天然常绿阔叶异龄幼林胸径的Weibull分布及动态预测

 常绿阔叶林是我国亚热带东部地区的地带性自然植被。本次在浙江西北部研究的44块常绿阔叶林样地的主要树种是青冈(Cyclobalanopsis glauca)、石栎(Lithocarpus glaber)、甜槠(Castanopsis eyrei)、木荷(Schima superba)和苦槠(Castanopsis sclerophylla)等。Weibull函数能够较灵活地用来表达常绿阔叶异龄林的这种具有不同偏度和峭度变化的直径分布。随着林分平均胸径(D)的增大,常绿阔叶异龄林的胸径分布表现出由指数形转向倒J形至正态形。偏度由正偏趋于负偏．峭度逐渐变小．多数相应增大的动态分布规律。采用参数预估法研究建立了以D为自变量的天然常绿阔叶异龄林直径分布动态模型及其预测数表．可供合理经营等参考使用。     

三种线性模型在杉木与马尾松地位指数相关关系研究中的比较

地位指数法是当前立地质量评价中广泛采用的一种评定方法。在同一立地上,实现不同树种地位指数之间的转换,建立地位指数互导模型有助于立地质量的评定.譬如,在某一立地上现时生长着马尾松,欲知在马尾松被采伐后营造杉木林的生长潜力,这时就可利用上层木树种间地位指数的关系进行立地质量评定。以雪峰山杉木与马尾松地位指数配对样地数据为基础,建立了杉木与马尾松地位指数的常规线性模型、对偶回归模型和度量误差线性模型,从建模精度和模型适用性检验两方面,对3种模型进行了比较分析。结果表明3种模型的精度均比较高,模型效果差异不明显,其中,常规线性模型、度量误差模型和对偶回归模型的相对误差分别为5.39%、5.39%和5.54%。由于杉木地位指数和马尾松地位指数均存在度量误差,因此,线性度量误差模型和对偶回归模型比常规线性模型更适宜,这是因为,前两种模型的自变量和因变量是可以存在度量误差的,而后者的因变量是没有度量误差的。此外,线性度量误差模型的相对误差比对偶回归模型的要小,所以,3种线性模型中,线性度量误差模型最优。研究结果实现了相同立地条件下杉木地位指数和马尾松地位指数的互导,为不同树种间的立地质量评价提供了可行的方法。     

塞罕坝华北落叶松人工林地位指数模型

运用传统地位指数模型来估计不同立地类型人工林立地指数是非常困难的,本文主要目的是建立适用于不同立地条件的地位指数模型,并对其立地质量进行评价.以两类调查数据和173块临时样地数据为基础,构建基于数量化理论方法I的非线性混合地位指数生长模型.结果表明： 海拔、坡向、土层厚度及土壤类型是影响华北落叶松人工林优势高生长的主要限制性因子;建立了主要限制性立地因子与林分优势高的线性回归方程,确定系数为0.912;确定华北落叶松人工林基准年龄为20年,对主要立地类型非线性地位指数混合模型参数进行了估计,模型确定系数R²均大于0.85,预测值与真实值绝对误差（e）在-0.43～0.45范围内,平均均方根误差（RMSE）在0.907～1.148范围内,模型拟合精度较高;主要立地类型优势高预测值与实际值估计误差在\[-0.95,0.95\]置信区间内,其中高海拔 阴坡 砂壤 中土层类型立地质量最高,其次为高海拔-阳坡-砂壤-中土层、低海拔-阴坡-砂壤-中土层,低海拔-阳坡-砂壤-中土层类型立地质量最差.     

