天童常绿阔叶林林窗的地形分布格局

为探究多维地形因素对林窗分布的影响,以天童20 hm²常绿阔叶林动态监测样地内的林窗为对象,结合地理信息系统软件,分析了林窗空隙率、林窗密度以及林窗面积在海拔、坡度、坡向、坡形、坡位5种地形因子下的分布格局.结果表明: 该样地林窗空隙率为13.1%,林窗密度为9.5个·hm^-2,林窗平均面积为137.82 m²;因高海拔台风干扰的强度较大,高海拔段(≥500 m)林窗的空隙率和密度显著大于中低海拔段(<500 m);台风带来的强降雨极易引起小范围滑坡,使得沟谷的林窗空隙率和密度显著大于侧坡,林窗平均面积显著大于侧坡和山脊.台风及其带来的强降雨是造成林窗在海拔及坡位梯度上具有显著性差异的主要原因.     

金钟山亚热带森林林窗特征与木本植物多样性的关系

开展林窗空间格局与林下木本植物多样性关系的研究,对于认识森林物种共存、生物多样性维持以及生态系统可持续发展具有重要意义。本研究以广西金钟山自然保护区24 hm²永久森林动态监测样地为对象,采用机载激光雷达获取样地点云数据,通过R语言提取林窗并计算各林窗的形状复杂指数,利用相关分析量化林窗特征与林下木本植物多样性的关系。结果表明：该研究区林窗空隙率为6.16%,密度为15.5个·hm^-2,平均面积为39.72 m²,整体以微小和中型林窗为主;林窗空间分布格局存在地形分异特征,多分布于低海拔和缓坡区域;林窗形状复杂指数与香农指数、物种丰富度指数均呈正相关,且在低海拔和陡坡处表现更加明显。本研究揭示了亚热带森林林窗植被更新特征,对区域生物多样性保护具有一定指导作用。     

基于无人机影像探讨格氏栲天然林林窗数量分布及其影响因素

探讨格氏栲( Castanopsis kawakamii)天然林林窗数量特征及其空间分布对预测森林种群动态变化及演替具有重要意义。该文采用无人机航拍获取格氏栲天然林正射影像图并结合野外调查,通过提取林窗特征参数和计算植被覆盖率来探讨林窗空间分布及其影响因素。结果表明:(1)保护区内格氏栲天然林植被覆盖率为75.53%,部分地区出现一定面积裸露土地。(2)研究区林窗空隙率为2.40%,密度为6.50 ind.·hm^-2,平均林窗面积为36.86 m²。(3)研究区林窗数量随林窗面积增加呈负指数分布,以微、小和中型林窗为主,面积100 m²以上的林窗数量较少。(4)低海拔林冠层覆盖度好,中海拔地区林窗个体数和平均林窗面积较大,高海拔地区林窗密度和空隙率相对较大。林窗主要分布在缓坡和斜坡上,其平均面积、密度和林窗空隙率也明显较高。西和南方位林窗数量较多,北、西北和东南方向林窗密度和空隙率相对较大。格氏栲天然林植被覆盖率较高,以微、小和中型林窗为主,地形因子通过改变林窗面积、林窗密度和林窗空隙率特征驱动了格氏栲天然林林窗数量与空间分布格局。     

鼎湖山南亚热带常绿阔叶林林窗分布格局及其成因

林窗数量特征及其空间分布格局对南亚热带森林生态系统的动态变化、物种共存及生物多样性的维持等具有重要意义。本文基于鼎湖山南亚热带常绿阔叶林20 ha动态监测样地2015年的植被调查数据,结合无人机航拍图像处理技术和地理信息系统,分析了样地内林窗的几何特征和空间分布格局。结果表明:该样地的林窗空隙率为13.72%,密度为35.75个/ha,平均面积38.37 m~2。具体特征有:(1)区域内林窗数量随林窗面积的增加呈负指数分布,整体表现为小林窗多、大林窗少的规律。(2)不同成熟度林分中,过熟林林窗平均面积大于成熟林;成熟林更能体现出小林窗多而大林窗少的特点。(3)各生境林窗分布与大样地整体表现出基本一致的规律,但低谷与其他生境差异显著,林窗平均面积、林窗空隙率等都大于其他生境,而山脊林窗也在林窗空隙率与林窗密度方面低于其他生境。(4)林窗面积和地形因子显著相关:与海拔和凹凸度呈显著负相关;与坡度和坡向呈显著正相关。据此提出建立利用无人机进行森林群落林冠变化与格局的监测体系,是实现林窗与林下群落动态变化同步监测的新手段。     

林窗模型的几个基本问题的研究:I.模拟样地面积的效应

以中国东北长白山阔叶红松林为例,应用林窗模型NEWCOP探索了不同模拟样地面积对林窗模型输出结果的影响.结果表明,模拟样地面积大小变化可影响模拟出的森林群落的树种组成和模拟样地的林窗出现周期,通过应用这一特点确定了阔叶红松林的林窗面积为400～800m².     

