杭州市城市森林生态保健功能动态变化监测

选择杭州市具有代表性的郊野森林、森林公园、社区绿地3种类型的城市森林样地及城市中心对照点共4个监测点,建立定位监测站对气温、相对空气湿度、风速、CO₂浓度、空气负氧离子浓度、噪声值等6项指标进行全天24 h不间断连续监测,并对周边的植被状况设置样地进行调查。综合监测数据和调查资料分析了城市森林生态保健功能的动态变化规律及群落结构对其影响。结果表明:1）城市森林具有良好的调节户外舒适度、降低CO₂浓度、增加空气负氧离子浓度、降低噪声等生态保健功能;2）除噪声外,城市森林的其他多项生态保健功能的日变化曲线呈现出明显的单峰式。舒适度指数的最高值出现在5:00-6:00,最低值出现在12:00-14:00。CO₂浓度的最高值出现在5:00-8:00,最低值出现在13:00-14:00。空气负氧离子浓度的最高值出现在15:00-16:00,最低值出现在21:00-22:00。郊野森林和森林公园噪声日变化波动性不大,均处于较低值;3）城市森林调节户外舒适度的功能在3种类型的城市森林均表现为冬季最低,而其他季节的次序并不一致。降低CO₂浓度和增加空气负氧离子浓度的功能均为夏季最高,冬季最低,春、秋两季次之。降低噪声的生态保健功受季节的影响不明显。本研究还探讨了城市森林群落结构对所体现出来的城市森林生态保健功能的差异性的影响。     

滇中高原森林生态站冬春季森林小气候特征研究

以滇中高原森林生态站辅站点昆明树木园的麻栎+栓皮栎混交林与云南松林为研究对象,采用定位观测对林外和林内小气候,通过分析林内外空气温度及湿度、光照强度、土壤温度、风速5个气象因子,探讨区域内典型林分的小气候特征。结果表明:麻栎+栓皮栎混交林与云南松林对气象因子的影响是显著的,林内光照强度、土壤温度、风速明显低于林外;林内空气湿度显著高于林外;林内的月均气温、最低气温均高于林外,最高气温低于林外。林内外空气温度变化呈现早晚低、日间高的变化趋势;空气湿度变化规律呈现早晚高、中午低的变化趋势;太阳辐射强度日变化均呈现倒"U"型曲线;土壤温度随着土壤深度的增加,差值逐渐减小;风速变化呈现早晚低、日间高的趋势。无论是麻栎+栓皮栎混交林还是云南松林,空气温度与空气湿度的相关性最高。     

景宁县森林康养的负氧离子浓度成效分析

以景宁县已建的负氧离子监测站为基础,开展了森林康养的负氧离子浓度成效分析。结果表明,景宁年平均负氧离子浓度达2758个/cm~3,空气特别清新;各月份中,8月负氧离子浓度最高,4月份和9月份较高;景宁负氧离子浓度存在四季变化,最高峰值出现在夏季和秋季;日中负氧离子浓度呈现出清晨较高,夜晚20时后再次呈现逐渐上升的趋势。景宁县森林资源与水资源丰富,适宜发展森林康养旅游业。     

太平沟森林康养基地气候舒适度变化特征研究

山西省依托优质森林资源，大力发展森林康养产业。气候变化对森林康养基地的发展具有重要影响，适宜的气候条件是选择森林康养基地的重要因素之一。通过对太平沟森林康养基地空气温度、湿度、风速进行长期固定监测，计算气候舒适度指数，研究气候舒适度的变化规律，提出了太平沟森林康养基地适宜开展森林康养活动的月份是6—8月，并根据这3个月的日变化规律，提出了太平沟森林康养基地开展森林康养活动的适宜时间为13:00—15:00。     

