阔叶红松林林木与林分生长对采伐干扰的响应

提升森林质量、修复生态功能是东北阔叶红松林生态修复的核心,而阐明林木与林分生长对采伐干扰的响应机理是其中的关键。森林对采伐干扰的响应会受到空间尺度、时间尺度以及干扰程度等因素的综合影响。以往的研究侧重于比较不同采伐处理下林木生长的相对大小,而忽视了不同恢复时间下,林木和林分生长随干扰程度的变化。以吉林蛟河阔叶红松林采伐样地为对象,基于连续四次样地调查数据(2011、2013、2015、2018年),分别探讨了林木和林分生长在不同恢复阶段对不同程度采伐干扰的响应,并通过构建分段模型确定采伐干扰阈值。结果显示:林木和林分生长对采伐干扰的响应并不一致,采伐促进了林木生长,并且林木生长量随采伐强度的升高而升高;采伐降低了林分生产力,林分生产力随采伐强度的升高而降低。林木和林分生长对采伐干扰的响应存在时滞效应:林木和林分生长在采伐后两年内并无显著变化,而在采伐三年后才发生明显变化。此外,分段模型的结果显示:当保留木断面积为21.6 m^(2)/hm^(2)时,林分生产力最高,表明通过密度调整使阔叶红松林胸高断面积维持在21.6 m^(2)/hm^(2)附近,可使林分处于较高的生产力水平、促进森林恢复。研究结果能够为制定科学的阔叶红松林生态修复策略提供技术支撑。

长白山自然保护区阔叶红松林林隙干扰状况的研究

本文研究了长白山自然保护区阔叶红松林林隙干扰的基本规律，得到了描述林隙干扰状况的一些重要参数。结果表明扩展林隙在阔叶红松林中所占的面积比例是２７．３６％，而实际林隙所占的面积比例为１３．０５％，林隙干扰的频率每年约为０．１５％；林隙的分布格局是均匀式的。形成林隙最重要的方式是掘根风倒，其次为干基折断；大多数的林隙都是由１～４株形成木形成的，林隙形成木主要是由红松、水曲柳、蒙古栎和紫椴组成；阔叶红松林的主林层乔木在直径为４０～６０ｃｍ和高度为２５～３０ｍ时，形成林隙的可能性最大。

红松阔叶林主要树种对林隙大小及其发育阶段更新反应规律的研究

本文通过对长白山脉西部蛟河林场３２ｈｍ２原始红松阔叶林中７７个林隙的调查，研究了红松阔叶林中１３个主要乔木树种对林隙大小和发育阶段的更新反应规律。结果表明：树种更新密度随林隙大小的变化呈现出单峰型的反应，除沙松、紫椴和花楷槭在林隙面积为４０～６０ｍ２时更新密度最大外，其它１０个树种的更新密度都在林隙面积为２０～４０ｍ２时最大。树种更新密度对林隙发育阶段有单峰型、双峰型和变化不明显３种反应类型。所有树种在林隙内的更新密度都大于其在非林隙林分下的密度。

受干扰长白山阔叶红松林林分结构组成特征及健康距离评估

通过样地调查对不同干扰方式产生的过伐天然林、次生白桦林和人工落叶松林等群落的结构组成进行分析和分类探讨 ,并选取能够表征结构完整性和稳定性的一些指标因子 ,利用健康距离法对长白山阔叶红松林区的森林生态系统健康进行了评估实践 ,结果按顺序依次为 :原始阔叶类 0 14 <结构转换型0 2 3<结构保留型 0 32 <结构破坏型 0 33<严重干扰类型 0 4 4 <次生白桦林 0 5 3<人工落叶松林0 6 8.以期对阔叶红松林生态系统的恢复和区域林业可持续发展提供参考 .

