不同密度下小陇山蒙古栎次生混交林树冠结构与密集度的关系

[目的]林木树冠结构与密集度具有一定关联性。密度效应一直是森林经营关注的问题,本研究通过探究蒙古栎次生林林分密度与树冠结构、密集度的关系,以期深入掌握蒙古栎次生林结构特征,为蒙古栎林可持续经营提供充分的科学依据。[方法]于2020年8月在小陇山蒙古栎次生混交林中选取立地条件均一、不同密度的典型样地进行调查,采用最小显著性差异法、Pearson相关系数和最优结构方程模型,分析不同密度下树冠结构与密集度的关系。[结果]不同密度蒙古栎林中树冠体积的变异最强,其次为冠长与树冠面积,冠幅、冠长率和冠形率的变异最弱,树冠结构特征的变化趋势随林分密度的改变呈单峰型分布。随着林分密度递减,冠幅、树冠面积、树冠体积分别与胸径的相关性趋势近似于“L”型,而冠长和胸径的相关性趋势与林分密度的变化保持了一致,林分密度对冠长率、冠形率与胸径相关性的影响不大。蒙古栎林密集度处于中等密集至很密集状态,但不同密度林分内林木树冠的挤压与重叠程度有差异,其中优势树种蒙古栎、白桦、华山松和椴树起了决定性作用。蒙古栎林中林分密度对树冠结构与密集度关系的影响包含两种路径:林木竞争—树冠结构共同介导的间接影响;林木竞争—胸径—树冠结构共同介导的间接影响。[结论]不同密度蒙古栎林树冠结构有差异,树冠结构特征与林木胸径有关,林分密度影响了蒙古栎林树冠结构与密集度的关系。要实现蒙古栎林的可持续经营,不仅要考虑林木胸径大小,更要关注林木树冠结构特征,通过调整林分密度可优化树冠结构,改善林冠层挤压状况,以促进森林更新与增加物种多样性。

不同修剪与施肥结合处理对茶树树冠结构及春茶产量影响

以茶树品种‘白叶1号’和‘槠叶齐’为试验对象,采用3因素3水平完全随机试验设计,探讨不同施肥与修剪处理对茶树树冠结构及春茶产量的影响。结果表明,茶树树冠受修剪时间和修剪高度的影响,枝条数量和枝条高度均以修剪时间5月10日、修剪高度50 cm处理最佳;不同修剪时间和修剪高度对春茶产量的影响存在显著差异(p<0.05),修剪时间5月10日、修剪高度50 cm、高施肥水平处理春茶产量最高,‘白叶1号’(修剪时间6月10日、修剪高度30 cm、低施肥水平)与‘槠叶齐’(修剪时间6月10日、修剪高度40 cm、中施肥水平)分别具有较高一芽一叶百芽重;树冠结构对鲜叶产量有重要影响,枝条数量及枝条高度与鲜叶产量存在显著正相关。修剪时间5月10日、修剪高度50 cm及高施肥水平为茶树优良树冠结构培育和春茶高产的最优组合措施。

基于带状采伐对天然更新油松幼树树冠结构的影响研究

为实现河北承德地区油松人工林的科学可持续发展,研究者采用标准观察法,对带状采伐后油松幼树人工林天然更新的特征和效果进行深入的分析与研究。结果表明,区域内油松幼树单棵活枝轮数与采伐带和保留带差异不明显。其中,保留带内活枝轮数变化幅度较小,而采伐带内树冠从上到下变化幅度较大。研究结果能为促进油松人工林的天然更新及相关林业机构拟定科学的森林经营方案提供有力数据支持。