管涔山青扦(Picea wilsoni)天然林年龄结构及其动态的研究

地种群年龄的研究表明,虽经人为频繁干扰,管涔肝扦天然林仍表现出异龄林结构特征,立木年龄范围超过一个级期,根据年龄结构特征值可分为相对龄林、相对异龄林和异龄林３种类型林下新一代种群的数量和结构受林冠郁闭度和结构的影响。具垂直郁闭型林冠的异龄林,林下更新数量充足,幼苗幼树年龄结构合理;而服闭型林冠,不利于一代种群的发生和发展,青扦种群年龄结构受种群发生和自疏两个过程的控制,林下种群的发生以小规模林冠空     

管涔山青扦(Picea wilsoni)天然林年龄结构及其动态的研究

对种群年龄结构的研究表明,虽经人为频繁干扰,管涔山青扦天然林仍表现出异龄林结构特征,立木年龄范围超过一个龄级期,根据年龄结构特征值可分为相对同龄林、相对异龄林和异龄林３种类型。林下新一代种群的数量和结构受林冠郁闭度和结构的影响。具垂直郁闭型林冠的异龄林,林下更新数量充足,幼苗幼树年龄结构合理;而水平郁闭型林冠,不利于新一代种群的发生和发展。青扦种群年龄结构受种群发生和自疏两个过程的控制,林下种群的发生以小规模林冠空隙干扰下的连续更新为主。青扦华北落叶松混交林,在其共同适生范围内是某种干扰格局控制下的稳定群落     

中国杉木林生物生产力格局及其数学模型

 根据大量的样地材料,从宏观上阐明了杉木林生物生产力的地理分布格局和水热相关规律,建立的生产力地理分布模型客观地反映了杉木高产林区的地理分布规律。根据限制因子作用律建立了杉木林生物生产力水热优化模型,模型显示杉木林生长最适宜的水热组合环境为：年均气温16～17℃,年降水量1700～1900mm,温暖指数145—150℃月,潜在蒸散量920～930mm,这时杉木林乔木层的生产力达17～18t·hm-2·a-1,全林生产力达21～22t·hm-2·a-1。     

杉木人工林林下植物物种β多样性的研究

应用β多样性测度公式对不同生长发育阶段和不同地位指数的杉木人工林林下植物进行定量分析。结果表明：不同生长发育阶段和不同地位指数的杉木人工林林下植物β多样性指数值存在明显差异,其中56年生老龄杉木林与3年生杉木幼林之间的林下植物β多样性指数值差异尤为9明显,并且随着人工林生长发育阶段越接近56年生老龄杉木林,其林下植物β多样性指数越小;各杉木林群落中,14地位指数的样地与18地位指数的样地间的林下植物β多样性指数值差异尤为明显。     

林窗对格氏栲天然林更新层物种多样性和稳定性的影响

采用物种多样性指数和改进的M.Godron稳定性法研究林窗干扰对格氏栲(Castanopsis kawakamii)自然保护区天然林更新层物种多样性和稳定性的影响.结果表明:林窗干扰改善了微环境,表现在林窗和林下乔灌层树种重要值和多样性存在差异.林窗乔木层中丰富度指数R、优势度指数D、Shannon-Wiener指数H、均优多指数Z均高于林下,均匀度指数Js和群落优势度指数C低于林下;灌木层中R、D、H、Js、Z指数均高于林下,群落优势度指数C低于林下,林窗物种多样性更为丰富,生态优势种不明显,群落向复杂化和均匀化方向发展.林窗与林下乔木层Jaccard相似性系数Cj、Sorenson相似性系数CS、Bray-Curtis指数CN相对较低,Morista-Horn指数CmH较高,林窗对树种更新具有促进作用;灌木层相似性系数Cj、Cs、CN、CmH均较高,物种组成基本一致.根据M.Godron稳定性原理拟合出稳定性模型,林窗和林下乔木层分别为对数模型与二次函数模型,林窗和林下灌木层最佳拟合模型均为对数模型.林窗乔木层植物处于稳定状态,林下乔木层植物不稳定;林窗和林下灌木层植物均处于稳定状态.林窗和林下乔木层树种中以桂北木姜子(Litsea subcoriacea)重要值最高,说明其在森林更新中占有重要地位,可能对格氏栲种群更新产生较大影响.林下乔木层中格氏栲重要值较低,格氏栲更新存在困难,而林窗干扰促进了格氏栲的向上生长和重要值的提升,可有效实现格氏栲种群的更新和恢复.     

