帽儿山天然次生林内主要木本植物空间格局及更新特点

基于帽儿山次生林1 hm²样地的调查数据,将林分分为幼苗(树高H<30 cm)、幼树(H在30～130 cm或H>130 cm同时胸径DBH<5 cm)、中树(DBH 5～10 cm)、大树(DBH≥10 cm)4个大小级,运用O-ring点格局分析方法,分析帽儿山地区次生林内主要木本植物整体及树种人工补植红松、三大硬阔(水曲柳、胡桃楸、黄菠萝),以及榆树的各大小级空间格局及其关联性,探讨该地区次生林更新演替动向,为该地区森林的可持续经营提供依据.结果表明: 样地内更新幼苗2894株·hm^-2,幼树3337株·hm^-2,林分整体更新情况一般.对林分整体而言,幼苗分别与大树、中树和幼树在0～25 m、0～15 m、0～40 m的空间尺度上呈显著正相关,而在其余尺度上均呈显著负相关;幼树与大树、中树分别在0～15 m、0～25 m空间尺度上呈显著正相关,而在其余尺度上无显著关联;大树与中树则在所有尺度上均无相关性.对林分内优势树种而言,红松大树与幼树在所有尺度上主要呈负相关,而三大硬阔、榆树大树与幼树均以不相关为主.人工补植红松幼树与三大硬阔及榆树的各大小级在研究尺度上表现为以负相关为主,三大硬阔和榆树幼树与其他优势种各大小级只在20 m尺度内呈现负相关;三者两两之间在中树及大树阶段在20 m以上的尺度均不相关.帽儿山天然次生林还处于演替的进程当中,在今后的森林资源管理过程中,应当采取积极的人工干预措施促进林分更新,并适时对不合理的空间格局进行调整.     

凉水自然保护区阔叶红松林林分空间结构特征及其与影响因子关系

根据凉水自然保护区28块典型阔叶红松林样地的5个林分空间结构参数和18个影响因子数据,采用典范对应分析(CCA)方法,对凉水自然保护区阔叶红松林林分空间结构与影响因子间关系进行分析。研究结果表明:(1)研究区域阔叶红松林整体具有较好的林分空间结构,其水平分布格局主要表现为随机分布,树木生长整体处于中庸状态,林木的整体混交程度较高;(2)林分空间结构的CCA排序较好的揭示了该区林分空间结构与影响因子的关系;CCA第一排序轴反映了林龄、坡度、阔叶比和坡向的变化,第二排序轴反映了坡向、土壤有机质和平均胸径的变化,上述6因子的组合是决定林分空间结构特征的主要影响因子;(3)影响林分空间结构的变量中,地形、土壤和林分因子共解释了林分空间结构变化的59.20%,其中纯地形因子占30.68%,纯林分因子占19.01%,纯土壤因子占8.21%,未能解释部分为40.80%。     

大兴安岭天然林不同演替阶段共优势种种群结构与动态

受林火干扰和采伐等因素的影响,大兴安岭原始林逐渐退化为次生林。本研究选择天然白桦纯林(先锋阶段)、天然白桦-兴安落叶松混交林(过渡阶段)和天然兴安落叶松纯林(顶极阶段)3种典型林分,各设置固定样地16块,采用种群年龄和树高结构、静态生命表、生存分析、动态指数及时间序列预测的方法量化分析共优势种(白桦、兴安落叶松)和乔木树种全体的变化规律,为天然兴安落叶松林的恢复和发展提供科学依据。结果表明:各阶段共优势种和乔木树种全体的幼龄数目均较多,种群具有较强的自我更新潜力,随着演替的进行,各龄级白桦株数逐渐减少,兴安落叶松株数逐渐增多。乔木树种全体和白桦在过渡阶段、兴安落叶松在先锋阶段的死亡率和消失率随龄级的增加逐渐升高,存活曲线为Deevey-Ⅰ型,生存分析结果显示,种群前期平稳,中期增长,后期衰退;在其他阶段死亡率呈小幅度波动,存活曲线均为Deevey-Ⅱ型,种群具有前期增长、中期衰退、后期稳定的特点。共优势种和乔木树种全体在3个演替阶段均为增长型,其中先锋阶段白桦、顶极阶段兴安落叶松和乔木树种全体对环境的敏感指数最小。时间序列预测结果表明,各阶段共优势种和乔木树种全体在未来一段时间内均会增长。在森林演替过程中,需加强对幼苗幼树的保护,对盖度大的林分进行疏伐,采取适当的人为措施以确保种群的更新。     

