辽东山区落叶松-水曲柳混交林及其纯林生长与生物量分配特征

分析落叶松(Larix spp.)纯林和落叶松-水曲柳(Fraxinus mandshurica Rupr.)混交林林木生长和生物量分配特征,旨在探究混交林与纯林在生长和生物量分配上的差异。以24~28年生落叶松-水曲柳混交林、落叶松纯林和水曲柳纯林为研究对象,对胸径、树高、材积等生长指标和树干、枝、叶、根生物量占总生物量的比例等生物量指标进行测定和分析。结果表明:混交林中落叶松、水曲柳树高分别比纯林树高增加2.06%和2.79%,促进了树高生长;枝下高占树高比例分别比纯林提高5.55%和2.01%,增加了枝下高的高度,但差异均不显著;林分蓄积介于落叶松纯林和水曲柳纯林之间。不同林型各树种不同组分生物量占总生物量的比由大到小均为树干生物量、根生物量、枝生物量、叶生物量,地上生物量与地下生物量比、树干生物量与总生物量的比表现为混交林大于纯林;m(叶生物量)∶m(总生物量)、m(根生物量)∶m(总生物量)表现则相反。林分生长指标与生物量指标,生物量指标与植被多样性指标间均有较强的相关性。落叶松-水曲柳混交林在一定程度上促进了树高生长、加速了自然整枝,提高了树木圆满度,复层林结构明显。落叶松-水曲柳混交林在林分生长和生物量分配比例上优于纯林,这种针阔混交模式可用于辽东山区培育用材林。

辽东山区落叶松-水曲柳混交林植物多样性和土壤特性研究

【目的】研究落叶松-水曲柳混交林林下植物多样性和土壤理化性质,为科学评估落叶松-水曲柳混交后生态系统的稳定性和长期生产力提供理论依据和技术支撑。【方法】在辽东山区以24~28年生落叶松-水曲柳混交林(LF)、落叶松(Larix gmelinii)纯林(LL)和水曲柳(Fraxinus mandschurica)纯林(FF)为研究对象,分析林下植物物种多样性和土壤理化性质的差异及其相关性。【结果】落叶松-水曲柳混交林、落叶松纯林和水曲柳纯林分别出现26科33属36种、31科42属45种和27科43属48种植物。草本层植物以薹草、野大豆、蝙蝠葛为主,灌木层植物以卫矛、忍冬为主。在草本层,不同林型间除了丰富度指数表现为FF>LF=LL外,其他指数总体上均表现为LF>FF>LL;在灌木层,丰富度指数和多样性指数均表现为LL>LF>FF,均匀度指数表现为LL>FF>LF。除全磷外,不同林型的土壤全氮、铵态氮、硝态氮、有机质和有效磷含量均呈现出随土层深度增加而减少的趋势。在0~10 cm土层,落叶松-水曲柳混交林的土壤铵态氮、全氮和有机质含量高于纯林,而土壤硝态氮、全磷和有效磷含量却低于纯林。3种林型的土壤全磷和有效磷均较低,表明辽东山区土壤总体呈现磷素缺乏。植物多样性指数与土壤理化性质存在显著的互作效应。灌木层物种多样性与土壤理化性质相关性较高,总体上各个物种多样性指数与土壤全磷、有效磷、全氮、铵态氮和硝态氮含量相关性较高。草本层物种多样性与土壤理化性质相关性较低,只有落叶松纯林中物种丰富度指数(S)与0~10 cm土层土壤全磷和有效磷含量、10~20 cm土层中有效磷含量呈显著负相关关系。植物多样性指数与土壤理化性质的相关性也进一步证实了混交林由于硝态氮含量高,其草本多样性高;而有效磷含量低,则灌木多样性差。【结论】落叶松-水曲柳混交林植物多样性优于落叶松纯林,2种林型林地土壤理化性质存在一定差异,营造针阔混交林有利于增加植物多样性及提高土壤肥力。

