100 kHz弹光调制器多功能调制仿真

针对弹光调制器(photoelastic modulator,PEM)在超高速全偏振领域的测量问题,研究一种目标频率在100 kHz附近的圆型PEM,由弹光晶体和2个方位角相差45°的压电驱动器组成。通过理论计算弹光晶体谐振频率和压电驱动器振动频率,当二者频率达到一致时,PEM工作在谐振状态,此时PEM的调制效率达到最高。当PEM达到谐振状态并趋于稳定后,调节两压电驱动器驱动电压的幅值与相位,实现纯驻波模式和纯行波模式两种特殊调制,纯驻波模式可实现纯电控制下调制快轴的延迟量和方位角;纯行波模式可实现纯电控制下调制快轴以PEM谐振频率的半频速度高速旋转。最后,利用COMSOL有限元仿真模拟两种调制模式下PEM,验证两种调制状态下的PEM振型及其快轴方向,表明PEM可实现多功能弹光调制,为后续偏振测量提供理论支撑。

杉木纯林套种阔叶树种后林分空间结构变化及综合评价

为了解杉木纯林林分空间结构变化,本文采用四株木法构建林分空间结构单元,基于福寿林场不同龄组的杉木纯林6个样地的实测数据,将定性与定量分析结合,选取角尺度、混交度、开敞度、大小比数和林层指数等5个林分空间结构指标对幼龄杉木纯林和中龄杉木纯林在套种阔叶树种前后的林分空间结构特征变化进行分析,采取乘除法对林分空间结构各个指标进行评价。根据计算出的林分空间结构评价指数,将林分空间结构划分为5个评价等级;等级越高,则表明林分空间结构越合理,林层越丰富。结果表明:(1)套种阔叶树种前,幼、中龄杉木纯林空间结构指标角尺度分别为0.3687、0.3464,混交度分别为0.1507、0.0627,开敞度分别为0.9778、0.4338,大小比数分别为0.4991、0.5225,林层指数分别为0.2495、0.3414。林分空间结构评价指数分布范围是0.1862~0.3876,1级样地数占样地总数的16%,2级样地数占样地总数的84%。(2)套种阔叶树种后,幼、中龄杉木纯林空间结构指标角尺度分别为0.3289、0.2197,混交度分别为0.3857、0.1629,开敞度分别为1.7182、0.7136,大小比数分别为0.4064、0.4377,林层指数分别为0.3063、0.5123。林分空间结构评价指数数值分布范围是0.5921~0.8573,4级、5级样地数各占样地总数的50%。研究结果可为杉木纯林套种阔叶树种这一林分空间结构优化经营措施的实践提供新的参考依据。

不同林分土壤养分、微生物与酶活性的研究

研究了尾叶桉、马占相思、柚木、落羽杉纯林及黎蒴栲和湿地松、红荷和湿地松、黎蒴栲和加勒比松针阔混交林的土壤养分含量、微生物数量和酶活性。结果表明 :与马尾松纯林相比 ,马占相思、柚木、落羽杉纯林及针阔混交林能显著增加有机质和土壤养分 ,而尾叶桉纯林的效果随养分种类而异。黎蒴栲×湿地松混交林地及尾叶桉林地的微生物数量小于马尾松纯林地 ,其余林地的微生物数量大于后者。除了尾叶桉林地和马占相思林地外 ,其他林地的酶活性大于马尾松纯林地。总的来看 ,尾叶桉纯林改良土壤效果不佳 ,其他 6种人工林可以提高土壤肥力 ,防止地力衰退。

