天山云杉林不同发育阶段种群分布格局研究

以新疆西部天山云杉林6hm2永久样地调查数据为基础,采用点格局分析方法,对不同发育阶段的天山云杉种群空间分布格局和种群之间相关性进行统计分析。结果表明:1)调查样地内天山云杉群落物种组成简单,仅7个物种,区系成分均为温带成分,是以天山云杉为主的单优植物群落。2)样地内天山云杉大树个体数较多,小树和中树个体数较少,不同发育阶段其个体密度大小顺序为:大树中树小树,表现为衰退型种群。3)天山云杉不同发育阶段种群分布格局与研究尺度紧密相关,各发育阶段均以聚集型分布为主;不同尺度下均表现为小树的聚集强度最大,中树次之,大树最小。4)天山云杉种群不同发育阶段之间存在着相关性,大树和小树表现为显著的负相关;中树和小树在中小尺度上呈现显著的正相关,大尺度上相关性不显著;中树和大树相关性不显著。     

2020-05ml 目录

    目的   理解林木蒸腾日内变化及其对主要环境因子的响应规律,进一步阐释短时间尺度下环境条件调控森林蒸腾的机理。    方法   以宁夏六盘山香水河小流域华北落叶松人工林为研究对象,在2018年生长季（5—10月）连续监测样树的树干液流变化,并同步观测气象条件和土壤湿度,分析小时尺度的林分蒸腾对环境因子的响应,并建立多因素影响的蒸腾模型。    结果   （1）在小时尺度上,林分蒸腾量（T）对太阳辐射（R_s）和饱和水汽压差（VPD）的响应均呈二次多项式函数关系;随R_s和VPD的增加,T均先增加,当R_s和VPD分别达到666.7 W/m2和1.86 kPa后达到峰值,然后逐渐减小。（2）T对土壤可利用水分（REW）的响应符合趋于饱和的指数关系,T随REW的增加表现为先增加,当REW > 0.3后,T逐渐趋于稳定。（3）在确定T响应R_s、VPD和REW的类型并耦合形成蒸腾模型后,利用生长季内的奇数天小时观测值进行拟合参数,并用偶数天小时观测值进行验证,得到T响应多因素变化的耦合模型:T = (? 6.347 0 × 10? 5\begin{document}${R_{\rm{s}}^2}$\end{document}? 0.637 0R_s ? 208.734 8) × (? 0.003 2VPD2 + 0.013 8VPD + 0.001 7) × (? 0.008 1 ? 0.004 6(1 ? exp(? 12.469 6REW))),该模型在校准阶段（R2 = 0.74,纳什效率系数（NSE）= 0.82）和验证阶段（R2 = 0.77,NSE = 0.84）均表现出较好的模拟效果。    结论   在小时尺度上,林分蒸腾量可以由耦合了太阳辐射、饱和水汽压差和土壤可利用水分影响的耦合模型进行较好的预测。本研究结果可为精确预测变化环境下的华北落叶松林分日内蒸腾提供理论基础,同时模型的构建方法可为其他区域和其他树种的林分蒸腾模型的建立提供参考依据。      

2020-06ml 目录

目的异形叶性是植物为适应环境在同一植株上产生多种形态成熟叶片的现象。胡杨是典型的木本异形叶植物,前人研究发现,胡杨异形叶片间展现出不同的生理特性及环境适应性。本研究拟通过对胡杨异形叶差异表达miRNA及其靶基因功能的分析,揭示胡杨叶片形态及其生理变化的分子调控机制。方法以成年胡杨披针形叶和锯齿卵圆形叶为实验材料,通过高通量测序对其miRNA的表达模式及差异表达miRNA的靶基因功能进行比较研究。结果共获得6个高质量的sRNA文库,各文库有效序列占原始序列的56% ~ 81%。通过比对,共鉴定517个已知miRNA和127个新预测miRNA,主要长度分布区间为20 ~ 22 nt,其中的389个miRNA匹配至54个已知的miRNA家族。两种形态叶片共同检出的miRNA有369个,与披针形叶片相比,锯齿卵圆形叶中7个miRNA上调表达,15个下调表达。通过靶基因预测及功能分析,发现差异表达miRNA参与调控胡杨异形叶的抗逆相关途径,如对盐胁迫的响应,磷酸肌醇代谢,角质、软木脂和蜡的生物合成,碱基切除修复和RNA降解等代谢途径。利用实时荧光定量PCR验证了5个差异表达miRNA的表达趋势与高通量测序结果一致,通过PCR检测发现差异表达miRNA与其靶基因存在一定的负调控关系。结论胡杨异形叶中miRNA表达模式存在差异。其中,调控植物生长发育的保守的miR167、miR166及调控植物抗逆性的miR172在锯齿卵圆形叶中表达量上调,参与植物逆境响应的保守的miR169、miR396在锯齿卵圆形叶中下调表达,推测差异表达miRNA引起了异形叶间形态的差异,同时使锯齿卵圆形叶对不利环境具有较强的耐受性。这与我们前期有关胡杨异形叶形态与生理特性的研究结果相一致。      

