红松人工林优势木竞争指数影响因子

在温带湿润气候区东段不同立地条件下的红松人工林内设置面积为600 m~2(20 m×30 m)的70块矩形固定样地。在每个样地内,选取5颗最高且长势较好的优势木作为研究的对象木,用Voronoi图确定优势木相应的竞争木,测定每一块样地内优势木与竞争木之间的距离。采用Hegyi单木竞争指数模型,分析优势木在不同样地水平上的种内竞争强度,探讨林分生长因子、地形因子、土壤养分因子对优势木竞争指数的影响,并对这3类因子与优势木竞争指数进行相应的拟合和相关性分析。结果表明：红松人工林优势木竞争强度随着优势木胸径的增大而变小,并且两者之间的关系服从幂函数;红松优势木的竞争指数与其树高、胸径、冠幅呈极显著的相关关系(P<0.01);坡向、坡位、海拔对竞争指数影响极显著(P<0.01);红松人工林优势木竞争指数的大小与土壤氮磷钾含量均呈极显著的相关关系(P<0.01);pH值对优势木竞争指数的影响不显著。当红松人工林优势木平均胸径达到45cm,优势木平均树高和冠幅大于周围竞争木时,其对周围资源的利用程度增大,林木会发生自然稀疏现象,其所受的竞争压力减小。红松喜光性强,对水分的要求高,...     

红松天然林种内和种间竞争关系的研究

基于穆棱林业局3块红松天然林标准地调查数据,采用竞争区域动态半径的概念确定了林分中有效竞争木,并利用Hegyi竞争指数对红松天然林的种内、种间竞争强度进行了定量分析。研究结果表明：红松的种内和种间竞争强度分别占总竞争强度的18.0%和82.0%,说明红松天然林种内竞争小,主要竞争来自种间。色木、云杉、冷杉林木个体高大,数量较多,在群落中占据一定优势,对红松的竞争压力较大。红松对象木胸径与竞争指数之间呈幂函数关系,随着红松胸径的增大,受到的竞争强度逐渐减小。当红松胸径小于25 cm时,所受到的竞争压力较大;当胸径大于25 cm时,竞争指数较小,并维持稳定。     

地形因素对桤木人工林生长和树干公定容重的影响

本文应用四个地形因子在两个水平下的正交试验设计方法,系统分析了13年生桤木人工林胸径和树高生长以及树干公定容重的变化规律。结果表明,影响桤木人工林胸径和树干公定容重的首要地形因子是坡形,其次是坡向,再者是坡位,而小于45°的坡度影响不显著;影响桤木人工林树高的首要地形因子是坡形,其次是坡位,再者是坡向,小于45°的坡度影响同样不显著。     

木材含水率和地形条件对红松活立木腐朽程度的影响

在森林经营中预防和控制活立木腐朽可以减少大量损失,研究立地条件对活立木腐朽的影响对于腐朽防治具有重要意义.2013年10月,本文使用阻抗仪在小兴安岭带岭林区分别选取30株腐朽和10株健康的成过熟龄红松活立木作为样木,用树木生长锥在样木靠近根部的树干上取2段木芯,测定腐朽木芯失重率,同时对样木根部土壤含水率、所处坡度/坡向/坡位和高程进行测量,对边心材含水率等条件与样木腐朽之间的关系进行相关性和方差分析.结果表明:边材和心材含水率与红松活立木腐朽程度呈显著负相关,土壤含水率与腐朽程度呈显著正相关.样木边心材含水率和立地土壤含水率在腐朽和健康样木中差异显著.在坡面因素中,只有坡位对腐朽程度影响显著,坡中部的腐朽程度显著大于坡上部,这主要与坡中部的土壤含水率显著高于坡上部有关.高程与腐朽程度之间没有显著的相关关系.     