长白落叶松-水曲柳混交林冠幅预测模型

【目的】基于黑龙江省尚志市帽儿山林场和一面坡林场长白落叶松-水曲柳混交林24块标准地的3164株长白落叶松样木及3574株水曲柳样木的数据,分别构建了长白落叶松和水曲柳的冠幅模型。【方法】通过分析不同混交方式林分内长白落叶松和水曲柳冠幅的变化规律及其与林木竞争因子的关系,从6种常用的线性和非线性基础冠幅模型中选取最优模型,并将混交比例Si和树木在混交带内位置P作为哑变量,加入其他树木变量和林分变量,分别构建长白落叶松和水曲柳的冠幅模型,并对所构建的模型进行评价。【结果】长白落叶松和水曲柳冠幅在不同混交比例Si和混交带不同位置P下差异显著;冠幅与DDH(林木胸径与林分优势木胸径之比)和HDH(林木树高与林分优势高之比)成正相关,与大于对象木的胸高断面积之和(BAL)成负相关,与距离无关的竞争因子可以反映树木的竞争压力,对冠幅具有影响;长白落叶松冠幅与冠长率(CR)成正相关,与高径比(HD)成负相关;水曲柳冠幅与水曲柳优势木平均高(H0Fra)成正相关,与高径比(HD)成负相关。包含混交比例哑变量Si和混交带位置哑变量P的长白落叶松和水曲柳冠幅模型拟合冠幅(CW)的Ra2分别为0.5642和0.5459,加入树木变量和林分变量后长白落叶松和水曲柳冠幅模型拟合CW的Ra2分别为0.6745和0.5896。【结论】包含混交带位置哑变量P、混交比例哑变量Si、树木变量(CR和HD)、林分变量(H0Fra)的长白落叶松和水曲柳冠幅模型具有较好的拟合效果及预测精度。因此,本研究所构建的冠幅模型可以很好地预测混交林内长白落叶松和水曲柳的冠幅,为进一步研究混交林树木树冠结构奠定了基础。

长白落叶松-水曲柳混交林单木叶面积预估模型

【目的】构建长白落叶松-水曲柳单木叶面积模型,以提升长白落叶松-水曲柳人工混交林单木叶面积的预测精度,了解模型变量与叶面积关系,为进一步研究林分生产力和树冠结构提供理论基础。【方法】选取黑龙江省尚志市不同混交比例长白落叶松-水曲柳混交林中111株落叶松以及113株水曲柳,测量其叶面积。采用全子集回归法建立两树种的非线性单木叶面积预估模型。通过相对权重法分析各变量对模型的贡献,同时考虑样地对叶面积的随机影响,构建混合效应模型,并对模型进行评价。【结果】相对权重计算结果显示,在最优模型中,胸径(D_(BH))对长白落叶松和水曲柳单木叶面积的影响最大。考虑样地层次随机效应的最优长白落叶松单木叶面积混合效应模型包括冠长率(P_(CR))、D_(BH)、林木树高与林分优势木平均高之比(P_(HDH)),模型调整后的决定系数(R^(2)_(adj))为0.89,均方根误差(RMSE)为11.68 m^(2),平均偏差(ME)为-0.202 7 m^(2),平均绝对偏差(MAE)为7.943 0 m^(2),预测精度(P_(a))为99%;考虑样地层次随机效应的最优水曲柳单木叶面积混合效应模型包含P_(CR)、D_(BH)、P_(HDH)及冠幅(P_(CW)),模型的R^(2)_(adj)为0.87,RMSE为13.61 m^(2),平均偏差(ME)为-0.281 7 m^(2),MAE为9.397 6 m^(2),P_(a)为99%,具有较好的拟合和预测效果。【结论】考虑样地水平的混合效应模型提升了两树种单木叶面积预测准确性,D_(BH)是影响单木叶面积最重要的变量,且在混交林叶面积模型中考虑林木竞争变量是有必要的,建立的模型可为准确预测长白落叶松和水曲柳单木叶面积提供技术支持,同时有助于深入研究林分的生长发育和树冠结构。