长白山自然保护区阔叶红松林林隙更新的研究

通过对林隙及非林隙林分组成树种数量特征的对比分析，研究了长白山自然保护区阔叶红松林中主要树种对林隙的更新反应特点，阐述了林隙在阔叶红松林结构与多样性维持中的作用．随着林隙与非林隙的交替变化，红松和阔叶树以及主林层和中下层树种的相对优势（或重要性）亦呈现出交替变化的规律．林隙提高了阔叶红松林的物种丰富度，增加了其多样性，为不同特性物种的共存提供了可能，从而保持了阔叶红松林的整体稳定性．

小兴安岭凉水典型阔叶红松林林冠干扰特征分析

依托小兴安岭凉水阔叶红松林动态监测样地,运用样方法和树木年代学方法,调查了样地中6 hm2典型阔叶红松林内扩展林窗(≥50 m2)特征,分析了小兴安岭典型阔叶红松林林冠干扰特征及形成原因。结果表明:林窗平均密度为7.67个/hm^2,平均产生速率为0.08个/(hm^2·a),干扰频率为0.42%/a,干扰周转期约240年。林窗形成树种主要是红松(50.22%)、臭冷杉(9.78%)、枫桦(7.78%)以及腐烂程度较严重而无法判别的树种(10.44%),死亡方式主要为干基折断(54.9%)。林窗由多种死亡方式共同形成,3种以上形成方式占70.83%。每个林窗形成木平均为9.38株,且腐烂等级较高。小径级木是林窗形成的受害者,而不是贡献者;针叶树对林窗形成的贡献远大于阔叶树。林窗边缘木平均胸径为46.68 cm,平均树高23.6 m,以红松为主(63.08%)。边缘木中臭冷杉生长最快,红皮云杉和色木槭生长最慢。不同等级林窗内形成木和边缘木的种类和组成相似,林窗形成木界定标准对判定林窗形成方式影响很大。综合多种方法调查大、中型林窗及大径级形成木,可提高林窗干扰历史重建及成因判定的准确性。此外,利用分层解析法可将发生过2次或多次干扰的大、中型林窗形成与发展过程动态解析,这对理解林窗干扰动态及森林群落演替至关重要。

长白山区阔叶红松林采伐林隙种子库研究

土壤种子库是森林植物种群动态和森林更新的一个重要环节,为森林植被恢复提供了重要的物质基础。该文通过对凋落物层和腐殖质层(0~10 cm)种子库取样并用物理挑选法进行分类,对长白山区阔叶红松林不同面积和年龄的采伐林隙内土壤种子库的特征进行研究。结果表明:阔叶红松林不同面积林隙内种子库的丰富度和种子密度存在较大差异;不同年龄林隙内种子库的丰富度差异不大,但种子密度差异显著;林隙内不同部位间种子库的丰富度和种子密度差异较大,且丰富度和种子密度分别主要由腐殖质层和凋落物层决定;红松和色木槭在林隙内外种子库中均占据主导地位,显示出红松有良好的更新潜力;随林隙形成时间的延长呈现出多样性增加但优势度下降的趋势;非林隙林分内土壤种子库的多样性和种子密度高于林隙,但优势度低于林隙;与非林隙相比,林隙内土壤种子库的物种组成与更新幼苗的相似性较低,且随着林隙形成时间的延长,种子库物种组成与幼苗的相似性越来越低。

蛟河阔叶红松林林冠干扰及林隙更新研究

研究了吉林蛟河实验林场阔叶红松林的林冠干扰状况及林隙更新的基本规律。结果表明，扩展林隙（ＥＧ）和冠空隙（ＣＧ）在阔叶红松林中所占的面积比例分别是１８．０９％和１２．５１％，林冠干扰的返回间隔期为７００ａ左右；ＣＧ的大小平均为ＥＧ的６９％，ＥＧ的面积变化在１７—２８４ｍ２之间，平均为７５．４９ｍ２，而ＣＧ的面积变化在１０—２３４ｍ２之间，平均为５１．９８ｍ２，大多数林隙的平均直径仅为主林层树高的２０—６０％；大多数的林隙是由单株形成木形成的，形成林隙最重的方式是干基折断和掘根风倒；林隙形成木主要是由红松、沙松、枫桦和鱼鳞松四个树种组成，林隙形成木的胸径大都在４０—８０ｃｍ之间，树高在２５—３０ｍ之间；林隙的空间分布格局是均匀型的。不同树种在林隙内外的数量特征不同，随着林隙与非林隙的交替变化，不同树种的优势地位亦发生相应的变化，根据不同树种在林隙内外重要值位序差值的大小，可将蛟河阔叶红松林内树种对林隙的更新反应划分为三种类型。

