小兴安岭红松活立木树干腐朽与立地土壤理化特性的关系

活立木腐朽造成大量木材资源损失.研究活立木腐朽与立地生境之间的关系,对于科学合理地营林管理、减少木材资源损失有着积极的指导意义.2011年5月,使用阻抗仪对小兴安岭林区红松阔叶混交林中15株成熟龄的红松活立木树干根部腐朽状况及胸径进行了检测,同时分别在活立木根部、坡上距根部5 m和坡下距根部5 m处采集土样,测定土壤的含水率、容重、总孔隙度、pH值和有机质含量,并建立了活立木树干根部腐朽程度与其胸径和各样点土壤理化指标的回归方程.结果表明:成熟龄红松活立木树干根部腐朽程度与根部土壤5项理化指标有较强的相关性(R=0.687),且与土壤含水率呈显著正相关(R=0.507),而与坡上和坡下距根部5 m土壤各理化特性指标的相关性不显著.土壤含水率降至18.4％以下时将有助于降低树干根部的腐朽程度.成熟龄红松活立木树干根部腐朽程度与树龄的相关性不显著.     

小兴安岭红松针阔混交林立木掘根特征

测定了小兴安岭红松针阔混交林76个样方(20 m×20 m)内127株掘根倒木的形态指标、根系指标和立地条件,分析掘根差异的影响因子以及掘根木外形参数与根部土壤的关系.结果表明：不同树种的掘根数量差异显著,以冷杉受掘根危害最重,红松次之,榆树最轻.阔叶树种的抗掘根性能优于针叶树种.树木对掘根的抗性随胸径和树高的增加先快速降低后逐渐升高,分别在20 cm径级和14 m高度级处达到最低;树木尖削度和树冠投影面积越小,抗掘根性能越好;掘根率与林分密度呈显著负相关.处于湿地、缓坡、中低海拔处或迎风坡的树木掘根风险更大.掘根时受扰动土壤的深度、面积及体积与倒木胸径、树高及材积之间呈显著相关.     

红松人工林优势木竞争指数影响因子

在温带湿润气候区东段不同立地条件下的红松人工林内设置面积为600 m~2(20 m×30 m)的70块矩形固定样地。在每个样地内,选取5颗最高且长势较好的优势木作为研究的对象木,用Voronoi图确定优势木相应的竞争木,测定每一块样地内优势木与竞争木之间的距离。采用Hegyi单木竞争指数模型,分析优势木在不同样地水平上的种内竞争强度,探讨林分生长因子、地形因子、土壤养分因子对优势木竞争指数的影响,并对这3类因子与优势木竞争指数进行相应的拟合和相关性分析。结果表明：红松人工林优势木竞争强度随着优势木胸径的增大而变小,并且两者之间的关系服从幂函数;红松优势木的竞争指数与其树高、胸径、冠幅呈极显著的相关关系(P<0.01);坡向、坡位、海拔对竞争指数影响极显著(P<0.01);红松人工林优势木竞争指数的大小与土壤氮磷钾含量均呈极显著的相关关系(P<0.01);pH值对优势木竞争指数的影响不显著。当红松人工林优势木平均胸径达到45cm,优势木平均树高和冠幅大于周围竞争木时,其对周围资源的利用程度增大,林木会发生自然稀疏现象,其所受的竞争压力减小。红松喜光性强,对水分的要求高,...     

