不同立地类型华北落叶松人工林冠幅与胸径关系研究

以河北省塞罕坝机械林场华北落叶松人工林为研究对象,利用155块标准地(30 m×30 m)调查数据,基于因子分析法和聚类分析法,确定影响华北落叶松人工林冠幅生长主要立地因子,利用主要立地因子划分立地类型,并构建不同立地类型华北落叶松人工林冠幅预测模型。结果表明:海拔、坡度和坡向是影响华北落叶松人工林冠幅生长的主要立地因子,并划分为高海拔和低海拔两个立地类型组。不同立地类型组最优冠幅预测模型分别为:高海拔,CW=-2.5972+0.6211D-0.0098D~2;低海拔,CW=[D/(4.9823+0.2059D)]~2。高海拔组与低海拔组:决定系数R~2分别为0.9795和0.9834,绝对误差(Bias)分别为0.0001和0.8259、均方根误差(RMSE)分别为0.0019和0.65718,通过检验表明不同立地类型组冠幅模型预测精度均较高,可为华北落叶松人工林科学经营提供科学依据。     

华北落叶松人工林林分枯损株数随机效应预测模型

【目的】构建能够准确预测华北落叶松林分枯死木的计数模型,探究影响华北落叶松林中林木枯死数量的主要原因,为冬奥会核心区的华北落叶松人工林科学经营与管理提供决策依据。【方法】以张家口市崇礼冬奥核心区45块华北落叶松人工林样地为研究对象,构建华北落叶松林分枯死数量Poisson回归模型、负二项回归模型、零膨胀Poisson回归模型和零膨胀负二项回归模型、Hurdle-Poisson回归模型、Hurdle负二项回归模型,根据AIC值选出最优计数模型。基于最优计数模型,考虑不同随机效应水平和作用在截距和协变量上的随机参数,根据模型收敛情况和AIC值确定最优的随机效应水平和随机参数组合,构建最优林分枯死数量混合效应模型。【结果】林分平均直径、林分优势木平均高、林龄、林分断面积和林分胸径Gini系数为影响林分枯死的林分因子,立地因子对林分枯死的影响并不大。未考虑零膨胀现象时,负二项回归模型拟合效果优于Poisson回归模型;考虑零膨胀现象后,Hurdle-Poisson回归模型拟合效果优于零膨胀Poisson回归模型。最终几种考虑零值过多的计数模型的拟合精度表现为：Hurdle负二项回归模型(HNB...     

林分和地形因子对崇礼冬奥核心区森林地表可燃物载量的影响

【目的】建立林分因子和地形因子与森林地表可燃物载量之间的回归关系,对崇礼冬奥核心区华北落叶松林和白桦林森林地表可燃物载量进行估计,为研究区森林防火和可燃物管理提供科学依据。【方法】2021年在研究区设置63块华北落叶松林和白桦林实测样地,调查森林地表可燃物载量(灌木、草本、枯枝落叶和腐殖质的鲜质量和干质量)、林分因子(胸径、树高、冠幅等)和地形因子(坡度、海拔、土层厚度)。对森林地表可燃物数据进行处理、分析,以林分因子和地形因子为自变量、以森林地表可燃物总载量为因变量进行相关性分析,利用逐步筛选法,选择合适的模型形式。对因子进行逐步回归,筛选相关性强的因子,最终选用年龄、林分密度、植被盖度和海拔估算华北落叶松林森林地表可燃物总载量,选用林分密度、坡度和海拔估算白桦林森林地表可燃物总载量。并对崇礼冬奥核心区林地小班的森林地表可燃物载量进行预测。【结果】华北落叶松林森林地表可燃物总载量高于白桦林且差异显著(P<0.05)。相关性分析表明,林分因子的平均树高、平均胸径和郁闭度与森林地表可燃物总载量显著相关(P<0.05);地形因子的坡度和土层厚度与森林地表可燃物总载量显著相关(P...     