三峡大老岭山地常绿落叶阔叶混交林林隙干扰研究II.林隙干扰的地形格局

根据对三峡大老岭地区山地常绿落叶阔叶林林隙的调查结果,运用多种方法定量分析和检验了5种地形要素对林隙和3类林隙形成木(GM)各方面特征的空间格局的影响。结果反映了地形对林隙时空格局的影响,和不同类型林隙形成木的响应特征：1）林隙干扰随海拔上升、坡度增大、坡位从山脊到沟谷、坡形由凸到凹而加剧;坡向影响的规律不明显。林隙特征对各地形因素梯度有显著的响应,其中扩展林隙面积、林隙高度、GM数量、种数以及平均胸径是反映地形影响的敏感指标。2）GM的平均胸径、最大胸径和扩展林隙面积与海拔显著正相关;GM平均胸径还与坡位正相关;GM数量沿N→S的坡向梯度减少,而随坡度增大及坡形由凹转凸而增加;GM种类沿坡度和坡形梯度有相同的变化趋势。林隙高度（亦即植被高度）随海拔和坡度增大而减小,但随坡位上升而增大。地形要素对林隙高度和GM平均胸径的空间格局的贡献最大,分别达到75.9%和67.0%。3）折干特征的空间格局受海拔和坡位的显著影响;枯立木的分布特征主要受小地形的坡位和坡形控制;影响翻倒木的最根本地形因素是坡度。     

三峡大老岭山地常绿落叶阔叶混交林林隙干扰研究II.林隙干扰的地形格局

 根据对三峡大老岭地区山地常绿落叶阔叶林林隙的调查结果,运用多种方法定量分析和检验了5种地形要素对林隙和3类林隙形成木(GM)各方面特征的空间格局的影响。结果反映了地形对林隙时空格局的影响,和不同类型林隙形成木的响应特征：1）林隙干扰随海拔上升、坡度增大、坡位从山脊到沟谷、坡形由凸到凹而加剧;坡向影响的规律不明显。林隙特征对各地形因素梯度有显著的响应,其中扩展林隙面积、林隙高度、GM数量、种数以及平均胸径是反映地形影响的敏感指标。2）GM的平均胸径、最大胸径和扩展林隙面积与海拔显著正相关;GM平均胸径还与坡位正相关;GM数量沿N→S的坡向梯度减少,而随坡度增大及坡形由凹转凸而增加;GM种类沿坡度和坡形梯度有相同的变化趋势。林隙高度（亦即植被高度）随海拔和坡度增大而减小,但随坡位上升而增大。地形要素对林隙高度和GM平均胸径的空间格局的贡献最大,分别达到75.9%和67.0%。3）折干特征的空间格局受海拔和坡位的显著影响;枯立木的分布特征主要受小地形的坡位和坡形控制;影响翻倒木的最根本地形因素是坡度。     

地形因子对粤北山地森林不同生长型地表植物分布格局的影响

利用典范对应分析(CCA)方法研究了小地形变化对广东省车八岭国家级自然保护区山地常绿阔叶林不同生长型地表植物分布格局的影响.结果表明:坡向、坡度和坡位3个地形因子的综合作用对4种生长型地表植物(蕨类、木质藤本、草本和灌木)的分布格局均有显著影响.其中,坡向对4种生长型地表植物分布格局的影响均显著,坡度对灌木分布格局的影响显著,坡位对4种生长型地表植物分布格局的影响均不显著.从阴坡到半阴坡再到半阳坡,4种生长型地表植物的总个体数均逐渐减小,表明阴性植物在亚热带山地常绿阔叶林地表植物中占优势.大部分灌木属于阴性植物,其丰富度和多样性随坡向的变化趋势与总个体数一致.灌木对坡度的变化较敏感,在缓坡上数量较多.丘陵低山的坡位变化范围不大,对地表植物分布的影响不显著.在林分尺度上,地形因子在水平方向(坡向)上对地表植物分布格局的影响比垂直方向(坡度和坡位)大,反映出坡向是亚热带山地森林中影响水热条件的主要因子.     

