杨桦林中杨桦及林下更替树种幼苗、幼树的氮素营养关系

于１９９６年６～１０月生长季内．在长白山北坡自然保护区海拔７４０ｍ的高度．用化学和生化分析方法分析了原始阔叶红松林受到破坏后形成的３０ａ林龄的杨桦林土壤中Ｎ素及有效形态ＮＯ３一Ｎ和Ｎ比一Ｎ含量的动态状况．同时对冠层山杨和白桦及林下更替树种水曲柳、红松、色木和树的幼苗、幼树的Ｎ素营养状况进行了动态研究．目的是揭示杨、桦及林下更替树种幼苗、幼树的Ｎ素营养关系及杨桦林向阔叶红松林演替过程中Ｎ素的机制作用。结果表明：（１）在生长季中．根层土壤ＮＯ３一Ｎ含量和其上层土壤动态趋势一致．在７、８月份其ＮＨ４一Ｎ含量也是如此．它们之间相关性较强；（２）山杨和白桦虽都有较强同化ＮＯ３一Ｎ的能力．对ＮＯ３一Ｎ需求的竞争也不激烈．而根中ＮＨ４--Ｎ含量比ＮＯ３一Ｎ含量高很多、它们对ＮＨ４一Ｎ需求的竞争则比较激烈．且它们在果实成熟期间对ＮＯ３一Ｎ和ＮＨ４一Ｎ的需求都较大：（３）林下更替树种水曲柳、红松、色木、树等的幼苗、幼树对Ｎ素吸收利用和土壤Ｎ素供应的动态状况是一致的．它们之间对Ｎ素需求竞争不激烈．但其与冠层杨、桦对Ｎ素需求的竞争却比较激烈。

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。

长白山杨桦次生林采伐林隙种子库特征

研究长白山杨桦次生林不同大小采伐林隙的土壤种子库特征。结果表明:杨桦次生林非林隙林分中种子库储量远高于林隙,但多样性比林隙低;不同大小林隙内的种子库储量差异显著,其中50～100m2大小的林隙内种子库储量最大;随林隙形成时间的延长,林隙内的种子库储量减少,但多样性有所增加;林隙内不同部位间的种子库储量变化较大,且丰富度大小同个体密度大小的变化不一致;种子库中优势种突出,水曲柳、紫椴、山槐与色木槭4个树种的种子数量占种子总量的74.3%以上;地表凋落物层对种子落入土壤有明显的阻滞作用;在林隙形成初期,种子库的组成及数量主要由腐殖质层种子库决定,但随时间的推移枯枝落叶层种子库对整个种子库的贡献越来越大;林隙内土壤种子库同地上更新幼苗相似性不大。

木兰围场典型落叶松-杨桦混交林生物量及固碳能力

以木兰林管局北沟林场内典型落叶松-杨桦混交林、落叶松人工林、白桦天然次生林、山杨天然次生林为研究对象,利用分层切割法和分层挖掘法对华北落叶松、白桦、山杨的生物量进行测定,并通过解析木进行了生长量的测定,从而建立生物量、生长量模型对林分的碳储量和固碳能力进行了估算。其研究结果表明:落叶松-杨桦混交林较落叶松人工林、白桦天然次生林、山杨天然次生林具有一定幅度的增产效益。落叶松-杨桦混交林中落叶松、白桦、山杨表现均优于各自的人工林或天然林,平均胸径分别高出6.7%、12.8%、4.1%,平均树高分别高出12.1%、1.4%、11.1%。落叶松-杨桦混交林中落叶松、白桦、山杨的固碳量增幅分别为29.74%、28.36%、34.52%;落叶松人工林固碳量增幅27.09%;白桦天然次生林固碳量增幅26.34%;山杨天然次生林固碳量增幅26.24%。落叶松-杨桦混交林中落叶松、白桦、山杨固碳量的增幅分别高于所对应树种的2.65%、2.02%、8.28%。

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。

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。

冀北山地杨桦次生林优势种群结构及时间序列预测分析

运用径级结构、静态生命表和时间序列预测分析方法,研究了冀北山地杨桦次生林群落结构和主要优势种群的动态变化过程,揭示了主要优势种群各径级数量动态规律。结果表明:冀北山地杨桦次生林群落物种组成丰富,垂直结构较为明显。山杨、五角枫和蒙古栎种群,幼龄个体多,老龄个体少,基本上属于进展型种群,而白桦种群的小径级和高径级的个体都较少,主要以幼树和中树居多,属于衰退型种群。蒙古栎种群存活曲线接近于DeeveyⅢ型。时间序列分析表明,在未来的Ⅱ径级、Ⅳ径级和Ⅵ径级中,白桦种群呈现大径级株数增加的趋势,白桦种群维持困难;山杨种群和五角枫种群小径级株数呈现减少的趋势,中径级株数呈现增加的趋势,表明山杨和五角枫保持相对稳定性,而蒙古栎呈现衰退的态势。因此对4种优势种群,分别实施不同的经营措施,促进种群的自然更新和群落演替。

