影响天山云杉天然更新与幼苗存活的微生境变量分析

采用典型样线调查法对影响天山云杉一年生幼苗更新和两年生幼苗存活的微生境变量进行分析.结果表明：①天山云杉林分中草本层盖度、苔藓层盖度、苔藓层厚度、根系盘结层厚度、幼苗距大树的距离5个环境变量之间为正相关;枯落物与草本层盖度、苔藓层盖度、苔藓层厚度、根系盘结层厚度、幼苗距大树的距离为负相关;②天山云杉林微生境综合因子可概括为“苔藓”、“草本”、“空间距离”、“腐殖质”和“枯落物”;③影响一年生幼苗更新最主要的微环境综合因子为“枯落物”和幼苗距大树的“空间距离”,其中前者的影响为正,后者的影响为负;影响两年生幼苗存活最主要的微生境综合因子为“枯落物”,但不同的是“枯落物”变为阻碍幼苗进一步生长存活的因子.     

微生境人为干扰条件下天山云杉1年生直播幼苗与天然更新幼苗功能性状比较

天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)是天山森林群落最主要的建群种，对天山森林生态系统的完整性维持有着至关重要的作用。为了加深微生境改变对天山云杉幼苗功能性状影响的认识，以探寻能够促进天山云杉幼苗成功定居的微生境干扰措施，以天山云杉1年生幼苗为研究对象，采用野外微生境人为干扰试验和整株幼苗样株收获的方法，对微生境不同人为干扰条件下天山云杉直播幼苗与天然更新幼苗的功能性状进行了比较。结果表明，与微生境无人为干扰相比，不同干扰条件下幼苗的比根面积、根组织密度、根茎长度比、平均叶长及比叶面积等功能性状均有不同程度的增加，根、茎、叶的组织密度也有着不同程度的降低，并且差异均达到了显著水平(P<0.05)。采用土壤增碳、打破根系盘结层和土壤高温碳化微生境人为干扰措施能够有效促进天山云杉幼苗的根、茎、叶功能性状向着其有利于成功定植的方向发展，其中土壤增碳干扰为最适宜的微生境干扰措施。     

影响关帝山华北落叶松天然更新与幼苗存活的微生境变量分析

采用野外典型样线调查法并结合室内实验对关帝山华北落叶松1年生幼苗更新和2～3年生幼苗存活的微生境变量进行分析。结果表明:微生境变量幼苗距大树距离、草本层盖度、土壤铵态氮两两间成极显著正相关,这3个变量与枯落物厚度和土壤硝态氮分别成极显著负相关,枯落物厚度与土壤硝态氮的正相关达到了极显著水平;通径分析表明,草本层盖度和土壤铵态氮对1年生幼苗的更新产生极显著直接负效应,幼苗距大树距离对幼苗的发生产生显著直接负效应,这3个变量的间接负效应使其对幼苗发生的阻碍作用进一步加强。枯落物厚度和土壤硝态氮对幼苗的发生产生极显著直接正效应,二者的间接效应促进了1年生幼苗的更新;枯落物厚度和幼苗距大树距离对2～3年生幼苗的存活产生极显著直接负效应,但其总间接正效应弱化了对幼苗存活的阻碍作用。草本层盖度对幼苗存活的直接负效应和间接负效应均不显著,但两效应叠加使其与2～3年生幼苗存活的负相关性增强,达极显著水平。     

天山中部不同年龄和海拔高度天山云杉天然更新幼苗茎干功能性状

[目的]了解幼苗茎干功能性状随年龄增大和海拔高度增加的变化特征,揭示幼苗生长的环境适应策略和最适宜的海拔高度,为天山云杉天然更新幼苗的经营管理提供科学依据.[方法]采用物理和化学分析的方法.对天山北坡中部头屯河上游不同年龄(1～10 a)和海拔高度(1 750～2 750 m)天山云杉(Picea schrenkiana Fisch.et Mey.)天然更新幼苗茎干氮含量(SNC)、磷含量(SPC)、钾含量(SKC)和比茎密度(SSD)的采样进行分析.[结果]SNC、SPC、SKC总体呈现随着幼苗年龄的增大而减小;1～7a天山云杉SSD随着幼苗年龄的增大而增加,7～ 10 a SSD则随着幼苗年龄的增大而减小.SSD、SNC、SPC、SKC随海拔高度的增加变化各不相同.不同海拔高度天山云杉天然更新幼苗茎干SNC与土壤全N含量呈显著(P＜0.05)负相关,SPC与土壤全P含量呈极显著(P＜0.01)负相关,SKC与土壤全K含量相关性不显著(P＞0.05).[结论]天山云杉天然更新幼苗茎干SSD、SNC、SPC、SKC均随年龄增大和海拔高度的增加而变化.幼苗在更新初期(1～4a)更注重高生长,而在后期(5 ～ 10 a)则采用稳定植株体结构的环境适应策略.天山北坡中部2 200 m海拔高度附近具有天山云杉天然更新幼苗最适宜生长的环境条件.     

