乌鲁木齐河山区流域树轮宽度年表特征及其对气候的响应

通过对比乌鲁木齐河山区流域8个天山云杉树轮宽度标准化年表的多个特征参数及分析树轮年表对气候的响应,主要得到如下研究结论：（1）在8个树轮宽度年表中,东白杨沟下年表包含的气候信息最多,其次是英雄桥沟年表,再次是跃进桥东年表;（2）乌鲁木齐河山区流域气候对树木年轮生长的影响存在明显的持续性,持续年数大多为3~8 a,最短为2 a;（3）在乌鲁木齐河山区流域低海拔处气候对树木年轮宽度生长的限制作用强于高海拔地区,森林下部林缘年表中含有的气候信息多于森林上树线附近的年表;（4）通过相关函数和相关普查发现,乌鲁木齐河山区流域影响森林上树线树轮宽度年表树轮生长的主要气候限制因子是2~3月的平均温度,而影响森林下部林缘树轮宽度年表树轮生长的主要气候限制因子为5~6月的干旱强度;（5）区域森林上树线树轮宽度年表的年轮指数343 a经历了9个轮宽指数偏高时段和8个偏低时段,反映了2~3月的温度的长期变化。区域森林下部林缘树轮宽度年表的年轮指数365 a来有11个轮宽指数偏高时段和11个偏低时段,揭示了5~6月PDSI的长期变化。

天山云杉种群结构的研究

种群是构成群落的基本单位，种群结构不仅对群落结构有直接影响，而且能表征群落的发展和演变趋势。种群结构包括径级结构、高度结构、年龄结构等。年龄结构是种群的重要特征，但由于年龄的数据在许多情况下非常难于得到，因此许多学者在进行种群结构的研究过程中，都采用了大小结构分析法。

天山云杉林林冠干扰前后植物多样性及其与环境的关系

林冠干扰后,林窗内因小环境的改变使得植被作出相应的反应。1999年对天山云杉林林窗内和林内的植被进行的调查结果表明:在本研究范围内的天山云杉林中,经过林冠干扰后,植被受一定的影响。林冠空隙内丰富度指数均大于林内;36.7%的林冠空隙内个体生态优势度小于林内;76.7%的林内的均匀度指数大于林冠空隙内;66.7%的林冠空隙Shannon个体多样性指数大于林内。林冠干扰前后,各环境因子和植物多样性之间有一定的相关关系。影响林冠空隙内各多样性指数的因子包括海拔、有效N、有机质、全K、全P和总盐,有效N、有机质、全K、全P和总盐对均匀度指数有显著性影响;而影响林内各多样性指数的因子包括坡向、坡位、坡度、光照强度、有效N、、全K、全P和总盐,但仅有坡向、坡度、光照强度对生态优势度指数有显著性影响。

降水强度变化对天山云杉地表凋落物和细根分解的影响

为了探明不同降水条件下干旱区山地森林主要优势树种凋落物分解特征,采用野外模拟试验,通过设计3种降水强度处理[ZP(去除降水)、CK(自然降水,对照)、DP(双倍降水)],研究了降水强度变化对天山云杉地表凋落物(叶和枝)和细根分解的影响。研究结果表明:分解24个月后对照凋落叶、凋落枝和细根干重损失率比去除降水损失率分别高24.79%、2.54%和23.09%,比双倍降水损失率低7.04%、0.68%和10.70%,去除降水对凋落叶和细根分解的抑制作用显著,对凋落枝抑制作用较微弱,双倍降水对分解具有促进作用,但仅对细根分解的促进作用显著。对照和双倍降水处理下凋落叶和细根月平均分解率均表现为双峰型曲线,凋落枝为单峰曲线,去除降水处理下地表凋落物和细根月平均分解率相对平缓。木质素和纤维素残留率也表现为去除降水>对照>双倍降水。不同降水处理下分解过程中N元素释放模式不同,但C释放模式基本一致。相关分析表明,凋落物月分解率与0~10 cm土层温度的相关性不显著(P>0.05),但与土壤含水量间为线性极显著正相关(P<0.05)。我们研究结果发现云杉凋落物与根系分解对降水强度变化存在明显差异,未来气候变化对土壤碳周转影响应该充分考虑这种器官间差异。

