Characteristics of Environment Factors in Secondary Poplar-Birch Forests after Mutual-Belt Selective Cutting

The mutual-belt selective cutting was conducted in the secondary poplar-birch forests. The changes of environmental factors after cutting were observed. The environmental factors of effect belts(cutting belts) of 15m in width had great changes. 10-m effect belts had unnoticed changes in environmental factors. The reserved belts with 10-m effect belts had a greater increase in DBH growth rate and volume growth rate. The reserved belts for 6-m and 8-m effect belts had lower increase in DBH and volume. The environmental factors of 6-m and 8-m effect belts did not change much. comparing with their reserved belts. Cluster analysis and principal component analysis for environmental factors between each two belts were also made. and the results proved that 10-m cutting belt is the best way for management of the secondary poplar-birch forests.

不同演替阶段3种林型土壤有机碳密度及影响因素

研究不同演替阶段3种林型土壤有机碳积累特征,为评估东北原始林区土壤有机碳储量及碳汇管理提供理论依据。以相同坡位、不同林龄的椴树红松林成熟林、中幼龄林及次生杨桦林为研究对象,探讨3种林型土壤有机碳密度及活性有机碳分布特征,分析土壤有机碳密度与活性有机碳组分(可溶性有机碳、微生物量碳)、氮组分(速效氮)及容重等理化性质的相关性。结果表明:3种林型土壤有机碳密度均随土层的加深而降低,综合0~30 cm土层,次生杨桦林土壤有机碳密度最高[(17.11±1.13)kg/m^(2))];椴树红松林成熟林居中[(14.69±1.31)kg/m^(2)];椴树红松林中幼龄林最低[(12.06±1.26)kg/m^(2)],且三者之间差异显著。土壤有机碳密度与有机碳、可溶性有机碳、速效氮呈极显著正相关(P<0.01),与全氮、孔隙度、C/N呈显著正相关(P<0.05)。相对于椴树红松林,次生杨桦林更利于土壤有机碳固存。土壤有机碳、可溶性有机碳、速效氮极显著影响3种林型土壤有机碳积累;全氮、孔隙度、C/N显著影响土壤有机碳积累。

长白山针阔混交林不同演替阶段的昆虫多样性

昆虫多样性变化对生态系统健康有重要的指示作用,为研究昆虫群落变化与生境演替之间的关系,本研究采用网捕、灯诱和诱捕法系统调查了长白山针阔混交林不同演替阶段(次生白桦林、次生针阔混交林、原始阔叶红松林)昆虫群落的组成和多样性,分析了昆虫在森林演替过程中的规律及与植被群落之间的关系。系统调查共采集昆虫标本8183头,隶属于14个目699种,其中鳞翅目和鞘翅目是主要优势类群。次生针阔混交林昆虫的个体数量最多,原始阔叶红松林中物种数最多。不同演替阶段昆虫群落的物种数和个体数差异不显著,但次生针阔混交林、原始阔叶红松林的Fisher’sα指数显著高于次生白桦林。目水平上的昆虫多样性未表现出显著性差异。昆虫多样性在森林演替过程中和草本植物多样性的变化趋势相同;由于食性和生境选择的不同,森林演替过程中鳞翅目昆虫多样性逐渐升高,而鞘翅目多样性逐渐降低。

长白山云冷杉针阔混交林两个演替阶段乔木的种间联结性

基于2×2联列表和方差比率,通过χ2统计量检验和种间联结系数值计算,对杨桦次生林和云冷杉针阔混交林阶段林分总体种间联结性进行了分析。结果表明:杨桦次生林群落内出现的12个乔木树种之间的总体关联性方差比率为0.932,接近1,表现为无相关性;在针阔混交林阶段,群落主要种间的总体关联性表现为正相关,说明该阶段的群落已处于和该地区环境条件相适应的稳定阶段,群落总体正关联性随着演替进程而加强。竞争的最后结果将导致杨桦退出先锋树种阶段,并被地带性顶级树种云冷杉代替。多树种间总体联结性反映了群落内各树种间相关性的总体趋势,树木种群的关联关系进一步说明该群落处于杨桦次生林向云冷杉针阔混交林过渡的阶段。

长白山杨桦次生林直径结构研究

以长白山金沟岭林场杨桦次生林为研究对象，分析了杨桦次生林直径分布特征，通过Weibull分布函数和负指数分布函数2种直径分布模型的模拟和检验，表明两者都适宜于异龄次生林的直径分布模拟；计算了次生异龄林中连续2个径阶中的株数之比（常数q值），分布范围为1．26～1．49。

