祁连山自然保护区青海云杉林近四十年动态变化分析

数字化1960年测绘的祁连山地形图和基于知识规则分析祁连山1990年和2000年Landsat TM、ETM影像,对祁连山自然保护区青海云杉林空间分布及其变化进行分析。结果表明:青海云杉林主要分布在祁连山的东部和中部,即石羊河和黑河流域上游;1960年祁连山青海云杉林面积为1494.60km2,占整个保护区面积的5.456%。1990年青海云杉面积为1336.85km2,2000年青海云杉面积为1375.25km2,呈现先减少后增加的趋势;保护区东、中、西段青海云杉动态变化趋势不同,1960年到1990年东段和中段区域青海云杉面积减少4%,而1990年到2000年中段面积增加,东段和西段青海云杉林分布面积减少;设立保护区对祁连山青海云杉的保护起到了明显的作用,遏制了青海云杉面积的减少并且部分地区分布面积得到扩展。     

祁连山青海云杉林群落结构特征分析

通过区域尺度,以祁连山国家自然保护区东段的哈溪林场、中段的西水林场和西段的祁丰林场3个典型分布区的青海云杉纯林为研究对象,以设立的典型临时样方调查材料为研究基础,对祁连山青海云杉的群落结构特征进行了分析,包括青海云杉林成层结构、胸径结构、树高结构和冠幅结构的静态分布,并对胸径、树高和冠幅三者之间的相互关系进行了曲线拟合。结果表明：① 青海云杉林群落成层现象明显,可划分为乔木层、灌木层、草本层和苔藓层,祁连山东、中、西段青海云杉林乔木层结构参数与林下灌木层、草本层结构参数在一定程度上呈负相关,祁连山中段苔藓较为发达;② 祁连山东段青海云杉胸径结构呈“间歇”型,中段呈“倒J”型,西段呈“单峰”型,同时树高和冠幅结构表明,青海云杉林普遍存在更新不良的问题;③ 对祁连山不同研究区域青海云杉个体及3个调查区域所有个体的胸径、树高与冠幅进行曲线拟合,发现三者之间相关显著,均可用乘幂曲线模型Y=aX^b 进行较好的描述（P＜0.01）。上述结论可为祁连山青海云杉的可持续经营、群落恢复和抚育管理提供科学依据。     

祁连山中部青海云杉上下限树轮宽度年表对气候的响应差异

通过建立和比较祁连山中部青海云杉(Picea crassifolia)生长上限和下限的树轮宽度指数年表,发现青海云杉年表的平均敏感度(M.S.)、样本量的总体解释信号(EPS)、第一主分量(PCA1)、和标准差(S.D.)以及信噪比(SNR)都表现出上限小于下限的规律。相关分析结果表明在森林下限,青海云杉的生长主要受降水的限制,而上限处青海云杉生长的限制因素不明确,并不是单一的降水或温度;通过对上下限年表做窗口为31年的逐年滑动相关后发现,青海云杉下限年表之间的相关性比较稳定;而上限年表之间的相关性有显著差异,这可能是由于随时间变化上限年表所包含气候信号不同所致。     

祁连山青海云杉直径结构及其对径向生长的影响

为了探究祁连山青海云杉的径向生长变化规律,以祁连山排露沟小流域的青海云杉林为研究对象,通过对森林分布上、下限的样地调查和生长尺的连续观测,分析树木直径结构对青海云杉年内径向生长的影响。结果表明:(1)海拔2 500 m的青海云杉林以4~8 cm径阶的树木居多,林分直径结构分布趋势呈反"J"形,基本符合天然异龄林分布曲线;海拔3 300 m的林分中,大径级树木数量较海拔2 500 m明显增多,林分直径结构分布呈现为近似余弦曲线分布,属于异龄林分布曲线的中间型。(2)海拔2 500 m和3 300 m青海云杉的生长季均于5月开始至9月底。可将其生长期划分为启动生长期(5月)、快速生长期(6—8月)和缓慢生长期(9月),平均径向生长速率分别为-0.66μm·d~(-1)·株~(-1)、7.59μm·d~(-1)·株~(-1)、5.16μm·d~(-1)·株~(-1)。(3)树木径向生长速率随着树木直径的增大而增大。大树平均生长速率为6.91μm·d~(-1)·株~(-1),是中树的1.65倍,是小树的7.3倍。(4)不同径级的青海云杉年径向累积生长量为:中树小树大树。中树的年径向累积生长量为9 137.5μm,是大树的2.85倍,是小树的3.38倍。     

