蛟河阔叶红松林林冠干扰及林隙更新研究

研究了吉林蛟河实验林场阔叶红松林的林冠干扰状况及林隙更新的基本规律。结果表明,扩展林隙（ＥＧ）和冠空隙（ＣＧ）在阔叶红松林中所占的面积比例分别是１８．０９％和１２．５１％,林冠干扰的返回间隔期为７００ａ左右;ＣＧ的大小平均为ＥＧ的６９％,ＥＧ的面积变化在１７—２８４ｍ２之间,平均为７５．４９ｍ２,而ＣＧ的面积变化在１０—２３４ｍ２之间,平均为５１．９８ｍ２,大多数林隙的平均直径仅为主林层树高的２０—６０％;大多数的林隙是由单株形成木形成的,形成林隙最重的方式是干基折断和掘根风倒;林隙形成木主要是由红松、沙松、枫桦和鱼鳞松四个树种组成,林隙形成木的胸径大都在４０—８０ｃｍ之间,树高在２５—３０ｍ之间;林隙的空间分布格局是均匀型的。不同树种在林隙内外的数量特征不同,随着林隙与非林隙的交替变化,不同树种的优势地位亦发生相应的变化,根据不同树种在林隙内外重要值位序差值的大小,可将蛟河阔叶红松林内树种对林隙的更新反应划分为三种类型。林隙及非林隙林分的物种多样性特征不同     

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．     

阔叶红松林林隙结构与树种多样性关系研究

对阔叶红松林林隙与林下不同层次树种多样性进行比较,探讨林隙大小及发育阶段与树种多样性间的关系.结果表明,林隙与林下树种多样性存在显著差异（P<0.01）.与林下相比,林隙更新层树种多样性、丰富度和均匀度增大,生态优势度减小（P<0.01）;演替层树种多样性、丰富度和均匀度减小,生态优势度增大（P<0.0001）.林隙中不同层次树种多样性随着林隙大小呈现出相反的变化趋势.长白山阔叶红松林林隙演替层树种多样性和丰富度总体上呈单峰形变化,中等大小林隙（100～250 m²）中树种多样性和丰富度较高,生态优势度较小.而更新层树种多样性和均匀度在≥250 m²和<100 m²的林隙中最大,在200～250 m²的林隙中最小;生态优势度在200～250 m²的林隙中达到最大.更新层和演替层树种对林隙面积大小反应不同,有利于更新层幼苗建立的林隙面积并不是演替层幼树发育和成活的最适面积;随林隙年龄的增加,更新层和演替层树种多样性在不同层次上呈互补关系.     

长白山自然保护区阔叶红松林林隙干扰状况的研究

 本文研究了长白山自然保护区阔叶红松林林隙干扰的基本规律,得到了描述林隙干扰状况的一些重要参数。结果表明扩展林隙在阔叶红松林中所占的面积比例是27.36％,而实际林隙所占的面积比例为13.05％,林隙干扰的频率每年约为0.15％;林隙的分布格局是均匀式的。形成林隙最重要的方式是掘根风倒,其次为干基折断;大多数的林隙都是由1～4株形成木形成的,林隙形成木主要是由红松、水曲柳、蒙古栎和紫椴组成;阔叶红松林的主林层乔木在直径为40～60cm和高度为25～30m时,形成林隙的可能性最大。     

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%。     

小兴安岭阔叶红松林地表甲虫Beta多样性

Beta多样性用来衡量集群内物种组成的变异性,可以被分解为空间物种转换和物种集群镶嵌两个组分,是揭示群落构建机制的重要基础。目前开展了较多的地上生态系统beta多样性研究,然而地下生态系统beta多样性进展缓慢。以小兴安岭凉水和丰林自然保护区为研究地区,于2015年8、10月采用陷阱法对阔叶红松林进行调查,揭示地表甲虫(步甲科、隐翅虫科、葬甲科)的beta多样性。结果表明:(1)凉水共发现39种、856只地表甲虫,丰林共发现43种、1182只地表甲虫。8月凉水明显具有较高的全部甲虫(三个科的总和)物种多样性和丰富度,10月正好相反。(2)凉水和丰林之间地表甲虫beta多样性的差异仅发现于8月的步甲科和葬甲科之间。(3)凉水和丰林地表甲虫的beta多样性主要由空间物种转换组成,物种集群镶嵌对beta多样性的贡献很小,说明地表甲虫物种组成变异主要由本地物种之间较高的转换引起。研究表明小兴安岭阔叶红松林地表甲虫的beta多样性主要由空间物种转换组成,在揭示群落构建机制过程中,其内部物种交换和环境调控不容忽视。     

