适于FVS的杉木单木模型构建

以福建省将乐国有林场杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林标准地和解析木数据为依托,使用R语言,构建杉木单木胸径-树高模型、冠幅模型、胸径生长量模型(大树、小树)、树高生长量方程(大树)以及材积模型,并计算树皮因子。通过赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)和对数似然值,结合R2值选择最优模型,并对所建模型进行精度检验。结果表明:各模型的预估精度最高的为树皮因子模型,精度达到99.01%,预估精度最低的模型为直径生长量模型,精度为83.54%,其余模型精度均达到95%以上;经t检验,所有模型估计值与实际值差异不显著,模型均可用于森林植被模拟系统。     

人工长白落叶松林采伐年龄的确定

根据吉林省汪清林业局的材料,对人工长白落叶松林的采伐年龄进行了研究。结果如下:根据平均生长量最大值确定的数量成熟龄为38a(年)。根据木材用途,中、小径材的工艺成熟龄分别定为25a和20a。根据收入和成本计算的各种经济成熟龄定为25～35a之间。最后根据经营目的等因素,将人工长白落叶松林的采伐年龄确定为26～30a。     

长白落叶松幼苗耗水速率与气象因子的关系

为研究苗木耗水速率与气象因子的关系,对长白落叶松幼苗进行室外瓶栽蒸馏水培试验,结合气象因子,利用瓶栽称重法分析幼苗昼夜耗水速率与气象因子的相关关系。结果表明:白天,长白落叶松幼苗耗水速率与距离地面1 m处空气湿度相关性显著,与其他气象因子相关性不显著,耗水速率与近地面1 m处空气湿度呈指数性负相关;夜间耗水速率与气象因子相关性均不显著。     

长白落叶松木芯基本密度与材性指标相关及建筑材优良家系选择研究

对24年生长白落叶松优树子代测定林14个处理（13个家系和1个对照）的生长性状、木芯基本密度进行遗传变异分析和方差分析,结果表明,家系间生长性状和木芯基本密度均存在较大变异,家系间生长性状差异极显著,木芯基本密度差异显著,树高、胸径、材积和木芯基本密度家系遗传力分别为0.73、0.72、0.80和0.60,进行家系水平的改良具有很大的潜力。生长性状、木芯基本密度与物理力学指标相关分析结果表明:生长性状与木芯基本密度、解析木基本密度、气干密度呈正相关不显著,与大多数力学指标间相关不显著;木芯基本密度与解析木基本密度、气干密度、径面抗劈力、抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度和径面硬度呈极显著正相关,且回归分析模型比较理想,可以利用胸径木芯基本密度值预测物理力学指标值,间接选择和评价长白落叶松建筑材优良家系。通过生长性状和木芯基本密度综合分析选出166、169为优良家系,根据解析木物理力学性状选出的优良家系与其结果一致;树高、胸径、材积和木芯基本密度的遗传增益分别为14.27%、19.96%、48.12%和14.06%;优良家系树高、胸径、材积和木芯基本密度分别比对照高7.20%、13.31%、38.46%和4.76%。      

北京地区侧柏、油松带皮胸径与去皮胸径的关系

采用线性模型对北京地区57株侧柏Platycladus orientalis解析木和60株油松Pinus tabulaeformis解析木的带皮胸径（DOB）与去皮胸径（DIB）的关系进行了拟合,得到侧柏和油松的带皮胸径与去皮胸径的数学模型分别为DIB侧柏=0.918DOB侧柏,DIB油松=0.916DOB油松,从而间接得到侧柏和油松的树皮厚度方程分别为B侧柏=0.082DOB侧柏,B油松=0.084DOB油松,树皮调整因子分别为K侧柏=1.089,K油松=1.092。这些模型的建立和因子的取得可优化北京地区侧柏、油松树木直径生长模型。     

