天然红松阔叶林不同径阶林木的空间分布特征分析

为进一步揭示天然红松阔叶混交林的空间结构规律,为合理经营天然红松阔叶林提供借鉴,本研究在吉林省蛟河林业实验区大坡经营区设立面积为1 hm2的样地,利用全站仪对高度1.3 m以上的林木进行每木调查,然后利用角尺度、大小比数和混交度等3种结构参数,分析了样地内不同径阶林木的空间分布特征。结果表明:天然红松阔叶林中小径阶(胸径≤10 cm)林木占总株数的59.4%,其周围林木呈随机分布,与林分的总体分布格局一致。大径木的平均角尺度呈急剧下降的趋势,说明其相邻木挤在一起的现象大幅度减少,相邻树木在其四周趋于均匀分布。林木大小比数随胸径的增大呈迅速减小的趋势,小径木多明显受压,中径木处于中庸状态或亚优势地位,大径木全部处于优势地位。林木混交度随着胸径的增大呈逐渐递增的趋势,竞争压力逐步减小,林木空间分布特征渐趋优化。

影响不同林型天然红松混交林林隙更新的土壤特征因子

采用野外调查、样品采集和统计分析等相结合的方法,对小兴安岭天然红松混交林3种不同林型(椴树红松混交林(TP)、枫桦红松混交林(BP)、云冷杉红松混交林(PAP))的林隙及其邻近郁闭林分的土壤特征因子和树木更新的相关性进行了研究,旨在阐明林隙土壤特征因子对树木更新的影响,从而为小兴安岭天然红松混交林植被更新、退化生态系统的恢复和可持续经营提供基础数据和实践参考。结果表明:郁闭林分土壤有机质、全氮质量分数显著高于3种不同林型的林隙。有效磷和速效钾含量在BP内与其他林型之间差异显著。3种林型林隙内p H值均略高于其郁闭林分,但与其差异均不显著。3种林型林隙内更新总密度、幼树更新密度与郁闭林分差异显著(P<0.05),PAP林隙中更新总密度和幼树更新密度最高。BP林隙面积与更新密度相关不显著,乔木幼苗、幼树更新密度与有机质(r=-0.400,r=-0.475)、全氮均呈显著负相关(r=-0.519,r=-0.603)。TP林隙内全氮与乔木幼苗更新密度呈正相关(r=0.092),而与乔木幼树更新密度呈显著负相关(r=-0.585)。PAP林隙内全氮与乔木幼苗、幼树更新密度均呈负相关。郁闭林分幼苗更新密度分别与有机质、全氮、速效钾、p H值、脲酶和蛋白酶呈负相关。主成分分析表明,全氮是影响林隙和郁闭林分树木更新的关键因素。

天然红松阔叶林林木分布格局研究的最小样本量

利用角尺度法分析了天然红松阔叶林林木个体的空间分布格局,采用数学模型对抽样点数与对应林木空间分布格局吻合率的关系进行拟合,将拟合方程二阶导数开始趋近于0的点对应的样点数确定为林木空间分布格局抽样调查的最小样本量,并利用9块模拟样地及2块厄瓜多尔天然林样地的资料进行分析,进一步求证最小样本量的合理性。结果表明,天然红松阔叶林空间分布格局调查的最小样本量为49。

基于空间模型的白河林业局天然红松分布

根据长白山地区白河林业局的772块固定标准地调查数据,分别建立以最小二乘法为基础的全局模型(Logistic和Poisson)和以地理加权回归模型(GWR)为基础的局域模型(GWLR和GWPR)来预估该局天然红松的分布情况。结果表明:天然红松分布受坡度和小班内树木平均胸径的影响最为显著,主要分布在东部和西南部地区,在北部的部分地区也有分布,但数量相对较少。通过比较全局模型和局域模型的AIC值和模型残差的空间相关性指数发现:GWR模型的AIC值明显小于全局模型,并且能够产生更为理想的模型残差,即模型残差的空间相关性明显减小,因此,GWR模型可以有效解决样地间空间异质性问题,有利于提高红松分布的预测精度。本研究将为大区域森林经营中的天然红松分布及其株数估测提供理论依据。

