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 I．林隙基本特征

为探讨我国亚热带山地常绿落叶阔叶混交林的林隙干扰特征,对三峡大老岭地区这一植被类型进行调查,分析了植被中林隙的数量、类型及成因;林隙形成木（GM）的类型、数量、物种构成和径级结构,以及林隙和GM的多尺度空间格局特征。结果表明1）林隙密度为11.7个*hm-2;冠林隙和扩展林隙分别占森林面积的11.09%和27.06%。平均每个林窗的形成木为4.5株;单株GM形成的林隙只占17.46%,其中翻倒木集群性最强。对林隙形成的贡献大小次序是翻倒木>折干>枯立>折枝。2）林隙成因方面冬雪和春、秋冻雨的影响最大;病害影响其次;树木间的牵连和撞击扩大了林隙的范围;陡峭的地形增大林隙形成的机率;干旱的影响很小。3）68种GM主要是森林建群种;常绿树种形成林隙的平均机率高于落叶种。4）GM的胸径结构表明本地森林林隙干扰十分频繁。     

三峡大老岭地区山地常绿落叶阔叶混交林林隙干扰研究 I. 林隙基本特征

 为探讨我国亚热带山地常绿落叶阔叶混交林的林隙干扰特征,对三峡大老岭地区这一植被类型进行调查,分析了植被中林隙的数量、类型及成因;林隙形成木(GM)的类型、数量、物种构成和径级结构,以及林隙和GM的多尺度空间格局特征。结果表明：1)林隙密度为11.7个·hm-2;冠林隙和扩展林隙分别占森林面积的11.09％和27.06％。平均每个林窗的形成木为4.5株;单株GM形成的林隙只占17.46％,其中翻倒木集群性最强。对林隙形成的贡献大小次序是：翻倒木>折干>枯立>折枝。2)林隙成因方面：冬雪和春、秋冻雨的影响最大     

山地常绿落叶阔叶混交林种子雨的地形格局

种子雨是森林群落更新繁殖体的主要来源。而地形对植被空间格局异质性的影响机制之一 ,就是作用于种子雨的空间分布。为了在亚热带山地常绿落叶阔叶混交林群落中检验这一假设 ,在湖北宜昌市大老岭国家森林公园内、海拔 130 0～ 14 95 m之间的一片天然次生林内进行野外比较观测实验。选择 10个不同的地形部位 ,在每一点设置重复 (5个 )的种子雨收集器 ,在种子雨期间定期收集并记录种子雨的种类及数量。 2 0 0 1、2 0 0 2年的观测数据分析表明 :(1)种子雨密度和物种丰富度在不同地形坡位、坡形上差异显著 ,都沿山脊 -山坡 -山谷梯度和凸坡 -平坡 -凹坡梯度而减小 ;(2 )种子雨的密度和物种丰富度受坡向和坡度的影响不显著 ;(3)种子雨和乔木层物种构成的相似性与坡位和坡形呈显著的正相关 ;与坡度呈不显著的负相关 ,与坡向值间存在非线性关系 ;(4 )地形影响种子雨扩散的可能机制包括 ,影响不同种类母树的分布及其密度格局 ,影响不同坡位或坡形上分布的母树种子生产的强度和节律 ,影响风力的方向和大小的分布 ,从而形成水平方向种子流的源 -汇分化。     

卧龙自然保护区林隙干扰特征

 林隙干扰对森林的结构和多样性的维持具有重要意义。对五一棚周围林隙干扰格局和林隙特征进行了3条样线调查,样线总长度为4.4 km。结果表明：1)本区以小型林隙干扰为主,林隙平均密度为12.5个•km-1,林隙的分布格局在阳坡和山脊为集聚分布,阴坡近均匀分布;林隙形成木以针叶树为主,岷江冷杉(Abies faxoniana)、铁杉(Tsuga chinensis)和糙皮桦(Betula utilis)在形成木的数量和径级组成上均居前列。2)林隙形成木的腐烂等级分布揭示出林隙形成木的形成方式和种类组成均随时间变化。表现为针叶树组形成木对林隙的贡献随时间降低,阔叶树组反之;砍伐和倒木是早期林隙形成的主要方式,而枯立和折干是近期林隙形成的主要方式。3)林隙木形成方式关联度分析结果为砍伐与倒木、折干与倒木之间存在显著负关联,林隙其它各形成方式之间的关联不显著,但砍伐与其它形成方式的负联结系数均较高。     

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.     

