中国东北的云冷杉林

本文从以下几方面对东北地区云冷杉林进行研究。1)环境背景;2)云冷杉林三个主要树种的生态属性;3)以红皮云杉、鱼鳞云杉和臭松为优势种的林分的每一植被类型的树种组成及其结构;4)影响林分的干扰因子;5)中国东北的云冷杉林的主要演替方式和过程。     

长白山北坡云冷杉林和落叶松林物种组成与群落结构

云冷杉林是长白山北坡保存最完整的森林植被,而落叶松林是长白山的隐域性森林植被.为了更好地了解其物种组成和群落结构等基本特征,于2010年在长白山北坡自然保护区内分别建立了4 hm2的云冷杉林和落叶松林长期监测样地,对样地内所有胸径≥1 cm的木本植物进行了定位、调查和挂牌.结果表明:云冷杉林样地木本植物有22种,隶属于6科12属;落叶松林样地木本植物有22种,隶属于8科16属.两样地物种组成差异不大,区系组成基本上都属于北温带成分.云冷杉林样地木本植物独立个体数为8640株,包括分支数为9257株;落叶松林样地木本植物独立个体数为3696株,包括分支数为4060株.两样地优势种明显,云冷杉林样地,臭冷杉和长白落叶松处于优势地位,其重要值分别占所有物种的38.7%和23.9%;落叶松林样地,长白落叶松占绝对优势,其重要值占所有物种的61.9%.两样地群落更新良好,径级结构均呈倒"J"型.云冷杉林样地,臭冷杉径级结构呈倒"J"型,长白落叶松径级结构呈正态分布;落叶松林样地,长白落叶松胸径≥10 cm个体的径级结构呈正态分布.主要物种空间分布在两个样地中随径级和空间尺度的变化表现出不同的格局,共有种在不同样地间表现出不同的格局.     

川西北甘南云冷杉林的数量分类

 本文应用DCA二维散点非等级制分类和TWINSPAN等级制分类的方法进行了四川西北部和甘肃南部云冷杉林的数量分类,共划分出15个群丛,分属于云杉、冷杉、高山栎和桦木四个群系,并分别讨论了各群丛的特征。用DCA二维散点的非等级制分类与TWINSPAN的等级制分类的方法对于云冷杉植物群落都产生了较好且一致的分类效果。通过TWINSPAN分类的研究,发现了对生境有指示意义的特征种和指示种,主要的植物种类有：圆叶菝契、网状小壁等(冷湿,指示藓类冷杉林和杜鹃冷杉林);小花拂子茅、箭炉樱等(冷旱,指示草类云杉林和箭竹云冷杉林);槭树、铁杉、沛阳花等(暖湿,指示落阔冷杉林和灌木云杉林等);罗氏异燕麦、华西矮卫茅、糙野青茅和狭叶柳兰等(暖旱,指示灌木云杉林和云冷杉疏林)。     

小兴安岭谷地云冷杉林主要种群及林隙形成木的空间格局

调查了小兴安岭谷地云冷杉林1.5 hm²(100 m×150 m)固定样地内的物种组成和径级结构,用点格局方法分析样地内主要种群的空间格局和空间关联性以及林隙形成木的空间格局.结果表明： 样地内胸径≥2 cm的乔木有13种,种群密度差异大,重要值在前4位的为臭冷杉、红皮云杉、白桦和花楷槭.种群的径级结构近似倒“J”形.臭冷杉和红皮云杉空间分布相似,随空间尺度的变化趋势为聚集 随机 均匀分布.白桦在≤40 m尺度为聚集分布,>40 m尺度变为随机分布,而花楷槭在整个研究尺度上均为聚集分布.除白桦和花楷槭两者间在整个研究尺度上均为负相关以外,其余种群间均为小尺度上正相关、大尺度上负相关.臭冷杉和白桦种群间正相关的显著性强,其他种群间正相关性普遍较弱.样地内林隙形成木的空间格局表现为中小尺度聚集分布,随尺度增大趋于随机分布.掘根形成的林隙形成木的空间点格局呈单峰型分布,随机、聚集和均匀3种分布均有出现.折干形成的林隙形成木的空间点格局分布整体波动不大,小尺度上在随机和聚集分布间交替出现,到大尺度则归于随机分布.两者间的空间关联性分析表明,≤32 m尺度为显著正相关,>32 m尺度为不显著的负相关.     

