大娄山典型林分灌木地上载量影响因子及预测模型

【目的】灌木作为森林可燃物中的重要组成部分,其载量对森林垂直方向燃烧及极端火发生可能性有重要影响,西南林区作为我国第二大林区,年均火灾次数位于全国前列。调查该区域典型林分灌木载量,分析其影响因素,并建立预测模型,对于该地区预防森林火灾和林火管理工作具有重要意义。【方法】本研究以大娄山6种典型林分内灌木为研究对象,通过野外布设并调查基本信息,进行野外实验及室内实验,获得灌木地上干、枝、叶及总载量,得到其影响因子并分别建立预测模型。【结果】1)对相同林型不同标准地进行研究,马尾松林灌木枝载量及柏树林灌木叶载量均有显著差异,阔叶混交林灌木枝、叶载量具有显著差异,且干载量及总载量具有极显著差异;不同林型之间灌木干、枝、叶及总载量之间无显著差异。2)同一林型内灌木干、枝、叶及总载量与平均树高、平均地径、平均高、平均胸径、林分密度、坡度、海拔等均有相关性(相关性逐渐减弱);不同林型内灌木干、枝、叶及总载量与平均地径、平均树高、平均胸径、平均高、坡度、平均冠幅等均有相关性(相关性逐渐减弱)。3)建立模型:杉木林灌木干、枝载量模型及灌木林灌木干、枝、总载量模型(R2=0.998)拟合效果最好,马尾松林枝载量模型拟合效果最差(R^(2)=0.318)。【结论】通过本研究,为大娄山地区典型林分内灌木载量调查提供了基础数据和方法,对于森林火险预报和森林火灾风险普查中可燃物载量调查具有重要意义。

阴山北麓4种豆科荒漠灌木地上生物量及其环境解释

以阴山北麓柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、垫状锦鸡儿(Caragana tibetica)、狭叶锦鸡儿(Caragana stenophylla)和刺叶柄棘豆(Oxytropis aciphylla)4种豆科荒漠植被群系及其环境因子为研究对象,采用样方调查法,揭示不同荒漠灌丛生物量变化规律及其与群落特征及土壤因子之间关系。结果表明:不同灌木群系中,建群种地上生物量受群落内植物种种间竞争以及土壤钙积层和湿土层厚度的影响,主要表现为伴生种长势越好,建群种生物量越低,并且随着湿土层厚度的增加,钙积层厚度的减少,建群种地上生物量增加。同时利用拟合函数求得柠条锦鸡儿和刺叶柄棘豆群系建群种地上生物量最佳预测模型为幂函数模型,垫状锦鸡儿、狭叶锦鸡儿群系建群种地上生物量最佳预测模型为多项式函数模型。

基于冠幅直径和植株高度的灌木地上生物量估测方法研究

采用冠幅直径和植株高度两个易测因子 ,以河蒴荛花为例 ,用数理统计方法构建了该灌木地上生物量和枝、叶生物量估测模型 .

帽儿山地区6种灌木地上生物量估算模型

选择帽儿山地区6种典型灌木暴马丁香(Syringa reticulatavar.amurensis)、刺五加(Acanthopanaxsen-ticosus)、鸡树条荚蒾(Viburnum sargentii)、乌苏里绣线菊(Spiraea ussuriensis)、毛榛(Corylus mandshurica)、卫矛(Eu-onymus alatus)进行地上生物量及其相关因子研究。以地径和植株高度为指标,通过数学模拟,建立并筛选出最优生物量回归方程。结果表明,6种典型灌木的最优生物量回归方程均为幂函数方程(R2=0.471～0.861,p<0.05);模型模拟结果良好(R<30%;R<20%),可以用于灌木地上生物量的估算。

福建海岸带灌草丛灌木地理成分的分布规律

据对福建全海岸带８个地区共含３６处样地、４８０ｍ２面积的灌草丛调查数据，作地区间灌木属地理成分相似性指数的地区聚类和排序分析．获得闽东南部和闽东北部两个地区组合，且它们依地区温度、日照等变化作有规律的分布格局，其划分结果同福建省植被区划和福建省气候区划均基本吻合。

利用智能手机图像无损快速估测荒漠灌木地上生物量——以梭梭为例

荒漠灌木是干旱区脆弱生态系统的重要组成部分,其生物量至关重要,但野外测量难度较大。以新疆生产建设兵团第六师102团区域内的荒漠灌木梭梭为例,利用智能手机摄像头拍照并获取梭梭高度(H)、侧面宽度(D)、侧面像元面积(S)等参数,建立基于这些参数组合的梭梭地上生物量拟合方程。结果表明,侧面像元面积(S)与梭梭灌木的地上生物量密切相关,呈正相关关系,相关系数高达0.949。经检验,以梭梭灌木侧面照相面积(S)、侧面宽度(D)等为自变量建立回归模型,可用来快速估测灌木地上生物量,这为无损快速估测灌木地上生物量提高工作效率。

