基于MODIS遥感数据的贵州省森林物候监测

以贵州省森林植被为研究对象，基于对MODIS卫星遥感影像的分析，探讨了遥感监测手段在区域尺度上提高森林植被物候监测精细程度的可能性。结果表明：通过分析比较归一化植被指数(NDVI)、增强植被指数(EVI)、相对绿度指数(Gcc)、绝对绿度指数(ExG)等不同植被指数，发现增强型植被指数(EVI)更能表达森林植被物候变化趋势；采用S-G滤波及动态阈值法提取物候关键期，发现贵州省森林植被物候变化趋势呈现西部地区植被生长开始期晚于东部地区，结束期早于东部地区，整个植被生长季长度西部短于东部；基于EVI的贵州省森林物候空间分异规律总体上不明显，仅纬度与生长开始期(SOS)和生长季长度(LOS)相关性显著，经度海陆地带性及海拔垂直地带性差异不显著。     

基于最大胸径生长率的浙江省杉木人工林立地质量评价

  目的  森林立地质量评价是指对立地的宜林性或潜在的生产力进行判断和预测,目的在于建立浙江省杉木Cunninghamia lanceolata人工林立地质量评价数量化理论模型。  方法  提出1个新的立地质量评价指标:最大胸径生长率指标。以最大胸径生长率指标为立地评价指标,以浙江省1994-2009年国家森林资源清查（NFI）数据为基础,从NFI复位样木时间序列数据中提取529个杉木人工林样地优势木最大胸径生长率;结合易于获取的纬度、海拔、坡位、坡向、坡度、土壤类型等立地因子,基于数量化理论Ⅰ方法,建立杉木人工林立地质量评价模型。  结果  模型统计检验值为14.723,模型复相关系数为0.606,达极显著水平,模型效果较理想。基于NFI的最大胸径生长率是立地质量评价的合适指标;坡向、坡位、土壤类型、坡度、纬度、海拔等立地因子对最大胸径生长率贡献依次减弱。  结论  基于NFI和数量化理论Ⅰ的浙江省杉木人工林立地质量评价模型总体指标合理,克服了传统立地质量评价对年龄的依赖,能有效利用NFI历史数据,适用于同龄林和异龄林;构建以最大胸径生长率为指标的立地质量评价模型,能对研究区立地质量进行有效评价,不仅可对现有杉木人工林生产力进行评价,也可以对无林地的生产潜力进行预测。     

南岳森林景观格局特征及其稳定性研究

以2015年南岳森林资源分布图为基础,划分为9类森林景观,筛选出8个景观格局指数,运用主成分分析法对森林景观格局进行分析,进而利用森林景观稳定性评价模型对各类森林景观稳定性进行评价,并基于Kriging插值法分析森林景观稳定性分布特征,对研究区森林景观稳定性进行区划。结果表明:南坡林斑分布零碎,主要由国外松、马尾松等针叶林组成;北坡林斑整体连片,主要由竹林、杉木林、疏林、灌木林向高海拔递变,阔叶树林散布于山体两侧沟壑带。各类森林景观稳定性差异显著,稳定性从大到小依次为竹林、杉木林、其他林、疏林、马尾松林、灌木林、国外松林、阔叶树林。整体上北坡森林景观相较于南坡稳定,且稳定性呈现出较为明显的随衡山山脉主山脊线南北分异的特征。斑块规模大、形状整体、分布聚集度高的景观类型其稳定性亦较好,而斑块规模较小、形状简单、分布零碎的森林景观稳定性则较低。研究成果可为研究区森林管护、生态规划提供参考。     

阿尔泰山两河源草地地上生物量和物种多样性的空间格局

【目的】调查阿尔泰山两河源草地地上植被,确定点位因子对草地地上生物量和物种多样性的影响,为两河源草地管理、维护以及我国西北干旱地区草地生态安全提供数据支撑。【方法】以两河源草地为研究对象,沿经度、纬度和海拔梯度调查了30个样地草地的植被状况,利用α-多样性测度中Margalef丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Alatalo均匀度指数对草地物种多样性进行分析。【结果】两河源草地地上生物量与物种多样性表现出明显空间规律,地上生物量呈中西部高,东南部低的空间分布特征,而物种多样性则呈现东南高西北低的空间格局;同时地上生物量和物种多样性与纬度、经度、海拔均显著相关(P<0.05)。经度、海拔、纬度和盖度共同作用影响了地上生物量的分布格局;经度、海拔和纬度共同作用影响了物种多样性的分布格局。【结论】两河源草地地上生物量和物种多样性表现出明显的空间规律性,经度、海拔和纬度等环境因素是影响地上生物量和物种多样性空间格局的主要因子。     

