华北落叶松人工林生长对抚育间伐的响应及其与土壤因子的关系

[目的]探讨不同间伐强度对林木生长的影响并找出影响林分生长的关键土壤因子。[方法]在山西省沁源县好地方林场华北落叶松人工林设置12块抚育间伐试验样地,开展轻度(间伐强度15%)、中度(间伐强度35%)、重度(间伐强度50%)抚育间伐并设置对照样地,以树木平均胸径、平均树高、平均枝下高、平均冠幅、乔木层生物量与生产力为林木生长指标,利用方差分析与多重比较分析不同间伐强度林分生长特征,结合土壤因子运用相关性分析研究林木生长量与土壤因子的关系。[结果]表明:华北落叶松人工林经中度、重度间伐2年与4年后,各树木生长指标与对照样地相比均显著增加;间伐在减少林分内乔木层生物量的同时能显著提高乔木层生产力,各时间段及间伐强度下乔木层生产力均表现为重度中度轻度对照;间伐可提高土壤有机碳(SOC)、土壤全氮(TN)、土壤全磷(TP)含量,减缓土壤养分的流失;华北落叶松人工林平均胸径生长量与SOC、TN呈显著正相关,平均冠幅生长量与土壤含水率(MC)、SOC、TN、TP显著正相关。[结论]间伐可促进华北落叶松人工林单株林木胸径和冠幅生长,增大林木单株冠径比与生产力,在本研究的3个间伐强度中,50%的重度间伐是最适间伐强度。华北落叶松人工林内土壤有机碳与土壤全氮含量较为丰富,土壤全磷含量较少,土壤pH为弱酸性,SOC、TN、TP是影响华北落叶松人工林生长的重要土壤因子。     

不同间伐强度对长白落叶松-红松林植物多样性和土壤特性的影响

为了提高长白落叶松-红松林的生产力和生物多样性,2005年秋对长白落叶松人工林进行疏伐,伐后林冠下栽植4年生红松。2012年秋又对上层长白落叶松进行生长伐,设计轻度、中度和强度3种间伐强度和1组未间伐林分(对照),分析5年后不同间伐强度对林下植物多样性和土壤理化性质的影响。结果表明:①抚育间伐能提高林下植物多样性,林下灌木层植物丰富度随着间伐强度的增加而增加,轻度、中度和强度间伐差异显著(p<0.05)。林下灌木层植物多样性指数随着间伐强度的增加而增加,对照与中度间伐、强度间伐差异显著(p<0.05),但中度间伐和强度间伐差异不显著。林下草本层植物的丰富度和多样性指数随着间伐强度的增加而增加,各间伐强度均与对照差异显著(p<0.05),但轻度间伐和中度间伐差异不显著。②适度抚育间伐能改善土壤的理化性质,随着间伐强度的增加,土壤容重有所降低,土壤孔隙度和持水量有所提高;土壤pH值呈现先升高后略有降低的趋势,全K、速效K、全P、速效P、全N、速效N含量先升高后略有降低,其中中度间伐效果最好。综合考虑,对长白落叶松林分进行中度间伐较为适宜。     

暖温带幼林树轮宽度气候变化响应分析--以山东蒙山黑松树轮气候研究为例

根据采自山东蒙山地区两组幼龄黑松树木年轮样本,研制出单点和区域树轮宽度年表,分析了蒙山黑松树轮宽度年表的统计参数和径向生长的气候限制因子,并尝试重建相关密切的气候因子,探讨蒙山黑松径向生长与大范围气候变化的关联。研究结果表明,（1）蒙山黑松树轮宽度年表的统计参数都比较高,说明蒙山黑松树轮宽窄变化包含有较多的气候环境变化信息。（2）蒙山黑松径向生长变化与当年4-9月降水量呈显著正相关。同时,当年5-7月异常高温也对蒙山黑松径向生长变化产生显著抑制。通过黑松树轮宽度年表对4-9月降水量的模拟重建结果表明蒙山黑松具有较大树轮气候研究潜力。（3）蒙山黑松树轮宽度生长与太平洋大范围气候波动存在显著关联。     

