华北落叶松林隙冠层结构和光环境与云杉幼树生长的关系

2021年5月份在承德市围场县龙头山分场道坝子营林区,以林下更新云杉(14 a)的50年生华北落叶松(Larix gmelinii var.principis-rupprechtii(Mayr) Pilger)人工林为研究对象,采用无人机(大疆精灵Phantom 4 RTK)遥感获取正摄影像,并在ArcMap 10.5中通过目视判读提取林冠林隙(23个);应用软件中的计算方法几何求算林隙面积(A_g),依据面积大小将林隙分为5种类型——小林隙(A_g≤30 m²)、较小林隙(30 m²g≤60 m²)、中林隙(60 m²g≤90 m²)、较大林隙(90 m²g≤120 m²)、大林隙(A_g>120 m²);采用半球摄影法获取林隙冠层结构指标(冠层开度、...     

长白山云冷杉林下主要树种幼树生物量

为了对林下灌木草本生物量进行补充和完善,提供更为详实、丰富的灌木层、草本层生物量数据,将长白山云杉Piceajezoensis一冷杉Abiesnephrolepis林（云冷杉林）样地按郁闭度0．6,0．8,1．O分类,以林下主要树种幼树生物量进行模型拟合并估算了主要树种幼树生物量。结果表明,云冷杉林主要树种器官（干、枝、叶、根）生物量模型自变量与DW和DH（D为地径,H为树高）关系最为紧密,最优函数以线性函数为主。其次,随着郁闭度的增加．幼树生物量（W）呈现先减小后增加的趋势。再次,郁闭度为0．6,0-8和1．0时,冷杉对林下幼树生物量贡献率较大．分别达到了34．94％,40．79％和50．26％;云杉对林下幼树贡献率较小,只有6．03％,8．58％和8．03％。图1表4参16     

长白山森林不同演替阶段采伐林隙幼苗更新特征

对长白山地区不同恢复演替阶段的杨桦次生林、次生阔叶林和阔叶红松林采伐林隙内的更新幼苗进行研究.结果表明:处于不同恢复演替阶段的3种林型采伐林隙内更新幼苗的平均高、平均基径、物种多样性和均匀度均大于非林隙林分,生态优势度低于非林隙林分.处于过渡阶段的次生阔叶林非林隙林分内更新幼苗的组成更接近于先锋群落杨桦次生林,采伐林隙内更新幼苗的组成更接近于顶极群落阔叶红松林,这表明采伐林隙干扰促进次生阔叶林向阔叶红松林的演替.红松幼苗在阔叶红松林非林隙林分中占绝对优势.     

长白山云冷杉针阔混交林林隙夏季光照特征研究

以长白山云冷杉针阔混交林3个不同大小的林隙(Gap1,456.2 m2,Gap2,290.2 m2和Gap3,83.9 m2)为研究对象,以实际小气候要素(光照、空气温度、土壤温度和湿度)观测数据为基础,对林隙光照强度特征初步分析.结果表明:光照强度在林隙中央位置、南北和东西方向的时空变化具有差异性,其中,S-N方向上的变化幅度大于E-W方向.中央位置的光照强度、湿度、空气温度、土壤温度的昼间变化均呈现了不对称的单峰型变化趋势;林隙内光照强度最大值出现的位置和时间不同,Gap1光照强度的最高值出现在中央位置附近,出现时间在11:00-13:00;Gap2出现在中央位置偏东北附近,出现时间在13:00-15:00;Gap3则出现在中央位置偏北附近,出现时间在11:00-13:00;林隙光照强度在一天当中的差异程度也不同,上午和下午差异小显著,中午以及中午前后时间段上差异显著(P＜0.05).     

长白山云冷杉林不同大小林隙8月昼间气温和土壤温度比较

以长白山区云冷杉针阔混交林3个不同大小的林隙(456.2、290.2、83.9 m2)为研究对象,在林隙内按照不等距分布设置气温和土壤温度观测点,对8月份林隙内不同观测点气温和土壤温度的连续观测数据进行了分析,探讨了3个林隙内温度的时空变化特征.结果表明:林隙中央位置的气温和土壤温度的日变化均呈单峰型,温度在S－N方向...     

