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。     

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。     

云冷杉针阔混交林叶面积指数的空间异质性

叶面积指数(Leaf area index,LAI)是森林生态过程的关键参数和描述森林冠层结构的重要指标。用半球摄影技术对吉林省汪清林业局金沟岭林场的10块1 hm2云冷杉针阔混交林的LAI进行测定,采用地统计学的半变异函数和普通克里格法对研究区的LAI的空间异质性进行了分析。结果表明:10块样地的10 m×10 m小样方内以及样地间的LAI离散程度较小,但分布有一定的规律。LAI的空间相关性存在不确定性,可由线性、孔状、高斯3种模型有效的描述,空间相关性存在的尺度范围变异大,中等和强空间相关性的影响范围在15—155m之间,10块样地LAI的空间相关性的影响范围平均为65.637m。普通克里格插值结果显示,LAI的空间分布呈明显的条带状和斑块状的梯度变化。LAI与林分平均胸径、林分平均高和林分平均冠长呈显著负相关,与林分平均冠幅、林分密度以及树种个数呈显著正相关。研究结果可为不同尺度云冷杉针阔混交林LAI的估计提供依据。     

桥山林区麻栎种群不同发育阶段空间格局及关联性

为探究麻栎种群不同发育阶段的空间分布特征及关联性,以黄土高原南部桥山林区麻栎天然次生林为研究对象,用L(r)函数对麻栎种群不同发育阶段空间分布特征及关联性进行分析。结果表明:(1)样地内麻栎种群各发育阶段数量结构均为不规则倒"J"型,种群结构稳定,能实现持续更新。(2)麻栎种群总体的空间分布特征受生境异质性影响较大,纯林样地中,种群在0—10 m尺度上表现为高强度聚集分布,5—35 m尺度表现为低强度聚集;混交林样地中,0—5 m尺度上表现为高强度聚集分布,5—35 m尺度上则表现为低强度聚集分布。(3)随着种群的发育及尺度的增大,麻栎种群空间聚集强度减弱,纯林样地内,麻栎幼苗在0—6 m的小尺度表现为聚集分布,6—12 m尺度上表现为随机分布;幼树在各尺度上均表现为聚集分布;中龄树与成龄树在各尺度上均表现为随机分布。混交林样地中,仅幼苗在0—6 m尺度上表现为聚集分布,其余各阶段在各尺度下均趋于随机分布。(4)种群不同发育阶段不同尺度空间关联性不同,纯林样地中,幼苗与幼树在1—2 m小尺度上呈负相关,幼树与中龄树在8 m尺度呈正相关,其余各生长阶段之间在任意尺度上均无关联性;混交林样地中,幼树与中龄树在2—12 m尺度上表现为正相关,其余各生长阶段之间在各尺度上均无关联。在未来的森林经营中,应对不同发育阶段、不同生境的种群进行不同抚育措施,促进种群良性发育。     

东北天然针阔混交林凋落物磷素空间异质性及其影响因素

以天然云冷杉(Picea jezoensis var.microsperma(Lindl.) W.C.ChengL.K.Fu and Abies nephrolepis(Trautv.) Maxim.)针阔混交林为研究对象,基于4块1 hm~2固定样地林分调查数据和等距离网格布点取样的400个半分解层凋落物样品的养分测定数据,采用地统计学方法,分析凋落物磷浓度、归还量及利用效率的空间格局特征及其影响因素。结果表明:4块样地凋落物磷浓度均值为1.26 g/kg,归还量均值为24.57 kg/hm~2,利用效率均值为841.74,均表现为中等强度变异,具有明显的空间异质性,且同一样地,变异程度呈现出磷归还量磷利用效率磷浓度。凋落物磷浓度、归还量(样地III和IV结构比大于75%,其空间异质性主要由随机效应引起,不适合进行空间插值)和利用效率主要受结构性因素影响,具有较高的空间自相关性。同一样地磷利用效率的空间异质性较磷浓度及归还量低,各样地磷浓度、归还量和利用效率空间自相关范围分别为9.9—40.5 m、11.9—52.9 m和8.1—39.3 m。同一样地磷利用效率的分形维数高于磷浓度,空间格局较磷浓度复杂,磷浓度空间依赖性更强,具有更好的结构性。凋落物磷浓度、归还量(除样地III和IV)和利用效率呈现条带状和斑块状梯度性分布,且磷浓度和利用效率的空间分布格局相似。凋落物磷浓度、归还量和利用效率受到郁闭度、物种数和植物多样性等多种因子的影响。     

神农架天然针阔混交林乔木更新的空间格局

为深入了解神农架天然针阔混交林群落乔木树种的更新特征,于神农架国家公园设置1 hm²森林动态监测样地对树种更新进行调查,利用Ripley的L函数分析优势更新树种的空间分布格局、种间空间关联性以及与大树的空间分布关系。结果显示：（1）更新个体共有35 752株,隶属于19科29属45种。更新优势种基本是乔木层优势树种,物种更新数量表现为：巴山冷杉（Abies fargesii Franch.） > 华山松（Pinus armandii Franch.） > 四蕊槭（Acer stachyophyllum subsp.tetramerum（Pax）A.E.） > 华中山楂（Crataegus wilsonii Sarg.）,混交林群落更新良好。（2）随着尺度增加,巴山冷杉、华山松更新空间格局由聚集分布向随机分布和均匀分布发展;华中山楂、四蕊槭更新的空间格局在整个尺度上均为聚集分布,表明针叶、阔叶树种更新在空间生态利用策略上出现分化。（3）巴山冷杉与其余3个优势更新树种、华山松与华中山楂更新呈显著正相关,表现出对微生境的共同喜好;四蕊槭分别与华山松、华中山楂更新的空间关系表现为显著负相关,种间竞争激烈。（4）巴山冷杉、华中山楂、四蕊槭的更新个体与大树的空间分布总体为显著正相关,这可能与种子传播限制相关;华山松幼苗、幼树与大树的空间分布在小尺度上呈负相关,存在资源不对称竞争。     