纬度和海拔二维因素对云南烟叶化学成分的影响

【目的】云南烤烟种植分布广泛,纬度和海拔的分布可能导致烟叶品质的差异,为了探讨烤烟随纬度、海拔的梯度变化而产生的适应性变化。【方法】本研究通过调查对比云南北纬23°~27°、海拔1200~2200 m烤烟种植区域内中部烟叶化学成分,分析烟叶化学成分与纬度、海拔分布之间的关系。【结果】结果表明:烟叶总糖和还原糖含量随纬度变化差异显著,烟叶总糖和还原糖含量随纬度增加呈现出先升高后降低的趋势,北纬25°~26°的烟叶总糖和还原糖含量高于其余纬度带;烟叶总氮和烟碱含量与纬度和海拔变化差异不显著,主要受土壤环境与施氮量影响;烟叶钾和氯含量随海拔变化差异显著,随海拔升高烟叶钾含量呈下降趋势,而烟叶氯含量呈增加趋势。【结论】综合研究表明,云南烟区北纬25°~26°,烟叶总糖和还原糖含量高,总氮和烟碱含量低,钾和氯含量中等,烟叶化学成分协调性、稳定性较好。     

云杉种源间苹果酸脱氢酶同工酶变异的研究

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,研究了云杉不同种源的苹果酸脱氢酶（MDH）同工酶的遗传变异。结果表明：不同种源的MDH的酶带有较大的差异,不同的地理、生态气候因子如海拔、纬度、经度等均会影响云杉同工酶酶谱的某些复等位基因的分化,即弱带有差异而强带变化不大,不同种源的同工酶形式与不同生态上对应的特征谱带。云杉种源间MDH谱带的变异主要随海拔梯度和纬度地理变化。     

茂兰喀斯特森林林隙更新生态位的研究

以样地调查为基础，对茂兰喀斯特森林林隙更新生态位的研究表明，不同耐荫性的树种占据不同大小和年龄级林隙，各树种的优势度随林隙大小和年龄梯度的变化而具有较大差异。不同大小级林隙内的树种以窄生态位树种居多，多数常绿和落叶树种对林隙时间生态资源利用较充分。茂兰喀斯特森林树种的分布重现性低，多数树种以低密度种群的状态存在，表明喀斯特森林是一种较为脆弱的生态系统类型。不同树种在利用林隙生态资源上具有明显的时空分异特征，林隙是茂兰喀斯特森林物种多样性维持的重要机制。     

中国热带-温带地区森林群落种序-多度的纬度梯度变化分析

为了深入了解森林群落物种多度分布格局在纬度梯度上的分布特征,以位于21°～42°N纬度范围内的4个具有代表性的森林群落为研究对象,采用纯统计、中性理论和生态位理论三类物种多度分布模型进行拟合优度检验,结合群落多样性的变化特征进一步分析,结果表明：在此纬度梯度上,各森林群落中α多样性均随纬度升高逐渐减小;在种多度模型拟合方面并未显示出纬度梯度上的差异,结果均为中性理论模型中的复合群落零和多项式模型的拟合效果最优;随纬度上升,群落中常见种和稀有种物种数均逐渐减少,稀有种种多度分布拟合结果与整体群落种多度分布最优模型一致,而常见种种多度分布拟合结果则显示出生态位理论模型中的断棍模型效果更优。热带雨林群落中的稀有种比例较高,当受到干扰时更容易造成物种的丧失,从而具有更高的保护价值。     

不同恢复模式亚热带森林土壤贮水量和养分储量的差异

【目的】随着工业化进程加快，大量天然林遭到破坏，导致森林的数量和质量显著下降，因此采取了许多植被恢复措施，其主要方式有人工恢复和自然恢复模式。研究这两种不同恢复模式下林分的土壤贮水量和养分储量的差异，有助于比较这两种模式的优劣性，为亚热带植被恢复和重建提供理论依据。【方法】本研究选择九连山皆伐后自然恢复35年的次生林、人工栽植杉木后自然恢复39年的杉木林以及保存完好的原始林等3个典型林分为对象，比较不同恢复模式在水源涵养和养分贮存能力上的差异。【结果】研究结果表明：在贮水能力上，杉木林、次生林的吸持贮水量和饱和贮水量明显低于原始林，但在滞留贮水量上，杉木林、次生林却显著高于原始林，而杉木林和次生林在贮水量上较相似；在土壤养分贮存方面，原始林和次生林的速效氮储量均显著高于杉木林，但杉木林的有效磷储量显著高于次生林和原始林；原始林的碳储量、全氮储量和全磷储量均明显高于杉木林和次生林，且杉木林的碳储量、全氮储量显著高于次生林，但杉木林的全磷储量却显著低于次生林。【结论】两种恢复模式在土壤水源涵养方面相似，而在养分贮存能力上存在很大的差异，需要依据不同的生态恢复目标而选用不同的恢复模式，提高土...     

