哈尔滨城市林业示范基地5种典型人工林地表死可燃物含水率的预测

在哈尔滨城市林业示范基地内,以白桦、黑皮油松、蒙古栎、水曲柳、兴安落叶松等5种典型人工林为研究对象,将地表死可燃物含水率作为独立因子,与林内相关性显著的气象因子进行回归分析,采用气象要素回归法和随机森林法建立含水率预测模型,并对两种预测方法的模型误差进行分析。结果表明：5种典型人工林地表死可燃物含水率均与温度、相对湿度、前12 h降水量极显著相关,其中蒙古栎林与太阳辐射紫外光有显著关系,兴安落叶松林与风速有显著关系;气象要素回归法的平均绝对误差和均方根误差范围分别是12.67%～21.36%和18.07%～49.23%,随机森林法的平均绝对误差和均方根误差范围分别是8.35%～9.50%和15.71%～19.48%。两种方法建立气象要素的地表死可燃物含水率预测模型,对于白桦、蒙古栎和水曲柳预测精度较差,黑皮油松和兴安落叶松预测精度较高。对比气象要素回归法,随机森林法预测准确性更高,不同林分之间误差更小。     

大兴安岭南部主要林分地表可燃物负荷量及其影响因子研究

【目的】研究林分地表可燃物负荷量及其影响因素,为森林可燃物管理和潜在火行为分析提供科学依据。【方法】根据立地因子(海拔、坡度、坡位)、林分特征(林龄、郁闭度、密度、平均树高、平均胸径)和地被物层结构(凋落物厚度、腐殖质厚度),在大兴安岭南部地区选择具有代表性的兴安落叶松林(Larix gmelinii)和白桦林(Betula platyphylla),各设置6块样地,调查样地内的总可燃物负荷量及易燃可燃物负荷量,对不同种类可燃物负荷量及其影响因子进行相关性分析。【结果】兴安落叶松林分下的平均总可燃物负荷量为15.80t/hm2,其中58.46%为易燃可燃物,总可燃物负荷量与林分平均胸径、凋落物厚度呈显著正相关,灌木和草本可燃物负荷量主要与林分密度呈极显著负相关,1h时滞、10h时滞和100h时滞可燃物负荷量与林分郁闭度、平均胸径、平均树高呈显著正相关。白桦林下平均总可燃物负荷量为8.48t/hm2,其中57.91%为易燃可燃物,总可燃物负荷量与林分平均胸径、腐殖质厚度呈显著正相关,灌木、草本可燃物负荷量与林分密度呈显著负相关,1h时滞、10h时滞和100h时滞可燃物负荷量主要与林分平均胸径呈显著正相关。【结论】大兴安岭南部地区的地表可燃物负荷量水平较低;郁闭度、平均树高和平均胸径是影响林分地表可燃物负荷量的主要因子。     

兴安落叶松中幼龄过伐林林木空间格局对更新格局的影响

对兴安落叶松Larix gmelinii过伐林的林木相对坐标进行相关性分析后发现,胸径D≥10 cm林木对更新位置和格局有显著影响。采用6种聚集度指标检验林分林木和更新幼树格局后均呈聚集分布。更新格局主要受林分林木和胸径D≥10 cm林木格局以及更新株数的影响。样方内的林木株数和其相互差异性,确定了林木格局,也影响了更新格局。兴安落叶松、白桦Betula platyphylla和山杨Populus davidiana 3者在更新格局的相互影响中,前两者具有明显的规律,尤其兴安落叶松对白桦更新的影响较普遍。胸径D≥10 cm兴安落叶松对白桦更新具有促进作用。而D≥10 cm白桦对兴安落叶松的更新有抑制作用。在更新层中,由上而下白桦、兴安落叶松和山杨以垂直阶梯性分布。平均高占林分高的比例变化为:13.7%~75.0%,12.8%~72.8%,27.8%~61.9%。在今后经营中,将空间格局向随机分布调整,降低聚集系数。可通过调整D≥10 cm林木负二项参数来调控林分更新格局。参照D≥10 cm林木位置,掀开凋落物层,露出土壤,进行人工辅助更新。人工补植时,考虑D≥10 cm林木位置和格局,选择凋落物较厚,种子难以接触土壤的地点作为补植位置,与潜在天然更新能力的位置避免重叠,节省成本,有效促进林分更新,使林分结构更趋合理性。     

