小兴安岭森林采伐对河川径流的影响

采用大流域径流测定与小流域对比实验相结合的方法,利用35年的径流和森林资源变化资料,对小兴安岭林区森林采伐后河川径流发生的一系列变化进行了全面系统的研究.结果表明,森林采伐后营造落叶松人工林,造林初期10年内,河川径流量表现为增加趋势;随着落叶松人工林的不断生长和郁闭成林,采伐流域的径流量逐渐减少,并趋于采伐前水平或低于采伐前水平（与对照流域相比）.河川年径流量与年降水量、森林采伐面积及更新造林面积密切相关.森林采伐面积与年径流量呈正相关,森林采伐能增加河川年径流量;更新造林面积与年径流量呈负相关,更新造林能减少年径流量.而森林采伐对洪峰流量和融雪径流量均有显著增加作用.     

森林采伐方式对森林景观的影响模拟——以大兴安岭呼中林区为例

干扰对森林景观变化的影响是一个长期的过程,传统的定位观测很难探究大空间尺度上干扰对森林景观的长期影响,模型模拟是目前常用的研究方法.本研究采用空间直观景观模型(LANDIS),模拟大兴安岭呼中林区在无采伐、皆伐、渐伐和择伐共4种预案下300年内森林景观的长期动态变化.选取落叶松和白桦为典型代表,以平均斑块面积、物种面积比例、聚集度以及年龄结构为指标,探讨不同采伐方式对森林景观的长期影响.结果表明:采伐降低了落叶松的面积比例,提高了白桦的面积比例,不同采伐方式之间差异不明显;采伐降低了落叶松的聚集度,提高了白桦的聚集度,皆伐预案高于其他预案;采伐在模拟前期降低了落叶松的平均斑块面积,提高了白桦的平均斑块面积;采伐提高了落叶松和白桦的中幼龄林比例,皆伐预案下白桦中幼龄林面积增加最明显.采伐使森林生态景观破碎化,皆伐预案下森林景观破碎化最为严重.建议,在采伐强度相同的条件下,尽量采用择伐方式,降低森林采伐对森林生态系统的影响,进而促进森林生态系统健康稳定的发展.     

森林采伐对森林景观的长期影响模拟

应用空间直观景观模型(LANDIS),模拟了小兴安岭友好林业局在有无采伐方案下400年内森林景观的动态变化,并利用统计软件APACK计算代表性树种的分布面积、年龄级和反映物种分布格局的聚集度指数.结果表明:与无采伐相反,采伐下的火干扰模式为高频率小面积低强度火烧;采伐对各种群的分布面积影响不大,但显著改变了种群的年龄结构,主要表现为降低了过熟林的分布面积,而增加了其他年龄级森林的分布面积;采伐降低了各树种的聚集度,导致森林景观一定程度上的破碎化.     

福建省森林生态系统碳汇潜力

利用CO2FIXV3.1模型对福建省原有森林生态系统和无林地造林两部分的碳汇潜力动态变化进行计算,为CDM造林碳汇项目的开展提供参考。假设采伐、非采伐两种情景,模拟显示福建省原有森林生态系统2004至2050年可净固定大气碳量为254.74—334.79TgC,而无林地造林可净固定大气碳量49.23—58.42TgC。马尾松、杉木及硬阔类的面积在福建省森林中占较大比重,自2004至2050年,三者可分别固碳92.26—103.17TgC、71.09—107.39TgC和114.97—132.41TgC。在福建省9个地级市中,南平、福州和三明的无林地造林碳汇潜力最大,龙岩、漳州、宁德次之,沿海的莆田、泉州和厦门最小。     

兴安落叶松老头林对大兴安岭森林景观变化的影响研究

采用空间直观景观模型LANDIS ,以大兴安岭呼中林业局为研究区 ,研究对老头林进行采伐和不进行采伐预案下的森林景观变化动态。结果表明 ,在对老头林不进行采伐预案下 ,各物种的过熟林分布面积要高于进行采伐预案下的分布面积。老头林的存在能使森林景观组分和格局具有更高的稳定性 ,对采伐等干扰具有更大的抗性。因此 ,保护老头林对于大兴安岭森林的可持续发展具有重要的生态学意义。     

