小兴安岭阔叶红松混交林林隙特征

对小兴安岭阔叶红松混交林林隙基本特征进行了研究。结果表明:林隙的线状密度为31.78个/km,冠空隙和扩展林隙所占的面积比例分别为15.71%和30.78%;冠空隙的年干扰频率为0.46%,干扰轮回期约为434.8a。冠空隙的大小变化在42.12—372.52m2之间,平均为153.37m2;扩展林隙的大小变化在98.65m2—633.10m2之间,平均为300.44m2。冠空隙和扩展林隙面积分布格局均符合Weibull分布。林隙形成方式主要为干基折断,占总形成木总数的35.29%,其次为掘根风倒,占28.43%。平均每个林隙的形成木为4.98株,由红松、白桦、枫桦、冷杉形成,径级在20—30 cm之间,高度在15—30 m之间。冠空隙的直径与高度比值的相对频率的分布呈单峰型曲线,当比值为0.30—0.45时,出现峰值;而扩展林隙的直径与高度比值的相对频率的分布呈双峰型曲线,当比值分别为0.75—0.90和1.05—1.15时,出现峰值。林隙边缘木胸径级的多度分布和高度级多度分布符合Weibull分布,但不符合正态分布。约13.41%的边缘木未出现偏冠现象,偏冠率在0.5—0.7之间的边缘木占70.49%。     

红松阔叶混交林不同大小林隙小气候特征

利用HOBO自动气象站对小兴安岭红松阔叶混交林不同大小林隙、郁闭林分和空旷地的小气候因子进行了为期一个生长季的测定.结果表明：红松阔叶混交林林隙与对照样地的光照、地面温度和气温的日变化及其在生长季的变化趋势均呈单峰型曲线.林隙和对照样地空气相对湿度的日变化均为早晨和傍晚较高,正午较低,呈高-低-高的变化趋势;生长季内呈单峰型曲线,其中郁闭林分相对湿度最大,其次为小、中、大3个林隙,空旷地最小.林隙和对照样地降水量及降雨次数随林冠层郁闭程度的增加呈递减趋势,大林隙降雨量约为小林隙的1.4倍.在生长季内,空旷地、大、中和小林隙以及郁闭林分最大风速分别为3.34、2.97、2.87、2.41和1.84 m·s^-1.     

阔叶红松混交林林隙大小和林隙内位置对小气候的影响

在阔叶红松混交林的大、中、小林隙的中心和通过林隙中心的南、北、东、西冠空隙边缘共5个观测点安装HOBO自动气象站,测定2010年6-9月的气温、相对湿度、光量子通量密度(PPFD)以及林隙中心的总辐射和降水量,并在郁闭林分和空旷地设对照,分析了不同大小林隙之间以及林隙中心与林隙边缘之间小气候的差异及其随时间的动态变化,比较了晴天和阴天对林隙小气候因子日变化的影响.结果表明:PPFD依照大林隙、中林隙和小林隙的次序依次降低;对于同一林隙,林隙中心的PPFD大于边缘处;林隙中心的月均气温和月均总辐射均为7月＞6月＞8月＞9月,并按照空旷地、大林隙、中林隙、小林隙和郁闭林分的次序依次递减;月均相对湿度为8月＞7月＞9月＞6月,并按照郁闭林分、小林隙、中林隙、大林隙和空旷地的次序依次递减;不同大小林隙和空旷地观测期间降水总量和各月降水量基本上按照空旷地、大林隙、中林隙和小林隙的次序依次减少.晴天,大林隙PPFD、气温和相对湿度的变化幅度大于小林隙,阴天则相反.     

红松阔叶混交林不同大小林隙内丘坑复合体微气候动态变化

2012年5月,在小兴安岭凉水国家级自然保护区阔叶红松混交林2.55 hm²的固定样地内,调查了由掘根风倒形成的38对丘坑复合体所处的7个小林隙、5个中林隙和3个大林隙以及7个郁闭林分的基本状况.于2012年6—9月,每月选定6个典型晴天,测定处于大林隙、中林隙和小林隙以及郁闭林分内每个丘坑复合体不同微立地(坑底、坑壁、丘顶、丘面及完整立地)的土壤温度、土壤含水量和空气相对湿度.结果表明: 6—9月,丘顶的土壤温度平均值最大,坑底最小;坑底土壤含水量和空气相对湿度的平均值最大,丘顶最小.上述指标在大多数微立地之间差异显著.6—9月,位于不同大小林隙和郁闭林分的丘坑复合体土壤温度总平均值依次为:大林隙>中林隙>小林隙>郁闭林分;各月份土壤水分大小次序并不一致;6月、8月和9月丘坑复合体各个微立地月均空气相对湿度大小顺序均为郁闭林分>小林隙>中林隙>大林隙,7月的排列次序有所不同.上述指标在不同大小林隙及郁闭林分内丘坑复合体大多数微立地之间差异显著.不同大小林隙和郁闭林分内丘坑复合体各微立地月均土壤温度和空气相对湿度均为7月最大,9月最小;除完整立地6月月均土壤含水量最大以外,其余微立地均为7月最大,9月最小.丘坑复合体微气候的变化主要受林隙大小、微立地和时间等的影响.     