长白落叶松人工林林分模型的应用

根据在牡丹江地区所调查的16块固定标准地和16块临时标准地的材料以及树干解析数据资料,基于Korf-A型理论生长方程,从林分密度理论和动态林分生长与收获等角度对长白落叶松(LarixolgensisHenry)人工林林分生长和收获模型及应用进行了研究。采用参数化的方法将立地密度因子引入Korf-A型方程,建立了林分断面积生长模型,其渐近参数主要受立地条件影响,而曲线形状参数和生长速率参数则与林分密度和立地条件均有关。以落叶松人工林林分断面积生长模型为核心的全林分模型系统,由满足相容性原则的6个模型所组成:①立地指数曲线;②林分最大密度线;③林分密度(SDI)动态预估模型;④树高曲线动态预估模型;⑤林分断面积生长模型;⑥Schumacher式林分收获模型。采用该模型系统可以模拟不同立地条件(SI及N0)下的林分平均胸径(DBH),平均树高(H),每公顷株数(N),林分断面积(G)和林分蓄积量(M)的生长过程。所建立的林分密度动态模型,预估模型及林分生长和收获模型,可以从单木和林分两个决策水平上模拟落叶松人工林林分动态发育过程,为进一步建立林分经营模型及合理经营长白落叶松人工林提供了良好基础。     

长白落叶松人工林有效冠高的确定及其影响因子

目的以黑龙江省长白落叶松人工林为研究对象,分别从光合作用机理角度以及树干断面积生长量与叶生物量垂直分布规律角度提出了有效冠高（HEC）的确定方法,并分析了影响有效冠高的主要因子。方法首先,根据3株光合作用测定样木不同轮层枝叶在生长季内光合累积碳量对树干的贡献量判定有效冠位置,并分析该位置与累积叶生物量垂直分布的关系,提出基于累积叶生物量垂直分布判定有效冠位置的标准。其次,采用传统方法,通过分析树干断面积增长量与叶生物量的实际垂直分布规律,判定有效冠高。最后,根据实测的19块标准地133株解析木数据,对比两种方法判定的有效冠高的差异,确定有效冠高的判断依据,并分析有效冠高与林木因子及林分因子的关系。结果树冠中各轮层枝叶对树干的净碳贡献量随相对着枝深度（RDINC）的增加表现为“单峰”形式的变化趋势,将净碳贡献量大于0的轮层及以上部分确定为有效冠。3株光合样木有效冠高存在一定差异,分别为2.84、4.73和4.38 m,但有效冠位置对应的相对累积叶生物量分别为87%、90%和86%,均接近于90%,因此,可以采用相对累积叶生物量为90%处的位置作为判定有效冠位置的依据。相较于该方法,采用分析断面积增长量和叶生物量垂直分布规律判定HEC位置的方法虽然存在一定差异,但二者的差异并不显著。林分年龄（Age）是与HEC相关性最高的林分因子,二者呈线性正相关,相关系数达到0.8;单木因子中,接触高（CH）和树高（H）与HEC呈显著的线性正相关关系,相关系数为0.9左右。林分密度（SD）和竞争指数（CI）与HEC呈负相关,但该现象主要是受Age、CH和H的影响。结论采用相对叶生物量累积达到总叶生物量90%所对应的位置作为判定有效冠的依据具有一定可行性,处于该位置之上的相邻轮枝的高度即为有效冠高。有效冠长占总冠长的比例平均为四分之三,最小值为二分之一,本研究结果为长白落叶松幼龄林的人工整枝提供了科学依据。      