辽东山区人工红松林小气候的影响特征研究

采用对林外和林内小气候定位观测的实验方法,以辽东半岛站2013年9月—2014年8月的观测数据为基础,从温度、湿度、风速风向、降雨量、土壤温度(土壤深度:5cm、10cm、20cm、40cm、80cm)等因子对草河口人工红松林林外林内的小气候要素差异性分析,得出了以下结论:保温作用:林内对环境温度影响效果平均在4%左右;林外温度越是向极端情况发展时,影响的效果越显著;在不同土壤深度中,林内的各个土层温度都减小了土壤的温度变化;保湿作用:林内月平均湿度基本高于林外;林内平均提高环境湿度5%左右;林内外的湿度白天低于晚上,成U字形曲线;当外界湿度达到70%以上时,红松林有提高湿度的作用;当外界湿度低于80%时,红松林有降低湿度的作用;防风作用:红松林影响空气地表层的风速明显,平均降低35.5%的风速;涵养水源:林木生长的最旺盛期时对林外降雨影响效果是最明显的,减少降雨量在70%以上。红松生长的最旺盛期时对林外降雨影响效果是最明显的,减少降雨量在70%以上;林木对于降水的影响表现为:森林能增加大气的垂直降水;森林可以减少地表迳流;森林能增加水平降水。     

栎林内空气负离子变化特征与气象因子关系研究

为研究沈阳树木园栎林内空气负离子的时间变化规律及与气象因子的关系,对栎林内的空气正、负离子浓度、风速、空气温度和相对湿度进行了实测,结果表明:栎林内空气负离子浓度的日变化呈"双峰"趋势,一天中8:00和20:00空气负离子浓度最高,14:00时浓度最低。月变化以7月份负离子浓度最高,4月份最低。从季节上看,空气负离子浓度表现为:夏季秋季春季冬季。空气质量的变化趋势同负离子含量变化趋势基本相同。各气象因子中,湿度(p0.01)和风速(p0.01)分别对负离子含量呈极显著正相关,温度(p0.05)对负离子含量呈显著负相关。     

秋季毛竹林空气颗粒物浓度与气象因子相关性分析

城市森林内空气悬浮颗粒物浓度的状况直接反映城市森林对空气颗粒物的净化功能,城市森林空气质量的好坏关系到人们的身体健康状况,本研究对秋季福州旗山森林公园的毛竹林内空气颗粒物浓度日变化进行了监测。结果表明,毛竹林内颗粒物浓度总体日变化趋势呈"W"形,即15:00和19:00出现2个高峰、9:00和17:00出现2个低谷;不同粒径颗粒物浓度日变化均无显著差异,细颗粒物浓度的日变化不及粗颗粒物浓度的日变化敏感,且出现高峰的时间较粗颗粒物滞后;林内颗粒物主要由PM10和PM2.5组成,且PM10与PM2.5的变化趋势受颗粒物浓度的变化的影响较大;气象因子和天气条件对颗粒物浓度(特别是粗颗粒物)的影响较大,颗粒物的浓度与相对湿度成正相关关系,与温度、风速、光照等均成负相关关系。     

长沙市负氧离子浓度变化特征与气象因子相关初探

利用2013年1 ～12月长沙市负氧离子观测资料,分析了长沙市空气负氧离子的季、月和日变化特征,以及空气负氧离子与气象因子的相关关系.结果表明,长沙市年平均负氧离子浓度为806个/cm3,其中秋季平均负氧离子浓度最大,为1 072个/cm3,春季平均负氧离子浓度最小,为551个/cm3.四季中负氧离子的日变化特征存在明显差异,冬季1月和秋季9月,负氧离子浓度日变化均基本呈现双峰分布,只是冬季1月极大值出现在04：00和15：00,而秋季9月极大值出现在05：00和17：00;春季4月,负氧离子浓度日变化基本呈现三峰分布,极大值出现在03：00、12：00和15：00;夏季7月,负氧离子浓度日变化呈现单峰型,极大值出现在06：00.负氧离子浓度与气象因子密切相关,其中与温度、湿度均呈正相关系.     

