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.     

长白山云冷杉针阔混交林主要树种空间分布及其关联性

应用点格局分析方法 O-ring函数,分析了长白山云冷杉针阔混交林主要树种以及各生长阶段的空间分布格局和空间关联性。结果表明:(1)林分整体、主要建群种冷杉、云杉和红松的径级分布呈倒"J"型分布,属于增长型种群。(2)林分整体、冷杉、色木槭在0—10 m小尺度上均呈聚集分布,其他尺度上以随机分布为主,云杉、红松和椴树在整个研究尺度上以随机分布为主。(3)冷杉和色木槭在较低龄级阶段小尺度上呈明显的聚集分布,较大尺度上呈随机分布或者均匀分布,冷杉聚集程度随着龄级增大而降低。(4)在冷杉、云杉、红松、椴树和色木槭5个树种组成的10个种对中,冷杉与红松、云杉与红松在小尺度0—10 m范围上以正相关为主;色木槭与冷杉、红松、椴树在小尺度0—5 m范围上主要以正相关为主;云杉和冷杉、椴树、色木槭在整个研究尺度上均以不相关为主。椴树和冷杉、色木槭在10—25 m尺度范围上以负相关为主。(5)幼龄层冷杉与乔木层冷杉在小尺度上呈显著负相关,与乔木层其他树种主要表现为不相关。     

西藏色季拉山急尖长苞冷杉种群点格局分析

基于4 hm2色季拉山长期监测样地调查资料,采用成对相关函数点格局方法,分析西藏色季拉山冷杉林群落优势种急尖长苞冷杉种群活立木不同生长阶段和不同大小死亡木的空间格局及它们之间的空间关联性.结果表明:急尖长苞冷杉种群活立木径级分布连续,呈倒“J”型,为增长型种群.小树在小尺度(0～7 m)上呈显著聚集分布,随着龄级和研究尺度的增加,冷杉种群聚集强度逐渐减弱,最终趋向于均匀或随机分布格局.小树与大树、中树与大树在小尺度(0～35和0～30 m)上呈负关联,在大尺度(45～100和80～100 m)上呈正关联,且个体间龄级相差越大,其关联性越强.冷杉死亡所释放的空间不足以影响大树对小树的距离制约,大径级死亡木与小树在小尺度(0～34和5～27 m)上具有负关联性,在大尺度(49～100和73～100 m)上具有正关联性.自疏作用和Janzen-Connell假说中的距离制约效应可能是色季拉山急尖长苞冷杉种群空间格局形成的重要原因.     

皖北石灰岩山地青檀种群不同发育阶段的点格局分析

基于皖北石灰岩山地青檀次生林的样地调查数据,采用空间代替时间和点格局O-ring统计法,研究了青檀种群的径级结构、不同发育阶段的空间分布格局及其相互关联性.结果表明:(1)不同样地青檀种群的径级结构大体呈倒“J”型,各径级均有个体分布,但主要集中在幼苗、幼树阶段,中树和大树较少,种群均属增长型.(2)幼苗、幼树和中树在个别小尺度上呈现出明显的聚集分布,且皇藏峪种群的聚集强度显著高于相山种群;随着尺度的增加,个体趋于随机分布.成树阶段的青檀个体均表现为随机分布或接近均匀分布.(3)各发育阶段间的空间关联主要表现在中、小尺度上,随着空间尺度的增加,空间关联性不显著.青檀种群结构和空间格局主要受群落生境的异质性、自身生物学特性(尤其是克隆繁殖)以及人为活动的干扰等因素影响.     

小兴安岭阔叶红松林粗木质残体空间分布的点格局分析

采用点格局分析方法对小兴安岭典型阔叶红松林9hm2(300m×300m)固定样地内粗木质残体(CWD)的空间分布格局进行了研究。结果表明:固定样地内CWD的总密度为368.8株/hm2,径级结构呈现明显的正态分布,各径级密度差别较大。花楷槭(27.8株/hm2)和枫桦(26.1株/hm2)是阔叶CWD的主要组成树种。红松(41.6株/hm2)是针叶CWD的主要组成树种,针叶树种CWD的数量随着径级的增大而增加,呈典型的J型分布。在150m的空间尺度内,CWD总体在较小尺度上表现为集群分布,在40m尺度上聚集强度最大(0.40),随着尺度的增加,CWD趋于均匀分布。不同径级组在不同规模尺度聚集,随着径级的增加,聚集强度呈下降趋势。不同物种CWD在各径级下的空间分布格局有所不同,具体表现为集群分布和由集群分布向随机分布发展两种形式。不同存在形式的CWD在研究尺度内随着尺度的增加,由集群分布向随机分布发展。随着CWD腐烂等级的增高,其聚集强度和聚集尺度均增大。CWD的空间分布格局是阔叶红松林群落与其自然环境长期作用的结果,从某种程度上也反映了该林型天然更新的格局和机制。     