不同海拔天山云杉叶功能性状及其与土壤因子的关系

植物功能性状反映了植物对生长环境的响应和适应,将环境、植物个体和生态系统结构、过程与功能联系在一起。为阐明天山北坡1420-2300m天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)的叶片功能性状对环境的适应性变化,研究了天山云杉10种叶片功能性状的变化规律以及与土壤因子的关系。结果表明叶长宽比(LL/LW)、叶面积(LA)、气孔密度(SD)、单位干重的叶磷(LPC)和叶钾(LKC)含量沿海拔梯度呈上升趋势。单位干重的叶氮(LNC)含量、叶绿素含量(Chla+b)、叶片饱和含水量(LWC)、叶片干物质含量(LDMC)和比叶重(LMA)随海拔的升高呈现非线性变化,前3项在海拔约2100m处达到最大值,分别为(15.42±0.38)mg/g、(2.44±0.37)mg/g和(55.01±0.48)%,后两项在海拔约2100m处达到最小值,分别为(451.80±6.28)mg/g、(252.33±3.60)g/m2。逐步回归分析结果显示,海拔梯度上影响LPC的主要土壤因子是土壤pH值和SWC,影响LNC、LKC、Chla+b、LDMC、LMA和LWC的主要土壤因子是TN,影响LA、SD和LL/LW的主要土壤因子是SWC,可见SWC和TN是天山云杉叶片功能特征沿海拔梯度变化的主要驱动因子。在优越的环境中植物叶片虽然具有较高的光合能力和较高的相对生长速率,但是对资源的利用能力往往较低,在2100m附近LNC、Chla+b、LA最大,LMA、LDMC最小,因此判断此海拔附近为天山云杉最适宜的生长范围。

天山云杉削度方程与材种出材率表的研究

以天山云杉为研究对象，在分析与描述天山云杉干形的基础上，提出了新的削度模型；并与其它削度模型进行分析、比较，评价了与商品材积估测有关的削度模型的优劣，结果表明：新建削度模型具有较好地满足各项预估目的的能力，在此削度模型的基础上，建立了精确的商品材积估测系统。该系统可估计树干上任意直径的干长、任意高度处直径、商品材积，并用该系统编制了天山云杉二元材种出材率表。

不同经度天山云杉群落物种丰富度随海拔梯度变化

选择我国新疆境内天山山脉81°05′—93°41.5′E约12个经度范围的昭苏、巩留、乌苏、乌鲁木齐和哈密5个地点的天山云杉林进行垂直样带调查,分析不同经度位置天山云杉群落物种丰富度随海拔梯度的变化.结果表明:各经度的天山云杉群落是以天山云杉为优势树种的纯林,乔木和灌木种类很少,草本植物的物种丰富度主要由优势树种天山云杉控制.天山云杉在中等海拔范围分布最集中、郁闭度最大、生长最好、蓄积量最高,致使林下草本植物的物种丰富度最低.天山云杉群落草本物种丰富度随海拔梯度的变化呈山谷型曲线,可以用二次曲线方程y=ax2-bx+c(a,b,c>0)进行描述.

新疆天山云杉林区森林土壤微生物学特性及酶活性

新疆天山云杉林区森林土壤微生物学特性及酶活性罗明庞峻峰李叙勇刘平（新疆农业大学，乌鲁木齐８３００５２）万兰英（新疆农业科学院微生物研究所，乌鲁木齐８３００００）ＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄＥｎｚｙｍｅｓＡｃｔｉ...