科尔沁沙地东南缘大青沟自然保护区土壤水分的时空分布特征

用TDR分层对科尔沁沙地东南缘大青沟国家级自然保护区土壤水分进行定位观测,采用多重比较等方法,对土壤水分与环境因子关系的差异进行分析,通过Kriging插值法用Surfer软件绘制土壤水分等值线图,研究结果表明:土壤含水率在不同的生长季节上变化,表现为夏季>秋季>春季,各层间没有显著差异;月均(5、7、9月)土壤含水率的变异系数坡向>植被类型>坡位;层均(0~60cm)土壤含水率变异系数坡位>植被类型>坡向>样带。月均土壤含水率从高到低依次为:阔叶林>矮林>樟子松林>疏林草原>灌丛,不同植被类型各层月均土壤含水率总体上差异极显著,阔叶林远远高于其它植被类型;层均土壤含水率,各植被类型各月份间总体差异极显著,总体趋势从高到低为:阔叶林>矮林>樟子松林>灌丛>疏林草原,阔叶林明显高于其它类型。月均土壤含水率坡向间总体上差异显著,层间无显著差异;东、西坡与北坡有显著差异,东西坡高于南北坡;层均土壤含水率,同一月份各个坡向间差异不明显,7月明显高于其它月份;各月总体表现为:东>西>南>北坡。月均土壤含水率除31~45cm外,3个坡位间各层均有极显著差异,下坡位明显高于上坡位与中坡位;中坡位各层月均土壤含水率差异极显著;层均土壤含水率各月份各坡向间差异极显著,下坡位远大于上坡位与中坡位。该区从沟底到坡顶的植被变化逐渐由湿生-中生-旱生逐渐过度,垂直分布明显,这类天然残遗植被与土壤水分及其与环境因子的关系,对于促进周边沙地植被恢复具有重要的参照意义,据此建议了大青沟周边沙地植被恢复模式相应的最低土壤水分阈值,沙地0~30cm土层土壤含水率9.1%~11.5%、8.1%~9.0%、6.0%~8.0%;沙地31~60cm土层土壤含水率11.1%~13%、8.5%~11%、6.0%~8.4%,分别适合恢复为疏林、灌丛、半灌丛。     

基于beta回归的长白落叶松树干含水率预测模型

为探究人工长白落叶松边材、心材、树皮、树干含水率沿树干的纵向变化规律,本研究结合样地、样木效应,构建了基于beta回归的含水率混合效应模型,采用不限定相对高度(方案Ⅰ)和限定高度在2 m以下(方案Ⅱ)2种抽样方式对模型进行校正。结果表明：边材、树干含水率沿树干向上逐渐增加;心材含水率沿树干向上先略减后增大;树皮含水率沿树干向上先增大后趋于平缓,然后再增加。相对高度、活冠高、林分每公顷胸高断面积、年龄和林分优势高是显著影响长白落叶松木材含水率的因子。方案Ⅰ下,随机抽取2～3个圆盘的含水率测量值来校准模型可以得到稳定的预测精度,树干含水率的平均绝对误差百分比(MAPE)可达7.2%(随机抽取2个),边材、心材、树皮含水率的MAPE可达7.4%、10.5%、10.5%(随机抽取3个);方案Ⅱ下,抽取1.3和2 m圆盘的含水率测量值校准模型最适宜,边材、心材、树皮和树干含水率的MAPE分别达到7.8%、11.0%、10.4%和7.1%。所有beta混合效应回归模型的预测精度都明显优于基础模型。包含样地、样木效应的两水平beta混合效应回归模型可以很好地预测长白落叶松各部位的含水率。     

三角洲平原水库堤坝土壤水和可溶性盐空间分布特征

以辽宁省大洼县三角洲平原水库坝体不同坡向、坡位、剖面深度的土壤为研究对象,分析了土壤含水率和可溶性盐总量在水平空间与垂直空间上的变异与分布特征。结果表明:与含水率相比,土壤可溶性盐总量的变异相对较高;二者均为中等变异性且变异性的趋势较一致。坝体南坡土壤的平均可溶性盐总量、平均含水率均大于北坡。不同土层之间平均可溶性盐总量从大到小的顺序为:中层>下层>表层;而平均含水率随土壤剖面深度增加而增加。不同坡位间可溶性盐总量没有显著性差异;上坡位与中坡位的平均含水率基本持平,下坡位最高。研究结果可为辽河三角洲地区平原水库堤坝及其周边盐碱土治理与植被恢复提供依据。     