微地形对江西武夷山南方铁杉针阔混交林幼树更新的影响

为探讨江西武夷山南方铁杉针阔混交林内不同微地形中幼树更新特征的差异,明晰不同微地形生境对幼树天然更新的影响。以江西武夷山国家级自然保护区内海拔约1800m的南方铁杉针阔混交原始林为研究对象,基于在其中建立的中亚热带南方铁杉针阔混交林动态监测固定样地首次调查数据,将固定样地中160个20m×20m的样方根据其海拔、凹凸度和坡度3种地形参数通过C-均值模糊聚类划分成不同的微地形生境,比较这不同微地形下的更新幼树种类组成及幼树更新特征,包括幼树密度,幼树平均胸径、平均高、平均冠幅,空间分布格局,分析不同微地形下幼树更新特征与地形因子、林分因子之间的关系。结果显示：(1)通过聚类分析,最终将固定样地的微地形生境划分成4类,分别为陡坡、凹地、凸地、缓坡。(2)4类微地形更新幼树优势种组成类似,但优势程度存在差异。闽皖八角幼树在4类微地形中的重要值皆为第一,均大于43%。建群种南方铁杉的幼树在凸地的重要值为9.09%,具有一定优势;在陡坡的重要值为0.62%,优势程度较差。(3)陡坡的更新幼树密度最高,为399株/hm~2,高于凹地,凸地和缓坡;幼树平均胸径和平均高的大小表现为：缓坡>凸地&...     

神农架天然针阔混交林乔木更新的空间格局

为深入了解神农架天然针阔混交林群落乔木树种的更新特征,于神农架国家公园设置1 hm2森林动态监测样地对树种更新进行调查,利用Ripley的L函数分析优势更新树种的空间分布格局、种间空间关联性以及与大树的空间分布关系。结果显示:(1)更新个体共有35 752株,隶属于19科29属45种。更新优势种基本是乔木层优势树种,物种更新数量表现为:巴山冷杉(Abies fargesii Franch.)华山松(Pinus armandii Franch.)四蕊槭(Acer stachyophyllum subsp. tetramerum (Pax) A. E.)华中山楂(Crataegus wilsonii Sarg.),混交林群落更新良好。(2)随着尺度增加,巴山冷杉、华山松更新空间格局由聚集分布向随机分布和均匀分布发展;华中山楂、四蕊槭更新的空间格局在整个尺度上均为聚集分布,表明针叶、阔叶树种更新在空间生态利用策略上出现分化。(3)巴山冷杉与其余3个优势更新树种、华山松与华中山楂更新呈显著正相关,表现出对微生境的共同喜好;四蕊槭分别与华山松、华中山楂更新的空间关系表现为显著负相关,种间竞争激烈。(4)巴山冷杉、华中山楂、四蕊槭的更新个体与大树的空间分布总体为显著正相关,这可能与种子传播限制相关;华山松幼苗、幼树与大树的空间分布在小尺度上呈负相关,存在资源不对称竞争。     

长白山云冷杉林不同演替阶段群落稳定性

以长白山杨桦次生林、云冷杉针阔混交林、云冷杉近原始林为研究对象,选择反映群落基本特征的种群更新潜力、土壤肥力(土壤水分和土壤养分)、林地生产力、物种多样性5项共22个因子,通过模糊数学的隶属函数值对不同演替阶段群落的稳定性进行评价.结果表明:云冷杉针阔混交林的更新潜力、土壤养分、林分生产力、物种多样性指标最高;云冷杉近原始林的土壤水分指标最高;3种森林群落的稳定性表现为云冷杉针阔混交林＞云冷杉近原始林＞杨桦次生林.     

川西亚高山暗针叶林恢复过程中岷江冷杉天然更新状况及其影响因子

在川西亚高山米亚罗林区海拔3 100~3 600 m阴坡、半阴坡, 以立地条件基本一致的箭竹和藓类林型不同恢复阶段(20~40 a生的箭竹阔叶林、50 a生的箭竹针阔混交林、160~200 a生的箭竹原始暗针叶老龄林; 20~40 a生的藓类阔叶林、50 a生的藓类针阔混交林、160~200 a生的藓类原始暗针叶老龄林)的群落为研究对象, 共设置了50个样方(20 m×20 m), 采用空间代时间的方法分析了岷江冷杉(Abies faxoniana)的天然更新状况, 并采用通径分析法对其影响因子进行分析。结果表明: 箭竹和藓类两种森林类型岷江冷杉幼苗、幼树和小树的密度偏低。对于箭竹林型不同恢复阶段, 岷江冷杉幼苗密度＜幼树密度＜小树密度; 对于藓类林型不同恢复阶段, 藓类阔叶林幼树密度大于幼苗和小树密度, 藓类针阔混交林小树密度大于幼苗和幼树密度, 而藓类原始暗针叶老龄林幼苗密度大于幼树和小树密度。藓类林型岷江冷杉天然更新状况好于箭竹林型。对箭竹林型而言, 影响岷江冷杉天然更新的关键因子为母树密度、倒木蓄积量、箭竹盖度和苔藓层厚度, 其中母树密度和倒木蓄积量对岷江冷杉天然更新起着促进作用, 箭竹盖度和苔藓层厚度对岷江冷杉天然更新起着阻碍作用; 对于藓类林型而言, 影响岷江冷杉天然更新的关键因子为灌木盖度和苔藓层厚度。灌木和苔藓有利于幼苗的发生, 但不利于幼苗向幼树、小树的过渡。