天然落叶松林不同演替阶段空间结构参数的多元分布

2023年5月15—30日,在黑龙江省伊春市丰林县汤林林场建立不同演替阶段(中龄林、近熟林)固定监测样地,在森林群落中分别设立15块30 m×30 m的方形样地,将各样地划分为4个15 m×15 m的小样方,对胸径在5.0 cm及以上的乔木进行每木调查、每木检尺,记录样地内林木的树种、胸径、树高;应用RStudio计算中龄林和近熟林的天然落叶松(Larix gmelinii)林分空间结构参数(混交度、大小比数、密集度、角尺度)、统计林分空间结构参数的5种多元分布频率(零元分布、一元分布、二元分布、三元分布、四元分布),系统分析各林分的林分空间结构特征与功能。结果表明:(1)落叶松林的零元分布,两种不同演替程度的林分,整体呈随机分布、混交较好的中庸生长状态,但近熟林比中龄林较密集。(2)落叶松林的一元分布,林分内多数林木处于混交程度、密集程度良好,各大小比数等级占比处于比较相近的随机分布状态。(3)落叶松林的二元分布,两种林分在同一大小比数时的林木多数处于中度混交,同一密集度时的中龄林的密集程度分布相近,近熟林的密集度较集中。(4)落叶松林的三元分布,两种林分中,同一密集度和大小比数的林木,多数处于随机分布。(5)落叶松林的四元分布,两种林分在同一分布格局和生长状态时,相同密集度的林木多数处于中度混交或者混交状态较良好。(6)与比较传统的零元分布、一元分布对林分空间结构进行分析相比,使用多元分布能更加全面、清晰地分析不同演替阶段天然落叶松林的林分内部空间结构特征。

大兴安岭北部天然落叶松林土壤水分空间变异及影响因子分析

从坡面尺度对大兴安岭北部多年冻土区天然落叶松林的土壤水分空间变异特征以及冠层结构、土壤温度、降雨对土壤水分分布的影响进行了研究。结果表明：自坡上至坡下，0～5cm土层土壤含水量逐渐降低，样带12比样带1降低了19．95％，5～10cm和10～15cm土层土壤含水量随坡位的降低而逐渐升高，从样带1至样带12分别增加15．55％和29．16％；0～15cm土层土壤平均含水量在17．61％～18．77％之间波动，从坡上至坡下有逐渐增大的趋势；坡上和坡下样带垂直变异系数明显高于坡中，样带1、11及12的垂直变异系数最高，分别为10．17％、13．39％及15．02％，属于中等变异程度，而各样带间的水平变异程度很弱；0～5cm土层土壤含水量与叶面积指数和林冠开度分别呈极显著正相关和极显著负相关关系，5～10cm和10～15cm土层土壤含水量与叶面积指数呈极显著负相关关系，而与林冠开度相关性不显著；土壤温度与土壤含水量呈极显著负相关；雨后4d内，各样带土壤含水量均逐渐降低，表层土壤含水量降幅明显大于下层，说明降雨对表层土壤水分影响较大，而对下层土壤水分影响较小。

大兴安岭东部天然落叶松林可加性林分生物量估算模型

【目的】探讨林分乔木层生物量的估算方法,为大区域、大尺度森林生物量的估算提供理论依据。【方法】利用1990—2010年5期大兴安岭东部天然落叶松林固定样地数据,选择基于林分变量的林分生物量模型和基于林分蓄积量的林分生物量模型作为林分乔木层生物量估算的方法,利用似然分析法去判断2种模型的误差结构（相加型和相乘型）,并采用聚合型可加性生物量模型建立其林分生物量模型,模型参数估计采用非线性似乎不相关回归模型方法。采用＂刀切法＂评价所建立的林分生物量模型。【结果】经似然分析法判断,2种模型的误差结构是相乘型的,对数转换的线性回归更适合用来拟合林分生物量数据;2种模型的调整后确定系数R2a〉0.94,平均相对误差ME为0%~5%,平均相对误差绝对值MAE〈15%;所建立的2种可加性林分生物量模型的预测精度在98%以上。【结论】虽然基于林分蓄积量的林分生物量和基于林分变量的林分生物量模型形式不同,但二者都具有较好的预测精度;就本研究而言,2种估算林分生物量的方法都能对大兴安岭东部天然落叶松林林分生物量进行很好地估算。