青海云杉群落空间结构特征研究

根据祁连山林区青海云杉群落16块样地256个样方的调查结果,对青海云杉群落的垂直结构、种群空间分布格局进行了研究。结果表明:青海云杉群落垂直结构分化明显,一般分为乔木层,灌木层,草本层和苔藓层4层;乔木层和青海云杉种群呈聚集分布格局,乔木种群聚集强度大小依次为:青海云杉混交林>青海云杉群落>灌木-青海云杉林>马先蒿-青海云杉林>苔藓-青海云杉林>草类-青海云杉林。不同林型的垂直结构、空间分布格局都存在一定的差异,草类-青海云杉林中乔木种群呈随机分布,其它林型和青海云杉群落中乔木种群均为聚集分布。苔藓-青海云杉林、草类-青海云杉林、灌木-青海云杉林中青海云杉种群都有随海拔升高由均匀分布向聚集分布逼近的特点。苔藓-青海云杉林是该群落中最稳定的林型,青海云杉种群对维持群落稳定起决定性作用。     

江苏省小麦赤霉病地域分布的气候分区

通过江苏省分属不同地区的38个站(点)418年次的气象资料研究分析,得出各地小麦易感赤霉病生育期内的湿段天气年出现频率、年出现时段数和湿段天气出现年份年累计湿段天气持续小时数三项指标的积,与小麦赤霉病的实际区域病情相关密切(r=0.9268>r_(0.01)=0.418);并以此作为病害的气候分区指标,将江苏省小麦赤霉病的地域分布分为四个气候区,即重病区、中等病区、轻病区和极轻病区,每个气候区内又同时分为常发和偶发两个气候亚区。本文还分述了各气候区的气候特征与病害流行的轻重频率,为全省小麦赤霉病的区域性长期预报和综合防治提供了一定的理论依据。     

天山不同海拔雪岭云杉径向生长对气候变化的响应

为研究不同海拔雪岭云杉(Picea schrenkiana)径向生长对气候要素的响应关系,分别在新疆伊犁尼勒克喀什河流域森林低、中、高海拔采集雪岭云杉树芯样本,建立不同海拔雪岭云杉树轮宽度年表。树轮年表与气象资料相关分析结果显示:影响3个采样点树木径向生长的气候因子主要是平均气温和相对湿度,对降水响应微弱。高、低海拔树轮径向生长对气温和相对湿度的响应相同,均对气温正响应,与相对湿度负响应,中海拔则与高低海拔相反。自1991年研究区气候突变后,雪岭云杉径向生长发生“生长分异”,高、低海拔树轮宽度指数呈显著下降,而中海拔呈显著上升。气候突变点前后,树木径向生长主要对气温和相对湿度响应关系不稳定,中海拔对5—9月的气温的正相关和对相对湿度的负相关显著增强,而低、高海拔主要与7—8月的气温转为显著负相关,与1—2月、7—8月相对湿度的正相关显著加强。根据雪岭云杉对气候要素的响应模式,气温的快速升温会加快水分蒸发,相对湿度随之下降,从而引起的干旱加剧对低、高海拔林区雪岭云杉生长产生负面影响,而适宜的增温可能对森林中部雪岭云杉生长具有促进作用。     

