天目山针阔混交林林木空间特性

为了解天目山针阔混交林林木空间的特性,以期对该地区森林可持续经营模式的实践提供理论基础,设置了15块30 m×30 m的固定标准地,采用实测调查法,调查样地内所有胸径≥5 cm的林木特征值。以林木冠幅作为空间分割尺度来生成Voronoi图,确定林木空间结构单元,统计分析林木空间不同尺度上的差异性。结果表明:单株树种的空间面积差异性较大,群组中每株树木周围平均有4~5株树。优势种中苦槠Castanopsis sclerophylla,锥栗Castanea henryi和麻栎Quercus acutissima等树种的空间面积大小较稳定,而马尾松Pinus massoniana,杉木Cunninghamia lanceolata,白栎Quercus fabric和山矾Symplocos caudata等树种空间面积大小差异性较大。林木胸径的大小对其所占空间面积有一定影响,而对其周围邻近木的株数影响不大。目标树的最近邻木株数为3~13株,多数为5~7株,平均为6株。天目山针阔混交林为强度混交林,林分群落结构相对稳定。     

杉木厚朴混交林木邻体竞争的研究

根据调查资料,采用HEGYI提出的单木竞争模型对杉木厚朴混交林种内、种间的竞争强度进行定量分析.结果表明,杉木和厚朴种内、种间竞争强度随着林木径级的增大而逐渐减小;种内竞争和种间竞争的强度顺序为厚朴种间>杉木种内>杉木种间>厚朴种内.竞争强度与对象木的胸径服从幂函数关系,当杉木胸径达到39 cm以上时,竞争强度变化很小;厚朴胸径达到42 cm时竞争强度变化很小,利用模型预测了杉木和厚朴总的竞争强度.     

珍稀濒危植物堇叶紫金牛生存群落结构特征及物种多样性

以浙江省建德市绿荷塘森林公园堇叶紫金牛Ardisia violacea生存群落为对象,应用标准样地法和每木调查法调查了群落种类和结构特征,并用群落学方法计算了群落内乔木层各树种的重要值,采用Shannon-Weiner指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数分别研究了群落内3个样地中乔木层、灌木层、草本层的物种多样性,并根据胸径级频率分布的形状,将主要乔木层树种的种群结构分为3种类型.结果表明:该群落资源丰富,共有维管束植物116种(含变种),隶属于47科79属.从生活型上区分来看,堇叶紫金牛生存群落中共出现木本植物83种,其中针叶树2种,常绿阔叶树48种,落叶阔叶树33种,群落以小高位芽植物和矮高位芽植物的种类较多.根据分布生境、群落结构和种类组成,可以将堇叶紫金牛生存群落分为3个类型:甜槠Castanopsis eyrei-栲树Castanopsis fargesii林,杉阔混交林和杉木Cunninghamia lanceolata人工林.在垂直结构方面,大体包括乔木层、灌木层、草本层,此外还有一些层间植物,而且种类较为丰富,并且3种类型群落的高度结构大致相同.在3个样地中灌木层中的物种丰富度指数均为最大.杉阔混交林中草本层的Shannon-Weiner指数最大,而甜槠-栲树林和杉木人工林中灌木层Shannon-Weiner指数最大.Simpson指数在甜槠-栲树林和杉木人工林中乔木层最大,而在杉阔混交林中灌木层最大.主要乔木层种群结构为单峰型的枫香Liquidambar formosana,拟赤杨Alniphyllum fortunei,马尾松Pinus massoniana为阳性乔木树种,无正常更新能力,在演替后期比较稳定的群落中,将最终衰退消失;间歇型的青冈Cyclobalanopsis glauca,木荷Schima superba,乌药Lindera aggregata等为不连续生长型,更新具有波动性和机会性,介于顶极群落先锋种和优势种之间;逆J-字型的杉木、甜槠、栲树、山矾Symplocos caudata等常绿阔叶乔木树种,为顶极群落的优势种.     