腐烂等级、径级对典型阔叶红松林红松倒木物理化学性质的影响

倒木是森林生态系统的重要组成部分, 在地力维护、生物多样性保持以及碳(C)和养分循环等方面具有重要意义, 但倒木物理化学性质随其腐烂等级和径级而变化。为了深入理解腐烂等级和径级对倒木物理化学性质的影响, 该研究以典型阔叶红松林的建群种——红松(Pinus koraiensis)的倒木为研究对象, 将其每个腐烂等级(I-V)下的倒木分为4个径级(径级i ≤ 10.0 cm、径级ii 10.1-30.0 cm、径级iii 30.1-50.0 cm、径级iv >50.0 cm), 研究了不同腐烂等级、径级及两者交互作用对倒木心材和边材物理化学性质的影响。结果表明: 心材和边材具有相似的变化规律。倒木心材和边材含水率随着腐烂等级增加而增加, 而木材密度随腐烂等级和径级的增加均呈下降趋势; 边材C含量以及心材和边材的氮(N)、磷(P)含量随腐烂等级增加呈上升趋势, 心材N、P含量随径级增加呈先增加后减少的趋势; 纤维素含量随腐烂等级增加呈下降趋势, 而木质素含量呈上升趋势, 纤维素和木质素含量随径级增加没有明显变化规律。倒木含水率与C、N、P、木质素含量(除心材P含量)显著正相关, 与纤维素含量显著负相关; 木材密度与C、N、P、木质素含量显著负相关, 与纤维素含量显著正相关。由此可见, 倒木物理化学性质受不同腐烂等级和径级的影响有各自的变化规律, 且倒木的物理性质(含水率和木材密度)是影响化学含量变化的重要因素。     

地形与竞争因子对红松胸径与年龄关系的影响

森林年龄结构一直是森林生态学研究的重要内容之一,利用胸径指标间接推测树木年龄是获得森林年龄结构的有效手段。基于黑龙江省小兴安岭林区156株成熟红松解析木数据,分析成熟红松个体胸径与年龄之间关系,探讨地形与竞争因子对红松胸径与年龄关系的影响。研究结果表明:对所搜集的红松解析木数据,海拔、坡度、坡向、竞争因子等因素都对红松胸径与年龄关系产生影响,其中坡向与坡位对红松胸径-年龄关系影响最为明显,而竞争因子的影响较小并且在不同地形条件下表现出差异性。在南坡向-中坡位的红松个体,其胸径与年龄之间表现出了最佳的拟合效果。对地形与竞争因子的影响机理还有待于进一步研究。     

四川中亚热带扁刺栲-华木荷群系不同演替阶段土壤含水率的研究

采用定位观测和方差分析的方法,对灌木以及10、40和200年生的扁刺栲—华木荷群落的土壤绝对含水率的时空特征进行了研究、结果表明,除10年生栲木荷群落外,群落土壤含水率与土壤深度的关系极显著;不同年龄段的栲木荷林地土壤含水率与季节的关系不显著;除10余年生的栲木荷群落外,群落土壤含水率与坡向的关系不显著;土壤含水率与演替阶段的关系极显著;栲木荷群落发育10和40年后,其土壤涵养功能分别恢复到原始林的73％和85?;不同演替阶段的群落土壤含水率在时空结构上具有明显的波动性与混纯性．     