基于视觉特性的川西亚高山秋季景观林色彩量化及景观美学质量评价

景观美学质量评价是森林资源管理体系中的重要环节,色彩是秋季景观林的重要组成部分,色彩的定量分析及科学地进行景观美学质量评价对秋季景观林的经营管理具有重要意义。本研究通过美景度评判法评估川西亚高山秋季景观林整体的美学质量,根据人眼视觉特性从色彩组成和色彩空间格局两方面定量分析色彩特征对秋季景观林观赏价值的影响。结果表明: 根据美景度值将川西亚高山秋季景观林景观美学质量从高到低划分为5个等级(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ),71.5%的景观属于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等级,说明川西亚高山秋季景观林具有较高的观赏价值;按美景度值大小排序,阔叶混交林的景观美学质量大于针阔混交林和纯林;在色彩要素综合指标评价体系中,按指标权重大小排序,色彩斑块异质性因子>秋季主色调因子>色彩饱和度与明度因子>色彩多样性与均匀度因子;通过聚类分析将川西亚高山秋季景观分为3类,其中,观赏价值较高的秋季景观林具有斑块破碎化和异质性程度大、秋季彩色占比大、绿色占比小、高明度和高饱和度、高色彩多样性指数和高均匀度指数的色彩特征;群落中植物或彩叶植物越丰富,多样性和均匀度指数越高,美景度值越大。在秋季景观林的打造中,应注重色彩的多样性和破碎化处理,通过种植和培育叶色多样且色泽鲜亮的树种来提高秋季景观林的美学质量。     

不同林龄杉木+闽楠复层林土壤磷形态及微生物功能多样性变化

磷是限制亚热带地区林木生长的关键因素之一,研究土壤微生物群落功能多样性对土壤磷素的影响,对亚热带地区人工林可持续经营具有重要意义。在江西官山林场选取了3种不同林龄杉木+闽楠（4 a、7 a、11 a）复层林为研究对象,测定了土壤全磷、有效磷及无机磷组分含量,采用Biolog-ECO法研究了复层林表土层（0-20 cm）土壤微生物群落对碳源的利用特征,并分析了土壤磷素与土壤微生物功能多样性的关系。结果表明：（1）土壤全磷、有效磷及无机磷组分含量随复层林营建时间延长呈增加趋势;（2）不同林分类型土壤微生物群落功能多样性差异显著。土壤微生物碳源代谢活性（AWCD）以及多样性指数也均随复层林营建时间延长呈增加趋势;多聚物类是杉木纯林土壤微生物利用的主要碳源,7 a复层林对碳水化合物、羧酸和酚酸的利用强度较大,11 a复层林对氨基酸、胺类、多聚物、羧酸和酚酸的利用强度较大,并且11 a复层林土壤微生物群落代谢碳水化合物、氨基酸、羧酸、胺类和酚酸的强度显著高于4 a复层林和杉木纯林,而4 a复层林与杉木纯林土壤微生物群落对不同碳源利用率的差异较小（除多聚物外）。（3）土壤微生物多样性指数、氨基酸类、胺类和酚酸类物质与土壤全磷、有效磷、Al-P和Fe-P含量之间显著正相关,随机森林模型分析表明,氨基酸、胺类和酚酸是不同林分类型土壤微生物利用的主要碳源。因此,杉木纯林转化为复层异龄林更有利于森林土壤磷的储存和供应,土壤微生物群落代谢功能多样性的增大可能是提高复层异龄林土壤磷有效性的关键调控因素。     

Population age structure of Pinus banksiana at the southern edge of the Canadian boreal forest

