长白山过渡带红松和鱼鳞云杉径向生长对气候因子的响应

利用树轮生态学方法, 研究了长白山阔叶红松林和暗针叶林过渡带优势树种红松(Pinus koraiensis)和鱼鳞云杉(Picea jezoensis var. komarovii)的生长特征及其与气候因子的关系, 以期揭示气候响应关系的种间差异性。结果表明, 红松和鱼鳞云杉年平均径向生长量与生理年龄显著相关, 红松先于鱼鳞云杉达到最大年生长量, 且红松年平均生长速率显著高于鱼鳞云杉(p < 0.001); 红松和鱼鳞云杉对气候的响应存在差异, 红松与7月份的月平均温度和降水显著正相关, 而鱼鳞云杉与5月平均温度显著正相关, 与5月降水显著负相关。响应面分析进一步证实, 红松生长主要与生长季温度和降水相关, 而生长季初期的降水是限制鱼鳞云杉生长的主要原因。全球变暖有利于红松径向生长, 红松种群有向高海拔上升的可能。     

不同林龄阔叶红松林林下簇毛槭的性比格局及雌雄个体的空间分布

为探讨不同发育阶段林分下的雌雄异株植物与性别相关的性比格局和空间分布, 以5.2 ha的中龄林和1.0 ha的老龄林固定监测样地内簇毛槭(Acer barbinerve)雌、雄植株的定位观测数据为基础, 对比分析了长白山不同林龄的阔叶红松林中的已花簇毛槭的性比格局、空间分布及其与环境因子间的关系。研究结果表明: 中龄林和老龄林中雌树的胸径均显著大于雄树, 总体上性比极显著偏离1:1。随着树木的生长, 性比由偏雄性转变为不再偏离1:1, 这可能是因为雄树始花胸径较小所致。O-ring单变量点格局分析显示中龄林样地中的雌树和雄树符合异质性泊松分布, 老龄林样地中的雌树和雄树均完全随机分布。O-ring双变量点格局分析显示, 在随机标签假设下, 中龄林中的雌树和雄树在1-4 m尺度上空间负相关, 在4-100 m尺度上空间独立, 老龄林中的雌树和雄树在所有尺度上空间独立。簇毛槭在中龄林和老龄林中不同的空间分布格局说明中龄林中簇毛槭分布的斑块性相对明显, 随着林分的发育, 郁闭度较高的老龄林样地中环境异质性降低, 环境因子对簇毛槭分布的影响减弱。典范冗余分析(redundancy analysis, RDA)表明在中龄林中, 林分密度只能解释3.73%的雌树分布的变异, 与雄树分布的相关性不显著, 叶面积指数和非生物因子对雌树和雄树的影响均较弱; 老龄林中簇毛槭的分布与生物因子和非生物因子的相关性均不显著。     

随机区块法在空间点格局分析中的应用

利用一种以随机模拟技术为基础的空间点格局分析方法--随机区块法对长白山阔叶红松林中5个主要树种的空间格局及空间关系进行了分析.随机区块法利用ICS(t)=s2(t)/x(t)-1来衡量不同尺度t上空间点的分布格局,并通过随机模拟技术构建零假设的95%或99%置信区间,以确定空间点格局偏离零假设的显著性程度.结果表明,除蒙古栎、山荆子、怀槐为随机分布外,其它树种均在局部空间尺度上呈聚集分布;并且绝大多数种对或种组在局部空间尺度上呈正相关关系.随机区块法克服了小样方统计法研究尺度单一的问题,也避免了以空间点距离为基础的点格局分析过程中边缘效应带来的影响和误差,尤其是在多变量点格局分析中具有明显的优势.     