冀北山地杨桦次生林不同林层的空间结构特征

利用混交度、角尺度、大小比数和开阔比数4个空间结构参数,结合空间结构单元距离尺度,研究了冀北山地杨桦次生林更新层和乔木层(低林层、中林层和上林层)的空间结构特征。结果表明:乔木层和更新层平均混交度分别为0.520、0.228,差异较大,乔木层混交度随林层增加而降低;乔木层和更新层的平均角尺度分别为0.575、0.530,属于聚集分布,乔木层聚集强度随林层增加而降低;乔木层和更新层平均大小比数分别为0.493、0.511,各等级林木分布较均匀;乔木层平均开阔比数为0.713,处于开阔的光环境中;随着林层增加,大小比数呈下降趋势,开阔比数呈增加的趋势,大小比数与开阔比数呈极显著负相关;参照木与4株最近相邻木的平均距离随林层增加呈递增趋势,但大部分相邻木分布在3 m以内。

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。

抚育经营对杨桦次生林林分结构及土壤性质的影响

为了提升辽东山区低质、低效天然次生林林分质量,以1973年辽东山区20a杨桦次生林为研究对象,设计5个试验区,分别为强伐补松、弱伐补松、皆伐植松留萌、皆伐植松不留萌和对照区(不作业)。经过42a定位观测,结果表明,强伐补松试验效果最好,皆伐植松留萌次之。强伐补松林分总蓄积量最高,为359.9m^3·hm^(-2),高于对照区55.7%。强伐补松土壤物理和化学性质也是标准地中最好的。通过合理经营,林下种植针叶树种红松、沙松等,并及时抚育,有助于恢复针阔混交林。

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。

冀北山地杨桦低效林改造的效益分析

[目的]分析研究冀北山地杨桦低效林改造的成果,为该地区的森林健康经营理论提供参考。[方法]采用生态疏伐后人工林下更新的方式进行改造,并以定量计算的方式对改造后样地和未改造对照样地分别从林地生产力、固碳释氧功能、水源涵养功能3方面进行效益分析。[结果]改造后的样地较对应的对照样地在总体效益方面具备很大优势,具体高出值分别为25 008.89和14 802.17元/hm2,增长率分别为16.6%,14.6%。其中林地生产力价值分别高于对照样地44.9%,73.11%;固碳释氧价值分别高出13.4%,9.2%;涵养水源价值分别高出5.4%,2.6%。[结论]对杨桦低效林进行生态疏伐、人工林下更新改造后,林分质量得到显著改善,提高了林地生产力和林分生态功能的同时,带来了经济效益的增长。

杨桦中幼龄次生林结构与自然度的比较研究

杨桦次生林是冀北山地的典型森林类型,对区域生态环境建设与经济持续发展具有重要作用。研究以冀北黑龙山的杨桦次生林为例,利用角尺度、混交度及大小比数以及参数熵权修正层次分析法,对中龄林与幼龄林的结构及森林自然度进行比较分析。结果表明:幼龄林与中龄林的树种组成均较单一,中龄林的树种多样性指数较高,树种组成较好;中龄林的直径分布范围较大,林木个体分化程度明显;幼龄林与中龄林的树高结构均呈单峰型,幼龄林树高分布范围较小,林层分化不明显;幼龄林与中龄林的林分角尺度都呈聚集分布,但中龄林林木个体分布较趋于随机;中龄林与幼龄林均以零度混交比例为主,中龄林的林分整体混交度相对较好;幼龄林与中龄林林分大小比数分化差异不明显,林分不同大小比数分布频率较均匀。幼龄林森林自然度等级为4,属于乡土树种混交林状态,中龄林森林自然度等级为5,属于次生林状态。

金沟岭林场杨桦次生林健康经营模式研究

通过分析长白山杨桦次生林演替过程及其林分结构特征,提出杨桦次生林健康诊断评价技术和健康经营关键技术,构建自适应经营模式。采用定性判断与定量化、模型化相结合,野外调查与科学推理相结合等系统整合研究的理论和方法,开展系统的长白山杨桦次生林健康经营模式研究。通过对杨桦次生林健康经营目标、原则、模式、调整步骤以及调整技术进行整合研究,提出了易于操作的动态的杨桦次生林健康经营模式,并对杨桦次生林的各演替阶段,分别提出了具体的经营目标体系,为杨桦次生林的可持续经营提供了理论依据。

冀北山地杨桦次生林种群的空间分布格局

根据冀北山地杨桦次生林样地调查资料,采用点格局分析方法,对杨桦次生林种群内树种构成、主要种群及不同径级的空间分布格局及其相互关系进行了分析。结果表明:1杨桦次生林中乔木层共有11个种群,种群密度差异较大,山杨和白桦的株数比例、断面积占有明显优势。2在研究尺度范围内,山杨和五角枫均呈显著性聚集分布,白桦和棘皮桦分布格局,均呈先聚集分布、后随机分布,在大尺度上均匀分布,优势种群的空间关联性以正关联为主。3不同径级个体的空间分布格局大部分属于聚集分布,只有部分大树的空间分布格局为均匀分布或随机分布。4不同径级之间空间关联性以正关联为主,大树和幼树的空间关联性随尺度的增加呈负关联趋势。