林窗大小对杉木林内南方红豆杉生长与形质的影响

为明确林窗大小对南方红豆杉生长、形质的影响以及珍贵用材培育成效,测定福建省明溪杉木林中25个林窗样地的南方红豆杉的生长、干形和分枝等指标,分析林窗大小与生长、干形和分枝情况之间的关系,将25个林窗样地按不同面积划分为25～50 m² (Ⅰ)、50～75 m² (Ⅱ)、75～100 m² (Ⅲ)、100～125 m² (Ⅳ)、125～150 m² (Ⅴ)5种林窗类型,运用层次分析法构建了珍贵用材评价指标体系,采用多目标决策法评价5种林窗类型的综合效果.结果表明: 林窗大小显著影响南方红豆杉树高、胸径、冠幅、杈干率、通直度、圆满度、尖削度、径高比、枝下高、枝间距、最大侧枝直径等11个生长和形质指标以及综合评价值. 林窗Ⅰ、Ⅱ类型显著促进南方红豆杉的树高、胸径、冠幅的生长.在干形指标方面,林窗Ⅰ、Ⅱ类型显著抑制分杈率和尖削度,提高通直度;林窗Ⅱ类型显著提高圆满度和径高比.林窗Ⅰ、Ⅱ类型显著提高枝下高,降低最大侧枝直径;林窗Ⅰ类型显著提高枝间距. 林窗Ⅰ、Ⅱ类型显著提高珍贵用材综合评价值.在杉木林内南方红豆杉的培育过程中,控制采伐强度、创建面积25～75 m²的林窗可提高培育效果.     

基于机载激光雷达的中亚热带常绿阔叶林林窗特征

机载激光雷达(LiDAR)是一种新型主动式遥感技术,能直接获取多尺度高精度的冠层三维结构信息,将其推广到森林干扰生态学领域,可为林窗研究提供应用支撑.以湖南中亚热带常绿阔叶林为研究对象,利用小光斑LiDAR数据进行林窗识别和几何特征估测.选择合适的分辨率和内插方法生成冠层高程模型,采用计算机图形学方法估测林窗面积、边界木高度和形状指数,并进行野外观测验证.结果表明: 林窗识别率为94.8%,主要影响因素是林窗面积和林窗形成木类型;估测的林窗面积和边界木高与野外观测值呈较强线性相关,R²值分别为0.962和0.878,其中估测的林窗面积平均比野外观测值高19.9%,估测的林窗边界木高度平均比野外观测值低9.9%;区域内林窗密度为12.8个·hm^-2,占森林面积13.3%;林窗面积、边界木高和形状指数的平均值分别为85.06 m²、15.33 m和1.71,区域内多为较小面积、边缘效应不太显著的林窗.
     

Effects of forest gap size on initial decomposition of twig litter in the subalpine forest of western Sichuan,China

林窗调控的土壤水热环境和分解者群落结构可能深刻影响凋落物分解过程, 已有的研究结果具有不确定性。为了解高海拔森林林窗面积对凋落枝分解的影响, 采用凋落物分解袋法, 于2012-2016年冬季和生长季节, 研究了川西亚高山森林255-290 m ²(FG1)、153-176 m ²(FG2)、38-46 m ²(FG3) 3种面积林窗和林下对岷江冷杉(Abies faxoniana)凋落枝质量损失的影响。结果显示: 林窗面积大小显著改变了林窗和林下的雪被厚度、温度和冻融循环频次; 雪被厚度和温度以FG1林窗最高, 林下最低; FG1、FG2、FG3林窗和林下枝条分解4年后的质量残留率分别为59.9%、59.5%、62.1%和55.3%, 分解系数k值分别为0.127、0.131、0.120和0.135, 95%分解时间分别为23.6、22.7、25.0和22.2 a; 与林下相比, 林窗显著增加了第一年和第二年生长季节的质量损失速率, 降低了第一年和第四年冬季的枝条质量损失速率; 林窗大小对质量损失速率的影响随分解时期变化差异明显, 质量损失速率在第一年和第三年冬季随林窗面积增大而增大, 在第三年生长季节随林窗面积增大而降低; 枝条质量损失的比例在第一年最高, 随林窗面积增加而增加, 且冬季高于生长季节。综上所述, 林窗环境变化深刻影响亚高山森林凋落枝分解, 但这种影响随林窗面积和分解时间有所差异。     