气候变化对树木木质部生长影响的研究进展

【目的】树木生长受多种气候因子的影响,与年轮宽度相比,树木木质部细胞的生长变化记录了更为详尽的气候信息,可以丰富当前从传统树轮气候学或树轮生态学研究中所得到的认识。本研究以期为利用树轮木质部细胞特征研究全球变化提供参考。【方法】综述了树木木质部形成过程、研究木质部细胞生长变化对气候因子响应的常用方法以及气候变化(温度、降水、光照强度、光周期和CO2浓度等)对形成层活动及木质部细胞生长变化的影响。【结果】目前,在细胞水平上研究树木木质部生长变化对气候因子响应过程的主要方法为：钉针法和微芯取样法,钉针法主要适用于研究形成层对损伤的响应或是记录热带树木木质部生长的增量,而微芯取样法可以清楚地观察到生长季各阶段形成层细胞数量的变化及木质部形成过程;树木木质部的生长过程一般从形成层恢复活动开始,经过细胞的伸展、次生细胞壁的加厚和木质化后,形成成熟的次生木质部细胞,其中的每一个阶段都会受到气候因子变化的影响;树木木质部细胞生长的变化与温度、降水、光照强度、光周期和 CO2浓度等气候因子有着复杂的相关关系;温度主要影响树木生长季前期形成层的活动,改变形成层恢复活动的时间、细胞的分裂速率及活动周期,但并不会改变木质部细胞分化的序列和季节生长模式;降水主要影响形成层细胞分裂的速率、在生长季的持续时间以及管胞的直径等,降水不足会降低树木细胞分裂的速率,缩短细胞分化的时间,导致生长季的持续时间减少,同时抑制细胞伸展,管腔直径较小;光照强度主要影响树木的光合速率来间接影响形成层细胞的活动;光周期主要控制木质部细胞的最大生长速率和生长结束期;有关 CO2浓度升高对树木木质部细胞的影响,研究结果并不一致,一些研究认为,CO2浓度升高影响细胞的分裂速率和细胞的扩张而不是次生细胞壁的加厚,从而造成早材生长轮宽度明显增加,但也有研究表明,CO2浓度升高并没有引起早材细胞结构较大的变化,相反晚材生长环的宽度却明显增加。【结论】随着研究理论和技术手段的不断成熟,极端灾害下树木木质部细胞的生长特征、不同树种木质部细胞的生长对气候变化的响应以及多种气候因子对树木木质部生长的综合影响将成为今后研究的主要方向。     

基于3-PG模型的长白落叶松生物量生长预测

【目的】基于3-PG模型预测长白落叶松生物量生长变化,为长白落叶松林分生长规律研究提供依据。【方法】以5块长白落叶松密度试验林连续28年监测数据和24块长白落叶松固定样地3期调查数据为基础,结合各组分(叶、干和根)生物量计算公式,获得每块样地不同调查时间的密度、胸径、蓄积和各组分生物量。根据密度试验林数据校正模型生理参数,结合立地参数和气象参数,通过参数率定、迭代拟合与敏感性分析方法确定长白落叶松3-PG模型的生理参数。采用决定系数(R~2)、平均误差(ME)、平均绝对误差(MAE)、平均相对误差(MRE)和均方根误差(RMSE)评价模型预测能力。选取冠层量子效率(alpha)和初级生物量分配到根的最小值(pRn)进行敏感性分析,并预测肥力等级(FR)为0.2、0.4和0.6时长白落叶松生物量生长变化趋势。【结果】1) 3-PG模型预测值与实测值之间R~2在0.77以上;除叶干生物量比为25.6%外,其他各指标的MRE绝对值均在10.97%以内,预测结果较可靠; 2) alpha和pRn具有较高敏感性,是模型的关键参数; 3)模型预测不同FR下的长白落叶松生物量变化符合树木生长机理过程,且各组分生物量随FR增加而增加。【结论】基于地面数据的参数率定后,3-PG模型能够很好模拟长白落叶松生物量生长变化,可作为一种有效的森林经营预测工具。对于长白落叶松3-PG模型,冠层量子效率(alpha)和初级生物量分配到根的最小值(pRn)是影响预测结果的关键参数。     