采伐强度对阔叶红松林生态系统碳密度恢复的影响

【目的】通过对不同采伐强度干扰阔叶红松林生态系统碳密度的估算,探讨其伐后30年的恢复状况,解析采伐强度、生态系统各组分碳密度及其与林分结构间的关系,为以生态系统碳汇功能提升和物种多样性保护等为目标的森林经营提供科学依据。【方法】以汪清林业局不同采伐强度干扰的阔叶红松林为对象,通过对未采伐和Ⅰ级(30%)、Ⅱ级(40%)、Ⅲ级(50%)、Ⅳ级(60%以上)、Ⅴ级(皆伐)采伐强度干扰林分植被、枯落物和土壤特征的调查和样品采集与测试分析,系统估算其植被、枯落物和土壤的碳密度,并对比分析其差异,以及他们之间及其与采伐强度、林分结构之间的关系。【结果】虽经30年的恢复,因采伐强度的显著负效应影响,阔叶红松林的植被碳密度仍显著低于对照,但在除皆伐外的其他采伐强度之间已恢复至无差异水平。虽然伐后林分乔木层碳密度的小径级和中小径级林木比例有一定程度的增加,但仍无法弥补40 cm以上大径林木的碳密度损失;幼树和草本植物的碳密度受采伐强度的影响不显著;灌木植物的碳密度与采伐强度呈极显著的正相关,但仅皆伐干扰显著增加。皆伐干扰显著降低了枯落物和B层土壤的碳密度,而其他采伐强度的土壤碳密度则因B层的增加而整体接近或高于对照林分。与对照相比,皆伐和Ⅰ、Ⅱ级采伐强度干扰的生态系统碳密度显著降低,Ⅲ、Ⅳ级采伐强度干扰的生态系统碳密度则分别恢复为与之接近和略高。生态系统碳密度的组成以土壤的碳密度占比最高,冠下植被和枯落物的碳密度合计不足生态系统碳密度的3%。采伐强度对树高均匀度指数、胸径香农指数和胸径均匀度指数的负效应仍显著,林分结构对乔木层碳密度产生了显著的正效应,对灌木植物碳密度为显著的负效应。受采伐的强烈负效应影响,乔木层碳密度与灌木植物的碳密度、枯落物碳密度、草本植物丰富度,以及枯落物碳密度与土壤碳密度和草本植物丰富度间均存在显著的相关关系。【结论】阔叶红松林伐后30年,除皆伐干扰外的生态系统碳密度已基本接近或超过未采伐林分,碳密度的恢复主要源于土壤相对快速的累积,而植被的碳密度损失还尚需一定时间的恢复。采伐强度、生态系统各组分碳密度及其与林分结构间存在着显著的相关关系,主要动因为采伐负效应引起的林分结构改变,导致了乔木层、冠下植被、枯落物和土壤的联动变化。

阔叶红松林大径级个体对树木空间分布的影响

对森林空间结构的研究一直是生态学重要研究内容之一,林分中大径级个体直接影响周围林分的空间格局,当大径级个体成为倒木或枯立木时会造成较大林隙,这也将导致周围空间格局发生变化。利用小兴安岭凉水自然保护区内10.4 hm2样地的调查数据,统计了样地内乔木树种组成,分析计算样地内树木个体间的分布规律,探究大径级个体对周围邻木空间分布的影响。研究结果表明:样地中共有乔木24种,共计7412株(去除分株),隶属于11科18属,林分中大径级个体周围存在由小径级树木聚集生长形成的环形结构,该环形结构随着邻木径级的变化而变化,2级邻木(5.0 cm≤DBH<10.0 cm)主要在距离大径级个体3—7m范围内形成环形结构,3级邻木(10.0 cm≤DBH<30.0 cm)主要在距离大径级个体3—6 m范围内形成环形结构,而1级邻木(1.0 cm≤DBH<5.0 cm)与4级邻木(30.0 cm≤DBH<50.0 cm)并未形成环形结构,经分析环形结构的产生与林分内个体间的竞争存在密切关系,并且该结构与林隙斑块动态理论间存在内在联系,该结构是森林动态变化的一种表现形式,会伴随林木的生长产生或消失。研究表明大径级个体胸径的变化对邻木的环形结构分布范围也有一定影响,当大径级个体胸径增加时邻木的聚集范围有收缩的趋势。

