影响天然林下层植物物种多样性的林分因子的研究

以我国东北过伐林区3种典型森林类型为对象,用多元逐步回归方法来研究影响天然林下层植物多样性的林分因子,尤其是与森林经营有关的林分因子,从而通过经营来维持和增加物种多样性。研究表明,与经营有关的因子中对下层植物多样性有显著影响的有林分郁闭度、公顷株数和树种多样性。因此,在林分发展的一定阶段,应采取合理经营措施如采伐来控制林分密度,保持多树种的混交,来维持和增加树种多样性。     

吉林省天然阔叶混交林生态系统多功能性及驱动因素

量化天然林生态系统的多功能性,分析不同功能间的权衡-协同关系及驱动因子,对于天然林保护及修复具有重要的意义。基于吉林省第8次森林资源清查天然阔叶混交林固定样地调查数据、土壤及气候数据,选取土壤保持、涵养水源、碳储量、气候调节、土壤肥力维持、生物多样性、生产力和木材生产8个生态系统功能来表征生态系统多功能性。利用平均值法中的最大值转换法计算多功能性指数。结果表明：（1）8个功能间权衡、协同和中性关系均存在,但以协同关系为主。生物多样性除与气候调节为权衡关系外,与其他功能均为协同关系;碳储量-木材生产协同关系最强（r=0.960,P<0.01）,气候调节-涵养水源间权衡关系最强（r=-0.934,P<0.01）;（2）吉林省天然阔叶混交林的多功能性指数在0.31-0.89之间,且生物多样性和气候调节为主导功能;（3）多功能性与驱动因子的结构方程模型确定系数为R²=0.795,多功能性的驱动因子的总路径系数依次为：林分密度指数（0.752） > 平均年龄（0.375） > 年降雨量（0.365） > 树种丰富度（0.101） > 土壤pH（0.064） > 结构多样性（-0.037） > 年均温（-0.105）,林分密度是最重要的驱动因子。结果对理解天然阔叶混交林的多功能形成及经营调控有一定的意义。     

东北过伐林区四种森林类型的物种多样性比较研究

运用无偏对应分析(DCA)、群落本质多样性排序和方差分析的方法,研究了东北过伐林区吉林省汪清林业局境内的四种森林类型——针阔混交林、阔叶混交林、柞木林和长白落叶松人工林的林分层次的植物物种多样性间的差异。从4种类型下层植被多样性指数的比较结果来看,针阔混交林最高,阔叶混交林和落叶松人工林次之,柞木林最低。最后提出了部分经营建议。     

不同群落蒙古栎种群空间格局的地统计学分析

以蒙古栎天然次生林中的蒙古栎种群为研究对象,在吉林省汪清林业局塔子沟林场设置2块1 hm^2的处于不同演替阶段的样地(A、B).采用相邻网格调查法将每块样地划分为100个10 m×10 m的调查单元,对单元内每株林木的空间坐标进行精确定位,调查所有胸径≥1 cm的林木基本信息.采用地统计学分析的半方差函数法和分维数对蒙古栎种群各林木属性的空间异质性程度、组成、尺度、方向进行分析;运用克里格插值法对具有空间自相关的树木属性进行无偏估计并绘制分布图,分析其空间分布格局.结果表明:两块样地各林木属性的最优半方差函数以指数模型和球状模型为主,呈聚集分布,但样地A较样地B的空间自相关程度更高,空间连续性更大;两块样地内部,胸径和东西冠幅均表现出较强的空间异质性和空间自相关性.两块样地各林木属性均在南北方向上表现出较强的空间异质性.此外,样地A在西北-东南方向上也存在较强的空间异质性,而样地B则在东北-西南方向存在较强的空间异质性.两者相比,样地A的空间异质性强度更高、尺度更大.样地A中胸径和东西冠幅变异明显,而样地B中东西冠幅和南北冠幅变异明显.分维数值反映的结果与标准半方差函数值的结果基本一致.样地A各林木属性变量以斑块状和条带状分布为主,空间分布格局和变化趋势明显,而样地B各林木属性变量分布破碎,格局复杂.上述结果说明,种群属性特征、群落发育程度、空间尺度大小和空间水平方向可能影响种群的空间格局.基于地统计学的分析方法有助于定量、直观地描述种群的生长现状和发展趋势,可为东北林区大面积的蒙古栎天然次生林的可持续经营提供理论基础.     

台风“布拉万”对东北近天然落叶松云冷杉试验林的影响

台风是重要的森林干扰因子之一,会对森林生态系统的结构和功能产生较大的影响。2012年的台风"布拉万"对我国东北地区局部森林造成了严重的破坏。以受灾最重的吉林省汪清林业局的近天然落叶松云冷杉林为对象,采用方差分析和相关分析方法,研究林分结构和地形条件对林木株数损伤率的影响。结果表明:(1)林木损伤类型可分为折断、连根拔起、搭挂、压弯4种,其中连根拔起为最主要的损伤类型,占总损伤株数的52%,台风灾害造成的林木株数损伤率平均为14.09%。(2)径级大小对林木株数损伤率的影响显著。损伤主要发生于径级较小林分处,径级越大,其株数损伤率越小。(3)林木株数损伤率随林分密度的增加有减小的趋势,但在统计学上它们的关系不显著。(4)不同树种间的林木株数损伤率差异显著,落叶松、冷杉等针叶树种损伤株数最多。(5)林分的树种多样性指数与林木株数损伤率无显著的相关性。(6)海拔、坡度和坡位对林木株数损伤率的影响不显著,但坡向的影响显著,东北坡向林分的林木株数损伤率最大。研究结果可以为灾后森林恢复和减少风灾影响的森林培育措施提供依据。     