不同强度火干扰下盘古林场天然落叶松林的空间结构

基于2011年7月大兴安岭外业调查数据以林隙为主要研究对象,选取景观生态学中斑块类型指数分析样地内林隙状况,并结合林木分布状态,分析不同强度林火干扰对天然落叶松林空间结构的影响。结果表明:在受中度林火干扰的林分内,只保留了少量的落叶松中径木、大径木,先锋树种在林分内呈现聚集分布;在未受林火干扰的林分和受林火轻微干扰的林分内,天然落叶松均呈现显著聚集分布;由于受到不同强度的林火干扰,林下区域与林隙区域出现不同程度的相互转化,林分空间结构发生了改变。林分按照所受林火干扰强度的递减,在同一时间不同空间上表现出了森林循环过程中所经历的林隙阶段状态、建立阶段状态、成熟阶段状态。     

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(20 m × 20 m)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(5 cm <胸径≤ 10 cm)的密度和主要树种(冷杉(Abies nephrolepis)和云杉(Picea spp.))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。     

小兴安岭谷地云冷杉林的碳密度与生产力

采用样地清查和异速生长方程法,量化了处于衰退状态的小兴安岭谷地云冷杉林的森林碳密度和生产力.结果表明： 2011年森林碳密度总量为268.14 t C·hm^-2,其中植被碳密度、碎屑碳密度和土壤碳密度分别为74.25、16.86和177.03 t C·hm^-2.2006—2011年,乔木层碳密度从80.86 t C·hm^-2减少到71.73 t C·hm^-2,主要树种冷杉、白桦、云杉和兴安落叶松的碳密度年均减少比例分别为0.5%、1.2%、2.7%和3.7%,毛赤杨、红松和花楷槭的碳密度年均增加比例分别为2.9%、3.9%和7.2%.森林净初级生产力(NPP)为4.69 t C·hm^-2·a^-1,地下部和地上部NPP比值为0.56,凋落物损失部分是总NPP的最大组分,所占比例为34.5%.森林生态系统中2个主要碳输出途径异养呼吸和粗木质残体分解的年通量分别为293.67和119.29 g C·m^-2·a^-1.森林净生态系统生产力(NEP)为55.90 g C·m^-2·a^-1.研究结果表明,处于衰退状态的谷地云冷杉林仍具有一定的碳汇功能.     

川西北甘南云冷杉林的DCA排序、环境解释和地理分布模型的研究

 本文应用DCA排序的方法进行了四川西北部和甘肃南部云冷杉林的梯度分析,建立了植物群落梯度环境解释的数学模型和植物群落地理分布的数学模型。研究结果表明：影响川西北甘南云冷杉林植物群落地理分布的生态梯度中最显著并起主导作用的是温度梯度和水分梯度。在水分梯度上,大致有这样的植被序列,由较湿的藓类和杜鹃冷杉及云杉林,中生性的箭竹冷杉林和云杉林,偏旱的高山栎冷杉林和云杉林;处于恢复中期的桦木林的生境也偏旱,但一般不如高山栎林。冷杉林比云杉林更趋于阴湿的生境。 在温度梯度上,呈现出灌木云杉林—桦木林—落阔冷杉林—高山栎云杉林—箭竹云杉林—箭竹红桦林—高山栎冷杉林—藓类红桦林—藓类云杉林—箭竹冷杉林—藓类云冷杉林—藓类冷杉林—小叶章云杉林—杜鹃冷杉林的排序。基本特征是：川西北和甘南的云杉林的温度需求高于冷杉林。川西北云冷杉林与甘南云冷杉林在DCA排序轴上没有明显的区别。虽然川西北地区云冷杉林的海拔分布高于甘南地区,但是其纬度也低于甘南,故在温度条件上基本一致。在水分梯度上,川西北云冷杉林的湿度要稍大于甘南云冷杉林。利用植物地理分布的数学模型和有关的图、表,详细地分析了植物群落的空间分布,进行了环境解释,并找出了主导的环境因子。     

基于光学仪器法测定谷地云冷杉林叶面积指数的季节变化

利用半球摄影法(DHP)和LAI-2000植物冠层分析仪两种光学仪器法(间接法)以及凋落物法(直接法),研究了小兴安岭谷地云冷杉林叶面积指数(LAI)的季节变化,并构建了不同季节直接法与间接法测定的LAI间的相关关系.结果表明: 在整个试验期间,DHP测定的LAI比直接法测定值低估40%～48%, LAI-2000植物冠层分析仪的低估范围为15%～26%;不同时期直接法与DHP和LAI-2000植物冠层分析仪测定的LAI均显著相关, 且均可合并为A、B、C 3类预测模型, 可以分别预测5和11月, 6、9和10月, 7和8月的LAI.本研究结果可为高效、准确地测定针叶林LAI的季节变化提供参考.     