微生境对华山松人工林天然更新的影响

【目的】探讨华山松人工林天然更新与微生境因子间的关系,为指导华山松人工林科学经营提供参考依据。【方法】以华山松为研究对象,在甘肃小陇山林区分别在阳坡、阴坡设置20m×20m典型样地各4个,分别调查弱度(20%)、中度(30%)和强度(40%)3种间伐强度处理下,华山松林分的光照强度、空气温度、空气湿度、土壤含水率、凋落物厚度、灌木层盖度、草本层盖度7项微生境因子特性及相应区域的幼苗、幼树更新数量,并采用通径分析法对二者的相关性进行分析。【结果】(1)华山松幼苗更新数量和种群更新潜力随着间伐强度增大而增大,但坡向因子对幼苗幼树数量和种群更新潜力均未产生显著影响。(2)微生境异质性对华山松天然更新有显著影响,土壤含水率和凋落物厚度对幼苗发生数量起主要负向作用,光照强度和灌草层盖度起正向作用。(3)在华山松幼苗向幼树生长的过渡阶段存在明显障碍现象,幼树死亡率较高,林下光照不足是制约华山松完成天然更新的重要原因。【结论】对华山松人工林经营管理时,应采取抚育间伐结合清理林下凋落物的方式,以便为幼苗定居和生长发育提供较好的环境条件,利于种群更新潜力的提升。     

新疆额尔齐斯河流域杨树幼苗天然更新影响因子分析

为了解该流域杨树天然更新与环境因子之间的关系,对额尔齐斯河流域(北屯段)天然杨树中主要优势树种的落种、萌发及幼苗天然更新与林内腐殖质层厚度、枯落物厚度、土壤有机质含量、林龄、平均胸径、平均树高等因子进行了调查和分析。结果表明:①额河流域天然杨树的平均落种数为3 900粒.m-2,自然落种及散播期与洪水发生期是高度重叠的;②天然落种和种子萌发与洪水发生期也是相互重叠;③相关分析结果表明,在影响幼苗天然更新的7个因子中,幼苗天然更新株数与其林下的腐殖质层厚度、林分郁闭度和枯落物层厚度具有显著的相关性;其中,幼苗更新株数与郁闭度呈显著的负相关,与腐殖质层厚度和枯落物层厚度呈显著的正相关,它们在其更新中的作用大小顺序依次为腐殖质层厚度>郁闭度>枯落物层厚度;其余因子与幼苗更新株数的相关性程度不高。     

枯落物对辽东栎种子萌发及生长的影响

【目的】阐明枯落物对辽东栎种子萌发及幼苗生长的影响,为辽东栎林天然更新障碍研究及可持续经营提供依据。【方法】在陕西延安黄龙山林区,选择林相良好的辽东栎中龄林采集成熟种子,设置在种子上覆盖0(CK),1,2,3cm枯落物及在种子下铺垫1,2,3cm枯落物共7个处理,分析枯落物厚度及铺盖方式对辽东栎种子萌发和幼苗早期生长的影响;采集辽东栎纯林、油松纯林及辽东栎与油松混交林枯落物,用其水浸液处理辽东栎种子,以蒸馏水处理为对照,分析不同枯落物水浸液对辽东栎种子萌发和幼苗早期生长的影响。【结果】枯落物厚度及铺盖方式对辽东栎种子起始萌发时间有显著影响,枯落物厚度为0cm时萌发最早,在种子下铺垫枯落物时种子的起始萌发时间较种子上覆盖枯落物处理急剧延长。与CK相比,种子上覆盖枯落物的厚度对种子的萌发率和发芽势无显著影响,萌苗的根长、茎长及生物量也无显著差异。而在种子下铺垫枯落物时,枯落物厚度对种子萌发影响显著,种子的最终萌发率和发芽势均显著降低,枯落物厚度为1,2,3cm时,萌发率分别为41.8%,37.3%和34.0%,萌苗的根长、茎长及生物量亦显著减小,且枯落物厚度越大萌发率和生物量越小;辽东栎种子的萌发抑制率亦大幅增加,且枯落物厚度越大抑制越明显。在不同枯落物水浸液处理下,辽东栎种子的最终萌发率、发芽势、根长、茎长与对照相比均无显著差异。【结论】枯落物主要通过阻碍种子与地面的接触而影响辽东栎的早期更新,合理清理林下枯落物能有效促进辽东栎林的天然更新。     