苹果树形改造对树冠结构和冠层光合能力的影响

为解决乔化密植苹果园树冠郁闭、光照差、产量低、品质差的问题,于2001～2004年在北京昌平区十三陵农场(东经116°13′,北纬40°13′,海拔79m)对1986年定植的富士苹果(Malusdomestica Borkh.‘Fuji’)进行树形改造试验,将三主枝疏散分层形逐步改造为高干开心形。经过3年的改造,主干高度从0·29m提高到1·37m,主枝数从15·8个减少到4·58个,冬剪后枝数从2119·73×103·hm-2减少到814·07×103·hm-2,叶面积指数从3·98减少到2·31。改造后树冠的叶片和光照分布更加均匀,低于30%的无效光区从43%减少到24%。通过对冠层光合作用的数值模拟发现,改造树冠层的光合作用比未改树略有降低,在整个生长季(5～9月)改造树的冠层光合能力比未改造树小14·6%,但平均单叶光合速率却增加40·4%。改造后苹果产量从27·3t·hm-2增加到54·5t·hm-2,可溶性固形物从12·83%增加到15·55%。

SH6矮化中间砧富士苹果幼树至结果初期树冠结构、产量和品质的形成

【目的】研究高纺锤形SH6矮化中间砧富士苹果幼树至结果初期树体结构和产量的形成动态,为苹果矮砧树整形修剪和早果优质高效生产提供理论和应用依据。【方法】以2005年春季栽植的矮化中间砧富士(宫藤富士/SH6/八棱海棠)苹果为试材,2006—2011年连续6年调查树体生长、枝类组成和果实产量品质的变化。【结果】4年生前,树体高度和干周粗度增加迅速,第4年树高和覆盖率分别为3.05 m和33.64%;第2—7年间总枝量随树龄的增长而增加,4年和6年生平均枝条总量分别为26.54×104条/hm2和45.74×104条/hm2;优质短枝以种植后第3和4年间增加最多,随着树龄的增长和结果,不同类型枝条的数量发生变化,30 cm以上的长枝数量逐渐减少;优质短枝比例第2—4年间随树龄增长而增加,第4年后其比例稳定在30%以上,而30—60 cm长枝的比例降至10%以下;种植后第3年结果,第4—6年的产量分别为10.8、22.9和39.6 t.hm-2;第7年时树冠果实平均单果质量为299.79 g,着色面积达97.56%,可溶性固形物含量为14.60%。【结论】4年生前树冠总枝量少、覆盖率低是导致早期产量低的主要因素;通过增加栽植密度和改进修剪方法(多留枝)等使第4年的树体高度达到3 m以上、覆盖率60%、总枝量50×104—80×104条/hm2、优质短枝比例稳定在30%—35%,大于30 cm的长枝比例为5%—10%是高纺锤形矮砧富士苹果早果优质丰产的关键技术措施。

樟子松人工林树冠结构的分形分析

基于樟子松人工林7块固定标准地中的31株解析木的树冠体积和叶量,以幂函数关系(F=Av(D/3))建立了预估树冠表面积的分形维数。同时根据生物量实测数据,建立预估叶量的生物模型Lw=0.180 397D3 045 903H-1.673 48。基于枝解析、树干解析数据,动态地预估了一年、二年、三年前的树冠体积,并结合树冠体积、叶量的这种幂函数关系可以动态地预估一年、二年、三年前树冠表面积的分形维数,从而反映出树冠结构的动态变化规律。为了了解不同分级样木的分维数变化情况,利用2003年调查的4块生物量标准地数据,根据单株树木各个枝条占据的空间体积与该枝条的带叶枝干重的关系,计算了各标准地不同分级样木树冠的分维数。为探讨单株样木树冠的分维数的计算提供了一种可行方法。树冠的分维数作为表征树冠的动态生长变化是一有用和可靠的指标。