不同林型天然红松混交林林隙大小和枯叶分解对土壤微生物碳的影响

[目的]分析凉水国家级自然保护区不同林型天然红松混交林林隙大小、凋落物放置位置和采样时间对土壤微生物碳(SMBC)的影响,揭示影响本地区SMBC变化的因素,为天然红松混交林生态系统碳循环的研究提供基础数据。[方法]在天然红松混交林3种林型的大、中、小林隙内不同位置的土壤表层放置装有红松、椴树、枫桦枯叶的分解袋,并以各自的郁闭林分为对照,在2012年植物生长季的6—9月,每月采集枯叶分解袋下0 10 cm土层土样,采用氯仿熏蒸-K2SO4浸提法测定SMBC。[结果]在椴树红松混交林(TP)内,林隙大小对SMBC的影响依次为小林隙>大林隙>中林隙;在云冷杉红松混交林(PAP)内,依次为中林隙>大林隙>小林隙;在枫桦红松混交林(BP)内,依次为大林隙>中林隙>小林隙。3种林型下,采样时间(月份)对SMBC均有显著的影响(P<0.05);林隙大小对其影响均不显著(P>0.05);枯叶分解袋放置位置对大、中、小林隙内SMBC的影响均不显著(P>0.05)。[结论]不同林型下林隙大小对SMBC的影响排列顺序不同;枯叶分解袋放置位置对天然红松混交林3种林型大、中和小林隙内SMBC的影响均未达到显著水平。

天然红松阔叶林径级结构模拟

以天然红松阔叶林为研究对象,设置了4块1hm2样地,利用负指数模型、修正指数模型、限定混合Weibull分布模型及q值法进行径级结构模拟。结果表明,4块不同类型样地的径级分布均呈反＂J＂形,森林更新良好;指数模型整体上低估了林木株数,限定混合Weibull分布模型则高估了林木株数,而修正指数模型整个径阶范围内与实际情况较为接近,模拟效果最好,表明修正指数模型更适合天然红松阔叶林径级结构的模拟;4块不同林分的q值为1.19-1.33,说明q值法对于天然红松阔叶林的直径分布的表达效果较好。

凉水天然红松阔叶混交林主要植物叶片性状相互关系研究

为了探讨植物叶功能性状之间的关系以及不同功能群间叶功能性状的差异,在凉水国家级自然保护区中采集34种植物的叶片,选取叶厚度(leaf thickness,LT)、叶体积(leaf volume,LV)、叶干物质含量(leaf dry matter content,LDMC)、比叶面积(specifi c leaf area,SLA)、叶氮含量(leaf nitrogen concentration,LCN)、叶磷含量(leaf phosphorus concentration,LPC)和氮磷比(N∶P)7个指标进行测定。结果表明:Pearson相关分析显示LT与其它功能性状之间不相关,LV只表现出与SLA呈负相关关系,SLA与LDMC呈负相关,SLA与LCN、LPC呈正相关,LCN与LPC呈正相关,LCN与N∶P呈正相关;方差分析表明,LT、LV和LPC在不同生活型间差异不显著,其它4个指标均有显著差异;LDMC、LCN、LPC和N∶P在不同的系统发育类群间均有显著差异。

生境梯度影响下的天然红松种群空间格局与种内关联

为理清生境梯度下天然红松种群空间分布规律,以黑龙江省凉水国家级自然保护区内自坡底至坡顶的四种生境(生境Ⅰ,谷地平坡潮湿生境;生境Ⅱ,坡下缓坡潮湿生境;生境Ⅲ,坡上斜坡半湿润生境;生境Ⅳ,坡顶陡坡半干旱生境)类型中建群种红松种群为研究对象。分析不同林层(主林层、亚林层、演替层、更新层)红松种群的数量特征,并基于O⁃ring函数,在重复采样条件下评价了红松种群空间分布格局。结果表明:(1)下坡位生境(生境Ⅰ、Ⅱ)红松更新层种群数量显著大于上坡位(生境Ⅲ、Ⅳ)(P<0.05),演替层中差异不显著;自坡底至坡顶的生境梯度上,主林层和亚林层中红松株数比例增加,红松种群年龄结构结构由倒J型向J型转变。(2)下坡位原始红松林更新层和演替层中红松种群聚集规模与聚集强度均高于上坡位,坡顶(生境Ⅳ)原始红松林更新层中红松种群聚集规模与聚集强度高于坡上(生境Ⅲ)。(3)四类生境的原始红松林中主林层与更新层中红松种群总体表现为空间独立,在个别尺度上表现出微弱的空间正关联或负关联;在0—5 m尺度上,下坡位红松林原始林内演替层与主林层红松种群表现为空间负关联,而上坡位生境林分对应林层间空间关系则为空间正关联;四类生境中,亚林层与主林层中红松种群在全部研究尺度上均表现为空间独立。可以认为,造成上坡位生境的原始红松林中幼树、幼苗聚集规模与强度弱于下坡位的原因是上坡位更新与演替层中种群数量较少;而随坡位上升,更现层、演替层与主林层中红松种群间的空间关系由空间负关联向空间正关联转变是生物与非生物因子共同作用的结果。研究结果为阔叶红松林的经营管理与生态修复提供了理论依据。