长白山白桦林空间结构研究

于2006年在长白山建立了一个面积为5.2 hm2的次生白桦林永久样地,并对样地内的每株树木测量了坐标和胸径.运用混交度、大小比数和角尺度研究了该林分的空间结构.研究表明:该样地的平均混交度值为0.540,平均角尺度值为0.575.次生白桦林总体上处于中度混交水平,先锋树种和针叶树种的混交度高于其他类型的树种;次生演替的先锋树种在生长上处于优势,红松(Pinus koraiensis)、蒙古栎(Quercus mongolica)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)等主要树种在该林分中处于劣态个体的比重高于先锋树种,槭属类植物处于劣态;次生白桦林总体上呈聚集分布格局.该林分的空间结构特点与所处的次生演替早期阶段和各个树种在林分中的地位、繁殖方式、更新策略以及采伐干扰等有关.

不同氮沉降水平下两种林型的主要土壤酶活性

模拟研究了天然阔叶红松林和天然次生杨桦林不同氮沉降(0、25和50kgN.hm-2.a-1)水平下土壤酶活性(纤维素酶、多酚氧化酶和蔗糖酶)的变化趋势.结果表明:氮沉降增加对土壤酶活性的作用与林分类型有关,短期施氮可以显著影响土壤酶的活性;高氮沉降降低了土壤多酚氧化酶活性,且随着多酚氧化酶活性的降低,两种林型土壤纤维素酶和蔗糖酶活性也有降低的趋势.

长白山杨桦次生林主要树种的空间分布格局及其关联性

基于长白山杨桦次生林1 hm2样地调查数据,采用点格局O-ring统计分析了4个主要树种在不同林层的空间分布格局和空间关联性。结果表明:高林层的白桦在部分尺度上表现聚集分布,低林层白桦以随机分布为主,而高低林层红松的格局分布反之,枫桦和冷杉在小尺度上都以聚集分布为主。不同林层上的空间分布格局,聚集度随林层高度增加而减小,红松和枫桦在低林层中聚集分布较明显,在高林层中呈现明显随机分布。不同树种在不同林层中空间关联性多样,在小尺度上,低林层的红松与高林层的白桦、红松表现为正相关,与冷杉表现为负相关;红松、枫桦与白桦在高林层中的两两关联性以负相关为主。随着空间尺度的增加,树种空间分布格局普遍转变为随机分布,空间关联性趋向于相互独立。

森林健康评价指标体系的研究

在原有研究的基础上提出评价体系框架,并结合实例分析各层次之间的关系。提出了由"调查指标-阈值指标-评价指标-控制指标-目标指标"5个层次构成的森林健康评价指标体系框架。以吉林汪清林业局金沟岭林场杨桦次生林为例,建立森林健康评价指标体系,评价结果表明:该体系层次清晰、指标合理、逻辑清晰,便于实施和控制。该体系为探索森林健康研究的评价手段,丰富其理论研究体系提供了方法参考。

模拟氮沉降增加对土壤微生物量的影响

采用模拟方法研究了天然阔叶红松林和天然次生杨桦林中土壤微生物碳、氮对大气氮沉降升高的响应。林地控制施氮量分别为:对照(0)、低氮(25 kg.(hm2.a)-1)和高氮(50 kg.(hm2.a)-1)。施氮后的第一个生长季,生长初期(5月)、生长旺季(7月)和生长末期(9月)的观测研究表明:氮沉降增加对微生物C、N的影响因森林类型和时间不同而存在显著差异。由此表明,1 a的施氮试验并没有使土壤氮达到饱和状态,但是短期的施氮可以在某些月份内显著影响土壤微生物C、N及其微生物m(C)∶m(N)。

长白山次生白桦林数量特征

对长白山1hm2次生白桦林样地的研究结果表明:样地内共有活立木2550株,分属于14科23种;从株密度、平均胸径及胸高断面积等分析看,白桦和落叶松在林分中占有绝对优势;样地内所有林木的径级分布为"S"型,白桦、落叶松和红松的径级分布近似于正态分布,水曲柳和春榆的径级分布近似于倒"J"型;从径级结构分析看,白桦和落叶松等先锋树种的小径级林木在林下分布很少,更新很差,而红松、水曲柳等寿命较长的树种在林下已经占有很大的比例,更新良好,随着演替的进展,它们将逐渐进入主林层;从主要树种的空间分布格局分析看,落叶松在样地中表现出了明显的聚集性分布格局,而白桦、水曲柳、红松和春榆没有表现出明显的聚集性分布格局。