2020-01ml 目录

为了评价抗虫转基因甘蔗优良株系Bt2、Bt17对土壤生态环境造成的生态安全风险,采集抗虫转基因甘蔗Bt2、Bt17号株系及其受体非转基因品种ROC22甘蔗根际附近土壤,研究抗虫转基因甘蔗对其根际土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶及碱性磷酸酶的影响。结果表明,抗虫转基因甘蔗对其根际土壤酶活性的影响会因甘蔗生长周期、抗虫转基因甘蔗株系以及酶的种类而大有不同。Bt2的土壤酶活性在甘蔗生长的各个时期均未与对照存在差异,而Bt17对土壤酶活性的影响则较为复杂。与受体非转基因甘蔗品种ROC22相比,Bt17根际的土壤蔗糖酶活性在甘蔗生长的任何时期都无差异;而土壤酸性磷酸酶活性在甘蔗生长的各个时期均显著高于对照;中性磷酸酶活性则在苗期、分蘖期、成熟期显著高出对照,而在生长期与对照无差异;土壤碱性磷酸酶活性在苗期、生长期时与对照无差异,但分蘖期和成熟期显著低于对照,说明Bt2号株系对土壤酶活性并未产生影响,Bt17号株系对土壤酶活性可能产生较小的影响。     

2020-02ml 目录

目的采用非线性分位数回归方法构建樟子松树干削度方程,并对比分析9个分位数（τ = 0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9）模型和传统的非线性回归削度方程的预测精度。方法以七台河市林业局金沙林场154株人工樟子松干形数据为研究对象,选取简单削度方程、分段削度方程和可变指数削度方程,利用非线性回归和非线性分位数回归方法构建樟子松树干削度方程。采用确定系数（R2）、平均误差（MAB）、相对误差（MPB）、均方根误差（RMSE）为统计指标对构建的削度方程进行对比分析。结果（1）在9个分位点（τ = 0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9）下的各削度方程都可以收敛,分位数回归方法可以灵活预测各分位点树干曲线的变化。（2）与非线性回归相比,基于中位数（τ = 0.5）时的各削度方程在拟合过程中表现最好,其中以可变指数削度方程表现最优。（3）检验结果也表明:相对于非线性回归的各削度方程,基于中位数（τ = 0.5）的简单削度模型的MAB和MPB均下降26.7%,RMSE下降19.9%;基于中位数（τ = 0.5）的分段削度方程和可变指数方程预测能力较强。（4）中位数回归的各削度方程在树干大部分的预测能力都优于相应的非线性削度方程。结论分位数回归方法是一种稳健的建模方式,基于中位数（τ = 0.5）的可变指数削度方程的预测精度最高,适合该区域樟子松树干干形的预测。      

2020-01ml 目录

目的传统的森林生物多样性保育价值缺乏统一的评估标准,不便于结果比较。目前,物种保育价值模型主要通过林分丰富度核算森林当前保育价值,但未考虑土地利用类型对树种生长的潜在影响,不能体现森林的长期保育价值。近年来,逐步完善的生物多样性价值评价新理论中,尚未出现适用于森林生物多样性保育价值评估的方法。方法通过分析福建土地利用情况计算生境质量并划分等级,首次提出生境质量调整系数。利用生境质量和森林分布之间的地理对应关系,构建出基于生境质量的森林生物多样性保育价值模型（HQ-BPV模型）,由此将土地利用的影响融入福建省森林生物多样性保育价值评估中。结果（1）福建省生境质量分布整体呈现内北高南低、内陆高沿海低和自然保护区高非自然保护区低的态势。（2）福建主要植被类型的平均生境质量按大小排序为针阔混交林 > 竹林 > 阔叶混交林 > 阔叶林 > 灌丛 > 针叶林 > 经济林。（3）调整后栎类和栲类的物种单位面积保育价值最高,为3.58万元/hm2,调整后各优势树种（组）的物种保育总值中阔叶混交林价值最高,为658.42亿元,构建模型核算的福建省森林生物多样性保育价值为2 056.39亿元。结论基于能够量化土地利用影响的生境质量指数,构建出HQ-BPV模型用于评价福建省森林生物多样性保育价值,为森林生物多样性的保育价值核算提供新思路,有利于森林资源监测和结构优化。      