吉林北部山区长白落叶松林径向生长对气候干暖化的响应

目的中国东北地区的气候干暖化对长白落叶松林构成了严重威胁,有待进一步探究林分因子(如林龄、密度、蓄积量等)如何与气候条件共同作用、影响树木径向生长对气候变化响应的相关机制。方法本研究基于吉林长白山北部余脉至老爷岭间的长白落叶松林的树轮宽度标准年表,分析了气候条件及林分因子对长白落叶松林的年轮—气候关系中的相对作用大小,以研究长白落叶松在气候变化下的响应机制。结果近30年来,研究区气候干暖化趋势显著,长白落叶松的生长明显受到气候变化的影响,气候条件和林分因子共同作用于年轮—气候关系,但前者的影响要大于后者。Palmer干旱指数对主成分第1轴的解释力为50.27%,表明水分条件的影响更为重要;林分因子中的林龄有显著作用,林龄大的林分更易受到温度升高的限制作用,其余林分因子则在本研究中没有表现出显著影响。结论在未来气候干暖化情境下,林龄较小的长白落叶松的生长会得到一定促进,但若林龄过大则会受到温度上升导致水分亏缺的限制作用,所以有必要采取经营措施以减小升温对林分的不利影响,以保证林分的持续发展。      

应用Hooke&Jeeves算法对长白落叶松人工林多目标经营的优化

根据长白落叶松人工林单木生长模型,运用HookeJeeves求解算法确定了林分初植密度为3 300株/hm~2时,以不同立地的林分木材价值和碳储量同时最大为经营目标的最优经营模式,并分析经营目标对优化结果的影响以及经济参数的敏感性。结果表明:林分初植密度为3 300株/hm~2时,各立地条件下林分最优间伐次数为3次。地位指数16、18、20 m的林分多目标优化的轮伐期分别为50、46、43 a;木材平均产量分别为7.897、9.429、11.070 m~3·hm~(-2)·a~(-1)。随着碳储量权重的增大,碳储量对经营目标最为敏感。在相同立地条件下,随着贴现率的增大,轮伐期延长,净收入、净现值和碳储量减少,木材产量增加。对于相同贴现率,立地质量越好,木材产量、净现值、年均净收入和碳储量越大,轮伐期越短。年均净收入和净现值受木材价格的影响较大,且与木材价格呈现正相关关系,而木材产量和碳储量受木材价格的影响不大。碳储量、净现值、木材产量和年均净收入对营林成本不敏感,木材价格提高或者营林成本降低均能缩短轮伐期。     

辽宁冰砬山长白落叶松林能量平衡和蒸散的研究

利用辽宁冰砬山长白落叶松林内小气候梯度观测塔观测数据,采用波文比-能量平衡法(BREB),计算出冰砬山长白落叶松林的热量平衡各分量和蒸散量,研究生长季和非生长季能量平衡特征和蒸散量的差异.分析了冰砬山落叶松林的净辐射、潜热通量和湍流热交换通量日变化趋势及其形成原因.结果表明:生长季森林生态系统主要能量支出项为潜热通量(LE),平均占能量平衡的65.44%.非生长季主要能量支出项为感热通量(H),平均占能量平衡的64.94%;生长季森林蒸散量明显大于非生长季森林蒸散量,生长季平均日蒸散量(2.6mm)是非生长季平均日蒸散量(0.3mm)的8倍.冰砬山长白落叶松林全年蒸散量531.4mm,占同期降水量(707.9mm)的75.1%.     

长白落叶松人工林的适宜经营密度

针对目前长白落叶松人工林间伐研究缺乏长期定位资料的状况,对东北东部林区同一立地条件下、同一林龄长白落叶松人工林采取不同密度经营指数(近似0.7、0.8、0.9、1.0、>1.0)进行了间伐,并长期记录其生长状况,研究其间伐的长期效果。结果表明:到达成熟期时,样地内保留木的平均胸径是随着经营密度指数的增大而减小,即间伐强度越大,林木的平均胸径越大。而不同的经营密度指数对单位面积蓄积量的影响没有明显差异。综合研究认为:落叶松人工林适宜采取的经营密度指数为0.7、0.8。     

不同林隙大小对长白落叶松林分特征的影响

以黑龙江孟家岗地区长白落叶松为研究对象,对不同大小林隙内胸径、树高、材积的生长情况以及林隙间伐前后的生长情况进行对比分析,结果表明:胸径和材积都表现为10 m×10 m林隙的生长速度最快,5m×5m的林隙次之,7m×7m林隙的生长速度最慢;间伐前后和不同大小林隙的胸径差异都显著,间伐前后的树高差异不显著,不同大小的林隙树高差异显著,间伐前后和不同大小林隙的材积差异也都显著;10 m×10 m是最利于林未生长的林隙大小.     

