东北林业大学生态学科硕士研究生培养模式探析

根据东北林业大学生态学科硕士研究生的生源状况和学科学位要求,提出按照生源分类对生态学科硕士研究生采取不同类型的培养模式.同时,通过对生态学科硕士研究生3类培养模式的实例分析,总结了近年来生态学科硕士研究生教育取得的成果以及存在的主要问题和相应的解决措施,对跨学科硕士研究生的培养具有一定的借鉴意义.     

小兴安岭谷地云冷杉林叶面积指数的季节动态及空间格局

应用半球摄影技术对小兴安岭谷地云冷杉林落叶季节(7-11月)的有效叶面积指数进行动态监测.为准确估测谷地云冷杉林的叶面积指数(LAI),对叶凋落末期(11月初)的有效叶面积指数(LAIe)进行木质部分及集聚效应(包括冠层水平集聚和针簇内集聚效应)的合理校正,以校正值作为该时期常绿树种的真实叶面积指数(LAIt),结合凋落物法,反推得到LAIt的季节动态并分析LAIt最大时期(7月)和最小时期(11月)的空间格局特征.结果表明:谷地云冷杉林11月初木质部分所占比例(α)均值为0.10±0.06,冠层水平集聚指数(ΩE)均值为0.90±0.04,常绿针叶树种的针簇内集聚指数(针簇比,γE)为红松(1.77)＞云杉(1.28)＞冷杉(1.10);LAIt随季节变化呈递减趋势,7月达到峰值(3.97),11月值最小(2.71);相对而言,光学仪器法测定的LAIe各调查期的低估范围为28.81％ ～43.24％,平均低估值为32.98％;变异函数分析表明,LAIt大的月份其空间异质性程度也大,7和11月LAIt的空间异质性主要由空间自相关引起,其引起的空间异质性分别占总空间异质性的99.8％,66.9％.     

地形和竞争对典型阔叶红松林不同生长阶段树木胸径生长的影响

近年来,地形和竞争对树木生长影响机制的研究备受关注。本文基于黑龙江凉水国家级自然保护区内9 hm2典型阔叶红松林动态监测样地,使用2010年和2015年的野外调查数据,分析了地形(坡向、坡度、坡位)和树木间竞争对阔叶红松林主要组成树种胸径生长的影响。结果表明:紫椴、色木槭、冷杉径级Ⅰ(1 cm≤DBH＜10 cm)以及红松、紫椴、色木槭、水曲柳径级Ⅱ(DBH≥10 cm)的胸径年均生长量与地形显著相关(P＜0.05);竞争对红松、紫椴、色木槭、水曲柳、冷杉、枫桦、青楷槭径级Ⅰ以及红松、紫椴、色木槭、冷杉、春榆径级Ⅱ的胸径年均生长量有显著影响(P＜0.05)。总体上,阔叶红松林中耐荫和非耐荫树种组的胸径年均生长量均受地形和竞争的显著影响;阔叶红松林中大径级树木的胸径生长主要受地形影响,而小径级树木的胸径生长主要受竞争影响。      

基于大比例尺航片的单株立木坐标提取

以凉水林场1:8 000大比例尺航片上的树冠影像为基础,通过栅格矢量转换、转换算法调整及图层矢量编辑生成了红松(Pinus koraiensis)树冠多边形图层。在ArcGIS中对该图层通过VBA(Visual Basic For Applica-tions)编程调用多边形属性算法,提取红松树冠多边形的重心作为红松立木的坐标,并与实地实时动态差分法RTK(Real-Time Kinematic)精确定位面积为9 hm2的阔叶红松林样地内红松立木坐标数据进行了检验与分析。结果表明,对于胸径(HDB)达到30 cm以上的红松,其坐标提取精度达到90%以上,且径阶越高,提取精度越高。     

小兴安岭8种阔叶树在不同叶生长期的叶面积经验模型

【目的】构建小兴安岭8种阔叶树在不同叶生长期的叶面积经验模型,以期为快捷、准确地测定不同叶形阔叶植物的叶面积及其动态变化提供技术支持。【方法】以小兴安岭地区阔叶红松林内的白桦、紫椴、色木槭、青楷槭、枫桦、水曲柳、春榆和裂叶榆8种阔叶树种为对象,在叶生长期(5月底)、叶稳定期(7月中旬)和叶凋落初期(9月初),分别测定叶长L、叶宽W及叶面积LA,并以叶长与叶宽之比(叶长宽比)的中位数为基准,将8种树种分为2组,构建适于预测不同树种在不同叶生长期的通用LA经验模型,并评估模型预测精度;最后以2种灌木为例检验了经验模型预测其他阔叶植物LA的适用性。【结果】8种阔叶树种在不同叶生长期的LA最优模型均为幂函数;对叶长宽比小于1.5(中位数)的树种组,5和7月的LA经验模型为LA=0.618×L~(1.197)W~(0.806),预测精度为81%～96%,9月的经验模型为LA=0.581×L~(1.332)W~(0.671),预测精度为83%～94%;对叶长宽比大于1.5的树种组,5月的LA经验模型为LA=0.627×L~(0.975)W~(1.063),预测精度为91%～95%,7月的经验模型为LA=0.705×L~(0.876)W~(1.146),预测精度为92%～96%,9月的经验模型为LA=0.607×L~(0.970)W~(1.076),预测精度为92%～95%;利用这些模型预测毛榛(叶长宽比小于1.5)和暴马丁香(叶长宽比大于1.5)不同叶生长期LA的精度为88%～94%。【结论】对不同叶生长期需构建不同经验模型来预测LA,以叶长宽比为分类标准对多种阔叶树进行分类是可行的,且基于乔木树种构建的经验模型能有效预测灌木的LA,研究结果可为快捷、高效地预测其他阔叶植物的LA提供技术支持。     