Abstract. To assess the effects of site type, forest initiation periods and fire regimes on the dynamics of Pinus banksiana (Jack pine), the age structure of 69 populations of the species was analyzed. Two landscapes with different fire regimes were selected in the southern part of the Canadian boreal forest in Québec: the ‘mainland landscape’ is characterized by a fire regime of large lethal fires, the ‘island landscape’ is affected by a complex fire regime including lethal and non-lethal fires. Age structure was compared between forest initiation periods and site types (mesic mainland, xeric mainland and xeric island) using the Shannon regularity index. An even-aged population structure was found within the first 100 yr following a lethal fire, while after that period the population structure becomes more uneven-aged. Under mesic conditions, populations tend to have an even-aged structure, under xeric conditions an uneven-aged structure. Natural openings present in xeric sites allow for recruitment in the absence of fire. This permits the self-maintenance of Pinus banksiana. Xeric island populations show more uneven-aged structures than xeric mainland populations. The occurrence of non-lethal fires on the islands creates uneven-aged structures. Further, the results suggest that the selection pressure of the island fire regime, favouring non-serotinous and mixed P. banksiana individuals, is one of the factors responsible for a higher recruitment in the absence of fire on islands than on the mainland.     

Estimation of forest-ecosystem site index using remote-sensed data

The estimation of site index and site quality forms the fundamental theory and basic tools in forest-ecosystem management and silviculture practice. The study on the spatial pattern and temporal dynamics of site index and site quality of forest ecosystem still lacks technological advancement. It is a novel approach for estimating forest productivity in large areas using satellite remote-sensed data. The site-index spatial distribution pattern of spruce (Picea asperata) forest in Songpan-Zhengjiangguan watershed, northwestern Sichuan Province, China, was described using the remote-sensing vegetation index application and the established inverse models. The application potential of the methodology in broad regions and forests using the accuracy assessment was evaluated. The results show that the site index of the spruce forest is in linear correlation with the remote-sensed vegetation indices (normalized difference vegetation index (NDVI) and soil adjust NDVI (TNDVI)), as well as with these inverse models with high accuracy. This study demonstrated that this approach can be used in similar estimation of different forest ecosystems.     

Estimation of forest-ecosystem site index using remote-sensed data

The estimation of site index and site quality forms the fundamental theory and basic tools in forest-ecosystem management and silviculture practice. The study on the spatial pattern and temporal dynamics of site index and site quality of forest ecosystem still lacks technological advancement. It is a novel approach for estimating forest productivity in large areas using satellite remote-sensed data. The site-index spatial distribution pattern of spruce (Picea asperata) forest in Songpan-Zhengjiangguan watershed, northwestern Sichuan Province, China, was described using the remote-sensing vegetation index application and the established inverse models. The application potential of the methodology in broad regions and forests using the accuracy assessment was evaluated. The results show that the site index of the spruce forest is in linear correlation with the remote-sensed vegetation indices (normalized difference vegetation index (NDVI) and soil adjust NDVI (TNDVI)), as well as with these inverse models with high accuracy. This study demonstrated that this approach can be used in similar estimation of different forest ecosystems.     

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7.01×10³ hm²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.     

森林立地指数的地统计学空间分析

森林生态系统立地质量的评估是森林生态系统经营管理和造林营林的重要理论基础与规划方法,也是研究森林生态系统生产力的重要内容。森林立地指数是一种已被普遍接受的评价森林立地质量的方法,然而由于技术所限,传统的森林立地指数调查方法因其耗时长、花费大,很难大面积的对森林立地指数进行估测和空间分析,地统计学结合地理信息系统技术为研究森林立地及空间格局提供了一条新的途径。以杉木人工林为研究对象,地统计学及地理信息系统技术为手段,根据江西省景德镇枫树山林场杉木立地指数空间分布特点,选取合适的变异函数理论模型,对其森林立地指数进行了估测和空间分析,并在精度验证的基础上对结果进行了评价。研究结果表明,江西省枫树山林场杉木人工林立地指数有中等程度的空间相关。通过模型模拟结果和实测结果对比,K-贝塞耳函数(K-Bessel)模型有较好的拟合效果和较高的精度,说明地统计学在森林立地指数的估测和空间分析中有一定的应用价值。     