高强度采伐对天山云杉更新群落物种组成的影响

【目的】分析高强度采伐后群落物种组成与不同采伐等级和采伐时期下,天山云杉更新群落主要植物种重要值变化特征,研究物种组成角度解释更新群落的变化规律,为天山云杉更新群落物种组成与天保工程实施和伐后森林恢复评价提供科学依据。【方法】采用重要值定量分析法,分析天山云杉更新群落乔木层、灌木层和草本层主要植物种在不同高强度采伐等级和采伐时期下的动态变化。【结果】高强度采伐后更新群落中共有植物33科61属67种,双子叶植物占决定性优势。乔木层发达,灌木植物发育不良,草本种类繁多且数量庞大,其中菊科种类最多,伴随出现一定数量特征鲜明的单科单属、单属单种植物种类。干扰强度增加,天山云杉(Picea Schrenkiana)重要值小程度降低,天山桦(Betula tianschanica)相对优势度和重要值呈先上升后小幅度下降趋势。采伐发生时间越远,更新天山云杉重要值和相对优势度减小,天山桦相反。物种丰富度在小灌木和草本层随采伐强度变化不明显,优势种是林下植物高山羊角芹(Aegopodium alpestre)。在采伐＞40年时物种丰富度最小,森林更新修复后物种丰富度增大,近20 a来天保工程禁伐措施的实施使得植物群落竞争加剧,弱势种减少,林下物种丰富度小程度减少。【结论】人为干扰强度增加和采伐发生时间离现在越远,乔木层天山云杉重要值小程度降低,天山桦的重要值和相对优势度增加;灌木、草本层物种丰富度随采伐强度变化的差异不明显。     

黄帝陵古柏群林下天然更新研究

为实现黄帝陵古柏群的可持续保护,从森林可持续经营理念出发,对黄帝陵古柏群林下天然更新密度和相关环境因子进行了实地调查,采用灰色关联分析法,分析了更新密度与9个相关环境影响因子的关联性。结果表明,林下天然更新影响因子关联度排序为:人为干扰强度＞郁闭度＞枯落物厚度＞坡位＞坡度＞坡向＞枯落物盖度＞灌草盖度＞海拔,即人为干扰、郁闭度和枯落物盖度对林下天然更新密度影响最大。同时阐明了黄陵古柏群林下天然更新呈现的更新密度小、更新岛屿化以及只见当年生幼苗不见幼树现象的主要原因。提出分区管理,保留更新区;选择性清理林下,保存更新幼苗;适度修剪枯病枝,改善林内环境等促进古柏群林下更新的经营管理措施。     