竹木混交林改为毛竹纯林经营后的林分生长动态

对分别在1974年和1984年实施清除混交乔、灌木,把原竹木混交林改为毛竹纯林经营的两片毛竹林分内,于1985年各设立固定标准地20块,自1985年至1995年对改造后处于自然肥力条件下的林分不同生长阶段的毛竹纯林的生长指标,进行为期11a的观测,结果表明:在竹木混交林改成毛竹纯林后的较长经营期中,各生长因子的变化过程表现出明显的阶段性,即:新竹个体数量增长和粗度下降期(1～4a),主要特征是林分年新成竹数量迅速增加,4a中平均比改造前混交林内的增加50％,井在第3年时达到96株/600m^2的成竹峰值,且该时期新竹粗度低于混交林时的水平,但新竹产量上升;新竹粗度和产量上升期(5～11a),其间林分新成竹的平均粗度和产量逐年增加,在第11年时新成竹粗度和产量分别比改造前增大10％和52％,此间,年新成竹数基本稳定;新竹粗度和产量下降期(11～21a),这一时期新竹平均粗度和产量呈下降趋势,平均粗度在第21年时比第11年时下降3.9cm,同期内产量下降17％,表明该时期内出现较明显的林分生产力下降现象。

利用竞争指数评价水曲柳落叶松种内种间空间竞争关系

林木之间的竞争包括地上和地下两部分 .竞争影响空间的确定对预测生长有重要的意义 .本研究将竞争影响空间划分为两部分 :距对象木最近的一圈 ,称为内圈 ,包括地上和地下竞争影响 ;除最近一圈以外称为外圈 ,主要为地下竞争影响 .在此基础上将竞争指数分解为不同的竞争指数分量 .并以水曲柳和落叶松纯林和混交林为例 ,定量地分析了竞争影响空间内地上竞争和地下竞争 ,种内和种间竞争影响大小 .结果表明 ,纯林中两树体最近一圈内地上和地下竞争影响大于外圈的地下竞争影响 .在混交林中 ,对水曲柳来自种内竞争影响小于种间竞争影响 ,对落叶松种内竞争影响明显大于种间竞争影响 .此外 ,水曲柳以来自外圈种内的地下竞争影响为主 ,落叶松以来自内圈的地上和地下竞争影响为主 .水曲柳与落叶松混交可明显减轻水曲柳种内的竞争压力 ,落叶松可保持正常生长 .

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。

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 .

同龄纯林自然稀疏过程的经验模型研究

应用-3/2法则及广义Schumacher生长方程导出同龄纯林自然稀疏过程中密度随时间变化规律新模型,采用遗传算法对非线性模型参数进行最优估计.以山杨、云南松、杉木等树种同龄纯林自疏过程中密度随时间变化资料对新模型进行了验证,并与前人提出的主要森林自疏过程密度随时间变化规律模型进行了对比.结果表明,所提出的同龄纯林自疏规律模型能很好地拟合实际观测资料,具有良好的使用价值;新模型拟合效果较前人提出的自疏规律模型效果均更佳,说明新模型是一个描述同龄纯林自疏过程密度随时间变化规律的理想经验模型,可在森林自疏规律研究中应用.杉木林自疏过程密度变化规律的研究可为南方林区杉木林经营管理提供参考.

马尾松近自然改造初期的混交度与分布格局

近自然森林经营被广泛认为是优化森林结构进而实现森林多功能的有效途径。以中国林科院热带林业实验中心(简称热林中心)伏波林场内1993年春季杉木采伐迹地更新造林的马尾松人工纯林为研究对象,按照补植树种的不同,进行4种不同模式的近自然化改造设计和作业,并从林分混角度、林木空间分布格局2个方面对改造效果进行分析。结果表明:近自然化改造后的林分,混交度有了明显的提升,林木空间分布格局从最开始的均匀分布逐渐过渡为聚集分布或随机分布。因此,近自然化改造有利于优化林分空间结构,从而为森林多功能的发挥提供了前提基础。

改善杉木人工林的林地质量和提高生产力的研究

杉木人工林在我国亚热带森林生态系统中和木材生产上占有十分重要的地位。但杉木纯林在整个生长发育过程中,林地养分被大量消耗,土壤微生物数量逐年减少,生化活性和氧化代谢功能下降,致使林地质量退化,生产力降低。特别是杉木纯林连栽,地力递减,香草醛类有毒物质积累,环境退化更加严重,生产力下降30％以上。试验证明,杉木火力楠混交林不仅能减轻杉木纯林诸多弊端,而且表现了良好生态、经济效益,是解决上述问题的一个重要途径。

