单木造材优化嵌入传统林分经营优化中的红松人工林精准经营模式

以黑龙江省红松(Pinus koraiensis Siebold et Zuccarini)人工林主要分布区域的标准幼龄林(初植密度2500、3300株/hm~2,地位指数12、14、16 m)为研究对象,利用韦布尔(Weibull)函数预测株数保存率为85%时不同立地指数的红松人工林在10 a时的直径分布;依据红松人工林幼龄标准林分数据,利用人工红松单木-林分基础模型和球果模型构建的林分模拟器对标准林分进行生长模拟,在传统经营优化模式中嵌套单木造材优化,构建单木造材优化嵌入传统林分经营优化中的红松人工林精准经营模式(简称“精准林分经营优化模式”);以木材和球果总净现值最大为目标,对比精准林分经营优化模式、传统林分经营优化模式的差异,分析造材优化对林分经营优化结果、林分经营措施的影响。结果表明:在约束间伐强度和固定下层伐的条件时,与传统经营优化模式相比,精准林分经营优化模式使总经济效益提升6.5%~9.1%。立地条件越好,精准林分经营优化模式对木材净现值增长率、年均木材产量、主伐时林分平均胸径的增量影响越显著,而对年均球果产量、球果净现值增长率的增量影响较小。在同一立地条件时,与传统林分经营优化模式相比,精准林分经营优化模式提升木材净现值增长率对林分初植密度更敏感。

大小龄红松木质部解剖特征的年龄效应及其对气候变化的响应差异

树龄是影响树木生长的最重要因素之一。在气候变暖背景下,利用树干木质部解剖特征,分析不同树龄生长-气候关系,对准确评估树木对气候变化的响应和适应策略、预测气候变化下的森林动态至关重要。利用木材解剖学方法,比较了小兴安岭溪水地区针阔混交林内大、小龄红松(Pinus koraiensis)木质部解剖特征及其对气候变化的响应异同。结果表明:大龄红松主要管胞特征值随年龄增加而呈上升趋势,但小龄红松的变化趋势并不明显,两者均在1840—1890年和1980—2010年间出现剧烈的波动。大、小年龄红松部分管胞特征与气候因子的关系具有一致性,管胞数量和理论导水率分别与月最高温度负相关和正相关;总管胞面积(负相关)、理论导水率(正相关)、平均水力直径(正相关)与月最低温度的关系一致;理论导水率与月总降水正相关;管胞占比、平均管胞面积、理论导水率、平均水力直径均与平均相对湿度正相关,且大龄红松相关性更强。大、小年龄红松管胞特征与气候因子的关系的不一致表现在,大龄红松管胞占比、平均管胞面积、总管胞面积和平均水力直径与月最高温度正相关,而这些关系在小龄红松则表现为负相关。大龄红松管胞数量与7—9月最低温度正相关,而在小龄红松表现为显著负相关;大、小龄红松除理论导水率外其他管胞特征与降水关系基本相反,其中管胞数量的相关性更强;大龄红松与7月、9月、年总降水量显著正相关,而小龄红松与6月和年总降水显著负相关;与月平均相对湿度的相关关系大龄红松表现为正相关或不显著,而小龄红松呈负相关关系。温度是限制大、小龄红松管胞特征生长的主要气候因子,降水的影响相对较弱,平均相对湿度对大小龄红松的影响差异不大。近几十年,小兴安岭地区气候暖干化趋势逐渐增强,这种暖干化会造成大、小龄红松生长的响应差异。若气候持续变暖或加剧,小龄红松会出现严重生长衰退。

