林带的防护成熟与更新

在详细探讨林带防护成熟概念的基础上,依据林带树木生长规律,建立了林带防护成熟龄与更新龄的确定方法,具体确定了北京杨、小钻杨等５个杨树品种林带的初始防护成熟龄、更新龄和更新期,并对林带不同更新方式进行了效益评价．     

中国科学院清原森林生态系统观测研究站塔群平台的功能和应用

森林生态系统结构与生态服务功能关系是森林生态学和林学的永恒研究主题。受传统森林调查方法及技术手段的限制,对复杂地形下森林生态系统结构和功能的监测及二者关系的研究面临诸多挑战。在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下,中国科学院清原森林生态系统观测研究站在独立流域内建成了以观测塔群(三座观测塔覆盖各自子流域代表性森林类型)为主体,集激光雷达(LiDAR)、通量仪器、水文站网、固定标准地和数据中心为综合体的“次生林生态系统塔群激光雷达监测平台”(简称塔群平台)。塔群平台采用激光雷达扫描获取森林点云数据,描述森林生态系统的全息三维结构;依托独立流域/子流域内的通量监测系统、水文监测站网和通量源区内的长期固定标准地,可保证碳-水过程观测的可靠性,并用于验证复杂地形下的通量监测技术与方法,揭示森林生态水文与碳交换过程,准确估算森林生态系统主体生态服务功能(水源涵养和固碳)。所有“塔-站”数据通过无线网络实时汇集于数据中心,便于数据监视、管理与共享。此外,塔群平台将侧重研究森林生态系统结构量化的新方法和新指标,探索复杂地形森林生态系统中H₂O/CO₂/痕量气体通量观测的理论与方法,为阐明森林结构与功能的关系、服务于森林生态系统管理提供基础数据。     

毛柄小勾儿茶伴生群落种类组成及多样性研究

通过野外实地调查对小勾儿茶变种毛柄小勾儿茶(Berchemiella wilsoniivar. pubipetiolata)伴生群落4个分布点(浙江省临安市湍口和马啸、安徽省霍山县马家河和舒城县万佛山)的种类组成及物种多样性进行研究。结果表明:(1)种类丰富,但含多属或多种的大科、大属的优势地位不明显,极小科(仅含1属)、极小属(仅含1种)所占比例大;(2)属的北温带分布类型最多,科的世界分布类型比例大,仅次于泛热带分布类型;(3)4个分布群落乔木层、灌木层、草本层优势度均很低;灌木层Shannon-Wiener多样性指数较大,在4.13~4.49之间,乔木层和草本层较低。湍口、马家河、万佛山以灌木层Heip均匀度指数最大,马啸以乔木层均匀度指数最大;(4)马家河与万佛山之间的植物种类组成最相近,湍口与马啸也较相近;乔木层种类组成差异最大,灌木层最小。     

岷江上游地区人类活动强度及其特征

利用1∶25万国家基础地理信息数据,在ArcGIS支持下,基于地理学自相关理论,采用居民点、道路和地形因子等权重指标,实现岷江上游人类活动强度定量化的空间表达,并分析其空间特征。结果表明:岷江流域各个县域人类活动强度大小和分布均有差异,其中黑水县人类活动最为剧烈,且分布最为均匀;理县和茂县人类活动强度和分布均匀程度基本接近全流域的平均水平;靠近成都平原的汶川县,因卧龙保护区位于该区境内,使该县的人类强度降低,同时其人类活动的空间分布亦不均匀;松潘县地处北部,人类活动强度最低。本研究采用坡度、道路和居民点3个因子来定量化人类活动强度,反映了研究区人类活动强度及其空间分布特征,从而为进一步探讨景观格局演变提供了新的思路。     

次生林概念与生态干扰度

近一个世纪强烈的人为干扰使世界范围内的原始林面积锐减,次生林已成为中国乃至世界森林资源的主体.虽然在文献与现实中"次生林（Secondary forest）"被广泛使用,但次生林的概念在各个国家,甚至同一国家或地区以及各种不同文献中存在相互矛盾的情况,这给次生林研究与经营实践带来诸多不便;而不准确的次生林定义也为与各个层次的决策制定者及公众之间的交流带来了障碍.本文在查阅大量国内外关于次生林概念文献的基础上,结合近年来关于次生林生态与经营研究实践,综合分析了次生林概念的不确定性,同意以往次生林定义中的基本内涵,并认为：次生林是由于人为破坏性干扰或异常自然干扰使原始林固有的林分结构、物种组成或基本功能发生了显著变化,经过天然更新或人工诱导天然更新恢复形成的林分.但该定义中仍存在着很多不确定性, 如:怎样的干扰为"人为破坏性干扰"和"异常自然干扰";"林分结构、物种组成或基本功能"发生了怎样的变化为"显著变化";"人工诱导天然更新"中"人工"参与的成分比例如何等.次生林概念是在20世纪初由植物演替学家提出,当时未考虑干扰的持续性;而实际上,无论是次生林还是原始林,均是森林生态系统演替过程中的某一状态,在现代森林生态系统研究中,应重新规范"次生林"的概念.考虑到"次生林"定义的不确定性或困难性,建议使用"森林自然度"或"森林生态系统成熟度"或"森林干扰度"来表达现实森林所处的状态,但该方面的研究与实践尚需加强.     