吉林蛟河针阔混交林林层结构对生产力的影响

探讨不同林层物种多样性和林分结构与森林生产力之间的关系,为森林可持续经营管理策略优化提供理论支持。以吉林蛟河30 hm²针阔混交林固定监测样地中的38432株木本植物的野外调查数据为研究对象,利用结构方程模型探讨了不同林层物种多样性和林分结构多样性对森林生产力的作用机制。结果表明：（1）林冠层林分结构多样性和生产力之间呈负相关关系,路径系数为-0.138;林下层林分结构多样性和生产力之间呈正相关关系,路径系数为0.083。（2）林冠层物种多样性和生产力之间呈正相关关系,路径系数为0.099;林下层物种多样性和生产力之间关系不显著,且物种多样性在林冠层和林下层呈正相关关系,路径系数为0.147。物种多样性和林分结构多样性与森林生产力之间不存在唯一的关系,这种关系的大小、方向和潜在机制与林层有关。为此,在森林经营过程中要充分考虑不同林层物种多样性和林分结构多样性与森林生产力之间的关系。     

长白山森林功能多样性与地上碳汇功能的关系及其随演替的变化

森林是陆地生态系统最大的碳库, 促进森林“保碳增汇”是实现“双碳”目标的关键途径。生物多样性是生态系统功能形成和维持的重要基础, 阐明森林生物多样性与碳汇功能关系及其作用机制是提高森林碳汇能力的重要前提。然而, 在温带森林演替过程中, 生物多样性对森林碳汇功能的相对贡献及其背后的生态学过程并不清楚。该研究以长白山原始红松(Pinus koraiensis)阔叶混交林及其次生林为研究对象, 基于森林大样地两期群落调查数据, 结合不同树种的功能性状数据计算森林功能多样性和功能组成, 分别用于反映生态位互补效应和质量比率效应, 同时运用森林初始地上碳储量反映植被绿量效应, 通过结构方程模型检验不同多样性效应对森林碳储量和固碳速率的影响, 并探讨其随森林演替的变化。结果表明, 生物多样性对森林碳汇功能的影响机制随森林演替而变化。在次生杨桦林阶段(演替早期), 生态位互补效应、质量比率效应以及植被绿量效应共同影响森林碳汇功能; 在次生针阔混交林阶段(演替中期), 质量比率效应是影响森林碳汇功能的主要机制; 而在原始红松阔叶混交林阶段(演替顶极), 质量比率效应和植被绿量效应对碳汇的影响更为显著。此外, 局域环境对森林碳储量和固碳速率也有显著影响。该研究在功能性状维度上, 揭示了长白山森林演替过程中, 生物多样性与碳汇功能关系及其作用机理, 研究结果有助于理解温带森林碳汇功能的维持机制, 同时为东北地区次生林的生态修复以及碳汇功能提升提供科学理论支持。     

基于温带针阔混交林植物-土壤反馈的Janzen-Connell假说检验

目前对森林生物多样性维持机制的研究主要集中在检验地上生物的多度丰富度等内容,物种之间的交互作用及地下真菌是否影响生物多样性的维持在很大程度上还是未知的。探讨土壤真菌的作用及植物-土壤反馈在植物生长过程中的作用有重要意义。该研究以吉林蛟河针阔混交林中4个常见树种为研究对象,利用杀菌剂处理及不同树种幼苗的栽种控制实验来检验Janzen-Connell假说,计算生物反馈及特异性反馈,并依据高通量测序方法测定土壤真菌多样性,检验不同处理组间差异性。利用方差分解分析(VPA)分析两种反馈的幼苗生物量与树种本身、真菌功能类型及土壤元素间的关系。结果表明,土壤杀菌处理并未显著影响生物反馈,同物种土壤的幼苗生物反馈未表现出显著的距离制约效应。异种物种土壤并未显著提高水曲柳(Fraxinus mandshurica)幼苗的特异性反馈。此外, VPA结果表明,影响植物-土壤反馈最大的因素是物种本身特性,土壤和真菌的影响大小因反馈类型而异。该研究揭示了温带针阔混交林中植物-土壤反馈的影响因素,同时反映出温带森林不同树种的Janzen-Connell效应存在较大的变异性,为更好地研究物种间相互作用与其内在调控...     