非线性状态方程模拟异龄林径阶动态--以长白山阔叶红松林为例

以矩阵模型为基础,利用林分直径生长、进界生长和枯损的资料。用非线性动态模型模拟长白山阔叶红松林动态生长,并预测短期内在不同的采伐强度下林分的径阶变化,分析不同采伐强度对年生长量、年收获量和恢复年数的影响。结果表明,非线性动态模型在模拟林分生长上具有结构严谨和精度高的优点。将模型推广到采伐林分中,为科学地经营阔叶红松林,制定合理的采伐方案提供科学依据。     

基于改进PSO的洞庭湖水源涵养林空间优化模型

以结构化森林经营思想为理论基础,从与水源林涵养水源、保持水土功能密切相关的林分物种组成(树种混交)、种内及种间竞争、空间分布格局、垂直结构4个方面选择混交度、竞争指数、角尺度、林层指数、空间密度指数、开阔比数作为水源林健康经营和林分空间结构优化的目标函数,建立洞庭湖水源林林分多目标空间优化模型,应用改进的群智能粒子群算法求解林分空间结构优化模型,并针对模型输出的目标树空间结构单元制定周密的经营策略.研究结果表明,优化模型能准确定位林分空间关系的薄弱环节,调控措施能显著改善林分空间结构,有利于促进森林生态系统的正向演替,为恢复洞庭湖水源林生态功能和健康经营提供理论依据和技术支撑.应用优化模型进行水源涵养林健康经营突破了传统森林经营模式,为智能信息技术在森林空间经营中的应用提供了新的思路.     

溧阳地区森林景观的生物多样性评价

对在江苏省南部和太湖流域具有一定代表性的溧阳地区的森林景观开展了森林生态系统多样性的研究,对主要森林生态系统类型分层次进行了植物种多样性的调查分析,基于生态系统和物种两个水平的多样性调查, 以W和Z两个指标对研究区域森林景观的生物多样性特征进行历史的动态评价,结果体现出在近20a的森林经营过程中,溧阳地区森林景观的生物多样性水平有下降的趋势。／     

Circular distributions of fallen logs as an indicator of forest disturbance regimes

We present a retrospective method for studying forest disturbance regimes, and especially the role of windthrows, based on circular statistical models of directions of fallen logs. This approach was applied to fallen log data from three areas of pristine Picea abies-dominated boreal forests in northern Europe. The data consisted of 5 plots from each of the three areas, totaling 15 plots and covering an area of 24 ha. The disturbance history of the plots, which varied from area to area, was known from previous detailed studies. We selected and fitted the most suitable circular model for each plot, based on goodness-of-fit and the Akaike information criterion. For uneven-aged forests, the symmetric von Mises distribution, was best fitted, while for the even-aged forest the sine-skewed wrapped Cauchy distribution was selected. The degree of concentration around the mean direction of fallen trees was strongest for the late-successional even-aged forest most exposed to windthrow, while an uneven-aged forest with drought-driven mortality had the lowest concentration and the greatest variance over the mean directions. For the third area, characterized by an uneven age structure and tree mortality driven by heart-rot fungi in old trees in interaction with wind, an intermediate between these two were derived. Our results suggested the utility of circular distributions of fallen logs and their statistical models for retrospective assessments of forest disturbance regimes.     

长白山红松针阔叶混交林林冠层叶面积指数模拟分析

根据长白山原始红松针阔叶混交林光合有效辐射的连续3年自动观测结果,结合便携式叶面积仪的季节观测,建立了以林冠上下光合有效辐射估算森林冠层叶面积指数的半经验公式.结果表明,该方法可以很好地反映叶面积的季节动态. 通过3年叶面积指数的季节动态比较发现,该森林冠层叶面积的起始生长日期随气温稳定通过0 ℃的日期延迟而延迟,整个生长季的叶面积动态可划分成上升期、相对稳定期和下降期,每个阶段都与大于0 ℃的积温存在较好的相关关系,分别用Logistic曲线和线性方程表达. 并对叶面积的观测和估算方法中存在的问题进行了讨论.