长白山蒙古栎次生林群落结构特征及优势树种空间分布格局

群落结构特征研究是揭示植物群落维持机制和演替动态的基础,是合理安排森林经营活动的基本前提.以吉林省汪清林业局2块1 hm²的蒙古栎阔叶混交林固定样地为对象,研究了长白山蒙古栎次生林的群落结构特征,并采用点格局O-ring统计法对群落内优势树种的空间分布格局进行分析.结果表明: 两块样地都是以蒙古栎为优势树种的群落类型,都具有明显的层次结构,主要伴生树种存在差异,样地Ⅰ以大青杨、白桦、红松为主,样地Ⅱ以红松、紫椴和色木槭为主.且样地Ⅰ的树种数量、Shannon多样性指数高于样地Ⅱ.两块样地中所有个体的径级分布呈倒“J”型,蒙古栎径级结构呈近似正态型,红松呈倒J型,其他主要伴生树种径级结构存在一定差异.两块样地0～50 m尺度上蒙古栎呈现小尺度聚集、中大尺度随机分布的格局,红松呈先聚集、后随机的分布格局,但样地Ⅰ内红松聚集的尺度和强度均大于样地Ⅱ.样地Ⅰ白桦和大青杨均在0～17 m尺度上呈聚集分布、且聚集强度显著高于其他树种,而在18～50 m尺度分别呈现随机分布和均匀-随机分布.样地Ⅱ中紫椴基本呈现随机分布,色木槭在中大尺度上呈随机或均匀分布,聚集分布集中在小尺度.两块样地处于演替早期阶段的不同发育阶段,相比样地Ⅰ,样地Ⅱ的演替阶段更高、群落相对更加稳定.     

长白山云冷杉林幼苗幼树空间分布格局及其更新特征

长白山云冷杉针阔混交林是我国东北主要的森林类型之一,其乔木树种幼苗幼树的结构和动态决定着未来林分的结构和生长动态。在长白山地区设置一块具有代表性的云冷杉针阔混交林幼苗幼树更新样地,统计分析幼苗幼树更新特征,绘制地径结构图、树高结构图及其空间分布图。运用点格局分析中的单变量O-ring统计方法,分析更新树种的空间分布格局;用双变量O-ring统计方法,分析更新树种种间的空间关联性。研究结果表明:(1)更新树种组成有冷杉(Abies nephrolepis)、色木槭(Acer mono)、紫椴(Tilia amurensis)、红皮云杉(Picea koraiensis)、红松(Pinus koraiensis)、蒙古栎(Quercus mongolica)、春榆(Ulmus japonica)7种,其中以冷杉、色木槭为主,更新幼苗幼树的地径近似呈倒J型分布,树高结构近似呈双峰分布;(2)所有更新树种、冷杉、色木槭在小尺度1—10 m的范围内呈聚集分布,随着尺度增加,聚集程度减弱,逐渐趋于均匀分布和随机分布,紫椴、云杉和红松在空间所有尺度上以随机分布为主;(3)更新树种之间的空间关联性在小尺度范围上正关联性比较多,较大尺度范围上负关联性比较多,随着尺度增加,空间关联性减弱。     