剪顶对红松苗木非结构性碳水化合物和内源激素质量分数及不定芽发生的影响

在位于黑龙江省尚志市的东北林业大学帽儿山实验林场老山人工林实验站,以6年生红松(Pinus koraiensis)裸根苗为试验材料,进行不同剪顶时间(高生长速生期、高生长结束后)、不同留干高度(低留干40 cm、高留干70 cm)的剪顶处理,以不剪顶为对照,试验设置5种处理(2剪顶时间×2留干高度+对照),每处理3次重复,每重复40株苗木;每种处理随机选取60株苗木,剪顶后每20 d调查不定芽数量和萌芽株数,测定不定芽长度和基径;选取不定芽发生效果最佳处理(高生长速生期低留干40 cm)的苗木、对照苗木,测定苗木针叶和茎干的可溶性糖质量分数、淀粉质量分数、细胞分裂素质量分数、生长素质量分数、赤霉素质量分数、脱落酸质量分数;以红松苗木不定芽萌发和生长、红松苗木针叶和茎干的非结构性碳水化合物及内源激素质量分数变化为评价指标,以剪顶时间、留干高度为影响因素,采用双因素方差分析法、邓肯(Duncan)多重比较法,从生理角度分析剪顶时间和留干高度及其交互作用对红松苗木不定芽生长指标的影响。结果表明:剪顶时间、留干高度对红松苗木不定芽生长指标的影响显著。高生长速生期剪顶更有利于不定芽发生,低留干苗木的不定芽数量更多,而高留干苗木的不定芽长度更长。剪顶后,红松苗木针叶和茎干非结构性碳水化合物质量分数变化均无显著规律。不定芽萌发前,苗木针叶和茎干内,细胞分裂素质量分数、生长素质量分数显著上升,脱落酸质量分数显著下降;针叶的赤霉素质量分数显著上升,茎干的赤霉素质量分数变化不显著。剪顶促进红松苗木不定芽发生,最优剪顶时间为高生长速生期;低留干促进不定芽萌发数量增加,高留干促进不定芽长度增加。剪顶后,红松苗木不定芽发生与非结构性碳水化合物质量分数变化关系不大,但与内源激素变化有关;针叶和茎干内细胞分裂素、生长素质量分数上升,脱落酸质量分数下降,在红松苗木不定芽发生中起重要作用。

红松半同胞家系生长性状变异及优良家系和单株的筛选

在辽宁省本溪满族自治县清河城实验林场国家红松良种基地,以2007年营建的15年生红松半同胞子代测定林为研究对象,选择参试家系171个(其中包括当地生产苗作为对照),造林株行距2 m×3 m,设计为10株小区,9次重复;2022年11月份,测定试验林所有存活木的树高、胸径,以树高、胸径、单株材积等生长性状为评价指标,计算各指标的变异系数、家系遗传力、遗传增益、现实增益;采用多目标决策法、隶属函数法筛选优良家系和优良单株。结果表明:参试家系各测定指标差异均达极显著水平(P<0.01),各指标变异系数变化范围为9.69%~35.01%、家系各指标遗传力变化范围为0.64~0.78、家系单株遗传力变化范围为0.14~0.45,说明参试家系具有较大的性状变异和较高的遗传力。利用隶属函数法筛选出优良家系17个,入选家系的胸径均值5.69 cm、树高均值12.92 m、单株材积均值0.04 m^(3),分别是当地生产苗(对照)胸径的1.14倍、树高的1.13倍、单株材积的1.44倍;17个优良家系的现实遗传增益,胸径为3.21%、树高为4.54%、单株材积为9.37%。在优良家系的基础上筛选出50株优良单株,入选单株胸径平均值为6.6 cm、树高平均值为15.1 m、单株材积平均值为0.0573 m^(3)。

截干强度对红松结实的影响

为探讨截干强度对红松人工林结实的影响,2017年在通化县三棚林场19年生红松人工林内设置了4个截干强度(截干3轮枝、截干4轮枝、截干5轮枝,CK),2022年和2023年分别对所有处理下结实情况进行调查和分析。结果表明:截干后,红松结实株率、单株平均球果数量和产量与对照相比,均有显著增加(P<0.05),红松单个球果平均质量无明显变化。截干3轮枝时,红松结实株率最高,比CK提高了145.56%;截干5轮枝时,单株平均球果数量和产量最高,比CK分别提高了300.34%和468.04%。