杉木纯林和混交林土壤温室气体通量的差异

为了探讨杉木Cunninghamia lanceolata纯林和杉木-阔叶树混交林土壤温室气体通量的差异及其影响因素,采用静态箱-气相色谱法,对杉木纯林及3种杉木-阔叶树混交林(杉木-樟树Cinnamomum camphora混交林、杉木-栲树Castanopsis fargesii混交林、杉木-桤木Alnus cremastogyne混交林)的土壤温室气体通量进行了原位观测。结果表明:杉木纯林土壤二氧化碳(CO_2)的排放通量(490.48 mg·m^(-2)·h^(-1))高于杉木-栲树混交林(254.27 mg·m^(-2)·h^(-1))和杉木-桤木混交林(331.51 mg·m^(-2)·h^(-1)),杉木纯林(32.29μg·m^(-2)·h^(-1))和杉木-桤木混交林(32.24μg·m^(-2)·h^(-1))土壤氧化亚氮(N_2O)的排放通量高于杉木-栲树混交林(2.66μg·m^(-2)·h^(-1))。在杉木-栲树混交林、杉木-桤木混交林和杉木纯林中,土壤二氧化碳排放通量与土壤温度呈线性相关,杉木人工林土壤氧化亚氮排放通量与土壤硝态氮质量分数和土壤孔隙含水量(WFPS)呈极显著相关。回归分析显示:杉木-栲树混交林、杉木-桤木混交林、杉木纯林的土壤氧化亚氮排放通量与土壤WFPS呈指数增长关系, 4种林分中土壤氧化亚氮排放通量与土壤硝态氮质量分数呈线性关系。森林的树种组成对土壤温室气体排放通量有影响。杉木纯林转换为杉木-阔叶树混交林后,土壤二氧化碳排放通量减少。土壤氧化亚氮排放通量的变化来源于样地土壤硝态氮质量分数的变化。

木麻黄-湿地松人工混交林中树木个体生长的竞争效应模型

竞争是影响树木生长的重要因素。树木间竞争包括地上和地下部分。本研究将树木间竞争影响范围分为两部分 :相邻树木存在树冠和根系接触部分称为内圈 ,树木间竞争影响包括地上和地下部分 ;内圈以外称为外圈 ,树木间竞争主要来自地下。同时依据竞争木树种划分竞争指数分量 ,由此构建竞争指数模型。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木麻黄湿地松混交林中树木个体生长的竞争效应模型 ,模型拟合效果好 ,回归结果与林分实际相符 ,从而为木麻黄湿地松混交林理论研究和合理经营提供科学依据。

火力楠、荷木和黎蒴林的土壤特性及涵养水源的研究

对火力楠、荷木和黎蒴纯林的土壤物理性质、林地持水特性、土壤养分、微生物数量及酶活性进行了研究.结果表明,3种林地的土壤容重分别为1.19、1.26和1.06 g.cm-3,总孔隙分别为56.73%、54.18%和60.74%,土壤自然含水量分别为15.7%、13.0%和19.4%,毛管持水量分别为43.2%、37.8%和45.8%.火力楠林地的土壤保水性一般而通气性差;荷木林地的土壤保水性和通气性均差,黎蒴林地的土壤保水性和通气性好.火力楠、荷木和黎蒴单株凋落物持水量分别为20、8和15 kg,林地分别为16、13和17 t.hm-2;火力楠、荷木和黎蒴单株凋落物养分储量分别为112.71、31.20和87.30 g、林地分别为84.355、1.86和98.11 kg.hm-2.3种林地呈强酸性.黎蒴林地的土壤有机质、全N、全P、全K、碱解N和速效P含量最高,而速效K含量为荷木林地>黎蒴林地>火力楠林地.火力楠林地有机质含量、全N和碱解N含量>荷木林地,荷木林地的全P、全K、速效P含量>火力楠林地.细菌占微生物总量的94%以上,黎蒴林地的细菌数量高达41×105个.g干土,而火力楠林地和荷木林地分别为3.4×104个.g干土和5.3×104个.g干土.黎蒴林地的脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶活性最大,荷木林地纤维素分解酶活性最大.3种林分中,黎蒴林的土壤肥力最高.