浅析完善森林采伐管理制度的重要性

森林是陆地生态系统的主体,是人类敕以生存和发展的重要物质基础。森林采伐是保护森林、培育和合理利用森林资源的重要组成部分。坚持对森林采伐进行控制和监督,实行限额采伐管理,对防止过量采伐,避免发生森林多种公益性效能的降低,促进林业的可持续发展具有重大的意义。本文探讨了如何完善森林采伐管理制度,实现森林资源持续经营。     

长白山典型林区森林资源利用状况评价

选择长白山典型林区 1985年、1999年两期遥感图像数据 ,在监督分类的基础上 ,结合该地区森林经营历史资料 ,基于采伐迹地的空间位置、形状、面积、采伐方式等 ,从森林采伐及其造成的生态后果的角度 ,对森林资源的变化及利用状况进行了评价。研究结果表明 :2 0世纪 80年代中期以前 ,研究区对森林资源的利用强度很大 ,伐区布局不够合理 ,至 90年代末利用强度有所减弱 ,伐区布局趋向合理。从两个时期采伐方式来看 ,单个采伐地块的面积有许多地块明显超过采伐规程所规定的面积上限 ,而保留森林地块的面积基本都小于邻近采伐地块的面积 ,不符合采伐规程的“等面积”要求 ;从采伐地块的空间分布来看 ,由于森林采伐、更新过程中缺乏生态学 ,特别是景观生态学原理的指导 ,大多数采伐地块连为一整片 ,孤立了保留的森林地块 ,完整的原始林分被严重破碎化 ,间隔带状皆伐却造成了和大面积皆伐同样的后果。 15 a间研究区地物覆盖类型发生很大变化 ,其主要原因是森林采伐造成的。基于研究结果 ,指出了当地森林经营策略存在的问题及改进方法 ,以期能为当地森林资源的可持续经营及森林生态服务功能的充分发挥提供借鉴     

长白山典型林区森林资源利用适宜性分析

天然林保护不是简单的禁伐,东北林区作为天然林保护的限伐林区,目前仍有一定数量的成过熟林采伐任务,如何科学合理地选择伐区非常重要．鉴于传统森林资源采伐利用操作中存在顾此失彼的问题,现代科学的森林资源经营理论认为,森林资源利用要坚持可持续利用原则,并且要更多考虑森林资源的生态效益,遥感(RS)数据及地理信息系统(GIS)技术,通过提供空间选择技术支撑,可以准确定位符合采伐标准的森林资源地理位置,并确定其面积、森林类型等信息,从而促进森林资源的科学合理利用．本文综合考虑各方面要素,以长白山典型林区露水河林业局为例,以最大程度发挥森林生态系统的生态功能为原则,进行了森林资源利用状况评价,对研究区森林资源未来利用的空间选择以及采伐利用方式进行了探讨,以期为将来制订科学的森林经营策略提供依据。     

天保工程实施以来东北阔叶红松林的可持续经营

20世纪末以来有两个重要的变化影响着东北温带阔叶红松林资源的可持续性,一是天然林资源保护工程(下称天保工程)的实施,另一个是红松不再作为用材树种被采伐。但森林采伐后的更新造林模式并没有显著改变。以长白山腹地-露水河林业局的阔叶红松林为研究对象,利用森林资源清查(二类)和作业设计调查(三类)资料,评估了这两个重要的变化对当前的森林资源的产生影响。结果表明,天保工程的实施调减了采伐量,间接提高了森林的公顷蓄积量,整体上促进了森林资源的恢复。目前,紫椴,蒙古栎,水曲柳和春榆等占商品材总生产量94.7%(蓄积量)。与此同时,可供采伐的这4个树种年生长量却小于采伐量,而林下补植红松,却忽视阔叶树更新的经营模式势必会逐渐增加红松在阔叶红松林中的比例,使目前商品材资源不足的情况更加恶化。总的来说,天保工程促进了公益林区森林资源的可持续性,但降低了用于木材生产的商品林的面积;红松不采伐增加了红松在商品林中的比例,降低了商品林中用材树种比例和商品材的可持续生产能力,从长期看,必然导致可采伐林木资源的枯竭。据此,建议应根据森林培育的目标,选择合适的森林更新恢复模式。     

关于森林采伐限额管理的探讨

森林采伐限额是采伐消耗森林、林木蓄积的最大限量。实行森林采伐限额管理是《森林法》确定的一项重要法律制度,是控制森林资源过量消耗的核心措施和加强森林可持续经营的关键手段。本文阐述了森林采伐限额的概念,分析了梨树县当前采伐制度存在的一些问题,提出了改进措施及具体做法,以寻求最佳的森林采伐管理制度,保护好国家珍贵而有限的森林资源,达到科学经营的目的。     

