基于树木年轮的呼图壁河流域草地归一化植被指数重建

利用天山北坡中部呼图壁河流域6个标准化年表,结合NOAA/AVHRR-NDVI资料提取研究区1981—2001年生长季草地各月最大INDV(归一化植被指数)值。结果表明:当年生长季草地最大INDV与树木年轮指数有较好的相关关系,夏末、秋初草地月最大INDV与树轮指数的相关性较好。将呼图壁河流域草地9月最大INDV与相关较好的3个标准化年表序列进行多元回归分析,重建了研究区1662—2001年9月草地最大INDV值,重建方程的相关系数达到0.86,重建值对实测值的方差解释量分别为73.0%,达到0.000 012的显著性水平,重建结果是可靠的。     

基于小波变换的树木年轮微密度信号处理

对树木年轮微密度信号进行分析,采用小波多分辨分析方法获取微密度近似信号,并通过重构误差和相位一致性分析,选出适于微密度信号多尺度分析方法的最优小波基.结果表明,小波变换有利于年轮微密度边界点识别和总体趋势分析;db5小波重构精确高、相位失真误差小,是树木年轮微密度信号小波变换的最优小波基.     

利用柽柳年轮资料重建塔里木河下游英苏1958—2006年3月至6月份浅层地下水埋深

在建立1958—2008年塔里木河下游英苏地区刚毛柽柳（Tamarix hispida Willd．）年表的基础上,将STD和RES年表的年轮宽度指数与英苏监测断面的浅层地下水埋深进行相关分析,表明年轮宽度指数与3月至6月份浅层地下水埋深负相关最显著,相关系数为-0．917（P〈0．01）;利用逐步回归分析,重建了塔里木河下游英苏1958—2006年3月至6月份浅层地下水埋深,并用逐一剔除检验法进行了方程稳定性检验,统计检验参数表明估计序列与实测序列较为相近,交叉检验单相关系数达0．945（P〈0．01）,残差缩减值RE为0．393,乘积平均值丁为5．258,符号检验超过95％的置信度,说明重建方程稳定可信;对重建序列趋势分析表明,1958—2000年,英苏浅层地下水埋深序列呈波段增加的趋势,在2000年生态输水后有明显变浅趋势,且浅层地下水埋深最浅时期为20世纪50年代,埋深最深时期出现在20世纪90年代;滑动t检验分析表明,3月至6月份英苏浅层地下水埋深在1963年和1973年前后发生了由浅变深的突变,而2001年则是区域浅层地下水埋深由深变浅的起始点。     

气候因子对新疆雪岭云杉树轮最大晚材密度的影响

Isl＞2.5,1953～2008年)或连续2～3年干旱指数绝对值接近1.5σ时,水分条件将会对MXD产生影响.这一气候响应特征与研究区半干旱气候有关,在干早年份,水分匮缺会限制晚材细胞壁的加厚,从而影响MXD.因此,与相对湿润地区相比,半干旱地区树轮MXD对气温响应的同时也会受到极端降水状况的影响,作为气温代用指标需谨慎而有限度的使用.     

气候因子对新疆雪岭云杉树轮最大晚材密度的影响（英文）

基于新疆玛纳斯河流域2个雪岭云杉树轮最大晚材密度(MXD)年表,探讨了半干旱区MXD对气候变化的响应特征。研究结果显示,2个样点MXD年表及其区域平均年表(RC)均与7~8月平均最高气温之间呈极显著正相关关系。其中,RC与7~8月平均最高气温相关最高(r=0.54,P<0.001),并利用RC重建了7~8月份平均最高气温。重建值、观测值以及干旱指数(Is)之间的对比分析揭示,当干旱指数绝对值大于1.5σ(|Is|>2.5,1953~2008年)或连续2~3年干旱指数绝对值接近1.5σ时,水分条件将会对MXD产生影响。这一气候响应特征与研究区半干旱气候有关,在干旱年份,水分匮缺会限制晚材细胞壁的加厚,从而影响MXD。因此,与相对湿润地区相比,半干旱地区树轮MXD对气温响应的同时也会受到极端降水状况的影响,作为气温代用指标需谨慎而有限度的使用。     