杉木—千年桐人工混交林种内种间竞争关系分析

采用Hegyi单木竞争指数模型对闽北地区3-5年生杉木—千年桐混交林及杉木纯林的种内种间竞争强度进行定量分析。结果表明,杉桐混交林的竞争强度均高于同龄纯林,随林龄增长,竞争强度逐渐减弱。杉桐混交林中以杉木之间的种内竞争为主导。无论纯林还是混交林,对象木受到的竞争强度基本随径级的增加而减少。杉木对象木的胸径大小与杉木种内、杉桐种间的竞争强度呈幂函数关系,其胸径大小与竞争强度之间呈现显著的负相关关系。由预测结果可知,当杉木胸径达到30 cm后,林分竞争强度趋缓。     

基于近自然改造的马尾松林分竞争强度研究

为了揭示马尾松人工近自然改造作业下树种间的关系,本文主要分析了近自然改造林分内马尾松的种内种间竞争强度,以期为营造近自然混交林和人工林近自然作业法提供参考和理论基础。基于广西热带林业实验中心人工马尾松近自然5种改造实验林20个固定样地的2014年复测数据(A1~A4:不同采伐强度补植树种的改造混交林,A5:未改造马尾松对照纯林,每种改造模式各4个固定样地),利用Voronoi图确定了林木的生长空间和竞争邻木,运用Hegyi单木竞争模型对改造混交林总体竞争强度、改造混交林和对照纯林中马尾松种内种间竞争强度进行了数量分析。结果表明:1)改造混交林中马尾松和主要补植树种竞争排序为:红锥灰木莲大叶栎马尾松香梓楠格木,不同改造模式平均竞争指数排序为:A1A3A4A2。2)改造混交林对象木马尾松共计212株,其他竞争木336株;对照纯林马尾松共计190株。对照马尾松纯林竞争指数为359.51,远大于改造混交林中马尾松竞争指数(166.98),适当强度的采伐有效地降低了林分内马尾松的竞争压力,马尾松纯林中只存在种内竞争,改造混交林中马尾松种内竞争指数大于种间,各占54.65%和45.35%。3)混交林与纯林中马尾松种内竞争差异显著,竞争指数随胸径增大而逐渐减小;各径级内平均竞争指数,改造混交林均小于对照纯林。4)速生树种对马尾松最先产生种间竞争压力,马尾松与主要竞争木竞争关系(CI1)排序为:大叶栎灰木莲红锥香梓楠鸭脚木山油麻安息香格木黄毛榕,改造混交林各模式间马尾松种间竞争差异不显著。5)马尾松竞争指数随胸径的增大不断变小,改造混交林总竞争指数、种内竞争指数以及对照纯林总竞争指数与马尾松胸径分别符合幂函数、双曲线函数和对数函数的关系;当马尾松胸径大于25 cm时,混交林与纯林内马尾松受到的竞争压力均逐渐减小趋于平缓;小于25 cm时,马尾松受到的竞争压力较大。通过分析马尾松近自然改造林分内树种竞争关系可知,基于近自然经营理论的人工纯林改造利用有效的干扰木采伐和合理的树种补植,能够有效降低马尾松的竞争压力,同时促进补植树种的生长和天然更新,引导林分的正向演替,形成复层异龄混交林,证明了近自然改造的合理性与可行性。      

基于光照强度变化的毛竹扩张对杉木影响的探讨

为分析毛竹Phyllostachys pubescens蔓延对杉木Cunninghamia lanceolata的影响,采用手持照度计测定了毛竹纯林边缘3种林分类型内的光照强度,并测定了毛竹、杉木及其幼苗的光补偿点。结果表明：①3种林分内光照强度由高到低依次为毛竹林、针阔-毛竹混交林、针阔混交林,分别较空旷处下降了49.31%,55.91%和85.70%,说明毛竹的扩散,使毛竹纯林内光照强度大于毛竹-针阔叶混交林和针阔叶混交林;3种林分内光照强度（I）关系式为：I_针阔 = 0.027 3I_{针阔-毛竹} ＋ 0.032 0I_毛竹 ＋ 2.297 0。②在光补偿点方面,毛竹最高,杉木、杉木幼苗次之,分别为19.60,9.77和9.78 μmol·m^－2·s^－1。在毛竹林扩散过程中,光照强度并没有降至杉木及其幼苗的光补偿点之下,其光合作用依然大于呼吸作用,可以持续补充有机物。然而,由于杉木幼苗的喜荫特性,光照强度的增强可能会使杉木更新受到影响。为全面地研究毛竹扩张导致杉木死亡的原因积累了经验。图3表1参15     