大兴安岭林区典型森林和草甸细小死可燃物含水率预测模型

准确预测森林细小死可燃物含水率对提高森林和草原火险预测精度具有重要的科学意义。以大兴安岭林区兴安落叶松-白桦(Larix gmelinii-Betula platyphylla)混交林、兴安落叶松林(Larix gmelinii)、蒙古栎林(Quercus mongolica)和草甸细小死可燃物为研究对象,确定影响林内t时刻可燃物含水率变化率的影响因子(林外t-1时刻的气温变化率、相对湿度变化率和累计降水量变化率),根据统计回归理论建立细小死可燃物含水率变化率模型,进而构建大兴安岭林区典型森林和草甸细小死可燃物含水率预测模型。结果表明:兴安落叶松-白桦林混交林、兴安落叶松林、蒙古栎林和草甸细小死可燃物含水率预测模型准确率分别为91.1%、90.0%、91.0%和81.0%(相对误差不超过5%),可燃物含水率预测模型预测效果良好,模型具有较好的实用性,可为大兴安岭林区的森林火险预警提供理论和技术支持。     

木兰围场森林固碳能力及其特征

采用典型抽样与分层取样方法,调查收集了182块林分样地的生物现存量与碳密度,研究了木兰围场6种主要林分的碳密度及其分配特征.结果表明:落叶松人工林、油松人工林、山杨天然次生林、白桦天然次生林、蒙古栎天然次生林和灌木林6种林分类型的森林碳密度为142.083～218.6947t/hm2,排序为山杨林＞灌木林＞白桦林＞落叶...     

老爷岭典型林分内地表不同层可燃物含水率动态变化及湿度码预测模型适用性

森林地表不同层可燃物含水率对林火的垂直蔓延和地下火的发生具有重要影响。加拿大火险等级系统是目前使用最广泛的火险等级系统,其中3个湿度码模块分别代表不同层可燃物湿度。研究地表不同层可燃物含水率动态变化,使用湿度码预测不同层可燃物含水率,并对其适用性进行分析,对可燃物含水率预测及火险预报研究有重要意义。以黑龙江省老爷岭生态定位站的蒙古栎-红松针阔混交林和白桦林内凋落物、半腐殖质、腐殖质为研究对象,在春季防火期以日为步长,连续监测3层可燃物含水率动态变化,计算得到3个湿度码:细小可燃物湿度码(FFMC)、腐殖质湿度码(DMC)、干旱码(DC),并进行可燃物含水率预测适用性分析。结果表明:蒙古栎-红松针阔混交林、白桦林内凋落物含水率动态变化与FFMC、DMC呈显著相关;半腐殖质与3个湿度码都呈显著相关;腐殖质仅与DC呈极显著相关。使用湿度码进行凋落物含水率预测时,使用非降雨数据预测效果优于使用全部数据,使用降雨数据预测效果最差;对于半腐殖质,使用湿度码进行预测时,是否区分降雨对预测精度没有显著影响;对于腐殖质,使用降雨数据无法建立与湿度码之间的线性关系。湿度码法预测可燃物含水率精度略低于气象要素回归法,但在含水率较低时,湿度码预测效果更符合实际火险需要。以后研究中,应从湿度码尺度模型、机理对湿度码进行修正。提高地表不同层含水率预测精度,对可燃物含水率研究和火险预报具有重要意义。     