长白山阔叶红松林生态保护关键区的确定

为完善长白山地区保护区体系、减少生物多样性破坏、保护阔叶红松林,对长白山国家自然保护区周边6个林业局、64个林场进行实地调查和数据分析;基于保护生物多样性的地理学方法(GAP),选择41种植物作为重点保护物种,以采伐区、农田、居民点、公路数等因子作为干扰因素,并利用GIS空间分析研究了长白山地区指示植物数量和干扰强度的分布.结果表明:不同林场指示物种分布不均匀,以泉阳县胜利、冷沟子林场为中心形成西北坡和南坡2个保护植物富集分布区域,宝马、衡山、冷沟子和黑河林场有单个重要物种分布;各林场干扰强度不同,露水河林业局和白河林业局北部整体受干扰程度较大.通过各项指标综合分析,确定出长白山北坡的泉阳-露水河南部-白河北部和长白山南坡的长白县东部2个生态保护关键区带.     

长白山次生林乔木树种空间分布格局

应用RipleyK函数,分析了长白山一个5．2hm^2次生林样地内乔木树种的空间分布以及主要乔木树种的幼树、小树、大树的空间分布和空间关系。结果表明：共调查到34种乔木,其中常见种27种,少见种7种,共计15688株;在27个常见种中,有23个种在空间上主要呈聚集分布,另外4个种主要表现为随机分布;在7个少见种中,均主要表现为随机分布;簇毛槭、假色槭、水曲柳、臭松和红松随着种群发育（幼树→小树→大树）聚集强度逐渐减弱,直至趋向于随机分布,其他树种的空间分布随种群发育未表现出明显的变化规律;在10个主要树种组成的45个种对中,有11个种对表现出显著正相关,1个种对为显著负相关。     

吉林蛟河针阔混交林树木生长的空间关联格局

以吉林蛟河21.12hm2(660m×320m)针阔混交林样地为对象,利用2009年和2014年森林生长观测数据,研究树木生长的空间自相关格局及其生境影响机制。在样地生境型划分结果的基础上,采用Ripley's L(r)函数分析不同生境型中树木种群空间分布特征;利用标记相关函数分析不同生境型中树木生长特征的空间关联格局。研究结果表明:(1)红松(生境型3:1—5m)、蒙古栎(生境型3:1—3m)、胡桃楸(生境型2:1—2m;生境型3:1—7m)、黄檗(生境型2:1—3m;生境型4:1—5m)、水曲柳(生境型3:1—2m;生境型4:1—2m)、瘤枝卫矛(生境型2:1—15m)在特定生境和空间尺度上呈随机分布,但空间格局仍以聚集性分布为主;其余10个物种则在全部0—30m尺度上呈聚集分布。(2)标记相关函数分析显示春榆、毛榛、色木槭、瘤枝卫矛和千金榆的径向生长至少在一个生境中表现出正相关格局;暴马丁香、胡桃楸、裂叶榆、瘤枝卫矛、水曲柳、紫椴、糠椴、毛榛、色木槭和白牛槭的径向生长至少在一个生境中表现出负相关格局;红松、黄檗、蒙古栎和簇毛槭的径向生长在全部尺度上均未检测到显著的空间关联格局。因此,不同树种径向生长的空间自相关特征不同,树种生长特征的空间关联格局具有明显的生境依赖性。     

冰雪灾害对江西九连山常绿阔叶林的影响

以江西九连山国家自然保护区常绿阔叶林为对象,研究林分不同层次优势种受灾程度,分析物种海拔、坡度对受灾程度的影响。结果表明:乔木上层和中层树木以断稍为主,乔木下层树木以断稍和腰折为主,小树和幼树以压弯为主。在平均受损指数MDI(Mean Damage Index)方面,乔木上层米槠MDI值最高,拟赤杨最低; 乔木中层鸭公树MDI值最高,浙江新木姜子最低; 乔木下层米槠MDI值最高,浙江新木姜子最低; 小树米槠MDI值最高,细枝柃最低; 幼树二列叶柃MDI值最高,狗骨柴最低。海拔对不同林分层次树木的部分受损指标有显著影响(P<0.05); 整体上,不同林分层次树木的受损指标在700～760 m海拔生境高于640～700 m海拔生境。不同坡度生境下树木的受损指标均无显著差异(P>0.05)。