基于树冠重叠面积的天然混交林林木竞争指数

构建基于树冠重叠面积和林木混交关系的竞争指数,探究天然混交林林分及主要树种竞争的表达方法,并以甘肃省小陇山林区锐齿槲栎天然混交林为研究对象,采用胸径、树高、冠幅、距离等信息的2期调查数据,对新构建的基于树冠重叠面积的天然混交林林木竞争(CIM)指数进行验证,并选取Spearman系数,对CIM竞争指数和传统竞争指数进行相关性分析。结果表明,采用树冠投影重叠和考虑树高关系确定竞争木的方法能有效避免竞争木多选或漏选;CIM1、CIM2、CIM3能够表达出混交林竞争压力变化,表现出竞争压力越大林木蓄积生长量越小的趋势,将树种混交因子引入竞争指数能够提高蓄积生长量与竞争指数的相关性,更加客观的描述林分中竞争状况。竞争指数与蓄积生长量相关性由大到小排序为CIM2>CIM3>CIM1>Bella竞争指数(CIO)>简单竞争指数(CI)>CIO_(2)>CIO1,表明竞争指数CIM2对混交林竞争表达更具参考意义。林分中主要树种锐齿槲栎由于相邻木中同树种相邻木增加,导致竞争压力增大。天然混交林中树种组成复杂多样,林木分布不均匀,在竞争指数中引入树种混交因子能够较为真实的反映林木竞争状况。

杉木萌芽林结构多样性研究

[目的]多角度分析杉木萌芽林的结构特征,为优化调整林分结构,精准提升杉木萌芽林林分质量提供依据。[方法]以亚热带林业实验中心的山下林场杉木萌芽林为对象,采用3参数Weibull分布拟合直径分布,用林分空间结构量化分析方法分析林分空间结构参数一元和二元分布特征、树种优势度及林分结构多样性,并用遗传绝对距离法进行差异显著性检验。[结果]3个林分的树种组成均为以杉木萌生株为主,混有少量阔叶树,其Shannon-Winner指数在0.933~1.039之间,Simpson多样性指数都小于0.5,说明树种多样性较低;林分直径分布呈现左偏单峰山状曲线,有向倒“J”型发展的趋势;三板桥、七里坑上坡和下坡林分的平均角尺度分别为0.503、0.486和0.500,均属于随机分布的范畴,林分平均混交度分别为0.345、0.404和0.409,林分整体上处于弱度混交向中度混交过渡的状态;3个林分的结构多样性指数值较低,分别为1.423、1.349和1.649,角尺度-混交度、大小比数-角尺度二元分布表现出一定的规律性,但混交度-大小比数二元分布变化相对复杂,规律不明显。[结论]杉木萌芽林树种组成相对简单,树种多样性和林分结构多样性低,胸高直径分布和林木分布格局初步具有天然林的特征,需要通过林分结构优化调整提升林分质量。

一种林分水平结构多样性新参数及其在北京国家植物园的应用

【目的】研究构建了一种基于相邻木关系的林分水平空间结构多样性的新指数,首次全面评价和比较北京国家植物园内典型林分的水平空间结构多样性。【方法】描述林分水平空间结构的4个参数可以分别表达林木及其最近相邻木的格局、大小、树种和竞争等空间结构的多样性。将参数组合,则可以全面描述林分的水平结构多样性。用修正的遗传绝对距离表达林分结构单元类型的均匀性,用林分结构参数组合数与最大类型数的比值表达林分空间结构的复杂性,构造林分水平结构多样性指数(FSDN)。以北京国家植物园两个典型林分为分析对象,以同地区和南方地区的其他人工林为比较林分,采用FSDN指数分析不同结构参数组合类型个数的多少及其占比,评价林分水平空间结构的多样性。【结果】北京国家植物园内两种典型林分虽然在林分类型、树种多少、林分密度等多个方面都有差异,但其水平结构多样性非常相似。同地区的侧柏人工林结构多样性更低,但以等级划分时,其等级和国家植物园两个林分的等级相同,均为中等。【结论】北京国家植物园典型林分类型的水平格局多样性处于中等的水平,这与中国同地区或南方地区的人工林相似。新的水平格局多样性指数由结构种类分布的均匀性和结构的复杂性两部分组成,可量化林分水平不同方面的多样性,也方便综合描述,并明确阐释多样性高低的原因,以及均匀性和复杂性的贡献程度。这将为森林经营,尤其是致力于提升和优化森林结构多样性的经营目标提供更多工具。