川西亚高山森林林窗对凋落枝早期分解的影响

林窗调控的土壤水热环境和分解者群落结构可能深刻影响凋落物分解过程, 已有的研究结果具有不确定性。为了解高海拔森林林窗面积对凋落枝分解的影响, 采用凋落物分解袋法, 于2012-2016年冬季和生长季节, 研究了川西亚高山森林255-290 m ²(FG1)、153-176 m ²(FG2)、38-46 m ²(FG3) 3种面积林窗和林下对岷江冷杉(Abies faxoniana)凋落枝质量损失的影响。结果显示: 林窗面积大小显著改变了林窗和林下的雪被厚度、温度和冻融循环频次; 雪被厚度和温度以FG1林窗最高, 林下最低; FG1、FG2、FG3林窗和林下枝条分解4年后的质量残留率分别为59.9%、59.5%、62.1%和55.3%, 分解系数k值分别为0.127、0.131、0.120和0.135, 95%分解时间分别为23.6、22.7、25.0和22.2 a; 与林下相比, 林窗显著增加了第一年和第二年生长季节的质量损失速率, 降低了第一年和第四年冬季的枝条质量损失速率; 林窗大小对质量损失速率的影响随分解时期变化差异明显, 质量损失速率在第一年和第三年冬季随林窗面积增大而增大, 在第三年生长季节随林窗面积增大而降低; 枝条质量损失的比例在第一年最高, 随林窗面积增加而增加, 且冬季高于生长季节。综上所述, 林窗环境变化深刻影响亚高山森林凋落枝分解, 但这种影响随林窗面积和分解时间有所差异。     

林窗大小对马尾松林下3种更新草本植物N、P化学计量研究

林窗大小与植物计量化学的耦合关系是林分管理的基础,马尾松人工林相关研究尚欠缺。本文以宜宾高县来复镇41 a生马尾松（Pinus massoniana）人工林为研究对象,设置8个梯度不同大小林窗（CK：0 m²、G1：100 m²、G2：225 m²、G3：400 m²、G4：625 m²、G5：900 m²、G6：1 225 m²、G7：1 600 m²）,通过调查,选取自然更新优势草本铁芒萁（Dicranopteris dichotoma）、芒（Miscanthus sinensis）和皱叶狗尾草（Setaria plicata）进行叶片N,P生态化学计量特征探究。结果发现：研究区优势草本叶片平均N含量为15.25 mg·g^-1,P含量为1.19 mg·g^-1,更新植物受限元素主要为N元素;随林窗面积增大,林内光照强度、温度和湿度均显著增加,优势草本叶片N、P含量受林窗大小显著影响,各物种P含量随林窗面积增大呈降低趋势;不同物种N含量随林窗大小改变的变化规律不同,芒萁N含量随林窗面积增大而显著下降,芒和皱叶狗尾草随林窗面积增大N含量显著增加;在叶片N、P化学计量水平上,芒萁的最适林窗面积为100~225 m²,芒和皱叶狗尾草最适林窗面积为1 225~1 600 m²。上述结果说明通过调整林窗来进行近自然改造和森林抚育等措施,能够促进人工林内养分循环,有利于提高马尾松人工林生态系统生产力。     