大兴安岭几种主要可燃物类型地被物灰分含量比较分析

应用SX2-10-13型马福炉对黑龙江省大兴安岭林区主要可燃物类型地被物灰分含量进行了测定,分析了不同可燃物类型地被物层、同一可燃物类型不同地被物层灰分含量的差异,以及产生差异的原因.同一林型不同地被物层灰分含量从总体上看,半分解层的灰分含量最高,其次是落叶层,枯枝最低.这可能与微生物的活动以及树的各部位对矿质元素的积累不同有关.不同林型同一地被物层灰分含量也不同,白桦-山杨-落叶松混交林中半分解层灰分的质量分数最高(0.31%),其次是杜鹃-越橘-落叶松林(0.27%)、山杨林(0.24%)、樟子松林(0.22%)、樟子松-落叶松林(0.16%),白桦林最低(0.13%). 混交林各地被物种类灰分含量一般较含有相同主要树种的纯林高.     

大兴安岭地表细小死可燃物含水率预测模型

以大兴安岭地区南瓮河保护区落叶松林(Larix gmelinii)、蒙古栎林(Quercus mongolica Fischer)、落叶松-白桦混交林(Mixture of Larix gmelinii and Betula platyphylla)(阴坡、阳坡)、沟塘草甸等4种典型林分为研究对象,运用气象要素回归法,对春季防火期和秋季防火期内的地表细小死可燃物含水率动态进行测定,构建了不同防火期、不同林型地表死可燃物含水率的预测模型,分析了相应模型的预测误差。结果表明:同林型地表可燃物含水率在春季防火期和秋季防火期差异显著;在秋季防火期,5个典型林型的地表死可燃物含水率预测平均绝对误差为0.167,平均相对误差为0.218,低于春季防火期模型和春季-秋季混合模型;秋季防火期模型对可燃物含水率预测效果最好。气象要素回归法适用于南瓮河保护区典型林型地表死可燃物含水率预测。     

内蒙古大兴安岭主要乔灌树种理化性质及抗火性研究

根据内蒙古大兴安岭毕拉河林业局森林火灾和造林树种组成的特点,选取当地5种典型乔木(山杨、兴安落叶松、黑桦、白桦、蒙古栎)的树干、树皮、树枝和3种典型灌木(平榛、兴安杜鹃、二色胡枝子)的枝条作为研究对象,筛选强抗火性树种,运用主成分分析法对5项理化性质(含水率、灰分、热值、燃点、粗脂肪)指标进行分析,并对各树种抗火性进行综合评价。结果表明:乔木树种中兴安落叶松属于强抗火性树种,白桦属于可抗火性树种,黑桦、山杨、蒙古栎属于弱抗火性树种。灌木中二色胡枝子、平榛属于可抗火性树种,兴安杜鹃属于弱抗火性树种。兴安落叶松可以作为防火树种,以提高林区树种的抗火性,从而达到阻隔森林火灾的目的。     

落叶松林地表死可燃物含水率的空间异质性和取样方法

为了研究林下可燃物含水率的空间异质性状况,在东北林业大学老爷岭生态站附近对落叶松林下地表可燃物按试验地的坡位分3个方向进行取样。其中:沿坡上至坡下定为垂直方向,与之垂直的方向定为水平方向,垂直方向和水平方向的夹角平分线方向定为斜向。对每个方向凋落物层和腐殖质层分层取样,并计算含水率,利用常规统计和地统计学中的半方差分析处理数据。研究结果表明,可燃物含水率相对变异较大的是斜向样带,变异系数为0.46。除水平方向的凋落物层可燃物外,其他样带可燃物含水率都有明显的空间相关性,斜向凋落物层基台值最大(1.632),总体上看,凋落物层可燃物含水率的异质性程度比腐殖质层高。可燃物含水率在3个方向半方差与距离相关性高,具有明显的各向异性。其中,凋落物层各向异性十分明显,腐殖质层各向异性变异复杂近不明显。通过模拟取样估测样地总体含水率,结果表明:控制取样间隔距离可以提高取样精度,在取样间隔距离为2～8 m、取样强度在7个以上时,标准误差已经减少至10%以下;随机取样需要更大的取样强度且误差较大,不具优越性。     