三维扫描技术在获取杨树树冠结构特征参数上的应用

【目的】树冠结构影响光能截获能力从而直接影响生物量的积累。杨树冠形特征参数的研究能够为杨树优良品种的选育提供有力的选择依据,但是因为杨树的树型高达,树冠结构复杂,树冠结构特征参数难以直接观测。【方法】建立了利用三维扫描技术获取树冠结构特征参数的方法,并测量了高密度(2 m×3 m)人工林中6年生杨树03-04-171的冠形特征参数,包括不同生长单元早发枝和同期枝一级枝的枝长、分枝角度、方位角、枝条曲率及弯曲度。对直接测量(砍伐)与三维扫描方法测量的胸径、树高进行回归分析,检测三维扫描测量的精度。【结果】回归分析结果表明:胸径的回归系数分别为R2=0.967 72,显著值为P=8.26×10-13,树高回归系数为R2=0.965 27,显著值为P=1.440 29×10-12。结果说明三维扫描方法具有较高的测量精度,可以应用于树冠结构特征的测量。扫描参数结果显示,树冠上每一个生长单元的上部枝条长度较长,分枝角度较小,曲率较大,数量少,为早发枝;中下部枝条数量多,短而平直,为同期枝,这与已有的研究结果一致。【结论】三维扫描技术可以应用于树冠结构特征的研究。

林分密度对山桃树冠结构的影响研究

树冠结构决定着林木外部形态和对光能的截获能力,并直接影响林木个体的初级生产力。对于风景林来说,树冠结构不仅影响着林木个体的姿态,而且严重地影响着林木的开花结实,进而显著地影响着林木的观赏性。以北京山区山桃风景林为例,从枝条长度、枝条基径、分枝角度及侧枝密度等变化的角度对林分密度与山桃树冠结构的关系进行研究。结果表明:①山桃的树冠形状在一定程度上受林分密度的影响,高密度(>3500株/hm2)林分中山桃活枝下高相对较高,而冠幅、树冠率相对较小。②林分密度在一定程度上对一级侧枝的各种树冠形态参数产生影响,但不同处理间差异不显著,而对较高序级枝条的枝长度、基径、枝角和侧枝密度有显著或极显著影响;各序级枝条的基径随密度提高而增大,且与枝角呈负相关,与枝长度呈显著正相关。③在低密度(<2500株/hm2)林分中,各树冠层次中的枝条结构均有利于光的吸收,长短枝比例相对比较合理。建议山桃风景林的经营密度应控制在2500株/hm2以内。

不同光环境下木荷幼苗树冠结构的可塑性响应

从冠形、侧枝和叶片在树冠中的空间分布等方面对天然更新木荷(Schima superbaGardn.et Champ.)幼苗的树冠结构进行了研究,认为木荷幼苗的树冠对光照条件的变化有显著的可塑性响应。随着光照水平的提高,幼苗树冠由阔、松散型向相对紧密、窄冠型发展,表明木荷幼苗对不同光照环境有较强的适应能力。木荷幼苗在强光环境下产生短枝,在适度荫庇条件下侧枝和主枝同时向上方和侧方伸长生长;在强度遮阴条件下,侧枝发生强烈的伸长生长并发生强烈的分枝行为,同时在不同自然环境条件下幼苗的叶片密度由全光、林隙到林冠下逐渐提高。随着光照水平的减弱,1级侧枝密度逐渐降低,分枝(2级侧枝和3级侧枝)强度却逐渐增大,且侧枝在树冠上的分布有向上集中的趋势。

表型可塑性对木本植物树冠结构与发育的影响(英文)