云南西双版纳柚木人工林立地类型划分及评价

【目的】探讨西双版纳柚木人工林立地类型,为西双版纳及其他类似地区的柚木人工林立地选择提供科学依据。【方法】对12~26年生的柚木人工林,采用典型抽样方法,设置51块样地,测定样地内柚木生长指标,记录地形因子,分析土壤理化性质;采用逐步回归方法筛选土壤主要化学因子,以主成分分析划分土壤养分等级。运用数量化理论Ⅰ,分析立地因子与样地林木生长量的关系。【结果】土壤养分等级、土壤质地、坡向、坡位、坡度、土壤密度和海拔等立地因子与优势木高生长拟合的数量化模型复相关系数为0.865,达极显著相关(P0.01);土壤密度、土壤质地、坡度以及8个土壤养分因子(pH值、交换酸含量、全K含量、全P含量、有效P含量、交换性Ca~(2+)含量、交换性Al~(3+)含量和有效Fe含量)组成的土壤养分等级与生长均极显著相关(P0.01);在数量化模型中,土壤因子(土壤养分、土壤密度和土壤质地)对柚木优势木高生长贡献率达58.3%,且影响均极显著(P0.01);根据数量化回归模型中各样地立地因子得分,划分4组生产力等级,并以土壤密度、土壤质地及土壤养分3个立地因子划分11个立地类型,且对各生产力等级生长情况及立地因子特点进行评述,4组生产力等级由高产到劣产,柚木优势木年均高生长量分别为1.70~1.81,1.22~1.31,1.08~1.12和0.51 m。【结论】柚木生长在通气透水性较好的粉砂质壤土上好于在砂壤土、重壤土上;对土壤密度敏感,喜欢较高土壤密度;在盐基饱和度、全K含量、有效P含量和交换Mg~(2+)含量均高的立地上最佳;在强酸性、土壤交换性Al~(3+)和有效Fe含量高时生长极差。在本区选择合适的立地发展柚木时,应着重考虑土壤密度、质地以及酸度等,选取较高肥力的立地;对因立地差而生长不良的现有林分应及时改造,以尽量降低损失。     

大兴安岭南段华北落叶松人工林径向生长对气候变化的响应

【目的】华北落叶松是内蒙古大兴安岭南段主要的人工林树种,分析华北落叶松年轮宽度指数的变化以及与气象因子的相关性,以此判断华北落叶松人工林在大兴安岭南段地区的适应性,为可持续经营管理提供理论依据。【方法】赛罕乌拉是大兴安岭南段次生林的典型地段,并且是内蒙古最大的次生林区。在1986年种植的华北落叶松人工林区域内,按国际树木年轮库(ITRDB)的要求,2013年随机采集54棵华北落叶松108根树芯,其中死树14棵。运用树木年轮气候学方法,建立华北落叶松年轮宽度年表,利用相关函数分析1986-2013年的气温和降水气象因子与年表的相关性,揭示华北落叶松径向生长对气候响应规律。【结果】(1)华北落叶松径向生长与上一年5、7月的平均最高温和平均气温呈显著性负相关(P <0.05),与当年冬季11月的降水量具有显著性正相关(P <0.05),和其它月份也均成正相关但显著性不明显,表明华北落叶松主要受到冬季降水量的影响。(2)通过年轮与气象因子的响应分析得出,华北落叶松对气候的响应具有明显的"滞后性",具体表现为,干旱胁迫对当年树木的径向生长量影响不显著,对第2年树木的径向生长量影响显著。2006年发生极端干旱年,发生后的4年内华北落叶松发生死亡现象。【结论】大兴安岭南段华北落叶松人工林的径向生长主要受到当年冬季11月降水量的显著性影响。华北落叶松受到干旱胁迫时有明显的"滞后性",影响体现在第2年即形成窄轮。这可能意味着,随着未来干旱的加剧,冬季降水对华北落叶松的生长变得更加重要。     