帽儿山地区典型地表可燃物含水率动态变化及预测模型

目的可燃物含水率预测是林火预报研究的重要内容,其中地表细小可燃物、半腐殖质和腐殖质含水率在一定程度影响了林火垂直蔓延的持续性及地下火发生的可能性,含水率变化主要是受天气状态和地形特征的影响,而我国关于半腐殖质和腐殖质含水率动态变化及其预测模型的研究较少,分析红松蒙古栎针阔混交林下的地表细小可燃物、半腐殖质和腐殖质3层可燃物含水率的动态变化,对建立我国林火预报系统有指导作用。方法本研究对帽儿山地区红松蒙古栎典型针阔混交林下的地表细小可燃物、半腐殖质和腐殖质含水率进行每日监测,同步监测林分内气象数据,统计分析气象要素和3层可燃物含水率的相关性,选择气象要素回归法建立3层可燃物类型的含水率预测模型。结果在整个监测期内,地表细小可燃物含水率波动最大,最小值为10.99%,最大值为253.30%;半腐殖质次之,最小值为19.21%,最大值为238.07%;腐殖质含水率最稳定,最小值为48.45%,最大值为193.83%,波动最小。地表可燃物含水率变化对气象因子的响应最敏感,多与当日或前一日气象因子相关,半腐殖质次之,腐殖质含水率仅与空气温度相关;建立3种可燃物含水率气象要素回归预测模型,其中地表细小可燃物、半腐殖质和腐殖质的含水率预测模型平均绝对误差和平均相对误差分别为22.2%、23.5%、17.1%和7.1%、14.8%和23.4%,以MRE为15%为界限,细小可燃物和半腐殖质含水率预测模型精度均能达到林火预报精度,腐殖质含水率预测模型精度较差。结论综合分析可得,3层可燃物在防火期内有被引燃,进而发展为森林火灾的可能,在今后的林火预报工作中,还应该注意地下可燃物,包括半腐殖质和腐殖质含水率的预报。      

大青山不同植被下的地表径流和土壤侵蚀

该文以内蒙古大青山6种植被为对象,在不考虑林冠层作用的条件下,于2006—2007年用人工降雨方法,以地表径流和土壤侵蚀为指标,研究不同植被条件下地表的产流产沙状况,并就降雨因子、坡度、凋落物、地被物、土壤等因子与产流产沙的相关性进行探讨,以期为大青山生态环境建设和植被恢复与保护提供依据。结果表明:①４种林地间凋落物特性和土壤物理特性差别较大,白桦山杨林的减流减沙功能最好,落叶松林次之,油松林最差;② 6种植被的水土保持功能不同,差别较大,产沙量大小依次为油松林＞未封育荒草坡地＞落叶松林＞虎榛子林＞已封育荒草坡地＞白桦山杨林,油松林的产沙量是白桦山杨林的218倍;③ 坡度、降雨强度和降雨量对产流产沙影响较大,随坡度、降雨强度和降雨量的增大而增加;④ 降雨季节不同,产流量也不同,主要取决于活地被物层干燥度和凋落物层自然含水率;⑤对于荒草坡地,产流量与坡度和降雨量相关性较大,产沙量与径流量和降雨量相关性较大;对于森林植被,产流量与凋落物厚度和降雨量相关性较大,产沙量与径流量和凋落物厚度相关性较大。      

不同林分类型凋落物的蓄水功能

采用野外实地观测与室内分析相结合的方法，对5种不同林分林型下凋落物的水文效应进行的研究表明：凋落物的存储量动态变化幅度为4．1549－10．1863t/hm^2，其排列顺序为：樟子松林＞落叶松林＞蒙古栎林＞水曲柳林＞白桦林；凋落物持水率动态变化幅度为311．49％－682．60％，排列顺序为：水曲柳林＞蒙古栎林＞白桦林＞落叶松林＞樟子松林；同一林型不同郁闭度条件下，凋落物的数量及持水量随着郁闭度的增加相应增大，但持水率降低；阔叶林的持水量及持水率以半分解层为最大，而针叶林以全分解层持水功能为最强。     