云冷杉天然次生林死木分布格局及空间关联性

为揭示天然次生林群落演替规律,以吉林省汪清林业局金沟岭林场的云冷杉天然次生林为对象,采用相邻网格法调查样地(100 m×100 m)内每株林木(DBH≥1 cm)的基本特征及坐标位置,研究死木的分布格局及空间关联性。结果表明: 死木的径级分布呈左偏单峰山状分布,其中枯倒木呈多峰山状分布;各树种的死木株数与该树种的总株数没有必然联系;树种死木株数与树种混交度之间存在显著负指数关系;死木主要在0～8 m尺度上呈聚集分布,随着尺度的增大,逐渐转变为随机分布或均匀分布,以随机分布为主;中(10 cm≤DBH＜20 cm)、小径级(1 cm≤DBH＜10 cm)死木在8 m以下的小尺度上的聚集分布是造成死木总体在小尺度上呈聚集分布的主要原因。不同径级死木与不同径级活立木的空间关联性差异较大,死木与幼树(1 cm≤DBH＜5 cm)的关系较为明显,尤其是大径级死木与幼树在2～25 m尺度上呈显著正关联性;死木与小树(5 cm≤DBH＜15 cm)没有明显的关联性;中、小径级死木与中树(15 cm≤DBH＜25 cm)在0～3 m尺度上呈正关联性,与大树(DBH≥25 cm)分别在9、11～14 m以及15、42～45 m尺度上呈负关联性。树种在生物学特性、径级分布和空间布局上的差异影响着死木的株数和径级分布;混交程度低的树种可能出现较多的死木;死木空间分布格局随林木径级和研究尺度的大小产生变化;死木与活立木的空间关联性在不同径级和不同尺度上呈现出明显差异。     

荒漠绿洲过渡带柽柳种群结构与空间格局动态

在塔克拉玛干沙漠北缘荒漠绿洲过渡带设置1 hm2研究样地,应用相邻格子法进行每木调查,从径级结构、空间分布格局、生命表、存活曲线和时间序列等方面研究柽柳种群结构与空间格局动态及其形成机理。结果表明:荒漠绿洲过渡带柽柳群落结构简单、物种稀少,多为单优群落。柽柳种群径级与高度结构均呈纺锤型,属衰退型种群;存活数、期望寿命(ex)随径级增加而降低,存活曲线接近DeeveyⅡ型,小径级死亡率、消失率与高度级失稳率较高,未来小径级、大径级灌木数量分别随时间推移减少与显著增多,更新资源匮乏使种群走向衰败。柽柳种群空间格局总体上为聚集分布,幼苗、小径级灌木为聚集分布,中、大径级灌木则为随机分布;不同径级的空间格局随尺度变化明显不同,小径级与大径级灌木分别在3 m、13 m和17—36 m尺度内呈随机分布,其他尺度均呈聚集分布,而中等径级灌木在研究尺度内呈随机分布,这是其繁殖特性、种内竞争、生境异质性与生态适应的结果。小径级与中等径级灌木、小径级与大径级灌木空间关联性分别在≥9 m、7—47 m空间尺度上相互排斥,致使幼小径级生长发育受抑而影响种群稳定。种群多度分布与环境的多元统计分析表明土壤水分、氮素是限制柽柳种群生长、分布和造成种群更新困难、衰退的主要因子。     

白马雪山阴坡林线长苞冷杉(Abies georgei)种群结构特征

长苞冷杉(Abies georgei)是青藏高原特有林线树种.对白马雪山阴坡海拔4400 m以上林线0.8 hm2样地长苞冷杉种群进行每木调查,分析其种群结构、数量特征及空间分布格局.结果表明:(1)结构呈典型金字塔型,幼苗和幼树在种群中所占比重大,表现为增长型种群,种群个体数随径级的增加而减少,密度为幼苗》幼树》成年树;(2)存活曲线接近Deevy-Ⅲ型,高径级种群趋于稳定,种群具两个死亡高峰,低径级种群尤其幼苗死亡率高达90%,这是林线区的气候条件如低温、强光照、积雪及冬季冻害等综合作用的结果,种群另一死亡高峰出现于V～VI龄级,种内和种间对空间、光照和养分等生存因子的激烈竞争引起自疏,导致死亡率再度上升;(3)长苞冷杉种群各龄级空间点格局在不同尺度上表现为聚集、随机和均匀分布,以聚集分布为主,由于幼苗来源于种子库且依赖成年树的微生境,幼苗聚集强度和尺度都最大;各龄级关系密切,在不同尺度上表现出显著的相关性.     