黄土丘陵区小流域土地覆被物空间分布特征及影响因素研究

【目的】研究了小流域土地覆被物的主要类型、空间分布特征及其影响因素,为黄土丘陵区复杂地形条件下的流域水土流失防治及评估提供参考。【方法】在陕北黄土丘陵区安塞县的大南沟、纸坊沟、县南沟3个小流域,选取172个样地调查了植被、枯落物及生物结皮等土地覆被物的盖度、厚度及所处的地形条件等数据,并运用SPSS13.0进行了分析。【结果】黄土丘陵区小流域土地覆被物以草本盖度最大,枯落物和生物结皮盖度次之,乔木和灌木盖度较小;植被盖度在沟坡大于梁峁坡,阴坡和半阳坡大于阳坡,不同坡度之间无显著规律,不同地形条件下枯落物盖度的变化与植被的变化趋势一致,生物结皮盖度的空间分布与植被盖度和枯落物盖度呈相反趋势;小流域9个土地覆被物指标可以归为3类土地覆被物因子,即地表覆被物、近地覆被物和地上覆被物。土地覆被物空间分布受地形因子及土地覆被物之间的影响,乔木盖度受地形影响较大;灌木盖度受坡度影响较大;草本盖度主要受乔木盖度的影响;枯落物受乔灌草盖度影响较大,受地形类因子影响较小;苔藓、藻类盖度及生物结皮盖度主要受枯落物、草本盖度等近地因子的影响。【结论】流域土地覆被物空间分布特征与水土流失状况密切相关,在黄土丘陵区小流域水土流失防治过程中,要针对不同的地形条件进行合理的植被配置,进而形成优化的土地覆被物配置,促进黄土丘陵区的生态环境建设和保护。     

天山西部云杉林群落数量分类与排序

[目的]研究植物群落的数量分类和排序,分析植物群落与环境之间的关系,为新疆天山云杉林保护、天山西部山区森林群落更新恢复评价提供支撑.[方法]以天山西部国有林管理局巩留分局恰西森林公园为试验点,天山云杉(Picea schrenkiana var tianschanica)林为研究对象,基于群落学调查和环境因子测定数据,...     

色季拉山急尖长苞冷杉幼苗天然更新的影响因子研究

  目的  分析影响色季拉山典型天然林急尖长苞冷杉Abies georgei var. smithii天然更新影响因子,为有效提高其天然更新提供理论指导。  方法  基于野外样方调查,分析色季拉山阴坡与阳坡5种影响因子与急尖长苞冷杉天然更新幼苗密度的相关性;通过通径分析找到影响其天然更新的关键因子。  结果  阳坡和阴坡种子带翅长度、种子千粒重、苔藓厚度、凋落物厚度及阳坡林分郁闭度与急尖长苞冷杉天然更新幼苗密度均呈现极显著正相关(P＜0.01);通径分析认为阳坡凋落物厚度是影响急尖长苞冷杉天然更新幼苗生长的最关键因子,阳坡各影响因子对幼苗密度的影响大小依次为凋落物厚度、种子千粒重、苔藓厚度、种子带翅长度、林分郁闭度;阴坡苔藓厚度是影响急尖长苞冷杉天然更新幼苗生长的最关键因子,阴坡各影响因子对幼苗密度的影响大小依次为苔藓厚度、凋落物厚度、种子千粒重、林分郁闭度、种子带翅长度。  结论  凋落物厚度是影响色季拉山阳坡急尖长苞冷杉天然更新幼苗密度的最大因子,阴坡苔藓厚度是最关键因子。表3参27     

天山西部天然乔木林空间分布与地形因子的定量关联

【目的】研究天山西部山区天然乔木林分布规律与地形因子(海拔、坡向、坡度)的定量关联,为森林资源的保护与管理提供科学依据。【方法】选取天然乔木林为对象,通过3S技术对Landsat数据进行分类,基于DEM数据生成地形因子,结合森林资源二类调查数据,定量研究天山西部山区天然乔木林的空间分布规律。【结果】天山西部山区天然乔木林主要分布在海拔1 200~2 500 m的区域,分布指数96.19%;坡向上主要分布在阴坡、半阴坡(包含北坡、西北坡、东北坡全部以及东坡、西坡部分区域),分布指数88.72%;坡度上主要分布在坡度≥15~55°,包括斜坡、陡坡和急坡以及险坡的部分区域(≥45~55°),其中在陡坡的分布指数最大。研究区树种有雪岭云杉(Picea schrenkiana)、欧洲山杨(Populus tremula)、疣枝桦(Betula pendula)、杏(Armeniaca vulgaris)和天山野苹果(Malus sieversii),其中以雪岭云杉分布面积最大,海拔范围最广;其次为欧洲山杨,第三为杏;适宜雪岭云杉生长的海拔区域为1 800~2 400 m,欧洲山杨适宜生长区为1 400~2 000 m,杏适宜生长区为1 000~1 600 m。【结论】天山西部山区天然乔木林树种以雪岭云杉、欧洲山杨和杏为主,主要分布在中山—亚高山的阴坡、半阴坡且坡度为≥15~55°的区域。森林抚育、更新时应根据地形条件选择适宜树种,保证树种幼苗成活率,促进乔木林快速更新。     

