红花尔基沙地樟子松天然林枯立木特征分析

[目的]了解沙地樟子松天然纯林中枯立木的数量及空间结构特征,探究枯立木形成的原因,为樟子松林的保护和经营提供依据。[方法]在沙地樟子松天然纯林中设置2块1 hm~2的大样地,用全站仪对样地中所有胸径大于5 cm的立木进行定位并进行全面调查;对调查样地的基本特征,枯立木的数量特征及径级分布进行了分析,提出了用于表达林分中枯立木微环境的活立木比的概念,并采用林分空间结构参数一元分布和二元分布分析方法,对枯立木与其最近4株相邻木的关系进行分析。[结果]2块不同密度的樟子松天然纯林下更新幼苗和枯立木数量相差较大,密度较小(样地1)的样地更新幼苗和枯立木较少,而密度较大的样地(样地2)中枯立木达到200棵,林下更新幼苗数量达到15 280株·hm~(-2);樟子松天然纯林样地内枯立木主要以小径级木为主,胸径集中在11 cm以下;样地1枯立木径级连续分布,幅度较窄;样地2中的枯立木径级幅度较宽,但在20 22 cm缺刻,有2株大于23 cm的枯立木;2块样地中枯立木的分布格局均为随机分布,样地1中枯立木周围的4株相邻立木大多为活立木,且胸径较枯立木大;样地2中,只有一半的枯立木周围的最近4株立木为活立木,且有三分之一以上的枯立木胸径不是最小的,枯立木有连续分布的现象。2块样地中枯立木的角尺度-大小比数二元分布特征的差异不明显,而角尺度-活立木比二元分布特征和大小比数-活立木比二元分布特征差异明显,样地1中枯立木的最近4株随机分布于其周围的相邻木为活立木且胸径大于枯立木的比例明显高于样地2,而枯立木最近4株随机分布于其周围的相邻木有枯立木的比例明显小于样地2。[结论]樟子松天然纯林枯立木以小径级林木为主,枯立木的数量与林分密度相关,林木竞争是林木死亡的主要原因,密度过大也会产生病虫害,因此,对天然樟子松纯林要进行适度经营,保持合理密度。     

兴安落叶松天然林林木直径与树高分布的分层特征

[目的]通过分析大兴安岭呼中林区兴安落叶松天然林胸径和树高的一元、二元分布特征,揭示脆弱地带森林群落的林木大小分布特征。[方法]在大兴安岭呼中林场设置3种不同类型兴安落叶松林固定样地,利用整体和分层的方法,对样地林分胸径和树高的变化规律以及两者之间的关系进行研究。[结果]表明:(1)草类-落叶松林直径分布为单峰分布,其他2块样地为双峰分布; 3块样地林木直径分布均呈左偏。杜鹃-落叶松林树高分布为多峰分布,其他2块地均为单峰分布; 3块样地林木树高分布均呈右偏。(2) 3块样地上、下层林木的直径分布均为单峰分布,上层木直径分布均呈左偏,下层木直径分布草类-落叶松林右偏,杜鹃-落叶松林左偏,杜香-落叶松林为近似正态。杜鹃-落叶松林的树高上、下层分布为双峰,其他2块样地均为单峰,3块样地上层木树高分布均左偏,而下层木树高分布均右偏。(3)草类-落叶松林和杜鹃-落叶松林小径阶林木株数占绝大多数。3块样地林分中树高与胸径的比值在小径阶林木中明显大于大径级林木。草类-落叶松林和杜鹃-落叶松林上层木中小径阶林木株数所占比例稍大,杜香-落叶松林和杜鹃-落叶松林下层木中大径阶林木株数比例稍大,但3块样地上层和下层木树高与胸径的比值在大小径阶林木中均无明显差异。[结论]高密度的杜鹃-落叶松林平均树高要高于低密度的杜香-落叶松林和草类-落叶松林平均树高,而平均胸径无明显差异。3块样地林分中树高与胸径的比值小径阶林木中明显大于大径级林木,但其差异在上层和下层林分中均表现不明显。     

沙地樟子松生长规律的研究

通过对内蒙古红花尔基林业局经营的沙地天然樟子松的生长特别和分布规律的研究,结果表明:沙地樟子松生长在不同光照条件和不同密度的环境下,林木的高生长和胸径生长存在很大的差异,樟子松在疏林(0.3~0.5)时,高生长快,胸径生长正常,材积生长数高。     