基于哑变量的不同气候条件下红松树冠外部轮廓模拟研究

以辽宁清原满族自治县大边沟林场及黑龙江桦南县孟家岗红松人工林为研究对象,分别在两个气候区各选取39株和24株样木进行枝条解析,测量所有样木的所有枝条的枝长、弦长、基径、着枝深度等枝条属性因子;利用R语言构建基于哑变量的2个气候区红松树冠轮廓模型,分析林木因子对树冠轮廓的影响,比较2个气候区红松树冠轮廓的差异。结果表明:在幂函数、分段抛物线方程、修正Kozak方程中,幂函数拟合树冠外部轮廓的效果较好,选其作为树冠外部轮廓基础模型;当固定其他变量时,树冠外部轮廓半径随着胸径和冠长率的增大而增大,随着高径比的增大而减小,且CR对树冠半径的影响最小,HD其次,DBH最大;气候区的差异对小树影响最大、中等树木次之、大树最小;优势木树冠半径>平均木树冠半径>劣势木树冠半径。本研究构建的树冠外部轮廓哑变量模型具有良好的拟合优度,能够合理地模拟及预测2个地区的红松树冠外部轮廓。

红松种实性状及营养成分动态变化分析

【目的】研究红松种实不同发育时期的表型性状和营养成分的变化及相关性,以期为红松球果产量和品质的改良提供理论依据和数据支撑。【方法】以红松球果为材料,通过采集球果不同发育时期的样品,对发育过程中的形态变化进行观察,同时进行表型性状以及营养物质含量的测定;通过分析各指标的变化规律和指标之间的相关性,发掘球果发育以及营养物质积累的关键时期。【结果】(1)红松球果的生长周期为15个月,球果发育的速生期为翌年5月中旬至7月初,种子发育的速生期为翌年6月20日至7月初,种仁在翌年7月20日后出现一次快速增长期。(2)球果发育当年形状为长卵形,翌年为卵圆形;种仁颜色在发育初期为无色透明状,成熟时为浅黄色倒卵三角形。(3)红松种仁成熟时,含水率约为20.46%,含油率约为70.96%,蛋白质含量约为104.71 mg/g,总多糖含量约为3.48 mg/g。(4)相关性分析表明:球果长、球果宽、球果质量、种子长、种子宽和种子百粒质量等6个指标间均达极显著正相关(P<0.01),种仁的含油率与含水率达极显著负相关(P<0.01),与总多糖含量达极显著正相关(P<0.01)。【结论】红松果实的生长发育以及营养成分的动态变化,为红松果用优良无性系的选择提供了科学依据,对于改良红松坚果的品质,保障其高产、稳产具有重要意义。

基于地基雷达数据构建红松人工林树高、枝下高及接触高模型

采用地面激光雷达(Terrestrial Laser Scanning,TLS)扫描10块人工红松林所得到的数据,与实地调查数据相结合,构建红松树高曲线模型、枝下高预估模型与接触高预估模型,并建立联立方程组。首先,从所选择的5种树高曲线模型中,选择出拟合效果较好的2个模型作为联立方程组的备选模型。然后再从5个枝下高基础模型中选出1个拟合效果好,并且适用程度高的模型作为基础模型,运用再参数化和最优子集回归的方法将林分因子(林分平均胸径、林分断面积、高径比、优势木平均胸径和优势木平均高)代入基础模型,选择拟合效果较好的模型作为枝下高备选模型。相同的方法选择拟合效果好的接触高备选模型。最后将树高曲线模型、枝下高备选模型与接触高备选模型分别两两联立,建立联立方程组。通过似不相关回归(Seemingly Unrelated Regression Estimation,SVR或SURE),根据拟合优度与检验结果选择最优秀的方程组,并对联立方程组进行评价。最终得到结果最优联立方程组预估树高时,决定系数R^(2)=0.896,均方根误差RMSE=0.612 m;当方程组预估枝下高时,R^(2)=0.575,RMSE=0.850 m;当方程预估接触高时,R^(2)=0.719,RMSE=0.791 m,而且各种检验指标都较好。综合来看,方程组对树高、枝下高与接触高拟合精度与检验效果较好,可以解决树高、枝下高与接触高的内在相关性问题,为进一步研究红松树冠结构与动态变化提供基础。

