栎类次生林自稀疏条件下的林分空间结构单元划分方法

【目的】划分栎类次生林自稀疏结构单元,是应用林分自稀疏发生规律开展栎类次生林经营的基础性工作。【方法】以湖南省2009年和2014年两期森林资源连续清查数据中6块栎类次生林样地为数据源,使用3种林分空间结构单元划分方法,分别得到若干个结构单元,计算各结构单元内林木的株数密度和平均胸径,建立Reineke密度指数模型,比较模型的拟合效果和检验效果。【结果】方法1、方法2和方法3所得样本拟合的自稀疏边界线R^(2)分别为0.882、0.780、0.893;RMSE分别为0.180、0.229、0.169;方法3的拟合效果最好。3种方法的检验结果中,方法3对自稀疏判断的正确率为72%,检验效果较好;其余2种方法均低于50%。【结论】3种结构单元划分方法中,方法1忽略了距离死亡木较远的样木;方法2没有考虑位置不同的样木对死亡木影响的差异;方法3(Voronoi图+样圆权重法)更为完整地统计了对自稀疏有影响的样木,并区分为Ⅰ类样木和Ⅱ类样木,分别计算权重,分析其对死亡木影响的差异。方法3是一种考虑了林木空间分布差异,同时还依据对死亡木影响大小区分样木类别的林分空间结构单元划分方法。

湖南栎类次生林林分断面积生长模型

【目的】构建湖南栎类次生林林分断面积生长模型,为其经营措施和生长收获预估提供理论依据。【方法】以湖南省6期国家连续清查数据(1989—2014年)中以栎类为优势树种或主要树种的样地为研究对象。选用7种常用的生长理论方程,以林分断面积为因变量,年龄为自变量构建基础模型。通过评价指标选出最优基础模型,构建含有地位指数、林分年龄和林分株数的混合效应模型(林分株数为随机变量)和参数化模型(林分株数为连续变量),比较基础模型、混合效应模型和参数化模型拟合效果的差异。【结果】3种模型的预估精度由高到低为:参数化模型(98.36%)、混合效应模型(97.71%)、基础模型(92.84%),最终将参数化模型作为湖南栎类次生林林分断面积生长模型。在林分年龄、林分株数及地位指数中任意两个影响因素相同时,林分断面积总生长量(林分断面积5 a的生长量)随着另外一个因素的增加而增加,且密度越大,相邻两个密度的断面积总生长量差距越小;5 a的生长量到最大值后密度越大生长量减少速度越快;其他因素相同时,林分株数越多,生长量最大值出现的越早(20 a),地位指数越大,断面积5 a的生长量越大。【结论】以林分株数为连续变量的参数化模型生成的湖南栎类次生林林分断面积总生长量曲线、5 a的生长量曲线符合林分生长规律,且预测精度较高,可以为湖南栎类次生林的经营措施提供科学理论依据。

湖南省“一湖四水”流域栎类次生林林分质量时空分异特征

【目的】我国栎类次生林资源丰富,其质量优劣在生态文明建设中举足轻重。研究森林资源质量及其时空分异特征是科学经营、提质增量的关键。【方法】基于湖南省1989—2014年6期国家森林资源连续清查数据,建立了含林分生长潜力、林分结构和立地条件指标的栎类次生林林分质量评价模型,并按等距划分法将其定量评价结果划分为优、良、中、差、劣5个等级;结合湖南省"一湖四水"的流域分布特征,从时间维度和空间维度上,研究分析了25年间各流域栎类次生林林分质量的变化规律,并按质量评价等级提出栎类次生林经营要点。【结果】1989—2014年,湖南省栎类次生林面积增加约56.99万hm^(2);通过林分质量评价模型得出,以流域为单元的栎类次生林林分质量综合得分值域为[0.261~0.483];林分质量时空分布变化表现为:优等栎类次生林分布于湘江流域,其他等级林分各流域均有分布;空间上,湘江流域、沅江流域、澧水流域栎类次生林林分质量相对较好,资江流域、洞庭湖流域栎类次生林林分质量较差;时间上,资江流域的栎类次生林质量等级(差)不变,其它流域栎类次生林质量等级由差发展为中。【结论】25年间,湖南省栎类次生林规模大幅增加,各流域栎类次生林质量仅体现中和差2个等级,林分质量整体较差。从质量等级发展过程来看,林分顺向演替明显,提质潜力大。