安徽查湾自然保护区甜槠林林隙形成及特征研究

采用样线调查法研究安徽查湾自然保护区甜槠(Castanopsis eyrei)林林隙的形成及形态特征。结果表明,形成的林隙形状近于椭圆形,其长短轴比率约为1.60,与林隙大小无关;扩展林隙(EG)和冠空隙(CG)分别占整个林分面积的27.64%和7.58%,每年干扰频率分别为0.567%.a-1和0.155%.a-1,林隙干扰的返回间隔期约为645 a;林扩展林隙的面积以<200 m2的居多,以100~200 m2所占的面积比例和数量比例均最大;冠空隙的面积以<100 m2的居多,以50~100 m2所占的面积比例最大,<50 m2所占的数量比例最大。风倒是林隙形成的主要方式,与风倒有关而形成的林隙占94.44%;林隙形成木为1~4株,平均每个林隙拥有形成木2.67株。     

长苞铁杉林林隙物种更新动态的初步研究

采用扩散系数C、聚集度指标I、扩散指标Iδ、平均拥挤度M^＊、聚块性指数PAI和聚集强度K对不同发育阶段及不同大小级林隙中长苞铁杉幼苗分布格局的测定结果表明：在林隙发育的前、中期长苞铁杉幼苗在林隙中呈聚集分布,而在林隙发育的后期为随机分布,但在不同大小级的林隙中,长苞铁杉的分布格局并元差异;随林隙的不断发育,长苞铁杉幼苗在林隙中的密度依次降低,在林隙发育的前期密度最大,中期次之,到林隙发育的晚期密度最小,且在较大的林隙中密度较大。     

大豆生殖生长期冠层结构及其与冠层辐射的关系研究

通过对大豆生殖生长期冠层结构特征、冠层辐射特性变化的分析表明,存在产量差异的3个大豆品种(系)生殖生长期有着不同的冠层发展动态,高产品种北丰11的群体LAI和LAD相对较大,叶片在各个方向分布均匀,平均叶倾角小,相应地辐射透过系数较低,光截获的比例相对较高,有利于干物质的同化积累,光能利用率高。     

苹果分层纺锤形冠层结构与果实产量品质的关系

【目的】研究分层纺锤形冠层结构与产量品质关系,分析树形结构的适宜性,为短枝苹果整形修剪提供依据。【方法】以分层纺锤形苹果树为研究对象,测定冠层微气候因子、枝量、冠层结构及产量和品质参数,分析比较不同冠层间的差异。【结果】不同冠层的光照、温度、ACF、DIFN、MTA都随冠层高度的增加而增加;湿度,主枝长,主枝粗,冠层体积、LAI、产量随冠层高度的增加而减小;而果实品质仅有果实着色面积在上层与中、下层上存在显著差异,而其它品质指标在各层间无显著差异,果实品质一致性较高;产量主要集中于树体中下部冠层,便于修剪、树体管理、采摘。【结论】树冠下部冠层产量平均为下部冠层产量平均为40 392 kg/hm²,中部冠层产量为15 081 kg/hm²,上部冠层产量为8 316 kg/hm²,产量主要集中于冠层中下部,便于管理和采摘,苹果分层纺锤形冠层通风透光条件良好,产量较高,品质指标在各层无显著差异,果实品质一致,有较好生产应用价值。     

遥感技术在林隙研究中的应用与展望

林隙干扰了生境,造成了光、温度、湿度等要素的空间异质性。光作为一个主要因素,影响着林隙更新这个动态的过程。随着遥感在资源环境中的广泛应用,衡量与林隙更新有密切关系的植物光合作用变得更为重要,而光合作用的叶面积指数和光能利用效率以及反映光合作用结果的生物量,都可以用遥感的手段进行研究,这在很大程度也会促进林隙更新的研究。以林隙中光的异质性为中心,介绍了比较先进的相关遥感研究手段,并提出了遥感应用到林隙的研究中的一些设想。     

长白山阔叶红松林不同演替阶段冠层光谱特征及其与气温的关系

【目的】通过遥感数据分析长白山阔叶红松林不同演替阶段冠层光谱变化特征,为揭示长白山群落内部种间变化以及植被生产力对气候因子的响应机制提供理论依据。【方法】通过Google Earth Engine平台提取1984-2019年长白山原始阔叶红松林与次生白桦林Landsat和Sentinel多年冠层光谱数据并计算植被绿度参数,分析二者冠层光谱特征季节变化、植被绿度的季节与年际变化,计算植被年际绿度变化与同期月均温的Pearson相关系数。【结果】(1)原始林与次生林冠层可见光反射率在非生长季较高,生长季下降,而近红外光变化趋势则与此相反。在生长旺盛季节(5-10月底)原始林与次生林可见光波段冠层反射率相近,近红外波段差异明显,次生林冠层反射率更高。二者都具有明显的"红谷"、"绿峰"、"蓝谷"和"红边"现象,原始林冠层光谱反射率年变化幅度小于次生林。(2)原始林与次生林的绿度表现为相同的变化趋势,即春季展叶期间增长、秋季落叶期衰减。非生长季,原始林植被指数变化较为稳定且大于次生林,次生林林下透光度高。生长季,次生林增强植被指数(EVI)和哨兵二号红边位置(S2REP)均大于原始林,植被冠层生...     