不同经度天山云杉林分因子随海拔梯度的变化

选择新疆天山山脉从西到东处于不同经度的昭苏、巩留、乌苏、乌鲁木齐和哈密的天山云杉林进行垂直样带调查:将各地点划分为低、中和高3个海拔范围,比较不同范围内主要林分因子的差异;分析主要林分因子随海拔梯度(50m间隔)的变化。结果表明:各地点3个海拔范围内主要林分因子呈现出不同的变化规律;天山云杉林分平均胸径和最大胸径随海拔梯度的变化差异不显著,而平均树高、最大树高、林分密度、胸高断面积和蓄积量随海拔的增加总体上呈现单峰型的变化趋势;尽管不同经度位置天山云杉林分布的海拔上下限范围不同,但各个位置天山云杉林分的平均树高、最大树高、林分密度、胸高断面积和蓄积量随海拔梯度的变化都可以用二次曲线方程进行描述。

天山云杉林生物量及其变化规律的研究

选择新疆天山山脉从西到东处于不同经度位置3个地点(巩留、乌鲁木齐和哈密)的天山云杉林群落进行垂直样带调查,根据所调查数据及已建立的回归方程推算了不同地点天山云杉林的生物量,并分析了其随海拔梯度和林木径级的变化规律。结果表明:不同地点天山云杉林生物量变化在100.921t·hm-2和436.915t·hm-2之间,不同地点天山云杉生物量总体呈现西部大于中东部的趋势,天山云杉生物量随海拔梯度和林木径级的变化总体上都呈现单峰型。

天山中部天然林分中不同龄级天山云杉光合特性

采用LI-6400便携式光合测定系统对天山中部天山生态站天然林分中4个龄级(即Ⅰ(0～20年)、Ⅱ(20～40年)、Ⅲ(40～60年)及Ⅳ≥60年以上)天山云杉林木不同叶龄叶片的光合速率进行测定,分析在自然环境条件下天山云杉的基本光合特性。结果表明:在自然林分中,不同龄级不同叶龄天山云杉的光补偿点在10～25μmol.m-2s-1之间,光饱和点在870～1220μmol.m-2s-1之间;不同龄级不同叶龄天山云杉阳生叶的净光合速率日变化为单峰型曲线,分别在10:00—13:00时段内达到最大光合速率;相同叶龄不同龄级天山云杉的净光合速率大小顺序为Ⅲ龄级>Ⅳ龄级>Ⅱ龄级>Ⅰ龄级;阴生叶的净光合速率日变化除Ⅰ龄级为单峰曲线外,其他3个龄级的为双峰曲线;最大净光合速率值随着林木龄级的增加,表现出先增加后有所降低的趋势,Ⅲ龄级的最大净光合速率值最大;相同年龄不同叶龄的净光合速率值基本上为当年生叶>1年生叶>2年生叶。阳生叶的净光合速率与环境因子中的光照强度、温度、室中CO2浓度、空气相对湿度具有极显著的相关性,而阴生叶只与光照强度呈极显著的正相关性,与空气相对湿度成极显著的负相关。

天山云杉球果大小性状的地理变异规律

选择新疆境内天山山脉从西到东处于不同经度位置(81°05′—93°41.5′E,约12个经度范围)5个地点(昭苏、巩留、乌苏、乌鲁木齐和哈密)的天山云杉林进行垂直样带取样测定,分析天山云杉球果大小性状(长、宽及长宽比)随海拔梯度与经度的地理变化规律,以期为天山云杉种群保护、优良种源选育及其合理利用提供依据。结果表明:同一经度位置不同海拔范围内天山云杉球果大小性状发生不同的变化。天山云杉的球果长和球果长宽比随着海拔的增加总体上呈现逐渐减小的趋势,而球果宽则总体上随海拔梯度变化不显著。各经度位置天山云杉球果宽较球果长的性状稳定性高。天山云杉球果性状随海拔、经度和坡度的变化而发生变异,球果长的变异主要受海拔和坡度的影响,球果宽的变异则主要受经度的影响,而海拔、经度、坡度对球果长宽比都有显著影响。