基于随机森林的杉木适生性预测研究

以中国林业科学研究院热带林业实验中心杉木树种为研究对象,从森林资源二类调查数据中提取优势树种为杉木的小班,将样本数据按7:3的比例分为训练样本和测试样本。以海拔、地貌类型、坡度、坡向、坡位、土壤种类、成土母岩、土壤厚度、腐殖质层厚度为输入变量,以杉木生长适宜性为输出变量,运用随机森林算法建立杉木适生性预测模型,对不同立地条件下的造林地进行杉木适生性预测。同时,利用随机森林模型的变量重要性评估功能,分析了各立地因子对杉木生长的影响权重。结果表明:基于随机森林的杉木适生性预测模型的训练精度为84.3%,泛化精度达到89.5%,具有较高的预测准确率;研究区域内对杉木生长影响较大的立地因子依次为坡度、坡向、腐殖质层厚、海拔,影响因素较小的是土壤种类、土层厚度;就单因素的影响而言,海拔≥350 m的低山和中山地区,坡度在25°~34°之间比较适宜杉木生长。基于随机森林的杉木适生性预测模型可处理复杂的非线性关系,可将模型应用到无林地的造林决策,实现有林地与无林地对杉木适生性判断的有机统一,也可推广到其他树种,为适地适树提供依据。      

南酸枣地理种源幼林生长性状变异和种源选择

对来自8个省(区)的25个南酸枣种源在浙江余杭和福建邵武进行了造林试验。4年生幼林的生长结果表明,南酸枣的树高、胸径、分叉高和分叉数4个性状在种源间均存在极显著差异,且树高和胸径在2地点均有中等以上广义遗传力;树高、胸径和分叉高3个生长性状在不同立地条件下也表现出极显著差异;并且种源与地点间交互效应达极显著水平;邵武点树高、胸径和分叉高与种源地理纬度间均呈极显著负相关,与经度则未表现出显著负相关,而分叉数与种源地理经度、纬度间以及与树高、胸径和分叉高间均未表现出显著的相关。余杭点则只有胸径与经度刚达显著相关,树高、胸径与种源地理纬度以及树高与经度均未达显著负相关。根据树高和胸径,采用独立选择法初选出上犹、乐昌、贺州3个在2地点幼林期均表现较速生和在邵武点表现突出的容县种源,并采用系统聚类法初步将种源划分为2个大区:亚热带中南部速生种源区和亚热带中北部生长相对较慢种源区。     

秃杉混交林生产力和林分结构的研究

对秃杉杉木檫树混交林、秃杉杉木混交林以及秃杉、杉木纯林的生物量及其空间结构进行研究 ,结果表明 :秃杉混交林比秃杉纯林具有更高的生产力 ,混交林中又以秃杉杉木檫树混交林的生产力最高 ,林分总蓄积量达 87.59m3·hm-2 ,总生物量达 77.58t·hm-2 ,分别比秃杉纯林高 43 .3 %和 3 2 .4% .混交林林分具有一定成层性 ,林分结构比秃杉纯林更有利于生物量的积累 ,而且秃杉的生长比杉木更快、更好     

间伐和林分类型对森林凋落物储量和土壤持水性能的影响

  目的  探讨间伐和林分类型对森林凋落物储量及土壤持水效能的影响,为提高不同林分类型水源涵养功能提供科学依据。  方法  以浙江省建德市3个小流域的间伐与未间伐杉木Cunninghamia lanceolata林和阔叶林为对象,野外采集凋落物与土壤(0~10、10~30、30~60 cm)样品,测定凋落物的储量、持水率和持水量以及土壤的容重、孔隙度和持水量。  结果  杉木林间伐较未间伐的凋落物储量降低了25.2%(P＜0.05),而凋落物最大持水率和有效拦蓄率分别增加了24.4%和47.1%(P＜0.05);间伐对阔叶林凋落物储量无显著影响,但凋落物最大持水量和有效拦蓄量分别比未间伐的增加了42.5%和42.2%(P＜0.05);凋落物持水性能总体表现为间伐林分高于未间伐林分。间伐显著提高了杉木林10~60 cm土壤非毛管孔隙度和非毛管持水量(P＜0.05);间伐显著增加了阔叶林30~60 cm土层土壤非毛管孔隙度(P＜0.05)及0~10、30~60 cm土层土壤非毛管持水量(P＜0.05);间伐杉木林各土层土壤最大持水量均显著高于间伐阔叶林(P＜0.05),并且间伐杉木林0~60 cm土层土壤最大持水量(3 775.19 t·hm?2)高于其他林分。  结论  间伐显著提高了森林凋落物的持水能力和土壤的持水性能,其中间伐杉木林凋落物及土壤整体的水源涵养功能最强。图3表5参考24     

