长白山次生杨桦林树木短期死亡动态

以长白山次生杨桦林5 hm²样地为对象,以2005和2010年两次调查数据为基础资料,分析了2005-2010年间样地主要树种的组成、数量,死亡个体的径级分布,以及不同生境类型下主要树种的更新特征.结果表明： 研究期间,样地内树木胸径(DBH)≥1 cm的独立个体的树种数由46种增至47种,新增3个树种,2个树种因仅有的一个个体死亡而消失;独立个体数由16509株减少为15027株,其中,死亡个体数2150株,占2005年个体总数的13%,新增个体数668株,净减少1482个个体;样地树木的胸高断面积由28.79 m²·m^-2增至30.55 m²·m^-2,有41个树种的胸高断面积增加,6个树种减少,其中,山杨和白桦的减少量占总减少量的72.3%;小径级个体的死亡量较大,DBH＜5 cm个体的死亡量占总死亡量的65%,山杨和白桦是大径级个体死亡的主要树种.不同生境类型下个体死亡率差别不大,但各径级间的树木死亡率则有较大差异.     

长白山次生杨桦林种群空间点格局及密度制约效应

以长白山5.2 hm²次生杨桦林样地为研究对象,利用空间点格局分析的双相关函数g（r）以及随机标签零模型和案例-对照设计法,探讨了树木种群空间格局及其密度制约效应。研究结果表明：生境异质性对不同生活型以及不同树种的成熟个体在大尺度范围上具有强烈影响。剔除生境异质性带来的影响后,在14个常见树种中有12个树种在小尺度上呈显著的空间聚集分布格局;随着空间尺度的增加聚集性分布树种数量急剧下降,在18 m尺度上聚集率下降到0。全部14个常见树种均呈现出显著的密度制约效应,表明密度制约是调节温带森林树木种群空间结构的主要作用机制。此外,密度制约与物种多度呈负相关,与亚林层和灌木层树种的同种聚集强度呈正相关。并且随着空间尺度增大受密度制约影响的树种百分比逐渐减小,14个常见树种中有11个在0-1 m处达到最大的密度制约强度。     

长白山次生杨桦林优势更新幼苗空间分布及环境解释

为了解长白山次生杨桦林中优势更新幼苗的空间分布及其与环境因子之间的关系,以5.2 hm²（200 m×260 m）固定样地更新幼苗的全面定位调查和环境因子调查本底数据为基础,对样地内个体数量排序前5的优势更新幼苗进行分析。结果表明：在中小距离尺度上,水曲柳（Fraxinus mandshurica）（0-90 m）、色木槭（Acer mono）（0-60 m）、紫椴（Tilia amurensis）（0-60 m、90-150 m）和假色槭（Acer pseudo-sieboldianums）（0-90 m）更新幼苗的空间分布关系为显著正自相关,呈聚集性分布;群落水平上,环境变量和空间变量对5种优势更新幼苗的空间分布变异解释能力为61%,其中,纯粹空间变量的解释度为56%,而纯粹环境变量的解释度不足1%;种群水平上,环境因子对更新幼苗的空间分布有一定影响,其中,水曲柳幼苗的空间分布与土壤有机质、土壤全钾和土壤水分显著相关,色木槭幼苗的空间分布与土壤有机质和土壤全磷显著相关,紫椴幼苗的空间分布与土壤全磷显著相关,假色槭幼苗的空间分布与土壤水分显著相关;簇毛槭（Acer barbinerve）幼苗的空间分布与环境因子未表现出显著的相关性。长白山次生杨桦林中优势更新幼苗多为聚集性分布,环境因子对其分布有一定影响。     