天山野苹果林立地条件和林分结构对苹果小吉丁种群数量的影响

【目的】 研究苹果小吉丁Agrilus mali Matsumura自然种群在天山野苹果林的发生及其与影响因子之间的关系。【方法】 基于17块天山野苹果林标准地,以苹果小吉丁为研究对象,研究天山野苹果林生态系统中海拔、坡度、坡位、坡向等立地因子和林分郁闭度、林分密度、野苹果比例、树种丰富度等林分因子对苹果小吉丁种群影响效应等,构建预测模型。【结果】 海拔＞1 400 m的林分内平均虫口数量最低,仅为0.49头/m样枝,1 250～1 299 m平均虫口数量最高,达到1.26头/m样枝。随着样地坡度的增加,苹果小吉丁种群数量逐渐降低,缓坡(6°≤坡度≤15°)林分的平均虫口数量最高,达到1.24头/m样枝,显著高于陡坡(26°≤坡度≤35°)的0.39头/m样枝(P＜0.05)。林分郁闭度为0～0.29的林分虫口数量最高,达到1.44头/m样枝,显著高于郁闭度为0.30～0.49和0.50～0.79的林分(P＜0.05)。林分密度＜0.11的稀疏林分平均虫口数量最高,为1.5头/m样枝。海拔和坡度偏相关系数绝对值较大,分别为0.598和0.542,是苹果小吉丁虫口数量的关键影响因子,两者与平均虫口数量的关系达到显著水平(PX₁=0.031;PX₃=0.047;均小于0.05)。由海拔(X₁)、坡度(X₄)与苹果小吉丁虫口数量(Y)建立的多元回归模型为:Y=5.541-0.003X₁-0.033X₄。经F检验该线性回归预测模型达到显著水平(F=12.021,df=2,16,P=0.001)。将预测值与实测值进行比较,平均差异度为0.193;对实测值与预测值进行独立样本T检验,两者之间无显著差异。【结论】 海拔和坡度是影响苹果小吉丁种群数量的关键因子,其次为坡位,而林分郁闭度、林分密度、坡向、野苹果比例和树种丰富度对苹果小吉丁种群数量的影响作用稍弱,均为非主要因子。     

新疆天山西部云杉生长量变化及其影响因子分析

【目的】计算新疆天山西部云杉生长量,对云杉生长量影响因子进行相关性分析,为监测云杉生长和研究天山森林生态系统提供参考。【方法】根据1996年天山西部8个林场218个样地5682株云杉的实地测量值推算出天山西部云杉的材积经验式和一元材积表;利用GIS和SPSS软件对利用遥感手段提取的生长量影响因子进行相关性分析。【结果】1996~2006年,天山云杉定期生长量为20.487482 m3,1996~2006年定期平均生长量为2.048748 m3。生长量影响因子相关性分析表明灰度值中的红光波段、近红外波段、绿光波段与云杉生长量显著相关,其次是海拔、NDVI和坡向,相关性最弱的为蓝光波段、短波红外波段和坡度。【结论】在今后的工作中,可根据影响天山云杉生长量的主导因子,并结合GIS手段动态监测云杉生长状况,从而更好地进行天山云杉的研究保护工作。     

色季拉山急尖长苞冷杉天然更新影响因素

为了弥补高原高山森林天然更新研究的不足,促进急尖长苞冷杉Abies georgei var.smithii种群更新和恢复,通过野外样方调查,分析了海拔与坡向、种子质量、林隙等对急尖长苞冷杉种子特性和幼苗数量的影响,进而分析了林分郁闭度、种子带翅长度、种子质量、苔藓厚度、凋落物厚度与幼苗数量的相关性等。结果表明:由于海拔与坡向的不同,急尖长苞冷杉种子带翅长度、种子去翅长度、种子宽度、种子厚度均存在差异性,尤其是阴坡与阳坡种子带翅长度均表现为显著差异;阴坡种子千粒重分布范围为3.32~12.86 g,阳坡为3.72~14.68 g,阳坡种子质量要优于阴坡;在海拔3 800与3 900 m处千粒重表现为显著差异,阴坡与阳坡亦然。在阴坡与阳坡,种子带翅长度、种子去翅长度、种子宽度、种子厚度、种子千粒重随着海拔的升高均呈先升高后下降的趋势,幼苗数量亦然。林隙研究结果为天然更新幼苗数量林隙>林缘>林下。林分郁闭度、种子带翅长度、种子质量、凋落物厚度均呈显著正相关,苔藓厚度呈极显著正相关,说明这些因素可能有利于急尖长苞冷杉天然更新,其中苔藓厚度是影响其天然更新最重要的因子。     