地形对阔叶红松林幼苗更新的影响

依托黑龙江凉水国家级自然保护区9 hm²典型阔叶红松林动态监测样地的900个2 m×2 m多年生幼苗(H≥30 cm,DBH<1 cm)样方,基于2006、2008和2010年3次调查数据,分析了地形对幼苗建立的影响.结果表明: 样地内共有乔木幼苗26种,2006、2008和2010年的乔木幼苗总数分别为4514、6464和5611株·hm^-2.其中个体数前10位树种的幼苗数量占幼苗总数的90%以上.地形对8个主要乔木幼苗的分布有显著的影响,其中暴马丁香、冷杉、色木槭、春榆、花楷槭、紫椴和青楷槭幼苗与其成树分布基本一致,而红松幼苗的空间分布与成树分布有所不同.暴马丁香、冷杉、裂叶榆、青楷槭和紫椴幼苗的死亡与地形显著相关.暴马丁香、春榆、红松、冷杉、水曲柳、色木槭和紫椴新增幼苗与地形显著相关.
     

小兴安岭红皮云杉年轮-气候关系及其衰退原因

运用树木年轮学方法,建立了小兴安岭丰林自然保护区不同海拔2个红皮云杉树轮宽度年表,研究其与局地温度、降水、帕默尔干旱指数(PDSI)及大尺度气候因子的关系,探讨红皮云杉径向生长的主要限制因子,分析其近几十年衰退的原因.结果表明： 小兴安岭红皮云杉径向生长受温度限制作用强于降水,且生长季最低温度限制最强.不同海拔红皮云杉径向生长对气候响应存在明显差异：低海拔红皮云杉径向生长与生长季(6—9月)年降水量呈显著正相关;与不同深度土壤温度呈显著负相关,80 cm土层土温在生长季阶段限制作用最强;与PDSI在生长季呈显著正相关.高海拔红皮云杉与空气温度、降水、土壤温度及PDSI的关系没有低海拔显著.小兴安岭红皮云杉衰退可能与北大西洋多年代际振荡(AMO)、太平洋年代际振荡(PDO)的相位转变以及1980年后的显著升温有一定关联,上述因素的耦合作用使该区土壤蒸发量加大,暖干化现象加剧,进而导致低海拔红皮云杉生长衰退.     

黑河下游胡杨种群的点格局分析

采用空间点格局分析方法中的Ripley K函数,将宏观的地理环境与微观的点格局相结合,分析了不同尺度下黑河下游胡杨种群的空间分布格局.结果表明: 胡杨种群密度随离河距离增大而减小,且东河胡杨种群密度整体上高于西河;胡杨种群分布格局随空间尺度的变化而变化,主要在中尺度5～12 m呈聚集分布,在小尺度0～2 m和大尺度38～40 m呈随机分布,极少呈均匀分布;胡杨种群在不同离河距离主要呈聚集分布,且聚集强度随离河距离的增大呈增大趋势,而胡杨种群在离河距离较远的地段有扩散趋势,转为随机分布.表明胡杨种群内部的生态联系对空间尺度具有很强的依赖性,胡杨种群空间分布主要受表层土壤含水量和地下水埋深的影响.     

光质对东北次生林生态系统主要树种种子萌发的影响

以东北次生林生态系统5个主要树种（日本落叶松、黄檗、色木槭、水曲柳和红松）种子为对象,采取室内控制(5个主要树种)和野外模拟(红松和日本落叶松)相结合的方法,研究光质对种子萌发的影响.室内和实际林分下分别设置了4种不同光质类型处理（以黑暗为对照）和3个红光/远红光比值(R/FR)梯度.结果表明： 不同光质类型除对日本落叶松种子萌发的影响不显著外,对其他4个树种种子萌发影响均显著.其中,黄檗种子萌发率在白光下达到最高,色木槭、水曲柳和红松种子萌发率在红光-远红光-红光照射下达到最高.林分内试验结果与室内一致,红松种子萌发率随林内R/FR下降而明显下降,落叶松种子萌发则不受光质的影响.在自然林分条件下,R/FR随着光斑活动不断变化,色木槭、水曲柳和红松种子萌发格局可能是对森林光斑环境适应的结果.大粒种子萌发显著受光质的影响.     

