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-水曲柳幼苗混交对落叶松球蚜指名亚种发生的影响

以位于黑龙江省尚志市的东北林业大学帽儿山实验林场苗圃为试验地,选取2年生长白落叶松(Larix olgensis)和1年生水曲柳(Fraxinus mandshurica)树苗,按照长白落叶松纯林、1(长白落叶松)∶1(水曲柳)带状混交、3(长白落叶松)∶3(水曲柳)带状混交的混交比例盆栽培养,设置3个苗区,盆栽苗的株行距为50 cm×50 cm,每个苗区设置14行×15株;供试树苗于2020年5月份种植,混交生长1 a后,于2021年5月初,分别统计长白落叶松纯林苗区和2个混交苗区内落叶松的总株数及发生虫害的长白落叶松株数,计算落叶松球蚜的株发生率;采用棋盘式5点抽样调查的方法,统计标准枝上落叶松球蚜指名亚种(伪干母)的数量,计算虫口密度;分析长白落叶松-水曲柳混交对落叶松球蚜指名亚种(Adelges laricis laricis)的防御效果及其对害虫发生分布的影响。结果表明:与落叶松纯林相比,1(长白落叶松)∶1(水曲柳)带状混交林、3(长白落叶松)∶3(水曲柳)带状混交林的落叶松球蚜指名亚种株发生率减小,差异不显著,但单位虫口密度显著降低(P<0.05);2种混交林间,株发生率及虫口密度均不显著。纯林内,被害植株上部的落叶松球蚜指名亚种虫口密度大,显著高于中、下部(P<0.05),但中、下部间虫口密度差异不显著;2种混交林内,植株上、中、下部虫口密度均无明显差异。综合研究结果表明,长白落叶松-水曲柳带状混交,降低了落叶松林内落叶松球蚜指名亚种的虫口密度,减轻其危害;且改变了其在混交林内植株上的分布。

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。

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。

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。

长白落叶松与水曲柳磷素营养关系的研究

用灌施和管施方法研究了纯林和混交林中长白落叶松与水曲柳对3 2 P的吸收及利用。结果表明 ,树木对3 2 P的吸收、运转很快 ,施3 2 P的当日即达冠层。3 2 P在树冠上层分布最多 ,中层次之 ,下层最少。灌施时3 2 P在树冠阳面分布较多 ;管施时在树冠阴面分布较多。灌施时混交林中树木对3 2 P的吸收多于纯林 ;管施时纯林中树木对3 2 P的吸收多于混交林。各林型中水曲柳对3 2 P的吸收均明显多于长白落叶松。树木可通过根系接触直接交换3 2 P ,混交林中异种树木间3 2 P交换量最多。长白落叶松与水曲柳种间营养关系协调 ,混交后根系接触较多 ,分布趋于合理 ,改善了树木的磷营养状况 。

水曲柳与长白落叶松混交造林技术的研究

水曲柳与长白落叶松混交造林技术研究的结果表明,混交林中水曲柳的平均胸径、树高和单株材积分别为纯林的108.76%~123.71%、105.46%~114.59%和121.66%~161.26%;混交林中长白落叶松的平均胸径、树高和单株材积分别为纯林的127.78%~136.23%、104.07%~111.71%和179.8%~207.45%;双行混交的效果优于单行混交。混交林中长白落叶松24a生的单株平均材积为0.13007m3,为纯林单株材积的1.53倍。混交林的土壤养分含量较水曲柳和长白落叶松纯林平均提高了34.78%;减少了土壤容重,增加了土壤表层的孔隙度、持水量和通气度,改善了土壤的物理性状。

落叶松林型对其针叶内几种防御蛋白活力和次生代谢物含量的影响

[目的]为明确落叶松林型对其化学防御能力的影响。[方法]本实验以长白落叶松纯林及长白落叶松-水曲柳4∶4、2∶10带状混交林为研究对象,分析不同林型下落叶松针叶内几种防御蛋白活力及次生代谢化合物含量的变化。[结果]表明:30年生(HJ30(4∶4))和20年生(HJ20(4∶4))落叶松与水曲柳4∶4带状混交林中,落叶松针叶内几种防御蛋白活力和次生代谢物含量均显著高于纯林(P<0.05);在HJ20(4∶4)中,落叶松针叶中PPO、PAL、TI活力及黄酮和木质素含量最高,且PPO、PAL活性和木质素含量显著高于20年生(HJ20(2∶10))落叶松与水曲柳2∶10带状混交林(P<0.05);在HJ20(2∶10)中,落叶松针叶内CI活性显著高于HJ20(4∶4)(P<0.05),单宁含量也高于HJ20(4∶4),但差异不显著(P>0.05)。[结论]试验发现,长白落叶松-水曲柳带状混交林成林显著增强落叶松针叶内防御蛋白活力、增加次生代谢物的含量,从而提高了长白落叶松自身抗虫性;且HJ20(4∶4)对落叶松的诱导防御能力强于HJ20(2∶10),HJ20(4∶4)混交方式比HJ20(2∶10)更适用于混交林营造。