川西云杉人工林与天然林群落空间分布格局及种间关联性

  目的  随着国家退耕还林工程的实施,川西云杉Picea likiangensis var. rubescens人工林面积和蓄积量不断增长,已成为川西地区森林资源的重要组成部分。本研究分析道孚县川西云杉人工林与天然林活立木空间分布格局特征及种间关联性差异,以揭示人工林群落动态变化及演替规律。  方法  采用典型样方法设置12块固定样地,测量每株活立木中心位置坐标、胸径、树高和冠幅等,运用点格局分析中的单变量Ripley’s L(t)函数和双变量Ripley’s L₁₂(t)函数分别分析人工林与天然林群落的空间分布格局和群落中树种间的空间关联性。  结果  ①随着恢复年限的增加,人工林群落内川西云杉种群密度呈下降趋势,而群落物种数逐渐增加;②人工林群落中活立木空间分布格局总体上表现为随机分布,而天然林内活立木空间分布以聚集分布为主;③人工林中川西云杉与其他阔叶树种无空间关联性,而天然林群落内主要树种间关联性在小尺度范围上呈不相关,在大尺度上表现为负相关。  结论  经过50 a人工恢复后,川西云杉人工林与天然林在群落空间分布格局和种间关联性方面仍然存在一定的差异,生态恢复进程较慢。建议采取适当间伐与种植天然林优势树种相结合的方式,优化改造人工林结构,从而加快人工林向天然林群落演替进程。图3表1参35     

Spatial distribution patterns and associations of tree species during different succession stages in spruce-fir forests of Changbai Mountains, northeastern China.

云冷杉针阔混交林、云冷杉针叶混交林和近原始云冷杉林是长白山区代表性的森林群落。以这3种典型群落的各1块样地调查数据为基础,采用点格局分析法的0-ring统计,对各样地主要树种的空间分布格局及树种间的空间关联性进行分析。结果表明：各种群以随机分布为主,从云冷杉针阔混交林到云冷杉针叶混交林和近原始云冷杉林,所有主要树种的空间分布格局聚集分布减少,而随机分布、均匀分布增多,云杉、冷杉和红松两两间的空间关联性,表现为负相关的现象增多。在小尺度上,椴树呈显著聚集分布,其他尺度上表现为随机分布,其他树种分布的规律性不明显。     

长白山云冷杉林不同演替阶段的树种空间分布格局及其关联性

云冷杉针阔混交林、云冷杉针叶混交林和近原始云冷杉林是长白山区代表性的森林群落。以这3种典型群落的各1块样地调查数据为基础,采用点格局分析法的O ring统计,对各样地主要树种的空间分布格局及树种间的空间关联性进行分析。结果表明:各种群以随机分布为主,从云冷杉针阔混交林到云冷杉针叶混交林和近原始云冷杉林,所有主要树种的空间分布格局聚集分布减少,而随机分布、均匀分布增多,云杉、冷杉和红松两两间的空间关联性,表现为负相关的现象增多。在小尺度上,椴树呈显著聚集分布,其他尺度上表现为随机分布,其他树种分布的规律性不明显。      

不同干扰强度林分云杉幼苗更新空间格局研究

依据地统计理论和方法,采取小支撑多样点的空间取样设计,在干扰强度不同的两个华北落叶松林分中设置样地,对云杉更新幼苗的空间格局进行了定量比较研究。结果表明,在干扰强度较小的样地1,云杉更新幼苗密度较大（每公顷634.8株）,异质性程度较高（Cn＋C=0.88219）,格局变异呈现随机性变异特征。在干扰较大的样地2,云杉幼苗密度较小（每公顷214.8株）,异质性程度较低（C0＋C=0.3036）、且主要体现在相对较小的尺度范围内（0.5～22.6m）,空间自相关变异占95.6％,随机因素对空间格局的影响较小。两样地之间云杉幼苗表现的尺度范围、强度及空间结构等有显著差异,林分空间异质性是导致这种差异的主要原因。     