全球气候变化对小兴安岭阔叶红松林影响的动态模拟研究

应用林窗模型（Ｆｏｒｅｓｔ Ｇａｐ Ｍｏｄｅｌ）及４种大气环流模式（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｇｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｓ,ＧＣＭｓ）ＣＯ２加倍“平衡响应”数值试验结果模拟了小兴安岭阔叶红松林对未来气候变化的动态响应过程。结果表明,在美国高达空间研究实验室（Ｇｏｄｄａｒｄ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｓｐａｃｅ Ｓｔｕｄｉｅｓ,简记ＧＩＳＳ）和美国俄勒冈州大学（Ｏｒｅｇｏｎ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒ     

地形对阔叶红松林物种多样性的影响

为了更好地了解阔叶红松林(Pinus koraiensis)物种多样性的维持机制,对不同地形下的阔叶红松林乔木和灌木种,进行了物种多样性指数比较、物种多度分布模型拟合及物种多样性指数与环境因子的排序分析。结果表明,乔木在阴坡、半阴坡的丰富度显著高于半阳坡;灌木在坡度25°处的均匀度显著高于坡度6°处,在谷地处的4个多样性指数显著低于其他坡位,在阴坡、半阴坡处的4个多样性指数显著高于平地。统计模型、生态位模型、中性模型在不同地形下均能够通过拟合优度检验,物种多度分布在不同地形间差异不明显;地形对乔木的多样性指数的影响:海拔凹凸度坡度坡向坡位,对灌木的多样性指数的影响:坡位海拔坡向坡度凹凸度,土壤对乔木的物种多样性指数的影响:土壤pH土壤容重土壤有效N含量土壤速效K含量,对灌木的物种多样性指数的影响:土壤pH土壤有机质含量土壤速效P含量土壤全N含量土壤全P含量。总体而言,物种多样性随着坡度的增加而增加,阴坡处最高,谷地处最低。     

阔叶红松林大径级个体对树木空间分布的影响

对森林空间结构的研究一直是生态学重要研究内容之一,林分中大径级个体直接影响周围林分的空间格局,当大径级个体成为倒木或枯立木时会造成较大林隙,这也将导致周围空间格局发生变化。利用小兴安岭凉水自然保护区内10.4 hm2样地的调查数据,统计了样地内乔木树种组成,分析计算样地内树木个体间的分布规律,探究大径级个体对周围邻木空间分布的影响。研究结果表明:样地中共有乔木24种,共计7412株(去除分株),隶属于11科18属,林分中大径级个体周围存在由小径级树木聚集生长形成的环形结构,该环形结构随着邻木径级的变化而变化,2级邻木(5.0≤DBH10.0 cm)主要在距离大径级个体3—7m范围内形成环形结构,3级邻木(10.0≤DBH30.0 cm)主要在距离大径级个体3—6 m范围内形成环形结构,而1级邻木(1.0≤DBH5.0 cm)与4级邻木(30.0≤DBH50.0 cm)并未形成环形结构,经分析环形结构的产生与林分内个体间的竞争存在密切关系,并且该结构与林隙斑块动态理论间存在内在联系,该结构是森林动态变化的一种表现形式,会伴随林木的生长产生或消失。另外研究表明大径级个体胸径的变化对邻木的环形结构分布范围也有一定影响,当大径级个体胸径增加时邻木的聚集范围有收缩的趋势。本次实验采用单次获取的林木数据,对于环形结构随时间的变化情况还有待进一步探究。     