内蒙古大兴安岭典型混交林倒木空间点格局分析

依托内蒙古大兴安岭生态站,采用点格局分析法,对比分析兴安落叶松白桦、山杨白桦、白桦兴安落叶松3种典型混交林内不同树种及不同径级倒木分布格局。结果表明:(1)兴安落叶松白桦与白桦兴安落叶松混交林内倒木分布格局均呈显著聚集分布,山杨白桦混交林内倒木分布格局整体表现为随机分布;(2)3种混交林内兴安落叶松树种倒木均趋于随机分布,而白桦和山杨倒木以聚集分布为主,其中,白桦与兴安落叶松树种在白桦兴安落叶松混交林内1~23m分析尺度呈显著性负相关,在兴安落叶松白桦混交林内无显著关系,山杨与白桦树种在1~7m分析尺度存在较强烈的竞争,其余尺度无显著关系;(3)3种典型混交林内不同径级倒木分布格局均不同,大径级倒木以随机分布为主,中小径级倒木均为显著聚集分布,其中,大径级对中小径级倒木、中径级对小径级倒木均在小分析尺度存在较强烈的竞争。     

内蒙古东部山地森林主要树种的生物量及生产力研究

在内蒙古东部山地选取森林的主要类型树种,应用生长模型对生物量和生产力进行研究。结果表明:在各树种生物量组成中,树干生物量最大,占总生物量的34.43%-62.93%,而皮、枝和根生物量比例间的大小关系因树种不同而有所差异;森林的乔木层平均生物量从大到小依次为樟子松>兴安落叶松>白桦>山杨>大果榆>油松>蒙古栎;净生产力从大到小依次为樟子松>兴安落叶松>白桦>山杨>油松>大果榆>蒙古栎。     

辽宁东部地区森林地被可燃物及其燃烧性的研究

对辽宁东部山区主要林型及其地被可燃物的种类组成、载量和燃烧性进行了调查研究 ,结果表明该区有8种主要常见林型 ,阔叶树林型下的灌木层、草本层种类数量和盖度明显大于针叶树 ,针叶树凋落物层的盖度大于阔叶树。林型地被可燃物载量变化范围为8.83～26.29t·hm-2。室内测定各种林型凋落物层燃烧性能结果表明 ,针叶树林地被可燃物的燃烧性明显强于阔叶树 ,易燃烧性排序为油松人工纯林、红松人工纯林、赤松人工纯林、栗树人工纯林、天然杂木林、天然栎树林、落叶松人工纯林、栎树矮林。     

内蒙古大兴安岭林区典型森林群落物种多样性研究

本研究对内蒙古大兴安岭林区典型森林群落进行了植物多样性研究,采用物种多样性指数、丰富度指数和均匀度指数分析了典型森林群落物种组成和多样性特征,探讨了纬度变化对森林群落多样性的影响。结果表明:内蒙古大兴安岭南部地区的物种多样性最大,其次是中部地区,然后是西北部地区,物种多样性最低的是东部地区。不同森林群落的物种多样性指数的大小顺序为蒙古栎林Ⅱ兴安落叶松人工林白桦兴安落叶松混交林白桦林兴安落叶松天然林蒙古栎林Ⅰ樟子松林。各群落草本层丰富度指数、多样性指数和Alatolo均匀度指数大于灌木层和乔木层。随着纬度的降低,物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数总体呈现逐渐增大趋势。β多样性显示,樟子松林与同区域蒙古栎林Ⅰ差异最小,与其他森林群落β多样性差异均较大;白桦林与樟子松林、蒙古栎林Ⅰ和蒙古栎林Ⅱ相异性系数均较高,但与兴安落叶松天然林、兴安落叶松人工林和白桦兴安落叶松混交林的相异性系数较小,说明地带性植被典型群落间β多样性差异明显。     