地形对森林群落年龄及其空间格局的影响

 地形已被广泛认为是植被环境时空异质性的重要来源,但其对山地森林群落动态的影响及其机理仍不清楚。作者在三峡大老岭选取一块200 m×100 m的常绿落叶阔叶林样地, 在样地植物群落调查的同时,建立了1∶500的数字高程模型,并利用树木年轮数据和分种的胸径 年龄幂函数模型,推算了全部10 m×10 m单元样方的群落年龄。统计了样地群落的年龄结构及其代表种的构成特征,并利用多元回归结合方差分析方法分析了地形和生物因子对群落年龄结构的影响与途径。结果表明：1）幂函数模型很好地拟合了16个树种的胸径-年龄数量关系;2）样地内群落斑块的年龄介于14～179年,平均值在95年左右;3）代表样方群落年龄的树种共有24 个,而前5种即在68.5%的样方中决定群落的年龄;4）回归分析表明群落年龄受到溪流影响指数、坡位、坡度、样方内受干扰木胸面积和树种生长指数等因素的显著影响。显示沟谷地 表径流冲击和表土侵蚀等坡面过程带来的干扰明显影响群落发育过程的空间格局,具有不同生态习性树种的潜在年龄也限制了群落的现实年龄;5）地形主要通过控制地表干扰体系的时空分布和不同物种的选择性分布两方面而对群落动态与年龄产生影响。但由于生态格局自身的复杂性与随机性和分析方法带来的误差,使基于地形的群落年龄格局预测结果还存在较大的不确定性。     

地形因子对森林景观格局多尺度效应分析

以TM影像和野外调查为数据源,3S技术为研究手段,分析了泰山的森林景观结构动态变化以及景观格局沿高程的分异。选择相对高差较大的区域设计了8个地形方位,采用3种由连续样方组成的辐射状样带,在遥感影像上进行信息采集,研究地形对森林景观格局的多尺度效应,分析了不同地形因子对森林景观分异的影响。结果表明,在景观尺度上,地形方位、海拔、山地类型是影响森林景观镶嵌格局的控制因素,坡向、坡度是重要因素,坡形、坡位是不明显因素。以TM影像为信息源,从森林景观分异和梯度分析上,首先要考虑海拔坡向指数、坡形坡位指数和海拔,并立足于地形方位。地形主要因子间存在着稳定的显著正相关,为森林分异多尺度格局提供了较强的综合解释能力。     

黑河上游天然草地蝗虫密度与地形关系的GAM分析

地形差异性导致的环境异质性是小尺度范围内生物空间格局形成与维持的重要机制之一,也是导致物种密度分布差异的前提条件.借助GIS和S-Plus软件,利用广义可加模型(GAM)于2009年7-8月对影响蝗虫分布的地形因子进行了研究,在定量分析黑河上游祁连山区北坡地形特征的基础上,研究了该区域蝗虫密度与地形之间的关系.结果表明:蝗虫密度受地形因子影响的顺序为坡向＞海拔＞坡度＞坡位＞平面曲率＞剖面曲率;蝗虫密度在坡位、平面曲率以及剖面曲率各个梯度上的分布比较均衡,在坡向和坡度梯度上呈二次抛物线分布,在海拔梯度上呈“S”曲线分布;从分布区域上来看,蝗虫主要分布在海拔2550～2650 m区域,坡向上则主要集中在西北坡和西坡,与实际观测情况一致.蝗虫密度与地形因子之间的相互关系及其分布状态反映了地形特征对水热等条件的影响,使蝗虫分布格局呈现多元化和以及破碎化状态.     