林隙与凋落物对天然红松混交林土壤水溶性有机碳的影响

在天然红松混交林3种不同林型(椴树红松混交林(TP)、云冷杉红松混交林(PAP)、枫桦红松混交林(BP))内,各选取小、中、大3个代表性的林隙,将其作为试验样地,并分别以各自的郁闭林分作为对照。2012年6月,在TP林隙及郁闭林分内不同位置的土壤表层埋设3种不同树种的凋落物(红松、椴树、枫桦)分解袋。2012年6-9月测定各林型不同大小林隙及其郁闭林分0-10cm的土壤水溶性有机碳(WSOC)含量。结果表明:TP和BP林隙内及其对照的WSOC均表现为小林隙>大林隙>中林隙,而PAP表现为大林隙>中林隙>小林隙;TP和PAP林隙内WSOC>郁闭林分,BP则相反;除7月3种林型林隙大小对土壤WSOC影响均不显著(P>0.05)外,其他月份林隙大小的影响并不完全一致。PAP和BP林隙内土壤WSOC随月份的变化均为不对称的"V字型"曲线,6月达到峰值,前者7月而后者8月达到谷值。然而,TP林隙内土壤WSOC在生长季内呈持续上升的趋势,9月达到最高值;TP林隙内枫桦凋落物分解袋下的土壤WSOC明显高于红松和椴树凋落物分解袋下的。3种凋落物下土壤WSOC在林隙北部均为小林隙和中林隙的郁闭林分<林隙内,而大林隙则相反;TP和PAP林隙内及其对应的郁闭林分土壤WSOC和土壤含水量均为正相关,然而BP为负相关。

透光抚育后天然红松母树林主要球果种子和枝梢害虫的动态分析

本文描述了透光抚育后天然红松母树林中红松球果螟和枝梢切梢小蠹的动态分析。结果表明，透光抚育第１年前者危害严重，而后者危害明显下降；第二年前者危害明显减轻，而后者的危害与对照相同；第三年前者恢复到对照水平。结实前一年不适于透光抚育，抚育强度以保留郁闭度０．６为宜。

天然红松林结实与林分因子的关系

本文通过对天然红松林分的调查,掌握了天然红松的结实量和年龄、林分疏密度及和不同林分类型的关系,同时也掌握了红松果实的质量和不同林分类型的关系,对今后天然红松林经营起到一定的作用。

天然红松林下的更新和林分类型的关系

通过对天然红松林下的更新进行调查,阐明了天然红松林下的更新好坏和林分类型及土地条件有着密切的关系,对今后天然红松林经营起到借鉴作用。

天然红松林结构规律的探讨

本文根据20多年的调查资料,从林分结构规律入手,讨论了红松原始林在未受干扰状况下的发生、发展动向,为天然红松林的合理经营和科学管理提供了依据。

天然红松母树林卫生清理效益分析评价

论述了天然红松母树林卫生清理后林内的气候变化、虫害的变化、结实量的变化、以及对生长和枯损量的影响,并对清理后的生态效益和社会效益做了评价。

天然红松林空间竞争研究

本研究基于黑龙江省五营林业局红松天然林标准地调查数据,研究红松天然林内种内和种间竞争关系。研究结果表明,红松的种内和种间竞争强度分别占总竞争强度的17.0%和83.0%,说明红松天然林种内竞争小,主要竞争来自种间。