阔叶红松混交林林隙内丘坑复合体特征及分布格局

对小兴安岭凉水国家级自然保护区红松阔叶混交林不同大小林隙及郁闭林分内丘坑复合体特征及分布格局进行了对比和分析.结果表明： 大、中、小林隙及郁闭林分中丘坑复合体的丘宽、丘高、丘厚均大于与之对应的坑宽、坑长、坑深.大林隙内丘坑复合体的丘宽、丘高、丘厚、坑宽、坑长、坑深均最大,分别为2.85、0.37、2.00、2.99、2.10、0.39 m;郁闭林分均最小,分别为2.35、0.19、1.60、2.66、1.65、0.21 m.丘的平均体积（1.66 m³）均大于坑的（1.44 m³）.同一大小林隙内绝大多数丘坑复合体之间的特征值差异显著,而郁闭林分内绝大多数丘坑复合体之间的特征值差异不显著.不同大小林隙及郁闭林分丘坑复合体之间的特征值大多差异显著.2012年样地内丘坑复合体大多数特征值显著小于2011年.89.5%和60.5%的丘坑复合体类型为铰链式,形状为半椭圆状,丘坑复合体的分布格局为相对集中.     

红松阔叶混交林林隙大小对土壤水分空间异质性的影响

2011年8-10月采用嵌套的网格化方法布点,利用土壤时域反射仪连续测定了小兴安岭阔叶红松混交林不同大小林隙内不同深度的土壤水分,并根据地统计学原理与方法分析其空间异质性.结果表明:研究区中林隙的土壤含水量最丰富,其次是大林隙和小林隙;大林隙空间样点的土壤水分极差最大,其次是中林隙和小林隙;大、中、小林隙各深度土壤含水量的块金值分别为0.001～0.404、0.001 ～0.273、0.001 ～0.261.随机部分引起的土壤水分异质性和系统总的空间异质性程度依次为大林隙＞中林隙＞小林隙.中林隙土壤水分的空间分布格局最复杂,大林隙土壤水分格局变异的空间依赖性最强;中林隙高等级土壤水分斑块(土壤含水量为50％～60％)占据的面积最大,其次是大林隙,小林隙没有最高等级斑块的分布.对于相同月份、相同深度的土壤含水量,小林隙等级分布最简单,大林隙和中林隙则相对复杂;土壤含水量最大值随着林隙的增大而增大.     

红松阔叶混交林林隙土壤水分分布格局的地统计学分析

以小兴安岭原始红松阔叶混交林林隙为研究对象,采用网格法布点,通过对生长季内林隙各样点土壤含水量的连续观测,利用基本统计学和地统计学的方法分析并揭示了林隙土壤含水量的时空分布格局,旨在为红松阔叶混交林的可持续经营提供基础数据和理论参考。结果表明:林隙土壤含水量不仅存在明显的空间异质性,而且空间异质性的强度、尺度和空间结构组成随时间而改变。浅层土壤水分空间异质性大于深层,林隙0—7.6 cm、0—12 cm和0—20 cm土壤含水量大小顺序均为9月>7月>8月>6月。林隙、郁闭林分和空旷地土壤含水量大小顺序均为0—7.6 cm>0—12 cm>0—20 cm。生长季内6月土壤含水量不同空间样点极差最大,各月变异都属于中等变异程度;基台值和变程大小顺序同样为0—7.6 cm>0—12 cm>0—20 cm;林隙月平均土壤含水量斑块连接度高,形状复杂,0—7.6 cm、0—12 cm和0—20 cm平均土壤含水量最大值均分布在林隙中心及其附近,最小值分布位置不固定;生长季内土壤含水量及其变化程度均为空旷地最大,林隙次之,郁闭林分最小。     