作为一组固生生物 ,树木具备一种独特的生存能力来适应在漫长生长过程中发生的环境变化。正是因为这样的原因 ,树木的许多生物学特性 ,如分枝习性与树冠结构 ,代表了树木的生长“蓝图”或基因型与其生长环境及历史的互作关系。遗传因子通过突变 ,染色体重组、基因重复 ,易位与互换等过程形成树木发育成固定的结构。早期形态学家已认识到 ,树木存着大量的形态与发育方面的重复 ,利用这些重复的分化 ,许多热带树种可以被划分成少数几组形态。类似的工作已用在温带树木的结构分析上。但是 ,尽管发展这样的一个分类机制是很容易的 ,然而实际的应用却非常困难 ,这是因为在相同的树木类别内 ,甚至在相同树种内 ,存在着巨大的表型分化。不同的环境或发育过程会使具有相同基因型的树木产生不同的结构 ,由此可见其影响和遗传影响同样复杂环境对树木结构的影响称为表型可塑性。通过缓解自然选择的效应 ,表型可塑性对提高植物适应能力具有重要作用。如果表型可塑性存在遗传变异 ,那么 ,具有不同可塑性的群体会产生进化。表型可塑性亦可用于分析由环境引起的性状相关 ,例如环境能导致性状相关在方向与大小上的变化。基因型与环境互作的结果导致有机体的发育以外遗传的系统的改变 ,产生所谓的异时性生长

思茅松天然林树冠结构模型

以云南省普洱市思茅区思茅松天然林为研究对象,采用枝解析调查了34株思茅松样木的树冠数据,分析了一级枝枝长、枝径、着枝角度、弦长和树冠半径5个树冠形状变量的变化规律,分别构建其预估模型;分析了树冠结构变化,分别构建了一级枝轮枝高度预估模型、一级枝枝条数量预估模型和一级枝枝条数量累积预估模型,并采用独立样本进行模型统计精度检验。结果表明:8个预估模型的预测效果良好,精度达到91%以上,尤其是一级枝着枝角度模型和一级枝轮枝高度模型预测精度达到97%以上。研究结果合理准确描述思茅松树冠结构的变化,为思茅松天然林的经营管理提供科学依据。

水杉人工林树冠结构及生物生产力的研究

研究了水杉人工林的树冠结构和林分生物生产力．结果表明，不同密度及林龄的林分树冠结构存在较大差异．随着树冠部位上升和林分密度增大，分枝角度逐渐减小；径阶大小与枝叶率成反比，与树冠重量成正比，径阶增大，树冠最大叶量层的位置上移，有效光合面积相对减少．树冠结构的变化直接影响到林分的生物量生产、分配比例和经济生物量．林分干、枝、叶的干物质累积趋势可用Ｒｉｃｈａｒｄ方程描述；林龄增大，分配到主干的生物量比例逐渐增加，分配到枝叶的比例逐渐减少；１５年生时，作建筑材的经济生物量是６２５＞２５００＞１２５０株·ｈａ（－１）的林分，作造纸材的经济生物量为２５００＞６２５＞１２５０株·ｈａ（－１）的林分．

扁桃||冬小麦间作模式下树冠结构对间作区域光环境的影响

本文研究了作物、果树间作模式下果树树冠结构对间作作物区域光环境的影响,为果粮间作模式下适宜果树高光效树形结构的确定提供理论依据。以南疆地区扁桃(10 a)||冬小麦间作种植模式为研究对象,扁桃树形分为疏散分层形、开心形、高干形、小冠半圆形4个树形处理,以非间作的冬小麦大田为对照,于冬小麦灌浆期对间作区域不同波段辐射强度、光谱组成和光合有效辐射(PAR)日变化规律进行分区测定。结果表明:1)各树形对应间作区域光环境优劣程度从高至低依次为小冠半圆形、高干形、开心形、疏散分层形,几个树形处理间作区域总辐射强度平均值分别为对照的55.63%、46.54%、37.87%和28.76%,光合有效辐射强度依次为自然光对照的55.84%、44.57%、35.52%和26.40%;2)与自然光对照相比,间作区域各波段光照辐射强度均有不同程度降低,其中PAR、蓝紫光、黄绿光和红橙光区域消减幅度高于总辐射平均值,紫外、近红外和远红外区域消减幅度低于总辐射平均值。以疏散分层形西侧冠下区为例,该区域总辐射消减为自然光的11.37%,蓝紫光、黄绿光、红橙光和光合有效辐射分别消减至对照的7.98%、8.42%、8.62%和8.30%;紫外光、近红外和远红外分别消减至对照的12.30%、15.94%和23.00%;3)光质参数中"红橙光/远红外"比值对树冠结构特征变化敏感度高,变异系数为23.34%,可作为对间作区域光环境评价的主要指标;4)冠幅、干高、树高、有无主干等树冠结构指标对间作区域特别是东侧区域的PAR日变化趋势影响大。综合以上结果,南疆扁桃||冬小麦间作模式下,控冠、提干、落头等整形修剪措施能够改善间作区域的光照条件,以采用小冠半圆形树形间作区域光环境最优。