基于地理加权回归模型的凉水自然保护区红松空间分布分析

依据凉水国家级自然保护区的671块随机样地的标准地调查数据及landsat9遥感影像,分别建立以最小二乘为基础的泊松回归(Poisson)模型、逻辑斯蒂回归(Logistic)模型和高斯回归(Gaussian)模型3种全局模型,以及以地理加权回归模型(GWR)为基础的地理加权泊松(GWPR)模型、地理加权逻辑斯蒂(GWLR)模型和地理加权高斯(GWGR)模型3种局部模型来预测凉水国家级自然保护区的天然红松分布情况。结果显示,对该地区天然红松分布影响最为显著的因子为坡度和海拔;通过对比全局模型和GWR模型的残差空间相关性发现,GWR模型能够产生更为理想的模型残差,模型残差的空间相关性明显小于全局模型,因此,可以使用GWR模型来解决样地间存在的空间异质性问题,有利于提高红松分布的预测精度;全局模型和GWR模型均有不错的拟合效果,但GWR模型的各个评价指标要优于全局模型,拟合结果更好;天然红松在凉水国家级自然保护区的北部分布最多,在中间条状带区域分布最少。研究结果可为大区域森林经营中的天然红松分布估测提供理论依据。

林隙大小对不同林型天然红松混交林土壤有机碳和全氮的影响

在天然红松混交林3种不同林型（椴树红松混交林（TP）、云冷杉红松混交林（PAP）、枫桦红松混交林（BP））内,各选取小、中、大3个林隙,并分别以各自的郁闭林分作为对照,分析了2012年6—9月各林型不同大小林隙及其郁闭林分0~10 cm的土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）含量,旨在阐明林隙大小对不同类型天然红松混交林土壤有机碳和全氮变化的影响,从而为小兴安岭林区天然红松混交林林隙更新和森林可持续经营提供基础数据。结果表明：在3种天然红松混交林内,林隙大小对SOC含量影响不显著;仅在PAP内,林隙大小对TN含量影响显著,在其他林型内均不显著;SOC、TN含量在3种林型内均呈现随月份不同差异显著的趋势（P〈0.05）,而且相同月份不同林型之间的SOC和TN含量均差异显著（P〈0.05）;PAP和BP林隙内SOC含量表现为大林隙〉小林隙〉中林隙,TN含量为大林隙〉中林隙〉小林隙,TP林隙内SOC、TN含量随林隙大小变化均为中林隙〉小林隙〉大林隙;SOC含量在3种林型内均表现为林隙内〉郁闭林分,TN含量在TP和BP内均为林隙内〈郁闭林分,PAP内却相反;SOC含量在不同林型林隙内的大小次序均为PAP〉TP〉BP,TN含量却为TP〉PAP〉BP;SOC、TN含量随月份变化大部分呈现单峰型曲线,在7或8月达到峰值,PAP林隙内TN含量在9月达到峰值;土壤碳氮比（C/N）在3个林型内不同大小林隙及郁闭林分之间均没有显著差异（P〉0.05）。

红松天然林种内和种间竞争关系的研究

基于穆棱林业局3块红松天然林标准地调查数据,采用竞争区域动态半径的概念确定了林分中有效竞争木,并利用Hegyi竞争指数对红松天然林的种内、种间竞争强度进行了定量分析。研究结果表明:红松的种内和种间竞争强度分别占总竞争强度的18.0%和82.0%,说明红松天然林种内竞争小,主要竞争来自种间。色木、云杉、冷杉林木个体高大,数量较多,在群落中占据一定优势,对红松的竞争压力较大。红松对象木胸径与竞争指数之间呈幂函数关系,随着红松胸径的增大,受到的竞争强度逐渐减小。当红松胸径小于25cm时,所受到的竞争压力较大;当胸径大于25cm时,竞争指数较小,并维持稳定。

红松天然林叶生物量及叶面积研究

通过穆棱林业局18块标准地中天然红松林的树干解析数据,本文通过数据分析探索了该地区不同林分条件的天然红松林树叶生物量的变化规律,同时对于叶面积随着树冠深度的变化规律也进行了探索。结果表明:叶生物量和叶面积与林分密度之间的关系不显著,随着树冠深度的增加,叶量也逐渐增加。

人工林和天然林红松幼龄材与成熟材的界定及解剖、物理性质的比较

根据人工林和天然林红松的管胞长度、生长轮宽度、生长轮密度和晚材率等性能指标的测试结果,采用最优分割法分析得出:人工林红松幼龄材与成熟材的界限为15a,天然林红松幼龄材与成熟材的界限为35a。通过人工林和天然林红松解剖、物理性质的比较,总体上表现为幼龄材性质低于成熟材,人工林材性劣于天然林。