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%。     

长白山暗针叶林林隙一般特征及干扰状况

对长白山暗针叶林林隙一般特征和干扰状况进行了研究。结果表明：长白山暗针叶林林隙的线状密度为２１．１５个／ｋｍ,扩展林隙所占的面积比例为２９．４５％,冠空隙所占的面积比例为１５．８１％;冠空隙的年干扰频率为０．２４％,干扰轮回期为４１６．７ａ左右;冠空隙的大小变化在１７．９—３４０．３ｍ＾２之间,＜１００ｍ＾２的冠空隙个数较多,冠空隙的平均面积为９３．６０ｍ＾２;扩展林隙的大小变化在４３．６—４８２．３ｍ＾２之间,５０一２００ｍ＾２之间的扩展林隙个数较多,扩展林隙的平均面积为１７４．３４ｍ＾２;暗针叶林林隙形成的主要方式是风倒;在长白山暗针叶林中,大多数林隙是由２—６株形成木形成,其中由３株形成木形成的林隙员多,单株或７株以上形成木形成的林隙数量很少;在暗针叶林中,１０一４０ａ前这段时间形成的林隙较多,特别是２０一３０ａ期间形成的林隙员多。其它阶段形成的林隙较少;暗针叶林的林隙大多是由臭冷杉、落叶松和鱼鳞云杉形成。径级在１０一３０ｃｍ之间,高度在２５—３０ｍ之间的主林层树木形成林隙的可能性最大。暗针叶林林分组成、林隙干扰方式和程度随海拔高度的变化而变化。     

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.     

卧龙自然保护区针阔混交林林隙更新规律

卧龙自然保护区五一棚大熊猫野外观测站周围的针阔混交林由于历史原因破坏严重,长期以来自然恢复较差。为调查该区林隙更新的现状及其影响因素,作者采用林隙样线调查方法研究了该区针阔混交林林隙更新规律。结果显示,历史上的自然干扰与人为干扰共同影响着该区林隙更新的格局和特征,林隙天然更新受环境因素制约,更新规律表现为:更新幼苗的种类较形成木的种类丰富,更新乔木幼苗的优势度排序与形成木不同;林隙主要树种的更新受各类环境因子的影响而存在差异,桦木(Betula spp.)更新受地形影响较大,岷江冷杉(Abies faxoniana)受土壤因素影响显著,杜鹃(Rhododendron spp.)更新则受地形因子和林隙形成木的特征影响显著;更新物种的多样性指数均表现出受土壤因子的影响显著。由此推测,林隙大小并非影响该区林隙更新的关键因素,而土壤因素可能是制约优势树种天然更新和更新物种多样性的重要原因之一。     

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.     

七姊妹山常绿落叶阔叶混交林物种多样性格局及其环境解释

依托七姊妹山自然保护区6 hm²森林动态监测样地研究平台,基于样地和物种基本信息数据,采用多元回归树和冗余分析研究方法,探讨地形因子对生境的塑造作用及物种分布特征,分析不同群丛类型下物种多样性的变化规律。结果表明：(1)依据“1 SE”规则,4次分割依次以海拔(1 453 m)、坡度(23.13°)、海拔(1 398 m)、凹凸度(4.094)为分界点可将150个样地分为5个群丛。(2)冗余分析表明地形因子对物种分布解释量为0.077 6,解释率为16.36%,各环境因子对物种分布的解释力度依次为：海拔>坡度>凹凸度;坡向与物种的分布无显著相关性。(3)5个群丛中立木密度与胸高截面积最高的均为群丛5(527.4株/400 m²;3.495 cm²/株),立木密度与平均胸高截面积最低为群丛4(225.4株/400 m²;3.057 cm²/株)。(4)5个群丛中Shannon Winener丰富度指数与Simpson优势度指数最高的均为群丛2,最低的为群丛5,物种多样性尺度效应明显;Pielou均匀度指数最高为群丛4,最低为群丛5。(5)两两群丛间Jaccard相似性系数最低为群丛1 群丛2(0.331),最高的为群丛4 群丛5(0.645),海拔对β多样性格局影响较大。研究认为,七姊妹山自然保护区6 hm²样地地形因子对该区域生境的塑造具有一定作用,海拔、坡度、凹凸度组成的“环境筛”影响了该区域的物种分布及多样性格局。     