不同强度火干扰下盘古林场天然落叶松林的空间结构

基于2011年7月大兴安岭外业调查数据以林隙为主要研究对象,选取景观生态学中斑块类型指数分析样地内林隙状况,并结合林木分布状态,分析不同强度林火干扰对天然落叶松林空间结构的影响。结果表明:在受中度林火干扰的林分内,只保留了少量的落叶松中径木、大径木,先锋树种在林分内呈现聚集分布;在未受林火干扰的林分和受林火轻微干扰的林分内,天然落叶松均呈现显著聚集分布;由于受到不同强度的林火干扰,林下区域与林隙区域出现不同程度的相互转化,林分空间结构发生了改变。林分按照所受林火干扰强度的递减,在同一时间不同空间上表现出了森林循环过程中所经历的林隙阶段状态、建立阶段状态、成熟阶段状态。

大兴安岭天然落叶松林碳密度空间分布研究

采用大兴安岭地区盘古林场2011及2012年天然落叶松林实测碳储量数据,分析林木各器官（树干、树枝、树叶、树根）及全树的碳密度与海拔、郁闭度、坡位及林分密度的关系。基于空间克里格插值原理,利用Arc GIS空间分析软件分别绘制该地区各器官及全树的碳密度空间分布图。结果表明：天然落叶松林各器官及全树的碳密度与海拔、郁闭度和坡位都有密切的关系。各器官及全树均在633~683m的海拔范围内达到最大值;在0.4~0.5的郁闭度范围内达到最大值;不同坡位上各器官及全树碳密度按下坡、山谷、平地、上坡的顺序而逐渐降低;在林分密度为3022~3521株/hm2的范围内,各器官及总量的碳密度达到最大值。利用空间克里格插值能够很好的进行空间林木各器官碳密度分布的估算,树干的碳密度变化范围是5.99~46.33 t/hm2,树枝的碳密度变化范围是0.31~2..92 t/hm2,树叶的碳密度变化范围是0.27~0.78 t/hm2,树根的碳密度变化范围是2.25~20.39 t/hm2,全树的碳密度变化范围为6.43~60.40 t/hm2。综上所述,大兴安岭地区天然落叶松不同器官的碳密度变化范围是不同的,而且其变化规律与林分因子之间的关系也不同。因此,应该分器官研究其碳密度变化规律。

大兴安岭地区天然落叶松林乔木碳增量的研究

基于1990~2010年黑龙江省大兴安岭地区4期森林资源连续清查的602块固定样地数据,分析了大兴安岭地区天然落叶松林年均枯损木碳释放量、进界木碳储量、碳净增量的动态变化以及随立地质量、林分密度的变化规律。结果表明：该地区各龄组碳释放量在0.133 7~0.484 1 t·hm-2·a,碳释放量随着龄组的增大而增大;进界木碳储量在幼龄林时较大,为0.128 2 t·hm-2·a,近熟林最小,为0.040 0 t·hm-2·a,其他龄组差异不大;碳净增量随着龄组的增大而减小,幼龄林、中龄林、近、成、过熟林分别为1.374 9、0.982 1、0.649 9、0.538 1、0.240 7t·hm-2·a;相同立地质量条件下,各龄组碳释放量与林分密度成正比。幼龄林、中龄林、成熟林随林分密度的增大进界木碳储量减小,近熟林和过熟林规律不明显。除幼龄林之外,各龄组在林分密度为中时,林分碳净增量最大;相同林分密度条件下,各龄组（近熟林、成熟林无明显规律）碳释放量与立地质量成负相关关系。各龄组（过熟林除外）立地质量越好,进界木碳储量越小;相同林分密度条件下,立地质量越好,碳净增量越大。

间伐强度对大兴安岭天然落叶松林功能的影响

以黑龙江省大兴安岭塔河林业局盘古林场的天然落叶松林为研究对象。基于2011年所设16块天然落叶松林固定样地的调查数据,建立天然落叶松各器官(树干、树根、树枝和树叶)生物量模型,并结合碳系数预估天然落叶松林分碳储量,计算不同林分生物多样性。引入单木综合健康指数,确立间伐原则,构建综合目标值,并分析不同经营方案(间伐强度5%、10%、15%、20%)对森林的经济服务功能(木材收获)和生态服务功能(生物多样性、碳储量)的影响。结果表明:随着间伐强度的增加,林木健康指数、林分平均胸径及平均树高呈增加趋势;树木大小多样性和树种多样性呈减小趋势。在经济服务功能和生态服务功能构建的综合目标值最大条件下,结合不同间伐强度对二者的影响,提出了合理的多功能经营方案。在最优经营方案条件下,平均抚育间伐株数为375株/hm2;大小多样性平均降低0.175 8;树种多样性平均降低0.012 7;林分平均胸径增加0.81 cm;林分平均高增加0.65 m;木材收获量平均为12.3 m3/hm2;碳储量平均为47.84 t/hm2。