烟台市赤松-黑松林林分结构因子对地表可燃物载量的影响

[目的]为制订降低地表可燃物载量的森林经营措施提供科学依据.[方法]通过分析烟台市赤松-黑松林林分结构因子对地表可燃物载量的影响,建立林分结构因子和地表可燃物载量相关性,对林分结构因子和可燃物类型进行主成分分析.[结果]随着林分密度的增加,地表可燃物载量显著增大(P<0.05),不同树高、胸径和枝下高条件下无显著差异,可燃物类型载量总体表现为腐殖质>枯落物>死地被物>灌木;地表可燃物载量与林分密度、树高、枝下高呈显著正相关(R2=0.869,P<0.05),死地被物载量与枝下高呈极显著负相关(R2=0.652,P<0.01),枯落物载量与林分平均胸径呈极显著正相关(R2=0.671,P<0.01);林分结构因子中主要影响地表可燃物载量的因素为林分空间和树木个体生长,腐殖质和枯落物是地表可燃物的主要组成成分.[结论]可通过间伐、修枝等森林经营措施调整林分结构,减少烟台市赤松-黑松林地表可燃物载量(腐殖质和枯落物).     

文峪河中游主要森林类型水文效应比较研究

通过对山西文峪河中游三道川林场油松天然林、油松封育林、山杨天然林、白桦天然林、灌木林、华北落叶松人工林等6种主要森林类型枯落物层和土壤层的野外调查与室内实验,比较分析了6种林分的枯落物层和土壤层水文效应,并就6类水源涵养林水文效应影响因素进行了分析。研究表明:(1)针叶林枯落物层持水能力较阔叶林和灌木林强,人工林枯落物层持水能力较天然林强;(2)各林分土壤最大持水量从大到小的顺序为:华北落叶松人工林灌木林山杨天然林白桦天然林油松天然林油松封山育林;(3)白桦和山杨天然林土壤持水特性指标在各层之间差异表现显著,而其他林分各土壤层之间并没有表现出较大的差异;(4)6种林分类型枯落物及土壤的水文效应表现为:华北落叶松人工林最大,其次为灌木林,山杨天然林,白桦天然林和油松天然林,而油松封山育林最小。(5)处于不同演替时期的林分枯落物层和土壤层具有不同的水文效应不同,营造演替中期的混交林群落将有助于提高林分的水文效应。     

林下植被和凋落物对我国寒温带天然林土壤CO2通量的短期影响

  目的  为研究林下植被和凋落物对我国寒温带天然林土壤CO₂通量的影响,对不同处理下CO₂通量排放特征进行分析探究,为大兴安岭地区森林生态系统的经营管理和土壤温室气体研究提供参考。  方法  在2019年5—9月采用静态箱?气相色谱法对大兴安岭北部4种主要林型（白桦林、山杨林、樟子松林和兴安落叶松林）土壤CO₂通量排放特征进行原位监测研究。  结果  4种林型不同处理后的土壤CO₂通量都呈现相似的单峰曲线变化趋势,峰值出现在7月或8月。去除凋落物会提高阔叶林土壤呼吸,降低针叶林土壤呼吸,但变化幅度较小,没有达到显著水平（P > 0.05）。与自然状态相比,去除林下植被后,白桦林、山杨林和兴安落叶松林的CO₂通量均值分别升高了27.57%、15.84%和24.13%,达到显著水平（P < 0.05）,但樟子松林则下降了0.68%（P > 0.05）。去除林下植被和凋落物状态下,白桦林、山杨林和兴安落叶松林土壤CO₂通量均值升高了20.05% ~ 25.34%,但樟子松林则下降了12.36%,且去除林下植被和凋落物的阔叶林的平均通量显著大于针叶林（P < 0.05）。  结论  凋落物和林下植被的存在与否会对土壤CO₂通量产生不同影响,且影响程度因林型而异,科学合理的林下管理对调控森林生态系统CO₂排放和生态环境保护都有着重大的作用。