云冷杉针阔混交林叶面积指数的空间异质性

叶面积指数(Leaf area index,LAI)是森林生态过程的关键参数和描述森林冠层结构的重要指标。用半球摄影技术对吉林省汪清林业局金沟岭林场的10块1 hm2云冷杉针阔混交林的LAI进行测定,采用地统计学的半变异函数和普通克里格法对研究区的LAI的空间异质性进行了分析。结果表明:10块样地的10 m×10 m小样方内以及样地间的LAI离散程度较小,但分布有一定的规律。LAI的空间相关性存在不确定性,可由线性、孔状、高斯3种模型有效的描述,空间相关性存在的尺度范围变异大,中等和强空间相关性的影响范围在15—155m之间,10块样地LAI的空间相关性的影响范围平均为65.637m。普通克里格插值结果显示,LAI的空间分布呈明显的条带状和斑块状的梯度变化。LAI与林分平均胸径、林分平均高和林分平均冠长呈显著负相关,与林分平均冠幅、林分密度以及树种个数呈显著正相关。研究结果可为不同尺度云冷杉针阔混交林LAI的估计提供依据。

云冷杉林风倒区林隙和掘根微立地微气候变化

2013年7月,在小兴安岭凉水国家级自然保护区云冷杉林风倒区1.5 hm2的样地内,选取由掘根倒木形成且包含坑和丘微立地的大、中、小3个代表性林隙。在每个林隙中心安装HOBO自动气象站,测定了7—9月林隙中心以及林隙内丘顶和坑底的总辐射、光合有效辐射(PAR)、空气温度和相对湿度,并在郁闭林分和空旷地设置对照。分析了不同大小林隙之间以及林隙内丘顶和坑底之间小气候在生长季的动态变化及其差异。结果表明:林隙总辐射、PAR以及空气温度依照大林隙、中林隙和小林隙的次序依次降低;同一林隙内,丘顶的总辐射、PAR和空气温度大于坑底,丘顶空气相对湿度小于坑底;月均气温和月均PAR均为7月>8月>9月,绝大多数按照空旷地、大林隙、中林隙、小林隙和郁闭林分的次序递减,仅9月份小林隙的气温大于中林隙。同一林隙的平均气温日较差均为7月>9月>8月,相同微立地(林隙中心、丘顶、坑底)气温日较差均为大林隙>中林隙>小林隙。相同月份丘顶的气温日较差均大于坑底。各林隙空气相对湿度均为8月>9月>7月,并按照空旷地、大林隙、中林隙、小林隙和郁闭林分的次序依次递增。7月份大林隙的总辐射、PAR与8、9月份相比均差异显著。9月不同大小林隙之间的总辐射、PAR差异均不显著。7—9月,大林隙和小林隙中心的空气湿度均差异显著。同一林隙相同月份丘顶和坑底的PAR、空气相对湿度差异均显著,空气温度差异不显著;无论是在林隙内还是林隙内的丘顶和坑底,同一林隙不同月份的温度差异均显著。

小兴安岭谷地云冷杉林叶面积指数的季节动态及空间格局

应用半球摄影技术对小兴安岭谷地云冷杉林落叶季节(7—11月)的有效叶面积指数进行动态监测。为准确估测谷地云冷杉林的叶面积指数(LAI),对叶凋落末期(11月初)的有效叶面积指数(LAIe)进行木质部分及集聚效应(包括冠层水平集聚和针簇内集聚效应)的合理校正,以校正值作为该时期常绿树种的真实叶面积指数(LAIt),结合凋落物法,反推得到LAIt的季节动态并分析LAIt最大时期(7月)和最小时期(11月)的空间格局特征。结果表明:谷地云冷杉林11月初木质部分所占比例(α)均值为0.10±0.06,冠层水平集聚指数(ΩE)均值为0.90±0.04,常绿针叶树种的针簇内集聚指数(针簇比,γE)为红松(1.77)>云杉(1.28)>冷杉(1.10);LAIt随季节变化呈递减趋势,7月达到峰值(3.97),11月值最小(2.71);相对而言,光学仪器法测定的LAIe各调查期的低估范围为28.81%～43.24%,平均低估值为32.98%;变异函数分析表明,LAIt大的月份其空间异质性程度也大,7和11月LAIt的空间异质性主要由空间自相关引起,其引起的空间异质性分别占总空间异质性的99.8%,66.9%。

不同采伐强度对云冷杉天然林主要针叶树种生长的影响

以云冷杉天然速生丰产林的12块固定样地为研究对象,研究不同采伐强度(对照、20%、30%、40%)对全林及不同林层的主要针叶树种(红松、云杉、冷杉)的断面积生长率、蓄积生长率的影响。结果表明:采伐与对照相比,能显著促进林分生长,全林及各林层的断面积生长率和蓄积生长率均大于对照,全林及第Ⅰ、Ⅱ林层的断面积和蓄积生长率随采伐强度的增加先增后减,第Ⅲ林层的断面积和蓄积生长率随采伐强度的增加而增加。所有样地中,断面积和蓄积生长率由大到小的排序为:第Ⅲ林层、第Ⅱ林层、全林、第Ⅰ林层。在伐后6、9 a,不同采伐强度的全林和第Ⅰ、Ⅱ林层的断面积和蓄积生长率之间的差异性显著,而第Ⅲ林层的差异性不显著。采伐过的样地各林层生长率均大于对照样地同林层的生长率,其中采伐强度为30%的样地的第Ⅱ、Ⅲ林层的生长率与对照样地差异性显著。故采伐强度为30%的森林经营措施更有利于天然云冷杉林的伐后恢复生长。