徘徊四分法在疏伐中的应用

<正> 作者曾在《林业科技通讯》1974年第9期,介绍了一种用于更新调查的“徘徊四分法”。该法不仅能提供密度数据,还能获得幼树分布格局等众多信息。本研究旨在把徘徊四分法引进到天然林和类天然林的抚育间伐中来,用以确定合理的间伐强度,其结果如下。一、林分特点研究地区位于长白山林区西坡,样地均设置在松江河林业局境内。需要抚育间伐的林分有长白落叶松林、长白落叶松-白桦混交林和红松-阔叶林三种类型。长白落叶松林分和长白落叶松-白桦混交林分系在皆伐迹地上采用窄缝栽植法人工更新     

大兴安岭地区落叶松用材林不同抚育间伐强度经营效果评价

【目的】为了使大兴安岭用材林更好地恢复和增长,进行不同抚育间伐强度试验,探讨最佳抚育间伐强度,优化用材林整体经营效果。【方法】以大兴安岭地区落叶松用材林不同抚育间伐强度10个样地为研究对象,选取生物多样性、林分空间结构、冠层结构、光合作用和林木生长等35项指标,运用SPSS19.0软件对抚育间伐样地各项指标进行描述性统计分析,计算各指标的平均值、标准差,对不同抚育间伐样地指标间的差异进行检验,同时运用主成分分析法,建立森林抚育间伐效果的综合评价体系,对各个样地不同抚育间伐强度经营效果进行综合评价。【结果】不同抚育间伐强度样地群落物种Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数存在显著差异,抚育间伐强度为20.86%~40.01%时抚育间伐样地群落物种多样性指数较高;不同强度抚育间伐样地的林分空间结构呈现一定的差异,抚育间伐强度为12.52%时,林分分布、混交度、大小比数和林层指数较好,竞争指数和开敞度较差;各抚育间伐样地冠层结构的林隙分数、叶面积指数、总体定点因子和冠上辐射通量差异不显著,冠下辐射通量差异显著,抚育间伐强度为12.52%~34.38%时冠层结构较优;不同强度抚育间伐样地光合作用的各项指标存在显著性差异,抚育间伐强度为12.52%~27.85%时光合作用较好;不同抚育间伐强度样地3种更新苗木的生长率均呈现先增加后减小的趋势,成活率没有明显规律,抚育间伐强度为6.23%~20.46%时,林木生长较好;0,6.23%,12.52%,20.86%,27.85%,34.38%,40.01%,50.61%,59.92%和67.25%抚育间伐强度经营效果综合得分分别为-0.18,-0.10,0.37,0.80,0.35,-0.39,0.33,-0.51,-0.01和-0.65,综合得分越高,说明抚育间伐经营效果越好。【结论】抚育间伐强度为20.86%时大兴安岭地区落叶松用材林的经营效果最佳。评价结果可为大兴安岭地区落叶松用材林抚育间伐经营提供依据和指导。     

云阳马尾松树轮宽度年表特征研究

利用采自重庆市云阳县马尾松分布上限和下限的树轮样芯材料,分别建立了树轮宽度年表.结果表明:分布上限的马尾松树轮宽度指数变化幅度大于下限,且上限树轮样本的信噪比、样本总体代表性均比下限的高;总体来讲,上限树木的生长对环境的敏感性比下限的高.进一步分析表明:上限马尾松的生长受前一年气温和降水的影响,而下限马尾松的生长只与当年降水量有关,这表明云阳分布在上限的马尾松和分布在下限的马尾松生长与气候因子之间的关系不同;气候因子对分布在上限的马尾松生长的影响存在滞后效应.     

不同采伐强度对长白落叶松-红松林生长的影响

为了提高落叶松人工纯林的生产力和生物多样性,2005年秋对长白落叶松人工纯林进行疏伐,林冠下栽植4年生红松,2012年秋对上层长白落叶松进行生长伐,设计轻度、中度和强度3种采伐强度,并设置一组对照。分析5 a后不同采伐强度对上层木长白落叶松及冠下红松生长的影响。结果表明:上层长白落叶松林分平均胸径和单株材积随着采伐强度的增加而增加,但中度采伐和强度采伐的林分平均胸径和单株材积平均生长率差异不显著;随着采伐强度的增加,冠下红松的地径、平均胸径、树高和冠幅逐渐变大,差异显著。综合考虑,对于45年生长白落叶松林,冠下更新红松,红松更新7 a后,再次对上层长白落叶松进行中度采伐,林分保留株数200株·hm~(-2),目标树保留株数120株·hm~(-2),郁闭度0.5较为适宜。为了培育落叶松大径材,可将培育年限延长1个龄级,即51 a以上。     