高山红景天种子散布模式与种子发芽试验

1997年调查了长白山地区(Rhodiola sachalinensis)种子散布,发现高山红景天种子散布方向是不均匀的,以东部和西部最多。发芽试验的种子采自吉林省长白山和黑龙江省大海林迁地保护基地。种子采集后立刻用2%KNO3处理10小时、0.02%GA3处理5小时,结果显示迁地保护基地的高山红景天种子萌发率(85.33%)明显高于长白山(72.66%)。在0～5℃下贮存10个月之后,经上述不同浓度的激素处理,再测定发芽率。结果表明其发芽率为与刚采收时的发芽率(72.66%)差别不大,说明低温处理可明显延长种子寿命,同时发现,种子发芽率在一定程度上随激素浓度的增加而提高。图参9。     

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。      

小兴安岭凉水典型阔叶红松林林冠干扰特征分析

依托小兴安岭凉水阔叶红松林动态监测样地, 运用样方法和树木年代学方法, 调查了样地中6hm2典型阔叶红松林内扩展林窗(≥50m2)特征, 分析了小兴安岭典型阔叶红松林林冠干扰特征及形成原因。结果表明: 林窗平均密度为7.67个/hm2, 平均产生速率为0.08个/(hm2·a), 干扰频率为0.42%/a, 干扰周转期约240年。林窗形成树种主要是红松(50.22%)、臭冷杉(9.78%)、枫桦(7.78%)以及腐烂程度较严重而无法判别的树种(10.44%), 死亡方式主要为干基折断(54.9%)。林窗由多种死亡方式共同形成, 3种以上形成方式占70.83%。每个林窗形成木平均为9.38 株, 且腐烂等级较高。小径级木是林窗形成的受害者, 而不是贡献者; 针叶树对林窗形成的贡献远大于阔叶树。林窗边缘木平均胸径为46.68cm, 平均树高23.6m, 以红松为主(63.08%)。边缘木中臭冷杉生长最快, 红皮云杉和色木槭生长最慢。不同等级林窗内形成木和边缘木的种类和组成相似, 林窗形成木界定标准对判定林窗形成方式影响很大。综合多种方法调查大、中型林窗及大径级形成木, 可提高林窗干扰历史重建及成因判定的准确性。此外, 利用分层解析法可将发生过2次或多次干扰的大、中型林窗形成与发展过程动态解析, 这对理解林窗干扰动态及森林群落演替至关重要。      

城市白桦林下水曲柳和黄菠萝的天然更新格局研究

对比研究48 a生城市人居白桦生态林下水曲柳和黄菠萝的天然更新格局。结果表明：①水曲柳和黄菠萝更新苗的分布格局均为聚集分布;②随着林冠空隙面积的增加,水曲柳和黄菠萝的更新苗数量和密度均表现出抛物线式的变化趋势：水曲柳在林冠空隙面积为13.3 m^2时,更新苗数量最多,为32株,在11.7 m^2时更新苗密度最大,为29 289株/hm^2;黄菠萝在林冠空隙面积为22 m^2时更新苗数量最多,为11株,在15.1 m^2时,更新密度最大,为6 659株/hm^2;③相同林冠空隙面积下,水曲柳的更新苗数量明显高于黄菠萝。     

不同年龄白桦比叶面积的生长阶段变异及冠层差异

【目的】研究不同年龄植株叶片比叶面积的生长阶段变异特征及冠层高度差异,分析不同资源环境条件对比叶面积与其他叶性状相关关系的影响,为更好地阐明资源环境对性状的影响机制提供科学依据。【方法】以阔叶红松林演替前期树种白桦为研究对象,针对成年树和幼树,分别在叶生长期(6月)、叶稳定期(7月)和叶衰落期(9月)测定上、中和下3个冠层高度(只针对成年树)叶片的比叶面积、叶厚和干物质含量,分析植株年龄、生长阶段及冠层高度下3种叶性状的变异情况及其相关关系,并运用标准化主轴估计法(SMA)检验植株年龄、生长阶段和冠层高度对这些相关关系是否存在显著影响。【结果】成年树和幼树在不同生长阶段及成年树在不同冠层高度比叶面积、叶厚、干物质含量均存在显著变化。叶厚、干物质含量及二者乘积对比叶面积的解释程度在不同植株年龄、生长阶段、冠层高度均存在显著差异。在不同植株年龄、生长阶段及冠层高度比叶面积与叶厚、干物质含量均显著负相关,且比叶面积-叶厚及比叶面积-干物质含量之间相关关系的斜率在不同植株年龄、生长阶段及冠层高度均存在显著差异。【结论】不同植株年龄白桦比叶面积均随生长阶段的变化显著下降,随冠层高度的降低显著增加,且植株年龄、生长阶段和冠层高度均对比叶面积与叶厚、干物质含量间的相关关系存在显著影响。