人工林与天然林破碎化过程差异对比——以美国华盛顿州和密西西比州为例

森林损失和破碎化一直是国际社会普遍关注的重大环境问题之一。根据Forman景观变化包括穿孔、分割、破碎化、收缩和消失5种空间过程的理论,利用ArcGIS Modeler建立森林破碎化过程模型用以明确描述森林景观破碎化的空间过程和生态进程。基于NLCD2001、2006、2011 3期数据,以美国华盛顿州和密西西比州为研究区,利用森林破碎化过程模型,将森林损失斑块分为4种破碎化过程(分割类型因其线状特征被归入破碎化类型),对比分析天然林和人工林的破碎化过程在时空上的差异性。研究表明天然林破碎化斑块多分布于城市/森林、耕地/森林、以及灌木/森林的交界处,而人工林破碎化斑块分布格局较为零散;天然林中破碎化斑块和收缩斑块大多发生在上阶段收缩、破碎化以及穿孔斑块的边缘,而人工林中4种空间过程的承接关系不像天然林那么明显,但两者整体上都呈现相似的"收缩-消失-穿孔/破碎化"变化规律,主要表现为收缩类型占主导然后慢慢消退,穿孔和破碎化逐渐增多占据新的主导。     

次生林经营基础研究进展

次生林是中国森林的主体,在结构组成,林木生长,生产力,林分环境等诸多方面与原始林和人工林有着显著的不同,因此,经营好次生林对中国天然林保护等林业工程实施及国家生态安全建设具有重大意义。本文在广泛收集国内外有关次生林研究结果的基础上,探讨了次生林领域中基础研究所涉内容,揭示出次生林经营研究中所关注的基础问题,提出了次生林经营基础研究的主要内容与方向,对今后次生林经营研究和中国天然林保护等林业工程建设具有参考价值。     

黄土高原主要森林类型自然性的灰色关联度分析

为了解陕西黄土高原子午岭林区主要森林类型的自然性,以油松林、辽东栎林、白桦林、山杨林和侧柏林等5种森林类型为研究对象,通过0-1型变量聚类,较为客观地提出了森林群落各个演替阶段的植物组成,并计算出了各自的群落顶极适应值;采用层次分析的方法,得到群落特征指标权重,然后利用灰色关联分析方法,得到了各个森林群落的灰色关联度。研究结果表明,黄土高原不同森林类型的群落顶极适应值由大到小依次为辽东栎林(Quercus wutaishanica)8.37,油松林(Pinus tabulaefomis)8.16,山杨林(Populus davidiana)7.89,侧柏林(Platycladus orientalis)6.88,白桦林(Betula platyphylla)6.87;关联度由大到小依次为油松林1.143、辽东栎林1.085、侧柏林0.893、白桦林0.849、山杨林0.789。油松林和辽东栎林的灰色关联度较高,是这一地区较为稳定的理想森林类型,侧柏林和白桦林的关联度居中,山杨林最小。辽东栎林和油松林属于该地区的顶极和亚顶极群落类型,白桦林和侧柏林属于演替过渡类型,山杨林为演替阶段较低的森林类型。用灰色关联度的方法能够定量地分析森林群落的自然性,研究结果对森林近自然经营、林分改造有一定的应用价值和科学意义。     

Effects of forest loss and fragmentation on pollen diets and provision mass of the mason bee,Osmia cornifrons,in central Japan

1. Habitat loss and fragmentation potentially affect the performance of bees that forage nectar and pollen of plants in their habitats. In forest landscapes, silvicultural conifer plantations often have reduced and fragmented natural broadleaf forests, which seem to provide more floral resources for bees than do the plantations. 2. This study evaluated the effects of forest characteristics (i.e. elevation, area, edge length, and tree size of natural forests) on pollen diets (plant taxa assemblages of pollen grains in provisions) and total provision mass in oviposited chambers in nests made by a standardised number of Osmia cornifrons bees at 14 sites in a forestry area in central Japan. 3. From April to May, the numbers of nests and chambers per nest increased, and the provision mass per chamber decreased. Main pollen sources were Prunus at higher elevations in April and Wisteria at lower elevations in May, foraging on which increased the numbers of nests and chambers per nest. The provision mass per chamber was smaller at higher elevations in more fragmented natural forests. Decreases in the area of natural forests within the foraging range (400‐m radii) of O. cornifrons increased the utilisation of Rubus pollen and decreased the total provision mass. 4. These findings suggest that the loss and fragmentation of natural broadleaf forests change pollen diets and reduce the provision mass of mason bees, which may reduce the number and size of their offspring.     