天然次生林蒙古栎种群空间格局

以蒙古栎天然次生林中的蒙古栎(Quercus mongolica)种群为研究对象,在吉林省汪清林业局塔子沟林场设置了2块1hm~2群落组成和结构存在差异的样地(样地A、样地B)。采用相邻网格调查法将每块样地划分为100个10m×10m的调查单元,精确定位单元内每株林木的空间坐标(X,Y),调查所有胸径(DBH)≥1cm的林木基本信息。采用径阶替代年龄的方法,将蒙古栎划分为4个不同的生长阶段:Ⅰ龄级(1cm≤DBH10cm),Ⅱ龄级(10cm≤DBH20cm),Ⅲ龄级(20cm≤DBH30cm),Ⅳ龄级(DBH≥30cm)。运用单变量、双变量成对相关函数、标记相关函数、标记变异函数,分析了不同群落中蒙古栎种群在不同空间尺度上的分布格局。结果显示:(1)两块样地中蒙古栎在大尺度上均呈随机分布,聚集分布主要集中在中小尺度,这主要是由Ⅰ、Ⅱ龄级的蒙古栎在中小尺度上的强度聚集所致,两块样地均未出现均匀分布的格局;样地A中蒙古栎聚集的尺度和强度均明显大于样地B中蒙古栎的聚集;(2)样地A中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ龄级的蒙古栎之间在中小尺度上呈正关联,高龄级与低龄级之间则呈负关联,尤其是Ⅳ龄级与Ⅰ、Ⅱ龄级之间;而样地B中几乎未出现负关联的格局,各龄级之间以无关联为主,伴随以小尺度和低强度的正关联;(3)样地A中蒙古栎的空间自相关性较强,尤其体现在林木胸径方面;相比之下,样地B中胸径和树高的空间自相关得以减弱。上述结果表明,研究的空间尺度大小、物种的生长阶段、群落的发育程度均会给蒙古栎种群的空间分布格局造成影响。该研究有助于深入了解蒙古栎及蒙古栎次生林的现状、生长特性和发展趋势,可为东北林区大面积的蒙古栎天然次生林的可持续经营提供参考。     

森林经营对群落α多样性影响的定量研究进展

生物多样性是一定地域内的基因、物种、生态系统和生态过程的总和[1]。对森林生物多样性的最大威胁是不可持续的森林经营和森林收获[2]。美国在其国家森林经营法中,授权美国林务局把生物多样性纳入森林经营规划,必须监测和评价实施森林经营规划对生物多样性的影响[3];1993年的瑞典林业法中,木材生产和生物多样性也给予同等重要的地位[4]。在日益关注生物多样性保护、森林退化和可持续林业背景下,迫切需要评估不同经营技术对森林结构和功能的影响[5],研究森林经营对生物多样性的影响也是森林生态系统经营的要求[6]。因为森林经营也有改善生物…     

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。     

不同郁闭度下胸高直径对杉木冠幅特征因子的影响

树冠是树木进行光合作用和呼吸作用的重要场所,冠幅和冠长率直接影响树木的生活力和生产力。以湖南省黄丰桥国有林场103块杉木(Cunninghamia lanceolata)林样地为例,样地按郁闭度CD≥0.8(类型1)、0.7≤CD<0.8(类型2)、0.6≤CD<0.7(类型3)、0.5≤CD<0.6(类型4)和CD<0.5(类型5)划分5个等级。分析不同等级林分中树木冠幅和冠长率的分布结构以及与胸径的关系,同时利用非线性混合效应模型分析各类型郁闭度对冠幅和冠长率的随机影响。研究结果表明:5种类型的冠幅大小主要分布在区间(2.5—4.0m)之间,分别占65.82%、69.56%、70.79%、58.15%和53.21%,小于1.5 m和大于5.0 m分布较少;5种类型冠长率主要分布在区间(0.3—0.7)之间,分别占55.69%、71.93%、67.01%、82.22%和79.28%,在区间小于0.2和大于0.8分布较少,大于0.9的冠长率几乎没有;冠幅与胸径之间呈现较弱的线性相关性,而冠长率与胸径之间几乎线性不相关。在相同的胸高直径时,类型5的冠幅最大,而类型1的冠幅最小。对于冠长率,恰好相反,即类型1的冠长率最大,而类型5的冠长率最小;同时给出的冠幅模型(模型11)和冠长率模型(模型14)具有较高的预测精度,在实际应用中可以利用它们对冠幅和冠长率进行预测。     

Ripley''s K(d)函数分析种群空间分布格局的边缘校正

Ripley’sK(d)函数是分析种群空间分布格局最常用的方法,边缘校正是此方法的关键问题。传统的边缘校正包括3种情形：(i)圆完全包含在样地内;(ii)圆与样地的一条边相交;(iii)圆与样地的两条边相交,并有2个或3个交点。实际上,还存在第(iv)种情形,即圆与样地两条边相交有4个交点的情形。本文从数学上证明,传统边缘校正中,当边缘校正属于第(iv)种情形时,仍按第(iii)种情形进行校正,必然导致权重估计偏大,L(d)值偏高,从而影响结果分析。采用我国东北长白山天然云冷杉林样地资料验证了此结论。结果表明,天然云冷杉林中,3个优势种群林木分布格局特点是：鱼鳞云杉和臭冷杉的分布格局曲线非常相近,而与椴木的差异较大。原因是鱼鳞云杉和臭冷杉具有相似的生态学特性。椴木在小尺度显著聚集,因为椴木常在林隙更新。相比较而言,建群种云冷杉分布的均匀程度要比椴木高。