华北落叶松人工林在山西的适应性

以山西省华北落叶松人工林为研究对象,通过调查华北落叶松人工林在不同立地、不同气象因子条件下的生长差异,分析华北落叶松人工林在山西的适应性。结果表明:在纬度36°30'~39°00',海拔1 900 m~2 200 m间,最适宜发展华北落叶松人工林。海拔1 400 m以下,不适宜发展华北落叶松人工林。华北落叶松在适宜的环境中,坡向、坡位、坡度等不是其生长的限制因子,生态位幅度较大。年降水量550 mm是华北落叶松人工林正常生长的下限,适宜的年均温为2℃~8℃,1月均温为-14.0℃~-7.0℃.     

湖北省杉木人工林立地类型划分及评价

以湖北省杉木人工林为研究对象,选择166块具有代表性的杉木人工林标准地,并测定样地的常规立地因子。利用数量化理论Ⅰ的方法建立了杉木优势高与立地因子之间的关系模型,对研究区杉木人工林进行立地类型划分及立地质量评价。结果表明,所选择的5个立地因子与优势高数量化拟合的复相关系数为0.639;海拔、腐殖层厚度和坡位这3个立地因子对优势高的贡献率达84.99%,且影响均达到极显著水平;采用海拔、腐殖层厚度和坡位3个因子构建研究区杉木人工林立地类型,共划分为22类;按照优、良、中、差4个评价等级对166块样地所属的立地类型进行立地质量评价,得出湖北省杉木人工林在中海拔、土壤湿润、土壤养分含量较高的立地条件下生产力较高,研究区立地质量整体处于中等偏上水平的结论。     

辽东山区不同立地因子对落叶松人工林胸径生长的影响

以辽东山区落叶松人工林为研究对象,通过对不同海拔、不同土壤厚度、不同坡向的落叶松胸径平均生长量的测定,对影响落叶松人工林生长的因子进行了分析,结果表明:在一个立地因子发生变化,其他立地因子相同时,落叶松胸径的平均生长量随之变化,并且随样地海拔的升高而降低,随土壤厚度的增大而升高,随坡向往东南而升高,往西北而降低。     

内蒙古东南部山地人工林造林立地质量评价

调查了内蒙古东南部山地主要造林树种华北落叶松、兴安落叶松、油松、樟子松人工林立地条件和林分生长情况,依据立地因子（海拔高度、土壤类型、土层厚度、坡向、坡度）和林分因子（优势木高、树龄）,应用统计学方法划分了造林立地类型,用样地资料拟合了4个针叶树种的生长模型,分别编制了适宜该区的立地指数表,并对该区针叶树造林立地质量做出了评价。研究表明,内蒙古东南部山地针叶树人工林中57.11%的立地质量处于中等水平,近30%立地质量较差,仅有13.22%的林分生产力水平处于优等水平。     

基于林分潜在生长量的立地质量评价方法与应用

【目的】提出一种基于林分潜在生长量的立地质量评价方法,为精准提升森林质量提供可靠依据。【方法】首次严格定义潜在立地生产力概念,推导出潜在生产力和现实生产力的模型和计算方法,提出立地元素-林分元素-林分生长类型-现实生产力和潜在生产力模型-落实到地块的立地质量制图技术流程,并以吉林省针阔混交林为例,利用4期一类清查固定样地数据,基于林分潜在生长量的立地质量评价方法开展案例研究。【结果】影响吉林省林地立地质量的主要立地因子包括地貌、海拔、坡位、坡度、土壤类型和腐殖质层厚度;采用立地类型约束的树高生长分级法,将6个因子组合的立地类型分为5个等级,针阔混交林不同立地等级的林分平均高、断面积和蓄积量生长模型具有较好的生物学意义和统计可靠性,决定系数(R~2)分别为0.991 8、0.986 6和0.984 2; 5个立地等级的潜在蓄积生产力在3.6～5.8 m~3·hm~(-2)a~(-1)间,并给出了立地潜在生长量对应的合理林分密度。【结论】基于林分潜在生长量的立地质量评价方法适用于纯林和混交林,可以回答一定立地的最大生产力及现存林分通过密度调控可以提高多少生产力。     