关帝山次生杨桦林种群结构与立木的空间点格局

选择关帝山典型天然次生杨桦林样地进行种群结构分析,并运用空间点格局分析方法O-ring统计系统分析了次生杨桦林群落内不同尺度下种群空间分布格局及种间关联性.结果表明,在个体组成上,演替先锋树种白桦(Betula platyphylla)、红桦(B.albo-sinensis)和山杨(Populus davidiana)是目前次生杨桦林样地的优势种.但从种群径级结构看,白桦、红桦和山杨天然更新不良,而云杉(Picea spp.)和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)幼苗呈现良好的更新状态.随着演替的进行,云杉、落叶松将逐渐进入林冠层并取代白桦、红桦和山杨成为该森林的优势种;从种群空间分布格局来看,红桦、白桦表现为小尺度上明显聚集,华北落叶松、皂柳(Salix wallichiana)表现为小尺度上强聚集性分布格局.种群空间分布格局受空间尺度、群落结构及种群径级结构综合作用的影响;空间关联性分析表明,红桦与华北落叶松、红桦与皂柳、皂柳与华北落叶松在小尺度上正相关,其它树种间没有表现出明显关联性.     

气候变化对长白山阔叶红松林冠层蒸腾影响的模拟

应用基于过程的碳水耦合多层模型对长白山阔叶红松林冠层蒸腾量进行了模拟和模型验证,并模拟了冠层蒸腾量对未来气候变化的响应.结果表明:多层模型可以较好地模拟长白山阔叶红松林冠层蒸腾量,模拟值与涡动相关技术观测的实测值拟合较好.冠层蒸腾对气候变化响应的模拟显示,气温升高,潜热通量(LE)增加;土壤含水量减少,LE减少;大气CO2浓度增加,LE减少.在研究假定的气候变化情景下,LE对0～20 cm土壤含水量减少10%、CO2浓度增加190μmol·mol-1的联合变化的响应最敏感,对气温增加3.6℃、土壤含水量减少10%的联合变化的响应不敏感.     

模拟氮沉降对长白山岳桦林下草本植物和土壤肥力的短期影响

选取长白山岳桦林中的岳桦-蟹甲草群落（Comm.Betula ermanii-Parasenecio forrestii）、岳桦-藜芦群落（Comm.Betula ermanii-Veratrum nigrum）和岳桦-小叶章群落（Comm.Betula ermanii-Deyeuxia purpurea）开展野外模拟氮沉降实验,采用野外原位模拟实验方法,设置对照（0 kg·hm^-2·a^-1）、低氮（30 kg·hm^-2·a^-1）、中氮（50 kg·hm^-2·a^-1）和高氮（100 kg·hm^-2·a^-1）4个氮处理水平,测定草本植物生长状况和土壤肥力,研究岳桦林下草本层植物和土壤肥力对氮沉降的短期响应。结果显示：（1）岳桦林下草本植物随氮沉降量的增加而加速生长,小叶章对氮沉降的响应较为敏感,藜芦次之,蟹甲草最弱;（2）氮添加造成林下土壤肥力发生变化,有机质含量下降,特别是岳桦-小叶章群落下的土壤有机质含量下降最明显;土壤总氮和速效氮含量增大,岳桦-蟹甲草群落下的土壤总氮和速效氮增加最多;土壤总磷和速效磷含量减小,岳桦-小叶章群落下的土壤总磷和速效磷含量的减少最多。本研究结果表明氮添加在短期内会促进长白山岳桦林下草本植物生长,尤其是小叶章的生长,加快土壤有机质的分解和磷的释放,逐步改变土壤肥力并反馈给植物,促使其进一步变化。     

长白山阔叶红松林径级结构动态模拟和优化经营

以原始阔叶红松林为研究对象,采用密度依赖矩阵模型,模拟了自然生长预案下林分径级结构的动态变化,分析了一种择伐预案对林分径级结构的影响,计算了7种不同择伐强度下森林的恢复期。结果表明:原始阔叶红松林比较稳定,但也有比较缓慢的自然生长,林分株数密度呈下降趋势,符合森林的自然稀疏规律,随着时间的推移,各径阶株数的变化速度逐渐减弱,趋于稳定,验证了演替顶极理论。以生长量、收获量、保留林分结构和采伐费用为森林经营效果的评价指标,则20%的采伐强度、35年采伐周期和25%的采伐强度、45年的采伐周期的2种方案较优。     