红松阔叶混交林林隙大小及光照对草本植物的影响

在小兴安岭红松阔叶混交林中选取的6个林隙内,以每个林隙中心为起点,沿东西和南北两个方向,每隔2 m平行布置1个1 m×l m的固定样方.2011年6月和9月利用估测法测定样方内不同高度等级草本植物的覆盖度和多度,记载样方内基质特征.6-9月每月选择阴天,利用冠层分析仪拍摄鱼眼照片,用Gap Light Analyzer 2.0软件计算相对光强.分析不同林隙间相对光强、草本植物覆盖度和丰富度的差异,以及各物种覆盖度与直射光、漫射光和基质的关系.结果表明:开阔区和林冠下的大林隙相对光强均大于小林隙,而且从林隙中心到林隙边缘的漫射光、直射光变化范围也大于小林隙;不同区域大、小林隙到达地面的直射光大小顺序为北部大于南部;在Z1～Z4区域内,大林隙的草本植物覆盖度和丰富度均大于小林隙,其中大、小林隙物种丰富度之间的差异达到了显著水平.另外,大多数草本植物覆盖度与漫射光和基质之间显著相关,只有少数草本植物覆盖度与直射光呈相关关系.     

小兴安岭红松阔叶混交林林隙土壤温度的时空分布格局

采用网格法和十字样线法布设样点,在各样点安置地面温度表和曲管地温表,于2006年5—9月,测定了小兴安岭红松阔叶混交林林隙地表温度、地表最低和最高温度以及浅层（5、10、15和20 cm）土壤温度,分析了该区林隙土壤温度的时空分布格局.结果表明：研究区林隙地表温度的高值区均未出现在林隙中心,其出现位置具有明显的日变化规律,出现次序依次为林隙的西北侧、北侧和东侧;在地表温度的高值区域内,最高温度由高到低的时间排序为14:00、12:00、10:00和16:00,其他时间林隙地表温度的分布较均匀;不同月份研究区林隙地表温度空间分布的复杂程度及斑块等级有所不同;各月林隙地表温度的高值区均位于林隙西北侧和东侧,呈不对称分布;树木生长季初期（5月）和末期（9月）,研究区林隙地表温度平均日较差较大,而树木生长旺季（6—8月）却相对较小;东西方向上各观测点5、10、15和20 cm土壤温度呈双峰型日变化规律,南北方向上呈不明显的单峰型日变化趋势;各月在东西方向上的土壤温度呈双峰型变化趋势,南北方向上除5月呈随机变化以外,其余月份均呈单峰型变化趋势.     

阔叶红松混交林林隙大小和掘根微立地对小气候的影响

在小兴安岭阔叶红松混交林2.55 hm²样地内,选取由掘根倒木形成且具有坑和丘微立地的3个代表性林隙,并以空旷地和郁闭林分为对照,利用多通道HOBO自动气象站于2011年7-9月测定了不同大小林隙中心和丘顶部的光合有效辐射(PAR)、气温、相对湿度以及林隙中心的总辐射和降水量,比较了不同月份不同大小林隙中心和丘顶部微气候因子的差异,分析了不同大小林隙中心微气候因子的月变化以及不同大小林隙在典型天气条件下林隙中心和丘顶部微气候因子的日变化.结果表明: 3个不同大小林隙的月均PAR和月均气温排序是大林隙>中林隙>小林隙,月均相对湿度排序是小林隙>中林隙>大林隙;同一林隙中,丘顶部月均PAR和月均气温大于林隙中心,月均相对湿度为林隙中心>丘顶部;不同大小林隙和对照月均总辐射与月均气温均为7月>8月>9月,空旷地>大林隙>中林隙>小林隙>郁闭林分,月均相对湿度为郁闭林分>小林隙>中林隙>大林隙>空旷地.郁闭林分与各林隙以及与空旷地之间的月均相对湿度差异均显著;7-9月总降水量按照空旷地、大林隙、中林隙、小林隙、郁闭林分的次序依次递减;无论晴天与阴天,丘顶部日均PAR和日均气温都大于林隙中心,日均相对湿度则相反;无论丘顶部还是林隙中心,晴天日均PAR和日均气温都大于阴天,日均相对湿度则为阴天>晴天.     