树冠中的黄金分割初步探析

将现实林冠底部横断面看作是以东西长和南北长 (冠长 )为对角线的菱形 ,求算出菱形的面积 (Slx) ,并将以最大冠长为直径的圆面积视为树冠的潜在面积或理论面积 (Sy) ,采用GMB =Slx/Sy 分别计算天山云杉 (Piceaschrenkianavar.tianshani co)人工幼林 1 2块中心样方 ,1 987和 1 993年的 2期树冠调查资料 ,发现 :GMB符合“黄金分割”(0 5 99≤GMB≤ 0 6 37)的树冠较匀称 ,而GMB不符合黄金分割 (GMB<0 5 99)的树冠则属于偏冠 .同时 ,GMB是否符合黄金分割还能反映出林木个体间的竞争格局 ,并且GMB可以单独作为一个指标应用到中幼林的抚育间伐等领域 .因此 。

天山云杉削度方程的研究

基于天山云杉干形曲面特征及其表征模型 ,本研究提出了天山云杉削度方程 :d =a1D(a2 +a3 H +a4 DH) H(a5+a6D+a7DH) (H-h) a8,并提出以干形作为评价削度方程的林学指标。经比较 。

天山云杉林下土壤物理性质空间异质性研究

天山云杉（Picea schrenkiana var.tianschanica）是整个天山植被群落的优势树种和建群种,在新疆天山中段天山云杉分布海拔范围（1960~2700m）内,按海拔梯度每隔100m取样,研究不同海拔高度天山云杉林下土壤物理性质的变化规律。结果表明：（1）土壤容重随土层深度的增加而增加,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤含水量、土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量随土层加深而减小;（2）0~60cm土层中,在海拨1960~2300m之间,随着高度的增加,土壤容重逐渐减小,在2300~2700m之间则相反;（3）在海拔1960~2300m范围内,土壤总孔隙度、土壤毛管孔隙度、毛管持水量、饱和持水量和田间持水量随海拨升高逐渐增大,在海拨2300m以上,随高度增加而逐渐变小;非毛管孔隙随着海拨高度的变化不大。（4）海拔2500m处的土壤自然含水量最高。

模拟氮沉降对天山云杉细根分解及其养分释放的影响

采用野外模拟试验,设计4种氮处理——对照(不施氮,CK)、低氮(施氮5kg·hm-2·a-1,LN)、中氮(施氮10kg·hm-2·a-1,MN)、高氮(施氮15kg·hm-2·a-1,HN),研究氮沉降对天山云杉细根分解及养分释放的影响。结果表明:(1)不同氮处理分解2年后天山云杉细根残留率依次为74.044%(HN)、71.967%(MN)、68.156%(CK)、61.933%(LN),且差异显著。(2)天山云杉的细根月分解速率在试验前期不同氮处理下规律不明显;而在试验后期呈现为对照>中氮>低氮>高氮。(3)4种氮处理下天山云杉细根分解50%需要的时间依次为3.31年(LN)、3.67年(CK)、4.28年(MN)、4.64年(HN),分解95%需要的时间依次为14.39年(LN)、15.93年(CK)、18.58年(MN)和20.17年(HN)。(4)天山云杉细根C元素迁移模式总体表现为直接释放,N元氮为富集-释放模式,残留率呈现波动式下降趋势。(5)不同氮处理下天山云杉细根分解率与C元素浓度间均呈线性负相关关系;对照和低氮处理下,天山云杉细根分解率与N元素浓度间均为线性负相关关系,中氮和高氮处理下,细根分解率随N元素浓度的增加呈先增加后降低的趋势。