长白山云冷杉针阔混交林不同林隙下幼苗幼树密度及空间分布

2019年8月在云冷杉针阔混交林样地(0.36 hm²),对48个林隙及幼苗(0.2<更新高度RH<1 m)、幼树(RH≥1 m,胸径DBH<5 cm)进行调查,分析林隙大小(<20 m²,小;20～50 m²,中;50～120 m²,大;>120 m²,特大)对林隙内红松、鱼鳞云杉及冷杉幼苗幼树密度和生长指标(高、基径)的短期影响,并采用核密度估计法分析其空间分布规律。结果表明: 云冷杉更新的密度通常随林隙增大而降低,仅对幼树影响显著,小林隙下云冷杉幼树密度分别为0.34和1.74株·m^-2,红松密度不受林隙大小的影响。林隙大小对冷杉幼苗幼树生长指标的影响最大,对红松影响最小,平均最大值多出现在大林隙。红松和云杉幼树的基径和树高最大值均分布在小、中、大林隙东北部,在特大林隙中转移至冠空隙西北部。小林隙有助于幼苗的建立和萌发,可通过择伐冷杉创造小林隙,随后扩大林隙面积(>50 m²)促进幼树生长,需要持续监测来确定林隙大小对森林更新的长期影响。     

瓦屋山中亚热带湿性常绿阔叶林的林窗形成特征

调查了瓦屋山原生和次生的中亚热带性常绿阔叶林的林窗形成特征,并对林窗形成特征,林窗制造者的死亡方式和原因进行了探讨,结果表明,次生常绿阔叶林林窗面积均＜10m^2,1hm^2仅9个,林下更新不明显,原生林林窗密度为1hm^215个,＜40m^2的林窗占56％,＞100m^2的林窗只有4个,林窗平均面积59m^2,扩展林窗平均面积105m^2,林窗和扩展林窗总面积占被调查林分的比例分别为11．1％和19．8％,林窗大小分布表现出负指数分布,即小林窗多,大林窗少,林窗形状的变异较大,大多数因边界木的多少而成不规则的多边形,大多数林窗是多个林木死亡事件的结果,因而大多数林窗有两个或两个以上的林窗制造者,各林窗年龄大多数在10a以上,最近形成的林窗极少,估计林窗表成率是0.01.a^-1,采用样地投影调查方法可提高测定精度,便于不同调查林分结果的有效比较,常绿阔叶林林窗形成原因较为复杂,小径木的死亡是竞争被压所致,而大径的较高冠层木的死亡则可能是树木生长发育以及与地形,风等自然因子相互作用的结果。     

完达山林区森林采伐和非采伐区马鹿、狍子对冬季生境因子选择的比较

2003—2005年的冬季,在黑龙江省完达山地区的五泡林场,通过样线调查,利用逐步判别分析的方法,对冬季马鹿和狍子在森林采伐区和非采伐区生境选择的差异进行了比较研究,其结果表明,在该地区虽然两物种在生境选择上发生部分重叠,但在生境利用方式上均存在显著差异在采伐区马鹿主要利用中坡位或上坡位、半阴半阳或阳坡、人为干扰距离大于1000m、海拔相对较高、食物丰富度较高、乔木胸径较小、灌木密度较高的灌丛或杂木林生境;狍子主要利用中坡位或下坡位、阳坡、海拔相对较低、食物丰富度适中、乔木胸径较大、灌木密度较低、人为干扰距离要求不严格的杂木林或柞树林生境。在非采伐区,马鹿主要选择距人为干扰大于1000m、海拔较高、食物丰富度较高、乔木胸径较小的杂木林生境;狍子主要选择中坡位或下坡位、人为干扰距离要求不严格、海拔较低、食物丰富度较适中和乔木胸径较大的杂木林或杨-桦混交林生境。     

阔叶红松混交林林隙内丘坑复合体特征及分布格局

对小兴安岭凉水国家级自然保护区红松阔叶混交林不同大小林隙及郁闭林分内丘坑复合体特征及分布格局进行了对比和分析.结果表明： 大、中、小林隙及郁闭林分中丘坑复合体的丘宽、丘高、丘厚均大于与之对应的坑宽、坑长、坑深.大林隙内丘坑复合体的丘宽、丘高、丘厚、坑宽、坑长、坑深均最大,分别为2.85、0.37、2.00、2.99、2.10、0.39 m;郁闭林分均最小,分别为2.35、0.19、1.60、2.66、1.65、0.21 m.丘的平均体积（1.66 m³）均大于坑的（1.44 m³）.同一大小林隙内绝大多数丘坑复合体之间的特征值差异显著,而郁闭林分内绝大多数丘坑复合体之间的特征值差异不显著.不同大小林隙及郁闭林分丘坑复合体之间的特征值大多差异显著.2012年样地内丘坑复合体大多数特征值显著小于2011年.89.5%和60.5%的丘坑复合体类型为铰链式,形状为半椭圆状,丘坑复合体的分布格局为相对集中.     