长白山云冷杉针阔混交林幼树树高--胸径模型

采用长白山林区2013年调查的12块1 hm2固定样地中5个树种的幼树树高--胸径数据,用35个树高曲线经验模型进行模拟、筛选。结果表明,Curtis于1967年提出的三次多项式h=a0+a1d+a2d2+a3d3能够很好地拟合5个树种幼树的树高--胸径模型,决定系数(R2)最高可达0.786 5。用独立样本数据对该模型进行检验,结果表明,模型的表现能力良好,能够适用于本地区的云冷杉针阔混交林的幼树树高--胸径模拟。以空间代替时间的方法分析5个树种的幼树树高生长规律,发现色木幼树树高较大;红松和冷杉幼树树高生长类似;云杉幼树树高初期较小,而后期生长很快。本文提出的幼树树高模型可为抚育经营提供参考。      

云冷杉天然针阔混交林合理经营密度研究

[目的]评价云冷杉针阔混交林不同径级层的合理经营密度范围。[方法]以长白山云冷杉针阔混交林为研究对象,利用林分平均胸径和树冠面积建立的最大密度模型和半峰宽原理,求得大、中、小不同径级林分的合理经营密度。[结果](1)树冠面积方程方面,云杉、冷杉、红松以二次函数为主,阔叶树种组以线性方程为主,模型的有效区间胸径应在[5, 70]之间;(2)指数函数对于拟合平均胸径与不同径级层最大密度关系较好,但决定系数R~2仅在0.5～0.6之间(P0.05);(3)小、中、大径级层合理经营密度范围分别为0.403N_(max)～1.619N_(max)、0.523N_(max)～1.754N_(max)、 0.478N_(max)～1.307N_(max)。[结论]合理经营密度株数配比在6∶3∶1、5∶3∶2、5∶4∶1等比例之间变化,且经营指数的频数分布符合正态分布。     

长白山云冷杉混交林直径结构分布研究

【目的】选择能够正确拟合经过采伐后的长白山云冷杉针阔混交林直径结构分布的模型。【方法】以长白山12块经过2~3次采伐的云冷杉过伐林固定样地数据为依据,分别运用负指数、三参数Weibull、限定混合Weibull模型拟合云冷杉混交林的直径分布。【结果】12块样地密度为535~1 035株/hm2,平均胸径变化不大,在20.1~23.9cm;所有样地直径分布偏度为正。除1号、7号样地的直径结构用负指数模型效果较好,2号、4号样地用三参数Weibull模型拟合效果较好外,其余样地均适合用限定混合Weibull模型拟合。【结论】3种分布模型中,负指数模型拟合近似"反J"型曲线时效果较好,而限定混合Weibull模型在拟合不规则直径分布时效果较好。     

长白山针阔混交林乔木幼苗组成与空间分布

目的了解长白山地区针阔混交林森林群落中乔木树种天然更新幼苗的组成及空间分布情况,为进一步科学经营奠定理论基础。方法以长白山光明林场针阔混交林固定样地为研究平台,通过对连续1 hm2面积内乔木幼苗和大树进行定位调查,分析了该森林群落中乔木幼苗的物种组成;运用点格局分析法,对样地内典型阔叶乔木(水曲柳、紫椴)和针叶乔木(红松、臭冷杉)幼苗的空间分布及幼苗与大树空间分布之间的关系进行研究。结果(1) 样地内乔木幼苗树种组成丰富,共调查到幼苗10 865株,隶属于17个乔木树种,且幼苗全部来自样地内大树树种,未发现样地外其他树种的幼苗;(2)从幼苗的空间分布格局来看,在较小的研究尺度上,水曲柳、紫椴、红松和臭冷杉的幼苗均呈现聚集性空间分布;(3)从幼苗与大树空间分布的关系来看,在一定的研究尺度范围内,水曲柳、紫椴幼苗与其大树表现出正相关关系,而红松、臭冷杉幼苗与其大树则表现为负相关关系。结论长白山针阔混交林中主要阔叶乔木和针叶乔木的幼苗在较小尺度上多表现为聚集分布,主要阔叶乔木幼苗与大树在空间上呈正相关,主要针叶乔木幼苗与大树在空间上呈负相关。      