凉水自然保护区阔叶红松林林分空间结构特征及其与影响因子关系简

根据凉水自然保护区28块典型阔叶红松林样地的5个林分空间结构参数和18个影响因子数据,采用典范对应分析（CCA）方法,对凉水自然保护区阔叶红松林林分空间结构与影响因子间关系进行分析。研究结果表明：（1）研究区域阔叶红松林整体具有较好的林分空间结构,其水平分布格局主要表现为随机分布,树木生长整体处于中庸状态,林木的整体混交程度较高;（2）林分空间结构的CCA排序较好的揭示了该区林分空间结构与影响因子的关系;CCA第一排序轴反映了林龄、坡度、阔叶比和坡向的变化,第二排序轴反映了坡向、土壤有机质和平均胸径的变化,上述6因子的组合是决定林分空间结构特征的主要影响因子;（3）影响林分空间结构的变量中,地形、土壤和林分因子共解释了林分空间结构变化的59.20%,其中纯地形因子占30.68%,纯林分因子占19.01%,纯土壤因子占8.21%,未能解释部分为40.80%。     

基于结构方程模型的兴安落叶松天然林更新影响因素

以大兴安岭新林林业局翠岗林场49块兴安落叶松不同蓄积占比的固定样地调查数据为基础,分别从林分非空间结构、林分空间结构、林木多样性、土壤条件和立地条件5个方面37项观测指标,在相关性分析的基础上,构建林分尺度更新密度和更新多样性(包括树高和地径)的结构方程模型,并计算各路径的直接、间接和总影响系数,量化和提取影响大兴安岭地区兴安落叶松天然林更新密度和更新多样性的关键可控因素,为该地区森林的可持续经营提供理论基础和技术依据。结果表明: 对林分更新密度影响最大的潜变量依次为:林分非空间结构(-0.410)>林木多样性(0.380)>土壤条件(0.250)>立地条件(0.249)>林分空间结构(0.197);对林分更新多样性影响最大的潜变量依次为:土壤条件(0.778)>立地条件(0.748)>林分空间结构(0.684)>林分非空间结构(0.287)>林木多样性(0.105)。综合来看,影响更新密度和多样性的共性观测变量主要为:pH值、全钾、树种多样性、树高多样性、角尺度和单位蓄积。在后续经营中,可通过采伐或补植阔叶树种的方式来优化和调整林分的树种组成、多样性、土壤pH值和养分等特征,最终达到促进天然更新的目的。     

帽儿山地区1983—2016年森林景观空间点格局及其关联动态性

研究森林景观空间格局及其动态,对于维持森林生态系统的稳定性以及森林经营方案的制定具有重要意义.基于帽儿山实验林场1983、1993、2004和2016年共4期二类调查数据,利用Programita软件(2010版)中的O-ring统计方法对该林场的森林景观空间格局及其关联性动态进行定量分析.结果表明: 1983—2016年间,区域内软阔混交林所占面积比例均呈下降趋势,天然蒙古栎林景观所占面积比例先增加后降低,而硬阔混交林、落叶松人工林、樟子松人工林所占面积比例呈增加趋势.研究期间,软阔混交林、硬阔混交林、天然蒙古栎林的空间聚集尺度均呈减小趋势,聚集分布的范围由0～7 km缩小到0～3 km,之后随着尺度范围的增大逐渐转变为随机分布或均匀分布;落叶松人工林在较小尺度范围均表现为聚集分布,而随着尺度范围增大表现为随机分布或均匀分布,且均匀分布的尺度范围逐渐增大、随机分布的尺度范围逐渐变小;樟子松人工林聚集分布的尺度虽然也集中在小尺度范围内(0～4 km),但分布范围呈显著增大趋势.总体上,大部分景观类型之间的空间关联性在小尺度范围内呈现负关联性,随着尺度增大逐渐变为无关联性或正关联性;仅少数景观类型间(如1983年落叶松人工林与樟子松人工林)的关联性在小尺度范围内为正关联性,随着尺度范围增大逐渐变为无关联性.1983—2016年间,各景观类型之间的空间关联性动态呈现不同的变化规律,是帽儿山地区各项经营管理措施的综合体现.     

基于激光雷达数据的森林表层土壤有机质空间格局反演

森林土壤是陆地生态系统的主要碳库,其有机质含量是估算碳储量的基础数据,也是评价土壤碳汇功能的重要指标.利用2009年8月采集的凉水自然保护区激光雷达（LiDAR）数据和55块固定样地土壤有机质含量数据,结合偏最小二乘算法,反演森林表层土壤有机质的空间格局,提取并筛选出与土壤有机质分布相关的变量,分析并确定变量（强度、点数、高程、坡度和坡向）值与土壤有机质含量的相关关系,建立土壤有机质含量的预测模型并检验.结果表明： 研究区域表层土壤有机质含量与强度、点数和高程3变量呈极显著相关（r分别为0.765、0.423和0.475）;基于此3变量的预测模型对研究区域表层土壤有机质含量的预测结果可靠（精度83.3%,R²=0.725,RMSE=1.955）.研究区林缘和郁闭度较小林分的表层土壤有机质含量<100 g·kg^-1;大部分区域表层土壤有机质含量为100~150 g·kg^-1,少部分区域为150~318.4 g·kg^-1.     