华北落叶松人工林生长对抚育间伐的响应及其与土壤因子的关系

[目的]探讨不同间伐强度对林木生长的影响并找出影响林分生长的关键土壤因子。[方法]在山西省沁源县好地方林场华北落叶松人工林设置12块抚育间伐试验样地,开展轻度(间伐强度15%)、中度(间伐强度35%)、重度(间伐强度50%)抚育间伐并设置对照样地,以树木平均胸径、平均树高、平均枝下高、平均冠幅、乔木层生物量与生产力为林木生长指标,利用方差分析与多重比较分析不同间伐强度林分生长特征,结合土壤因子运用相关性分析研究林木生长量与土壤因子的关系。[结果]表明:华北落叶松人工林经中度、重度间伐2年与4年后,各树木生长指标与对照样地相比均显著增加;间伐在减少林分内乔木层生物量的同时能显著提高乔木层生产力,各时间段及间伐强度下乔木层生产力均表现为重度中度轻度对照;间伐可提高土壤有机碳(SOC)、土壤全氮(TN)、土壤全磷(TP)含量,减缓土壤养分的流失;华北落叶松人工林平均胸径生长量与SOC、TN呈显著正相关,平均冠幅生长量与土壤含水率(MC)、SOC、TN、TP显著正相关。[结论]间伐可促进华北落叶松人工林单株林木胸径和冠幅生长,增大林木单株冠径比与生产力,在本研究的3个间伐强度中,50%的重度间伐是最适间伐强度。华北落叶松人工林内土壤有机碳与土壤全氮含量较为丰富,土壤全磷含量较少,土壤pH为弱酸性,SOC、TN、TP是影响华北落叶松人工林生长的重要土壤因子。     

小陇山林区人工油松林立地分类与质量评价

应用数量化理论Ⅰ建立各立地因子与油松(Pinus tabulaeformis)人工林地位指数之间的多元线性回归,根据回归结果筛选主导立地因子,小陇山林区油松人工林立地因子贡献率大小顺序为:坡度海拔坡位土层厚度坡向。根据综合多因子与主导因子相结合的原则,确定采用海拔高度划分立地类型区;采用坡位划分立地类型组;采用坡度和土壤厚度划分立地类型,将小陇山林区油松人工林划分24个立地类型,同时对小陇山林区现有油松人工林林地进行了评价。     

气候变化情景下基于潜在NPP的河北省华北落叶松生长适宜性

【目的】模拟华北落叶松当前及未来气候变化情景下的潜在NPP,并以此为基础评价其生长适宜性,为评估气候变化对华北落叶松林的影响和精准提升森林质量提供理论依据。【方法】基于河北省森林资源二类调查数据和2001—2010年累年平均NDVI数据,采用Climate AP气候模型生成当前及未来(2040—2069年和2070—2099年)时期的气候数据,利用CASA模型计算华北落叶松当前及未来气候变化情景下的潜在NPP,以此为基础分析其生长适宜性,并运用Pearson相关分析法在像元尺度上分析气温和降水变化对潜在NPP的影响。【结果】河北省华北落叶松当前潜在NPP均值为3427 gC·m~(-2)a~(-1),其生长适宜性较低的区域主要集中在平原和西北部高海拔地区,占研究区总面积的80%以上,生长适宜性较高的区域主要集中在亚高山地带,占研究区总面积的比例低于20%; 2040—2069年的年均潜在NPP上升为3929 gC·m~(-2)a~(-1),总体生长适宜性明显提高,中适宜生长区面积大规模扩大至594%; 2070—2099年的年均潜在NPP略微下降为3751 gC·m~(-2)a~(-1),总体生长适宜性下滑,生长适宜性较高区域面积明显缩小;河北省华北落叶松潜在NPP主要受降水量影响,大部分区域华北落叶松的潜在NPP与降水量显著正相关(P005),当前的降水条件限制华北落叶松的生产力。【结论】随着气候变化,河北省华北落叶松生长适宜性将发生显著变化,变化主要发生在低适宜生长区和中适宜生长区,总体适宜性将提高。在华北落叶松当前及未来生长适宜性均较高的地区适当扩大其营造面积,有利于防范气候变化的不利影响。。     