实验室模拟滨海盐沼潮滩高程对互花米草生长的影响

为探究滨海盐沼湿地潮滩高程对互花米草生长的影响, 设置六组不同高度的土柱, 通过移栽互花米草进行模拟实验, 研究不同高程带来的土壤水盐差异及植株生长响应情况。结果表明: (1)土壤含水率随高程的增加呈现出明显降低趋势, 30 cm高程含水率最高, 为46.4%, 180 cm高程含水率最低, 为34.1%, 土壤孔隙水盐度随高程变化的趋势不明显, 180 cm高程孔隙水盐度最高, 为47.2 ppt, 150 cm高程孔隙水盐度最低, 为28.3 ppt; (2)不同高程下, 互花米草的株高、生物量和根冠比呈现出显著性差异(p = 0.01, p = 0.03, p = 0.02, 均小于0.05), 株高、生物量随潮滩高程增加不断降低, 其中株高最大值较最小值多34.6%, 生物量最大值较最小值多49.5%, 植株根冠比与高程呈负相关关系, 根冠比最大值较最小值增加72.4%; (3)互花米草株高与土壤含水率呈二次抛物线关系(R2 = 0.79), 植株整体生物量与土壤含水率之间呈线性关系(R2 = 0.87), 而株高、生物量与土壤孔隙水盐度无明显的相关性。基于实验得出, 湿地高程带来淹水频率和地下水位差异, 使土壤水盐随高程产生变化, 进而造成潮滩较高处的互花米草株高、生物量高于潮滩较低处。     

黄土丘陵沟壑区地形变化对土壤微生物群落功能多样性的影响

研究黄土高原丘陵沟壑区破碎地形对土壤微生物功能多样性的影响,对于理解复杂地形区生态过程与系统功能的空间变化具有重要意义。选择陕西省安塞县陈家洼为研究区,依据坡面地形变化选择不同坡位土壤,采用Biolog微平板培养法探究地形变化对土壤微生物群落功能多样性的影响。实验发现,土壤微生物群落培养的平均颜色变化率(AWCD)增长曲线总的呈现出坡下部坡中部坡上部的规律,且坡下部AWCD值与坡中部、坡上部间差异显著(P0.05);坡下部土壤微生物群落功能多样性显著高于坡中部和坡上部,但不同土层深度(0—10 cm、10—20 cm)间无显著性差异(P0.05);对土壤微生物群落功能多样性差异贡献较大的碳源是糖类、羧酸类和多酚化合物类碳源;土壤含水率高低是不同坡位土壤微生物群落功能多样性差异显著的主要原因;微生物群落丰富度(H)和均一度(D)与土壤全氮含量正相关,优势度(U)反之,土壤全碳、全磷和p H对土壤微生物群落结构和功能多样性差异作用不显著。     

红松天然种群邻体影响半径

以天然红松种群为研究对象,采用生长方程回归分析、分段拟合判定的方法,探讨不同坡位红松邻体影响半径的变化.结果表明,红松树种邻体干扰指数与生长量呈显著负相关(R²为0.61～0.89),相关程度因邻体影响范围和坡位而异,R²达到最大值所对应的影响范围即为邻体影响半径;对红松树种进行邻体干扰指数与影响范围的线性分段拟合,邻体干扰指数随影响范围的增加而增加,其在一定的范围内上升较快,而超出该范围则上升幅度变缓,其转折点所对应的影响范围即为邻体影响半径,线性回归显著(R²为0.41～0.55);不同坡位的邻体影响半径有一定的差异,表现为下坡位=上坡位＞中坡位.     

长白落叶松人工林心材变化规律

依据黑龙江省孟家岗林场49株人工落叶松1179个圆盘和轮盘数据,分析了心材半径的纵向变化规律.结果表明: 心材半径随树高增高而逐渐减小,与树干外形基本一致,其中去皮半径(XR)、胸径(DBH)及形成层年龄(CA)与心材半径之间关系较显著,利用逐步回归分析建立落叶松心材半径(HR)和面积(HA)模型:HR=b₁+b₂XR²+b₃CA+b₄XR, HA=b₁+b₂DBH·XR+b₃CA+b₄DBH·XR².应用AIC、BIC、对数似然值以及似然比检验等模型评价指标,对利用样地、样木效应拟合的心材半径和面积模型进行比较.当考虑样木效应拟合心材半径和面积模型时,将b₁、b₂、b₃作为混合参数得出的模型最好.混合模型的预测精度高于基本模型.在应用上,总体心材半径和面积可以通过混合模型来预测.采用Beta回归模型模拟了心材比例,模型中各参数均显著,决定系数较高,模型模拟效果较好.     