择伐对紫椴次生林乔木幼苗分布格局及种间关联性的影响

研究张广才岭林区未经人为干扰的(自然恢复次生林)和择伐后20年(择伐经营次生林)的2种紫椴次生林林分的乔木树种幼苗的分布格局及其种间关联性。结果表明: 阳性软阔叶和阴性树种幼苗在自然恢复次生林中重要值分别为7.9和64.5,在择伐经营次生林中为3.9和68.9;自然恢复次生林和择伐经营次生林中乔木树种幼苗的空间分布点格局分别在0～18 m和0～15 m尺度内呈聚集分布。自然恢复次生林中,14～45 m尺度上树种对多呈负相关;而择伐经营次生林中,所有尺度上的树种对多呈无相关性。在择伐经营次生林中,更新层中有57%的紫椴幼苗与其他乔木幼苗的树种对在大尺度上(31～45 m)呈负相关,在自然恢复次生林中该比例大于60%。在择伐经营次生林中,色木槭幼苗与其他乔木幼苗的树种对在更多尺度上(6～45 m)主要呈负相关,自然恢复次生林中的色木槭幼苗与其他乔木幼苗的树种对多在小尺度上(0～5 m)呈正相关,在大尺度上(31～45 m)无相关性。择伐加快了紫椴次生林未来的演替速度,一定程度上使得乔木树种幼苗在更大距离尺度上呈现出随机分布状态,并促使林分中乔木树种幼苗的种间关系更加协调,调整了紫椴种群幼苗种间的空间竞争关系。2个林分均处在演替进程中,在今后的林分管理中,应适当采取人工经营措施以促进林分更新及群落的恢复。     

大兴安岭中部天然次生林种子雨动态

本研究于2018—2019年对大兴安岭中部白桦林、针叶林和针阔混交林3种林型的种子雨落种量进行了动态监测,并对3种林型主要树种的种子雨季节动态、落叶动态、种子雨千粒重、种子雨年际变化和种子雨空间格局进行了分析。结果表明: 各林型中兴安落叶松种子雨和白桦种子雨呈现明显的单峰型分布。针阔树种(落叶松、樟子松、云杉、白桦、山杨)的落叶量呈现出明显的季节动态,各林型落叶量大多在9月中上旬达到高峰。在针阔混交林和针叶林中,处于高峰期的兴安落叶松种子雨千粒重明显大于初始期和末尾期的兴安落叶松种子雨千粒重,3种林型下白桦千粒重在季节上未表现出明显的差异。兴安落叶松和白桦的种子雨均呈现出明显的年际变化,2018年为种子散种量的丰年,2019年为歉年。两年时间内,所有种子雨的空间格局在总体上均表现为聚集分布,种子雨和幼苗幼树在空间分布格局上存在一致性。     

大兴安岭主要森林类型林分空间结构优化模拟

以大兴安岭地区4种主要林型[天然落叶松纯林(LF)、天然白桦纯林(BF)、针阔混交林(CBMF)和针叶混交林(CMF)]的1 hm²固定样地调查数据为基础,选择常用林分空间[混交度(M)、大小比数(U)、角尺度(W)、竞争指数(CI)]和非空间结构参数[林分生长活力(DC)、林木稳定性(DH)],并结合熵值-AHP赋权法,构建单木综合抚育采伐指数(T),运用Excel VBA编制模拟抚育采伐过程;系统比较各林型不同抚育采伐强度(分别为10%、20%和30%)下T值,并确定各林型的最优抚育采伐强度.结果表明:初始状态下,各林型平均W均为0.57,属于典型聚集分布;各林分平均U在0.50～0.51,林木整体生长的优势程度处于典型的中庸状态;各林分平均M整体较低,其中,混交林明显大于纯林;林分内平均CI大于2.0,林木生长竞争压力较大;LF整体稳定性、活力均显著高于其他林分;整体来说,BF的经营迫切性程度显著高于其他林分.从同一林型内相邻抚育采伐强度间的T值增长率来看,LF的最佳抚育采伐强度为30%,其余3种林型的最佳抚育采伐强度均为10%,T值增长率分别为9.7%、7.9%、6.6%和3.9%;而从不同林型下T值大小和郁闭度来看,BF的最佳抚育采伐强度为20%,其余林型的最优抚育采伐强度均为30%,此时T值分别提高了28.9%、16.4%、17.5%和9.2%.抚育采伐后林分整体结构得到不同程度的改善,其中,林分M显著增大,林木水平空间分布格局趋向随机分布,优势树种优势程度增加,样地内林木竞争压力明显减小,DC略有降低,DH得到提升.