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.     

喀斯特常绿落叶阔叶混交林粗木质残体的空间分布格局

粗木质残体(coarse woody debris,CWD)是森林生态系统中重要的结构性和功能性组成要素,是维护系统完整性和稳定性的关键。对CWD空间格局的研究将有助于深入探索种群格局的形成和森林生态系统的维持机制。采用g(r)函数对茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林1.28 hm~2固定样地内不同径级、不同腐烂等级、不同存在形式的CWD的空间分布格局及空间关联性进行了研究。结果表明:1)在40 m的空间尺度内,CWD总体在0—12 m尺度上表现为集群分布,随着尺度的增加格局强度降低,趋于随机分布,剔除生境异质性后,格局尺度降低至7 m。2)CWD径级格局表现为:小径级中径级大径级。拔根倒和干中折断在整个研究尺度上为随机分布,其他不同径级、不同腐烂等级、不同存在形式的CWD均在小规模尺度(2—8 m)表现为集群分布,随着尺度的增加聚集强度急剧变小,趋于随机分布或均匀分布。3)除了干中折断与树段之间、大径级与小径级之间的CWD在空间上相互独立,其他不同径级、不同腐烂等级或不同存在形式的CWD之间均在小规模尺度(2—8 m)上表现为显著的正相关,随着尺度的增加空间关联性降低。喀斯特常绿落叶阔叶混交林CWD的分布格局可能是在小尺度内由密度制约、在大尺度内由生境过滤和个体自然衰老等生态学过程所形成,大径级对临近的小径级、先死亡对后死亡、站杆对倒下的个体具有一定的正向影响作用,在一定程度上揭示了该林型天然更新的作用和机制。     

小兴安岭谷地云冷杉林主要种群及林隙形成木的空间格局

调查了小兴安岭谷地云冷杉林1.5 hm²(100 m×150 m)固定样地内的物种组成和径级结构,用点格局方法分析样地内主要种群的空间格局和空间关联性以及林隙形成木的空间格局.结果表明： 样地内胸径≥2 cm的乔木有13种,种群密度差异大,重要值在前4位的为臭冷杉、红皮云杉、白桦和花楷槭.种群的径级结构近似倒“J”形.臭冷杉和红皮云杉空间分布相似,随空间尺度的变化趋势为聚集 随机 均匀分布.白桦在≤40 m尺度为聚集分布,>40 m尺度变为随机分布,而花楷槭在整个研究尺度上均为聚集分布.除白桦和花楷槭两者间在整个研究尺度上均为负相关以外,其余种群间均为小尺度上正相关、大尺度上负相关.臭冷杉和白桦种群间正相关的显著性强,其他种群间正相关性普遍较弱.样地内林隙形成木的空间格局表现为中小尺度聚集分布,随尺度增大趋于随机分布.掘根形成的林隙形成木的空间点格局呈单峰型分布,随机、聚集和均匀3种分布均有出现.折干形成的林隙形成木的空间点格局分布整体波动不大,小尺度上在随机和聚集分布间交替出现,到大尺度则归于随机分布.两者间的空间关联性分析表明,≤32 m尺度为显著正相关,>32 m尺度为不显著的负相关.     