低温处理对红松胚性愈伤组织诱导生理机制的影响

为探究低温预处理对红松胚性愈伤组织诱导及生理机制的影响,采用红松(Pinus koraiensis)未成熟种子为外植体,探究低温预处理时间对胚性愈伤组织诱导率、未成熟种子中抗氧化酶活性、贮藏物质及植物激素质量分数的影响。结果表明:经4℃低温预处理21~28 d,对提高红松未成熟种子的胚性愈伤组织诱导率效果最佳,其中,2号家系经4℃低温预处理28 d,胚性愈伤组织诱导率可达25.00%,5号家系经4℃低温预处理21 d,胚性愈伤组织诱导率可达14.00%。经低温预处理后,未成熟种子中的淀粉、可溶性糖和可溶性蛋白质量分数和过氧化氢酶(CAT)活性随预处理时间的延长呈下降趋势,而超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性则显著上升(P<0.05)。同时,4℃低温预处理21~28 d显著提高了红松未成熟种子中玉米素核苷(ZR)质量分数和生长素(IAA)质量摩尔浓度,降低脱落酸(ABA)质量分数。相关性分析结果表明,胚性愈伤组织诱导率与超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、玉米素核苷质量分数和生长素质量摩尔浓度呈极显著正相关,与脱落酸质量分数呈极显著负相关(P<0.01)。因此,低温处理主要通过调控红松未成熟种子中抗氧化酶活性及植物激素水平,促进胚性愈伤组织诱导能力。

间伐强度对天然红松阔叶林土壤胞外酶活性及其化学计量比的影响

【目的】研究不同间伐强度下红松阔叶林土壤胞外酶活性和化学计量比的变化,探讨间伐强度对土壤养分循环的影响,有利于红松阔叶林的可持续经营和生态功能的稳定。【方法】以吉林省长白山林区内的天然红松阔叶林为研究对象,选择4个间伐强度(CK,0%;LT,14%;MT,27%;HT,41%),测定并分析土壤养分、土壤胞外酶活性及其化学计量比,通过胞外酶矢量分析、相关性分析和冗余分析(RDA)揭示间伐强度对红松阔叶林土壤胞外酶活性及养分限制的影响。【结果】间伐显著降低了磷(P)获取酶活性(ACP),显著提高了碳(C)、氮(N)获取酶活性(CBH、BG、NAG、LAP),且随着间伐强度的增加,C、N获取酶均呈现出先升高后降低的趋势,在中度间伐达到最大。土壤EC∶P(0.99)和矢量长度(0.92)在重度间伐处较高,EC∶N(1.15)和矢量角度(57.21°)在未间伐处较高,表明土壤微生物在重度间伐和未间伐下分别具有较强的碳和磷限制。土壤铵态氮与C获取酶(CBH、BG)活性、EC∶N、EC∶P、矢量长度呈显著正相关关系(P<0.001),与P获取酶(ACP)活性显著负相关(P<0.01)。土壤全氮、铵态氮、硝态氮、有效磷、有机质是调控土壤胞外酶活性随间伐强度变化的重要因子。【结论】适宜的间伐强度可以提高土壤胞外酶活性,改善土壤微生物养分限制,促进土壤生物化学循环过程,研究结果可以为深入探讨间伐对天然次生林的养分循环和资源限制等研究提供理论支撑,为红松阔叶林的经营管理提供科学依据。

生长和木材性状耦合评价红松半同胞家系

红松(Pinus koraiensis)是东北地区重要的果材兼用树种,但由于生长周期长,遗传改良进展缓慢,为评价和筛选优质红松种质资源,以吉林省永吉县西阳林木种子园内36个20年生红松半同胞家系为材料,对其生长性状和木材性状进行测定。方差分析结果表明,各性状在家系间差异均达显著水平(P<0.01),各性状表型变异系数为5.89%~45.21%;除通直度(0.46)外,其他性状的家系遗传力均超过0.5,属于高遗传力。相关分析结果表明,树高、胸径等生长性状间均达极显著正相关水平(r>0.663),木材性状间半纤维素、纤维素和综纤维素含量间达显著相关水平,而生长性状与木材性状间仅纤维素含量、综纤维素含量与部分生长性状呈显著负相关。主成分分析结果表明,14个性状构成5个主成分,累计贡献率为79.24%。利用综合评价法对36个半同胞家系进行评价,以10%的入选率,依据生长性状,初步筛选3个优良家系(家系PK61、PK29和PK22),各生长性状遗传增益为6.41%~33.91%;依据木材性状,初步筛选3个优良家系(家系PK16、PK78和PK10),各木材性状遗传增益为1.08%~6.72%;结合生长和木材性状初步筛选出3个优良家系(家系PK61、PK29和PK44),各指标遗传增益为0.27%~37.28%。该研究选出的优良家系可为红松良种选用提供基础。