黄土高寒区坡面土壤水分的时间稳定性

为揭示黄土高寒区人工林土壤水分的时空变化特征,基于2018年植被生长期一处典型人工植被恢复坡面0-200cm剖面土壤含水率连续动态数据,运用经典统计和时间稳定性分析,研究不同深度土壤含水率的时空变异性和时间稳定性。结果表明：在测定时段内,剖面各土层深度土壤含水率无显著差别,在空间上均表现为中等变异性,呈现随土层深度的增加而增大的趋势,在时间上表层表现为中等变异性,其余各层均表现为弱变异性,深层土壤水分的时间变异性小于浅层;随着测定时间变化,试验地0-200cm土壤含水率Spearman秩相关系数均达到0.8以上,且呈极显著相关,表现出一定的时间稳定性特征;土壤含水率的时间稳定性随土层深度的增加而增强,具有深度依赖性;基于相对差分分析可以选择代表性测点监测区域平均土壤含水率（决定系数R²为0.7138-0.8605）,以期为合理布设土壤水分监测点提供理论依据,对于植被恢复与生态重建模式的选择具有指导意义。     

干旱荒漠区煤矸石山覆土区土壤水分物理性质的空间异质性

基于网格取样(20 m×20 m),采用经典统计学和地统计学相结合的方法,研究了干旱荒漠区煤矸石山表层(0~5 cm)土壤水分物理性质的空间异质性和分布格局。结果表明:研究区土壤容重、毛管孔隙度、毛管最大持水量、总孔隙度、饱和含水量表现为弱变异,土壤含水率表现为中等变异。除土壤容重的最佳拟合模型为高斯模型外,其余指标的最佳拟合模型均为指数模型;土壤容重和含水率的块基比[C₀/(C₀+C)]较小,空间自相关性强烈;土壤毛管孔隙度、毛管最大持水量、总孔隙度和土壤饱和含水量则表现为中等的空间自相关性;土壤容重与毛管孔隙度、毛管最大持水量、总孔隙度、饱和含水量呈极显著负相关,土壤含水率与其余指标没有显著的相关关系;土壤毛管孔隙度、毛管最大持水量、总孔隙度及饱和含水量两两之间呈极显著正相关关系;Kringing等值线图表明,土壤毛管孔隙度、毛管最大持水量、总孔隙度和饱和含水量分布类似,高值集中在坡中部及下部左侧,土壤容重则与之相反,土壤含水率的大小主要受坡位的影响,由坡上向坡下增大。建议干旱荒漠区煤矸石山覆土区在人工植被恢复时应采取整地措施,疏松根区土壤;在植被恢复初期,应适当提高坡上部的灌水量,以改善煤矸石山覆土区土壤水分状况,为植被恢复营造均一、良好的土壤水分物理条件。     

红松天然种群邻体影响半径

以天然红松种群为研究对象,采用生长方程回归分析、分段拟合判定的方法,探讨不同坡位红松邻体影响半径的变化．结果表明,红松树种邻体干扰指数与生长量呈显著负相关（R^2为0．61～0．89）,相关程度因邻体影响范围和坡位而异,R^2达到最大值所对应的影响范围即为邻体影响半径;对红松树种进行邻体干扰指数与影响范围的线性分段拟合,邻体干扰指数随影响范围的增加而增加,其在一定的范围内上升较快,而超出该范围则上升幅度变缓,其转折点所对应的影响范围即为邻体影响半径,线性回归显著（R^2为0．41～0．55）;不同坡位的邻体影响半径有一定的差异,表现为下坡位=上坡位〉中坡位．     

大兴安岭典型林分地表死可燃物含水率动态变化及预测模型

对春季和秋季大兴安岭地区西林吉林业局山杨-白桦混交林、落叶松林、樟子松林、落叶松-白桦混交林、白桦林5种典型林分不同坡位地表细小死可燃物含水率动态进行研究,构建了不同季节防火期、不同林分地表死可燃物含水率的预测模型,并分析了其预测误差.结果表明: 相同林分地表可燃物含水率在春季和秋季差异显著;在相同季节相同林分下不同坡位可燃物含水率存在差异.采用Nelson模型对地表死可燃物含水率预测的平均绝对误差(MAE)的平均值为0.13,略低于Simard模型(0.14),明显低于气象要素回归模型(0.25).Nelson和Simard模型的预测效果好于气象要素回归模型.秋季模型对地表死可燃物含水率的预测精度好于春季模型和春季秋季混合模型.     