红花尔基沙地樟子松林天然更新特征

樟子松是沙地主要针叶造林树种,沙地樟子松林天然分布于内蒙古自治区呼伦贝尔市红花尔基;红花尔基地区的气候特点为高纬度、低海拔、寒冷半湿润、短无霜期。沙地樟子松于20 世纪50 年代在科尔沁沙地引种成功,但一直不能天然更新,并于 20 世纪 90 年代初出现了生长衰退、枯梢直至死亡的现象,而天然沙地樟子松林无论在更新还是生长上却一直处于健康状态。为了认识天然沙地樟子松林天然林的更新特征,于 2004 年 7-8 月对红花尔基天然沙地樟子松林的20 块样地、3 种林窗(2 圆形、5 窄长方形、3 宽长方形)樟子松天然更新指数进行了调查。结果表明,林龄大的林分(大于 50 年)总平均更新指数高于林龄小的林分(小于 50 年),最大更新指数达29株m-2。更新的苗龄绝大多数小于10年生。回归分析表明,林龄是决定天然更新的主要因子;虽然樟子松是阳性树种,但林冠的郁闭度似乎对天然更新没有直接影响。林窗更新调查结果表明,林窗内更新指数都较高;对于圆形林窗更新高峰出现在林窗南缘和东缘,而对于窄长方形林窗,更新高峰则出现于东缘;而且更新苗龄相对较大(最大达 38 年)。上述结果表明樟子松更新苗具有一定的耐阴性,但如果没有较大林窗或较大的其它干扰,如火、风雪害或皆伐等,更新苗木将很难进行入主林冠层。     

林木直径大小多样性量化测度指数的比较研究

[目的]为了客观恰当地量化表达林分水平上的林木直径大小多样性。[方法]采用6块定位样地数据,对比分析基于直径分布的Simpson(D_N)、Shannon(H_N)及单木断面积Gini系数(GC),基于直径大小分化度的Simpson(DT)、Shannon(HT)及其均值(T-)这6种林木直径大小多样性量化测度指数,筛选出符合逻辑排序且具有较好辨别能力的直径大小多样性量化测度指数。[结果]6块样地的林木直径大小多样性逻辑排序为吉林胡桃楸针阔混交林经营样地吉林胡桃楸针阔混交林对照样地甘肃锐齿栎阔叶混交林经营样地甘肃锐齿栎阔叶混交林对照样地北京油松落叶松人工混交林样地北京侧柏人工纯林;林木直径大小多样性为天然林高于人工林,更为成熟的吉林老龄林样地高于甘肃中龄林样地,经过至少5年结构化经营的样地高于对照样地,人工混交林样地高于人工纯林样地。基于直径分布的DN、HN和GC测度的6块样地林木直径大小多样性排序结果与逻辑排序不一致;基于直径大小分化度的D_T、H_T和珔T测度的各林分林木直径大小多样性排序与逻辑排序一致。[结论]基于直径分布的D_N、H_N和GC量化测度指数不能恰当地表达林木直径大小多样性。基于直径大小分化度的D_T、H_T和珔T量化测度指数能恰当表达林木直径大小多样性;相对D_T和H_T,珔T是一个连续型变量的测度指数,而且能从林分整体水平上量化林木间的大小分化程度,易于解释其生物学意义。因此,认为珔T是恰当表达及区分各林分林木直径大小多样性的最优量化测度指数。     

不同起源沙地樟子松林结构与生长比较研究

樟子松已成为三北沙区防护林主要乔木造林树种,但是,最早于20世纪50年代在科尔沁沙地引种的沙地樟子松却出现了生长衰退、枯梢直至死亡的现象,而天然状态的樟子松在该阶段却正处于旺盛生长期。为了比较沙地人工樟子松林与天然林的林分结构、生长特点及所处立地的生态因子的异同,对辽宁省彰武县章古台(最早引种沙地樟子松区)和内蒙古自治区红花尔基(天然樟子松分布区)的樟子松林进行了综合调查。结果表明,Weibull分布函数可较好地模拟人工林树木直径分布,正态分布函数可用于模拟天然林树木直径分布。基于树干解析的树木生长模型(Chapman-Richards)分析,人工林胸径、树高与材积的相对生长率与平均生长率的最大值比天然林分别提早11、22年,6、18年和35、59年。人工林材积的生长加速度高峰值出现在14年,而天然林则出现在33年;人工林的数量成熟龄为43年,天然林为102年;因此,可以推断天然林的寿命比人工林要长近60年。这一结果可以归纳为以下综合作用:1)两种起源地生态因子的巨大的差异,主要包括:人工林区的纬度、平均气温、降水量、蒸发量、海拨高度等较天然林区高;2)人工林的林分密度较天然林大;3)人工林区的干扰强度较天然林强。图4表6参23。     