台风对小兴安岭阔叶红松林的影响

台风对森林造成强烈干扰,改变森林生态系统的结构与功能。分析了2020年台风对小兴安岭地区阔叶红松(Pinus koraiensis)林中不同径级、功能群(耐阴性、生活型、针阔叶)树木破坏程度的影响和地形(海拔、坡向、坡度、凹凸度)在其中的作用。结果表明:台风对不同径级以及不同功能群树种的受损数量的影响具有显著差异,具体表现为径级Ⅰ(胸径<10 cm)>径级Ⅱ(10 cm≤胸径<50 cm)>径级Ⅲ(胸径≥50 cm),耐阴性强>耐阴性弱、乔木>灌木、阔叶树种>针叶树种;而其受损率则表现为径级Ⅱ>径级Ⅲ>径级Ⅰ,耐阴性弱>耐阴性强、乔木>灌木、针叶树种>阔叶树种;损坏程度很大程度上取决于坡向与海拔位置,处于阴坡与低海拔的受损木数量较高,阔叶树种、灌木与耐阴性强的受损木表现出在阳坡与海拔较高位置出现的可能性更大,针叶树种、乔木与耐阴性弱的受损木表现出在阴坡与海拔较低位置出现的可能性更大,阴坡和较低海拔处拔根倒的受损数量显著高于干基折和干中折的受损数量;地形对受损木的风倒方向具有显著影响。总体而言,台风对森林的破坏受到多种环境因素和生物因素共同作用的影响,处于不同地形的不同径级、功能群的树木,其对台风的抵抗能力有所不同,且大径级树木、耐阴性弱的树种、乔木和针叶树种对台风的抵抗能力相对较弱,迎风坡与阴坡的树木对台风的抵抗能力相对较弱,这为理解极端天气事件对森林动态的影响以及恢复提供理论依据与参考。     

长白山阔叶红松林昆虫多样性研究

通过季节性观察,系统地研究了长白山阔叶红松林昆虫类群及其多样性．结果表明,长白山阔叶红松林已知的森林昆虫26目131科1162属1960种,其中森林害虫11目105科881种、重要森林害虫638种;森林昆虫群落中植食性昆虫类群总数所占比重最大,天敌昆虫群落中以捕食性类群总数所占比重最大．植食类群、寄生性类群和捕食类群全年的均匀度指数分别为0．884、0．830和0．806．各类群问季节变动系数的大小顺序为捕食类群>寄生性类群>植食类群．     

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.     

长白山红松针阔叶混交林林冠层叶面积指数模拟分析

根据长白山原始红松针阔叶混交林光合有效辐射的连续3年自动观测结果,结合便携式叶面积仪的季节观测,建立了以林冠上下光合有效辐射估算森林冠层叶面积指数的半经验公式.结果表明,该方法可以很好地反映叶面积的季节动态. 通过3年叶面积指数的季节动态比较发现,该森林冠层叶面积的起始生长日期随气温稳定通过0 ℃的日期延迟而延迟,整个生长季的叶面积动态可划分成上升期、相对稳定期和下降期,每个阶段都与大于0 ℃的积温存在较好的相关关系,分别用Logistic曲线和线性方程表达. 并对叶面积的观测和估算方法中存在的问题进行了讨论.     

不同采伐强度对阔叶红松林主要树种空间分布格局和物种空间关联性的影响

分析采伐后森林群落中物种的空间格局有助于认识该格局形成的生态学过程、种群的生物学特性及其与环境因子之间的相互关系,并对制定可持续的森林经营方案具有重要意义。以长白山地区经历不同采伐方式形成的阔叶红松林次生林为研究对象,利用空间点格局分析的研究方法,探讨了采伐对阔叶红松林主要树种空间分布格局、种间关联性以及更新的影响。研究结果显示:较低强度的择伐对阔叶红松林主要树种的空间分布格局、种间关联性的改变较小,群落可以在较短时间内恢复。中等强度的择伐减少了成年树种对幼树的抑制作用,可以促进森林的天然更新。皆伐后,森林的群落结构,物种的空间分布格局、种间关联性都发生显著变化,尽管更新状况良好,但要恢复到伐前水平仍需要较长时间。择伐不仅通过改变主要树种的密度对阔叶红松林群落结构产生影响,还通过改变物种空间关联性改变群落的结构动态。因此,在制定森林生态系统经营管理方案时,不仅要选择适合的采伐强度,还要综合考虑采伐时物种的选择以及种间关系。     

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.     