浙江省近自然毛竹林空间结构特征

  目的  研究浙江省不同地区毛竹Phyllostachys edulis林空间结构特征及其差异性。  方法  以浙江省不同地区近自然生长的毛竹林为研究对象，共设置54个样地，采用聚集指数、竞争指数和年龄隔离度3个空间结构指数。  结果  浙江省不同地区毛竹林竞争指数为2.88~8.81，其中余姚地区最大，庆元地区最小；年龄隔离度为0.30~0.84，其中黄岩地区最大，武义地区最小；聚集指数为0.73~1.24，其中宁海地区最大，余姚地区最小。浙江省不同地区毛竹林年龄隔离度和聚集指数没有显著差异，而不同地区间竞争指数存在显著差异（P < 0.05）。  结论  浙江省毛竹林空间分布格局以聚集分布为主。空间结构指数存在一定的区域变化趋势，从北到南竞争指数逐渐减小。     

贵州省喀斯特地区4种典型人工林叶片化学计量特征

为评价贵州省人工林生境养分供应状况及养分获取效率,以贵州省喀斯特地区4种典型人工林:华山松Pinus armandii林,杉木Cunninghamia lanceolata林,马尾松Pinus massoniana林和柏木Cupressus funebris林为研究对象,分析了以上4种人工林叶片生态化学计量学特征。结果显示:华山松、杉木、马尾松和柏木等4种典型人工林叶片碳（C）质量分数较高,氮（N）和磷（P）质量分数较低;各林型之间叶片碳质量分数变异较小,氮、磷质量分数以及碳氮比（C:N）,氮磷比（N:P）,碳磷比（C:P）变异较大。4种典型人工林各林型之间叶片生态计量学指标大部分差异不显著（P>0.05）。4种典型人工林叶片碳氮比（C:N）和碳磷比（C:P）较大,表明它们从生境中获取养分的效率较高,而氮磷比（N:P）则揭示了杉木林和华山松林的生长受氮限制、柏木林受磷限制,马尾松林受氮和磷的共同限制。表2参25     

4种林分凋落叶不同分解阶段化学计量特征

  目的  研究黔西南地区不同林分凋落叶不同分解阶段的化学计量特征,深入了解喀斯特地区不同森林生态系统养分循环规律。  方法  选取黔西南地区4种典型林分类型,包括马尾松Pinus massoniana林、毛竹Phyllostachys edulis林、杉木Cunninghamia lanceolata林,以及以麻栎Quercus acutissima、安顺润楠Machilus cavaleriei和滇青冈Cyclobalanopsis glaucoides为优势种的天然林,采集处于不同分解阶段的森林凋落叶,并测定其全碳、全氮和全磷化学计量特征。  结果  ①毛竹林各分解阶段全碳质量分数均显著低于其余林分(P＜0.05),马尾松林和杉木林已分解阶段凋落叶全碳质量分数均显著低于未分解和半分解阶段(P＜0.05);杉木林未分解阶段全氮质量分数显著低于半分解和已分解阶段(P＜0.05);天然林已分解阶段全磷质量分数显著高于其余林分(P＜0.05),且其半分解阶段全磷质量分数显著低于未分解和已分解阶段(P＜0.05)。②杉木林已分解阶段碳氮比显著高于毛竹林(P＜0.05),且其未分解阶段碳氮比显著高于半分解和已分解阶段(P＜0.05);毛竹林未分解和已分解阶段氮磷比显著高于天然林(P＜0.05);杉木林和天然林半分解阶段碳磷比均显著低于马尾松林(P＜0.05),天然林已分解阶段碳磷比显著低于其余林分(P＜0.05)。  结论  林分类型和分解阶段对凋落叶全碳、全氮和全磷质量分数及化学计量特征均有显著影响。图2表2参36     