黑龙江省东部山区谷地云冷杉林衰退与其生境条件的相关性

对黑龙江省伊春林区的凉水国家级自然保护区的云冷杉林进行了调查。根据pH值、阳离子代换量、营养元素、微生物数量及云杉根部着生小斑块的大小等,分析了黑龙江省东部山区谷地云冷杉林的衰退原因。结果表明:土壤pH值与云杉死亡没有明显关系;土壤阳离子代换量低是云杉死亡的一个因素;云杉衰退与营养元素的吸收及微生物数量无明显关系;云杉的生长与根部着生小斑块的大小存在密切的相关关系,斑块越大,云杉长势越好,生存周期也更长。

迭部林区云冷杉林火烧迹地土壤有机碳及酶活性变化特征

为了探究火烧对土壤有机碳的影响机制,本研究以迭部林区15年云冷杉林火烧迹地与未火烧林地为研究对象,通过野外调查采样和室内测定,研究了土壤有机碳组分含量、土壤酶活性的变化特征。结果表明:土壤总有机碳、重组有机碳、颗粒有机碳含量与土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性均随土层加深而降低;火烧降低了土壤总有机碳、重组有机碳和颗粒有机碳含量;火烧使土壤磷酸酶、过氧化物酶活性升高,脲酶活性降低;土壤轻组有机碳、重组有机碳、颗粒有机碳含量与土壤总有机碳含量表现为极显著正相关关系;土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性促进了土壤有机碳的积累;多酚氧化酶与过氧化物酶活性抑制了土壤有机碳的积累。

青藏高原东北边缘云-冷杉林火烧迹地灌木群落种群生态位特征

[目的]揭示青藏高原东北边缘云-冷杉林不同年限火烧迹地灌木群落种群生态位特征。[方法]以空间代替时间方法,采用Levins和Shannon Wiener生态位宽度指数、Pianka和Schoener生态位重叠指数计算种群生态位宽度和生态位重叠程度,并划分群落特化种和泛化种。[结果]火烧迹地和未过火林地灌木物种Levins和Shannon Wiener生态位宽度指数结果基本一致,同一物种在火烧迹地和未过火林地的生态位宽度存在差异。5 a火烧迹地有3个特化种;15 a火烧迹地有2个特化种和1个泛化种;未过火林地有1个特化种。种间生态位重叠严重的种对数占比为15 a火烧迹地>5 a火烧迹地>未过火林地;生态位重叠一般的种对数占比为5 a火烧迹地>15 a火烧迹地>未过火林地;生态位重叠较小的种对数占比为未过火林地>15 a火烧迹地>5 a火烧迹地。[结论]青藏高原东北边缘云-冷杉林经过重度火干扰后,不同年限火烧迹地灌木群落种间生态位重叠程度正在不断地发生变化,而未过火林地林下灌木层种间生态位重叠程度则保持一个相对较低的状态,火烧迹地灌木群落正处于正向演替阶段。

云冷杉天然针阔混交林合理经营密度研究

[目的]评价云冷杉针阔混交林不同径级层的合理经营密度范围。[方法]以长白山云冷杉针阔混交林为研究对象,利用林分平均胸径和树冠面积建立的最大密度模型和半峰宽原理,求得大、中、小不同径级林分的合理经营密度。[结果](1)树冠面积方程方面,云杉、冷杉、红松以二次函数为主,阔叶树种组以线性方程为主,模型的有效区间胸径应在[5, 70]之间;(2)指数函数对于拟合平均胸径与不同径级层最大密度关系较好,但决定系数R^2仅在0.5～0.6之间(P<0.05);(3)小、中、大径级层合理经营密度范围分别为0.403N_(max)～1.619N_(max)、0.523N_(max)～1.754N_(max)、 0.478N_(max)～1.307N_(max)。[结论]合理经营密度株数配比在6∶3∶1、5∶3∶2、5∶4∶1等比例之间变化,且经营指数的频数分布符合正态分布。