典型天山云杉林空间分布格局及空间差异

为了研究天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)林的空间分布格局,选取天山山脉不同经度天山云杉林,设置4块具有代表性的样地,应用多距离空间聚类分析(Ripley’s K函数)方法,分析天山云杉空间格局及空间差异。结果表明：小径阶(D_BH≤4 cm)天山云杉的聚集强度极大,随径阶的增大,天山云杉林分布格局由聚集分布转为随机分布的趋势;天山云杉各龄级之间的级差越小,正关联性越大,随着龄级差变大,逐渐变为负关联性,成熟林与过熟林之间并无明显空间关联性;天山中西部天山云杉与忍冬空间上存正关联性,其余各经度均无明显关联性,各样地的天山云杉与其它灌木空间上多表现为负相关(抑制作用);天山中西部的天山云杉林整体聚集强度最高。     

天山云杉天然成熟林种群分布格局

天山云杉 (Picea schrenkiana)成熟林种群的空间分布格局受天山云杉种群本身的生物学特性、种群的年龄和更新方式等群落内小环境的共同影响 .分别用均匀分布、奈曼分布、泊松分布和负二项分布针对不同大小的样方进行拟合 ,并计算了 Moristia指数 (Iδ)、聚块性指数(m* / m、扩散系数 (C)、负二项分布的 K值 .运用这些分布型和指数对天山云杉成熟林的分布格局进行了研究 .结果表明 ,样方大小对分布型的判定有较大影响 ,但基本表现为随机分布和负二项分布     

2019-3ml目录

目的地表温度是区域与全球尺度地表过程分析与模拟的重要参数,在地表与大气能量交换的过程中扮演着重要的角色。本文使用3种算法对北京地区Landsat-8影像进行地表温度反演,并使用MODIS 地表温度产品对反演结果进行交叉验证,评估Landsat-8用于地表温度反演的精度与适用性,为后续使用Landsat-8反演地表温度的研究提供参考。方法对反演地表温度所需的3个重要参数（大气平均作用温度、地表比辐射率、水汽含量）进行获取,得到3个算法的反演结果后,对各个算法的结果进行敏感性和差值分析,并将结果与同期MOD11A1地表温度产品进行对比分析。主要分析手段包括北京市不同行政区之间算法结果与温度产品的平均温度结果比较、不同地类之间算法结果与温度产品的平均温度结果比较,以及选取尺度效应较低、温度随时间变化较小的密云水库中心区域比较两者的温差。结果3个算法的反演结果总体平均温差不超过1 K,其中Cristóbal等提出的改进后单通道算法与其他两个算法的温差最小,Wang等提出的改进后单窗算法与其他两个算法的温差最大。Landsat-8地表温度反演结果普遍高于MODIS温度产品。通过选取密云水库中心区域对本研究反演结果和温度产品进行对比可以得出,3种算法结果与MODIS温度产品的总平均差值为1.373 K。结论反演结果总体上具有较理想的反演精度。Jiménez-Mu?oz提出的劈窗算法具有最好的敏感性分析结果,且与MODIS温度产品的结果最接近。Landsat-8反演结果与MODIS温度产品在总体地温分布规律上保持一致,但Landsat-8因具有更高的分辨率而能更好地分辨小地块不同地类的地温差异,在精确反演地表温度领域拥有更大的优势。      

甘肃大野口青海云杉种群的空间分布格局

为掌握青海云杉的空间分布特征和大面积遥感定量反演青海云杉结构提供关键参数,以及为青海云杉种群保护和祁连山水源涵养林的可持续经营提供基础数据,根据甘肃大野口1hm2青海云杉林大样地的调查结果,首次应用点格局方法开展青海云杉种群空间格局的研究,并且将研究区内树木分龄级计算,得到不同龄级的树木在不同尺度下的空间分布格局。首先,应用Weibull分布对样地内青海云杉的胸径分布进行拟合;然后分别采用点格局分析法和聚集指标测定法,对样地内各龄级的树木在不同尺度下的空间分布格局进行研究;最后应用纽曼A型分布对研究区内的青海云杉种群空间分布格局进行拟合。结果表明:青海云杉林胸径分布基本符合Weibull分布;研究区内种群密度较大,空间格局呈集群分布;幼树、小树、中树和大树在各研究尺度下均呈集群分布;青海云杉随着年龄的增长,聚集强度逐渐降低;研究区内青海云杉种群空间分布格局符合纽曼A型分布。集群分布的原因主要是自然和人为干扰、环境条件及青海云杉的生物学特性共同作用的结果。     

