抚育间伐对长白落叶松人工林土壤碳、氮及其组分的影响

抚育间伐作为重要的森林经营措施之一,能够改变林分结构和稳定性,进而影响森林生态系统的生物地球化学循环.然而,抚育间伐对森林土壤碳、氮循环的影响程度如何尚不明确,尤其缺少长期试验结果报道.本研究以黑龙江省孟家岗林场经过4种不同强度和频度的抚育间伐处理后的60年生长白落叶松人工林为研究对象(4次低强度的间伐,LT4;3次中等强度的间伐,MT3;2次高强度间伐,HT2;不进行间伐的对照,CK),从酸水解法划分土壤碳、氮库(活性碳、氮库Ⅰ,活性碳、氮库Ⅱ和惰性碳、氮库)的角度研究了抚育间伐对长白落叶松人工林土壤总有机碳、全氮的影响机制.结果表明: 抚育间伐显著增加了土壤有机碳和全氮含量,增幅分别高达48.7%～50.3%和28.9%～42.7%.抚育间伐均增加了3种碳、氮组分的含量,而增加的程度因碳、氮组分和抚育间伐措施的不同而异.与活性碳库Ⅰ和活性碳库Ⅱ的增加程度相比,惰性碳库的增加程度最大,LT4、MT3和HT2处理下惰性碳库分别增加71%、69%和75%.此外,抚育间伐也显著增加了惰性碳占土壤总有机碳的比例.LT4显著提高了土壤微生物生物量碳、氮含量和微生物熵,而MT3和HT2对微生物生物量碳、氮和微生物熵却无显著影响.抚育间伐可能通过产生较多的粗木质残体于土体中,增加土壤木栓质和木质素等顽固组分的输入,进而导致土壤惰性碳含量增加,降低有机质的分解,最终导致土壤有机碳增加.     

生境梯度影响下的天然红松种群空间格局与种内关联

为理清生境梯度下天然红松种群空间分布规律,以黑龙江省凉水国家级自然保护区内自坡底至坡顶的四种生境(生境Ⅰ,谷地平坡潮湿生境;生境Ⅱ,坡下缓坡潮湿生境;生境Ⅲ,坡上斜坡半湿润生境;生境Ⅳ,坡顶陡坡半干旱生境)类型中建群种红松种群为研究对象。分析不同林层(主林层、亚林层、演替层、更新层)红松种群的数量特征,并基于O-ring函数,在重复采样条件下评价了红松种群空间分布格局。结果表明:(1)下坡位生境(生境Ⅰ、Ⅱ)红松更新层种群数量显著大于上坡位(生境Ⅲ、Ⅳ)(P0.05),演替层中差异不显著;自坡底至坡顶的生境梯度上,主林层和亚林层中红松株数比例增加,红松种群年龄结构结构由倒J型向J型转变。(2)下坡位原始红松林更新层和演替层中红松种群聚集规模与聚集强度均高于上坡位,坡顶(生境Ⅳ)原始红松林更新层中红松种群聚集规模与聚集强度高于坡上(生境Ⅲ)。(3)四类生境的原始红松林中主林层与更新层中红松种群总体表现为空间独立,在个别尺度上表现出微弱的空间正关联或负关联;在0—5 m尺度上,下坡位红松林原始林内演替层与主林层红松种群表现为空间负关联,而上坡位生境林分对应林层间空间关系则为空间正关联;四类生境中,亚林层与主林层中红松种群在全部研究尺度上均表现为空间独立。可以认为,造成上坡位生境的原始红松林中幼树、幼苗聚集规模与强度弱于下坡位的原因是上坡位更新与演替层中种群数量较少;而随坡位上升,更现层、演替层与主林层中红松种群间的空间关系由空间负关联向空间正关联转变是生物与非生物因子共同作用的结果。研究结果为阔叶红松林的经营管理与生态修复提供了理论依据。     

用地统计学方法对落叶松人工纯林表层细根生物量的估计

 采用地统计学的变异函数分析方法定量研究了落叶松（Larix olgensis）纯林表层（0～10 cm）细根的空 间异质性特征,利用地统计学的克里格内插法结合定积分,对落叶松纯林表层细根（<2 mm）的生物量进 行了估测。结果表明：1）6种林龄（14～40 年）的落叶松人工纯林表层细根的变异函数曲线理论模型均 为球状模型,空间变异主要是由结构性因素引起,且空间自相关程度均属中等以上（空间结构比>25%）。 14、19、22、26、32、40年生的落叶松纯林表层细根的空间变异尺度分别为1.76、3.40、1.02、4.12、 3.37和5.58 m。在所研究的林龄范围内,随林龄的增长,落叶松纯林表层细根的空间变异尺度近似呈直线 增长（p =0.074 4）。2）非参数统计的成对样本符号检验结果表明,变异函数分析结果基础上的克里格 内插法适用于落叶松纯林表层细根生物量的估计。利用此估计值,拟合其与位置坐标值之间的多元回归关 系均为二元十次余弦级数多项式。利用此多项式,通过定积分的方法（积分区间为整块样地的大小）,估 计出14、19、22、26、32、40年生的落叶松纯林表层细根生物量分别为1.097 3、1.434 0、1.185 4、 0.974 3、1.682 6、1.255 6 Mg• hm-2。3）在本次调查的林龄范围内（14～40年）,落叶松纯林表层细 根的现存量近似相等（α=0.037 3）,土壤表层单株细根生物量与林龄之间呈极显著的指数增长关系（α =0.002）。4）采用地统计学的克里格空间插值,结合多元回归和定积分的方法,可以实现落叶松人工林 表层细根生物量的准确估计。     