青藏高原东北边缘云杉-冷杉林火烧迹地的灌木群落特征

【目的】探究青藏高原东北边缘云杉-冷杉林火烧迹地植被恢复与重建过程中的灌木群落特征动态,阐明火烧迹地灌木群落多样性格局和维持机制的生态过程,为在火烧迹地恢复与重建过程中对植被进行合理干预、尽快恢复生态效益提供合理依据。【方法】以空间代时间方法,分析恢复5年和15年火烧迹地灌木群落和未过火林地林下灌木层物种组成特征、α物种多样性和β物种多样性。【结果】在5年、15年火烧迹地灌木群落与未过火林地林下灌木层之间,植物种类组成存在差异,5年火烧迹地共调查到11科17属24种,15年火烧迹地共调查到8科10属17种,未过火林地共调查到12科19属35种。5年、15年火烧迹地和未过火林地的物种丰富度指数与Pielou均匀度指数,以及5年火烧迹地的物种丰富度指数与Simpson指数、物种丰富度指数与Shannon-Wiener指数的相关性均不强(P<0.1或P>0.1),其他指数间的相关性均较强(P<0.001或P<0.01)。物种丰富度指数为5年火烧迹地>15年火烧迹地>未过火林地,Shannon-Wiener指数和Simpson指数均为15年火烧迹地>未过火林地>5年火烧迹地,Pielou均匀度指数为15年火烧迹地>未过火林地>5年火烧迹地。5年、15年火烧迹地灌木群落的物种组成最相似,未过火林地林下灌木层物种组成和15年火烧迹地灌木群落的相似度大于5年火烧迹地。【结论】青藏高原东北边缘云杉-冷杉林经重度林火干扰后,在不同恢复时间梯度上的物种组成存在差异。火后短时间内局部生境范围内物种丰富度增加,火烧迹地的物种多样性和优势度较低,物种分布不均匀。随着演替进行,物种丰富度减小,物种多样性和优势度上升,物种分布较均匀。随着火烧迹地演替正常进行,火烧迹地与未过火林地物种组成相似度增加,火烧迹地灌木群落朝着正向演替。

落叶松球蚜云杉寄主及防治研究

甘肃白龙江阿夏省级自然保护区云杉林区发生落叶松球蚜危害,危害程度严重。为预防云杉林区落叶松球蚜虫害进一步扩大,应在全面监控的基础上,采取多元化的防治手段进行防控。文章对云杉林区落叶松球蚜的监测及防控技术进行研究,旨在为甘肃白龙江阿夏省级自然保护区管护中心对林区落叶松球蚜综合防控提供一些参考。

黑龙江省东部山区谷地云冷杉林衰退与病虫害的相关性

对黑龙江省伊春林区丰林国家级自然保护区和凉水国家级自然保护区谷地云冷杉林内的线虫、云杉树体各个部位的受害症状、病原菌及菌根真菌进行了调查,并分析了黑龙江省东部山区谷地云冷杉林衰退的原因。结果表明:线虫的数量和种类与云杉死亡无明显关系;云杉林内的虫害是次期性的,不是直接的致死因子;云杉本身的病害不是导致云杉林衰退的直接原因;云杉菌根呈现出的衰退局势可能是导致云杉林衰退的一个因素。

迭部林区云杉落针病防治现状与对策

由于迭部林区地理位置与气候条件比较独特,逐渐形成了以原始森林为主、多种野生动植物资源共同组成的自然生态系统。文章通过分析迭部林区云杉落针病的防治现状,探讨了云杉落针病的具体防治对策,希望能减少病害对云杉植被生长所造成的危害及影响。

林分、土壤及空间因子对谷地云冷杉林叶面积指数空间异质性的影响

叶面积指数(LAI)的空间异质性对研究植物的生长状况、分布格局及其对气候变化的响应机制至关重要,然而关于不同因素对解释LAI空间变异相对贡献率的报道尚少。该研究依托小兴安岭9.12 hm^2 (380 m×240 m)谷地云冷杉林固定样地,采用LAI-2200植物冠层分析仪测定了228个小样方(20m×20m)的LAI,基于地统计学方法分析了LAI的空间异质性;测定了每个小样方的28个林分因子和10个土壤因子,利用主轴邻距法(PCNM)量化了空间因子,并采用方差分解的方法解析了林分、土壤、空间因子及其相互作用对LAI空间变异的相对贡献率。结果表明:LAI在37 m尺度内具有强烈的空间自相关,且在不同方向上LAI呈现相异的空间格局;3种因子及其相互作用共同解释了LAI空间变异的50.4%,其中空间因子的贡献率最大,单独解释了LAI空间变异的25.5%;中等树(5cm<胸径≤10cm)的密度和主要树种(冷杉(Abiesnephrolepis)和云杉(Piceaspp.))的胸高断面积均与LAI显著正相关,质量含水率与LAI显著负相关。总体来看,空间自相关对小兴安岭谷地云冷杉林LAI空间异质性的决定作用明显强于林分因子和土壤因子。

基于生境指数的天山中部云杉林潜在分布区预测

基于天山中部云杉生长分布的生境条件,综合考虑水、热、地形因素,利用3S技术和空间建模技术构建云杉分布生境指数模型,通过选取生境指数阈值,预测了天山云杉林潜在分布区.结果表明:模型模拟的潜在分布区与现有云杉林分布区生境条件差异不显著,而与云杉林不可分布区生境差异显著;基于构建的生境指数模型,界定出研究区有7.01×103hm2的林地下限带、林间空地及阴坡半阴坡区域为云杉潜在分布区,占研究区总面积的6.4%,是未来林地的发展空间.