金沟岭林场3种林型不同郁闭度林下灌草生物量

以金沟岭林场云冷杉林、杨桦次生林和落叶松人工林为研究对象,分别设置郁闭度0.20、0.40、0.60、0.80、1.00样地,采用灌木生物量模型法和草本生物量平均木法,估算出不同林型不同郁闭度林下灌草生物量。结果表明:云冷杉林郁闭度为0.02时灌草生物量最大,郁闭度1.00时,灌草生物量最小,灌草生物量随林分郁闭度的增加而减小;杨桦次生林郁闭度为0.20时灌草生物量最大,郁闭度1.00时,灌草生物量最小,灌草生物量随林分郁闭度的增加而减小;落叶松人工林在林龄较小时,灌草生物量最小,母树林灌草生物量最大。不同林型在同一郁闭度林下灌草生物量差异显著。郁闭度为0.20和0.40时,杨桦次生林灌草生物量均大于云冷杉林;郁闭度为0.60时,灌草生物量由大到小的顺序为云冷杉林、杨桦次生林、落叶松人工林;郁闭度为0.80时,3种林型灌草生物量几乎相等;郁闭度为1.00时,落叶松人工林灌草生物量最大,且其灌木和草本生物量均大于其他两种林型。

冀北山地杨桦次生林林分空间结构研究

在木兰林管局桃山林场选取面积为100 m×100 m的杨桦次生林样地,以每株林木树高、胸径和坐标为基础数据,运用混交度、大小比数和角尺度等林分空间结构参数分析了杨桦次生林的空间结构特征。结果表明:(1)该林分中山杨Populus davidiana和白桦Betula platyphylla在株数和断面积比例上占优势,为林分内优势树种;(2)林分各混交类型的比例相差不大,林分整体呈中度混交状态;(3)林分优势木和亚优势木相对较多,基于胸径、树高得到的平均大小比数结果基本一致,均能客观反映林分的分化规律;(4)林分平均角尺度为0.504,属于随机分布,林下伴生树种以集聚分布为主,但优势树种的随机分布趋势起决定作用。

凉水原始阔叶红松林与白桦次生林植物多样性的比较研究

采用典型抽样法和生态群落学调查法对黑龙江凉水国家级自然保护区紫椴(Tilia amurensis)红松(Pinus koraiensis)林、蒙古栎(Quercus mongolica)红松林及白桦(Betula platyphylla)次生林的植物群落结构特征和物种多样性进行了研究。结果表明,紫椴红松林有维管束植物31种,隶属21科,25属;蒙古栎红松林有维管束植物32种,隶属25科,28属;白桦次生林有维管束植物31种,隶属20科,28属。白桦次生林乔木层和草本层的物种丰富度S指数显著高于2种阔叶红松林,而其灌木层的物种丰富度S指数最低;3种林型乔木层的Simpson物种多样性指数无显著差异,紫椴红松林的灌木层Simpson指数显著高于其他2种林型,3种林型草本层之间的Simpson指数差异显著;紫椴红松林乔木层的Shannon-Wiener物种多样性指数显著低于其他2种林型,白桦次生林灌木层的Shannon-Wiener指数显著低于2种阔叶红松林,蒙古栎红松林草本层的Shannon-Wiener指数最高;此外,蒙古栎红松林乔木层的Pielou均匀度指数显著高于其他林型,而3种林型灌木层的Pielou指数无显著差异,紫椴红松林草本层的Pielou指数最低。

河北小五台山不同海拔白桦林土壤有机碳密度分布特征及影响因素

白桦(Betula platyphylla)是中国北方分布广泛的天然林树种。在全球气候变暖的大背景下,对白桦天然林水热梯度上土壤有机碳的垂直分布规律及其影响因素进行研究,对于研究该区域森林土壤有机碳形成机理及该区碳储量合理评测具有重要意义。以冀北山地小五台山山涧口沟白桦天然林单一植被类型为研究对象,沿其海拔分布范围(1 400~2 000 m)以150m为1个海拔梯度设置固定样地,测定每个海拔梯度气候因子、林分生物量、枯落物储量、土壤容重、土壤全氮及土壤有机碳含量等指标,分析土壤有机碳密度沿海拔的分布规律,并采用灰色关联度分析确定8个环境因子对土壤有机碳密度的影响程度。结果表明:(1)随着土层深度增加,土壤有机碳呈逐渐减少的趋势,且近50%的有机碳聚集在0~20 cm土层范围内;(2)随着海拔升高,土壤有机碳呈现显著的先上升后下降的变化趋势,在海拔1 550~1 700 m最大,有机碳密度达到12.03kg·m^(-2);(3)8个环境因子对不同海拔土壤有机碳密度的灰色关联分析表明,植被因子(枯落物储量、林木生物量)和土壤因子(全氮)是小五台山白桦天然次生林土壤有机碳密度沿海拔分布的主要影响因素,且其与土壤有机碳密度的灰色关联度值显著大于气候因子。