基于4株相邻木关系的林分空间结构多样性测度方法研究

【目的】深入剖析林分空间结构参数四元分布的生态意义,构筑基于相邻木关系的林分空间结构多样性综合评价指数,为制订有的放矢的森林结构调整策略提供理论依据。【方法】基于生物多样性概念,以参照树与其最近的4株相邻木组成的结构单元为对象,有机整合结构参数角尺度、混交度、大小比数和密集度的四元分布及结构单元树种数和林层数,运用遗传绝对距离公式、自然对数分别表达结构单元类型均匀性和丰富度,构造表达林分空间结构多样性测度指数,并运用长期定位监测样地数据进行验证。【结果】运用本研究提出的林分空间结构多样性指数(D_(FS))对处于不同气候带或不同起源的森林类型的空间结构多样性测度表明,锐齿栎天然林的D_(FS)值(0.854)与阔叶红松林的D_(FS)值(0.852)几乎相等,二者具有相似的空间结构多样性。侧柏人工林结构参数四元分布类型较多,高于锐齿栎天然林和红松阔叶林,但其空间结构多样性为3个林分类型中最低的(D_(FS)=0.382),主要原因是其垂直结构(D_(FSv)=0.369)和水平结构(D_(FSh)=0.562)多样性方面都比两类天然林低。结构单元中的平均树种数表现为天然林高于人工林,锐齿栎天然林为4.23,阔叶红松天然林为4.09,而侧柏人工林则为1.98,结构单元树种数能充分体现结构单元树种丰富程度。【结论】林分空间结构参数四元分布、结构单元树种数和林层数3者的有机整合是构造有效的林分空间结构多样性指数的基石。基于生物多样性概念提出的林分空间结构多样性指数D_(FS),既是对结构参数四元分布合适的量化表达,也是对结构参数四元分布生态意义恰当的诠释,更是对林分空间结构多样性的科学综合评价,能够测度出不同林分类型林分空间结构多样性的差异。

秦岭中段不同坡向锐齿栎种子雨、土壤种子库与幼苗更新

以秦岭中段不同坡向(阳坡、半阳坡、半阴坡及阴坡)锐齿栎天然林为对象,对锐齿栎种子雨、种子库的数量、质量动态以及幼苗发育过程进行研究.结果表明:锐齿栎种子雨一般从8月中旬开始,9月中下旬到10月上旬达到高峰期,11月中上旬结束;不同坡向的种子雨降落历程、发生时间和组成不同;半阳坡种子雨强度最大,为134.13粒·m-2,其余大小依次为阳坡、半阴坡、阴坡;阳坡种子雨降落时间最早、持续时间最长,高峰期持续时间也最长,阴坡种子雨降落时间最晚、持续时间最短,高峰期持续时间也最短;种子活力及成熟种子占其种子雨的比例大小顺序为半阳坡>阳坡>半阴坡>阴坡.从种子雨降落结束到翌年8月,各坡向土壤种子库总储量大小顺序均为半阳坡>阳坡>半阴坡>阴坡;各坡向的土壤种子库中成熟、未成熟、被啃食种子数量和种子活力均随时间变化呈递减趋势,而霉烂种子数量增加;各坡向土壤种子库中的种子均主要集中在枯落物层,其次为0~2 cm土层,而在2~5 cm土层中只有极少量种子存在.4种坡向中锐齿栎幼苗的密度差异显著,半阳坡幼苗最多,其余依次是阳坡、半阴坡和阴坡.半阳坡更适合锐齿栎种子的萌发和幼苗生长.