科尔沁沙地五角枫生长规律研究

以科尔沁沙地五角枫为研究对象,通过树干解析,分析了各生长指标的生长过程,拟合了生长曲线。结果表明:科尔沁沙地五角枫胸径连年生长量最大值出现在45a,为0.625cm;高连年生长量最大值出现在5-10a间,为0.2m;材积连年生长量最大值出现在50a,为0.0072m3。科尔沁沙地五角枫的生长过程大致可分为三个阶段:1)幼树期(0-10a);2)速生期(11-50a);3)成熟期(大于51a)。科尔沁沙地五角枫胸径、树高和材积的生长过程模型均表现为三次多项式方程最优。科尔沁沙地五角枫高生长潜力较小,而胸径和材积的生长潜力较大。     

干旱半干旱区7个云杉属树种引种适应性研究

在甘肃省干旱半干旱区引种4年生云杉属7个植物,对其抗寒性、抗旱性、耐盐碱性及生长性状进行研究。结果表明:在试验区7个云杉属树种抗寒性表现为川西云杉=红皮云杉>白扦=粗枝云杉=恩氏云杉=蓝云杉>黑云杉;白扦、恩氏云杉抗旱性较差,其它云杉属树种表现较好;恩氏云杉抗盐碱性较差,而其它云杉属的树种表现出较好的抗盐碱特性。7个云杉属树种引种后保苗率为红皮云杉>川西云杉>粗枝云杉>白扦>蓝云杉>恩氏云杉>黑云杉。7个云杉属树种树高、当年新梢生长量和冠幅的变异系数较大,各性状在种间差异极显著。对7个云杉属树种运用性状综合评价方法进行评价,初步筛选出在甘肃省干旱半干旱区具有较强适应性和生长潜力的云杉种为川西云杉和红皮云杉。     

云杉落针病防治指标的研究

对甘肃白龙江林区人工云杉林落针病发生严重地区,采用均匀典型整群抽样法调查40块样地,分不同病级进行树干解析40株,利用计算机辅助设计计算,获得了病级与树高、胸径、材积平均生长量、损失量和损失率的关系,各病情指数与材积损失量、损失率的相关关系。从病害群体的角度推导出云杉落针病材积损失率估测模型,建立了经济危害允许水平、防治指标的估测模型,确定经济危害最高稳定阈值,以及与其对应的材积损失率。模型预测准确,精度高。     

祁连山排露沟流域青海云杉天然更新空间关联性研究

青海云杉作为祁连山森林生态的建群种，其天然更新的空间关联性及集聚模式对种群更新具有重要意义。于2022年8月对祁连山排露沟流域海拔2800-3300m样地内的青海云杉林进行每木检尺，研究将胸径小于50mm的青海云杉植株划为更新苗，并选取更新苗胸径、株高两个生物指标，通过空间自相关分析探究其胸径、株高的空间关联性及集聚模式。结果表明：1)不同海拔更新苗胸径、株高均表现为空间正自相关，胸径空间关联性呈现为2800m>3100m>3000m>2900m>3300m,株高空间关联性呈现为2800m>2900m>3100m>3000m>3300m,仅3200m样地胸径和株高均表现为不显著的空间负自相关，表明更新苗胸径和株高的空间关联性随着海拔的升高而逐渐降低。2)不同样地更新苗胸径和株高个体间空间正自相关的数量远多于空间负自相关，表明青海云杉更新个体的生长有益于邻近径级个体的生长。3)更新苗胸径和株高整体呈现为低低集聚比高高集聚更为集中，且相互间分界明显，表明邻近径级的植株间关系较为协调，径级差异较大的植株间排斥效应较为明显。4)更新苗胸径和株高均...     