长白落叶松-水曲柳混交林不同混交方式单木冠长预测模型

【目的】为了准确预估长白落叶松-水曲柳4种不同行间混交方式(行间混交比例分别为1∶1、2∶2、3∶3、5∶5)的单木冠长,采用联立方程组模型分别构建了长白落叶松和水曲柳的冠长模型。【方法】基于黑龙江省尚志国有林场管理局的长白落叶松-水曲柳混交林54块标准地的样木数据,从3种非线性的基础冠长模型中选取最优冠长模型,以单分子式模型为树高曲线的基础模型,并将混交比例(Z_(i))和树木在混交带内位置(K)作为哑变量,加入其他树木变量、林分变量和竞争因子,分别构建长白落叶松和水曲柳的冠长模型;基于最优冠长模型和树高曲线模型建立联立方程组模型,采用非线性似乎不相关回归(NSUR)的方法进行参数估计,并对所构建的模型进行评价。【结果】长白落叶松冠长与高径比呈负相关,与林木树高和林分优势高之比呈正相关;水曲柳冠长与高径比呈负相关,与林木胸径和林分优势木胸径之比呈正相关;长白落叶松树高与长白落叶松优势木平均高呈正相关,水曲柳树高与水曲柳优势木平均高呈正相关。联立方程组预估长白落叶松冠长和树高的调整后决定系数(R^(2)_(a))分别为0.4781和0.8216,联立方程组预估水曲柳冠长和树高的R^(2)_(a)分别为0.3958和0.7529。【结论】构建冠长和树高联立方程组模型不仅具有较好的拟合效果及预测精度,还解决了冠长与树高之间内在相关性的问题。因此,本研究所构建的冠长模型可以很好地预测东北地区混交林内长白落叶松和水曲柳的冠长,为进一步研究混交林树木树冠结构提供依据。

水曲柳落叶松纯林与混交林的枯叶分解动态

在２９年生的水曲柳落叶松纯林和混交林中．用网袋法研究了枯叶的分解动态。通过ｌａ的分解。水曲柳纯林枯叶质量损失率为６６．０％；混交林为４１．５％；落叶松纯林为２５．７％。阶段质量损失率三种林分均是５月５日～７月５日最大．７月６日～９月５日次之．１１月６日～第２年５月８日最低。经模拟研究表明．水曲柳纯林枯叶９５％分解需２．８ａ；混交林需５．３ａ；落叶松纯林需１０．０ａ、通过对枯叶养分含量的测定表明：在枯叶分解过程中．Ｋ大量淋失；Ｎ、Ｐ、Ｃａ、Ｍｇ损失较小：Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ含量有所增加。

落叶松纯林与水曲柳落叶松混交林土壤理化性质分析

为了探讨水曲柳落叶松混交林的增产机理，文章从土壤理化性质、营养元素含量等方面，对桦南县孟家岗林场２２年生落叶松纯林和水落混交林进行了调查分析。结果表明：混交林在较大幅度上改善了土壤的物理性质。混交林下土壤表层和底层容重分别比纯林降低１２．３８％和１８．７４％；总孔隙度提高１４．５１％和７．０１％；渗透速度分别比纯林提高６４．６０％和５２．１７％。混交林虽未能提高土壤ｐＨ值和全量元素含量，但表层土壤的速效养分含量明显高出纯林。

长白落叶松水曲柳混交林增产机理的研究(Ⅱ)——落叶松水曲柳混交林生理特性的研究

研究了长白落叶松、水曲柳混交林(简称混交林)及纯林中长白落叶松(简称落叶松)的净光合速率、呼吸速率和蒸腾速率及其日进程、叶绿素,有机物和矿质元素的含量等。结果表明、混交林中落叶松树冠东、南、西、北四个方向的平均净光合速率和呼吸速率都太子落叶松纯林,在一天中的不同时刻观测值也是如此。混交林中落叶松的呼吸效率(净光合速率/呼吸速率)大于落叶松纯林,前者是2.11,后者是1.59,说明混交林中落叶松的高呼吸速率对其代谢及生长是有利的。混交林宁落叶松的蒸腾速率低于落叶松纯林,水分利用率却高于落叶松纯林。混交林中落叶松的叶绿素含量高,a/b 比低,这与其净光合速率高相关。混交林中落叶松的蛋白质及 N、K、Ca、Mg、Zn 含量高于落叶松纯林。提出了混交林生态环境的改善促进了树木的生理过程,最终导致生长加快的增产机制。