集约与粗放经营杨树人工林树冠结构的研究

通过对集约经营与粗放经营杨树人工林树冠结构的研究表明 :集约经营树冠的枝长分布和树冠形状有利于对光的截获 ;用分级标准木法实测叶面积指数 ,集约经营为 3 0 36 2m2 m-2 ,粗放经营为 2 1 786m2 m-2 ,前者是后者的 1 4倍。集约与粗放经营林分累积叶面积指数可以分别用下列模型进行估测 :ICLAI=0 .2 6 0 7 Z1.80 3 0 e-0 .164 3Z(R2 =0 .991 9)和ECLAI=0 .0 6 39 Z2 .64 80 e-0 .2 53 0 (R2 =0 .996 0 ) 。分别以平均木冠长为自变量 ,用上述模型计算集约与粗放经营林分累积叶面积指数 ,结果为 3 1 2 2 1m2 m-2 和 2 2 6 1 9m2 m-2 ,分别与实测值相差 2 8%和 3 8%。集约与粗放经营林分标准木的累积叶面积垂直分布与对应模型模拟的结果具有紧密的正相关 ,利用标准木的测定值能可靠地估测林分的垂直累积叶面积指数分布 ;栽培措施对树冠形状有显著的影响 ;圆锥形树冠。

间伐对杉莲混交林中乳源木莲树冠结构的影响

以福建省沙县15年生(13年生时间伐)和17年生(10年生时间伐)的乳源木莲 杉木中龄混交林(杉莲比为7∶3)为研究对象,通过应用Ruark异速生长模型,对间伐后混交林中乳源木莲的树冠结构进行研究。结果表明,在混交条件下,不同间伐期对树冠形状有显著影响:13年生时间伐,乳源木莲树冠生长受到限制不能充分扩展,树冠形状近似抛物线形,枝长分布方式对下部层次造成遮荫,不利于乳源木莲树木的光合作用;而10年生时间伐,乳源木莲具有圆锥形树冠、较大的枝倾角和较高的叶面积指数,因此有利于树冠对光的截获,从而增加单株生物产量,有利于培育乳源木莲大径材。杉莲混交林中乳源木莲累积叶面积指数可以分别用以下模型进行估测:y(10年生时间伐)=2 6211Z0 1318е0 0417Z(R2=0 9418)和y(13年生时间伐)=1 7546Z0 6122е-0 1411Z(R2=0 9923)。通过残差百分比检验和后验检验表明,模型拟合度较高,预测效果良好。

林分密度对Ⅰ-69杨树冠结构和光能分布的影响

密植的Ⅰ-69杨林分树冠分枝角度小,骨干枝比率低。当叶面积指数达到7.81、冠层最大叶面积密度达0.8～0.9时,是林分最适密度状态。光在冠层内的分布,受叶面积指数和叶片消光系数支配。密植的林分,光强衰减较快。以8%的相对光强作为临界光强,林龄6年时以高密度林分的生产能力最低;中密度林分最高。但林龄7年时,低密度林分的生产能力已经接近中密度林分。