长白山红松阔叶混交林森林天然更新条件的研究

研究长白山红松阔叶混交林森林天然更新的变化规律及其条件,红松阔叶混交林是长白山主要的森林类型,保存不多,对于研究以前森林经营有重要意义。研究的目的在于揭示红松天然更新规律及其与森林组成结构的关系。研究结果表明,红松阔叶混交林天然更新与森林群落类型,海拔,森林植物条件及人类活动等干扰极大关系,一般在陡坡或山脊上胡枝子作树红松林中,那里林冠郁闭度达到80％－90％或更大,林分中红松组成也更大,红松天然更新良好。每公顷有红松幼苗和小幼树万株以上,但是在郁闭的红松林冠下,很少能长大。在大部分的阔叶红松混次林中,除了林冠比较郁闭的地方外,针叶树包括红松在内的天然更新通常稀少,每公顷仅有幼苗幼树数千株,其中大部是阔叶树,随着海拔上升到一定范围,在更新中云冷杉的成分增加,老择伐迹地由于林下植被密,常常缺乏更新。74．2％耐荫树种的幼苗幼树是在林冠下观查到,它们70％以上分布于离立木2．5 m以内,这正好等于林木平均冠幅的半径,所以,红松和耐荫树种幼苗的更新最好是在郁闭的林分下。     

天然阔叶混交林-人工红松幼龄林交错区地表甲虫多样性

为明确天然林及其毗邻退耕还林地的地表甲虫群落结构及多样性特征,验证交错区边缘效应是否存在及其强弱,确定人工林在保护生物多样性方面的作用,为森林近自然经营提供指导。在2017—2018年的4—9月,以天然阔叶混交林(简称“阔叶混交林”)及其毗邻人工红松幼龄林(简称“红松人工林”)交界处为中心,向两侧延伸120m,并每隔30m设置1个样点,交错区为中心处样点及30m处样点,共设置3条样带,采用巴氏罐诱捕法持续诱捕地表甲虫。共采集地表甲虫6990头,隶属于30科124属178种,其中,阔叶混交林113种,交错区125种,红松人工林134种,3种生境共有物种79种。Hill多样性指数表明,3种生境的物种数、常见物种数和优势物种数均表现为红松人工林>交错区>阔叶混交林。步甲科Carabidae和花金龟科Cetoniidae个体数与物种数在不同生境中均差异显著(P<0.05),埋葬甲科Silphidae个体数在不同生境中差异显著(P<0.05),在同一生境内不同优势科个体数与物种数均差异显著(P<0.05)。达乌里干葬甲Aclypea daurica、沟步甲Carabus canaliculatus、黑圆嗡蜣螂Onthophagus ater、黑斑锥胸叩甲Ampedus sanguinolentus、圆角梨须步甲Synuchus orbicollis个体数在不同生境中差异显著(P<0.05)。Margalef指数和Shannon指数表现为红松人工林显著高于阔叶混交林(P<0.05)。置换多元方差分析和非度量多维尺度分析结果表明,3种生境群落结构间差异显著(P<0.05),相似性百分比结果表明,阔叶混交林和红松人工林平均相异度最高,其次为红松人工林和交错区,阔叶混交林和交错区最低,贡献大于0.01物种分别解释其48.18%、43.16%、39.64%的异质性。Jaccard相似性系数表明3种生境间地表甲虫物种组成均为中等相似。边缘效应指数表明研究区地表甲虫表现出较弱的正效应。天然阔叶混交林-人工红松幼龄林交错区内不同生境群落结构存在异质性,红松人工林地表甲虫多样性方面接近于阔叶混交林,说明人工经营林分可具有良好的生态效益,但群落组成上的差异表明红松人工林无法取代阔叶混交林。     

长白山阔叶红松林乔木幼苗组成及多度格局的影响因素

以长白山原始阔叶红松林样地为平台,以样方中胸径小于1 cm的乔木幼苗为研究对象,基于2018年两次的幼苗调查数据,利用广义线性混合模型分析影响群落乔木幼苗多度的生物邻体和生境因素。结果表明:该样地所有幼苗样方共调查到10064株乔木幼苗,累计17个物种,分属9科9属,水曲柳幼苗多度极高,在乔木树种幼苗中占优势地位;在群落水平,幼苗多度与异种大树效应、草本密度和林冠开阔度呈显著正相关,与草本盖度和土壤含水量呈显著负相关;在物种水平,水曲柳和紫椴幼苗多度的影响因素与群落水平筛选后的结果一致,红松幼苗多度与异种大树效应呈正相关,与同种大树效应及林冠开阔度呈负相关。该研究证实了生物邻体和生境因素共同影响幼苗多度格局,并且生物邻体和生境因素的相对重要性随幼苗物种种类不同而变化。     