利用大面积无人机航拍影像研究松材线虫病病死树林间分布规律

本研究使用固定翼无人机拍摄4 200 ha林地,从中选取了广东省河源市和平县阳明镇、紫金县紫城镇、东源县义合镇共3个样地的3 500 ha林地的航拍影像进行分析,用以探究松材线虫Bursaphelenchus xylophilus病死树的空间分布情况,及不同立地因子对疫情的影响,为松材线虫病监测预报提供解决途径。通过Pix4Dmapper软件对航拍的图像进行拼接生成正射影像图(DOM)等成果,然后使用eCognition(易康)软件对影像成果进行分割、分类和信息提取,最后借助ArcGIS平台进行病死树数量统计并获取方位、坡向、坡度、海拔等立地因子信息。结果表明,松材线虫病死树分布均呈聚集分布。使用双对角线法、平行线法、“Z”字法、五点法等不同抽样方法调查发现,仅五点法所得平均数与总体平均数无明显差异(P<0.05)。松材线虫病死树在不同立地因子下均有差异：主要分布在西坡、南坡和东南坡,西坡最多为25.94%,其次是南坡23.57%;主要分布在半阳坡和阳坡,半阳坡占36.54%,阳坡占34.09%;主要分布在凸坡,但随着疫情的发展,凹坡病死树数量逐渐超过凸坡;主要分布海拔区间在30...     

Allometry and biomass of Korean pine (Pinus koraiensis) in central Korea

Aboveground tree biomass of Korean pine (Pinus koraiensis Sieb. et Zucc.) was determined for a natural forest of Korean pine and mixed deciduous trees and seven age classes of plantation forests in central Korea. Regression analyses of the dry weights of stem wood, stem bark, branches, and needles versus diameter at breast height were used to calculate regression equations of the form of log Y = a + b log X. Biomass of Korean pine in the mixed forest was 118 Mg ha(-1), and biomass in the plantations was linearly related to stand age, ranging from 52.3 Mg ha(-1) in 11 to 20-year-old stands to 317.9 Mg ha(-1) in 71 to 80-year-old stands. The proportions of stem wood and stem bark in the total aboveground biomass decreased with stand age while those of branch and needle increased. Specific leaf area of Korean pine ranging from 35.2 to 52.1 cm2 g(-1) was significantly different among crown positions and needle ages; in general, lower crown position and current needles had the greatest surface area per unit dry weight.     

小兴安岭针叶树种在不同尺度上对环境因子的敏感性分析

 小兴安岭地区是我国重要的林区之一,预测该地区针叶树种的分布,在不同尺度上查找针叶树种分布最敏感的环境因子,是不同层次的林业部 门制定森林恢复和植树造林方针的重要科学依据。该文以坡度、坡向、综合地形指数、海拔、坡位指数、年平均温度和年平均降水量作为环境 因子,利用Logistic回归模型对红松（Pinus koraiensis）、兴安落叶松（Larix gmelinii）、冷杉（Abies nephrolepis）、红皮云杉 （Picea koraiensis)、鱼鳞云杉(P. jezoensis)和樟子松（Pinus sylvestris var. mo ngolica）的分布进行了预测。并且采用相对运行特征 (Relative operating characteristic, ROC）,对模型进行了精度评价。其取值范围为0～1, 如果ROC小于0.7,认为模型具有低精度;如 果大于0.7且小于0.9,则模型具有较好的模拟精度;如果大于0.9,认为模型具有很高的预测精度。对每个树种的模型验证表明只有冷杉的ROC 大于 80%,红松、兴安落叶松和云杉的ROC在70%～80%之间,而樟子松的为67.9%。之后,把预测模型应用到丰林保护区,揭示局域尺度上树种 分布最敏感的环境因子。经过树种分布预测图与环境因子之间的相关分析发现,在区域尺度（整个研究区）上,红松、冷杉、云杉和樟子松对 年降水量最为敏感,而兴安落叶松对坡度最敏感。在局域尺度（丰林保护区）上,红松分布对坡度最敏感,冷杉和云杉对海拔最敏感,兴安落 叶松对坡位最敏感。在不同尺度上,树种最敏感的环境因子的转移,引起了在不同尺度上树种分布类型的变化。红松在区域尺度上聚集分布 （ROC=78.6%）,而在局域尺度上其聚集程度有所减弱（ROC=74.4%）,红松的分布范围增加。在区域尺度上,云杉和冷杉聚集分布,但在局域 尺度上,它们的分布接近随机分布类型（ROC<60%）,它们在丰林保护区内分布面积较大。与以上3个树种相反,兴安落叶松的ROC从71.7%增加 到了82.0%,在区域尺度上聚集分布的兴安落叶松,在局域尺度上更加聚集,其分布范围局限于某个特定环境（谷底）。总的来说,在区域尺度 上,多数树种分布对气候因子最为敏感,在局域尺度上,对地理因子最为敏感。不同树种对不同环境因子的敏感性,揭示了树种空间分布格局 和分异规律。     