不同纬度阔叶红松林红松径向生长对气候因子的响应

运用树木年轮气候学方法,研究了不同纬度阔叶红松林红松径向生长趋势及其与气候因子的关系,以期揭示不同纬度红松径向生长对气候因子响应的差异以及气候变化影响下红松的动态特征、适应性及敏感性.结果表明: 不同纬度红松径向生长对当地气候因子的响应存在差异,最南部的白石砬子自然保护区红松径向生长与生长季的平均相对湿度呈显著正相关,与平均最高气温呈显著负相关.中部的长白山自然保护区的低海拔区域红松径向生长与生长季的水分因子(降水、相对湿度和帕尔默干旱指数PDSI)呈显著正相关,而与平均最高气温呈显著负相关;凉水自然保护区红松径向生长与生长季的水分因子(相对湿度和PDSI)呈显著正相关,与气温因子(平均气温和平均最高气温)呈显著负相关.而最北部的胜山自然保护区红松径向生长则与大部分月份的气温因子呈显著正相关.当年6月气候因子是影响所有纬度红松径向生长的关键气候因子,4个样地都与当年6月平均最高气温呈显著负相关.在气温不断上升的近40年,最南部的红松径向生长呈显著下降趋势,最北部呈显著上升趋势,中部的变化不显著.如果未来气温升高而降水不变,红松分布区可能缩小.     

枯落物覆盖对阔叶红松林土壤蒸发的影响

通过对枯落物覆盖下森林土壤蒸发的观测,研究了不同干重及类型的枯落物对土壤蒸发的影响,及其与含水率的关系。结果表明:土壤含水率相同,枯落物覆盖量越大,土壤蒸发量越小;不同类型的枯落物对土壤蒸发的抑制作用不同,在相同干重的枯落物覆盖下,未分解、半分解和分解的枯落物对土壤蒸发的抑制能力依次减弱。土壤蒸发量与枯落物质量呈对数关系。随土壤含水率的降低,土壤蒸发量减少,含水率在41%～38%时,每下降1%,75g、45g、15g枯落物覆盖下的土壤蒸发量依次减少2.38g、1.43g、1.30g,且在土壤含水率下降过程中,覆盖的枯落物分解程度越高,土壤蒸发速率降低越不显著。     

红松阔叶混交林中坑和丘的微立地特征及其对植被更新的影响

2011年8月,在红松阔叶混交林2.55 hm2的样地内,调查了42株倒木及其形成的坑和丘复合体的微立地特征及其植被更新状况,测定了丘顶、丘面、坑壁、坑底、完整立地5个微立地的土壤含水量、土壤温度、空气相对湿度和光合有效辐射.结果表明:在5个微立地中,丘顶的光合有效辐射最高(527.9μmol·m-2·s-1),完整立地最低(58.7 μmol·m-2·s-1);丘顶的土壤温度最高(16.0℃),坑底最低(13.3℃);坑底的土壤含水量最高(34.6％),丘面最低(0.5％);完整立地的空气相对湿度最高(75.9％),丘顶最低(68.0％).形成坑和丘复合体的5个树种的频率大小依次是红松(42.9％)＞云杉(31.0％)＞白桦(16.7％)＞冷杉(7.1％)＞稠李(2.4％).42株掘根倒木中,有2/3偏向西北方向.倒木体积与坑深度、坑长度、丘高度、丘宽度均呈极显著正相关,与丘厚度呈负相关.坑的宽度和长度分别与倒木的胸径呈显著和极显著正相关.不同微立地之间物种丰富度的大小顺序为完整立地＞坑＞丘;所有树种盖度的大小顺序依次为完整立地＞坑＞丘.