微地域对长白落叶松幼林生长的影响

为探索微地域对幼林生长的影响，采用定位测树和方差分析方法分析了长白落叶松幼林期间的地径，树高和树冠的生长量，结果表明；微地域的地形因子对幼林地径和树冠的影响最明显，对树高的影响较明显，这种影响突出表现在阳坡上部和下部之间；不利于生长的微地域部位有阴坡汇水区，阳坡下部汇水区，阴坡沟中部和阳坡下部沟中部。     

落叶松林内4种栽培幼树的光合特性

应用Li-6400光合分析仪,对不同采伐类型1型(采伐2行落叶松保留2行落叶松)和2型(采伐3行保留3行)的长白落叶松林下人工更新的幼树红松、云杉、北美乔松、白桦的光和特性进行了测定。结果表明,4种幼树的光响应曲线符合三元回归方程模型;各幼树的光补偿点和光饱和点差异不显著;2型中各幼树的表观量子效率的数值好于1型;云杉、红松、北美乔松的光响应曲线最大净光合速率数值,2型均大于1型,白桦则是1型好于2型;云杉、红松、北美乔松的净光合速率日变化曲线是单峰曲线,1型的峰值出现在10:00左右,2型的峰值出现在12:00左右,相同树种同一时刻的净光合速率数值2型好于1型;白桦的净光合速率日变化曲线是双峰曲线,峰值出现在上午10:00和14:00左右,同一时刻的净光合速率数值1型大于2型。     

长白落叶松人工林穿透雨的养分特征

生长季,在黑龙江省佳木斯市孟家岗林场,通过不同立地条件、不同龄组长白落叶松(Larix olgensis Henry)人工林林外雨和穿透雨水样的养分分析,对比研究了雨水中养分含量的变化规律。结果表明,降雨通过林冠层后,水化学特性发生了较大变化:幼龄林穿透雨中的铵态氮质量浓度显著高于林外雨(P=0.003),而中、近熟林的铵态氮质量浓度与林外雨之间无显著差异(P分别为0.152、0.471);幼、中和近熟林穿透雨中的硝态氮、全氮和全磷质量浓度与林外雨之间无显著差异(P分别为0.343、0.741、0.937,0.394、0.405、0.616和0.065、0.640、0.162)。铵态氮、硝态氮、全氮和全磷质量浓度方面,不同立地条件之间表现各异:幼、中、近熟林的前3个指标受立地条件的影响均不显著(P分别为0.838、0.408、0.718,0.217、0.427、0.763和0.112、0.690、0.556);全磷质量浓度方面,中龄林不同立地指数之间无显著差异(P=0.319),而幼、近熟林不同立地指数之间存在显著差异(P分别为0.027、0.011):不同立地幼、中和近熟林穿透雨中铵态氮、硝态氮、全氮和全磷质量浓度的平均值分别是11.177、0.748、107.005、1.051mg·L-1,6.847、0.559、107.015、0.646mg·L-1和5.154、0.478、107.082、0.775mg.L-1。穿透雨中的铵态氮、硝态氮、全氮和全磷质量浓度受林龄的影响亦表现不同:穿透雨中铵态氮质量浓度受林龄的影响显著(P0.001),幼龄林显著高于中、近熟林(P0.001),中龄林和近熟林之间无显著差异(P=0.149);穿透雨中硝态氮、全氮和全磷质量浓度受林龄的影响均不显著(P为0.294、0.713和0.394),幼龄林和中龄林、中龄林和近熟林、幼龄林和近熟林之间均无显著差异(P分别为0.288、0.628、0.122,0.934、0.499、0.495和0.178、0.603、0.331),硝态氮、全氮和全磷质量浓度的平均值分别是0.563、107.042、0.794mg·L-1。     