天山北坡前山带区域中国沙棘造林技术

【目的】研究影响中国沙棘生长的关键光合指标、生理指标及土壤含水量，并对中国沙棘苗木生长状况进行综合评价，筛选出最优的整地方式和保水措施。【方法】以天山北坡前山带不同整地方式和保水措施下种植的中国沙棘为研究对象，设置水平沟整地、穴状整地与覆膜、膨润土的不同组合处理，分析不同造林技术对中国沙棘生长指标、光合特性、生理指标的影响。【结果】(1)水平沟整地的土壤含水量、造林成活率、新梢生长量显著高于穴状整地(P<0.05),覆膜、膨润土的土壤含水量、造林成活率、新梢生长量显著高于对照(P<0.05);(2)影响中国沙棘生长的关键生理指标为可溶性蛋白、超氧化物歧化酶，光合指标为蒸腾速率、气孔导度，土壤含水量指标5月土壤含水量、8月土壤含水量；(3)水平沟整地-覆膜-膨润土处理的评分最高，水平沟-覆膜处理次之；其造林成活率分别为80.63%、72.26%。【结论】中国沙棘在天山北坡前山带造林的综合配套技术为水平沟整地-覆膜-膨润土综合技术、水平沟整地-覆膜综合技术。     

地形因子对天山北坡天山云杉林土壤有机碳的影响

【目的】研究地形因子对天山北坡天山云杉林土壤有机碳的影响。【方法】在新疆农业大学实习林场选取不同海拔、不同坡度和不同坡向的样地采集土壤样品,测定土壤有机碳含量并计算其碳密度。【结果】不同海拔梯度下,天山云杉林土壤有机碳含量介于41.65~77.67 g/kg,土壤有机碳密度介于9.47~14.27 kg/m²,土壤有机碳含量及密度均随着海拔的升高呈减少的趋势。0~20 cm土层坡度小于15°时,土壤有机碳含量表现为最高(105.08 g/kg),而当坡度达到30°~35°时,土壤有机碳含量最低;不同坡向上土壤有机碳含量从高到低依次为阴坡>半阴坡>半阳坡>阳坡,其中0~20 cm土层阴坡上土壤有机碳含量显著高于阳坡(P<0.05),20~60 cm土层土壤有机碳含量在各坡向之间差异不显著。【结论】天山北坡天山云杉林在高海拔区域内整个剖面土壤有机碳含量分布较低海拔区域相对均匀。坡向对土壤有机碳的再分配作用在20~60cm土层土壤中难以发挥作用。     

基于机载激光雷达影像的天山云杉林树高提取及蓄积量反演

【目的】研究提取影像高程数据建立模型反演天山云杉林分蓄积量,获得便捷、快速提取森林蓄积信息的技术方法,为研究山地天然林精准监测与评价提供技术途径。【方法】以新疆天山中部北坡天格尔森林公园天山云杉(Picea Schrenkiana var.tianshanica)为研究对象,机载激光雷达航拍影像与样地每木检尺为数据源,使用点云分类与克里金插值法对激光雷达影像高程数据进行提取获得天山云杉树高,根据样地实测数据构建胸径-树高模型,并根据胸径-树高模型天山云杉林林分蓄积量进行反演。【结果】激光雷达影像分辨率较高,经过点云分类后,采用克里金插值法提取的树高平均精度可达89.64%,幂函数曲线模型拟合度最高,R²为0.908,结合二元材积公式,基于激光雷达影像估测蓄积量与样地实测蓄积量对比,精度达到87.43%。【结论】采用克里金插值法对天山云杉林树高信息的提取效果较好,建立胸径-树高模型弥补了激光雷达不能对胸径直接测量的缺陷,反演天山云杉林林分蓄积量,该模型可满足对新疆山地天然林数字经营管理的标准。