长白山红松阔叶林林冠空隙特征的研究

将林冠空隙干扰作为红松阔叶林动态维持的重要因素，对长白山红松阔叶林林 冠空隙的形成方式、出现频度、分布格局、结构及林冠空隙内形成本的数量、年龄分布、种 群特征等进行了系统分析．结果表明．长白山阔叶红松林多数林冠空隙由双形成本形成， 每个林冠空隙拥有的形成木为２．４４株；林冠空隙形成的速率为０．９２个ｈｍ２·ａ－１，林冠空 隙干扰的间隔期（周转期）为７５１ａ；扩展林冠空隙面积大多在１００～６００ ｍ２之间，其中以 ４００～５００ ｍ２所占比例最大．冠空隙在５０～３５０ ｍ２之间，其中以２００～２５０ ｍ２所占比例最 大；每个形成本所形成的扩展林冠空隙平均面积为 １４１ ８２ ｍ２，形成的冠空隙面积平均为 ６７．６３ ｍ２．

长白山自然保护区阔叶红松林林隙更新状况

该文以长白山大面积分布的阔叶红松林林隙为研究对象,系统调查了林隙形成木和林隙填充者的特征,并对其主要树种的更新环境进行研究。结果表明,长白山阔叶红松林林隙多数是由1～4株形成木形成的,林隙形成木主要是红松、水曲柳、蒙古栎和紫椴;林隙填充者中,紫椴和色木槭的数量最多,红松所占比例较小。不同大小林隙内填充者的数量也不同,近似呈一个偏左的正态分布。现有的红松幼树一般都分布在林隙内或林隙边缘,更新环境良好。

干扰对人工诱导的阔叶红松林群落结构及高等植物多样性的影响

干扰对人工诱导阔叶红松林的群落结构及高等植物多样性的影响分析表明：次生林抚育改造32年,经过2次上层抚育采伐作业（择伐上层保留木）,部分红松已进入主林层,形成优势种群.林分乔木层具有明显的层次结构,红松在林分各层均有分布.林分各层次之间在蓄积分配上,第Ⅰ层林木蓄积最大,第Ⅱ层次之,第Ⅲ层最小,第2次上层抚育采伐作业前蓄积比为5∶3∶2,作业后为4∶4∶2.对林分大径木（20 cm以上）、中径木（14～18 cm）、小径木（14 cm以下）蓄积比进行统计分析,采伐前为5∶3∶2,采伐后为4∶4∶2.同时,各试验区林木径阶呈连续分布,且中、小径木株数较多,呈现出健全的林相,为目前较理想的异龄复层阔叶红松林.上层抚育时择伐上层林木,其林分乔木层、灌木层和草本层的丰富度、Shannon-Wiener指数、均匀度均高于皆伐上层林木的林分,而与对照区差异较小.人工诱导阔叶红松林在上层抚育时,择伐上层林木比皆伐上层林木在保护高等植物多样性上更具优势.

林隙对小兴安岭阔叶红松林树种更新及物种多样性的影响

研究了小兴安岭阔叶红松林不同林隙梯度（林隙中心、林隙近中心、林隙边缘）中主要树种的数量特征,以及林隙大小对树种更新的影响.结果表明：不同梯度林隙内灌木树种的密度均明显高于非林隙,同种灌木密度的比值在1.08~18.15之间;随林隙面积增加,乔木幼苗更新密度逐渐增大,幼树Ⅰ（高度H≥1 m,胸径DBH≤2 cm）和幼树Ⅱ（H≥1 m,2 cm〈DBH≤5 cm）的更新密度呈多峰曲线.林隙灌木总体更新密度主要随幼苗和幼树Ⅰ数量而变化.林隙内不同位置幼苗的平均树高、平均基径、种密度和个体密度有所差异.从林隙中心到非林隙,更新层乔木幼苗重要值的大小顺序为：林隙中心〉林隙近中心〉林隙边缘〉非林隙;物种均匀度呈高-低-高的变化,物种多样性的变化为早期林隙〉中期林隙〉晚期林隙.