地统计学方法在长白落叶松人工林凋落物现存量估测中的应用

采用地统计学的变异函数分析方法定量研究了15年生落叶松(Larix olgensis)人工纯林凋落物层重量的空间异质性特征,利用地统计学的克里格内插法结合定积分,对凋落物层的重量进行了估测.结果表明1)不同分解层次的凋落物重量的变异函数曲线理论模型均为球状模型,空间变异主要是由结构性因素引起,且空间自相关程度均属中等以上(空间结构比＞25%).2)非参数统计的成对样本符号检验结果表明,变异函数分析结果基础上的克里格内插法适用于凋落物重量的估计.利用此估计值,拟合其与位置坐标值之间的多元回归关系均为二元十次余弦级数多项式.利用此多项式,通过定积分的方法(积分区间为整块样地的大小),估计出15年生落叶松人工纯林中凋落物层的未分解、半分解、完全分解和腐殖质层的重量分别为4.7753、5.4129、8.0742、10.9269t hm-2.3)采用地统计学的克里格空间插值,结合多元回归和定积分的方法,可以实现落叶松人工林凋落物层重量的准确估计.     

水曲柳苗木地下竞争与地上竞争的定量研究

对3种密度进行栽培试验,利用通径分析的方法,研究了水曲柳地下竞争和地上竞争的关系及对总竞争的影响。结果表明,水曲柳苗木的地下部分生物量、地上部分生物量和总生物量与营养空间有密切关系。随着苗木空间距离增加,由生物量计算的竞争指数下降。在同一密度条件下,地下竞争指数明显大于地上竞争指数。由于地下生长与地上生长的相互作用,各竞争指数之间具有明显的相关性。但是地下竞争和地上竞争对总竞争的影响是不同的,通径分析可以定量的区分地下竞争和地上竞争的相对大小。地下竞争对总竞争的直接作用范围在0．5543～0．7426之间,明显大于地上竞争对总竞争的直接作用(0．2851～0．5282)。随着距离的增加,单株苗木的生长空间加大,地上部分的竞争作用增加,地下部分的竞争程度减弱。但是,地下根系的竞争在水曲柳苗木总的竞争中占有重要地位。     

长白山毛赤杨和白桦-沼泽生态交错带群落生物量分布格局

采用样带网格、树干解析和经验模型方法,研究了长白山毛赤杨和白桦．沼泽交错群落生物量分布格局。揭示群落建群种生长过程、器官生物量分布、群落生物量水平分布和垂直分布规律性,结果表明,毛赤杨和白桦在生长过程及适宜生境方面存在差异．毛赤杨生长速度是白桦的2～3倍,随交错区环境梯度旱化。其生长呈减缓趋势,而白桦生长呈加快趋势,故白桦是耐水湿树种,毛赤杨是喜湿树种,毛赤杨和白桦个体营养器官生物量表现出相似的分布规律．两者营养器官生物量分布格局为树干1／2、树根1／4、树枝1／10、树皮1．5／20、树叶1／20,乔木层生物量占群落生物量的87％～90％、灌木层占7％～9％、草本层占2％～3％,群落生物量沿沼泽到森林交错区环境梯度呈显著线性递增趋势。     