伊春地区红松和红皮云杉径向生长对气候变化的响应

树木生长-气候关系对准确评估气候变化对森林生态系统影响、预测森林生产力与植被动态及揭示树木对气候变化的响适应策略至关重要。在全球变暖背景下,升温可能会对树木的生长产生影响,从而改变区域森林生态系统的生产力或碳储量。本研究利用生长-气候响应函数、滑动相关分析等树木年轮学方法,探讨伊春地区阔叶红松林内红松和红皮云杉径向生长的主要限制因子及两者径向生长对快速升温(1980年后)响应的异同。结果表明:1980年前红松径向生长有明显加速的趋势,红皮云杉上升趋势较弱;而1980年后红松径向生长趋势显著下降,红皮云杉则下降不明显。红皮云杉径向生长与上一年9月及当年6月平均气温显著负相关,而红松径向生长与上一年12月及当年1月、4月和6月最低气温显著正相关。1980年快速升温后,高温对两树种生长的抑制作用增强,尤其是红松。生长季末(9月)降水对红松和红皮云杉的限制作用由升温前的负相关转变为升温后的显著正相关。温度是限制红松和红皮云杉径向生长的主要气候因子,降水影响相对较弱;其中红松径向生长对气候变化的响应比红皮云杉更敏感。快速升温后,红松和红皮云杉生长-气候关系的变化可能与升温导致的暖干旱化有关。若气...     

间伐对红松吸收根功能性状的影响

吸收根是植物吸收养分的重要器官,其功能性状能够反映植物地下资源获取策略。尽管间伐作为重要的经营管理措施得到关注,但其对根系功能性状的影响缺乏深入研究,不利于对植物地下资源获取策略的全面了解。为探究间伐对红松吸收根功能性状的影响,并能否改变红松资源获取策略,以我国长白山林区经过间伐与未间伐红松(Pinus koraiensis)-青杨(Populus cathayana)混交林内的红松为研究对象,测定并分析其吸收根解剖结构、形态特征与化学性状功能性状,通过主成分分析探究功能性状间的联系。结果表明:(1)解剖结构方面,间伐显著增加1-3级吸收根皮层厚度,分别增加68.1%、30.5%、241.1%,显著增加1-3级根皮层厚度与中柱半径比,分别增加69.0%、52.0%与252.1%,并减小2、3级根的中柱直径,分别减小13.2%与24.2%。(2)形态特征方面,间伐对吸收根的根直径、比根长、比根面积、根组织密度无显著影响。(3)化学性状方面,间伐显著增加1-3级根的氮含量,分别增加24.4%、28.3%与29.6%,并减小1-3级根的碳氮比,分别减少17.0%、20.2%与22.2%, 但对根碳含量无显著影响。(4)主成分分析表明,吸收根存在机会主义觅食策略与保守主义觅食策略之间的权衡,机会主义觅食策略根系能够对外界资源变化快速做出反应,保守主义觅食策略根系具有较强的竞争能力,而间伐处理下的红松吸收根偏向机会主义觅食策略,对照处理下的红松吸收根偏向保守主义觅食策略。综上,间伐显著影响红松吸收根解剖结构与化学性状,提高养分吸收能力并使地下资源获取策略偏向机会主义策略,这可能是由于间伐改善林内环境,根系需要为红松快速生长提供养分支持导致。研究结果能够为红松阔叶混交林的经营管理与生产力提高提供科学依据,并为进一步探究植物地下资源获取策略对外界因素的响应与调节机制提供理论依据。     

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,...     

林窗对格氏栲天然林更新层物种生态位的影响

采用改进更新生态位宽度和更新生态位重叠模型分析林窗干扰对福建三明市格氏栲天然林更新层物种生态位的影响.结果表明:林窗中格氏栲更新生态宽度值大于林下,林窗在促进格氏栲更新过程中具有重要作用.林窗和林下更新生态位宽度最大的为桂北木姜子,其与格氏栲更新生态位重叠值也较大.林窗中的格氏栲与其它物种更新生态位重叠值低于0.6,林窗微生境的异质性导致格氏栲与其它树种间对资源的利用存在明显的共享趋势,促进了物种间共存.林下的格氏栲与木荷、木荚红豆和短尾越桔的更新生态位重叠值均高于0.6,格氏栲与这些物种相互争夺资源与空间,种间竞争较强.格氏栲天然林未来树种组成中,主要由桂北木姜子、木荷、矩圆叶鼠刺与格氏栲等组成的混交群落,整个群落正向物种组成多样化的方向演变.