Cones structure and seed traits of four species of large‐seeded pines: Adaptation to animal‐mediated dispersal

Seed dispersal selection pressures may cause morphological differences in cone structure and seed traits of large‐seeded pine trees. We investigated the cone, seed, and scale traits of four species of animal‐dispersed pine trees to explore the adaptations of morphological structures to different dispersers. The four focal pines analyzed in this study were Chinese white pine (Pinus armandi), Korean pine (P. koraiensis), Siberian dwarf pine (P. pumila), and Dabieshan white pine (P. dabeshanensis). There are significant differences in the traits of the cones and seeds of these four animal‐dispersed pines. The scales of Korean pine and Siberian dwarf pine are somewhat opened after cone maturity, the seeds are closely combined with scales, and the seed coat and scales are thick. The cones of Chinese white pine and Dabieshan white pine are open after ripening, the seeds fall easily from the cones, and the seed coat and seed scales are relatively thin. The results showed that the cone structure of Chinese white pine is similar to that of Dabieshan white pine, whereas Korean pine and Siberian dwarf pine are significantly different from the other two pines and vary significantly from each other. This suggests that species with similar seed dispersal strategies exhibit similar morphological adaptions. Accordingly, we predicted three possible seed dispersal paradigms for animal‐dispersed pines: the first, as represented by Chinese white pine and Dabieshan white pine, relies upon small forest rodents for seed dispersal; the second, represented by Korean pine, relies primarily on birds and squirrels to disperse the seeds; and the third, represented by Siberian dwarf pine, relies primarily on birds for seed dispersal. Our study highlights the significance of animal seed dispersal in shaping cone morphology, and our predictions provide a theoretical framework for research investigating the coevolution of large‐seeded pines and their seed dispersers.     

生境梯度影响下的天然红松种群空间格局与种内关联

为理清生境梯度下天然红松种群空间分布规律,以黑龙江省凉水国家级自然保护区内自坡底至坡顶的四种生境(生境Ⅰ,谷地平坡潮湿生境;生境Ⅱ,坡下缓坡潮湿生境;生境Ⅲ,坡上斜坡半湿润生境;生境Ⅳ,坡顶陡坡半干旱生境)类型中建群种红松种群为研究对象。分析不同林层(主林层、亚林层、演替层、更新层)红松种群的数量特征,并基于O-ring函数,在重复采样条件下评价了红松种群空间分布格局。结果表明:(1)下坡位生境(生境Ⅰ、Ⅱ)红松更新层种群数量显著大于上坡位(生境Ⅲ、Ⅳ)(P0.05),演替层中差异不显著;自坡底至坡顶的生境梯度上,主林层和亚林层中红松株数比例增加,红松种群年龄结构结构由倒J型向J型转变。(2)下坡位原始红松林更新层和演替层中红松种群聚集规模与聚集强度均高于上坡位,坡顶(生境Ⅳ)原始红松林更新层中红松种群聚集规模与聚集强度高于坡上(生境Ⅲ)。(3)四类生境的原始红松林中主林层与更新层中红松种群总体表现为空间独立,在个别尺度上表现出微弱的空间正关联或负关联;在0—5 m尺度上,下坡位红松林原始林内演替层与主林层红松种群表现为空间负关联,而上坡位生境林分对应林层间空间关系则为空间正关联;四类生境中,亚林层与主林层中红松种群在全部研究尺度上均表现为空间独立。可以认为,造成上坡位生境的原始红松林中幼树、幼苗聚集规模与强度弱于下坡位的原因是上坡位更新与演替层中种群数量较少;而随坡位上升,更现层、演替层与主林层中红松种群间的空间关系由空间负关联向空间正关联转变是生物与非生物因子共同作用的结果。研究结果为阔叶红松林的经营管理与生态修复提供了理论依据。     