三峡大老岭山地常绿落叶阔叶混交林林隙干扰研究II.林隙干扰的地形格局

 根据对三峡大老岭地区山地常绿落叶阔叶林林隙的调查结果,运用多种方法定量分析和检验了5种地形要素对林隙和3类林隙形成木(GM)各方面特征的空间格局的影响。结果反映了地形对林隙时空格局的影响,和不同类型林隙形成木的响应特征：1）林隙干扰随海拔上升、坡度增大、坡位从山脊到沟谷、坡形由凸到凹而加剧;坡向影响的规律不明显。林隙特征对各地形因素梯度有显著的响应,其中扩展林隙面积、林隙高度、GM数量、种数以及平均胸径是反映地形影响的敏感指标。2）GM的平均胸径、最大胸径和扩展林隙面积与海拔显著正相关;GM平均胸径还与坡位正相关;GM数量沿N→S的坡向梯度减少,而随坡度增大及坡形由凹转凸而增加;GM种类沿坡度和坡形梯度有相同的变化趋势。林隙高度（亦即植被高度）随海拔和坡度增大而减小,但随坡位上升而增大。地形要素对林隙高度和GM平均胸径的空间格局的贡献最大,分别达到75.9%和67.0%。3）折干特征的空间格局受海拔和坡位的显著影响;枯立木的分布特征主要受小地形的坡位和坡形控制;影响翻倒木的最根本地形因素是坡度。     

三峡大老岭山地常绿落叶阔叶混交林林隙干扰研究II.林隙干扰的地形格局

根据对三峡大老岭地区山地常绿落叶阔叶林林隙的调查结果,运用多种方法定量分析和检验了5种地形要素对林隙和3类林隙形成木(GM)各方面特征的空间格局的影响。结果反映了地形对林隙时空格局的影响,和不同类型林隙形成木的响应特征：1）林隙干扰随海拔上升、坡度增大、坡位从山脊到沟谷、坡形由凸到凹而加剧;坡向影响的规律不明显。林隙特征对各地形因素梯度有显著的响应,其中扩展林隙面积、林隙高度、GM数量、种数以及平均胸径是反映地形影响的敏感指标。2）GM的平均胸径、最大胸径和扩展林隙面积与海拔显著正相关;GM平均胸径还与坡位正相关;GM数量沿N→S的坡向梯度减少,而随坡度增大及坡形由凹转凸而增加;GM种类沿坡度和坡形梯度有相同的变化趋势。林隙高度（亦即植被高度）随海拔和坡度增大而减小,但随坡位上升而增大。地形要素对林隙高度和GM平均胸径的空间格局的贡献最大,分别达到75.9%和67.0%。3）折干特征的空间格局受海拔和坡位的显著影响;枯立木的分布特征主要受小地形的坡位和坡形控制;影响翻倒木的最根本地形因素是坡度。     

林冠结构和地形对亚热带常绿落叶阔叶林林下幼苗物种多样性和功能多样性的影响

森林结构和地形是森林生态系统最明显的特点,也是影响林下幼苗存活和物种多样性的关键因子。该研究采用半球面摄影方法提取八大公山生长监测样地（共1.2 hm²）林冠结构参数,通过调查地表层木本植物幼苗的组成和多度,获取常见植物幼苗叶片功能性状,结合详细的地形信息,利用空间同步自回归模型探究林冠结构变量及地形因子对幼苗物种多样性及功能多样性的影响。结果表明：（1）八大公山亚热带山地常绿落叶阔叶林林冠结构复杂度较高,最大林冠高的平均值达到19.94 m,叶面积指数、平均叶倾角和林冠覆盖度分别为2.94、30.88°和0.87;（2）林冠结构变量和地形因子能够解释32.6%~48.4%的林下幼苗物种多样性指数变异和28.5%~70.2%的功能多样性变异,但地形因子对幼苗物种多样性的影响很小;（3）预测在亚热带常绿落叶阔叶林高海拔的山坡上,有较低的叶面积指数和平均叶倾角群落有较高的幼苗物种多样性;而在低海拔山脊上,较低的叶面积指数和平均叶倾角群落林下幼苗层有较高的功能多样性。此结果对科研人员和林业工作者开展野外森林更新情况评估和样方调查将有所帮助。