长白山阔叶红松林早春植物的养分吸收与归还

为揭示长白山阔叶红松林中早春植物的养分循环功能,在调查早春植物生长发育规律的基础上,对早春植物养分吸收与归还进行了研究.结果表明:早春植物的生物量为588.744 kg·hm-2,占长白山阔叶红松林总生物量的0.279%;早春植物吸收N、P、K的总量分别是14.916、3.078和7.292 kg·hm-2.顶冰花的腐解率最高,为0.085 g·g-1·d-1,完全分解只需33 d;黑水银莲花的腐解率最低,为0.058 g·g-1·d-1,完全分解需要49 d.可见,早春植物在冬春两季的过渡时期衔接了物质流,并在其他植物的生长期归还了养分,对森林生态系统能流和物流的连续性起到了重要作用.     

小兴安岭阔叶红松林大径级个体对同种邻木分布的影响

利用小兴安岭凉水自然保护区内10.4 hm²样地的调查数据,统计并分析样地内乔木树种的组成与分布,借助混交度计算方法探究大径级个体周围同种邻木分布情况,并分析其产生的原因及大径级个体在其中发挥的作用,研究结果表明：（1）大径级个体（DBH ≥ 50.0 cm）与其周围5-6 m范围内的邻木的混交程度最低,易形成围绕大径级个体（以下简称中央木）的同种邻木环形结构,该环形结构在一定程度上推动着未来的森林演替与更新;（2）距离中央木15 m范围内的中小径级个体（1级木（1.0 cm ≤ DBH < 5.0 cm）、2级木（5.0 cm ≤ DBH < 10.0 cm）、3级木（10.0 cm ≤ DBH < 30.0 cm））与中央木均保持较高的混交程度,而4级木（30.0 cm ≤ DBH < 50.0 cm）、5级木（DBH ≥ 50.0 cm）与中央木的混交程度明显下降,以5级木最低,这种现象的产生与密度制约及物种共存机制存在密切关系。通过研究不同物种及不同生长阶段（不同径级）的林木分布,揭示了凉水地区阔叶红松林中大径级个体周围邻木分布格局特征及其成因,论证了大径级个体在控制周围林分结构、维持物种多样性及推动森林演替中的重要作用,为阔叶红松林的经营及管理提供了数据支撑。     

长白山红松针阔叶混交林林下光合有效辐射的基本特征

利用长白山红松针阔叶混交林连续3年的光合有效辐射（PAR）观测数据,与林冠上方PAR值相对比,分析了林冠下5个不同水平位置探头的PAR时空特征.结果表明:林木冠层上方的PAR日总量年变化呈双峰甚至多峰趋势,主要受降水和云雾等天气状况的影响;林下PAR日总量年变化表现为非生长季与冠层上方变化趋势一致,在生长季数值较小且趋于稳定.典型晴天时林下5个探头的PAR值在时间和大小分布上有较大差异.在空间变化上,非生长季林下PAR变异系数较小,约为0.15;生长季的变异系数较大,在0.22以上,最高值在8月.生长季典型晴天太阳高度角为38°～48°区间(9：00—10：00和13：00—14：00)时,林下PAR空间变化较大.     

受干扰长白山阔叶红松林林分结构组成特征及健康距离评估

通过样地调查对不同干扰方式产生的过伐天然林、次生白桦林和人工落叶松林等群落的结构组成进行分析和分类探讨,并选取能够表征结构完整性和稳定性的一些指标因子,利用健康距离法对长白山阔叶红松林区的森林生态系统健康进行了评估实践,结果按顺序依次为：原始阔叶类0．14<结构转换型0．23<结构保留型0．32<结构破坏型0．33<严重干扰类型0．44<次生白桦林0．53<人工落叶松林0．68．以期对阔叶红松林生态系统的恢复和区域林业可持续发展提供参考．