大兴安岭北部主要森林类型林内积雪特征

为研究大兴安岭北部地区不同森林类型的积雪特征,探索雪水文过程机理,选择该地区3种主要森林类型,于2014年10—12月对其降雪截留、积雪特征进行系统研究。对观测期内12场降雪的大气降雪量以及对林内积雪深度、积雪密度以及雪水当量进行了周期性观测与统计分析。结果表明:1)3种森林类型的降雪截留率随降雪级别的增大而增大,相同降雪等级中不同林型的降雪截留率不同。樟子松林对降雪的截留作用最大,其降雪截留率为22.54%,是兴安落叶松林的1.9倍,是杨桦林的5.4倍。2)森林类型对林内积雪深度有直接影响,常绿树种组成的林型林内积雪深度小于落叶树种组成的林型。其中落叶松林林内积雪深度最大,为27.92 cm,樟子松林最小,为23.56 cm。 3)不同林型林内积雪密度在观测初期会随降雪的输入而降低,无雪期有相应的升高。其中,落叶松林与杨桦林林内积雪密度变化基本相同,而樟子松林林内积雪密度变化幅度较小。4)不同林型林内积雪雪水当量差异显著(P0.05),总体表现为杨桦林落叶松林樟子松林,樟子松林最小,为26.49 mm,杨桦林最大,为39.18 mm。由此可见,不同森林类型的降雪截留效应主要受冬季林分郁闭度的影响。同时,郁闭度对林内积雪深度、积雪密度及雪水当量也有直接影响。      

辽西北地区樟子松人工林对林内小气候的影响

调节林内小气候是森林生态系统服务中的一项重要功能。本研究在辽西北昌图县付家林场内,对樟子松人工林林内林外的空气温度、湿度和风速等气象数据进行了长期的定位观测。结果表明林外年平均空气温度比林内年平均空气温度低0.9℃,林外年平均空气湿度比林内年平均空气湿度稍高,林内风速比林外风速平均降低了30%。     

河北坝上地区2种主要人工固沙林的生物学稳定性研究

通过林木保存率、林木生长、自然更新和防护功能4个指标来反映河北坝上地区北京杨和樟子松2种主要人工固沙林的生物学稳定性。结果表明,北京杨随着林龄的增长,死亡株数迅速增加,25 a林木保存率仅有21.5%,且生长衰退现象严重,大多为萌生个体,幼树全部为萌蘖更新,5 a和25 a林分内的输沙率分别为5.7、5.1 g·cm^-1·d^-1;24 a樟子松林木保存率达到70.4%,但生长分化现象严重,林内存在天然更新幼苗,但数量很少,8 a和24 a生林分内的输沙率分别为1.9、0 g·cm^-1·d^-1。坝上地区北京杨人工固沙林生物学稳定性差,而樟子松人工固沙林则有较高的生物学稳定性。人工固沙林的生物学稳定性从林分层次反映了造林树种对造林地自然环境的适应性,研究结果可为坝上地区的造林树种选择和经营管理提供理论参考。     

氮气介质环境中热处理樟子松木材主要性能的变化

以氮气为介质,采用160℃、180℃、200℃ 3种不同温度,2、4、6 h 3种不同时间分别对樟子松木材进行热处理改性,分析热处理前后樟子松材色、尺寸稳定性及力学性能的变化规律,并采用FTIR及XRD手段分析了其变化机理。结果表明,樟子松木材色差随热处理温度和时间增大而增大,而明度随热处理温度和时间增大逐渐降低,处理材红绿色品指数a^*值和黄蓝色品指数b^*值均大于未处理材。樟子松木材平衡含水率随热处理温度和时间的增大逐渐减小,ASE和吸湿滞后现象随温度的增大逐渐增大。樟子松木材的顺纹抗压强度、抗弯弹性模量及抗弯强度随热处理强度的增加呈现先增大后降低的趋势,但在200℃下对这3个力学性能指标影响均不显著。热处理温度对樟子松材色及尺寸稳定性影响均极显著,热处理时间对樟子松木材明度、黄蓝色品指数b^*、色差、平衡含水率和体积湿胀率影响均极显著。研究结果为高品质樟子松热处理木材的生产提供科学依据。     

L型结构木材中声发射信号传播特征

针对木材结构尺寸及介质改变对应变能传播的影响,研究应力波在变结构的L型试件中的声发射（acoustic emission,AE）特性。首先,参照ASTM-E976标准,在樟子松L型试件表面不同位置产生AE源,并利用采样频率为500 kHz的AE采集系统获取试件表面4个固定位置的AE信号。其次,依据小波分析原理对原始AE信号进行降噪并重构AE波形,进而研究木材结构变化对AE信号频域特征的影响。最后,基于对比分析,研究空气介质对于信号传播特性的影响。结果表明,当AE源位于锯材处时,信号以纵波和横波混合的形式单向传播,木材的结构变化主要影响低频信号成分,使得信号呈现高频带分布;而空气介质对于其时频域均有显著影响;当AE源位于薄板时,木材结构变化、传播路径及空气介质对于AE信号时频域特性均有显著影响。     