用地统计学方法对落叶松人工纯林表层细根生物量的估计

采用地统计学的变异函数分析方法定量研究了落叶松（Larix olgensis）纯林表层（0～10 cm）细根的空 间异质性特征,利用地统计学的克里格内插法结合定积分,对落叶松纯林表层细根（<2 mm）的生物量进 行了估测。结果表明：1）6种林龄（14～40 年）的落叶松人工纯林表层细根的变异函数曲线理论模型均 为球状模型,空间变异主要是由结构性因素引起,且空间自相关程度均属中等以上（空间结构比>25%）。 14、19、22、26、32、40年生的落叶松纯林表层细根的空间变异尺度分别为1.76、3.40、1.02、4.12、 3.37和5.58 m。在所研究的林龄范围内,随林龄的增长,落叶松纯林表层细根的空间变异尺度近似呈直线 增长（p =0.074 4）。2）非参数统计的成对样本符号检验结果表明,变异函数分析结果基础上的克里格 内插法适用于落叶松纯林表层细根生物量的估计。利用此估计值,拟合其与位置坐标值之间的多元回归关 系均为二元十次余弦级数多项式。利用此多项式,通过定积分的方法（积分区间为整块样地的大小）,估 计出14、19、22、26、32、40年生的落叶松纯林表层细根生物量分别为1.097 3、1.434 0、1.185 4、 0.974 3、1.682 6、1.255 6 Mg• hm-2。3）在本次调查的林龄范围内（14～40年）,落叶松纯林表层细 根的现存量近似相等（α=0.037 3）,土壤表层单株细根生物量与林龄之间呈极显著的指数增长关系（α =0.002）。4）采用地统计学的克里格空间插值,结合多元回归和定积分的方法,可以实现落叶松人工林 表层细根生物量的准确估计。     

高山林线与气候变化关系研究进展

20世纪全球气候经历了异常的变化。20世纪是过去1000年中增暖最大的1个世纪,并且90年代是最暖的10年。作为两个生态系统的过渡地带,生态过渡带是监测全球变化的重要地点,而森林和苔原之间的高山林线是全球变化最为敏感的地点。从高山林线树木个体对气候变化的响应、气候变化下林线处树木的更新、林线格局变化以及高山林线与气候变化关系研究中所采用的研究方法等方面,综合论述了国内外的研究进展,最后提出了高山林线研究中需要注意的问题,并对今后的研究趋势作了展望。     

长白落叶松人工林天然更新幼苗分布格局及其研究方法的比较

长白落叶松是东北东部地区主要造林树种之一．该文研究了55a生长白落叶松人工林天然更新幼苗的空间分布格局．测定了样地内（30m×18m）所有天然更新幼苗的坐标、地径和苗高．在幼苗坐标点图的基础上,进行了23个取样尺度（离散尺度）下的相邻格子法的空间格局分析：采用Poisson分布、负二项分布和正二项分布拟合幼苗的离散分布,方差均值比、Morisita指数和最近邻体法确定了空间分布格局,C-指数、Green指数和负二项参数K值度量了它们的聚集强度．利用更新幼苗的坐标点图,采用地统计学中自々半方差分析方法和空间点格局方法（采用Ripley二次分析法）研究了尺度连续变化条件下更新幼苗空间分布格局和聚集强度的变化并确定了其聚集规模,利用最近邻体法的计算方法分析了更新幼苗的自然定植特点．结果表明：1）更新幼苗所有离散尺度下（样方面积从1m^2到18m^2）均呈聚集分布．连续尺度下,在0—10．5m的半径区间内呈聚集分布,在10．5—12．3m的半径区间内呈随机分布．2）离散尺度下（样方面积从1m^2到18m^2）,聚集强度随尺度的增加而增加．连续尺度下,在0．10．5m的半径区间内,聚集强度随尺度的增加表现出先增加后降低的趋势,在半径（尺度）为4．2m处聚集强度最大．3）此次调查的样地范围内天然更新幼苗呈现聚集状态生长的平均最大聚集斑块（聚集规模）的半径为4．79m．4）天然更新幼苗之间的平均距离为0．30-0．42m,更新幼苗生长在与母树相距2．99—3．26m之外的空间．5）相邻格子法（传统的样方方法）和空间点格局分析法对格局的判别和格局强度的确定基本一致,但是空间点格局分析法能够反映出尺度连续变化条件下格局和格局强度的变化．它与最近邻体法和地统计学方法等以种群分布的坐标点图为数据源的     

水分条件对白桦天然林生长影响的研究

针对全球变暖导致的降水格局变化,选择生长于不同水分条件（湿生立地和中生立地）的中龄天然白桦林为研究对象,研究其生长状况并分析其生长过程。结果表明,水分条件对白桦天然林的密度和平均胸径具有显著影响（p=0.043 3和0.007 9）,中生立地条件下白桦天然林的密度低于湿生立地（降低46.8%）,而平均胸径则前者高于后者（增加52.4%）。中生立地白桦天然林的胸径分布为正态分布（p=0.823 9）,而湿生立地白桦胸径分布呈明显的左偏（p=0.000 8）。水分条件能影响实生天然白桦胸径、树高生长过程,而对材积生长过程影响不大。湿生立地白桦的胸径速生期持续时间长于中生立地,前者速生期在6~15 a,后者在9~12 a,中生立地白桦胸径的数量成熟龄晚于湿生立地1~2 a;湿生和中生立地白桦高生长的速生期均在6 a,中生立地白桦树高的数量成熟龄晚于湿生立地3~6 a;湿生和中生立地白桦材积的速生期均在24 a以后,湿生和中生立地白桦材积的数量成熟龄均为24 a以后。