立地条件差异对天然东北红豆杉(Taxus cuspidata)种间竞争的影响

立地因子空间梯度特征是影响种间竞争的重要因素。通过研究主要竞争树种及竞争强度随海拔、坡向、坡位和坡度等立地因子变化的规律,揭示不同立地条件对天然东北红豆杉种间竞争的影响,为濒危东北红豆杉种群的保护与恢复提供理论指导。研究结果表明：东北红豆杉的种间竞争压力主要来自紫椴、臭冷杉、色木槭、红松、青楷槭、枫桦、花楷槭等7个树种,主要竞争树种以小径级个体居多。立地因子差异对种间竞争强度和主要竞争树种的排序有明显影响。东北红豆杉在阴坡受到的种间竞争压力是阳坡的3.27倍,主要树种的竞争强度显著高于阳坡,竞争树种的排序发生更迭;随着坡位的提升,东北红豆杉受到的种间竞争压力明显增加,主要竞争种类和强度也发生变化;坡度增加,种间竞争强度增加,主要竞争树种排序发生变化;海拔对种间竞争的影响总体不大,但影响主要竞争树种的竞争强度和排序。     

Airborne LiDAR derived canopy height model reveals a significant difference in radiata pine (Pinus radiata D. Don) heights based on slope and aspect of sites

Key message

Significant relationship between tree height and ALS-derived topography was shown. Taller trees were found on slopes <10° and southerly aspects. Potential value of ALS in forest management applications was defined.

Abstract

Accurate information on tree height distribution can provide a better understanding of forest productivity and biomass estimation. Airborne light detection and ranging remote sensing, also known as airborne laser scanning (ALS), has proven to be an effective tool for deriving tree height information in forests. While tree height has been reported to vary in response to many environmental factors, few researchers have demonstrated the effect of topography on tree height variation using ALS data. This study investigated the relationship between tree height variation and ALS-derived topographic aspect and slope factors within two even-aged radiata pine (Pinus radiata D. Don) plantation sites in Nundle, New South Wales, Australia. A total of 447 trees was sampled from 77 plots in two plantation age classes: 193 trees from a 34-year-old site and 254 trees from a 9-year-old site. ALS height estimates were highly correlated with field heights (R ² = 0.90 and RMSE = 0.66 for 2002 and R ² = 0.87 and RMSE = 1.49 for 1977 sites). ALS-derived slope and aspect metrics were shown to have a significant relationship with height variation across the stands. The slope (P < 0.01) and aspect (P < 0.001) were significant in the mixed linear models. Overall taller trees were found on slopes below 10° and on southerly aspects, while shorter trees dominated steeper slopes (>20°) and on northerly aspects. However, aspect gradient appeared to have more significant effect on tree heights than slope classes. These results were further verified using an additional 2,000 randomly located trees sampled across the plantations. The study demonstrates a significant relationship between tree height variation and ALS-derived ground aspect and slope categories which may have potential benefits for improving current wood resource inventories and future productivity models.     

松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)入侵对马尾松(Pinus massoniana)林分生长的影响及相关生长模型

松材线虫（Bursaphelenchus xylophilus）是一种松树上发生严重的有害生物,它不仅改变了生态系统的结构和功能,而且改变了系统内生物的原有特性和地理分布。松材线虫及其引起的松树萎蔫病已对中国马尾松林（Pinus massoniana）的树木成长产生了巨大影响。基于此,使用＂每木调查法＂和＂样方法＂,对松材线虫入侵后的马尾松林内松树的各项生长指标因子进行了调查分析,其结果表明：自松材线虫1996年入侵所调查地区的松林后,对于受害松树不管是伐倒木（被伐倒）还是倒木（自然倒地）,其对周围马尾松胸径生长的影响是显著的,而对树高生长的影响不显著。最后建立了一系列的灰色和灰色-马尔可夫链数学模型,其预测结果精度高,可用于今后受害和未受害区马尾松林分因子的生长预测。