长白落叶松人工林昆虫多样性的研究

[目的]了解落叶松人工林内昆虫群落的变化规律。[方法]采用样枝调查和地面植被扫网调查法,对吉林敦化市5、9、18年生落叶松林内昆虫种类和数量进行调查,并比较不同林龄林分内昆虫的多样性。[结果]在样地内共收集到97种昆虫,其中半翅目、鞘翅目昆虫较多,鳞翅目、膜翅目、双翅目昆虫较少,毛翅目昆虫仅存在于18年生林分中。5年生林分内昆虫的多样性指数在全年较稳定,9年生林分内昆虫的多样性指数波动较大;5、9年生林分内昆虫多样性较相似,而18年生林分内昆虫多样性与前两者差异较大。[结论]为落叶松人工林的保护经营及害虫控制提供了参考。     

长白落叶松（Larix olgensis）幼树生物量的初步研究

研究证明，长白落叶松幼树各器官生物量的分配随年龄增长的变动规律是；在幼年时期枝和叶的生物量所占比重较大，根的生物量比重很小；１１ａ开始幼树生物量迅速上升，随年龄的增加，树干所占的比值迅速增加，枝叶所上的比值明显减少。     

长白落叶松中龄林生物量及其密度效应1）

对小兴安岭地区不同林分密度的24年生长白落叶松人工中龄林群落生物量进行测定,探讨了群落生物量的分布规律和生产力状况,同时对比分析了不同林分密度下存在的差异和变化。结果表明：1）长白落叶松人工中龄林群落生物量为138．615 t/hm2,平均年生产量为6．783 t/（hm2· a）,空间分布序列为：乔木层＞倒落木质物层＞剩余堆积物层＞林下植被层;2）随着林分密度降低,长白落叶松人工林群落生物量、乔木层及剩余堆积物生物量明显增加,粗细木质物有少量增加,林下灌草生物量基本呈“U”型的变化趋势;3）通过3次20％～30％间伐强度的持续调整,最终900株/hm2的林分表现出了最大的碳储潜能。     

长白落叶松人工林单木冠幅模型

以黑龙江省伊春市朗乡林业局的49块样地共2 499棵长白落叶松为研究对象,基于区组和样地嵌套二水平构建非线性混合效应冠幅模型。从10种常用的冠幅—胸径模型中选出一种最好的作为建模的基础模型,从其他林分因子中选取与冠幅相关性较高的作为协变量参与建模。结果表明:与基础模型相比,混合模型的赤池信息准则(AIC)、贝叶斯准则(BIC)、负二倍的最大似然值(-2LL)和剩余均方根误差(RMSE)值均降低,调整决定系数(Radj2)提高,冠幅预测值的残差分布和密度分布相对更集中,说明模型的预测精度和拟合能力均有所提高。研究发现,以逻辑斯蒂模型作为基础模型,将树高、冠长率和高径比作为协变量,考虑区组和样地嵌套二水平的混合模型有利于提高冠幅模型的预测精度,从而有助于更好地模拟长白落叶松的冠幅胸径关系。     

长白落叶松优树选择效果的评价

利用黑龙江省林口县青山林场长白落叶松自由授粉子代林资料,分析和探讨了优势木、精选树的选择效果及遗传增益,并提出了合理的落叶松育种策略。优势木、中等木、劣等木3个等级的自由授粉子代林树高、胸径和材积等10个性状家系间差异都未达显著水平,亲本与子代性状相关也不显著,说明表型选择效果一般。优势木自由授粉子代树高、材积、冠型、干型等性状遗传力虽处于中低等水平,但优势木材积、树高等性状值仍具有一定优势,在早期缺少结实等数据情况下,还应重视优树选择。15年生时,精选树与优势木相比优势十分明显,树高、胸径和材积分别大4.8%、9.9%和23.2%。由于落叶松生长性状早晚相关显著,应采取能够获得遗传增益较高的1.5代无性系种子园的营建策略来大量生产优良种子。