长白山阔叶红松林中影响乔木幼苗存活的关键因素

应用广义线性混合模型,对长白山阔叶红松林中影响幼苗存活的生物因素和非生物因素进行分析。结果表明:(1)在群落水平上,幼苗存活率和生物因素中同种幼苗邻居显著负相关,说明在阔叶红松林群落中存在负密度制约效应。(2)生物因子和非生物因子对不同年龄阶段的幼苗存活率影响不同。对于1年生的幼苗,幼苗存活率与异种大树邻居呈显著负相关,与同种大树邻居呈显著正相关;对于2—3年生的幼苗,其存活率和同种幼苗邻居、同种大树邻居均呈显著负相关,和非生物因子相关不显著;对于4年生以上的幼苗,其存活率和土壤主成分分析的PC1(低的有机质、速效钾、速效氮等比较贫瘠的土壤)显著负相关。(3)种子的传播方式不同,幼苗存活率的影响因子也不同。对于风传播的物种,存活率与同种幼苗邻居密度显著正相关。对于重力传播的物种,幼苗存活率与土壤PC3(高的全氮和速效氮,含氮较高的土壤)、异种大树邻居、草本密度呈负相关,与林冠开阔度和草本盖度成正相关。(4)对于不同的物种,影响幼苗存活的因素也不同。紫椴的幼苗存活率与土壤PC3、异种大树邻居、草本密度呈显著负相关,与土壤主成分PC2(高的有机质和全氮等养分比较好的土壤)呈显著正相关。     

长白山阔叶红松林红松种群年龄结构与数量动态特征

该研究以分布于长白山阔叶红松林内的红松(Pinus koraiensis)种群为对象, 通过编制种群静态生命表, 计算数量动态指数, 绘制存活曲线、死亡率曲线和消失率曲线, 应用4个生存函数并引入谱分析和时间序列预测模型, 分析红松种群年龄结构, 揭示其天然更新过程及未来发展趋势, 以期为野生红松种群的保护和恢复提供科学依据。结果显示: 红松种群数量变化具有阶段性, 幼龄(I-III龄级)和成龄(VII-X龄级)个体数量多, 中龄(IV-VI龄级)和老龄(XI-XIV龄级)个体数量少, 形成明显间断的两个优势年龄分布区。种群存活曲线趋近于Deevey-Ⅲ型, 表明幼龄个体死亡率高。忽略外部干扰时的总体数量动态变化指数大于>0, 表明红松种群为增长型; 考虑未来外部干扰时的种群动态变化指数趋近于0, 结合死亡率和消失率曲线呈现出连续先增后降的复杂动态变化趋势, 可知该种群受外界随机干扰时增长不明显。生存函数分析显示, 红松种群具有前期锐减、中期稳定、后期衰退的特点。谱分析表明红松种群天然更新呈周期性波动。未来2、3、4、5、6、7、8、9、10个龄级时间后, 红松幼、中龄个体数逐渐减少, 而成、老龄个体数量将逐渐增加。幼龄个体死亡率高、生存空间和资源条件有限, 老龄个体生理衰老明显是限制红松种群增长的主要原因。建议加强幼龄个体的抚育工作, 提高其存活率和生存质量; 保护和改善生存环境, 从而促进红松种群的自然更新和恢复。     

长白山阔叶红松林演替序列水分利用效率特征

水分利用效率是反映植物水分利用的客观指标,对其研究有助于了解陆地生态系统的碳水耦合机制.本研究利用稳定碳同位素技术分析了长白山阔叶红松林演替序列下3种林分(中龄杨桦林、成熟杨桦林、阔叶红松林)中优势树种的水分利用效率.结果 表明:3种林分的水分利用效率在不同演替阶段存在阔叶红松林＞中龄杨桦林＞成熟杨桦林的大小顺序,且同...     