三峡大老岭地区主要木本植物分布的地形格局

基于对三峡大老岭地区山地森林群落的深入调查,选择样方乔本层重要值大于１．００的１９０种木本植物,依次根据生活型和植物在群落中的地位分成常绿针叶树种,常绿阔叶树种、落叶阔叶的建群树种、伴生种和珍稀树种共６组,采用ＤＣＣＡ排序分析各组植物种在复合地形梯度上的空间格局特征;然后分别统计常绿或落叶的乔木或藻木４组物种沿具体海拔高度的整体分布特征,研究反映了６个生态种组之间在山地地形上鲜明的格局差异,并显示     

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。     

瓦屋山中亚热带湿性常绿阔叶林的林窗形成特征

调查了瓦屋山原生和次生的中亚热带性常绿阔叶林的林窗形成特征,并对林窗形成特征,林窗制造者的死亡方式和原因进行了探讨,结果表明,次生常绿阔叶林林窗面积均＜10m^2,1hm^2仅9个,林下更新不明显,原生林林窗密度为1hm^215个,＜40m^2的林窗占56％,＞100m^2的林窗只有4个,林窗平均面积59m^2,扩展林窗平均面积105m^2,林窗和扩展林窗总面积占被调查林分的比例分别为11．1％和19．8％,林窗大小分布表现出负指数分布,即小林窗多,大林窗少,林窗形状的变异较大,大多数因边界木的多少而成不规则的多边形,大多数林窗是多个林木死亡事件的结果,因而大多数林窗有两个或两个以上的林窗制造者,各林窗年龄大多数在10a以上,最近形成的林窗极少,估计林窗表成率是0.01.a^-1,采用样地投影调查方法可提高测定精度,便于不同调查林分结果的有效比较,常绿阔叶林林窗形成原因较为复杂,小径木的死亡是竞争被压所致,而大径的较高冠层木的死亡则可能是树木生长发育以及与地形,风等自然因子相互作用的结果。     

红松阔叶混交林林隙光量子通量密度的时空分布格局

以小兴安岭原始红松阔叶混交林林隙为对象,采用网格法布点,对生长季林隙内各样点光量子通量密度(photosynthetic photon flux density,PPFD)进行连续观测,利用基本统计学和地统计学方法分析其时空分布格局.结果表明:红松阔叶混交林林隙的PPFD高值区日变化明显,最大值出现在12:00,位于林隙北侧.林隙的PPFD 6月最高,7、8、9月依次递减,其中7月PPFD不同位置间的变异系数最大;各月均为中等变异.不同月份林隙PPFD空间异质性的强度和尺度不同,6月变程最大,7月基台值和结构比最大;各月林隙PPFD斑块复杂程度不同,最大值均位于林隙东北侧.郁闭林分和空旷地的月平均PPFD变化次序与林隙一致.各样点月平均PPFD为空旷地最高,林隙次之,郁闭林分最低.     

茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林林窗下木本植物更新组成

对茂兰喀斯特森林中不同特征林窗内木本植物更新进行调查,计算不同特征林窗内木本植物的重要值、密度和丰富度,分析不同林窗大小、年龄和形成原因与木本植物更新组成的关系。结果表明:林窗大小对木本植物密度和丰富度有显著影响,耐荫树种密度和丰富度在大林窗(>200 m²)分别为0.32株·m^-2和3.26,中性树种密度和丰富度分别为0.40株·m^-2和2.54,均比在小林窗(≤200 m²)中显著增大,表明大林窗(>200 m²)能为耐荫树种和中性树种提供适宜光照条件和生长环境。幼年期林窗中以耐荫树种为优势种,重要值为0.377;中年期林窗以中性树种为优势种,重要值为0.400;老年期林窗以喜光树种为优势种,重要值为0.325,表明随着林窗年龄的增加,林窗内喜光树种逐渐占据优势。林窗形成原因对木本植物密度有显著影响,中性树种和喜光树种的密度在藤本绞杀形成的林窗均为0.43株·m^-2,比在人为伐倒和病虫害形成的林窗中显著增大,表明藤本绞杀可为喜光树种和中性树...