林分规模与结构对北京城市森林夏季温湿效应的影响

城市化进程加快引发了城市热岛效应等一系列环境问题,城市森林的温湿效应能有效缓解城市热岛,是居民夏季户外活动舒适及健康的保障。以北京城市公园内17处片状林为研究对象,以林分面积和林内到林缘的距离(林内不同深度,L)作为林分规模的参数、以叶面积指数(LAI)作为表征林分结构的参数,对城市森林面积、L、LAI等参数与城市森林降温、增湿程度及温湿指数的关系进行了研究。结果表明,森林规模和林分结构对城市森林的温湿效应有显著影响:1)城市森林温湿效应随林分面积增大而增高,61.67%的相对降温程度(d T)、69.44%的相对增湿程度(dRH)、55.63%的相对温湿指数(d THI)变化是由城市森林面积引起的;2)城市森林降温效应随LAI的增大而增高,城市森林的降温效应58.98%来自于LAI;3)林分面积和LAI对城市森林降温效应有显著的交互影响,随面积增加LAI对降温程度的影响逐渐下降;4)城市森林d T随L的加大而增高,L对d T的解释程度为57.26%。因此,在城市森林规划与建设中,重视大规模林地的建设并注重增加林分覆盖度才能发挥稳定的温湿效应,有效缓解热岛。

人工油松风景林的林木分级技术

以北京市园林绿化局西山林场的人工油松风景林13个林分中554株林木为研究对象,依据能反映单木形体特征的9个测树指标和树高、胸径、冠幅等林木生长指标,构建林木个体美景度与形态指标、生长指标间的关系模型,并依此进行油松人工风景林林木分级。为了使生长指标更具有通用性,采用综合指数法计算林木的树高、胸径和冠幅的生长势。结果表明:油松单木形态指标和生长指标与美景度值间呈多种规律变化,树高年均生长量、树干通直度、径高比与美景度值间呈二次曲线规律变化;树冠体积、胸径年均生长量、冠幅年均生长量、冠长率、树冠伸展度和生长势与美景度值间呈正线性降低变化趋势;死枝树冠长度占树冠总长度比例与美景度值间呈负线性增加变化趋势。因此,非线性模型能从总体上较好地反映油松形态指标和生长指标与美景度间的关系。根据因子分析结果构建可表征树木冠形、干冠协调性、生长和干形4个综合因子指数,并利用这4个指数构建美景度与单木个体质量特征关系的二次多项式模型。依据二次多项式模型预测的单木美景度值和林木生长势,利用聚类和Topsis方法,将人工油松风景林分为景观主体木(Ⅰ)、景观有益木(Ⅱ)、景观有害木(Ⅲ)3个等级,并进一步划分为景观提景木(Ⅰ1)、景观核心木(Ⅰ2)、景观辅助木(Ⅱ1)、景观潜力木(Ⅱ2)、景观有害木(Ⅲ1)和景观障景木(Ⅲ2)6个亚类。

侧柏风景林美景度的林内色彩斑块非线性模型研究

利用景观生态学的景观空间格局分析原理,以照片的色彩斑块结构为基础,开展风景林林内景观质量评价研究。分析美景度等级和14个斑块指数的关系,利用简相关法筛选出对美景度影响大的SPLIT、SHDI、DIV、SIEI、ACOV和LPI 6个指数,研究表明:随着美景度等级的降低,DIV、SIEI、ACOV和LPI呈曲线变化趋势;SPLIT、SHDI呈线性增大的变化趋势。依据6个指标,利用聚类方法将侧柏人工林分为4种类型。以指数为自变量分别构建了线性和非线性美景度模型。对比结果表明:非线性模型拟合精度高于线性模型,所以选用二次多项式逐步回归模型从总体上较好地反映出景观指数与美景度间的关系。