长白山区阔叶红松林经营历史与研究历程

长白山区位于中国东北东部的山地森林区,地带性植被是阔叶红松林,是我国珍贵木材生产和东北森林带的重要载体,孕育着丰富的物种资源.短短120年来,长白山区广袤的原始森林几乎消失殆尽,被次生林、过伐林和人工林等替代.建国以来,东北的阔叶红松林经营理论与技术在红松更新规律、皆伐与择伐的争论中,在人们对阔叶红松林结构和功能认识不断深入的过程中逐渐完善.但目前红松更新问题依然存在,森林经营依然十分粗放.本文梳理了过去70年来阔叶红松林的经营历史及研究历程,分析当前森林资源类型和经营制度的形成过程,以期为该区天然林可持续经营和质量的精准提升等提供借鉴.     

中国成熟天然林土壤有机碳垂直分异特征

以分布在中国不同气候区的131个成熟天然林土壤为研究对象,测定不同土层(0～10、10～20、20～30、30～50和50～100 cm)土壤有机碳(SOC)密度,分析其与气象因子、土壤性质的关系,研究天然林SOC垂直分布特征及其影响机理。结果表明: 温带针叶林、温带落叶阔叶林、亚热带落叶阔叶林和亚热带常绿阔叶林0～30 cm土层SOC密度均随土壤深度增加而降低。在0～100 cm土层,SOC密度地带性分异明显,温带针叶林SOC密度显著高于温带落叶阔叶林,亚热带常绿阔叶林SOC密度显著高于亚热带落叶阔叶林。SOC密度与土壤黏粒、年降水量以及地上净初级生产力呈显著正相关,与土壤pH和年均温呈显著负相关。年降水量与年均温调节天然林SOC输入与输出,土壤pH与黏粒影响天然林SOC积累,对成熟的天然针叶林与常绿阔叶林进行有效保护,有利于增加我国森林土壤碳库。     

防护林学研究现状与展望

防护林学是研究防护林构建及经营的理论与技术的科学, 其核心内容包括防护林构建理论与技术、防护林经营理论与技术和防护林效益评价。防护林学发展的终极目的是构建与经营防护林, 使其防护功能或生态服务功能高效、稳定并可持续。防护林学是偏重实用的应用基础学科, 其发展始终依托防护林工程建设需求, 特别是以国家运作方式开展的大型防护林工程建设, 对推动防护林学发展做出了巨大贡献。国外著名的防护林工程有美国大平原各州林业工程(罗斯福工程)、前苏联斯大林改造大自然计划、日本的治山治水防护林工程和北非五国“绿色坝”跨国防护林工程等。围绕这些工程, 在防护林规划设计、树种选择、空间配置、造林方法, 结构、抚育、间伐、衰退机制与更新, 以及效益评价等各个方面开展了相关研究, 其中, 以效益评价及效益与结构的关系研究最为广泛与深入。中国幅员辽阔、自然条件复杂、森林资源相对匮乏且分布不均、自然环境恶劣, 对防护林的需求极大, 自“三北”防护林体系建设工程启动以来, 中国防护林建设规模已居世界首位, 防护林学在中国得到了长足发展, 尤其在防护林经营理论与技术研究方面取得突破性进展。防护林学以效益评价为桥梁将防护林构建和经营组合在一起, 效益与结构的关系为防护林构建及现有防护林经营提供了科学依据。未来防护林学研究将以更广泛的生态公益林或防护性森林为对象, 在研究方法上将由以林分尺度为主向更微观和更宏观两个方向拓展; 在防护林构建方面, 仍以林学理论与技术为主体, 并重点与生态系统稳定性原理、景观生态学原理相结合, 开展防护林(体系)区域分异规划设计、营建理论与技术研究; 在防护林经营方面, 将以防护林衰退与恢复机制、带状防护林更新和非带状防护林近自然经营理论与技术为重点开展研究; 在效益评价方面, 将采用遥感等技术, 以防护林(体系)、大规模防护林建设的生态环境效应评价等为主要内容开展研究。     

Climate factors affect forest biomass allocation by altering soil nutrient availability and leaf traits