不同龄组长白落叶松种内及种间竞争研究

目的通过对不同龄组的落叶松人工林种内和种间竞争进行定量分析, 揭示不同龄组的林木生长动态变化, 为长白落叶松人工林的可持续经营与管理提供科学依据。方法对吉林省汪清林业局金沟岭林场6块样地的落叶松对象木和竞争木进行调查, 利用Hegyi简单竞争模型对不同龄组的落叶松人工林种内和种间竞争进行研究; 采用对数函数、二项式、幂函数、指数函数、Logistic共5种模型对总竞争指数与落叶松对象木胸径间的关系进行回归拟合。结果(1) 样地a、b、c、d、e、f的种内竞争指数占总竞争指数的比例分别为86.40%、92.81%、61.97%、77.18%、81.42%和93.70%, 种内竞争为林木之间竞争的主要形式。(2)各树种在每个样地中的分布情况不尽相同, 种间竞争指数存在较大差异, 没有一定的规律性。(3)中龄林和近熟林样地落叶松对象木胸径与竞争指数的关系服从幂函数, 成熟林落叶松对象木胸径与竞争指数的关系服从指数函数, 竞争强度随对象木的胸径增大而减小。中龄林对象木的胸径在达到20 cm时, 竞争指数下降较为平稳, 此时对象木受到的竞争较少; 近熟林胸径为25 cm、成熟林胸径为30 cm时, 对象木受到的竞争较小。结论落叶松人工林的竞争主要来源于种内竞争, 竞争指数随着胸径的增大而降低。      

塞罕坝华北落叶松—白桦针阔混交林胸径年生长量预测

以河北省塞罕坝国家森林公园华北落叶松—白桦针阔混交林为研究对象,基于87块标准地(20m×30m)的348株解析木数据,建立包含样地间及样地内随机效应的胸径—年龄非线性混合效应模型,并在混合效应模型中加入哑变量来解决样地内不同树种带来的差异。结果表明,华北落叶松单木胸径非线性混合效应模型确定系数(R2)、-2log Likelihood值、信息准则(Alcaikes information criterion,AIC)值、贝叶斯信息(Bayesion informatian criterion,BIC)值分别为0.85、898.1、880.2、855.4;白桦单木胸径非线性混合效应模型确定系数(R2)、-2log Likelihood值、AIC值、BIC值分别为:0.81、500.9、482.6、465.7。白桦和华北落叶松最大年生长量分别为0.44cm和0.41cm,年龄和竞争指数与胸径生长量呈负相关关系,胸径和林分优势高与胸径生长量呈正相关关系,其中林分优势高与华北落叶松—白桦混交林径向生长量相关性较低。包含哑变量的混合效应生长模型解决了混交林中样地间及样地内树种对胸径生长的影响,提高了模型精度及适用性,为该地区针阔混交林经营水平及经营效果的提高提供依据。     

旅游区人为干扰对森林群落物种多样性的影响

研究人为干扰对湖北省梭布垭石林针阔混交林森林群落物种多样性的影响。结果表明,人为干扰对乔木层马尾松Pinus massoniana和杉木Cunninghamia lanceolata优势种的主体地位和作用没有根本性的改变,但使群落平均胸径（或地径）和平均树高降低,群落种类组成发生变化。重度干扰和中度干扰降低了群落乔木层阔叶树种和灌木层优势种的作用和地位,重要值降低,但增加了群落物种多样性水平。不同干扰类型的群落,在垂直高度1.0 m以下,Shannon-Weiner多样性指数较大,1.1 ~ 3.0 m高度达最大,以后随高度升高,多样性指数降低,在9.1 m以上的高度层,树种单一,多样性为０。图3表3参13     

松栎混交林中马尾松的种内种间竞争

通过对马尾松(Pinus massoniana)-麻栎(Quercus acutissima)人工混交林的124株对象木及473株竞争木的调查,采用竞争影响区域法与HEGYI单木竞争模型相结合的方法对马尾松-麻栎人工混交林的种内、种间竞争关系进行研究。结果表明,样地内Ⅳ级和V级马尾松数量较多,所占的比重较大;I级马尾松幼苗数量较少。马尾松种内和种间竞争强度均随对象木径级的增大而减小,同一径级的种间竞争均大于种内竞争。竞争强度与对象木胸径的关系服从幂函数关系CI=AD~(-B),当对象木胸径DBH≥20cm时,竞争强度无明显变化。所得的预测模型能很好的预测马尾松-麻栎人工混交林种内和种间竞争强度。     