游憩型城镇景观林林内景观斑块类型特征研究

以林内景观斑块结构为基础,对北京市各类公园游憩型景观林景观斑块特征进行了分析。北京市各类公园游憩型景观林可分为中密度锻炼型景观林、中密度休闲型景观林、中高密度锻炼型景观林、高密度休闲型景观林、低密度综合景观林等5类。而具有低林分密度、高草本覆盖、适量灌木覆盖、丰富的色彩数量、乔草或乔灌草结构的林内景观更符合大众审美。在16个景观斑块要素中,景观密度越大,色彩斑块的SHDI越低,草本覆盖率越高PLADJ和AI越高、而NP、PD、景观斑块形状指数LSI越低。景观指数变化对林内景观美景度影响程度依次为SPLIT>CONTAG>PAF>SIEI>SHDI。随着美景度等级降低,CONTAG呈现线性递减趋势,而PAF、SPLIT、SHDI和SIEI呈现非线性变化趋势。高密度和整齐划一式的林木排列以及简单的林下植被在一定程度上简化了林内景观要素的复杂性,并不利于提高林内景观质量,适当增加树种丰富度,通过提高垂直层次数量和多样化的林下植被,使用提高林下植被近自然程度、采取规则式和非规则式树木排列方式相结合的多样化水平空间配置,将有益于提高林下植被斑块色彩多样性,并可有效地提高林内景观质量。

AHP法在风景林林内景观质量评价中的应用

为了提供一个较为全面和通用林内景观质量评价体系及明确体系中不同景观要素对林内景观质量影响的程度,在查阅国内外风景林一致性结论的基础上,从5个项目,22个指标和68个类目,采用AHP法构建和确定林内景观评价体系及各个层次指标权重,结果表明,各项目层对林内景观的贡献程度从高到低依次是:林内美学指标>森林健康指标>林分结构指标>地被层特征指标>林木测树指标。指标层中,对林内景观美景度贡献较大的有枯枝落叶、层次对比度、枯树倒木、水平透视距离和色彩丰富度等。利用系统对北京地区油松和侧柏林进行的评价结果表明,侧柏和油松纯林的中龄林林内景观质量均值为40.81和42.4,处于很好水平,幼龄林林内景观质量均值为37.39和40.55,处于较好水平。

基于叶片反射光谱特征的银杏健康量化评价技术

准确地诊断树木健康状况是城市森林树木管理工作的基础,也是目前生产中急需的技术。通过土壤和植物养分分析诊断树木健康可靠性差,通过形态特征调查诊断树木健康费时、费力,如何快速、准确、无损地诊断树木健康已经成为城市树木健康管理的重要技术瓶颈。以北京市银杏为研究对象,对基于叶片反射光谱特征的树木健康诊断技术进行了研究。通过13个外貌形态特征聚类将树木健康划分成健康木、亚健康木、一般健康木和不健康木4个等级,不同健康等级树木叶片色素含量差异极其显著(p<0.001),因叶绿素含量与光谱反射率之间存在相关关系,所以采用叶片反射光谱特征判断树木健康状况是可行的。采用因子分析法,通过15个叶片反射光谱指标构建了能够综合反映叶片反射光谱特征的绿度指数、色素指数、三边指数。不同健康等级间叶片反射光谱指标以及三个反射光谱指数均有极显著差异(p<0.001)。所以,采用三个反射光谱指数构建了银杏健康评价的多元二次模型,经检验模型预测精度达到79%,可以作为银杏树木健康快速诊断。选取的光谱指标较为全面,方法简洁,并通过综合分析,确定了不同健康等级树木核心形态指标以及叶片的绿度指数、色素指数、三边指数等综合得分以及得分范围,为生产中直接使用该方法诊断银杏健康状况提供了标准。

黄栌根系结构与个体健康程度的关系

以北京延庆八达岭国家森林公园红叶岭景区阳坡黄栌纯林为调查对象,采用人工挖掘法,研究黄栌根系结构与个体健康程度的关系。结果表明:健康程度、树木大小及其交互作用对黄栌根系结构影响显著;健康黄栌根系结构各指标显著高于中等健康黄栌和不健康黄栌,不健康黄栌0.0~0.1mm、2.0~5.0mm、>5.0mm直径范围内的根系显著低于健康黄栌;大树的比根长、比根表面积、比根体积、根尖数量、分枝数量、连接数量和平均连接长度分别比小树低71.8%、54.6%、35.4%、59.3%、26.3%、30.1%和6.9%,在0.0~0.2mm范围内,小树根系结构各指标及其所占比例显著高于大树根系,而在>1.0mm范围内则显著低于大树根系;黄栌根系的发育能力随着树木老化和健康程度的降低而减弱,不健康黄栌大树的根系发育能力最弱。因此,根系发育程度和结构变化可较好地反映北京地区黄栌健康程度,恢复根系活力可能成为恢复老龄黄栌生命力的重要措施。