日本落叶松人工林密度调控技术研究

以日本落叶松中幼林抚育间伐样地监测数据,利用树冠竞争因子（CCF）、林分密度指数、单位断面积生长过程等指标,分析了抚育间伐对断面积和蓄积两方面的影响,结果表明：间伐林分的断面积和蓄积有相同的生长过程,即林分在一定间伐强度范围内（强度小于50％）间伐强度越大,年均生长率越大;用树冠竞争因子描述日本落叶松人工林断面积的生长过程,未间伐林分的立木度接近稳定状态,而间伐林分降低了林分的CCF值,随着林龄的增加,CCF值不断增加,逐渐向未间伐林分靠近。总的来说间伐林分在间伐初期要小于未间伐林分,但随着林龄的增大及林木竞争的加剧,间伐林分逐渐向未间伐林分靠近。     

抚育间伐对落叶松云冷杉混交林的影响

以15块人工落叶松纯林演化后形成的落叶松云冷杉混交林为对象,间伐后12年观测结果,研究间伐对林分和树木生长、树种组成、物种多样性及土壤等因子的影响。间伐强度分为2级:中度(平均为20%)和强度(平均为30%)。结果表明:间伐促进了保留木生长的显著增加,但不同间伐强度间无显著差异。林分及单木的直径、断面积和蓄积生长率均表现相同的趋势即随间伐强度的增加而增加。但间伐没有显著地增加12年间的总收获量。伐后对照样地表现为较高的枯损,枯死木主要是落叶松和阔叶树。林分进界株数严重不足,进界的主要树种是云冷杉、阔叶树和红松,以耐荫树种为主。从枯损和进界看,如果能对红松和阔叶树进行保护,这种林分很可能逐渐演化为阔叶红松林。建议对红松和阔叶树进行保护,使林分向阔叶红松林方向发展。各林分的树种组成在12年间基本没有发生变化,即间伐没有显著地改变林分的树种组成,目前的树种组成即落叶松、其他针叶树(云杉、冷杉和红松)和阔叶树组成比约为6∶3∶1可能是相对稳定的群落。20%和30%的间伐强度没有显著地改变林分的物种多样性、灌草生物量和土壤物理性质,间伐样地的物种多样性略有提高;间伐样地的土壤物理性质有所改善,总孔隙度和毛管孔隙度都大于对照;林下灌草生物量有所增加。     

峨眉山不同海拔冷杉径向生长对气候变化的响应

【目的】研究峨眉山不同海拔冷杉Abies fabri径向生长对气候变化的响应规律。【方法】以冷杉为研究对象,用树轮生态学的方法对峨眉山不同海拔的冷杉进行年轮采样、处理与分析,比较不同海拔冷杉径向生长特征及其与各气候因子之间的关系。【结果】年表统计数据表明,4个年表均具有较高的可靠性,可以用于树木生长与气候关系的研究。不同海拔冷杉径向生长与气候的关系具有明显的海拔差异,海拔2 400 m处冷杉径向生长与当年7月的温度呈显著正相关;海拔2 800 m处冷杉径向生长与当年4-9月的帕尔默干旱指数(PDSI)呈显著正相关;海拔2 900 m处冷杉径向生长与前一年9月和当年4月的温度呈显著负相关,与当年1-9月的PDSI均呈显著正相关;海拔3 000 m处冷杉径向生长和当年3-4月温度呈显著负相关,与当年6-7月的PDSI和当年4月平均相对湿度呈显著正相关。【结论】峨眉山高海拔的冷杉包含有更多的环境信息,对气候变化的响应也更为敏感;高海拔区域冷杉径向生长受到水分的强烈限制,而低海拔区域冷杉径向生长主要受温度影响;冷杉衰亡与气候因子的变化密切相关,随着区域气候的变暖,高海拔地区冷杉可能会进一步衰退。该研究揭示了峨眉山不同海拔冷杉生长动态及其对气候变化响应的敏感性差异,为全球气候变化背景下冷杉林的保护与适应性管理提供科学参考。     