林窗对岷江冷杉幼苗生存过程的影响

岷江冷杉林是我国西南亚高山暗针叶林的主体之一,其健康的种群动态和更新策略在维持长江上游生态安全方面具有重要意义。为了解岷江冷杉更新过程中林窗对幼苗种群动态的影响,通过调查林窗内和林下岷江冷杉更新幼苗的存活情况,采用数量分析方法研究了幼苗的年龄结构和动态特征。结果表明:林窗内和林下岷江冷杉幼苗的年龄结构金字塔均为两头小中间大的纺锤型,存活曲线均为DeeveyⅡ,生命期望以1龄级的最高、林下种群的高于林窗种群。幼苗的死亡率、消失率、累计死亡率和危险率均随龄级的增加而增大,生存率和死亡密度随龄级的增加而减小;岷江冷杉幼苗种群的数量化动态指数Vpi=0.1059,为增长型种群,在外界随机事件干扰时也可持续增长,尤以林窗种群抵御随机干扰、持续增长的特点更为突出;岷江冷杉幼苗种群的周期波动主要受基波控制,林窗种群在9龄级和11龄级处的波动还受谐波的影响。林窗扩大了岷江冷杉更新幼苗的数量规模、提高了种群抵御外界随机干扰的能力。因此,在岷江冷杉林更新管理中,应高度重视林窗的作用。     

川中丘陵区人工柏木防护林适宜林分结构及水文效应

川中丘陵区是长江上游水土流失最严重地区之一,该区大面积柏木防护林林分结构不合理、天然更新不良、林分稳定性差、产品产量和水土保持功能低,急需进行结构调整。通过48个典型柏木纯林样地林分郁闭度与灌木、草本及枯落物盖度和生物量分析,提出了该区人工柏木防护林适宜林分郁闭度为0.6—0.7。根据林分结构,将柏木纯林林分结构划分为5种类型。对比分析结果表明:(1)5种林分类型枯落物最大持水量取决于林分枯落物存贮量,适宜结构型林分与其它4种林分类型枯落物最大持水量存在显著差异,排序结果为适宜结构型(4.038±0.497)t/hm2>中低密度型(3.583±0.521)t/hm2>中高密度型(3.243±0.455)t/hm2>低密度型(2.841±0.656)t/hm2>过密型(2.272±0.580)t/hm2。(2)土壤饱和贮水量排序为适宜结构型(180.59±14.83)mm>中低密度型(173.84±18.06)mm>中高密度型(169.27±13.20)mm>低密度型(162.57±8.79)mm>过密型(150.77±5.08)mm,适宜结构型林分与其余4种林分之间均存在显著差异。(3)6次典型降雨产沙量排序为适宜结构型(360.07 kg/hm2)<中低密度型(577.08 kg/hm2)<中高密度型(625.98 kg/hm2)<低密度型(878.51 kg/hm2)<过密型(1026.74 kg/hm2),5种柏木林分类型产沙量之间均存在显著或极显著差异。     

森林的风/雪灾害研究综述

风／雪灾害不仪极大影响木材生产,同时对森林生态系统的稳定性也造成很大影响。森林风／雪危害的主要类型有树干弯曲、干(冠)折、掘根以及后续危害等;其发生主要依赖于气象条件、立地因子、树木和林分特征及其之间的相互作用。其中．林木尖削度(胸径／树高)和林分结构特征(树种、组成、密度等)是控制树木和林分对风／雪荷载抵抗的主要特征量。因此．通过造林、调整林分结构．加强林分管理如间伐、施肥等措施一直是用来减少林木的风／雪灾害的主要措施。另外．林木或林分发生风／雪害的模型分析研究也取得了很大进展,但由于森林风／雪害受诸如地形、天气等多种因素影响、目前所建立的模型系统在实际应用中普适性较芹。通过综述以往研究结果认为：在气象和立地条件难以控制的情况下．通过改变可控因子林分结构来减少森林风／雪害是可行的。因此．研究如何加强森林经营管理,尤其是不同形式的间伐技术和不同处理的造林措施与风／雪灾害发生的关系、如何增加林木和林分抵抗风／雪灾害的能力等是今后该研究领域的重点和难点。与此同时．应加强风／雪灾害危险率评估研究．进而对森林进行风／雪灾害危险率管理;并注重对受灾前后林地内生态效应的研究,以便为灾后的森林经营管理和调控提供坚实的理论依据。     

Aboveground biomass and its biotic and abiotic modulators of a main food bamboo of the giant panda in a subalpine spruce–fir forest in southwestern China