基于小波分析的樟子松表面和内部声发射信号频域研究

为准确计算樟子松断裂时在表面和内部传播的声发射（acoustic emission,AE）信号传播速度，对樟子松表面和内部传播AE信号的有效频段进行研究。为得到樟子松断裂时候产生的AE信号，使用万能力学试验机进行三点弯曲压断试验，并在试件表面相距固定距离的2个点采集原始AE信号。为得到不同频段的AE信号，对原始AE信号进行小波分解并重构AE波形。针对不同频段的AE信号，采用信号相关性分析法计算信号到达2个传感器的传播时差，以此计算AE信号的传播速度。根据AE信号在不同介质中的传播规律以及AE信号的传播速度判断AE信号的传播介质和AE信号的主要频率。结果表明，当AE信号在樟子松表面传播时，AE信号的有效频段为15~62 kHz。当AE信号在樟子松内部传播时，AE信号的有效频段为125~250 kHz。使用有效频段内信号计算AE信号的传播速度，可显著提升计算得到的AE信号传播速度的准确性。     

基于因子分析法的北京九龙山土壤质量评价

对北京九龙山不同林分类型的土壤质量进行综合评价,为该区域森林抚育及土壤可持续利用提供参考依据。选取pH值、有机质、全氮、有效磷、碱解氮及速效钾6项土壤指标,采用因子分析法对10种林分的土壤质量进行综合评价。结果表明:1)所有林分的pH值和主要养分指标分别随着土层的加深逐渐上升与下降,且表土层与其它土层的土壤养分含量有较大的差异,pH值介于4.71与6.35之间,而各营养指标的最大值至少约为最小值的4倍; 2)各土层pH值、有机质+氮和磷钾3种主成分得分最低的分别是华北落叶松、樟子松和侧柏林;3)各土层综合得分排在前2名的都是灌木和白蜡林,而最低的分别是表土层的黄栌林和其余土层的樟子松林;4) 林分土壤质量优劣为:白蜡林>灌木林>糠椴林>栓皮栎林>华北落叶松林>侧柏林>油松林>黄栌林>五角枫林>樟子松林。其中,油松、五角枫和黄栌林的总体质量低且各养分都较缺乏,樟子松林的有机质和氮较缺乏,而侧柏和栓皮栎林磷钾较缺乏。因子分析法能客观准确地反映土壤质量,可用于土壤质量评价。     

细叶云南松混交林土壤微生物群落功能特性及与林分结构关系的研究

以中国西南地区南盘江流域优势种群细叶云南松的3种林分为对象，采用常规化学分析和Biolog-Eco微平板法分析其土壤酶活性和土壤微生物代谢活性，并利用冗余分析分析了它们与林分结构之间的相关性。结果表明:1）3种混交林的植物多样性、非空间结构和空间结构明显不同（P<0.05）。2）3种混交林的酸性磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性均随着土层厚度的增加逐渐降低。细叶云南松和多种阔叶树混交的林分（PYⅠ）过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性较低，其AWCD、Shannon-Wiener指数、Simpson指数也显著低于另外2个林分（细叶云南松和栎类，PYⅡ；细叶云南松和铁坚油杉和栎类，PYⅢ）（P<0.05）。在3种混交林中，土壤微生物对氨基酸和碳水化合物利用量均较高。3）土壤微生物功能特性与林分结构关系密切。结果显示了林分类型、结构与土壤微生物群落功能的关系，可为南盘江流域森林及土壤资源的评价与管理提供科学依据。     

