抚育间伐对小兴安岭天然针阔混交林碳储量的影响

在小兴安岭地区带岭林业实验局东方红林场天然林试验区,设置6块样地,对天然针阔混交次生林进行不同强度(10%、15%、20%、25%、30%、35%)的抚育间伐;采用平均标准木法取样、实验室重铬酸钾法测定林木碳质量分数,分析不同间伐强度对乔木层地上部分生物量及碳储量的影响。结果表明:随着间伐强度的增加,乔木层地上部分生物量、碳储量整体呈先增加再减小趋势,但间伐8 a内各间伐生物量、碳储量均显著少于对照。伐后1~4 a,间伐强度20%,乔木层碳储量增长率、增长量均高于对照;间伐后1~4 a内,间伐强度20%,乔木层碳储量的恢复能力最强。间伐后5~8 a,高度间伐(间伐强度30%、35%)碳储量恢复能力最弱;间伐8 a后,各间伐强度(10%、15%、20%、25%、30%、35%)的碳储量,分别为74.93±3.42、86.96±7.31、99.24±2.43、93.64±6.68、85.23±2.11、79.54±3.38 t/hm2,林木各器官碳储量差异显著,从大到小依次为树干、树枝、树叶;间伐8 a后,各间伐树干碳储量所占比例比对照所占比例增加-0.04%~12.27%,在间伐强度为20%时树干碳储量比例最高,说明间伐强度20%有利于小兴安岭天然针阔混交林树干碳储量的累积及单株林木质量的提高。总体看,短期间伐(4 a内)利于20%间伐乔木层碳储量的迅速积累,8 a内各间伐仍处于乔木层地上部分碳储量低于对照的恢复期。     

抚育间伐强度对小兴安岭天然针阔混交林冠层结构和林下植被的影响

以小兴安岭天然针阔混交林为研究对象,在林地内设置间伐强度10%、15%、20%、25%、30%、35%的试验样地和未进行间伐作业的对照样地。使用冠层分析仪对不同强度抚育间伐后的冠层结构和光学特性进行测定,并运用样地调查法,分析各试验样地林下灌木层和草本层的多样性,对间伐后的冠层结构参数、光环境特征参数、林下植被物种多样性参数指标值间的差异进行描述性统计,运用相关分析法确定指标值之间的相关关系。结果表明:各试验样地的林隙分数、开度、直接定点因子、总定点因子会随着间伐强度的增加先减小再增大,叶面积指数的变化趋势与之相反,各项指标值均在间伐强度20%的样地中最小;叶面积指数在间伐强度20%时最大;平均叶倾角、冠上辐射通量在不同间伐强度样地间无显著差异性;冠下直接辐射通量、冠下总辐射通量随间伐强度的增加先减小后增大。草本层的多样性指数、均匀度指数、优势度指数、丰富度指数随着间伐强度的增加先减小再增大,在间伐强度10%的样地最优;灌木层的4种指数随着间伐强度的增加先增大再减小,在间伐强度20%的样地上最优。林隙分数与灌木层多样性指数呈显著负相关,与草本层多样性指数呈显著正相关;冠下直接辐射通量、冠下总辐射通量与灌木层多样性指数呈显著负相关,与草本层丰富度指数呈显著负相关。抚育间伐对天然针阔混交林的冠层结构、林下光环境和林下植被物种多样性有明显的影响,冠层结构、林下光环境和林下植被物种多样性存在相关性。说明10%~20%的较低抚育间伐强度有利于天然针阔混交林林下植被多样性的改善。     

补植改造对大兴安岭白桦低质林土壤养分的影响

对大兴安岭林区新林林业局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对各补植改造样地的土壤养分进行分析。结果表明:7个补植样地的灰色关联值,从大到小依次为BZ5(0.886)、BZ6(0.794)、BZ4(0.681)、BZ3(0.651)、BZ2(0.582)、BZ1(0.577)、CK(0.547)。与对照样地相比,补植改造后各样地的土壤养分均有不同程度的提高,且随着补植密度的增大,土壤养分先增大后减小,其中BZ5样地的灰色关联度最高,表明补植密度为900株·hm~(-2)的改造方式最有利于土壤养分的积累,适宜大兴安岭白桦低质林的补植改造。     

可拓评判法在红皮云杉碳质量分数评价中的应用

2011年在伊春森工带岭林业局有限责任公司东方红林场,根据采伐蓄积量与总蓄积量之比为抚育间伐强度的设计原则,建立了6块不同抚育间伐强度的样地,抚育间伐强度分别为A(10％)、B(15％)、C(20％)、D(25％)、E(30％)、F(35％),设置1块对照(CK)样地(未间伐);2019、2020年对每块样地内的3棵红皮云杉(Picea koraiensis Nakai)标准木器官(树干、树枝、树叶、树皮、树根)进行取样,实测其碳质量分数.应用可拓评判法,构建了红皮云杉碳质量分数等级可拓评价模型;依据红皮云杉各器官碳质量分数实测值,参考不同地域云杉属器官碳质量分数实测值,建立了小兴安岭红皮云杉碳质量分数等级评价指标;应用粗糙集和知识粒度的权重确定方法,确定红皮云杉各器官的权重,计算各样地红皮云杉关于评价指标的关联度,确定各样地红皮云杉的碳质量分数等级;分析抚育间伐强度对小兴安岭天然针阔混交林中红皮云杉碳质量分数的影响,遴选益于提高红皮云杉碳质量分数的抚育间伐强度.结果表明:对照样地(CK)的红皮云杉碳质量分数等级为Ⅲ级;A、B、C、D、E、F样地的碳质量分数等级,分别为Ⅳ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅲ级.较低抚育间伐强度(10％、15％)时,对红皮云杉碳质量分数的影响不明显;中高抚育间伐强度(20％～35％)时,红皮云杉碳质量分数随间伐强度的提高呈现出明显的先提升后下降的规律,当抚育间伐强度为30％时,红皮云杉碳质量分数等级最高(Ⅱ级),说明30％的抚育间伐强度最有利于红皮云杉树干等器官碳质量分数的提高,是最适合小兴安岭红皮云杉碳汇功能发挥的抚育间伐强度.     