基于角尺度和各变量大小比数的毛乌素沙地南缘樟子松人工林林分空间结构分析

利用角尺度和大小比数结构参数,对陕西省榆林市珍稀沙生植物保护基地内不同梯度密度下的樟子松人工林林分空间结构进行了分析。结果表明:1)从角尺度取值来看,各样地林木个体分布以均匀分布为主,且核心区林木数量随林分密度的增加而减少;2)以分枝角为度量的大小比数反映各样地林木的大小分化程度,可信度较高。因此,通过分枝角的评价指标来评估樟子松单木的竞争优势及造林后防风固沙效果是可行的。研究结果可为探索毛乌素沙地樟子松建群种的植物固沙模式选择及管护治理工作提供理论支撑。     

森林结构调查最小面积的研究

采用4块100m×100m的天然林样地材料,分别利用角尺度和双相关函数分析4块大样地中不同面积的窗口(小样地)对应林木个体的空间分布格局。结果表明,小样地面积不同其对应林木的空间分布格局也不同,随着样地面积逐渐变大,对应林木的空间分布格局趋于稳定,这意味着森林结构分析必须在一定大小的样地上进行。根据本研究资料,样地面积最小应为2500m2。     

沙地樟子松林分密度对林木生长的影响研究

以红花尔基地区沙地樟子松人工林为研究对象,研究林分密度与胸径、树高、生物量等林分因子之间的关系。结果表明,沙地樟子松林分密度对其林木生长因子的影响有显著相关性和规律性,随林分密度的递增,林分平均胸径、平均冠幅、单株材积、林木各器官生物量等各项指标呈减小趋势,二者呈幂指函数相关关系,y=ax~b,对树高影响不显著,但树木的高径比随密度增加呈增大趋势;林分密度对单株和不同器官生物量均有显著影响,随林分密度的增加而减小;林下植被生物量和多样性与林分密度呈极显著负相关。     

天然红松阔叶林林木分布格局研究的最小样本量

利用角尺度法分析了天然红松阔叶林林木个体的空间分布格局,采用数学模型对抽样点数与对应林木空间分布格局吻合率的关系进行拟合,将拟合方程二阶导数开始趋近于0的点对应的样点数确定为林木空间分布格局抽样调查的最小样本量,并利用9块模拟样地及2块厄瓜多尔天然林样地的资料进行分析,进一步求证最小样本量的合理性.结果表明,天然红松阔叶林空间分布格局调查的最小样本量为49.     

Comparison of foliar nutrient concentrations between natural and artificial forests of Pinus sylvestris var. mongolica on sandy land, China

In order to examine the causes of degradation of Pinus sylvestris var. mongolica plantations on sandy land, the foliar concentrations of N, P, K and C were analyzed and compared between the field grown P. sylvestris var. mongolica trees from two provenances （natural forests and plantations）. The results indicated that natural tree needles had lower N, P and C concentrations, and higher K concentrations than those of plantation tree needles. For plantation tree needles, ratios of N： P, P. K and N： K increased with tree age before 45 years old; but they were not clear for the natural tree needles. Compared with the conclusions reported on Pinus spp., we found that the foliar N and P concentrations were in the optimal range for both natural and plantation tree needles. This result suggested that N or P might not be the absolute limit factors in plant nutrient for P sylvestris var. mongolica on sandy land. However, foliar K concentrations in both natural and plantation tree needles were much lower than those reported on Pinus spp. （〉4.80 g kg-1）.The N： P ratio of natural needles was in the adequate ranges, but N： P ratio of plantation needles was out of the adequate ranges. These results indicated that there was a better balanced nutrition status in the natural forest than in the plantations. If only considering the foliar nutrient concentrations of P sylvestris var. mongolica from different provenances, it might be concluded that the degradation phenomenon of P. sylvestris var. mongolica plantations was not induced by nutrition deficiency of absolute nutrients of N and P, but might be induced by other mineral nutrients or by the effectiveness of N and P nutrients. The unbalanced nutrition status and relatively quick decomposition of needles in the plantations might also contribute to the degradation.     