接种菌根真菌和氮添加处理对樟子松苗木根际微生态环境的影响

通过研究接种菌根真菌和N添加处理对植物根际土壤胞外酶及其计量特征,以及微生物养分限制的影响,从而探讨全球N沉降背景下菌根真菌对根际微生态环境的调控机制。以1年生樟子松的盆栽菌根苗（简称+M,混合接菌处理）和非菌根苗（简称-M,未接菌处理）为对象,设置4个N添加处理:不施N（0N,0 kg·hm^-2·a^-1）、低氮（LN,15 kg·hm^-2·a^-1）、中氮（MN,30 kg·hm^-2·a^-1）、高氮（HN,60 kg·hm^-2·a^-1）。对比分析接菌和N添加处理对樟子松苗木根际土壤速效养分和胞外酶活性及其计量特征的影响,探究菌根真菌对微生物养分限制调控规律。结果表明:1）不同接菌处理下,随N添加量增加,土壤中碱解N均呈增加的趋势。HN处理下,菌根苗根际土壤有效磷达到最大。2）LN、MN处理下,菌根苗根际土LAP、NAG和ALP酶活性均显著高于非菌根苗。3）MN、HN处理下,菌根苗根际土壤中微生物碳限制和磷限制较非菌根苗均显著降低。4）通过PLS-PM路径模型分析发现,接菌处理正效应作用于根际土壤微生物养分限制。综上,N添加改变了根际土壤N平衡,菌根真菌有效调控N添加下根际微生态环境的稳定性,降低苗木根际微生物的碳和磷限制。     

基于DEM数据分析川西云杉林与高山柏林空间分布特征——以石渠县为例

以2019年森林资源规划设计调查小班数据为基础，叠加数字高程模型,应用地理信息系统技术提取研究区海拔、坡度、坡向等地形因子。通过应用GIS空间分析,探究川西云杉林、高山柏林空间分布与地形因子的相关关系,分析其空间分布特征。结果表明:川西云杉、高山柏仅分布于石渠县西南部，金沙江及其一、二级支流两岸的高山峡谷地带，面积19 329.08 hm²。川西云杉林、高山柏林分布范围基本位于3 250~4 600 m；3 700~4 300 m海拔区间是集中分布区，川西云杉林占比92.19%，高山柏林占比80.78%。川西云杉林、高山柏林各坡度分布趋势相同，集中在26°～45°，占比分别为78.27%、78.68%。川西云杉林、高山柏林各坡向分布差异明显，川西云杉林多分布在阴坡、半阴坡，占比72.91%；高山柏林则多分布在阳坡和半阳坡，占比80.04%。     

基于机载激光雷达数据的天山云杉林蓄积量反演模型构建

构建多变量的天山云杉林Schumacher蓄积收获模型,提高林分蓄积量反演精度,获得便捷、快速提取森林蓄积信息的技术方法,为探索山地天然林精准监测与评价提供技术途径。以2020年激光雷达影像与样地实测数据为研究材料,在激光雷达影像图中提取遥感因子,代入Schumacher蓄积收获模型中,通过再参数化来构建适用于天山云杉林的可变密度收获预估模型,并进行精度检验。结果表明,激光雷达影像分辨率较高,进行点云数据处理后,树高提取精度为89.64%,每公顷株数提取精度为85.13%,坡度提取精度为84.26%,坡向提取精度为84.26%,海拔提取精度为97.25%。结合Schumacher蓄积收获模型构建天山云杉蓄积量反演模型,R²=0.80,将检验数据代入模型中,估测蓄积量与实测蓄积量平均精度为90.22%,模型的拟合度较好。研究将立地因子、林分密度、林龄等变量引入Schumacher蓄积收获模型,对于天山云杉的蓄积估测精度有较大提高,优于以往经验模型,满足新疆山地天然林数字经营管理的标准。     

西藏原始林芝云杉林空间结构参数分布特征

以藏东南波密岗乡自然保护区原始林芝云杉林为研究对象,应用空间结构参数角尺度、混交度和大小比数,建立空间结构参数的三元分布,揭示林分的空间结构特征。结果表明,从一元分布看,林木整体属于随机分布,林分强度混交,树种的优劣程度参差不齐,整体处于中庸状态;在混交度和角尺度分布中,以随机分布和强度混交林木株数最多,大小比-角尺度组合中,均以随机分布轴线和中庸轴线两侧基本对称;三元结构参数组合为强度混交、随机分布、亚优势状态林木分布较多。主要树种的混交程度较高,呈现强度和极强度混交状态;其中林芝云杉和华山松为该群落的优势树种随机分布,其他主要树种都为轻度聚集分布;树种间大小比数差异明显,其中林芝云杉最低,<0.252,处于亚优势状态。全面分析原始林芝云杉林的空间结构,为林芝云杉林结构优化调整提供重要参考,为藏东南天然林可持续发展提供科学依据。