履带式采伐剩余物翻转运输车虚拟设计及运动仿真

在我国林区采伐作业和收集运输设备研究现状基础之上,提出新型履带式采伐剩余物翻转运输车所具备的特征要求。应用UG创建运输车三维虚拟模型,并对该虚拟模型进行运动仿真分析。在履带式林业机械运输车中引入翻转机构,研究翻转机构的结构和工作原理,提高运输车在空间范围有限和作业环境复杂条件下的工作能力。选取适应林内通行困难状况且可满足高效经济运输需求的履带式行走底盘。通过对运输车虚拟装配模型的研究,解决了各机构之间相互匹配和运动合理性问题,使设计方案得以优化,为后续实体样机生产奠定良好基础。     

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。     

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。     

大兴安岭白桦低质林改培效果的综合评价

以大兴安岭白桦（Betula platyphylla）低质林为研究对象,对其进行带状改培和块状改培。4种带状改培宽度分别为6 m（S1）、10 m（S2）、14 m（S3）、18 m（S4）,6种块状改培面积分别为25 m²（G1）、100 m²（G2）、225 m²（G3）、400 m²（G4）、625 m²（G5）、900 m²（G6）,在带状改培和块状改培试验样地分别栽植樟子松（Pinus sylvestris）、兴安落叶松（Larix gmelinii）、西伯利亚红松（Pinus sylvestris）促进林分更新。通过对生物多样性、土壤理化性质、枯落物持水特性等38项生态指标建立评价模型,运用主成分分析法评价大兴安岭白桦低质林的改培效果。结果表明：不同试验地改培效果的综合得分由高到低依次为S2（0.741）、G2（0.641）、S3（0.471）、G3（0.193）、G1（0.135）、S4（-0.005）、G4（-0.097）、S1（-0.17...     

诱导改造对大兴安岭蒙古栎低质林土壤养分的时空影响

在大兴安岭蒙古栎低质林进行面积分别为5 m×5 m、10 m×10 m、15 m×15 m、20 m×20 m、25 m×25 m、30 m×30 m的林窗改造和带宽分别为6、10、14、18 m的带状改造,以2010—2016年连续7 a的土壤监测数据为基础,从时间和空间两个方面对土壤养分(包括有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、有效磷、速效钾的元素含量)变化进行分析,同时运用模糊综合指数法对土壤养分进行综合评价。结果表明:经不同的改造方式后,土壤养分各项指标的时空变化没有明显的规律性;权重结果表现为有机质(0.162)有效磷(0.154)速效氮(0.152)速效钾(0.148)全氮(0.138)全磷(0.134)全钾(0.112),有机质和有效磷是土壤养分中重要的影响因子;带状改造中各样地土壤养分综合评价值在改造后4~5 a达到最小,林窗改造在改造后5~6 a土壤养分综合评价值达到最小,说明诱导改造有利于土壤养分的积累;以2016年为例,各样地改造效果均优于对照样地,在带状改造中,10 m带宽的改造效果最好,评价值为1.693,林窗20 m×20 m的改造效果最好,评价值为1.692。经过7 a的诱导改造,林地土壤养分得到有效改善,同时要对土壤进行长期持续观测,为增加林地肥力和改良土壤提供理论依据。     

大兴安岭落叶松天然次生林林分结构特征

为了探明大兴安岭地区天然次生林林分结构现状并对其做出准确合理的评价,以新林林业局落叶松天然次生林5块典型样地的调查数据为基础,综合考虑不同林分类型和树种配置比例,利用威布尔分布函数(Weibull)和角尺度、混交度、大小比数3个林分空间结构参数对落叶松天然次生林的水平结构及空间结构进行综合分析。结果表明:落叶松天然次生林种群类型较单一,伴生树种比例少,直径分布形状呈现左偏或右偏多峰山形,各样地Weibull形状参数由大到小为:样地3(2.324)、样地1(2.264)、样地5(2.059)、样地4(1.969)、样地2(1.925);各样地树种混交度较小,空间隔离程度较弱,由大到小为样地4(0.358 1)、样地5(0.242 9)、样地2(0.237)、样地3(0.173 1)、样地1(0.081);林木大小比数分布较为均匀,林分中优势、亚优势和中庸状态分布的个体比例相差不大,由大到小为样地2(0.526)、样地3(0.495 2)、样地1(0.491 9)、样地4(0.486 5)、样地5(0.471 4);5块样地角尺度平均值为0.515,林木聚集程度较低,整体分布格局属于随机分布。因此,大兴安岭地区落叶松天然次生林林分结构存在着一定的不合理性,树种组成过于简单,径阶分布较为集中,空间隔离程度偏低,为提高林区整体生态效益,应制定相应的补植改造、抚育间伐调整措施,使林分结构趋于合理。