Biomass in forests sequesters substantial amounts of carbon; although the contribution of aboveground biomass has been extensively studied, the contribution of belowground biomass remains understudied. Investigating the forest biomass allocation is crucial for understanding the impacts of global change on carbon allocation and cycling. Moreover, the question of how climate factors affect biomass allocation in natural and planted forests remains unresolved. Here, we addressed this question by collecting data from 384 planted forests and 541 natural forests in China. We evaluated the direct and indirect effects of climate factors on the belowground biomass proportion (BGBP). The average BGBP was 31.09% in natural forests and was significantly higher (38.75%) in planted forests. Furthermore, we observed a significant decrease in BGBP with increasing temperature and precipitation. Climate factors, particularly those affecting soil factors, such as pH, strongly affected the BGBP in natural and planted forests. Based on our results, we propose that future studies should consider the effects of forest type (natural or planted) and soil factors on BGBP.     

川西亚高山桦木林的林地水文效应

川西亚高山森林是我国西南亚高山林区水源涵养林的重要组成部分,原生的亚高山暗针叶林在经历大规模采伐利用后,天然更新的次生桦木林已成为该区域的主要森林类型之一。前人对原始暗针叶林水文学的研究已相当丰富,内容涉及冠层截留、地被物持水特征、森林蒸发散、土壤入渗、根土作用层等诸多方面;而对于采伐后人工林和天然次生林的研究较少,仅有的结论也以人工林为主。通过对林地苔藓、枯落物和土壤的野外调查与室内实验,分析了川西亚高山次生桦木林在不同林龄和海拔梯度间的林地水文效应,这对于丰富亚高山森林水文学的研究、确定长江上游水源涵养林的恢复与重建模式,都具有重要的意义。研究表明:桦木林苔藓蓄积量及最大持水量在不同林龄间差异显著,随林龄增大而显著增加;而在不同海拔间差异不显著。枯落物蓄积量及最大持水量在不同林龄及海拔间均差异显著,随林龄的增大而增加;在林龄相同的条件下,在中海拔(3200m、3400m)较高,在较高(3600m)、较低(3000m)海拔偏低。苔藓最大持水率平均为945%,在林龄和海拔间差异不显著;枯落物最大持水率平均573%,在林龄和海拔间均差异显著。各林龄和海拔梯度上的桦木林,随土壤深度的增加土壤容重均显著增大,最大持水量显著下降,但毛管持水量和最小持水量仅在部分类型下降显著。土壤0~40cm最大持水量在不同林龄间差异不显著,而在不同海拔间差异显著;这种差异主要表现在林龄10~25a的林分,随海拔升高土壤0~40cm最大持水量增大。在大规模采伐后,苔藓层的恢复是一个长期过程,可以作为次生林地水文效应向原始暗针叶林恢复程度的一个指标。     

Urbanization and fragmentation have opposing effects on soil nitrogen availability in temperate forest ecosystems

Nitrogen (N) availability relative to plant demand has been declining in recent years in terrestrial ecosystems throughout the world, a phenomenon known as N oligotrophication. The temperate forests of the northeastern U.S. have experienced a particularly steep decline in bioavailable N, which is expected to be exacerbated by climate change. This region has also experienced rapid urban expansion in recent decades that leads to forest fragmentation, and it is unknown whether and how these changes affect N availability and uptake by forest trees. Many studies have examined the impact of either urbanization or forest fragmentation on nitrogen (N) cycling, but none to our knowledge have focused on the combined effects of these co-occurring environmental changes. We examined the effects of urbanization and fragmentation on oak-dominated (Quercus spp.) forests along an urban to rural gradient from Boston to central Massachusetts (MA). At eight study sites along the urbanization gradient, plant and soil measurements were made along a 90 m transect from a developed edge to an intact forest interior. Rates of net ammonification, net mineralization, and foliar N concentrations were significantly higher in urban than rural sites, while net nitrification and foliar C:N were not different between urban and rural forests. At urban sites, foliar N and net ammonification and mineralization were higher at forest interiors compared to edges, while net nitrification and foliar C:N were higher at rural forest edges than interiors. These results indicate that urban forests in the northeastern U.S. have greater soil N availability and N uptake by trees compared to rural forests, counteracting the trend for widespread N oligotrophication in temperate forests around the globe. Such increases in available N are diminished at forest edges, however, demonstrating that forest fragmentation has the opposite effect of urbanization on coupled N availability and demand by trees.