天然落叶松林林分平均直径自然稀疏表编制的研究

以落叶松天然林标地为材料,求解林分最大密度线、自然稀疏线、等树高线、等直径线模型,预测林分自然稀疏进程中的测树因子,编制直径自然稀疏表。

中国主要天然落叶松林的多孔菌多样性

落叶松是我国北方重要的针叶树种,天然落叶松倒木上生长有种类繁多的多孔菌,它们能够分解倒木中的纤维素、半纤维素和木质素,促进森林生态系统的物质循环,同时维持生态系统中的碳平衡,在森林生态系统中发挥重要的生态功能.本文针对我国5种主要落叶松树种上的多孔菌种类,综合分析了该类群的物种组成和分布特征,并对不同树种上的多孔菌种群进行对比分析.结果表明:落叶松上共有多孔菌107种,分属11科43属,其中褐腐真菌种类49种,占到总数的45.4%,是中国已报道褐腐真菌种类的50%.91.7%的多孔菌生长在刚开始腐烂的倒木上.兴安落叶松上的多孔菌不论是种类还是数量均比其他4种落叶松多.兴安落叶松和长白落叶松以及新疆落叶松和西藏落叶松上的多孔菌种群相似度高,这与其林分的天然分布相一致.

近天然落叶松云冷杉林土壤有机碳研究

森林土壤有机碳是土壤有机碳库的重要组成部分。研究森林经营对土壤有机碳的影响对于应对气候变化下的森林经营有重要意义。该文以东北近天然落叶松云冷杉林地为对象,研究不同层次（0-20 cm^2、0-40 cm和40-60 cm）的土壤有机碳含量和有机碳密度、间伐的影响及其与其他土壤特性的关系。结果表明：①近天然落叶松云冷杉林土壤有机碳含量平均值为51.11 g/kg,0-60 cm土壤剖面有机碳密度为27.20 kg/m^2;②土壤有机碳含量和有机碳密度随土壤深度增加而显著减少,但采伐强度不同其减少程度不同;③间伐强度对土壤有机碳含量和有机碳密度的影响不显著,间伐20年后不同间伐强度间土壤有机碳含量和有机碳密度没有明显的差异;④土壤有机碳含量与土壤密度呈显著或极显著负相关,而与土壤含水量呈显著或极显著正相关;⑤不同土层中,土壤有机碳含量和有机碳密度与土壤pH值和土壤N、P、K全量和有效量的相关性不尽一致。在整个土壤剖面,除土壤pH以外,土壤有机碳含量和有机碳密度与土壤N、P和K的全量和有效量均呈显著或极显著正相关。

不同密度下近天然落叶松云冷杉林各土层土壤理化特征

本研究以8块不同林分密度近天然落叶松云冷杉林为对象,研究不同林分下密度对不同土层土壤的理化特征。结果表明,相同林分密度条件下,土壤物理性质随土层深度增加呈显著变化(P<0.05);除全氮外,其他养分元素浓度差异不显著(P>0.05)。不同密度条件下的土壤养分浓度并未表现出明显的变化规律,也没有在某一密度之后出现明显的下降现象。林分密度为1 058株·hm-2时,虽然土壤养分浓度有所降低,但总体差异并不显著。这说明在试验区目前林分密度下,土壤养分状况并未受影响,可适当补植,增加林地的利用效率。

台风“布拉万”对东北近天然落叶松云冷杉试验林的影响

台风是重要的森林干扰因子之一,会对森林生态系统的结构和功能产生较大的影响。2012年的台风"布拉万"对我国东北地区局部森林造成了严重的破坏。以受灾最重的吉林省汪清林业局的近天然落叶松云冷杉林为对象,采用方差分析和相关分析方法,研究林分结构和地形条件对林木株数损伤率的影响。结果表明:(1)林木损伤类型可分为折断、连根拔起、搭挂、压弯4种,其中连根拔起为最主要的损伤类型,占总损伤株数的52%,台风灾害造成的林木株数损伤率平均为14.09%。(2)径级大小对林木株数损伤率的影响显著。损伤主要发生于径级较小林分处,径级越大,其株数损伤率越小。(3)林木株数损伤率随林分密度的增加有减小的趋势,但在统计学上它们的关系不显著。(4)不同树种间的林木株数损伤率差异显著,落叶松、冷杉等针叶树种损伤株数最多。(5)林分的树种多样性指数与林木株数损伤率无显著的相关性。(6)海拔、坡度和坡位对林木株数损伤率的影响不显著,但坡向的影响显著,东北坡向林分的林木株数损伤率最大。研究结果可以为灾后森林恢复和减少风灾影响的森林培育措施提供依据。