西双版纳普文实验林场西南桦人工林的生长研究(英文)

对11～13年生西南桦纯林（初植密度包括2m×2m，2m×3m，2m×4m，2m×5m，2m×6m，3m×3m和2m×3m×7m）、12年生西南桦与高阿丁枫（初植密度2m×3m）和11年生西南桦（初植密度3m×3m）与山桂花（初植密度3m×1．5m）混交林的生长分析显示，西南桦造林后迅速进入速生期。7年生前尤为速生，速生期可延续至10年生林分，在速生期内，平均木的胸径、树高和木材年平均生长量分别为1．17～2．50cm·yr^-1、1．20～3．60m·yr^-1和0．00011～0．01804m^3·yr^-1，其连年生长量分别为0．50～2．65cm·yr^-1、0．5～4．0m·yr^-1和0．00011～0．01868m^3·yr^-1。西南桦纯林中，2m×5m和2m×4m的初植密度较为有利于林木生长和木材生产，其13年生林分生长量分别达：（1）年平均胸径1，42cm-yr^-1和1．72cm·yr^-1，年平均树高1．77m·yr^-1和1．72m·yr^-1；（2）单位面积材积为209．8071m^3·hm^-2和208．9338m^3·hm^-2，并且胸径〉16cm的林木分别占80．00％和60．00％。混交林的木材产量：（1）12年生西南桦与高阿丁枫混交林单位面积木材产量是同林龄西南桦纯林（初植密度2m×3m×7m）的1．845倍（172．3637m^3·hm^-2比94．9789m^3·hm^-2）；（2）11年生西南桦与山桂花混交林单位面积木材产量是同林龄西南桦纯林的2．774倍（158．7420m^3·hm^-2比57．2190m^3·hm^-2）。在西南桦与高阿丁枫混交林中，1行西南桦与2行高阿丁枫混交模式能提高西南桦高生长和木材产量。高阿丁枫和山桂花是可以同西南桦相匹配营造混交林的两个云南热带乡土树种。

Logistic分布预测林分直径结构的研究

著名的Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程作为生物种群动态模型和生长曲线方程，在生态学和林学中得到了广泛应用；但它作为一种概率分布函数，却一直鲜为人知。林学上，对林分直径分布的研究，从６０年代以后，开始采用分布函数来描述林分的直径结构情况。如正态分布、对数正态分布、...

毛竹纯林长期经营对林地土壤肥力的影响

对竹木混交林和改为毛竹纯林后处于不同经营时期的林地土壤肥力变化进行了调查分析。研究结果表明，竹木混交林土壤的自然肥力均高于相近地段上相同立地条件的毛竹纯林。毛竹纯林随经营期的延长，其土壤的自然肥力呈下降趋势，这是毛竹纯林的生长特性和经营方式决定的。在改为纯林经营后的第一个１０ａ中，林分土壤肥力指标下降十分显著，下降速率高于第二个１０ａ，在纯林经营的不同时期，各肥力指标变化速率不一致。毛竹林鞭根系对竹林土壤孔隙度有明显的影响。

基于通径分析的纯林结构特征对土壤养分的影响研究

以湖北省京山县太子山林场内马尾松、柏木和杉木3类人工纯林为研究对象,运用通径分析法研究了林分各结构因子与表层土壤养分之间的直接和间接作用。结果表明,凋落物现存量、平均胸径和草本层盖度通过直接作用和间接作用共同成为影响土壤有机质与全氮含量的主导因素,影响土壤全磷含量的主要因素依次为叶面积指数(LAI)、林分年龄和林分密度,林分密度、凋落物现存量和LAI是影响土壤全钾含量变化的主导因素;所选定的8个结构因子对土壤有机质、全氮、全磷和全钾的决定系数分别为0.973、0.907、0.859和0.878,说明8个结构因子能表达影响土壤养分含量众多因素中60%以上的信息。