基于林内色彩斑块的油松人工风景林定量分类的研究

利用景观生态学的景观空间格局分析原理,以照片的色彩斑块结构分析为基础开展风景林定量研究。为能充分反映林内景观特征,选取16个景观斑块指数,应用因子分析进行研究。结果表明,提取累积贡献率达88.43%的4个公因子,将16个景观指数分为F1-斑块多样性因子;F2-斑块破碎因子;F3-斑块格局因子和F4-斑块形状因子4大类综合因子。依据4公因子的得分利用聚类法将油松林分为5个类型,同时针对各类型景观特征提出相应的管理措施。

遥感技术在风景林景观质量评价中的应用研究进展

遥感技术是风景林景观质量评价的重要手段。概述风景林景观质量评价的意义及发展历程,总结遥感技术在风景林景观格局及动态研究、可视化和数字化管理中的应用,重点阐述基于遥感技术的风景林景观质量内涵,分析目前遥感技术在风景林景观信息提取及评价方面理论和方法上存在的问题,并对遥感技术在风景林景观质量评价中的应用前景进行展望。

生长抑制剂对大叶黄杨形态及光合作用的影响

目的]探究抑制剂对大叶黄杨生长的抑制作用以及对其叶片形态和光合作用的影响,为灌木绿篱的化学修剪提供技术指导。[方法]在北京林业大学林场苗圃采用3种生长抑制剂(多效唑(PP_(333))、三碘苯甲酸(TIBA)以及脱落酸(ABA))对密植成绿篱状的1年生大叶黄杨扦插苗进行叶面喷施,对其生长、叶片形态及光合作用等指标进行测定。[结果]3种抑制剂均有矮化植株、抑制新梢生长的作用,矮化效果最佳、抑制作用最强的为PP_(333),且高浓度PP_(333)对于高生长的抑制作用持效性较长。叶宽、叶厚以及叶面积在短期PP_(333)处理下高于对照。PP_(333)能提高大叶黄杨净光合速率,主要通过增加叶厚、气孔导度、叶肉导度及叶绿素含量来实现,并且PP_(333)使蒸腾速率提高的同时降低了水分利用效率。TIBA有显著减小叶长、叶宽的作用,但能使叶厚增加,且随浓度的增加作用效果增强,主要通过减小叶面积,降低叶肉导度、气孔导度、胞间CO_2浓度及叶绿素含量来降低净光合速率。ABA能增加叶面积(10 mg·L^(-1)处理除外)、叶长以及减小叶片厚度,通过抑制气孔导度、叶肉导度、叶绿素含量降低净光合速率。TI-BA及ABA均通过降低蒸腾速率,使水分利用效率提高。[结论]3种抑制剂均有矮化植株、抑制新梢生长的作用,并且影响叶片发育,进而影响叶片光合作用,且800 mg·L^(-1)的多效唑对大叶黄杨具有较好的正向作用。

北京市居民小区景观林林内景观质量评价研究

为了探究居民小区景观林林内景观质量的影响机理,为居民小区景观林的建设提供科学依据,以北京市内14个居民小区为研究样地,以150个林内景观为研究对象,根据影响林内景观质量的平均胸径、林下灌草覆盖度等17个指标构建景观林林内景观质量特征指数,建立林内景观美景度评价模型。结果表明,居民小区景观林林内景观质量主要取决于林木个体大小指数、景观色彩指数、景观垂直结构指数、景观近自然指数、林木个体空间指数和景观林木密度指数等林内景观特征指数。清晰的树木冠形和干形、整齐的林相、强烈的林分色彩对比、高比例的多季相树种和较高的林分自然程度均有利于提升林内景观质量。以林内景观美景度为因变量,林内景观特征指数为自变量建立美景度与林内景观质量指数间的二次多项式模型,模型拟合度较好,适用于居民小区四季景观林林内景观质量评价。科学地营建高质量的居民小区景观林过程中,应注重彩色植物和多季相树种的使用。增加景观林的层次丰富性,通过控制密度和树种组成营建近自然的林分是建设高质量居民小区景观林。