科尔沁沙地流动沙丘3种常见植物的空间分布格局与异速生长

研究流动沙丘上物种小尺度分布格局和植物异速分配特点有助于理解植物在流动沙丘生境上的适应策略.调查了科尔沁沙地28个1 m×1 m样方内沙蓬、烛台虫实和狗尾草3个物种的位置、多度、高度以及生物量信息.采用最近邻体法与O-ring O(r)函数方法进行空间格局分析.结果表明： 在1 m×1 m样方内,群落水平上植物个体间以聚集分布为主,而在种群水平上物种大体以随机分布为主;个体间距离在0～50 cm范围内无论种内还是种间,它们以互助作用为主,在特定尺度上物种出现聚集分布并随1 m×1 m样方内植物多度增加而变化.在0～40 cm内,沙蓬和狗尾草聚集分布增加;在10～20 cm内,3个物种的种内和种间聚集均增加;在10～30 cm内,狗尾草与沙蓬、烛台虫实出现种间正相关的概率增加;在40～50 cm内,沙蓬与烛台虫实以及沙蓬与狗尾草出现正相关的概率增加.物种构件结果表明：3个物种地上部分生长速度显著大于地下部分,狗尾草根冠比最大且营养器官的生物量比例居中,烛台虫实分配给生殖器官和茎的生物量比重较大,沙蓬分配给营养器官的比重较大.结合小尺度上的格局分析与构件分配特点,可以推断3种植物是典型的r对策者.     

降水变化和种间竞争对红松和蒙古栎幼苗生长的影响

针对全球变暖导致的降水格局的变化,选择长白山红松针阔叶混交林主要树种蒙古栎和红松幼苗为研究对象,在野外自然条件下人工模拟增、减水30%对单种和混种的针阔叶树种形态、生长和生物量分配的影响. 结果表明：对于蒙古栎幼苗,与单种处理相比,混种显著增加了其冠幅和主根长,与对照处理相比,减水处理显著提高了其茎质比、降低了其主根长; 对于红松幼苗,与单种处理相比,混种显著减少了其基径、树高、叶片数和根、茎、叶质量及总干质量,与对照处理相比,减水处理显著降低了其主根长、叶片数、叶质量和总干质量以及叶质比,同时显著提高了茎质比. 增水处理对二者的影响均不显著. 在树木生长初期,种间竞争和降水格局变化对蒙古栎和红松幼苗形态和生长均产生显著影响,对红松幼苗的影响更大.     

川西亚高山3个优势树种不同径级根系分解特征

采用埋袋法对川西亚高山3个优势树种(岷江冷杉、粗枝云杉和红桦)细根(≤2 mm)、中根(2～5 mm)和粗根(≥5 mm)质量损失率及碳(C)、氮(N)、磷(P)在经历生长季和非生长季之后释放特征进行研究.结果表明： 红桦质量残留率低于岷江冷杉和粗枝云杉.同一树种,质量残留率总体上随根系径级增加而增加.非生长季的质量损失率占全年质量损失率的52.1%～64.4%.红桦C释放率最高,岷江冷杉最低,且随根系直径的增粗,C释放率降低.岷江冷杉和粗枝云杉N释放模式为非生长季富集、生长季释放,而红桦反之.富集期间,径级越大,富集量越多.3个树种各径级根系P动态在非生长季和生长季皆表现为富集-释放模式,且岷江冷杉P富集程度显著高于粗枝云杉和红桦,但各径级之间差异总体不显著.根系径级对川西亚高山森林根系分解具有显著影响,而径级影响与树种和分解时期有一定关系.     

东北林区4个天然针叶树种单木生物量模型误差结构及可加性模型

基于276株实测生物量数据,构建了东北林区红松、臭冷杉、红皮云杉和兴安落叶松4个天然针叶树种总量及各分项生物量一元、二元可加性生物量模型.采用似然分析法判断总量及各分项生物量异速生长模型的误差结构(可加型或相乘型),而模型参数估计采用非线性似乎不相关回归模型方法.结果表明: 经似然分析法判断,4个天然树种总量及各分项生物量异速生长模型的误差结构都是相乘型的,对数转换的可加性生物量可以被选用.各树种可加性生物量模型的调整后确定系数R_a²为0.85～0.99,平均相对误差为-7.7%～5.5%,平均相对误差绝对值<30.5%.增加树高可以显著提高各树种可加性生物量模型的拟合效果和预测能力,而且总量、地上和树干生物量模型效果较好,树根、树枝、树叶和树冠生物量模型效果较差.所建立的可加性生物量模型的预测精度为77.0%～99.7%(平均92.3%),可以很好地预估东北林区天然红松、臭冷杉、红皮云杉和兴安落叶松的生物量.