长白山红松阔叶林主要树种高度生态位的研究

森林生态系统内主要乔木的高度生态位反映了不同树种在各个高度资源单位内资源利用的互补情况,同时也是表征森林生态系统演替的趋势及其森林循环过程主要特征之一．生物学特性和生态学特性接近的树种的高度生态位重叠较大,反之则较小．在Ｇａｐ内,色木槭和扭筋槭的高度生态位重叠最大,而青楷槭和千金榆、花楷槭和水曲柳、青楷槭和裂叶榆的高度生态位重叠较小;在非Ｇａｐ生态系统内,青楷槭和白牛槭的高度生态位重叠最大,青楷槭和裂叶榆、青楷槭和千金榆、花楷槭和水曲柳的高度生态位重叠较小．红松和阔叶树之间的高度生态位分离较大,利用资源的方式和能力差异较大,它们之间可以在不同空间的资源利用上达到互补,种间竞争较弱,从而能够保持红松和阔叶树之间长期而稳定的共存．但Ｇａｐ内红松和阔叶树的高度生态位重叠均大于非Ｇａｐ生态系统,可见Ｇａｐ的存在加大了红松和阔叶树之间的种间竞争,减小了红松和阔叶树之间的资源互补利用的能力．Ｇａｐ削弱了个体生态位重叠值较大的树种间的种间竞争,增强了个体生态位重叠值较小的树种间的种间竞争     

长白山北坡阔叶红松林及其次生白桦林高等植物物种多样性比较

应用Ｓｉｍｐｓｏｎ和Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指数及其相应的均匀度,对阔叶红松林及其次生白桦林的高等植物物种多样性进行了对比研究．结果表明,对于木本植物,次生白桦林物种多样性高于阔叶红松林;而对于草本植物,情况正好相反．但在次生白桦林中,无论木本植物还是草本植物,占优势的物种都是一些常见种,而许多阔叶红松林中的珍稀或特有物种在次生白桦林中数量很少,有些甚至完全消失．对群落各种群多度分布的检验表明,２种森林类型中,无论木本植物还是草本植物,各种群的多度分布都遵从对数级数分布．     

长白山红松阔叶混交林林冠空隙树种更新动态规律的研究

分析了长白山红松阔叶混交林林冠空隙(Gap)内更新树种的数量特征.结果表明, 在34个林冠空隙中, 更新乔木树种出现频度为7.27%, 更新灌木树种出现频度为21.02%, Gap形成后, 阳性先锋树种首先侵入, 出现频度较高, 占据较宽的生态位, 随着Gap年龄的增加, 树种间的竞争逐渐增大, 阳性树种的生长逐渐受到限制, 阴性树种逐渐增多;Gap年龄与Gap郁闭度和Gap面积呈负相关, Gap面积与树种出现频度呈负相关;Gap年龄主要分布在5～15a和46～55a两段期间, 树种出现频度与Gap年龄存在着密切关系, 当Gap年龄小于25a时, 二者呈正相关;当Gap年龄在25～40a时, 二者呈负相关;当Gap年龄大于40a时, 树种出现频度趋于稳定;34个Gap内4种主要乔木更新树种和4种主要灌木更新树种的胸径均基本上呈正态分布, 乔木更新树种的最高点胸径为4～6cm径级, 灌木更新树种的最高点胸径为1.2cm径级.     