基于动态阈值的树木年轮图像分割方法研究

根据树木年轮图像的特点,提出了一种基于直方图变化特征的椭圆分块和最大类间方差法的树木年轮图像自适应分割方法。并运用该方法对落叶松的年轮图像进行分割,结果表明,该方法对树木年轮图像的分割效果非常理想。     

树木年轮在林业生产上的应用

本文介绍了树木年轮的形成原因,分析了年轮在林业生产上的应用,并阐述了查定树木年轮的注意事项,以期为树木年轮在林业生产上的应用提供参考。     

基于树木年轮的北京松山地区生态气候指标的重建

利用北京松山地区油松树木年轮资料,按照树木年轮学要求和方法,建立年轮宽度年表.根据油松年表数值同温度与降水量等气候因子的相关分析结果,基于延庆1959-2007年的气象资料,建立生态气候指标——湿润指数和干燥度指数.选择油松差值年表数值对1959-2007年间松山地区的干燥度指数进行重建,并对1933-1958年的干燥...     

基于多阈值分析法的树木年轮特征识别方法研究

针对树木年轮图像特点,利用小波变换的方法对年轮图像的数据进行压缩,在保证较高清晰度的前提下,获得较高的压缩率;针对树木年轮图像在复杂背景下分割困难的问题,提出一种多阈值分析法并进行年轮图像识别,仿真结果表明,该方法比采用Prewitt算子、Log算子及Canny边缘检测算子所得到的年轮特征更为完整和清晰.     

晋中地区不同树木年轮和生态反应值的相关性研究

在山西太原和灵石两个地区,对刺槐和旱柳的年轮生态反应值进行了研究。对刺槐和旱柳年轮取样,使用年轮宽度和离差值计算树种在该地区年轮生态反应值。试验结果表明,树木年轮对生态环境适应性有一定的相关性。刺槐树种树木年轮生态反应值为1．292,旱柳树种树木年轮生态反应值为1．762。刺槐在该地区对生态环境反应度较低,长势较好;旱柳对该地区生态环境反应度较高,长势较差。生态反应值与树木生长情况呈负相关,可以作为树木对生态环境适应能力的评价指标。     

小陇山林区不同密度油松人工林林下物种多样性研究

【目的】研究油松人工林密度对林下植物多样性的影响及二者的关系,提出维持植物多样性、人工林生态系统稳定性及其健康状况的合理林分密度。【方法】以小陇山林区5种不同密度30年生油松人工林为研究对象,分析油松人工林林下物种的重要值、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数和相似系数随林分密度的变化规律。【结果】①油松人工林林下共出现植物23科38属50种。随着林分密度的增大,林下物种数逐渐减少,灌木、草本层物种组成发生变化。②不同密度油松林林下灌木层和草本层植物丰富度指数、多样性指数,随林分密度的增加基本表现出减小趋势。③各指数与林分密度的相关性分析表明,灌木层和草本层的丰富度指数、草本层的均匀度指数与林分密度均表现出较高的相关性,其中草本层均匀度指数与密度呈显著负相关关系。④随着林分密度的增大,林下共有物种减少,相似系数逐渐降低。【结论】密度对人工油松林林下植物多样性有一定影响,但未达到显著水平;密度为1717～1867株/hm2时,林下物种丰富度指数、多样性指数、Alatalo指数均达到最高,表明此密度是林下植被生长发育较为合适的密度,能够保障林下植物多样性的维持。     