红松籽油的提取方法及生物活性研究进展

红松籽油是一种天然植物油,因富含油酸、亚油酸和皮诺敛酸等多种不饱和脂肪酸而闻名。已证明红松籽油具有降血脂、增强免疫力、抗炎、抗氧化、增强胰岛素敏感性和抗肿瘤等多种生理作用。文章综述了近年来关于红松籽油的提取方法和药理作用,并就其在食用油、工业生产中的应用提出了建议。

红松优树半同胞家系的遗传变异及优良家系和单株选择

通过红松(Pinus koraiensis Sieb.et Zucc.)子代测定,选择优良家系及单株。以1988年营建的红松优树半同胞子代测定林为研究对象,调查其树高、胸径、单株材积、结实量,利用混合线性模型开展各性状的方差分析、多重比较、遗传变异分析及相关性分析,估算各性状的遗传参数和育种值。采用多目标决策法和选择指数法对优良家系和单株进行评价及选择。结果表明:各参试家系的生长性状(树高、胸径、单株材积)达到显著差异水平(P<0.05)。参试家系的生长性状存在较丰富的变异,表型及遗传变异系数范围分别为7.83%~39.08%、2.97%~19.76%。树高、胸径、单株材积的家系遗传力分别为0.712、0.731、0.709,均受较强遗传控制。单株材积同时具有相对较高的遗传变异系数和遗传力。在对各性状育种值进行多重比较的基础上采用多目标决策法,以20%的入选率筛选出6个优良家系,其中,树高、胸径、单株材积的平均遗传增益分别达到3.08%、12.04%、26.72%。采用选择指数法筛选出15株优良单株,入选率为14.56%,其类型包括13株材用型、6株果用型、6株果材兼用型优良单株。

红松人工林立地质量评价及生长收获效益

【目的】以中温带湿润气候区东段60年生红松人工林为研究对象,选出最适宜的立地类型组合,并分析主导因子与立木材积及林分蓄积量的生长关系特征,为红松人工林集约化可持续经营提供科学依据。【方法】采用数量化理论Ⅰ模型分析林分生长状况与立地因子的关系,并进行立地质量评价和立地类型划分,利用系统聚类方法划分立地类型等级,对立地评价结果的预测值与调查实测值进行线性拟合确定评价结果的可靠性;引入合适的函数进行优势木树高-胸径非线性拟合;运用冗余分析探究林分密度及土壤化学指标中影响立木生长的主导因子,绘制散点图分析主导因子与林分蓄积量的数量关系特征。【结果】1)基于数量化理论Ⅰ模型共划分了30个立地类型,其中海拔为600~700 m、阴坡、斜坡、厚有机质层和中腐殖质层的立地组合最优,各立地类型的预测值与实测值线性拟合决定系数R^(2)为0.758,P值均在0.001水平显著。2)系统聚类法将立地类型等级划分为5个等级时,Ⅰ~Ⅴ级的立地类型占比依次为13.3%、43.3%、20%、20%、3.33%;3)Richards函数对60年生红松人工林优势木拟合效果最优,RSS、RMSE和R^(2)依次为21.566、0.202和0.886,P值在0.001水平显著,其优势木树高与胸径间的关系为H=24.569 (1-e^(-0.162D))^(5.199);4)株数密度对本研究区域的60年生红松人工林的生长影响最显著(解释比例达54.3%,F=89.2,P=0.002),60年生红松人工林的最大林分蓄积量约为550 m^(3)/hm^(2)。【结论】总体来说,在海拔较低、坡向偏向阴坡、坡度较缓、有机质层及腐殖质层较厚的红松人工林区域的立地质量较高,株数密度对红松人工林生长性状影响最大,并遵循“最终收获量一定法则”,建议适当施肥或调控林分密度进行科学经营。