长白山金沟岭杨桦次生林下幼树生物量模型

为了对杨桦次生林下生物量模型进行补充研究,以长白山金沟岭林场杨桦次生林固定样地为研究对象,采用样地抽样的方法对林下主要树种幼树进行抽样,运用异速生长方程对幼树生物量模型进行拟合。结果表明,林下主要树种幼树生物量模型呈异速生长关系,自变量以地径D0,树高H最为紧密。其中,仅以地径D0作为单一自变量的模型精度明显低于以地径D0和树高H为自变量的模型精度;调整系数Radj2均在0.9以上,平均预测误差MPE范围在5%～49%之间,椴树的枝、叶、根和地上生物量,色木的枝生物量模型相对较差,平均预测误差均达到了40%以上;其次,根茎比与地径D0呈明显负相关关系,与树高H相关性不显著,调整系数Radj2较低,范围仅为0.053～0.507之间。最后,主要树种幼树生物量随着郁闭度的增大,表现依次下降的趋势,即W(0.6)>W(0.8)>W(1.0)。     

长白山区阔叶红松林采伐林隙种子库研究

土壤种子库是森林植物种群动态和森林更新的一个重要环节,为森林植被恢复提供了重要的物质基础。该文通过对凋落物层和腐殖质层（0～10 cm）种子库取样并用物理挑选法进行分类,对长白山区阔叶红松林不同面积和年龄的采伐林隙内土壤种子库的特征进行研究。结果表明:阔叶红松林不同面积林隙内种子库的丰富度和种子密度存在较大差异;不同年龄林隙内种子库的丰富度差异不大,但种子密度差异显著;林隙内不同部位间种子库的丰富度和种子密度差异较大,且丰富度和种子密度分别主要由腐殖质层和凋落物层决定;红松和色木槭在林隙内外种子库中均占据主导地位,显示出红松有良好的更新潜力;随林隙形成时间的延长呈现出多样性增加但优势度下降的趋势;非林隙林分内土壤种子库的多样性和种子密度高于林隙,但优势度低于林隙;与非林隙相比,林隙内土壤种子库的物种组成与更新幼苗的相似性较低,且随着林隙形成时间的延长,种子库物种组成与幼苗的相似性越来越低。      

长白山自然保护区蒙古栎幼树生理生长特性随海拔梯度的变化

目的揭示长白山自然保护区蒙古栎幼树生理生长特征对海拔梯度的响应,以预测环境变化对该地区蒙古栎幼树生长的潜在影响。方法以长白山自然保护区不同海拔的林下蒙古栎幼树为材料,研究其叶片生理学、叶片形态学特性和植株生长特性对海拔梯度的响应。结果（1）蒙古栎叶片的比叶重和叶片干物质含量没有显著的海拔差异（P > 0.05）,而叶片的表观量子效率、光饱和点、光饱和速率、水分利用效率和表观CO₂利用效率随海拔高度的增加呈下降趋势,即蒙古栎叶片的对弱光的利用能力、对强光的适应能力和最大光合潜力随海拔高度的增加而下降,生成单位有机物所需消耗的水分和胞间CO₂随海拔高度的增加而增加;（2）蒙古栎植株的叶生物量、新生枝条生物量、一年生枝条生物量、叶生物量比重、新生枝条生物量比重和一年生枝条生物量比重随海拔高度的增加分别下降了64%、59%、60%、53%、45%和47%,即蒙古栎幼树的年生长量随海拔高度的增加而下降;（3）本研究中选择的叶片因子共解释了蒙古栎总生长变异的12.03%,选择的环境因子共解释了总生长变异的19.31%。结论蒙古栎幼树叶片生理性状和整株生长性状对海拔梯度的响应反映了该物种在异质生境中具有较强的叶片生理和整株形态可塑性。蒙古栎幼树的叶片的比叶重和干物质含量随海拔梯度没有显著变化,但其光合速率以及年生长量随海拔高度的增加而下降,即环境变化可能会通过影响蒙古栎幼树叶片的光合特征而非叶片的形态学特征进而影响蒙古栎幼树的生长。本文对预测蒙古栎在未来气候变化下的生理生态响应及演化方向具有一定意义。      

长白山云冷杉针阔混交林两个演替阶段乔木的种间联结性

基于2×2联列表和方差比率,通过χ2统计量检验和种间联结系数值计算,对杨桦次生林和云冷杉针阔混交林阶段林分总体种间联结性进行了分析。结果表明：杨桦次生林群落内出现的12个乔木树种之间的总体关联性方差比率为0.932,接近1,表现为无相关性;在针阔混交林阶段,群落主要种间的总体关联性表现为正相关,说明该阶段的群落已处于和...