湖南省栎类次生林冠幅-胸径模型模拟研究

以湖南省51块样地的151株栎类优势木作为研究对象,构建了含固定效应的冠幅-胸径模型,以期为湖南省栎类次生林的经营管理提供理论支撑。首先,从5个合适的冠幅-胸径候选模型中,选取一个拟合效果最好的作为基础模型。然后,采用数量化方法I,在林分类型、树种、优势木高、林分密度等4个林分因子中,筛选出对冠幅影响显著的因子,将其作为固定效应分别加在基础模型的参数上,进行基础模型优化。最后,利用决定系数(R^(2))、平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE),结合检验结果进行对比分析。结果表明:5个候选模型中,Quatriatic模型决定系数R^(2)最大(0.4832),误差MAE最小(0.7455)、RMSE是0.9308,模拟效果最优。4个林分因子中,仅有林分类型对冠幅影响显著(“Pr>F”<0.05)。以Quatriatic模型为基础模型,将林分类型作为固定效应加入其3个参数及其参数组合上,进行模型优化,最终确定以改进模型CW=0.1969+0.1658×D-0.0017×LFLX×D^(2)作为湖南省栎类次生林冠幅-胸径模型。此外,与基础模型相比,最终含林分类型固定效应的冠幅-胸径模型拟合精度R^(2)(0.7743)得到大幅提升。含固定效应模型可有效解决天然混交林优势树种分布差异对冠幅预测的影响,提高了模型的精度与适用性。

豫西栎类次生林经营探讨

河南省豫西山区分布着大面积的栎类次生林,怎样经营栎类次生林是个有待探讨的话题。文章在分析经营现状和经营存在的问题的基础上,阐述了豫西栎类次生林经营发展方向,并对具体经营措施进行了介绍。

燕山山地栎类次生林的林分结构特征

为了研究燕山山地栎类次生林的林分结构特征,采用样地调查法对栎类次生林的林分结构特征进行分析。结果表明:栎林按优势树种可分为槲树次生林、蒙古栎次生林、松栎混交林和阔叶杂木林4种类型,林分伴生树种多样,但以同龄单层林纯林为主,林分平均胸径和树高、蓄积量较低,森林质量较差,生态功能退化严重。森林经营中应根据不同类型栎林的结构特征,采用补植、疏伐和人工促进实生更新等措施促进森林发育。

辽东山区栎类次生林渐伐和择伐作业法研究

本文以多功能森林经营理论为指导,树立全周期森林经营理念,明确培育健康、稳定、优质、高效森林生态系统的核心目标,提出了辽东山区栎类次生林渐伐和择伐作业法,为科学推进栎类次生林保护、修复,精准提升森林质量提供参考。

经营模式对栎类次生林土壤有机碳和氮磷的影响

以甘肃天水小陇山栎类次生林为研究对象,对比不同模式经营8年后0~30cm土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)与全磷(TP)含量的差异,并分析其分布及化学计量特征,以为该区森林经营提供参考。研究以未经营为对照(UC),对比近自然森林经营(CNFM:培育目标树的间伐)、结构化森林经营(SBFM:优化空间结构的间伐)和次生林综合培育(SFCS:减少密度的间伐)3种经营模式。结果表明:1)SBFM土壤SOC,TN,TP均增加,CNFM土壤TP增加。垂直分布显示,土壤SOC和TN均富集土表且呈下降趋势;土壤TP在CNFM和SBFM中先降后升,在SFCS中下降。2)经营后土壤C∶N增高,CNFM和SBFM土壤C∶P,N∶P显著降低;随土壤深度增加,C∶P,N∶P呈下降趋势,C∶N保持不变。3)相关分析表明,3种模式土壤SOC变化均受N素主导,SFCS还受P素制约。可见,经营后该区森林土壤养分结构改变,土壤SOC分解减少,P素有效性增加,N素制约作用加剧。结构化森林经营在提升土壤养分,增加碳汇等方面效果好,建议该区采取此经营模式。