2019-12ml 目录

林业遥感经历了航片判读、卫片目视解译、蓄积量定量估测阶段后,已经进入参数定量反演阶段。在林业对遥感业务化监测和精度提升的强烈需求下,定量遥感逐步与林业遥感交叉融合,林业遥感定量化研究的人才队伍、理论模型、数据源和应用方法逐渐成熟。本文提出了林业定量遥感的概念和框架,指出了其中关键的科学问题:（1）如何使遥感解译、建模和反演适应复杂的森林状况;（2）如何提高参数反演的准确度;（3）如何丰富林业遥感数据源;（3）如何发展更为智能化的遥感数据自动化算法。在介绍适合林业的定量遥感模型和通用反演方法的基础上,阐述了高光谱、热红外、激光雷达和微波遥感数据源的林业应用方法。未来林业定量遥感将在全波段数据统一建模和信息融合机制、机理模型反演、大数据融合等方面进行突破。      

蒙古栎?糠椴天然混交林空间格局研究

【目的】天然林的可持续经营是我国乃至世界林业研究的重点。本文以北京市怀柔区渤海镇三岔村蒙古栎-糠椴天然混交林为研究对象,以探究该地区蒙古栎和糠椴天然混交林的空间分布格局及其关联性为目的,为天然林的保护、管理以及抚育间伐等提供科学依据和理论参考。【方法】根据北京市怀柔区渤海镇三岔村蒙古栎-糠椴天然混交林1 hm2样地数据,采用单变量O-ring函数分析方法研究蒙古栎和糠椴的空间分布格局,采用双变量O-ring函数分析方法研究蒙古栎和糠椴的空间关联性,并统计分析其径级结构。【结果】(1)蒙古栎和糠椴的径级结构均呈倒J型分布。(2)林分整体水平、蒙古栎以及糠椴在小尺度上均呈聚集分布;随着尺度增加,聚集强度减弱,逐渐趋于随机分布。(3)蒙古栎与糠椴在小树和中树阶段小尺度上主要表现为聚集分布;随着树木的生长发育,聚集强度减弱,到大树阶段主要表现为随机分布。(4)蒙古栎和糠椴种间空间关联性主要表现为小尺度上负相关为主,随着尺度增加,逐渐趋于不相关。(5)蒙古栎不同生长阶段之间种内关联性主要表现为小尺度负相关为主,其他尺度不相关。(6)糠椴不同生长阶段之间种内关联性主要表现为小尺度正相关为主,大尺度不相关。【结论】该地区蒙古栎和糠椴天然混交林林分结构比较稳定,属于增长型种群;从天然林可持续性经营角度出发,可以进行适当的人为干扰,采用抚育间伐,使林分结构更加合理稳定。     

高寒退化草地狼毒种群株丛间格局控制机理

在黑河上游祁连山北坡高寒退化草地,应用Ripley''s K函数检测种间格局控制关系的技术方法,按狼毒个体分枝数设置Ⅰ级株丛(1-10枝)、Ⅱ级株丛(11-20枝)、Ⅲ级株丛(21-30枝)、Ⅳ级株丛(31-40枝)、V级株丛(40以上)5个株丛,研究了各株丛之间的格局控制关系和空间关联性.结果表明:Ⅲ和Ⅳ级狼毒株丛对其他狼毒株丛有一定的格局控制作用,尤其是Ⅳ级狼毒株丛对其他狼毒株丛格局控制的程度和尺度最大;Ⅳ级狼毒株丛在20cm尺度内和Ⅰ、Ⅱ以及Ⅴ级狼毒株丛表现出正关联,Ⅲ级狼毒株丛在0-10cm尺度上和Ⅰ级狼毒株丛表现为正关联.狼毒种群中两个形体大小越相近的株丛之间存在格局控制关系的可能性相对较小,尤其是在种群内处于劣势地位或受其他株丛格局控制的株丛之间存在格局控制关系的可能性更小,Ⅳ级狼毒株丛表现出较强的格局控制作用,同时对其他狼毒个体有保护作用,在种群内具有重要作用和地位.     

兴安落叶松林径级分布格局及其关联性

基于大兴安岭1.05 hm2兴安落叶松原始林样地调查数据,采用点格局分析法的O-ring统计,分析兴安落叶松原始林不同径阶的空间分布格局及其空间关联性,探讨形成原因及动态变化趋势。结果表明:林分主要由兴安落叶松(Larix gmelini)和白桦(Betula platyphylla)组成,伴生少量山杨(Populus davidiana),林分整体及3个树种的直径结构呈倒"J"型分布,属增长型种群。林分空间分布格局随空间尺度和林木径级的增大从聚集分布转为随机分布。兴安落叶松和白桦间的空间关联性为负相关;小径级和大径级林木的种内关联性呈负相关,而中径级与小径级、大径级之间主要表现为不相关。