萌芽杉木幼龄林植物群落特征

  目的  探索森林恢复方式,改善杉木Cunninghamia lanceolata林林分结构及维护生物多样性,对杉木人工林可持续经营和森林恢复活动具有理论和实践价值。  方法  2017年10月选择浙江省杭州市临安区昔口村二代萌芽杉木幼龄林为研究对象,对其植物群落特征进行实地调查。  结果  昔口村杉木萌芽幼龄林植物种类共104种,其中乔木层植物14种,灌木层植物58种,草本层植物41种,优势植被构成杉木-蓬蘽Rubus hirsutus-蕨Pteridium aquilinum群落;物种丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数均为灌木层>草本层>乔木层;林下植被除部分优势种长势较好,多数植物种类数量较少且分布较稀疏。  结论  在改善森林生态系统物种、结构、资源利用方面的异质性时,要考虑当地农户和社区的需求,选择当地乡土阔叶树种、适生阔叶树种进行补植,形成混交林,并辅以科学的抚育措施。     

黔东南3种林型土壤碳氮磷生态化学计量特征

【目的】探究黔东南不同林型土壤碳氮磷生态化学计量特征,为揭示森林土壤养分分布规律及养分管理提供理论依据。【方法】以马尾松林、杉木林和灌丛林3种林型为研究对象,分别采集0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm土层土壤样品,测定不同土层土壤碳(SOC)、氮(TN)、磷(TP)含量并分析其化学计量比。【结果】3种林型在0~60 cm土层土壤SOC、TN和TP含量的变化范围为10.24~25.72 g/kg、0.49~1.23 g/kg和0.10~0.40 g/kg,整体均表现为灌丛林>马尾松林>杉木林;随土层深度的增加,3种林型土壤SOC、TN和TP含量均呈下降趋势,其中土壤SOC和TN含量在各土层间均存在显著差异(P<0.05,下同)。3种林型在0~60 cm土层土壤C∶N、C∶P和N∶P的变化范围为21.94~30.16、65.72~154.81和2.80~10.55,不同林型土壤C:N表现为杉木林>灌丛林>马尾松林,土壤C∶P和N∶P均表现为马尾松林>杉木林>灌丛林;随土层深度的增加,3种林型的土壤C∶N和C∶P均呈先增后减趋势,其中杉木林土壤C∶P在各土层间存在显著差异,土壤N∶P在马尾松林和杉木林中均呈上升趋势,在灌丛林中呈下降趋势,且均无显著差异(P>0.05,下同)。冗余分析表明,坡度是影响土壤C、N、P化学计量特征的主导因子,解释量达到18.7%,电导率也对其有显著影响,解释量达10.0%,而土壤温度对其影响不显著,解释量为3.1%。【结论】研究区土壤有机质矿化快,C含量高,在养分供应方面受N和P元素限制,坡度是主要限制土壤N和P供给的主要因素。     

杉木×观光木异龄复层混交对林木生长及土壤理化性质的影响

为探究杉木纯林引入观光木转化为异龄复层林后土壤理化性质和土壤养分含量的变化特征,以及驱动土壤肥力变化的主要影响因子,以观光木纯林、杉木纯林和杉木林下套种观光木形成的杉木×观光木异龄复层林为对象,测定了3种林型下林分生长、林地土壤理化性质和养分含量及其化学计量比等指标,分析杉木×观光木异龄复层林林分结构、林木生长和土壤肥力质量特点。结果表明:1）异龄复层林中观光木和杉木的树高、胸径分别为5.3 m、2.52 cm和18.56 m、20.19 cm,显著高于纯林;2）3种林型间土壤物理性质差异显著。异龄复层林相比较纯林,土壤密度降低4.84%～11.94%,土壤孔隙度分别增加10.29%～22.27%,持水量增加8.62%～34.54%,有效改善了土壤孔隙结构和持水状况。3）各层土壤有机质、全N、全P、全K及速效养分与观光木、杉木纯林均差异显著,土壤养分含量随着土层加深而递减。各养分含量分别比杉木、观光木纯林高出7.87%～41.31%、14.32%～53.57%,各层土壤有机质和养分含量由大到小呈现为:异龄复层林、杉木纯林、观光木纯林。4）异龄复层林中C∶N、C∶P平均值分别为16.62、61.46,均低于杉木和观光木纯林,促进了土壤中N、P的有效释放。因此,在异龄复层林中观光木获得更适宜其生长的良好的遮阴环境,2个树种间形成生态位互补,提高了空间和自然资源的利用率,促进了树木生长。异龄复层林能显著提高土壤有机碳和养分含量,且明显高于纯林,在杉木林中套种观光木能加快土壤微生物的转化和矿化作用。