观赏灌木小枝和叶性状在林下庇荫环境中的权衡关系

小枝与叶片间的关系能够很好地反映植物对环境的适应策略。目前,从枝叶间权衡关系的角度研究树木对庇荫环境适应性的报道尚少,其中主要包括"生长-生长"权衡和"生长-生存"权衡两种假说。因此,为了探讨灌木在庇荫环境中,是否会在小枝和叶性状间采取权衡策略,来提高光照资源的利用能力或增强生存和防御能力,在城市绿地的林隙和林冠下两种光环境中,选择了没有人工修枝、整形等经营措施的金银木(Lonicera maackii)、小花溲疏(Deutzia parviflora)和连翘(Forsythia suspensa)等11种、79株观赏灌木作为研究对象,采集其当年生小枝,观测并计算了每棵灌木所处环境的有效光合辐射(PAR)相对累积光量和红光/远红光(R/FR),以及灌木的小枝干重(TDW)、单位小枝叶干重(LDW)、出叶强度(LN/TDW)、叶面积支持效率(LA/TDW)、比枝长(TL/TDW)和单叶面积(ILA) 6个性状。对数据进行标准化和数据转换后,运用Pearson相关检验分析光环境指标和灌木枝叶性状间的相关性;采用标准化主轴估计法进行异速生长方程的参数估计;使用多元回归分析不同光强下各性状的相互关系。结果表明:(1) PAR相对累积光量和R/FR与TDW和LDW呈极显著(P<0.01或P<0.001)正相关,与TL/TDW、LA/TDW、LN/TDW呈极显著(P<0.001)负相关,与ILA相关性不显著(P> 0.05)。整体上,R/FR与各灌木性状的相关性大于PAR相对累积光量;(2) TDW和LDW存在极显著(P<0.001)的异速生长正相关关系。随着光强的减小,灌木当年生小枝和叶片的生物量都趋于减小,但是表现出相对偏向于叶片生物量的投资偏好;(3) LA/TDW和TL/TDW存在极显著(P<0.001)的等速生长正相关关系。但随着光强的减小,比枝长随叶面积支持效率增加而增加的速率却减小,说明灌木在庇荫条件下,更倾向于采取忍耐型的光资源利用策略;(4) ILA和LN/TDW呈极显著(P<0.001)异速生长负相关关系。随着光强的减小,灌木趋向于表现出单位小枝上着生大量小叶的现象。所以总体上,庇荫环境下的观赏灌木存在投资偏好和权衡,倾向于通过枝叶生长提高光截获能力来适应弱光环境,与"生长-生长"的权衡假说相符,但整体上,观赏灌木的耐阴性较差,故不建议种植在庇荫环境中。

八达岭秋季景观整体色彩组成对美景度的影响

从整体景观色彩的组成角度评价了八达岭林场秋季景观,以期探究视觉色彩对景观美学质量影响,进一步提出提升美学质量的方法。利用Python等软件从像素角度解译色彩信息,筛选与美景值有显著相关关系的因素,并以色彩组成因子为自变量,公众喜好度的SBE值为因变量,构建景观质量评价模型。结果表明:1)依据美景值将八达岭林场整体景观质量从高到低划分为5个等级(等级Ⅰ、等级Ⅱ、等级Ⅲ、等级Ⅳ、等级Ⅴ),美景值集中在等级Ⅱ和等级Ⅲ中,可见公众比较偏爱八达岭秋季景观;2)色彩组成因素与美景值方差分析中,明度指数(珚V)、邻近色(RN)、互补色比例(RC)、色彩多样性(HL)和色彩均匀度(EL)与美景度之间有显著或极显著差异;3)模型结果表明,二次多项式逐步回归模型较其他3种模型(回归模型、逐步回归模型和二次回归模型)的拟合程度高(R2=56.48%,P<0.001),能较好地描述景观整体色彩与美景度之间的关系,且美景值与珚V、RN、RC、HL呈负相关关系,与EL呈正相关关系。对此,在八达岭景观质量提升改造中,可降低整体色彩明度指数、色彩多样性指数、邻近色和互补色比例,增加色彩均匀度指数来提高美景度。