间伐对近天然落叶松+云杉+冷杉混交林凋落物特征的影响

为探讨间伐对近天然落叶松＋云杉＋冷杉混交林凋落物特征的长期影响,对吉林省汪清林业局金沟岭林场间伐强度分别为0（对照）、20%、30%和40%4种处理的20块样地进行土壤和凋落物样品的采集和测定,分析不同间伐处理间凋落物特征及其与土壤养分间的相关性。结果表明：1）近天然落叶松＋云杉＋冷杉混交林凋落物现存量为51.44-181.60 t/hm^2,持水量为20.33-47.27 t/hm^2,凋落物C与N质量比介于61-72之间,其N、P和K质量分数在不同间伐强度间呈现不同顺序,C质量分数随间伐强度增加逐渐增大;但不同间伐强度之间的凋落物现存量、持水率和养分质量分数差异不显著（P〉0.05）。2）凋落物的现存量、持水量及养分质量分数与土壤养分全量的相关性在不同间伐强度的近天然落叶松＋云杉＋冷杉混交林间表现出一定的相似性,表明间伐不对凋落物特征与土壤养分相关性构成主要影响。3）间伐27年后,不同间伐强度间凋落物特征差异不显著,这可能是由于间伐时间较长,间伐的影响逐渐减弱所致。

大兴安岭天然落叶松次生林不同演替阶段的空间结构

以大兴安岭地区新林林业局翠岗林场的不同演替阶段的天然落叶松林样地(幼龄林、中龄林、近成熟林、成熟林)为研究对象,利用威布尔分布函数(Weibull)对混交度、大小比数、角尺度林分空间结构参数进行分析,探索天然落叶松林的林分空间结构特征、林分功能。结果表明:天然落叶松林不同演替阶段的样地平均混交度为0.098,按混交度数值由大到小依次为成熟林(0.235)、近成熟林(0.103)、中龄林(0.037)、幼龄林(0.017);天然落叶松林不同演替阶段平均大小比数,由高到低依次为成熟林(0.595)、近成熟林(0.504)、中龄林(0.500)、幼龄林(0.478);4块样地的角尺度,由高到低依次为成熟林(0.473)、中龄林(0.502)、近成熟林(0.500)、幼龄林(0.471)。随着演替的进行,混交度与胸径的大小比数逐渐增大,林木的聚集程度偏低,但从整体看呈随机分布格局,有利于群落演替的稳定性;说明随着演替的进行,生物多样性不断上升,树木逐渐增长,林分空间结构也逐渐稳定。

大兴安岭盘古林场2种优势树种空间分布格局研究

基于2011年大兴安岭林区外业调查数据中的10块样地数据,采用4种方法对大兴安岭盘古林场落叶松和白桦2种优势树种的空间分布格局进行研究。结果表明,在落叶松中龄林内,落叶松呈显著聚集分布;随着林分发展到近熟林和成熟林阶段,种内和种间竞争加剧,落叶松聚集程度明显下降;落叶松林各龄组间空间结构优劣表现为中龄林>成熟林>近熟林,林分空间结构指数(FSSI)和林分空间结构距离(FSSD)具有极显著的线性关系,FSSD=-1.201 3FSSI+144.03,R^2=0.984 2(P<0.01),表明二者在表达林分空间结构的优劣性方面存在较强的一致性。白桦林从幼龄林发育为成熟林的过程中,林木的分布格局由聚集分布转化为均匀分布,中龄林内林木的聚集程度最高,在近熟林内林木开始出现由聚集分布向均匀分布转化的趋势;当发展到成熟林时完全转化为均匀分布;白桦林各龄组间空间结构的优劣表现为中龄林>成熟林>近熟林>幼龄林。FSSD=-0.703 8FSSI+113.19,R^2=0.998 5(P<0.01),二者同样具有极显著的线性关系。通过研究天然落叶松林和白桦林优势种群及其空间分布格局,为日后制定合理的健康的森林经营措施提供有力依据。