药剂处理对红松截顶苗木不定芽发生的影响

为探究药剂处理对红松截顶苗木不定芽发生的影响,以5年生红松裸根苗为试验材料,于生长季初期统一截顶后,每15 d采用不同的药剂赤霉素(GA_(3))(200、500、1000 mg/L)、6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)(100、300、500 mg/L)、KMnO_(4)(0.1%、0.2%、0.3%)对苗木进行喷施处理,以喷施清水处理为对照,调查经不同药剂处理红松截顶苗木的不定芽发生情况。结果表明,药剂处理(除1000 mg/L GA_(3)和0.1%KMnO_(4)外)提高了红松截顶苗木不定芽的发生率,与对照相比,萌芽株率提高了5.72%~48.58%,萌条数提高了15.37%~175.94%。GA_(3)促进红松截顶苗木的适宜质量浓度为200 mg/L,该处理可提高萌芽株率34.28%,萌条数提高了33.63%;6-BA促进红松截顶苗木的适宜质量浓度为500 mg/L,该处理可提高萌芽株率48.58%,萌条数提高了175.94%;KMnO_(4)促进红松截顶苗木的适宜质量浓度为0.2%,该处理可提高萌芽株率42.85%,萌条数提高了95.18%。采用500 mg/L 6-BA对红松截顶苗木进行处理可以获得促进不定芽发生的较好效果。

应用优化建模法构建红松人工林单木直径生长模型

为了提高不完备数据集下红松人工林直径生长模型的预测精度,以1980—2022年黑龙江省75块红松林不同复测间隔期的样地数据(林木胸径、竞争因子和立地等),利用优化建模法构建红松人工林单木直径生长模型,采用单纯形优化算法寻求模拟和实测直径分布差异最小下的模型参数,并利用自举法对模型进行检验。结果表明:优化建模法损失函数的初始参数a=1、b=0.003、c1=c2=1.5时,预测期末林分断面积偏差为0.02 m^(2)·hm^(-2),显著优于由传统归回建模法的精度(林分断面积偏差为0.44 m^(2)·hm^(-2));结合实测数据与视图分析,验证了优化建模法的优势和可靠性,揭示了优化法损失函数与传统回归法构建的直径生长模型之间的差异。因此,优化法损失函数构建的红松人工林生长模型在模拟自然生长中表现优越,为制定科学的森林经营方案提供了技术支持。

辽东山区红松人工林生态系统多功能性研究

以辽东山区不同林龄红松人工林为对象,设置30块不同立地条件样地,调查分析红松生长、林下灌草和土壤养分水分等特性,选取乔木层碳储量、土壤养分维持、土壤水源涵养、生物多样性维持、生产力和木材生产等生态功能,利用平均值法量化其多功能性,探讨不同功能间的协同-权衡关系和驱动多功能性的主要因子,以期为红松人工林的持续健康经营提供支撑。结果表明,辽东山区红松人工林多功能性指数在0.38~0.78,随林龄增加而显著上升。不同功能间以权衡关系占据主导地位;10龄红松人工林乔木层碳储量、生产力和木材生产三者之间权衡度为0、10、34龄和43龄土壤养分维持功能与其他功能间权衡度最高。红松活枝下高、优势木高、坡度、坡位、土壤C∶N、C∶K和N∶K是影响红松人工林多功能性指数的主要环境因子。为实现红松人工林的森林多功能性,在造林时立地条件尽量选择小坡度、阴坡和低坡位,营林过程中应避免高强度修枝,注重林下生物多样性保育,加强修枝剩余物和凋落物管理,必要时进行林地施肥,促进林分因子、地形因子和土壤养分间的协调发展,推动红松人工林持续健康经营。