北京九龙山侧柏生态公益林空间结构分析与评价

[目的]分析侧柏生态公益林空间结构并进行经营迫切性评价,为侧柏生态公益林空间结构的优化调整及区域内其它生态公益人工林空间结构优化调整奠定理论基础。[方法]基于北京九龙山侧柏生态公益林的实测数据,选取混交度、大小比数、角尺度、密集度、林层指数、开敞度和竞争指数7个空间结构参数分析侧柏生态公益林的空间结构特征,并从密度、格局、竞争和混交等方面选取10个指标构建了经营迫切性评价指标体系并确定评价标准,进而对侧柏林进行了经营迫切性评价。[结果]侧柏生态公益林空间结构较为简单,林分呈均匀分布,树种组成单一,以零度和弱度混交为主,呈现单种聚集趋势;林木大小分化不明显,侧柏的优势度最大;林木之间较为密集,处于很密集和比较密集的林木比例较高;林分中所有林木几乎都分布在中林层与上林层,林层指数为0.288,林层结构不太明显;林分开敞度和竞争指数分别为0.274和0.318,总体处于生长空间不足、中度竞争状态;侧柏林的经营迫切性指数为0.8,经营迫切性等级为特别迫切,说明侧柏人工林大多数状态特征不符合标准,急需通过采取有效的经营措施优化林分配置,改善森林状况,以实现侧柏人工林可持续发展的目的。[结论]林分空间结构的分析与经营迫切性评价,不仅能够发现林分结构的不合理方面,还能针对性的制定空间结构调整措施,促进侧柏生态公益林不断向健康稳定的方向发展,实现其生态、经济和社会效益的持续发挥。     

我国樟子松人工林天然更新研究进展

樟子松人工林天然更新问题的研究一直在进行,但人工林内幼苗数量过少及难以发育为幼树的问题一直难以彻底解决。文中综述了影响我国沙地樟子松人工林天然更新能力的因素,如光照、温度、水分、土壤环境、生物因子及人工营林技术等的研究概况。在研究过程中发现,樟子松人工林的遗传多样性与土壤微生物对樟子松人工林天然更新影响方面的研究尚少有报道,或可以为解决樟子松人工林天然更新问题提供更深入的思路。     

基于树干液流通量的沙地樟子松合理林分密度的确定

应用热扩散式树干茎流计(TDP)对辽宁省章古台樟子松人工固沙林生长季期间树干液流速率进行了连续5年的测定,结合同步观测的降水、林冠截留量、林内蒸发散量和土壤水分含量,利用水量平衡的方法,推算了现阶段樟子松应有的合理密度。结果表明:4月上中旬沙地樟子松液流启动,10月中下旬液流基本结束,生长季(4-10月)各月平均液流速率分别为2.58、4.78、5.19、5.01、4.84、4.30、1.93 cm·h^-1,以6月份的最高,其次依次为7、8、5、9月份,4、10两月平均液流速率较低。通过推算,径阶14、16、18、20 cm的樟子松纯林的合理密度分别应为688、531、422、344株·hm^-2,现有同径阶的林分普遍存在密度过大的问题。研究结果对于现有林分的科学经营具有重要的指导意义。     

闽楠天然次生林自然更新的影响因子研究

[目的]分析闽楠天然次生林自然更新与环境因子之间的关系,为其科学经营及保护提供参考依据。[方法]以江西省吉安市闽楠天然次生林为研究对象,通过标准地调查获取数据,运用多元数量化模型I建立闽楠幼树幼苗重要值与环境因子的关系模型,采用单因素方差分析单个环境因子对闽楠幼树幼苗更新的影响。[结果]研究表明:密度(闽楠下种母树株数、郁闭度、株数密度)、坡位、腐殖质层厚度、坡向、林下植被盖度、凋落物层厚度是影响闽楠天然次生林自然更新的主要因素,偏相关系数在0.325 7 0.715 7之间,t检验结果为极显著或显著;模型复相关系数为0.966,F检验结果为极显著(F=30.96~(**))。[结论]闽楠下种母树株数对其幼树幼苗的更新起着最主要的作用,而郁闭度与株数密度过高或过低、凋落物层越厚、腐殖质层越薄、林下植被盖度越大均不利于其自然更新,同时,半阴坡、下坡位条件下的闽楠幼树幼苗的更新好于其它坡向与坡位。为促进闽楠幼树幼苗的自然更新,林分中闽楠下种母树应保留200株·hm~(-2)以上,以及对郁闭度、林下植被盖度及凋落物层厚度等实施相应的调控措施。     