长白落叶松水曲柳混交林增产机理的研究(Ⅰ)——落叶松水曲柳混交林生态条件的研究

比较研究了落叶松水曲柳混交林及落叶松,水曲柳纯林的土壤含水量、土壤温度、土壤 pH 值、土壤全量矿质元素含量和树冠中各部位温度、照度和湿度等。结果表明,不同林分的土壤条件不同,同一林分不同土层的土壤条件也不同。混交林的各层土壤含水量、土壤温度、土壤 pH 值均高于纯林;随土壤深度的增加、各林分的土壤含水量、土壤温度、土壤 pH 值降低。与纯林相比,混交林土壤 N、P 含量较高,Cu、Zn、Mn、Ca、Mg、Fe、K 含量较低。不同林分的地上部生态条件也不相同,与落叶松纯林相比,混交林改善了林内的生态条件,使气温降低,湿度升高。这恰好有利于树木的生长。可以看出,落叶松水曲柳混交林的增产机制与其对生态条件的改善有关。

水曲柳落叶松纯林与混交林根际土壤pH值变化对比

对春夏季水曲柳落叶松纯林与混交林根际土壤的ｐＨ值变化进行了研究．结果表明：各季除水曲柳纯林 根际上ｐＨ值略高于非根际土外。其它林分ｐＨ值均低于非根际土。ｐＨ值大小顺序为：水曲柳纯林根际土 ＞非根际土＞混交林根际土＞落叶松纯林根际土。水落纯林根际土壤ｐＨ值差异显著．而混交林中二者差异较小。 从春到夏．纯林和混交林中的水曲柳根际上ＰＨ值有所下降，而落叶松根际土ｐＨ值有所上升．总体上混交林变化幅 度大于相应纯林。说明混交改善了纯林状态下的根际土壤酸度．因而促进了林木生长。并探讨了ｐＨ值变化的原因。

水曲柳落叶松人工混交林中树木个体生长的竞争效应模型

本研究从水曲柳落叶松混交林中树木的种内种间竞争机制出发 ,对与距离有关的竞争模型和邻体干扰模型进行了改进 ,提出了以竞争指数分量和竞争效应系数来量化树木间的空间竞争 .根据野外的实测数据 ,以年材积生长量为因变量各竞争指数分量为自变量 ,通过多元回归分析建立了树木个体生长的竞争效应模型 ,回归结果有很好的拟合优度 .本研究为空间竞争模型的进一步改进和生态学研究植物竞争生长关系提供了新的思路 .

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%。

长白落叶松-云杉-冷杉混交林林分空间结构分析

用角尺度、混交度和大小比数3个林分空间结构参数对长白山过伐林区特有的长白落叶松Larix olgensis-云杉Picea jezoensis-冷杉Abies nephrolepis混交林进行了分析,目的是为长白落叶松-云杉-冷杉混交林林分结构的优化调整提供依据。结果表明:该林分的平均角尺度为0.520,林木分布格局为团状分布;林分的平均混交度为0.64,说明它是一个由不同树种组成的呈现中度混交结构状态的较复杂森林群落;从直径大小比数来看,林分中针叶树种具有胸径优势,尤其是云杉的直径优势最突出,红松Pinus koraiensis则分化严重,生长处于劣势。在实际应用中,可以根据林分平均角尺度以及各树种的角尺度、混交度和大小比数,分树种来确定采伐木,逐步使林分结构得到调整,接近最优结构。

人工落叶松与天然水曲柳混交林中树种关系的定量分析

以东北林业大学帽儿山实验林场老爷岭生态站11林班次生林区撂荒地上人工栽植的落叶松与天然侵入的水曲柳混交林为研究对象,在所设置的固定标准地内,分别以落叶松、水曲柳和其它阔叶树为目的树,调查半径1～6m内树木的株数和胸径;并以每株树为圆心测定最近8株树之间的距离、胸径和冠幅,获得基本数据。应用Alemdag模型计算竞争指数,并用方差分析和数量化模型方法进行了分析。结果表明,落叶松的种内竞争大于种间竞争,且落叶松与水曲柳之间的竞争相对最小。就试验地的条件而言,在20～30年生时每公顷保留2800株左右,落叶松与水曲柳混交比以2∶1为宜,这样不仅可以改善林地条件,而且可以提高林分生产力。