塞罕坝华北落叶松人工林间伐和混交改造对大型土壤动物群落结构的影响

【目的】比较研究塞罕坝地区华北落叶松人工林间伐和混交改造对大型土壤动物群落组成和多样性的影响,为实现华北落叶松人工林质量精准提升和可持续利用提供理论依据和技术支撑。【方法】以塞罕坝机械林场未经营的华北落叶松人工林(CK)、抚育间伐后的华北落叶松人工林(TH)和引入阔叶树的华北落叶松白桦混交林(M)为对象,于2014年5—9月,利用手拣法调查大型土壤动物群落,研究不同经营措施林分内土壤动物的结构组成、空间分布、多样性和功能群组成的差异及其影响因素。【结果】共获得大型土壤动物55类1 405头,隶属2门4纲12目,优势类群为正蚓目、叶甲科幼虫、象甲科幼虫。总体上,经间伐和混交改造后华北落叶松人工林内大型土壤动物的类群数显著高于未经营的对照林分(P005),TH内土壤动物密度亦显著高于CK(P005)。不同经营措施林分大型土壤动物类群数均表现为沿土壤剖面位置上升逐渐增加的趋势,且M和TH凋落物层土壤动物类群数及0～10 cm土层土壤动物密度显著高于CK(P005)。间伐和混交改造后,土壤动物群落各多样性指数均有提高,其中M的Shannon-Wiener多样性指数(H)显著高于CK(P005)。各功能群中,植食性土壤动物所占比例(4719%)最高,其次为腐食性土壤动物(3331%);捕食性(19类)和植食性(18类)土壤动物的类群数居多;多因素方差分析显示,经营措施、土层和时间均对大型土壤动物功能群组成和结构影响显著(P005),其中间伐和混交改造均可显著提高植食性土壤动物的类群数。冗余度分析(RDA)显示,凋落物全碳含量(P=003)和C/N(P=008)对凋落物层大型土壤动物分布影响显著;而土壤含水量(P=0008)、pH(P=0012)和土壤密度(P=0062)对土壤层大型土壤动物分布影响显著。【结论】塞罕坝华北落叶松人工林经间伐和混交改造后,林分结构和微环境的改善可提高大型土壤动物的种类、数量和多样性水平,尤其是部分功能群种类增加可能更有利于凋落物早期的粉碎和分解。     

小陇山林区日本落叶松速生丰产林立地类型划分及评价的研究

应用多元回归分析了小陇山林区日本落叶松幼林生长与立地因子的关系,筛选出影响日本落叶松幼林生长的主要立地因子是土壤腐殖质层和有效土层厚度、坡度、海拔;并采用数量化理论（Ｉ）,将研究区域划分为２个立地类型组、３０个立地类型,同时评价了不同立地类型日本落叶松林地的生产力。     

塞罕坝华北落叶松人工林立地质量评价

以华北落叶松人工林为研究对象,基于塞罕坝机械林场2012年森林资源二类调查数据,选取立地因子(坡向和土层厚度)和林分因子(树高和林龄),应用统计学方法划分立地类型,利用理查德(Richard)函数拟合立地指数,构建华北落叶松树高曲线,编制地位指数表,并对该区不同林龄(幼龄林、中龄林和近熟林)华北落叶松的6种立地类型进行立地质量评价,结果表明:阳坡中层土和阴坡厚层土立地质量为Ⅰ级,平均立地指数分别为12.15m、11.55m;阳坡厚层土和阴坡中层土立地质量为Ⅱ级,平均立地指数分别为11.39m、11.16m;阴坡薄层土和阳坡薄层土立地质量分别为Ⅲ级和Ⅳ级,平均立地指数分别为10.85m、9.87m。     