阿尔泰山南坡西伯利亚落叶松生长量与气候变化的关系

研究西伯利亚落叶松生长量与气候因子之间的相互关系,对预测气候变化对森林系统的影响具有重要意义。文中利用相关性分析与多元回归分析的方法分析了西伯利亚落叶松生长量对气候因子变化的响应特征。结果表明:落叶松材积生长量与降水量呈极显著正相关(p<0.01),相关系数达到0.998,说明降水是影响落叶松生长的主要限制因子;落叶松材积生长量与年平均气温、年平均最高气温呈显著负相关(p<0.05),说明温度的升高不利于西伯利亚落叶松的生长;而落叶松材积生长量与年平均最低温度呈负相关,但相关性不明显;而降水和温度的共同作用对西伯利亚落叶松生长的影响更显著。     

江苏省小麦赤霉病地域分布的气候分区

 通过江苏省分属不同地区的38个站(点)418年次的气象资料研究分析,得出各地小麦易感赤霉病生育期内的湿段天气年出现频率、年出现时段数和湿段天气出现年份年累计湿段天气持续小时数三项指标的积,与小麦赤霉病的实际区域病情相关密切(r=0.9268 > r_{o cl}=0.418)_t并以此作为病害的气候分区指标,将江苏省小麦赤霉病的地域分布分为四个气候区,即重病区、中等病区、轻病区和极轻病区,每个气候区内又同时分为常发和偶发两个气候亚区。本文还分述了各气候区的气候特征与病害流行的轻重频率,为全省小麦赤霉病的区域性长期预报和综合防治提供了一定的理论依据。     

新疆艾比湖自然保护区阿奇克苏河沿岸胡杨年龄结构和生长量状况研究

利用在新疆艾比湖自然保护区阿奇克苏河沿岸设立的三块胡杨监测样地,根据4a来的实地观测数据对该区胡杨的年龄结构以及生长量情况进行了统计与分析。结果表明,该区胡杨年龄分布结构呈倒金字塔型,部分样地的Ⅰ～Ⅴ龄级胡杨甚至有缺失现象。在各龄级胡杨四年的生长量比较中,胡杨胸径和树高生长均随龄级的增加呈递减趋势,而冠幅生长则呈递增趋势。而在各样地胡杨的年平均生长量比较中,样地A1胡杨的胸径和冠幅生长均好于另两块样地,且差异比较结果显著(P<0.05),但各样地树高生长差异并不显著;结合各样地未缺失龄级(Ⅵ～Ⅺ)胡杨年平均生长量与林分密度、地下水位、土壤总盐含量、土壤pH值以及土壤有机物含量等生境因子进行相关性比较显示,胡杨胸径和冠幅生长量均与土壤总盐含量有高度相关性,地下水位则次之,而树高生长量与各生境因子相关性均不高。     

青海云杉响应锈菌侵染转录组分析

为探究锈菌与青海云杉之间的互作机制,利用Illumina测序平台对青海云杉健康植株和发病植株进行转录组测序,以差异倍数(FC)≥2且错误发现率(FDR)<0.01为标准,共获得15408个差异表达基因,有10296个差异基因上调,5112个差异基因下调。GO注释中,DEGs显著富集到代谢过程、细胞过程、催化活性和结合等过程。KEGG注释中,DEGs显著富集到核糖体、植物与病原互作、内质网蛋白加工、信号转导等过程,通过分析相关通路发现,青海云杉响应锈菌侵染的分子机制受多基因网络系统的调控。为验证RNA-seq数据的可靠性,对10个DEGs进行RT-qPCR表达量检测,验证结果为,RT-qPCR和RNA-seq测得的基因表达趋势基本一致。这有助于深入研究候选基因在青海云杉响应锈菌侵染中的作用,同时也为开展青海云杉抗病功能基因组学研究奠定基础。     