黄土丘陵区中龄至成熟油松人工林的水文效应动态

【目的】研究黄土丘陵区中龄至成熟油松人工林的水文效应动态,为当地森林的经营管理提供理论依据。【方法】通过对陕北黄龙山林区典型油松人工林的长期水文定位观测,以采伐上层乔木后自然恢复的灌草地（以下简称“采伐地”）为对照,研究油松林在中龄林-近熟林-成熟林过程中林冠层对降水的再分配、枯落物层对降水的截留率及其对产流与产沙量和土壤储水量等的影响。【结果】从中龄林到成熟林,油松林冠年截留率由17.0%增加到29.7%,其年平均截留率为采伐地灌草层的5倍左右;油松林树干年茎流率平均为2.8%,且与林龄、年降水量关系不明显;油松林枯落物层对降水的年截留率约为9.7%,随林龄变化保持稳定,且与采伐地差异不显著;油松林地多年平均径流深和产沙量分别为1.76 mm/年和1.11 t/(km²·年),采伐地较油松林地分别高出10.4%和100%;油松林地0～300 cm土层年均土壤储水量为420.1 mm,较采伐地减少139.2 mm,且随林龄增加以1.8 mm/年的速率下降。【结论】油松人工林由中龄林到成熟林的发育过程中,冠层截留降水能力显著增加,年径流深、土壤储水量呈微弱下降趋势,而枯落物层截留率、林地产沙量等则无明显变化;油松林显示出强大的水土保持功能,采伐上层乔木保留地被物层不会导致严重的水土流失;通过合理间伐,可以减轻林地径流深和土壤储水量逐渐减少的不利影响,改善林地水文状况。     

林分密度对枯落物层持水特性的影响

【目的】探讨林分密度对枯落物层持水特性的影响。【方法】以燕山山地不同林分密度(650(40年生),1 400(35年生),1 850(38年生)株/hm²)的油松人工林为研究对象,在其下设置标准地,测定枯落物层厚度和蓄积量,并将枯落物带回,采用室内浸泡法测定不同林分密度下枯落物层的持水特性。【结果】3种密度油松人工林枯落物层蓄积量为26.62～49.79 t/hm²;在林龄相差不大的情况下,650,1 400和1 850株/hm²油松人工林枯落物层蓄积量与林分密度呈现正相关关系。油松人工林枯落物层自然含水量随林分密度变化不明显,在50%左右;3种密度林分的饱和持水率无明显的规律性。枯落物层持水量与浸水时间呈对数关系;吸水速率与浸水时间呈幂函数关系。枯落物层对降雨的拦蓄能力与其林分密度呈正相关关系。【结论】对于林龄接近、立地条件相似的油松人工林而言,密度越大,其林下枯落物总蓄积量越大,枯落物层对于降雨的拦蓄作用也越强。     

太岳山不同郁闭度油松人工林降水分配特征

利用2011年5-9月生长季观测的30场降雨数据,分析了山西太岳山不同郁闭度下油松人工林林冠截留、穿透雨以及树干茎流与降雨量的关系,以及林冠截留过程的特点.结果表明:(1)实验观测期间,该地区降雨总量为634.79mm,单次平均降雨量为21.16mm,单次最大降雨量为58.15mm,单次最小降雨量为0.54mm.其中,8月份的降雨总量最大,为190.77mm,6月份的降雨总量最小,为41.81mm.(2)郁闭度为0.8的油松人工林林冠截留量与降雨量呈一元线性关系,郁闭度为0.7、0.6和0.5均呈幂函数关系;对于各郁闭度的油松人工林,其林冠截留率与降雨量均呈对数函数关系;穿透雨量、树干茎流量与降雨量均呈明显的一元线性关系,穿透雨量和树干茎流量都随着降雨量的增加而增加.(3)不同郁闭度油松人工林之间林冠截留、穿透雨和树干茎流不同,总的趋势为随着郁闭度的减小,林冠截留量减小,穿透雨量增大,树干茎流量增大.林冠截留量与郁闭度表现出正相关关系,而穿透雨量、树干茎流量都与郁闭度表现出负相关关系.(4)各郁闭度林冠截留量、穿透雨量和树干茎流量的月动态变化与总降水量的月变化基本一致.     