林隙干扰和升温对小兴安岭红松和臭冷杉径向生长的影响

通过建立小兴安岭阔叶红松(Pinus koraiensis)林内林隙与非林隙红松、臭冷杉(Abies nephrolepis)轮宽年表,分析林隙干扰(微环境差异)和1980年后显著升温对树木径向生长的影响。结果表明:升温减缓了非林隙红松生长,却加快了林隙红松生长;升温后,非林隙红松受温度影响减弱,而林隙红松则增强,林隙和非林隙红松径向生长与帕默尔干旱指数(Palmer drought severity index,PDSI)均由负相关变为正相关;林隙干扰导致臭冷杉径向生长减缓,升温导致林隙与非林隙臭冷杉年生长量均下降了约50%,非林隙木对温度的负响应要高于林隙木;升温后,5—10月温度对非林隙木抑制作用明显,非生长季(1—5月)降水对非林隙臭冷杉的抑制作用加强,而对林隙臭冷杉则由抑制变为促进;PDSI与非林隙臭冷杉由升温前的负相关变为升温后的正相关,而林隙臭冷杉则负相关更显著;林隙干扰减少耐荫喜湿树木径向生长,而对阳性树种影响不大或略有增加;林隙木比非林隙木更易受外界环境变化的影响,林隙干扰可使喜湿耐荫树种提前适应暖干环境,以提高了对升温适应性;升温导致林隙木与非林隙木年轮气候响应差异变大。

红松阔叶混交林林隙光量子通量密度的时空分布格局

以小兴安岭原始红松阔叶混交林林隙为对象,采用网格法布点,对生长季林隙内各样点光量子通量密度(photosynthetic photon flux density,PPFD)进行连续观测,利用基本统计学和地统计学方法分析其时空分布格局.结果表明:红松阔叶混交林林隙的PPFD高值区日变化明显,最大值出现在12:00,位于林隙北侧.林隙的PPFD 6月最高,7、8、9月依次递减,其中7月PPFD不同位置间的变异系数最大;各月均为中等变异.不同月份林隙PPFD空间异质性的强度和尺度不同,6月变程最大,7月基台值和结构比最大;各月林隙PPFD斑块复杂程度不同,最大值均位于林隙东北侧.郁闭林分和空旷地的月平均PPFD变化次序与林隙一致.各样点月平均PPFD为空旷地最高,林隙次之,郁闭林分最低.

典型阔叶红松林林隙对幼苗建立的影响

林隙干扰是阔叶红松林林分结构维持和发展的重要驱动力,然而大多研究只考虑林隙对幼苗建立初期和末期总体的数量变化,忽视了此阶段中曾经出现而又死亡的动态过程.本文以9hm2凉水典型阔叶红松林动态监测样地915个2 m×2 m小样方内的多年生幼苗(H≥30 cm,DBH<1 cm)为研究对象,基于2006,2008,2010和2012年4次调查数据,分析了幼苗的新增、死亡、高生长及其动态,探讨了林隙与非林隙下幼苗的建立过程.结果表明,样地内共有幼苗42种,其中林隙对11种幼苗的建立具有显著的促进作用.在林隙内稠李、枫桦、裂叶榆、龙牙楤木、珍珠梅、山槐和红皮云杉的幼苗新增显著高于非林隙,而稠李、裂叶榆、龙牙楤木、珍珠梅和山槐幼苗的死亡数量显著高于非林隙;林隙对冷杉、春榆、红皮云杉、花楸和山槐幼苗的高生长具有促进作用.2008年新增并在以后调查中死亡的幼苗有31种,其中5种幼苗的密度变化在林隙内显著高于非林隙;而2010年新增在2012年调查时死亡的幼苗中只有水曲柳在林隙内显著高于非林隙.本研究还发现,阔叶红松林幼苗的建立不仅对不同的林冠条件有偏好,还与地形因子及其他生物因子密切相关.