不同立地条件下杨树树冠结构与溃疡病的关系

调查了不同立地条件下的杨树树冠结构和溃疡病的病情,分析了立地条件对树冠结构的影响以及树冠结构与溃疡病病情的关系。结果表明:树冠表面积(CSA)与土壤类型、土层厚度、腐殖质层厚度均呈极显著正相关;单株总叶面积(TLA)只与土壤类型呈显著正相关;冠幅(W)与土壤类型呈极显著正相关,与腐殖质层厚度呈显著正相关;枝下高(Hub)与土层厚度呈极显著正相关,与腐殖质层厚度呈显著正相关。杨树溃疡病病情与树冠结构密切相关:病情指数与W、冠长树高比(PLCH)、CSA呈极显著负相关,与TLA呈显著负相关。各树冠结构指标对病情指数的直接作用如下:正向作用由大到小的顺序为叶面积指数(LAI)、冠形率(CSR)、W、TLA、一级分枝粗度(Dfb);负向作用由大到小的顺序为PLCH、冠层密度(CLD)、CSA、Hub、一级分枝角度(Afb)。但从决策系数来看,对病情有抑制作用的各树冠结构指标的相对重要性由大到小的顺序为LAI、CLD、PLCH、W、CSR、TLA、Hub、Dfb。综合考虑各树冠结构指标与溃疡病和立地条件的关系,W对溃疡病的相对重要性适中,且与立地条件呈显著正相关,与杨树溃疡病病情呈极显著负相关。因此,应以W作为溃疡病立地控制的主要树冠结构指标,选择立地条件好(壤土、腐殖质层厚)的造林地或通过施肥等措施,调控冠幅使溃疡病病情控制在一个较低的水平,保持杨树林的生态平衡和经济效益的稳定。

不同林分密度下杨树树冠结构与溃疡病的关系

针对不同林分密度对树冠结构的影响以及不同密度条件下杨树树冠结构与溃疡病的关系进行了分析。结果表明:不同密度条件下的杨树一级分枝粗度和冠层密度存在极显著差异。病情指数与密度呈显著正相关(0.631),与冠形率呈显著负相关(-0.540)。通径分析结果表明,各树冠结构指标对病情指数的综合作用均为负,从大到小依次为:冠幅、单株总叶面积、冠长树高比、叶面积指数、枝下高、树冠表面积、冠层密度、一级分枝粗度、冠形率、一级分枝角度。其中以冠幅和单株总叶面积的综合负向作用最大。因此,杨树溃疡病密度调控的树冠结构指标选择应着眼于冠幅和单株总叶面积。在调查的5个林分中,株行距为2.0m×3.0m的林分密度最为合理,林中溃疡病病情最轻。

茶树树冠结构变化的数学模型研究

为对不同树龄茶树的树冠结构进行科学评价 ,并为制定合理的农业技术措施提供科学依据 ,以小乔木型品种福鼎大白茶和灌木型品种槠叶齐为材料 ,对湖南 8个地 (市 )规范化栽培茶园 1～ 18年生两类型品种茶树树冠结构的 15项指标进行系统调查 ,并运用计算机作数据分析 .结果表明 ,两类型品种树冠结构指标随树龄的增大呈现出基本一致的变化规律 ,各项树冠指标均可用一定的数学模型予以表达 .研究结果还表明 ,两茶树品种在 1～ 6年生期间 ,各项树冠指标增幅较大 ,7～ 14年生期间树冠指标的增加或减少的幅度不大 ,树冠结构比较稳定 ;14年生后 ,一些与茶叶品质和产量密切相关的指标 ,如新梢密度、生产枝密度、百芽重、一芽三叶长度和单叶面积下降幅度加大 .同时 ,从两类型品种树冠结构指标的变化来看 ,茶树类型不同 。

树冠结构参数及附近风场特征的风洞模拟研究

根据风洞模型实验 ,分析了树冠结构参数 (疏透度 β、透风系数α)和附近的风速场特征 .结果表明 ,透风系数与疏透度之间符合幂函数关系α =β0 .6,树冠附近的风速减弱区为椭球形立体空间 ,减弱区随树高、冠幅的增大而增大 ,随透风系数 (或疏透度 )的增大而减小 ,在水平和垂直剖面上 。