林窗几何特征的测定方法

林窗面积、形状及边界木高是决定林窗环境异质性的3个林窗几何特征,影响林窗内植物更新。林窗几何特征的快速测量方法是林窗研究的基础,测量方法可分为2类:基于地面实际测量的地面法和基于林窗林冠照片的相片法。地面法费时费力,受人为因素影响大,可测量林冠林窗和扩展林窗的面积,但不能测量林窗形状和边界木高。相片法具有简单、客观、可重复的优点,但仅适用于林冠林窗。相片法共有5种:"平面相片法"、"航片法"、"半球面影像法"、"双半球面影像法"和"改进的半球面影像法"。前3种测量方法只能测量林冠林窗面积;"改进的半球面影像法"可测量林冠林窗面积和形状,且精度高于前3种相片法,但所需参数最多;"双半球面影像法"可测量林窗面积、形状及边界木高这3个林窗几何特征,且精度较高,但拍摄要求较高。     

不同降水条件下科尔沁沙地南缘疏林草地樟子松针叶δ13C和叶性状特征

通过比较不同自然降水年份(极端干旱和极端湿润)19年生疏林草地樟子松的针叶δ¹³C、比叶面积和干物质含量,结合土壤含水量和地下水埋深,探讨了极端降水对樟子松水分利用的影响.结果表明: 干旱年份(2009)樟子松林土壤含水量显著低于湿润年份(2010),但樟子松当年生针叶的δ¹³C在两年间没有显著差异,且两年相同月份间亦无显著差异;干旱年份当年生针叶的比叶面积显著低于湿润年份,而不同年份间干物质含量的差异不显著.在两种极端降水条件下,樟子松的水分利用效率没有明显变化,主要通过改变当年生针叶的比叶面积来适应降水量的变化.对于地下水埋深高于3.0 m的疏林草地樟子松人工林生态系统,极端干旱不会严重影响樟子松的存活和生长.     

不同降水条件下科尔沁沙地南缘疏林草地樟子松针叶δ13C和叶性状特征

通过比较不同自然降水年份(极端干旱和极端湿润)19年生疏林草地樟子松的针叶δ13C、比叶面积和干物质含量,结合土壤含水量和地下水埋深,探讨了极端降水对樟子松水分利用的影响.结果表明:干旱年份(2009)樟子松林土壤含水量显著低于湿润年份(2010),但樟子松当年生针叶的δ13C在两年间没有显著差异,且两年相同月份间亦无显著差异;干旱年份当年生针叶的比叶面积显著低于湿润年份,而不同年份间干物质含量的差异不显著.在两种极端降水条件下,樟子松的水分利用效率没有明显变化,主要通过改变当年生针叶的比叶面积来适应降水量的变化.对于地下水埋深高于3.0m的疏林草地樟子松人工林生态系统,极端干旱不会严重影响樟子松的存活和生长.     

油松水源保护林人工诱导更新与定向恢复机理

以油松水源保护林为对象,进行人工诱导更新与定向恢复机理研究。结果表明,在郁闭林分内油松更新苗密度平均为5 375株.hm-2,更新苗年龄为1~2年,而在人工Gap“效应岛”样地内,更新苗密度平均为17 062.5株.hm-2,其中1~2年、3~4年、5~6年生更新苗分别占73.44%,13.97%和12.59%;生长季光照强度在0、1.5和2.0 m三个不同高度梯度上,在Gap内部的平均值分别为289.0×100、542.0×100和589.0×100 lux,在对照林分内分别为139.0×100、146.0×100和246.0×100lux;从夏季观测到的空气温度平均值日变化分析,在白天Gap内的温度高于郁闭林分内部,温差可差2~3℃,在夜间Gap内的温度低于郁闭林分内,温差可差0.5~1℃;在白天6:00~11:00,人工Gap“效应岛”内空气湿度明显低于郁闭林分内,在其它时间段大致相当;对于同一层次土壤而言,Gap内的土壤温度明显高于郁闭林分内且变化幅度大,在0、10和20 cm三个梯度上Gap与郁闭林分相比土壤温度最大差值分别可达10、5和2℃;0~10、10~20和20~30 cm三个层次平均土壤含水量在Gap内分别为16.9%1、5.1%和12.3%,在郁闭林分内分别为14.6%、12.5%和9.9%。总体上比较二者的光照强度、空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤水分等有显著差异,因此人工Gap“效应岛”的创建是诱导其内部微环境因子变化的基础,也是油松水源保护林定向恢复更新的机理之所在。     

森林的风/雪灾害研究综述

风／雪灾害不仪极大影响木材生产,同时对森林生态系统的稳定性也造成很大影响。森林风／雪危害的主要类型有树干弯曲、干(冠)折、掘根以及后续危害等;其发生主要依赖于气象条件、立地因子、树木和林分特征及其之间的相互作用。其中．林木尖削度(胸径／树高)和林分结构特征(树种、组成、密度等)是控制树木和林分对风／雪荷载抵抗的主要特征量。因此．通过造林、调整林分结构．加强林分管理如间伐、施肥等措施一直是用来减少林木的风／雪灾害的主要措施。另外．林木或林分发生风／雪害的模型分析研究也取得了很大进展,但由于森林风／雪害受诸如地形、天气等多种因素影响、目前所建立的模型系统在实际应用中普适性较芹。通过综述以往研究结果认为：在气象和立地条件难以控制的情况下．通过改变可控因子林分结构来减少森林风／雪害是可行的。因此．研究如何加强森林经营管理,尤其是不同形式的间伐技术和不同处理的造林措施与风／雪灾害发生的关系、如何增加林木和林分抵抗风／雪灾害的能力等是今后该研究领域的重点和难点。与此同时．应加强风／雪灾害危险率评估研究．进而对森林进行风／雪灾害危险率管理;并注重对受灾前后林地内生态效应的研究,以便为灾后的森林经营管理和调控提供坚实的理论依据。