4种灌木地被植物耐旱指标探讨

对城市绿化中4种灌木类地被植物的抗旱性进行研究。结果表明,4种植物抗旱性强弱依次为:小叶蚊母树、火棘、红花檵木、水桅子。其中,小叶蚊母树适应性强,干旱条件下成活率高,可成为当今园林绿化中重点选择的色块植物之一。

基于光学遥感的稀疏乔灌木地上部分生物量反演方法

【目的】基于无人机数据采用3种分层方案构建冠层盖度-乔灌木地上部分生物量模型以及基于Landsat8 OLI数据采用3种分层方案构建不同光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型,对比分析不同分层方案的乔灌木地上部分生物量模型精度,以期为基于遥感数据的干旱区人工林乔灌木地上部分生物量高精度反演提供理论依据。【方法】在毛乌素沙地实地调查102块30 m×30 m样地,基于高分辨率无人机影像,利用面向对象的机器学习算法获取乔灌草植被覆盖度信息,采用3种分层方案(不分层、基于乔木和灌木2种植被类型分层、基于5个树种分层)构建冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型。基于Landsat8 OLI影像,使用6种光谱指数(NDVI、RVI、MSAVI、TCG、NDMI、NIRv),结合无人机影像解译草本植被覆盖度,采用3种分层方案(不分层、有无草本植被样地分层、3个草本植被覆盖度等级样地分层)构建不同光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型。【结果】不分层的冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型鲁棒性最差(R^(2)=0.22,n=102),且估算精度最低(RMSE=14.98 t·hm^(-2));考虑乔木和灌木2种植被类型分层建模(RMSE=7.44 t·hm^(-2))和5个树种分层建模(RMSE=5.82 t·hm^(-2))的反演误差分别减少了50.32%和61.1%。在光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型中,NIRv反演乔灌木地上部分生物量精度最高(3种分层方案平均RMSE=7.25 t·hm^(-2)),NDVI反演乔灌木地上部分生物量精度最低(3种分层方案平均RMSE=9.43 t·hm^(-2))。不同光谱指数对稀疏乔灌木地上部分生物量变异的解释能力表现为NIRv>NDMI>TCG>MSAVI>RVI>NDVI。木本植被类型对光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型精度的影响小于对冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型精度的影响。考虑草本植被覆盖度背景分层建模可使光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型RMSE减少8.13%~16.62%,不同光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型精度对草本植被覆盖度背景的敏感性排序为NIRv>TCG>NDVI>MSAVI>RVI>NDMI。【结论】无人机高空间分辨率遥感可用于获取稀疏乔灌混交林树种类型及其草本植被信息等先验知识。在稀疏乔灌混交林区域,木本植被类型对冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型精度影响较大,至少需区分乔木和灌木两类植被才可保证该方法反演精度满足实用需求。基于Landsat-8 OLI卫星数据的考虑草本覆盖度的NIRv-乔灌木地上部分生物量模型分层建模方案适用于大区域稀疏乔灌木地上部分生物量遥感估算。

利用数码照片估算灌木地上生物量的研究

灌木在干旱半干旱地区的生态系统中具有重要作用,高精度、非破坏性的灌木生物量估算方法已成为亟需解决的问题。利用数码拍照法对狼牙刺、山桃、沙棘、柠条、丁香、虎榛子、荆条和酸枣8种灌木进行水平拍照,采用Photoshop7.0图像处理软件提取了各灌木植株的照相面积(S)、高度(H)、宽度(D)、冠层高度(h)等信息,建立了不同灌木的生物量拟合方程,具有良好的精度。灌木侧面照相面积(S)与植株的生长情况密切相关,因此可建立灌木生物量估算的通用线性模型,其决定系数达到0.927 5,估算精度较高。利用数码照片估算灌木的生物量是一种非破坏性、简单方便、具有较高精度的方法,在灌木生物量估算中具有广泛的前景。

毛乌素沙地4种灌木地上构件生物量和碳分布特征

采用收割法、烘干法、湿烧法对毛乌素沙地4种灌木地上构件的生物量、含水率、含碳率进行了测量,结果表明,4种灌木地上构件含水率差异较大;4种灌木的主枝含碳率均较低,构件含碳率分布具有随机性,由植物自身生理生态特性控制;4种灌木构件生物量密度和碳密度大于草本植物,含碳率大于杨柳类阔叶乔木;4种灌木均表现为主枝生物量和碳分配最大,主枝是4种灌木储存碳的主要构件和构成种群的主要构件。4种灌木构件生物量和碳分布特点反映了植物在干旱环境中能够很好地吸收固定二氧化碳,在干旱半干旱地区应以臭柏等耐旱、含碳率高的灌木为主要树种进行碳汇林建设。