不同种源西伯利亚红松生长性状分析与评价

以6个俄罗斯种源和1个蒙古国种源的西伯利亚红松为研究对象,比较分析了引种20 a后的西伯利亚红松与当地大海林种源红松的生长差异。于2022年对林地内各种源树种的存活株数和生长指标进行调查,对各生长指标进行方差分析,并估算其遗传力,同时将生长性状与各种源地的地理气候因子进行相关性分析,利用聚类分析法和模糊数学隶属函数法对不同种源西伯利亚红松的生长情况进行综合评价。结果表明,引种20 a后,不同种源西伯利亚红松保存率相差较大,树高、胸径和平均冠幅性状在各种源间差异极显著,变异率均在20%以上,具有较高的遗传力。红松生长状况优于西伯利亚红松,生长量较高的西伯利亚红松种源为乌兰乌德和托木斯克种源。根据生长性状与气候因子相关性表明,不同种源西伯利亚红松的生长特征与原产地气候因子之间的关系为连续的冷-暖地理变异。影响不同种源西伯利亚红松树高生长的主要地理因子为经度,主要气候因子为1月份均温;影响胸径和冠幅生长的主要因子为7月份均温;影响各生长性状的主要限制因子为年均降水量。经模糊数学隶属函数法综合排名和生长指标聚类分析,乌兰乌德种源和托木斯克种源的西伯利亚红松生长较快且造林保存率高,其中,乌兰乌德种源的西伯利亚红松平均隶属函数值最高为1.65,其次是托木斯克种源为1.62。引种栽植20 a后,不同种源西伯利亚红松的生长特征具有差异,其中乌兰乌德种源和托木斯克种源的西伯利亚红松在帽儿山地区具有较好的适应性,是引种的优先种源。

小兴安岭阔叶红松林次生演替不同阶段空间结构特征研究

选取小兴安岭凉水自然保护区内阔叶红松林次生演替序列中的天然枫桦次生林、次生阔叶林、次生针阔混交林以及原始阔叶红松林为研究对象,采用空间结构参数(角尺度、大小比数、混交度)的一元和二元分布,分析林木的空间结构特征。结果表明:一元二元分布中,林分角尺度均呈现相对正态分布,在W=0.5时频率最高,4个阶段的平均角尺度分别为0.577、0.557、0.634、0.589,均以轻度聚集分布为主;并随着演替进行,聚集趋势上升,到原始阔叶红松林后聚集程度又下降;4个演替阶段林木之间呈现混交状态为极强混交,强度和极强度混交的比例依次为69.94%、70.08%、65.56%、63.64%,混交林木的比例随着演替序列呈现先上升后下降的趋势。从不同演替阶段的优势种空间分布来看,前5位优势树种呈集聚分布,树种混交程度都较高,但阳性先锋树种和耐阴树种林木的大小分化差异较大。可见,阔叶红松林4个演替阶段的变化说明演替前期林木的角尺度和混交度较大,后期尤其是原始阔叶红松林中聚集程度降低,随机分布比例上升,有利于群落长久稳定发展。

凉水保护区红松与主要伴生树种的空间关系

空间关系是影响森林生长与群落演替的重要因素,种间关系是其重要组成部分,研究空间关系有利于了解森林群落的生长更新、功能作用与演替进程。利用移动窗口法对凉水自然保护区10.4 hm^(2)样地不同径级的红松与主要伴生树种做空间相关性研究,并进行多尺度比较,得到不同尺度下不同径级红松与主要伴生树种个体的空间关系特征。研究结果表明:(1)红松与伴生树种的相互关系复杂多样,多种相互关系并存,表现出阔叶红松林群落结构的复杂性与稳定性。大径级红松压制同径级伴生树种,二者呈极显著负相关,但其对小径级伴生树种有庇荫作用,二者呈极显著正相关。(2)红松与主要伴生树种的相互关系在不同尺度、径级上均有极显著差异。尺度越大,红松与主要伴生树种的相关系数变化速率越小;伴生树种的径级越大,红松与主要伴生树种的相关系数变化速率越大。(3)红松与伴生树种的相关性具有尺度特征,主要表现在大尺度(≥60 m)范围上,在小尺度(<60 m)上相关性较弱。红松与伴生树种在相同径级与不同径级的结合方式上表现出不同的空间关系。同径级的红松与伴生树的种间关系多表现为负相关,不同径级的红松与伴生树种种间关系多表现为正相关。(4)以种间关系确定样方最小面积,凉水保护区临界样地面积为60 m×60 m。该研究集中于不同尺度下不同径级的红松与伴生树种的种间关系,解释优势种红松与伴生树种在森林的空间关系以及群落结构特征,为东北地区阔叶红松林的森林管理提供参考意见。