森林抚育对栎类天然次生林林分结构的影响——以甘肃党川林场栎类天然次生林为例

为探索森林抚育对栎类天然次生林林分结构的改善效果,文章以甘肃省小陇山林业保护中心党川林场中的栎类天然次生林为例,阐述了其生态特征,分析了其林分结构现状,包括林分年龄结构、物种多样性、生态功能以及林分空间分布等方面存在的问题,总结了实施定向疏伐、栽培多样性树种、改良土壤及科学规划疏伐区域等森林抚育措施及其效果。

宝天曼栎类天然次生林乔木层种间联结性研究

在对宝天曼地区乔木层树种的RA、RD、RF及IV分析的基础上,根据2×2联列表,运用联结系数、共同出现百分率、点相关系数以及卡方值分别测定了栎类天然次生林26个主要树木种群间的联结关系。结果表明,锐齿栎的重要值最大,短柄枹树和化香次之,为其主要伴生树种;26个树种间总体呈现不显著的负联结的关系,正联结和无联结关系的种对较少;锐齿栎和其它树种间存在负联结关系,其中与栓皮栎、短柄枹树、茅栗的负联结性极显著。

栎类天然次生林不同组分及土壤碳氮分布对森林抚育的响应

森林抚育作为重要的森林经营措施,深刻影响着森林生态系统碳储量及其分布。根据抚育前后中幼龄栎类Quercus天然次生林林分密度,分为轻度(21%),中度(35%),重度(54%)和对照(0%)等4个抚育处理水平,抚育2a后进行测树学调查,研究乔木层各组分、林下植被、凋落物层和土壤碳储量及碳氮分布特征。结果表明:基于16株树干解析资料建立的栎类单株生物量估算模型,可以用来估算栎类各组分生物量;不同抚育强度栎类天然次生林乔木层干、皮、枝、叶和根组分中,叶的碳、氮质量分数最大;乔木层、林下植被和凋落物层碳、氮质量分数均随抚育强度增大而增加,碳氮比(C/N)均随抚育强度增大有减小的趋势;不同抚育强度乔木层各组分生物量和碳储量大小顺序为干>枝>根>叶>皮,轻度、中度、重度和对照的乔木层碳储量分别为21.42,32.62,51.24,14.35t·hm^(-2);林下植被、凋落物层生物量和碳储量大小关系为对照>轻度>中度>重度,各层碳储量大小关系均为乔木层>凋落物层>林下植被层;重度抚育有利于提高土壤表层有机碳、全氮质量分数及碳储量,重度抚育时3个指标值分别达到16.93 g·kg^(-1),3.88 g·kg^(-1)和22.79 t·hm^(-2)。森林抚育有利于栎类天然次生林乔木层、林下植被层生物量和碳储量的提高,不利于凋落物层碳储功能的发挥,而乔木层在栎类天然次生林中碳储量最大,碳汇潜力也最大。

基于ANN的栎类天然次生林林分直径分布研究

利用宝天曼自然保护区栎类天然次生林32块标准地的调查数据,采用人工神经网络建模方法,以相对直径作输入向量,以株数累计频率作输出向量,在MATLAB软件中进行模型训练,建立人工神经网络模型。对主要树种建立的7个模型进行的精度分析表明,该模型能够很好地描述栎类天然次生林主要树种的直径分布。

宝天曼栎类天然次生林主要树木种群结构及空间分布格局

以宝天曼国家级自然保护区正在恢复过程中的栎类天然次生林作为研究对象,通过每木定位,并利用MAPGIS7.0对坐标信息分割,研究了主要树木种群的结构特征及空间分布格局。结果表明:锐齿栎的重要值为0.589 6,为当地的绝对优势种群;6种聚集度指标计算结果表明,栎类种群主要呈均匀分布;不同胸径大小级的栎类种群空间分布格局呈现一定规律,即随着栎类种群平均胸径的增加,空间分布格局从聚集分布向随机分布状态发展,而最近邻体平均距离从0.75m增加到1.42m;0～1m和1～2m距离范围内的林木株数比例分别从45%和46%递减到42%和33%。随着恢复过程的向前发展,该地栎类种群聚集程度逐渐减小,林分趋于动态平衡。