云龙天池云南松自然种群分布格局分析

[目的]对云南松种群年龄结构和空间分布格局的变化以及不同生长阶段个体的空间分布格局及空间关联性进行了研究,从空间格局角度深入认识云南松林群落结构和分布格局及其形成的内在机制。[方法]基于云南省云龙县天池自然保护区云南松天然林的样地调查数据,基于云南松的种群径级结构,采用Ripley’s L函数点格局方法,对云南松自然种群的龄级结构、空间分布格局及其不同生长阶段空间关联性进行了系统分析。[结果]云南松自然种群径级和高度级结构完整,分布呈倒"J"型;云南松自然种群整体上在0 40 m的空间尺度上呈"聚集-随机"的分布格局;云南松自然种群个体在幼树和小树阶段,在较大的尺度上呈聚集分布,随着尺度的增加转变为随机分布,而在中树阶段完全呈聚集分布,随着龄级的递增,大树阶段的空间分布格局呈随机分布;云南松自然种群不同生长阶段个体间空间关联在所有尺度上基本都呈显著正相关。[结论]云南松自然种群结构属增长型种群;云南松自然种群不同生长阶段的个体呈现不同的分布格局,表现出强烈的空间动态特性;云南松种群各生长阶段间正向的关系,有利于种群的维持。     

小陇山锐齿栎天然林结构动态分析

[目的]为了解锐齿栎天然林群落动态变化过程。[方法]采用每木定位监测样地重复观测的方法,对甘肃小陇山林区百花林场王安沟营林区内的锐齿栎天然林进行研究,从树种组成及多样性结构、径级结构、空间结构等几方面分析了锐齿栎天然林群落的结构动态特征。[结果]表明:2次调查群落树种组成和优势树种的重要值排序变化不大,有2个稀少种退出群落,死亡林木40株,死亡率8.3%;群落乔木层的物种丰富度和树种空间多样性下降,优势树种的集中性变大,物种个体数目分配的均匀程度下降。林分径级结构由典型的反"J"型分布变化为左偏的单峰状曲线;群落的空间结构没有发生显著变化,林木分布格局仍为随机分布,中林层和上林层林木个体增加,垂直结构更趋复杂;树种隔离程度下降,建群种锐齿栎的优势度增强,膀胱果、白桦和青榨槭种群的优势度下降。[结论]锐齿栎天然林群落组成和结构变化是一个复杂和缓慢的过程,6年间仅发生了一些微小的波动。     

林龄对思茅松人工林根系生物量的影响

[目的]以云南省普洱市主要植被思茅松人工林为研究对象,探讨不同林龄思茅松人工林根系生物量的大小分布及变化特征。[方法]分别在5、8、15、25、36年生思茅松人工林内,利用内径为8.5 cm的根钻分3层(0~10、10~20、20~30 cm)获取思茅松与其它物种的细根、粗根及死根生物量数据。[结果]表明:随着思茅松人工林林龄的增长,思茅松细根生物量呈减少的趋势,而其它物种细根生物量呈增加趋势,细根生物量最大出现在36年生思茅松人工林。不同林龄思茅松人工林的思茅松粗根和死根生物量之间无显著差异,而其它物种及林分的粗根生物量和根系生物量则随林龄增长而增加。思茅松人工林的细根生物量主要分布在土壤深度0~10 cm内,其中,思茅松、其它物种、林分细根生物量以及根系生物量随土层深度的增加呈减少趋势。林龄和土壤深度对思茅松与其它物种的细根生物量有显著影响,林龄与土壤深度的交叉作用对思茅松细根生物量有显著影响,林龄对死根生物量有显著影响,林龄、土壤深度及林龄与土壤深度的交叉作用对粗根与根系的生物量有显著影响。[结论]思茅松人工林随着林龄增长,群落结构与树种组成随之发生变化,从而对根系生物量产生较大影响。