黑皮油松松针精油纳米乳液的制备及稳定性研究

为提高黑皮油松松针精油的水溶性和乳化稳定性,本研究利用旋涡混合仪和微射流仪制备纳米乳液,以分层体积和三元相图中的乳化区面积为指标,确定活性剂的种类及配比(Km)等制备纳米乳液的最优条件,并进一步分析了纳米乳液的结构、粒径、多分散项系数(PDI)及稳定性。结果表明:1)黑皮油松松针精油纳米乳液的最佳配方为精油16.14%、复合表面活性剂10.45%(m(无水乙醇)∶m(Tween 80)=4∶1)和蒸馏水73.41%;2)黑皮油松松针精油纳米乳液有淡蓝色微乳光,液滴呈球形且分布均匀,粒径为35 nm,PDI为0.165;3)稳定性实验研究表明,在室温条件下储存60 d和在pH=7的水相环境中,纳米乳液的平均粒径和PDI无明显变化,表现了较好的储藏稳定性,最佳储藏时间为30 d;热稳定性实验表明,松针精油纳米乳液昙点温度为80 ℃,具有良好的热稳定性;4)抑菌稳定性实验结果显示,与未乳化的精油相比,松针精油纳米乳液具有更强的抑菌活性。本研究制备的黑皮油松松针精油纳米乳液具有较好的水溶性和稳定性,且与精油相比,抑菌能力更强。     

宁夏六盘山三种针叶林初级净生产力年际变化及其气象因子响应

利用年轮生态学方法和生物量经验方程,在宁夏六盘山研究了华山松天然林及华北落叶松和油松人工林等3种针叶林的年初级净生产力(NPP)及其与气象因子间的关系。研究表明:3种针叶林生物量的年际变化均符合逻辑斯蒂方程,林分的现存生物量(t/hm²)为华北落叶松林最大(141.96),华山松林(130.99)次之,油松林最小(123.29)。3种针叶林NPP存在显著的年际差异和种间差异,林分的NPP(t·hm^-2·a^-1)为华北落叶松林(6.72)>油松林(5.76)>华山松林(2.66);NPP年际变化在华山松林呈现"快速增加-缓慢增加-缓慢减小"的趋势,而华北落叶松林和油松林为快速上升的趋势。3种针叶林的NPP随年降水量的变化行为不同,华山松林极轻微地增大,华北落叶松林和油松林均是先增加后降低;然而在极端干旱年份或极端湿润年份,3种针叶林的NPP都趋向于相同的较低值,其原因可能分别是水分胁迫和低温胁迫。气象因子对林分NPP的影响具明显的"滞后效应"和种间差异。华山松林NPP与上年11月和当年9、11月的降水量显著负相关;油松林NPP与上年9月及当年4月的降水量显著相关;上年和当年9月的降水量均与华北落叶松林NPP显著正相关。上年6月的温度和当年3与6月的月均温及月均最高温能显著影响3种针叶林的NPP,但存在种间差异,其中华山松林NPP与当年与上年生长季各月的温度均呈不同程度的负相关,而油松林和华北落叶松林则多呈不同程度的正相关。     

引入阔叶树种枯落叶对陕北风沙区针叶林土壤极化的防治效应

【目的】研究不同针、阔叶树种的种间关系,为通过针、阔混交或枯落叶客置来防治人工针叶纯林土壤的极化提供科学依据。【方法】在位于陕北黄土高原北部半干旱风沙区的靖边县,选择覆盖度达到90%～100%的22年生油松和25年生樟子松纯林,建立20 m×20 m的标准地,以5样方(1 m×1 m)混合采样法采集0～10 cm土层腐殖质土壤和附近不同针、阔叶树种的当年枯落叶后,进行室内混合培养试验。【结果】油松纯林会导致土壤养分含量、部分酶活性降低及真菌、放线菌数量明显减少的负向极化发展趋势,樟子松纯林会导致土壤部分酶(脲酶、蔗糖酶)活性降低和细菌数量明显减少的负向极化发展趋势。引入阔叶树种枯落叶防治油松纯林土壤极化的优先顺序为:引入白榆、沙棘和旱柳最好,其次为紫穗槐,而小叶杨、刺槐和柠条则均不适宜引入;引入阔叶树种枯落叶防治樟子松纯林土壤极化的优先顺序为:引入沙棘最好,其次为柠条,引入小叶杨和白榆效果不明显,而刺槐、紫穗槐和旱柳则均不适宜引入。【结论】不同阔叶树种枯落叶对针叶林地土壤性质的影响效应有明显差异;筛选出了防治陕北风沙区针叶林土壤极化的阔叶树种。     