郑州市常绿灌木滞留颗粒物能力及季节差异

选取郑州市12种常见常绿阔叶灌木为研究材料,运用3级滤膜法测定叶片对各粒径颗粒物(TSP、PM_(>10)、PM_(10)、PM_(2.5))的滞留量,并通过超景深显微镜和扫描电镜观察比较12种灌木的叶表面微形态结构,分析灌木叶片的滞尘能力、滞尘粒度特征及季节差异。结果表明:1)不同植物的滞尘能力差异显著(P<0.05),火棘和夹竹桃滞留各粒径颗粒物的能力最强,洒金桃叶珊瑚和南天竹最弱。叶片滞留的颗粒物以PM_(>10)为主,其次为PM_(2.5),PM_(2.5~10)的占比最小,在2.52%~15.36%。2)各植物在滞尘粒度特征和滞尘量方面存在季节差异。植物对不同粒径颗粒物的滞留量总体呈现冬季大于春、夏、秋三季的规律,但对PM_(>10)、PM_(2.5)和PM_(2.5~10)的质量占比分别在冬春季、夏季和春季最高。3)叶表面微结构观察表明,叶尖和叶尾是滞留颗粒物的重要部位,而微结构如沟槽、凸起、绒毛、簇状结构等微形态结构则增强了植物的滞尘能力。电镜观察发现,有些植物叶表面具有菌丝,相关分析发现蜡质含量越多则菌丝越多,滞尘能力越强。滞尘树种的筛选应该综合考虑滞尘量、滞尘粒度及季节更替等因素,火棘和夹竹桃对各粒径颗粒物的滞留能力均较强,可以作为郑州市园林绿化中的首选树种。

灌木平茬机切割系统参数优化设计与验证

为分析圆盘锯式切割系统的切割机理,在Solidworks中建立单组圆盘锯及灌木枝条的简化模型,并在动力学分析软件ABAQUS中进行仿真分析,研究灌木切割过程中工作参数与圆锯片参数的关系。同时,以锯片转速、行进速度、枝径为影响因素,以锯切力为评价指标,对其影响的因素进行虚拟正交试验,并用Design Expert动态响应软件进行分析,得到响应面回归方程,得知当圆锯转速为2500r/min、前进速度为0.9m/s时平茬效果较好。用小型灌木平茬机上进行实地试验,结果表明破茬率和留茬高度均能满足农艺要求。

毛乌素沙地3种人工灌木林林下植物群落特征及其与林分因子的关系

为探究不同人工灌木林林下植物群落的特征及其与林分因子的相互关系,以毛乌素沙地羊柴、沙柳和小叶锦鸡儿3种人工灌木林群落为研究对象,通过群落调查,分析不同人工林林下草本群落的物种多样性、盖度、地上生物量及其与灌木林林分因子的相互关系。结果显示:在3种人工灌木林样地中,共记录草本植物47种,隶属于15科38属,其中以菊科、禾本科、豆科和藜科的植物种类尤为丰富。不同人工林林下植物种数量从小到大依次为羊柴人工林<沙柳人工林<小叶锦鸡儿人工林,多年生草本植物种类明显高于1 a生植物,水分生态类型主要以旱生植物为主。林下草本层Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数在不同人工林之间存在显著差异;其中小叶锦鸡儿灌木林林下的草本层盖度和地上生物量最高,而沙柳灌木林的物种多样性则相对较低。对毛乌素沙地3种典型人工灌木林林下草本群落的特征分析结果表明,林分因子对林下草本群落的结构和特征产生显著影响。研究结果可为沙地植被恢复和生物多样性保护提供科学依据。

平潭岛木麻黄群落灌木层优势物种生态位及种间联结分析

为探究平潭岛木麻黄群落灌木层优势物种的种间关系及群落发展状态,基于群落调查数据,通过生态位特征计算和种间联结分析,结果表明:(1)灌木层植物共计56种,重要值和生态位宽度最大的为木麻黄;生态位宽度并不完全与物种重要值大小变化一致,还可能与频度有关。(2)有43.8%的种对不产生生态位重叠,优势物种间的生态位重叠程度普遍较低;生态位宽度较小的物种也存在与其他物种产生较大的生态重叠现象。(3)灌木层优势物种的总体联结性呈不显著负联结。(4)χ2检验、Pearson相关检验和Spearman秩相关检验结果均表明种间关联程度较弱,种间联结较松散;AC值比χ2检验增加了联结显著率,但是也夸大了联结性的强度,导致出现极显著负联结种对数过高的现象。平潭岛木麻黄灌木层群落处于不稳定的演替阶段,亟需加强其群落稳定性的构建和植被修复保护的相关工作。