中国西南亚高山云冷杉林中大熊猫主食竹的地上生物量及其生物和非生物影响因子作为大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)的主食竹之一,缺苞箭竹(Fargesia denudate)广泛分布在中国西南山地云冷杉林的林下。然而,缺苞箭竹生物量及其分布的驱动因素仍不清楚。本研究基于对王朗大样地(25.2 ha) 209个样方(投影面积为20 m × 20 m)中的乔木层和灌木层(包括竹子等木质草本)的系统调查,探讨非生物因素(地形和土壤理化性质)和生物因素(乔木密度、乔木总胸高断面积(TBA)和灌木盖度等) 对缺苞箭竹地上生物量的影响。研究结果表明,样方缺苞箭竹地上生物量平均为1.17 ton/ha,在209 个 调查样方中差异很大(0–4.88 ton/ha,95%置信区间)。缺苞箭竹生物量随海拔、坡度和乔木平均胸径的增 加而显著增加,随乔木密度、灌木盖度和土壤pH的增加而显著降低,而与乔木TBA、坡向、土壤有机质或总氮含量无显著线性关系。随机森林模型表明,地形和生物因素对缺苞箭竹生物量的影响比土壤理化性质更大。具体来说,地形主要通过改变乔木密度和土壤理化性质来影响缺苞箭竹的生物量。本研究结果可为大熊猫的保护和亚高山云冷杉林的管理提供科学参考。     

露水河林业局森林多目标经营规划设计

改变单一经营目标的传统森林经营方式,进行森林多目标经营,综合发挥森林的生态、社会与经济功能是我国林业发展的一个新阶段。如何从一个生产单位的角度出发,统筹森林利用和保护相关的社会、经济及环境等各方面,进行多目标规划和决策,是林业研究和实践中的重要命题。以长白山区露水河林业局为例,探讨了森林多目标经营的必要性,设计了森林多目标经营的规划设计体系,从群落生境分析、发展类型设计、林分作业设计以及生命周期经营计划设计等方面对露水河林业局森林多目标经营进行了规划设计,以期为我国开展森林多目标经营提供借鉴和手段支撑。     

弹性概念下适应台风灾害风险的开放空间设计思考

在全球气候变化背景之下,台风灾害对沿海城乡地区有着长久且深远的影响。弹性概念的引入使得适应台风灾害风险的规划设计有了与常规不同的角度。本文综述了弹性与城市规划、台风灾害风险的相关研究,探讨了当前沿海地区的台风灾害风险与开放空间现状,将开放空间划分为社会型、生产型、生态型3类,与弹性概念相结合展开设计思考,以期为相关的设计实践与研究提供新的思路与可能。     

影响天然林下层植物物种多样性的林分因子的研究

以我国东北过伐林区3种典型森林类型为对象,用多元逐步回归方法来研究影响天然林下层植物多样性的林分因子,尤其是与森林经营有关的林分因子,从而通过经营来维持和增加物种多样性。研究表明,与经营有关的因子中对下层植物多样性有显著影响的有林分郁闭度、公顷株数和树种多样性。因此,在林分发展的一定阶段,应采取合理经营措施如采伐来控制林分密度,保持多树种的混交,来维持和增加树种多样性。     

广西主要树种(组)异速生长模型及森林生物量特征

基于广西11类主要树种(组)5个龄组(245株样木、345块样地)的生物量实测调查,建立了各树种(组)的生物量优化异速生长模型,探讨广西森林生态系统总生物量及不同森林类型、不同龄组、不同层次的生物量组成与分配。结果表明:(1)广西11类树种(组)叶、枝、干、根、全株生物量(除了杉树叶、桉树叶生物量)、地上-地下、胸径-树高的优化回归模型均为幂函数,经t检验均达到显著水平(P0.05),其中11类树种(组)以全株生物量的模拟效果最好;(2)广西森林总生物量为1425.37 Tg,平均生物量为105.36 Mg/hm2,各森林类型总生物量为松树林(366.14 Tg)硬阔(291.08 Tg)软阔(239.75 Tg)石山林(165.51 Tg)杉木林(164.01 Tg)桉树林(99.55 Tg)栎类(46.34 Tg)八角林(20.21 Tg)油茶林(19.59 Tg)竹林(13.19 Tg),均随年龄的增加而增加,各层次生物量均以乔木层占绝对优势,所占比例为78.30%—97.47%,各龄组地上生物量均大于地下生物量;(3)考虑统计学与实际应用之间的平衡及异速生长模型的可解释量、回归系数的显著性,以胸径为变量的生物量模型能有效估算广西主要树种(组)各器官及总生物量;(4)优化筛选的广西各树种(组)的地上-地下优化异速生长模型及推算的地上-地下生物量比,对于估计广西森林地下生物量具有重要参考价值。