断面积生长量方程上要优于与距离无关的竞争指标。以CIS/M2拟合的长白山云冷杉针阔混交林全树种、云杉和冷杉胸高断面积生长方程的减小均方误差均最大,分别为0.462,0.085和0.623。【结论】与其他各类竞争指标相比,CIS/M2的拟合度最高。