金钩岭林场杨桦次生林健康评价研究

提出一套具有科学性、合理性、实用性的次生林健康评价指标体系,为客观评价次生林健康状况提供参考依据。根据试验地概况及二类调查数据,采用专家咨询法对指标进行筛选,构建了金钩岭林场杨桦次生林健康评价指标体系;使用层次分析法赋予指标权重,确定指标阈值,对试验地912个小班进行森林健康评价。结果表明:不健康小班占总评面积0.76%,亚健康小班占80.49%,健康小班占18.75%,没有疾病和优质的小班。金钩岭林场杨桦次生林主要处于亚健康状态,可通过及时确定影响健康等级主导因子,加以经营和管理林分,提高林分的健康水平。

长白山东北坡长白落叶松—白桦次生林群落结构特征

长白落叶松-白桦林是由云冷杉林遭到破坏后形成的次生林,为了更好地了解其物种组成和群落结构,于2015年8月在长白山东北坡按照CTFS标准建立了面积为1 hm^2(100 m×100 m)的长期监测样地,对样地内所有DBH≥1 cm的木本植物进行挂牌、定位、调查,并应用双相关函数g(r)分析了样地内长白落叶松和白桦2个优势树种不同等级的空间分布。结果表明:该样地共调查到活立木个体1 499株,隶属于9科16属22种,大都属于北温带植物区系类型;样地优势种明显,长白落叶松和白桦是样地的优势种,重要值分别为36.08%和24.75%。样地内物种Margalef丰富度指数R、Shannon-Wiener指数H'、Simpson指数D和Pielou指数Jsw分别为2.87、1.71、0.62和0.56。样地内林下更新良好,所有个体的径级结构呈倒"J"型,8个主要树种的径级结构存在差异,长白落叶松呈倒"J"型,白桦和山杨呈近似正态分布,其余5种(包括花楸、毛山楂、红松、稠李和臭松)呈"L"型。样地内所有物种个体的空间格局呈聚集分布,8个主要树种的空间分布都表现出不同程度的聚集。g(r)函数分析表明,2个优势种空间分布随径级和尺度变化表现出不同的格局类型,长白落叶松随径级增大聚集程度逐渐降低;与小径木和大径木相比,白桦中径木具有更强的聚集程度。

冀北山地杨桦次生林空间点格局分析

杨桦次生林是冀北山地具有代表性的次生林植被类型,其空间分布格局的研究,可为该地区的天然次生林保护、恢复与可持续经营提供理论依据和参考。本试验在河北省木兰围场桃山林场,选择典型的杨桦次生林布设100m×100m样地,采用点格局分析方法分析杨桦次生林群落和主要种群的空间分布格局及种间关联关系。结果表明:冀北山地杨桦次生林群落在小尺度范围内呈聚集分布,在大尺度范围内呈随机分布;白桦、山杨和棘皮桦的单种格局在小尺度范围内呈聚集分布,在大尺度范围内呈随机分布;平基槭在研究的尺度范围内,均呈聚集分布;白桦与山杨、平基槭、棘皮桦之间都呈现为一定的正关联;山杨与平基槭、棘皮桦之间,小尺度呈现正关联,大尺度呈现负关联;平基槭与棘皮桦呈现为显著的正关联。

长白山3种主要林型林分生长过程研究

利用924株冷杉、844株云杉、183株白桦、158株山杨和227株落叶松解析木的数据，建立了长白山优势树种的直径生长方程。在相同的立地条件下，利用长白山245块云冷杉林、32块杨桦次生林和260块落叶松人工林固定样地，结合优势树种的直径生长方程，分析了长白山3种主要林型林分的平均直径、树高、单位面积林木平均株数和蓄积的生长过程。另外，用未参与建模的28块云冷杉林、4块杨桦次生林和30块落叶松人工林固定复测样地对拟合的3种林型林分生长过程模型进行检验，结果显示预估的相对误差为3．26％～4．96％，估计精度为95．04％～96．74％。

长白山杨桦次生林不同演替阶段林木空间分布格局研究

运用点格局分析中的单变量和双变量O-ring统计方法,分别分析了长白山杨桦次生林不同演替阶段林分全体树种和先锋树种的空间分布格局及不同演替阶段先锋树种和顶级树种间的空间关联性。结果表明,随着演替的进行,林分全体树种的空间分布格局由聚集分布过渡为随机分布,先锋树种的空间分布格局由聚集分布变为随机分布。先锋树种和顶级树种的种间关系由演替早期的正关联到演替后期变为负关联。