不同森林抚育强度对栎类天然次生林细根特征的影响

为探寻栎类天然次生林细根形态和生物量等生长动态特征对不同森林抚育强度的响应,采用近自然森林抚育作业法对栎类天然次生中幼龄林进行抚育,并设置轻度(21%)、中度(35%)和重度(54%)3个抚育强度处理水平以及对照样地,抚育2年后进行样地调查,研究不同抚育强度条件下林地表层(0~20 cm)细根形态结构特征参数和生物量等指标的变化规律。结果表明:基于细根结构特征参数和Bray-Curtis相异距离的不同抚育强度样地PCo A排序图,能很好地描述不同抚育强度样地之间的细根生长发育差异特征;随着抚育强度的增加,0~20 cm土层活细根和死细根根长密度、细根表面积密度、细根平均直径和细根体积密度均不同程度增加,且在不同抚育强度之间呈现显著的差异(P<0.05);随着抚育强度的增加,0~10 cm土层活细根生物量密度和总细根生物量密度均快速增加;相比于10~20 cm土层,森林抚育对0~10 cm细根生长的影响更为明显,强度抚育条件下的0~10 cm土层细根生物量密度比对照增加了136.72%,而10~20cm土层细根生物量密度比对照增加了105.68%。

河南主要山区栎类天然次生林幼树更新特征及影响因子

基于河南太行山区、伏牛山北坡、伏牛山南坡共45块栎类次生林样地数据,分析乔木幼树更新特征及其影响因子,旨在探究河南省主要山区栎类次生林天然更新规律。研究结果表明:(1)河南省3个主要山区栎类次生林天然更新数量多但质量低,更新幼树密度均超过8000株/hm^(2),但平均高度仅为0.5~0.7 m;(2)栓皮栎是研究区域栎类次生林的主要优势树种,3地区天然更新栓皮栎幼苗重要值分别为69%、42%、41%;(3)栎类天然次生林幼树更新与环境及林分因子关系复杂,与幼树更新指标呈负相关的影响因子主要有坡度、林分密度、草本高度,呈正相关的影响因子主要有海拔、草本盖度、灌木盖度、土层厚度等。

湖南栎类天然次生林幼树更新特征及影响因子

以湖南典型栎类天然次生林为研究对象,基于51块样地的调查数据,采用k-means聚类分析划分林分类型,研究湖南不同栎类天然次生林幼树更新特征,分析了湖南不同栎类天然次生林幼树更新指标(幼树密度、幼树平均地径、平均高以及平均冠幅)与环境因子、林分因子的相关性,旨在阐明环境因子、林分因子对幼树更新的影响,以期为湖南不同栎类天然次生林的恢复与经营管理提供理论依据。结果表明:(1)利用聚类分析可将研究区内栎类天然次生林划分为5个类型,包括甜槠锥栗混交林(CC)、亮叶水青冈多脉青冈混交林(FC)、石栎樟树混交林(LC)、枹栎甜槠混交林(QC)、青冈栎混交林(CG)。(2)不同类型栎类天然次生林更新幼树优势种分化明显,物种丰富度差异显著(P<0.05)。5种不同栎类次生林幼树密度均未超过500株/hm2,更新情况较差;幼树数量差异显著(P<0.05),为亮叶水青冈多脉青冈混交林>石栎樟树混交林>青冈栎混交林>枹栎甜槠混交林>甜槠锥栗混交林;生长情况差异显著(P<0.05),为青冈栎混交林>亮叶水青冈多脉青冈混交林>枹栎甜槠混交林>甜槠锥栗混交林>石栎樟树混交林。(3)相关分析结果显示,不同类型次生林幼树更新的主要影响因子存在差异。甜槠锥栗混交林中幼树密度与腐殖质厚度呈显著负相关(P<0.05);幼树平均高与灌木盖度呈显著正相关(P<0.05);幼树平均地径与草本盖度、灌木盖度呈显著正相关(P<0.05)。亮叶水青冈多脉青冈混交林中幼树密度与海拔、腐殖质厚度、枯落物厚度呈显著正相关(P<0.05),与草本盖度呈极显著正相关(P<0.01);幼树平均地径与郁闭度呈显著负相关(P<0.05);幼树平均高、幼树平均冠幅与坡位呈显著正相关(P<0.05)。石栎樟树混交林中幼树密度与坡向、土壤厚度呈显著正相关(P<0.05),其余因子对幼树生长无显著影响。枹栎甜槠混交林中幼树密度与郁闭度、乔木密度呈极显著正相关(P<0.01),与坡位呈显著负相关(P<0.05);幼树平均冠幅与坡度呈显著负相关(P<0.05)。青冈栎混交林中幼树平均地径与土壤厚度呈显著正相关(P<0.05),与乔木密度呈极显著正相关(P<0.01);幼树平均冠幅与灌木盖度呈显著正相关(P<0.05)。