阔叶红松林倒木贮量的变化规律

研究了长白山阔叶红松林倒木贮量的动态变化规律。阔叶红松林倒木贮量包括其现有倒木及其年输入量等贮量的变化规律。阔叶红松林现有倒木贮量开始为１６．２５ｔ／ｈｍ＾２,以后随时间减少,到１００ａ后分解掉其干重的８５％左右,３００ａ后所剩无几。例木年输入量平均约为０．６ｔ／ｈｍ＾２,其贮量是随时间而增加,２００ａ后稳定在３１ｇ／ｈｍ＾２,可保持到该群落的顶级时期。倒木总贮量的变化在初期呈增加趋势,而后随着现     

长白山北坡椴树阔叶红松林群落木本植物种间联结性与相关性研究

应用Ｘ２显著性检验公式、Ｐｅａｒｓｏｎ相关系数ｒ公式研究了椴树阔叶红松林群落木本植物种间联结性与相关性,得出乔木层９个和下木层１９个显著水平以上的联结种对,并对其结果的生态学意义进行分析,认为种间联结的显著与否,是群落生境差异以及物种生态位重叠与分离的反映,并由此提出群落中生态种组的稳定配置模型．     

长白山红松阔叶林林隙动态变化对早春草本植物的影响

采用生态学的方法,系统分析了长白山红松阔叶林林冠空隙的动态对早春草本层植物的分布密度和生物量的以及早春草本层择林冠空隙的反应,进而探讨了早春草本层植物在红松阔叶林森林生态系统中所起的生态作用。本研究为全面系统地揭示红松阔叶林森林生态系统的结构与功能及列深入地研究森林循环理论提供科学依据。     

小兴安岭红松针阔混交林立木掘根特征

测定了小兴安岭红松针阔混交林76个样方(20 m×20 m)内127株掘根倒木的形态指标、根系指标和立地条件,分析掘根差异的影响因子以及掘根木外形参数与根部土壤的关系.结果表明：不同树种的掘根数量差异显著,以冷杉受掘根危害最重,红松次之,榆树最轻.阔叶树种的抗掘根性能优于针叶树种.树木对掘根的抗性随胸径和树高的增加先快速降低后逐渐升高,分别在20 cm径级和14 m高度级处达到最低;树木尖削度和树冠投影面积越小,抗掘根性能越好;掘根率与林分密度呈显著负相关.处于湿地、缓坡、中低海拔处或迎风坡的树木掘根风险更大.掘根时受扰动土壤的深度、面积及体积与倒木胸径、树高及材积之间呈显著相关.     

长白山北坡椴树阔叶红松林群落木本植物种间联结性与相关性研究

应用X²显着性检验公式、Pearson相关系数r公式研究了椴树阔叶红松林群落木本植物种间联结性与相关性,得出乔木层9个和下木层19个显着水平以上的联结种对,并对其结果的生态学意义进行分析,认为种间联结的显着与否,是群落生境差异以及物种生态位重叠与分离的反映,并由此提出群落中生态种组的稳定配置模型.     

长白山阔叶红松林土壤水分动态研究

在1990～1992年和2003年对长白山阔叶红松林土壤水分动态进行定位观测研究.结果表明,土壤水分年内变化可划分为5个时期：春季聚水阶段、旱季耗水阶段、雨季蓄墒阶段、秋季失墒阶段和冬春土壤水分相对稳定阶段.利用标准差和变异系数对土壤水分垂直变化进行分层,得出土壤水分剖面分布分为速变层、活跃层和次活跃层,并用相关分析方法分析了各层次间土壤水分及其与其间降水量的关系.     

长白山自然保护区阔叶红松林林隙更新的研究

通过对林隙及非林隙林分组成树种数量特征的对比分析,研究了长白山自然保护区阔叶红松林中主要树种对林隙的更新反应特点,阐述了林隙在阔叶红松林结构与多样性维持中的作用．随着林隙与非林隙的交替变化,红松和阔叶树以及主林层和中下层树种的相对优势（或重要性）亦呈现出交替变化的规律．林隙提高了阔叶红松林的物种丰富度,增加了其多样性,为不同特性物种的共存提供了可能,从而保持了阔叶红松林的整体稳定性．