长白落叶松人工林最优密度及其控制技术的研究

用200块临时样地,2块全林树干解析皆伐样地的数据,建立了长白落叶松人工林林分密度效应模型,用动态规划的方法找出了最优密度,并对其抚育间伐技术进行了研究,编制了建筑材采伐表、出材量表及经济收益表。     

小陇山日本落叶松中龄纯林形质最优郁闭度

为有效提升小陇山林区日本落叶松中龄纯林质量,确定最优间伐强度,在小陇山林区日本落叶松纯林内共设置12块固定试验样地,分别进行重度、中度、轻度间伐,测定15项指标,通过专家评分,运用层次分析法建立林木形质评价体系进行综合评价.结果表明中度间伐林木形质综合评价得分最高,轻度间伐次之,对照得分最低.试验证明,小陇山林区日本落...     

大兴安岭南段华北落叶松人工林径向生长对气候变化的响应

【目的】华北落叶松是内蒙古大兴安岭南段主要的人工林树种,分析华北落叶松年轮宽度指数的变化以及与气象因子的相关性,以此判断华北落叶松人工林在大兴安岭南段地区的适应性,为可持续经营管理提供理论依据。【方法】赛罕乌拉是大兴安岭南段次生林的典型地段,并且是内蒙古最大的次生林区。在1986年种植的华北落叶松人工林区域内,按国际树木年轮库(ITRDB)的要求,2013年随机采集54棵华北落叶松108根树芯,其中死树14棵。运用树木年轮气候学方法,建立华北落叶松年轮宽度年表,利用相关函数分析1986-2013年的气温和降水气象因子与年表的相关性,揭示华北落叶松径向生长对气候响应规律。【结果】(1)华北落叶松径向生长与上一年5、7月的平均最高温和平均气温呈显著性负相关(P <0.05),与当年冬季11月的降水量具有显著性正相关(P <0.05),和其它月份也均成正相关但显著性不明显,表明华北落叶松主要受到冬季降水量的影响。(2)通过年轮与气象因子的响应分析得出,华北落叶松对气候的响应具有明显的"滞后性",具体表现为,干旱胁迫对当年树木的径向生长量影响不显著,对第2年树木的径向生长量影响显著。2006年发生极端干旱年,发生后的4年内华北落叶松发生死亡现象。【结论】大兴安岭南段华北落叶松人工林的径向生长主要受到当年冬季11月降水量的显著性影响。华北落叶松受到干旱胁迫时有明显的"滞后性",影响体现在第2年即形成窄轮。这可能意味着,随着未来干旱的加剧,冬季降水对华北落叶松的生长变得更加重要。     

长白落叶松、红松混交林生长调查

长白落叶松、红松是辽东山区的乡土树种。根据对新宾县关家林场的长白落叶松与红松混交林的林分生长调查,红松与长白落叶松混交形成的林分较稳定且长势较好,在生长过程中,林分内侵入一部分阔叶树种。林龄24a生时,树种组成为5长白落叶松4红松1杂,进行第1次抚育间伐,抚育后,林分蓄积年均增长6 63 hm2·a。林龄38a生时,树种组成为6红松3落叶松1杂,与同龄、立地条件相似的长白落叶松、红松纯林相比,林分蓄积量增加20 6805 hm2和38 3730 hm2。     

哀牢山中山湿性常绿阔叶林水青树年轮宽度对气候变化的响应

【目的】研究云南哀牢山中山湿性常绿阔叶林阔叶落叶树种水青树年轮宽度与气候因子关系,以期为进一步重建我国西南亚热带地区过去气候变化历史提供基础数据,为全球变化背景下水青树的分布和保护研究提供理论依据。【方法】1)用生长锥采集水青树样芯样品后,测量年轮宽度,并进行交叉定年;2)然后利用负指数和样条函数的方法去除生长趋势,最终完成标准年表的制作;3)将标准年表与景东地区的气候要素进行相关分析。【结果】水青树年轮宽度年表与当年2和6月的平均气温和极端最高气温显著正相关(P0.05),与当年2月的日照时数显著正相关(P0.05),而与当年2和3月的空气相对湿度极显著相关(P0.01);影响水青树径向生长的气候因素很多,生长季前期的气象要素是影响水青树径向生长的主要因素。【结论】在温暖潮湿的亚热带森林,水青树生长仍具有明显的季节性,利用其年轮研究种群生长动态及其与气候变化的关系具有很大潜力。     