塞罕坝华北落叶松人工林树冠外部轮廓模型

【目的】构建树冠最大外部轮廓非线性混合效应模型和非线性分位数回归模型,为准确预测树冠生长发育规律及预估生产力提供科学依据。【方法】以河北省塞罕坝机械林场华北落叶松人工林为研究对象,基于58株解析木数据和1 789个枝条解析数据,利用幂函数、修正Kozak方程、修正Weibull方程选取基础模型,构建华北落叶松人工林树冠外部轮廓非线性混合效应模型和非线性分位数回归模型。【结果】在幂函数、修正Kozak方程和修正Weibull方程中,幂函数拟合树冠外部轮廓效果较好,作为树冠外部轮廓基础模型;林分年龄(Age)、冠长(CL)、胸径(DBH)、树高(HT)、冠高比(CHR)、高径比(HDR)对树冠外部轮廓影响较大。在混合效应模型中,两水平混合效应模型优于单水平混合效应模型,可明显提高模型拟合精度,HDR相关的参数a6考虑样地效应,相对着枝深度(RDINC)、CHR相关的参数a4、a5考虑样木效应,模型确定系数(R2)为0.873,均方根误差(RMSE)为0.319 m,平均相对误差(MRE)为6.642 m。在分位数回归模型中,当分位数q=0.90时模型曲线最接近树冠最大外部轮廓,R2为0.672。【结论】混合效应模型拟合精度较高,可准确描述树冠最大枝条的平均趋势。分位数回归模型可确定树冠最外部轮廓,在预测条件均值之外的研究中发挥重要作用。     

基于立地因子的杉木人工林断面积生长混合效应模型研究

基于湖南省150块杉木人工林样地数据,采用方差分析、回归分析、非线性混合效应模型、K-means聚类等方法,构建了含立地因子的杉木人工林断面积生长混合效应模型。结果显示:1)海拔(HB)、坡度(PD)、坡位(PW)、土壤厚度(TH)、土壤类型(TL)对林分断面积的生长具有显著影响,其显著性顺序为TLTHPDPWHB;2)在8种常用的理论生长方程中,Schumacher(M5)的确定系数最高(R~2=0.7636),被选为林分断面积生长模拟的基础模型;3)将不同立地因子组合的107个立地类型(ST)作为随机效应,构建了非线性混合效应模型,其确定系数(R~2)提高至0.895 1;4)将107个立地类型(ST)聚类为5个立地类型组(STG),进一步构建了杉木断面积生长混合效应模型,其确定系数(R~2)提高至0.920 2。研究表明:基于立地因子的非线性混合效应模型,客观解释了立地因子对杉木人工林断面积生长的影响,提高了林分断面积生长模型的模拟精度。     

三江平原丘陵区长白落叶松适生立地条件分析

在三江平原丘陵区佳木斯市孟家岗林场对不同立地条件下长白落叶松人工林生长指标进行标准地调查,建立立地指数导向曲线方程、同形立地指数族、立地指数表和优势木高与立地因子间的数量化模型,在此基础上,评价立地因子对落叶松生长的影响,得出影响落叶松生长的主要立地因子依次为坡向、土壤A层厚、坡度和坡位,适宜落叶松生长的立地是坡度平缓土层深厚的阴坡中下部。     

冀北山区日本落叶松生产力的研究初报

本文对日本落叶松的生产力(与华北落叶松对照)进行了调查研究。证明在冀北山区低纬度、较低海拔条件下,日本落叶松材积生长优于北华落叶松,其差异达到显著水平。文内分析了导致日本落叶松生产力高的主导因子,及其与土壤、气候、林龄的关系,论证了日本落叶松适生的原因。