次生林林木分级指数及其应用

为了更加科学、准确的评价林木在林分中的位置优劣状况,为林木分级提供新方法。以芦头国有林场青冈栎次生林为例,提出林木分级指数概念,筛选得到大小比数、健康指数、空间密度指数、混交度、交角竞争指数5个指标来构建林木分级指数计量模型,基于层次分析法,得到林木分级指数的计量模型为TCI=0.368 3(1-U)+0.279 2H+0.147 9(1-UCI)+0.136 4(1-D)+0.068 2M。采用等间距法得到每个林木等级的林木分级指数值分别为:优势木(0.75~1],亚优势木(0.5~0.75],中庸木(0.25~0.5],被压木(0~0.25]。运用指数计量模型计算得到芦头国有林场2个样地的林木分级指数均值分别为0.602 1和0.583 4,表明2个样地优势木和亚优势木均较多,林木总体生长状况较好。     

马尾松人工林生长模型的研究

研究马尾松人工林的 6个竞争指数 :相对树高、相对冠幅、冠长率、树冠伸长度、树冠完满度、树冠投影比 ,指出相对树高、相对冠幅和冠长率与马尾松直径生长关系密切 ,并建立它们与马尾松平均胸高断面积生长量之间的回归关系 ,建立 3组活立木单木生长模型 ,同时用相对树高建立枯死木模型 ,以模拟林分生长     

天然云冷杉针阔混交林立地质量评价

为建立科学、适用、准确的天然林立地质量评价体系,采用123株冷杉解析木对6个竞争指标进行检验,筛选出其中最适合于天然云冷杉针阔混交林冷杉的竞争指标;选用26块皆伐样地及所有解析木中符合条件的冷杉模拟优势木高生长曲线和劣势木高生长曲线,并以此为导向曲线构建适合于天然林立地质量评价的竞争地位指数表。从3个树高生长多元回归预测模型中选择最优模型分析由竞争引起的树高差值,利用竞争地位指数对2个立地类型进行评价。结果表明:1)6个竞争指标中,天然云冷杉针阔混交林最适竞争指标为CI1,统计CI1值发现冷杉各龄阶竞争差异大,随着年龄增大,竞争压力减小;2)构建级距为2m,基准年龄为60年,竞争地位指数分为7级的竞争地位指数表较合理;3)2个立地类型中,3个树高生长多元回归预测模型都以幂指数精度最高;4)利用竞争地位指数表对2个立地类型进行评价表明,1号立地类型属于17m竞争地位指数级,2号立地类型属于15m竞争地位指数级,1号立地质量优于2号立地质量。      

沙地樟子松天然林林木大小分布特征

分析内蒙古红花尔基沙地樟子松天然林直径和树高的一元和二元分布特征,以期为该区樟子松天然林进行抚育经营等提供科学依据。在内蒙古呼伦贝尔沙地南段的樟子松天然林中设置2块100 m×100 m的不同密度(940和1 149株/hm2)方形固定样地,按整体和分层的方法,对样地的林分直径和树高的变化规律及两者之间的关系进行研究。结果表明:1)2块样地林木的最大、最小直径及平均直径相等;低密度林分直径分布较分散,高密度林分则分布较集中。2块样地上、下层林木的平均直径均基本相同;低密度林分上层木直径分布为正态,下层木则左偏;高密度林分上层木直径分布左偏,下层木则为正态。高密度林分的平均树高大于低密度林分,但高大林木比例较低密度林分低;高密度林分上层木平均树高也大于低密度林分,且高大林木比例也较低密度林分高;而高密度林分下层木平均树高和高大林木比例均较低密度林分高。2)低密度林分中小径级林木株数比率小于大径级林木株数比率,高密度林分中则相反;低密度林分中小径级林木的林木树高与胸径的比值大于大径级林木的林木树高与胸径的比值,高密度林分中无明显差异。2块样地上层木小径级林木株数比率均小于大径级林木株数比率,其林木的树高与胸径在大、小径级中的比值也无明显差异;低密度林分下层木中小径级株数比率大于大径级林木株数比率,高密度林分则相反;2块样地下层林木在小径级林木中的树高与胸径比值均明显大于在大径级林木中的树高与胸径比值。可见,高密度林分的平均树高均大于低密度林分;高密度林分直径分布相对集中,低密度林分直径分布分散,从而造成不同密度的天然樟子松林林分平均直径无明显差异。低密度林分中大径级林木株数的比率要比高密度林分高;密度的不同也导致了林木径向和纵向生长的差异。因此,针对密度大的樟子松天然林分应适当疏伐,降低密度,减少种内竞争;而对密度小的林分应适当进行土壤植被管理,促进林下天然更新。      