淮河源栎类天然次生林群落结构特征

在淮河源生态功能区设置4个典型样地调查栎类天然次生林群落结构特征,分析该群落的丰富度、多样性、均匀度、种间相遇率。结果表明,群落内灌木层物种的丰富度最高,其次为草本层,最后是乔木层。4个典型样地的丰富度、多样性、均匀度指数差别不大,栎类天然次生林群落结构稳定,群落内种类组成较复杂,各种群在生态位上较协调。

基于Meta-分析的间伐强度对栎类天然林生长与更新的影响——对我国栎类天然林经营的启示

【目的】基于文献综述,研究间伐强度对栎类天然林生长与更新的影响,促进其科学经营和林分质量改善。【方法】检索已发表的相关文献数据,获得有效文献37篇和数据149条,采用Meta-分析方法探究间伐强度对栎类林分胸径年均生长量(mm·a^(−1))、林分蓄积年均生长量(m^(3)·hm^(−2)·a^(−1))和幼苗密度(株·100 m^(−2))的影响。【结果】中度(20%~39%)和强度间伐(≥40%)均能显著提高林分胸径生长量和蓄积生长量,特别是对幼龄林(≤20 a)和中龄林(21~40 a)效果显著,但对近熟林(41~60 a)和成熟林(>60 a)效果不显著;中度和强度间伐均能显著提高林分的幼苗密度,尤其对成熟林的效果最大;同时,在阳坡和下坡位或中坡位林分的间伐正效应值高于其它坡向和坡位。间伐激发幼龄林与中龄林生长和成熟林更新的效应持续时间约为10 a。【结论】中度以上间伐(≥20%)显著提高了栎类中幼龄林分的胸径和蓄积生长量以及成熟林幼苗密度,为持续促进上述林分生长与更新,其间伐间隔期应为10 a左右。研究结果可为我国栎类森林的可持续经营提供参考。

宝天曼国家级自然保护区栎类天然林林分空间结构特征

利用混交度、大小比数和角尺度3个空间结构参数,结合最近相邻木平均距离研究了宝天曼国家级总体上处于弱度混交水平;3个龄级林分平均角尺度均在0.475～0.517范围内,其分布频率集中在0.5的尺度上,分别占各自结构单元总数的51%、55%、45%;锐齿栎平均大小比数在3各龄级上分别为0.331、0.469、0.549,总体处于绝对优势地位;随着龄级增加,参照树与4株最近相邻木的平均距离呈现递增的趋势,但均集中在3 m以内。

宝天曼栎类天然林物种多样性海拔分布研究

通过对宝天曼32块样地的4种物种多样性指数进行计算机处理及分析,发现乔木的物种丰富度指数、多样性指数、均匀度指数和PIE的较大值均出现在高海拔和低海拔高度,低值出现在中等海拔高度;灌木的多样性指数较大值出现在中等海拔高度,较小值出现在高海拔和低海拔高度;草本的丰富度指数、多样性指数、均匀度指数和种间相遇率的较大值出现在中等海拔高度.灌木的丰富度指数,多样性指数,均匀度指数,种间相遇率均大于乔木和草本.