气候变化情景下河北省3个优势树种适宜分布区预测

【目的】探究河北省3个优势树种分布与气候因子的关系,并进行适宜分布区预测,以期为评估气候变化的影响及制定适宜未来气候变化的森林经营策略提供理论依据。【方法】依据河北省森林资源调查数据,选取华北落叶松、蒙古栎和油松这3个主要树种,采用ClimateAP气候模型生成当前及未来(2040—2069年和2070—2099年)与降水和温度相关的10个气候因子,利用MaxEnt生态位模型和基于3个气候变化情景(温室气体最低排放,RCP2.6;中度稳定排放,RCP4.5;高度排放,RCP8.5)的一致性预测,模拟3个树种当前和未来的潜在适宜分布区,并采取响应曲线分析主要气候因子对3个树种适宜分布区的影响。【结果】3个树种MaxEnt模型的受试者工作特征曲线下面积(AUC值)都大于0.85,具有较好的预测能力;当前3个树种主要适宜分布在燕山和太行山地区;影响3个树种分布的主导气候因子存在差异,华北落叶松主要受小于0℃年积温和湿季降水量的影响,蒙古栎则主要受最热月平均气温、Hargreaves水分亏缺和湿季降水量的影响,而最热月平均气温、湿季降水量、大于5℃年积温和年均气温是影响油松分布的主要气候因子;一致性预测表明,在2040—2069年,河北省华北落叶松分布面积明显扩大,蒙古栎分布面积变化较小,而油松分布面积显著缩小;在2070—2099年,3个树种的适宜分布面积都显著缩小,幅度均超过3%。【结论】随着气候变化,3个树种均有向高海拔地区迁移的趋势,但在经纬度方向上的分布变化不大。在未来3个树种的适宜分布区,采取人工手段(如造林)辅助树种扩散以适应气候变化,有利于提高森林生产力,构建健康稳定的森林生态系统。     

气候变化情景下基于潜在NPP的河北省华北落叶松生长适宜性

【目的】模拟华北落叶松当前及未来气候变化情景下的潜在NPP,并以此为基础评价其生长适宜性,为评估气候变化对华北落叶松林的影响和精准提升森林质量提供理论依据。【方法】基于河北省森林资源二类调查数据和2001—2010年累年平均NDVI数据,采用Climate AP气候模型生成当前及未来(2040—2069年和2070—2099年)时期的气候数据,利用CASA模型计算华北落叶松当前及未来气候变化情景下的潜在NPP,以此为基础分析其生长适宜性,并运用Pearson相关分析法在像元尺度上分析气温和降水变化对潜在NPP的影响。【结果】河北省华北落叶松当前潜在NPP均值为3427 gC·m~(-2)a~(-1),其生长适宜性较低的区域主要集中在平原和西北部高海拔地区,占研究区总面积的80%以上,生长适宜性较高的区域主要集中在亚高山地带,占研究区总面积的比例低于20%; 2040—2069年的年均潜在NPP上升为3929 gC·m~(-2)a~(-1),总体生长适宜性明显提高,中适宜生长区面积大规模扩大至594%; 2070—2099年的年均潜在NPP略微下降为3751 gC·m~(-2)a~(-1),总体生长适宜性下滑,生长适宜性较高区域面积明显缩小;河北省华北落叶松潜在NPP主要受降水量影响,大部分区域华北落叶松的潜在NPP与降水量显著正相关(P005),当前的降水条件限制华北落叶松的生产力。【结论】随着气候变化,河北省华北落叶松生长适宜性将发生显著变化,变化主要发生在低适宜生长区和中适宜生长区,总体适宜性将提高。在华北落叶松当前及未来生长适宜性均较高的地区适当扩大其营造面积,有利于防范气候变化的不利影响。。     

落叶松人工中龄林的抚育管理

落叶松人工林进入中龄期,林龄为21～30年。此时林木生长旺盛,林木对营养空间的要求在不断增大,抚育管理工作主要是抚育间伐和修枝。进行抚育间伐的目的是调整单位面积上的株数,伐去过密的生长不良的林木,为保留