未来3种气候模式下的阔叶林森林空间结构优化

全球气候变化对森林生态系统造成了重大影响,构建气候模式下的阔叶林森林空间结构优化模型可应对气候变化,同时进行林木数量上的恢复和保护。选择湖南省龙虎山林场1 600 m²的固定样地,模拟林木在林分中的位置,采用改进多族群PSO算法并结合气候敏感的树高-胸径的广义模型,开展RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5气候情景下15 a后森林空间结构优化研究。结果表明,RCP2.6气候情景下样地择伐4株树后效果最明显,林分调整后的混交度、林层指数、开阔比数、大小比数以及林分均质性指数均增加,竞争指数、角尺度以及空间密度指数均下降,其中竞争指数和开阔比数变化最大,为-26.877%和28.148%;RCP4.5气候情景下该样地择伐8株树后效果最明显,林分调整后的混交度、林层指数、开阔比数、大小比数、均质性指数等均增加,竞争指数、角尺度以及空间密度指数均下降,其中开阔比数和均质性指数的变化最大,为21.43%和38.01%;RCP8.5气候情景下该样地择伐7株树后林分优化为最佳状态,林分调整后的混交度、林层指数、开阔比数、大小比数、均质性指数均增加,竞争指数、角尺度以及空间密度...     

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。      

天然红松阔叶林径级结构模拟

以天然红松阔叶林为研究对象,设置了4块1 hm²样地,利用负指数模型、修正指数模型、限定混合Weibull分布模型及q值法进行径级结构模拟。结果表明,4块不同类型样地的径级分布均呈反“J”形,森林更新良好;指数模型整体上低估了林木株数,限定混合Weibull分布模型则高估了林木株数,而修正指数模型整个径阶范围内与实际情况较为接近,模拟效果最好,表明修正指数模型更适合天然红松阔叶林径级结构的模拟;4块不同林分的q值为1.19~1.33,说明q值法对于天然红松阔叶林的直径分布的表达效果较好。     

黔中地区马尾松次生林定向经营技术

为提高马尾松Pinus massoniana次生林的经营水平,采用各类临时样地调查和设置试验林固定样地进行长期观测相结合,以及调查分析马尾松次生林现有经营管理措施等方法,在根据森林分类经营原则划分生态公益林和商品用材林的基础上,针对防护林、建筑用材林和纤维刨花板原料林等不同经营目标,初步提出贵州省都匀地区马尾松次生林定向经营的配套技术措施。这些技术措施主要包括：经营马尾松次生林要坚持严格封山,加强护林防火．保留母树15～30株·hm^-2,更新后第2年及时间苗,保留密度为3000—5000株·hm^-2。如经营生态公益林,在林下或林窗补植阔叶树苗木,可不进行幼林抚育、幼林及中龄林间伐和林地施肥。如经营商品用材林,林中空地补植马尾松苗木,连续2～3a每年进行1次幼林抚育,林龄7a时进行强度为30％～50％的幼林间伐,林龄13—14a时进行强度为20％-40％的中龄林间伐,同时进行中龄林施肥,施过磷酸钙1000—1500g·株^-1,尿素150—300g·株^-1。表4参12     

不同采伐强度对小陇山辽东栎天然林空间结构的影响

应用混交度、角尺度及大小比数3个结构参数,结合Hegyi竞争指数评价小陇山辽东栎天然林不同采伐强度0（对照）、20%（中度）、30%（强度）、40%（极强度）下空间结构的变化情况。结果表明,中、强度采伐下,林分混交程度高,林分结构最稳定;采伐强度对林木大小分化和空间分布格局的影响不明显。分析采伐强度与林分及树种空间竞争关系表明,树种辽东栎竞争指数随采伐强度加大而提高,华山松竞争指数变化趋势呈“凹”型,椴树呈倒“J”型,认为采伐能达到调整林分空间结构和提高林分及主要树种的竞争力的目的,采伐强度以20%或30%为宜,采伐强度不宜过大。研究采伐强度与森林空间结构、林木竞争变化之间的关系,对辽东栎天然林经营有重要意义。