油松胚性愈伤组织培养中褐化因素研究及增殖培养基的优化

【目的】调查油松Pinus tabulaeformis胚性愈伤组织增殖培养阶段不同因素对于褐化产生的影响,并结合增殖率对培养基进行调整优化以降低褐化率,提高利用率。【方法】以3个年份的9个细胞系的油松胚性愈伤组织为材料,利用单因素试验设计对放置不同数量愈伤块、pH、植物凝胶含量、糖种类和含量以及培养时间的褐化率和增殖率进行测定计算。采用正交试验选出最佳培养条件。【结果】单因素试验结果表明,褐化率在不同基因型间差异显著,且与增殖继代年龄显著正相关;在培养皿中放置6~7块愈伤组织、pH 5.8~6.0、培养基中添加2.0~3.0 g·L~(-1)植物凝胶、添加10 g·L~(-1)蔗糖能保证较低的褐化率和较高的增殖率,且蔗糖优于葡萄糖和麦芽糖。【结论】结合正交设计,90 mm培养皿中放置7块愈伤组织,培养基中添加2.5 g·L~(-1)植物凝胶、10 g·L~(-1)蔗糖,调节pH为5.9时,褐化率、增殖率和利用率最理想。     

增加降水对四川干旱河谷区云南松人工林凋落叶分解的影响

【目的】研究增加降水对四川干旱河谷区云南松(Pinus yunnanensis)人工林凋落叶分解的影响。【方法】2013年3月至2014年3月,采用尼龙网袋法,设置增加降水10%(A1,80mm/(m~2·a))、增加降水20%(A2,160mm/(m~2·a))、增加降水30%(A3,240mm/(m~2·a))和对照(CK,0mm/(m~2·a))4个处理。通过原位试验研究了四川干旱河谷区云南松人工林凋落叶在不同增加降水处理下的分解动态。【结果】分解1年后,A1、A2、A3处理云南松凋落叶的质量残留率分别较CK降低了8.70%,6.40%和4.60%,凋落叶的分解速率表现为A1A2A3CK;与CK相比,A1处理促进了N元素的释放,A3处理促进了N元素的富集;各增加降水处理均促进了P元素的释放,其中A3处理的促进作用最强;增加降水促进了凋落叶木质素的降解,降低了凋落叶C/N和木质素/N,而凋落叶C/P随降水增加表现为先减小后增大的趋势。【结论】增加降水促进了干旱河谷区云南松人工林凋落叶的分解,但促进作用并不随降水量的增加而增强。     

秦岭南坡油松次生林抚育强度综合评价与决策

【目的】确定秦岭南坡油松次生林合理抚育强度,为其生态经营和综合管理提供理论依据。【方法】以秦岭南坡油松林为研究对象,在旬阳坝、火地塘、新矿3个林场设置36块样地,并进行了弱度(5%)、中度(15%)和强度(25%)抚育,同时设置对照样地(未抚育),不同抚育强度样地各9块。间伐4年后,在全面分析不同抚育强度对林分结构、林分生产力、水源涵养及林下植被多样性影响的基础上,运用灰色局势决策理论进行单目标和多目标决策,确定合理的抚育强度。【结果】单目标决策表明,中度抚育在优化林分结构、提高林分生产力方面效果最佳;强度抚育在提高林分涵养水源能力与增加林分生物多样性方面效果最佳;与未抚育林分相比,弱度抚育效果不明显。多目标决策表明,秦岭南坡油松次生林的最佳抚育强度为中度抚育,其既能优化林分结构、减小林木个体竞争,又能提高林分生产力和稳定性,促进林分水源涵养能力和林内生物多样性稳步提高,效果优于强度抚育、弱度抚育和未抚育处理。【结论】秦岭南坡油松次生林的抚育强度应设置在15%为宜。