红松阔叶混交林中坑和丘的微立地特征及其对植被更新的影响

2011年8月,在红松阔叶混交林2.55 hm2的样地内,调查了42株倒木及其形成的坑和丘复合体的微立地特征及其植被更新状况,测定了丘顶、丘面、坑壁、坑底、完整立地5个微立地的土壤含水量、土壤温度、空气相对湿度和光合有效辐射.结果表明:在5个微立地中,丘顶的光合有效辐射最高(527.9μmol·m-2·s-1),完整立地最低(58.7 μmol·m-2·s-1);丘顶的土壤温度最高(16.0℃),坑底最低(13.3℃);坑底的土壤含水量最高(34.6％),丘面最低(0.5％);完整立地的空气相对湿度最高(75.9％),丘顶最低(68.0％).形成坑和丘复合体的5个树种的频率大小依次是红松(42.9％)＞云杉(31.0％)＞白桦(16.7％)＞冷杉(7.1％)＞稠李(2.4％).42株掘根倒木中,有2/3偏向西北方向.倒木体积与坑深度、坑长度、丘高度、丘宽度均呈极显著正相关,与丘厚度呈负相关.坑的宽度和长度分别与倒木的胸径呈显著和极显著正相关.不同微立地之间物种丰富度的大小顺序为完整立地＞坑＞丘;所有树种盖度的大小顺序依次为完整立地＞坑＞丘.     

红松阔叶混交林林隙大小对土壤水分空间异质性的影响

2011年8-10月采用嵌套的网格化方法布点,利用土壤时域反射仪连续测定了小兴安岭阔叶红松混交林不同大小林隙内不同深度的土壤水分,并根据地统计学原理与方法分析其空间异质性.结果表明:研究区中林隙的土壤含水量最丰富,其次是大林隙和小林隙;大林隙空间样点的土壤水分极差最大,其次是中林隙和小林隙;大、中、小林隙各深度土壤含水量的块金值分别为0.001～0.404、0.001 ～0.273、0.001 ～0.261.随机部分引起的土壤水分异质性和系统总的空间异质性程度依次为大林隙＞中林隙＞小林隙.中林隙土壤水分的空间分布格局最复杂,大林隙土壤水分格局变异的空间依赖性最强;中林隙高等级土壤水分斑块(土壤含水量为50％～60％)占据的面积最大,其次是大林隙,小林隙没有最高等级斑块的分布.对于相同月份、相同深度的土壤含水量,小林隙等级分布最简单,大林隙和中林隙则相对复杂;土壤含水量最大值随着林隙的增大而增大.     

红松阔叶混交林林隙大小及光照对草本植物的影响

在小兴安岭红松阔叶混交林中选取的6个林隙内,以每个林隙中心为起点,沿东西和南北两个方向,每隔2 m平行布置1个1 m×l m的固定样方.2011年6月和9月利用估测法测定样方内不同高度等级草本植物的覆盖度和多度,记载样方内基质特征.6-9月每月选择阴天,利用冠层分析仪拍摄鱼眼照片,用Gap Light Analyzer 2.0软件计算相对光强.分析不同林隙间相对光强、草本植物覆盖度和丰富度的差异,以及各物种覆盖度与直射光、漫射光和基质的关系.结果表明:开阔区和林冠下的大林隙相对光强均大于小林隙,而且从林隙中心到林隙边缘的漫射光、直射光变化范围也大于小林隙;不同区域大、小林隙到达地面的直射光大小顺序为北部大于南部;在Z1～Z4区域内,大林隙的草本植物覆盖度和丰富度均大于小林隙,其中大、小林隙物种丰富度之间的差异达到了显著水平.另外,大多数草本植物覆盖度与漫射光和基质之间显著相关,只有少数草本植物覆盖度与直射光呈相关关系.     

阔叶红松混交林林隙大小和掘根微立地对小气候的影响

在小兴安岭阔叶红松混交林2.55 hm2样地内,选取由掘根倒木形成且具有坑和丘微立地的3个代表性林隙,并以空旷地和郁闭林分为对照,利用多通道HOBO自动气象站于2011年7-9月测定了不同大小林隙中心和丘顶部的光合有效辐射(PAR)、气温、相对湿度以及林隙中心的总辐射和降水量,比较了不同月份不同大小林隙中心和丘顶部微气候因子的差异,分析了不同大小林隙中心微气候因子的月变化以及不同大小林隙在典型天气条件下林隙中心和丘顶部微气候因子的日变化.结果表明:3个不同大小林隙的月均PAR和月均气温排序是大林隙＞中林隙＞小林隙,月均相对湿度排序是小林隙＞中林隙＞大林隙;同一林隙中,丘顶部月均PAR和月均气温大于林隙中心,月均相对湿度为林隙中心＞丘顶部;不同大小林隙和对照月均总辐射与月均气温均为7月＞8月＞9月,空旷地＞大林隙＞中林隙＞小林隙＞郁闭林分,月均相对湿度为郁闭林分＞小林隙＞中林隙＞大林隙＞空旷地.郁闭林分与各林隙以及与空旷地之间的月均相对湿度差异均显著;7-9月总降水量按照空旷地、大林隙、中林隙、小林隙、郁闭林分的次序依次递减;无论晴天与阴天,丘顶部日均PAR和日均气温都大于林隙中心,日均相对湿度则相反;无论丘顶部还是林隙中心,晴天日均PAR和日均气温都大于阴天,日均相对湿度则为阴天＞晴天.     

小兴安岭阔叶红松混交林林隙特征

对小兴安岭阔叶红松混交林林隙基本特征进行了研究。结果表明:林隙的线状密度为31.78个/km,冠空隙和扩展林隙所占的面积比例分别为15.71%和30.78%;冠空隙的年干扰频率为0.46%,干扰轮回期约为434.8a。冠空隙的大小变化在42.12—372.52m2之间,平均为153.37m2;扩展林隙的大小变化在98.65m2—633.10m2之间,平均为300.44m2。冠空隙和扩展林隙面积分布格局均符合Weibull分布。林隙形成方式主要为干基折断,占总形成木总数的35.29%,其次为掘根风倒,占28.43%。平均每个林隙的形成木为4.98株,由红松、白桦、枫桦、冷杉形成,径级在20—30 cm之间,高度在15—30 m之间。冠空隙的直径与高度比值的相对频率的分布呈单峰型曲线,当比值为0.30—0.45时,出现峰值;而扩展林隙的直径与高度比值的相对频率的分布呈双峰型曲线,当比值分别为0.75—0.90和1.05—1.15时,出现峰值。林隙边缘木胸径级的多度分布和高度级多度分布符合Weibull分布,但不符合正态分布。约13.41%的边缘木未出现偏冠现象,偏冠率在0.5—0.7之间的边缘木占70.49%。     

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.