西天山云杉林生物量与植被指数关系研究

基于遥感和地面调查数据,以新疆西天山巩留林区为研究区,提取不同龄级云杉林信息及简单比值植被指数、归一化植被指数及其他植被指数共18种,研究云杉林生物量与各指数的相关性.研究结果表明:总体(全林分)生物量与各植被指数关系相关拟合都比分龄级的低,分龄级研究生物量与植被指数关系能够达到较好的结果;各龄级云杉林生物量大多与简单比值指数中的ITM4/3和归一化指数INDV相关性较高,其中幼龄林的生物量与ITM4/3相关性最强,其相关系数达-0.794;中龄林的生物量与INDV、转换型指数ITV具有最高的相关性,其相关系数为0.506,与图象转换指数IVISI123呈很高的负相关,相关系数达-0.506;近熟林生物量与ITM4/3具有最高的相关性,相关系数达到0.647;成熟林生物量与ITM4/3、INDV及其ITV具有最高的相关性,相关系数达0.532;过熟林生物量与ITM4/3具有最高的相关性,相关系数达到0.715.

异龄林动态系统与最优控制

以矩阵模型作基础,利用进界生长、径阶向上生长和枯损量的材料,拟合了异龄林动态系统模型,并建立了最优控制模型。以新疆天山云杉异龄林为研究对象,分析现实异龄林的生长动态并对最优调整策略进行探讨,有关结果可作为生产的依据。

中国西部六种特有松科植物核型及细胞地理学研究

本文分析的麦吊云杉、峨眉冷杉等４种２变种松科植物属我国特有种，主产中国西部，观察到的根尖细胞核型有５种为首次报导。麦吊云杉（Ｐｉｃｅａｂｒａｃｈｙｔｙｌａ）和变种油麦吊云杉（Ｐ．ｂ．ｖａｒ．ｃｏｍｐｌａｎａｔａ）为２Ａ核型，Ｋ（２ｎ）＝２４＝２０ｍ＋４ｓｍ；天山云杉（Ｐ．ｓｃｈｒｅｎｋｉａｎａｖａｒ．ｆｉａｎｓｈａｎｉｃａ）为２Ｂ核型，Ｋ（２ｎ＝２４＝１６ｍ＋８ｓｍ；峨眉冷杉（Ａｂｉｅｓｆａｂｒｉ）为２Ａ模型，Ｋ（２ｎ）＝２４＝１４ｍ＋８ｓｍ＋２ｓｔ；红杉（Ｌａｒｉｘｐｏｔａｎｉｎｉｉ）为２Ａ核型，ｋ（２ｎ）＝２４＝１２ｍ＋１０ｓｍ＋２ｓｔ；高山松（Ｐｉｎｕｓｄｅｎｓａｔａ）为１Ａ核型，ｋ（２ｎ）＝２４＝２４ｍ。试材来源于原始林区的自然居群，根据核型资料，结合各种的生态、地理分布，进行了遗传变异及进化程度的讨论。

天山云杉天然林分土壤呼吸速率的时空变化规律分析

天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica(Rupr.)Chen et Fu)是构成天山山地森林生态系统的主体。在天山中部,从天山云杉在此区域分布的底线开始,结合天山云杉自然分布特征,沿每隔约100m的海拔梯度选择典型地段设置样地。根据远红外气体分析原理,采用LI-6400-09土壤呼吸室和LI-6400便携式光合作用测量系统,于2006年6—9月,测定了天山云杉天然林分在生长季内土壤呼吸速率随海拔高度和时间的变化规律。在空间上,林分的土壤呼吸速率并非随海拔高度呈线性增加或减少的关系,而是有规律的波动,在海拔1950～2110m之间,土壤呼吸速率是随着海拔高度的增加而降低,在2110～2428m之间是随着海拔高度的增加而升高,在海拔2428m处达到最大的呼吸速率值后又降低。不同海拔高度林分的土壤呼吸速率主要受土壤表面空气相对湿度及土壤温度的影响。在时间上,林分的土壤呼吸速率在生长季内随不同月份的变化为单峰曲线,其最大值出现在7月份;生长季内土壤呼吸速率与土壤温度呈显著负相关,与土壤表面空气相对湿度呈极显著正相关。而林分土壤呼吸速率的日变化在各时间点上的大小排序为7月>6月>8月>9月。它的变化与土壤温度具有极显著的正相关性,与土壤表面空气相对湿度具有显著的负相关性。