红花尔基沙地樟子松天然林枯立木特征分析

[目的]了解沙地樟子松天然纯林中枯立木的数量及空间结构特征,探究枯立木形成的原因,为樟子松林的保护和经营提供依据。[方法]在沙地樟子松天然纯林中设置2块1 hm^2的大样地,用全站仪对样地中所有胸径大于5 cm的立木进行定位并进行全面调查;对调查样地的基本特征,枯立木的数量特征及径级分布进行了分析,提出了用于表达林分中枯立木微环境的活立木比的概念,并采用林分空间结构参数一元分布和二元分布分析方法,对枯立木与其最近4株相邻木的关系进行分析。[结果]2块不同密度的樟子松天然纯林下更新幼苗和枯立木数量相差较大,密度较小(样地1)的样地更新幼苗和枯立木较少,而密度较大的样地(样地2)中枯立木达到200棵,林下更新幼苗数量达到15 280株·hm^(-2);樟子松天然纯林样地内枯立木主要以小径级木为主,胸径集中在11 cm以下;样地1枯立木径级连续分布,幅度较窄;样地2中的枯立木径级幅度较宽,但在20 22 cm缺刻,有2株大于23 cm的枯立木;2块样地中枯立木的分布格局均为随机分布,样地1中枯立木周围的4株相邻立木大多为活立木,且胸径较枯立木大;样地2中,只有一半的枯立木周围的最近4株立木为活立木,且有三分之一以上的枯立木胸径不是最小的,枯立木有连续分布的现象。2块样地中枯立木的角尺度-大小比数二元分布特征的差异不明显,而角尺度-活立木比二元分布特征和大小比数-活立木比二元分布特征差异明显,样地1中枯立木的最近4株随机分布于其周围的相邻木为活立木且胸径大于枯立木的比例明显高于样地2,而枯立木最近4株随机分布于其周围的相邻木有枯立木的比例明显小于样地2。[结论]樟子松天然纯林枯立木以小径级林木为主,枯立木的数量与林分密度相关,林木竞争是林木死亡的主要原因,密度过大也会产生病虫害,因此,对天然樟子松纯林要进行适度经营,保持合理密度。

竹林养分循环规律研究──Ⅲ.毛竹纯林竹秆流及其养分输入

在我国毛竹主要产区浙江省安吉县灵峰寺林场试验林的三个区组中，根据立竹直径分布规律确定样竹处理数后，随机布置总共30套秆流收集装置，持续观察21个月，共获91次秆流水。测定每次秆流水量并分析其N、P、K、Ca、Mg含量以研究毛竹林内秆流的变化动态及其养分输入。结果表明：秆流水中不含Ca，其它四元素的年输入量分别为N-1．8557，P-0．0072，K-0.7849，Mg-0.1569，Kg.ha－1；年秆流量为年降水量的12．5％，无论次、月秆流量与相应降水量均为紧密线性相关，但与立竹粗度为显著非线性相关；其它因子，如：立竹所处的坡位、坡向，竹林密度，钩梢强度，立竹分布状况，植株个体表面结构特征等，亦直接或间接地影响着竹秆流的产生和大小。

合理化防的马尾松林动物和虫生真菌群落的数量时空格局

对马尾松纯林中动物和虫生真菌群落的调查表明 ,植食性、捕食性、寄生性昆虫和蜘蛛类群物种数分别占 51 %、1 2 %、7%和 2 6% ,益害生物个体数之比约 1∶ 1 0 .2个相似的林分或林间层次中 ,物种数、科数相等或相近 ,优势目相同 ,而且二者的植食性、捕食性、寄生性昆虫和蜘蛛类群的物种数和个体数的波动相对应地趋于一致 .主成分分析显示群落 1周年内处于“深秋准备越冬→冬眠→早春复苏→春、夏、初秋繁荣”的循环演替之中 。