岩生乔灌木资源及应用

乔灌木在岩生植物中资源丰富,其根系发达,生长缓慢,抗逆性强,尤其是抗旱与耐寒能力突出,不需要肥沃土壤,养护管理简易粗放,费用低,非常适合岩生环境的景观营造。本研究介绍了国内外若干景观价值较高的适合岩生环境的乔灌木资源及应用情况,建议在今后的岩生景观营造中加强对岩生乔灌木资源的推广和利用。

水分条件变化对典型园林灌木叶片水势及光合特征的影响

北京市拥有丰富的灌木资源,很多种类具有较高的观赏价值和低耗水、抗旱性强等特点,有效地开发利用灌木资源应用于城市园林绿化,不仅可以节约园林灌溉用水量,还可降低园林养护成本。以北京市典型园林灌木大叶黄杨(冬青卫矛,Euonymus japonicus)、金叶女贞(Ligustrum×vicaryi)、紫叶小檗(Berberis thunbergii var.atropurpurea)和棣棠(Kerria japonica)为研究对象,对4种灌木进行模拟干旱试验,分析干旱条件下,不同灌木的叶片水势、净光合速率和气孔导度等指标的变化规律以及相互关系。结果表明:(1)各灌木水分胁迫对水势的影响呈上升趋势,紫叶小檗变化最为明显,干旱组水势升高幅度为55.56%。(2)4种灌木中,大叶黄杨净光合速率对水分的适应能力较强,在干旱后期较干旱前净光合速率从1.3μmol·m^(-2)·s^(-1)增大到11.0μmol·m^(-2)·s^(-1)。(3)金叶女贞气孔导度开放值变化较其余3种灌木最大,2022年8月21日达到531.26 mmol·m^(-2)·s^(-1),而干旱组大叶黄杨变化最大,较干旱初期气孔导度上升30.75%。因此,适度干旱对于4种灌木的生长影响不显著。

昆仑山北坡两种优势荒漠灌木的生物量预测模型

构建数学模型是估算灌木生物量的重要方法之一。本研究以中昆仑山北坡山前荒漠带常见的两种荒漠灌木红砂(Reaumuria soongarica)和合头草(Sympegma regelii)为研究对象。采用全株收获法采集植株,分别以株高(H)、冠幅面积(S)、植株体积(V)为自变量,植株地上生物量(W_(1))、地下生物量(W_(2))、全株生物量(W_(3))为因变量,建立函数模型,选取决定系数(R^(2))、估计标准差(SEE)、回归检验显著水平(P值)为评价指标,以P<0.001为前提,选取R^(2)尽量大、SEE尽量小的模型为红砂和合头草生物量最优预测模型。结果显示:红砂和合头草的生物量最优预测模型均为二次函数模型,合头草全株最优预测模型为一次函数模型除外。红砂植株体积(V)与生物量的相关性最高,生物量最优预测模型R^(2)为0.820~0.920。合头草冠幅面积(S)与生物量相关性最高,生物量最优预测模型R^(2)为0.935~0.973。红砂和合头草生物量最优预测模型均通过(P<0.001)显著性检验,拟合率在84.1%~95.6%之间,可用于生物量估算,本研究为预测荒漠生态系统碳储量和评价碳汇潜力提供科学依据。

淡黄金花茶伴生群落优势乔灌木的种间联结及群落稳定性分析

为阐明原生境条件下淡黄金花茶(Camellia flavida Hung T.Chang)伴生群落的物种联结关系及其对群落稳定性的影响,基于弄岗保护区的10个600 m2样方间隔10年(2011-2021年)的每木调查数据,采用方差比率法(VR)、χ^(2)检验、Spearman秩相关检验和M.Godron稳定性等方法,分析淡黄金花茶与群落不同层次优势物种的种间联结性及群落稳定性的动态变化。结果显示:(1)乔木层优势物种间的总体联结性呈不显著负联结,灌木层优势物种间呈显著正联结,随着时间的变化,乔木层的总体联结性趋于正联结,灌木层的正联结程度有所增加;(2)χ^(2)检验与Spearman秩相关检验结果均表明群落大多数种对间呈不显著联结关系,种间联结较为松散,相关性较弱。其中,淡黄金花茶与乔木层的苹果榕(Ficus oligodon Miq.)、灌木层的广西澄广花(Orophea polycarpa A.Candolle)等优势种表现出显著正相关,但与乔木层的对叶榕(Ficus hispida L.f.)、灌木层的日本五月茶(Antidesma japonicum Siebold&Zucc.)等优势种呈显著负相关;(3)淡黄金花茶伴生群落稳定性较高,并且群落特征及稳定性对淡黄金花茶种群的保育起到了积极的作用。研究结果说明,淡黄金花茶伴生群落的部分优势乔灌木对淡黄金花茶的分布有重要影响,10年间伴生群落整体较稳定,淡黄金花茶数量有所增长,应继续加强原生境的保护和群落长期动态监测。