祁连山排露沟流域青海云杉林土壤养分和pH变化特征

祁连山北坡中山带森林灰褐土是生长青海云杉的集中地带。选择排露沟流域海拔2 900～3 300 m的青海云杉林为研究对象,每隔100 m海拔梯度设置3个调查样地,研究青海结果表明：① 在海拔梯度上,0~40 cm土层土壤有机质、全氮及全磷平均含量高海拔处高于低海拔,而且高海拔与低海拔差异显著（P<0.05）;土壤全钾和速效钾含量则是高海拔低于低海拔,差异亦显著（P<0.05）;速效磷含量随海拔升高没有明显的变化规律,而且海拔间差异不显著（P<0.05）;土壤pH随海拔的升高不断减小,但是海拔间的差异不显著（P＞0.05）。 ② 在不同土层深度,0~10 cm土层土壤有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾平均含量均大于10~20 cm和20~40 cm土层,而且0~10 cm土层含量显著大于20~40 cm土层（P<0.05）;土壤pH和全钾含量则随土层深度增加,pH在0~10 cm土层与20~40 cm差异显著（P<0.05）,但全钾含量在不同土层差异均不显著（P＞0.05）。 ③ 在碳、氮、磷、钾营养元素循环中,土壤pH和土壤有机质是影响青海云杉群落养分供应的首要限制因子。     

祁连山青海云杉种群种内竞争分析

采用逐步扩大范围的方法和改进的单木竞争指数模型对祁连山亚高寒山区青海云杉（Picea crassifolia）]林内设置的1 hm²样地内的青海云杉种内竞争状况进行了分析.结果表明：① 在青海云杉种群中,随着样圆半径的增加,竞争强度逐渐减弱,青海云杉个体的竞争影响样圆半径为6 m。② 青海云杉种内竞争强度随着对象木胸径的增加,竞争强度不断减小,在径级为5~10 cm、25~30 cm时,竞争强度随径级的增加急剧减小,并在径级25~30 cm形成明显拐点。随着径级的继续增大,青海云杉受到的竞争压力变化较为平缓,竞争主要发生在径级小于25~30 cm植株上。③ 青海云杉种内竞争强度和对象木胸径大小服从乘幂函数,并达到显著水平。实验数据表明,该模型能很好的用于青海云杉种群种内竞争强度的预测。     

北方农牧交错带不同土地利用方式下表层土壤含水量对比研究

通过对北方农牧交错带不同地区不同土地利用方式下的不同深度土壤水分含量进行分析,得出以下几点初步结论:土壤水分含量的空间差异显著,各采样点不同土地利用方式下土壤水分含量相差较大,但在具体表现上不尽相同;同一地区,不同土地利用方式下的土壤含水量变化明显;同一地区,同一土地利用方式下,不同深度的土壤含水量变化幅度较小,但仍体现出上层偏小,下层偏大的特点。降水、蒸发、土地利用方式、土壤质地、海拔高度、坡度、人类活动等因素是影响不同采样点土壤含水量变化的主要原因。     

青海气候变化趋势及对植被生产力影响的研究

应用青海省南部三江源区、东北祁连山地及环青海湖区气象站1961-2004年气温、降水和所在地区植被地上净初级生产力资料,分析和模拟了44年来有关气候变化特征以及植被生产力与气温、降水、地理坐标参数间的关系,模拟估算了假设未来气候温暖化情景下青海植被生产力变化的可能。结果表明:44年来青海各地气温均在升高,青海北部比南部增温明显;年降水量变化平稳,但北部比南部有所增加;土壤实际蒸发散表现出明显的升高趋势;青海南部植被地上净初级生产力(NPP)逐年降低,青海东北地区相对平稳。模拟计算表明,由于青藏高原植被的生长主要受温度条件的限制,在未来气候增暖,降水不变或增加的趋势下,植被地上NPP均有所增加。     

陕北、渭北及关中气候生产潜力的估算与分布特征分析

利用陕西各气象台站１９６１年至１９９０年气象观测资料和１９９２年陕西省农业生产状况调查报表的资料,应用布达哥夫斯基连乘原理,引用了灌溉因子对陕西省陕北黄土高原沟壑区,胃北旱塬区和关中平原区三个气候区的光合生产潜力,光温生产潜力,气候生产潜力和综合气候生产潜力进行了估算,并将综合生产潜力小网格方法绘制成小网格分布图,分析了各气候区综合气候生产潜力的分布特征,以为上述地区的农业及多种经营的潜力开发提供