水曲柳落叶松纯林与混交林土壤微生物主要生理类群

采用盆栽和现实林分调查相结合的方法、研究了水曲柳落叶松纯林和混交林土壤微生物的主要生理 类群。结果表明．水曲柳纯林和落叶松混交林的微生物总量均较高。而落叶松纯林的数量相对较低。在水曲柳纯 林土壤中.磷细菌、巨大芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌的数量最多、混交林与落叶松纯林均较低。根际土与非根际土 （林地土）之间微生物总量的变化因树种而异、水曲柳无论在纯林和混交林中．根际土的微生物数量均高于林地 土．增力幅度为１１％～６２％。而落叶松根际土的微生物总数等于或略高于林地土。

水曲柳落叶松人工幼龄混交林生长与种间竞争关系

在东北林业大学帽儿山实验林场.对10年生的水曲柳落叶松带状混交林及纯林进行了调查．结果表明：水曲柳在混交林中表现出明显增产,高生长比纯林增加12.1％～25.5％．胸径生长增加12.7％～32.3％.落叶松在混交林中也表现出增产的趋势．高生长比纯林增加4.1％．胸径生长增加12.5％.种间关系属双方有利.运用简单竞争指数对树种的竟争程度进行比较表明：在混交林中仅用地上部测树因子构造的简单竞争指数并不能很好地体现树种间地上和地下部的综合竞争程度，这种指数主要体现了树种间地上部竞争程度。

水曲柳落叶松纯林与混交林根际土壤氮磷养分特点及变化

测定了水曲柳、落叶松纯林与混交林根际土壤的全Ｎ、全Ｐ、有效Ｎ、有效Ｐ及有机质含量．结果表明：水曲柳和落叶松在上述养分含量方面存在互补性．水曲柳根际土的有效磷含量较低．而其余养分含量较高；落叶松则相反。混交林的养分含量接近甚至超过纯林。总体养分水平水曲柳纯林根际土＞混交林根际土＞非根际土＞落叶松纯林根际土。从春到夏．混交林根际土的有机质下降幅度、全磷量上升幅度均明显大于纯林．全氮量下降幅度则小于相应纯林．混交改善了纯林根际土壤养分状况．使根际氮磷养分比例更加均衡合理．促进了养分的吸收和循还．是林木增产的重要原因。

混交林中水曲柳落叶松营养元素含量及季节动态

分析孟家岗林场２２年生水曲柳落叶松混交林叶、枝、皮营养元素含量及对中营养元素含量的季节动态。结果表明：两树种在同一林分中、叶、枝、皮营养元素及分配明显不同、总的趋势是水曲柳高于落叶松；二者之间营养元素含量差异最大的器官是叶；叶中Ｎ、Ｐ、Ｋ的含量在生长季表现为下降的趋势；大部分营养元素在二树种叶中的含量动态呈非同步性。两树种间营养元素含量的较大差异和季节变动的非同步性，表明其种间关系在营养元素利用方面是很协调的。

落叶松水曲柳混交林叶枝皮营养元素含量的季节变化

本文应用化学分析方法研究了落叶松水曲柳混交林叶、枝、皮营养元素含量及季节动态变化。结果表明,大量元素和微量元素含量及变化与林木生长和叶的生理生态活动有关。两树种叶中P,Ca的变化规律非常明显,差别较大。在水曲柳枝中,N,K,Ca在8月初减少到最低程度;而落叶松枝中N,K在6月初降到最低。在落叶松皮中,Ca的含量不断减少,其它元素含量变化与叶的含量变化相关。两树种枝中元素含量相近,而叶中含量差别较大。

混交林中落叶松枯枝落叶对水曲柳生长的影响

通过化学组成分析、室内砂培试验、模拟样地试验和模型物浇灌试验研究了落叶松水曲柳混交林中 落叶松枯枝落叶对水曲柳生长的影响。分析测定了枯枝落叶中的可溶性糖、氨基酸、单宁、有机酸及其它化合物 的组成及含量。室内砂培试验证明、落叶松的枯枝落叶能促进水曲柳的生长，模拟样地试验验证了室内砂培试验 的结果。根据枯枝落叶中所含成分的分析结果、选择模型化合物进行浇灌试验，证明脂肪族二元酸、苯乙酸、苯 丙酸是枯枝落叶中促进水曲柳生长的主要他感作用物质。