冀北山地杨桦次生林群落乔木层种群生态位研究

采用Levins和Pianka公式计测了冀北山地杨桦次生林群落乔木层8个种群的生态位宽度和生态位重叠,并对种群的生态位和环境适应性进行了探讨。结果表明:白桦、山杨和棘皮桦为主要树种,其他树种均为伴生树种。白桦、色木槭、稠李、山杨等具有较大的生态位宽度,分别为0.866 8、0.854 1、0.721 9和0.682 9,而蒙古栎和山荆子等生态位宽度较小。生态位重叠值小于0.5的种对有14对,占总数的50%。生态位重叠值大于0.5的种对有13对,占总数的46.43%。不发生重叠的种对有1对,占总数的3.57%。具有较大生态位宽度的树种是主要优势种,具有广泛的适应性。生态位宽度较大的物种与其他种类间的生态位重叠也较大。

经营密度对杨桦次生林土壤含水量及林分生长量的影响

以东北商品林中杨桦次生林为对象,采用固定标准地连续、定位观测与临时标准地调查点面结合的方法,综合分析与评价了经营密度对林地土壤水分动态变化和林分生长量的影响。结果表明:同一经营密度的林分,不同土层深度的土壤含水量的变化趋势基本一致,均随土层深度的增加而减少;同一土层深度的土壤含水量随经营密度的减少而降低。单位面积山杨次生林和白桦次生林林分的胸径年生长量随经营密度增大而减少;林分蓄积量的变化规律却不同,不随经营密度增大而增加,亦不随经营密度增大而减小,而以中等经营密度值(0.7)最大。

天然杨桦次生林林分最适经营密度

以东北商品林中杨桦次生林为对象,针对经营密度不合理和生产力较低的现状,在森林立地分类与功能区划的基础上,采用固定标准地连续、定位观测与临时标准地调查点面结合的方法,通过林分密度控制试验和密度效应分析,确定0.7经营密度值为天然杨桦次生林优质高效经营的最适密度。该密度的林分能充分利用生境,林木生长势强,单位面积总产量较0.6和0.8经营密度值的林分分别提高5.55%和4.42%。

黑龙江省东部山区杨桦次生林改造对林地水源涵养功能的影响

以黑龙江省东部山区杨桦天然次生林为研究对象,采用室内浸水和环刀浸泡法,研究抚育间伐(弱伐、强伐、皆伐)补植红松15年后林分枯落物蓄积量和持水特性,土壤物理性质和持水特性。结果表明:(1)杨桦天然次生林枯落物厚度为3.6~8.3 cm,枯落物蓄积量为6.10~8.68 t/hm^(2),枯落物有效拦蓄量为9.51~15.39 t/hm^(2)。枯落物持水量与浸水时间呈对数函数关系(R2>0.9722),吸水速率与浸水时间呈幂函数关系(R2>0.9996)。枯落物有效拦蓄量排序为对照>弱伐>强伐>皆伐,且对照显著高于强伐和皆伐(p<0.05)。(2)在0~30 cm土层范围内,随土壤深度加深,土壤容重逐渐增加,总孔隙度逐渐减小。土壤有效持水量为153.80~414.43 t/hm^(2),排序为强伐>皆伐>对照>弱伐,且强伐显著高于其他样地(p<0.05)。(3)林分有效持水量总和为164.04~424.13 t/hm^(2),相当于16.4~42.4 mm的降水,排序为强伐>皆伐>对照>弱伐。采用综合评价法对不同抚育强度的杨桦林水源涵养功能进行比较,排序为强伐>对照>皆伐>弱伐。综合结果表明,杨桦天然次生林伐除2/3后补植红松水源涵养功能最优。

冀北山地杨桦次生林五角枫更新幼苗种群结构与动态研究

对冀北山地杨桦次生林五角枫更新幼苗种群结构进行了研究,分析了五角枫幼苗种群的径级结构、高度结构、时间序列预测以及点格局。结果表明,五角枫更新苗总株数为1 094株/hm2,五角枫更新苗径级主要集中在0.5～2cm之间,占总株数的73.31%。其高度主要集中在0.5～2.5m,占总株数的81.81%。Ⅱ径级、Ⅳ径级和Ⅵ径级后,五角枫更新苗株数分别下降了5%,40%和83%,表明五角枫更新幼苗小径阶种群仍然保持较多的个体,五角枫种群保持相对的稳定性。五角枫更新幼苗在0～13m范围内呈聚集分布,在14～16m范围内呈随机分布,在17～25m范围内呈均匀分布。适当间伐五角枫更新幼苗对杨桦次生林结构优化和功能发挥具有重要意义。