红松天然种群邻体影响半径

以天然红松种群为研究对象,采用生长方程回归分析、分段拟合判定的方法,探讨不同坡位红松邻体影响半径的变化.结果表明,红松树种邻体干扰指数与生长量呈显著负相关(R²为0.61～0.89),相关程度因邻体影响范围和坡位而异,R²达到最大值所对应的影响范围即为邻体影响半径;对红松树种进行邻体干扰指数与影响范围的线性分段拟合,邻体干扰指数随影响范围的增加而增加,其在一定的范围内上升较快,而超出该范围则上升幅度变缓,其转折点所对应的影响范围即为邻体影响半径,线性回归显著(R²为0.41～0.55);不同坡位的邻体影响半径有一定的差异,表现为下坡位=上坡位＞中坡位.     

长白山阔叶红松林3个常见树种径向生长的影响因素

为探究树木径向生长的影响因子,基于对长白山阔叶红松林25 hm²样地中3个常见树种红松、紫椴、蒙古栎连续5年的生长环监测数据,分析各树种的季节生长变化,比较树种间的生长速率差异,并分析初始径级、邻体树木竞争、土壤、地形因素等对不同树种径向生长的作用.结果表明: 3个树种径向生长的季节变化趋势一致,树木于5月末开始生长,7月是生长旺盛期,8月底生长开始减缓,于10月中下旬停止生长.3个树种的径向相对生长率存在显著差异,蒙古栎相对径向生长率显著高于红松和紫椴,该差异在小、中径级个体中表现更为显著.3个树种径向生长的主要影响因子不同,邻体树木的竞争显著抑制了红松和蒙古栎的径向生长,而紫椴的径向生长主要受初始径级、土壤和地形等因子的影响.     

邻域竞争对长白山阔叶红松林关键树种生长的影响

林木间的竞争是影响树木生长、形态和死亡的主要因素.单木邻域竞争分析能够反映个体间相互作用规律及其距离范围,对于减缓林木竞争、促进林木生长具有重要意义.为弄清竞争对阔叶红松林林木生长的影响,本研究基于Hegyi单木竞争指数和邻域分析方法,探讨了长白山原始阔叶红松林中的5个关键树种——红松、紫椴、水曲柳、蒙古栎和春榆(胸高断面积合计占80%)竞争的邻域半径,并分析了竞争对关键树种生长和死亡的影响.结果表明:红松、紫椴、水曲柳和蒙古栎4个树种单木竞争的邻域半径均为11 m,春榆为13 m.关键树种单木邻域竞争强度与其生长量的对数呈显著负相关,与树木个体的大小呈显著正相关;竞争强度对树木生长影响的相对重要性随着个体的生长而降低.邻域竞争显著增加了关键树种的死亡率.本研究表明长白山阔叶红松林中邻域竞争对关键树种的生长和存活有重要影响,研究结果对阔叶红松林关键树种竞争环境的调整和生产力的提升具有指导意义.     

热带柚木(Tectona grandis L. f.)人工林中不同邻体干扰强度下林木CO2气体交换特征

研究以海南岛尖峰岭21a生的珍贵树种柚木人工林为对象,以邻体干扰指数为干扰强度评价指标,用Li-6400(Li-cor, Inc., USA)便携式光合作用测定系统研究了邻体干扰强度对柚木个体CO2气体交换的日动态和季节变化特性,光合-光响应特性及光合-CO2响应特性的影响.结果表明:邻体干扰并未改变个体叶片光合作用日进程,但对日净光合速率(Pn)的影响差异较大,表现为弱、中、强和极强度干扰下日Pn时段均值比为2.5 : 2.3 : 1.7 : 1.0,弱干扰下日最大净光合速率为极强干扰下的2.8倍;随着干扰强度的增加,柚木叶片的蒸腾速率、气孔导度等特征参数也出现不同程度的下降.邻体干扰对光合-光响应和光合-CO2响应特征参数的影响明显,弱干扰下柚木叶Asat、Qsat 、αA、CE、Vcmax和Jmax分别是极强干扰下的2.7、1.3、1.4、2.7、1.9和2.8倍,Qcomp和Rd则受邻体干扰的影响不明显.干扰强度对光合光响应和光合CO2响应特征的影响随光环境和CO2浓度的改变而有所差异,光环境的改变对弱干扰下柚木个体的影响明显要强于强度以上干扰的个体,而CO2浓度的改变对弱干扰个体的影响则明显要弱于强度干扰以上个体的影响.因此,在林分结构相对单一、经营管理措施基本一致的人工林内,邻体干扰是个体竞争的主要影响因素之一,干扰强度的不同将影响种内个体光合碳同化能力出现差别,导致个体生长差异.可以基于邻体干扰指数评价柚木人工林内种内竞争程度的大小,并以此为依据合理调整柚木人工林的林分结构,达到对环境资源的最合理利用.     

地形对澜沧江源区高寒草甸植物丰富度及其分布格局的影响

在澜沧江源区进行了大范围的植物群落调查,应用回归拟合和典范对应分析(CCA),研究地形因子(海拔、坡度、坡向和坡位)对高强度人为干扰和全球气候变化条件下源区高寒草甸植物物种丰富度及植物分布的影响.结果表明:(1)在55个样地275个1 m×1 m的小样方中,共出现150种植物,在1 m2样方内物种数最多为27种,最少的仅为3种;(2)利用曲线方程进行拟合,物种丰富度分别与海拔和坡度有极显著的相关性,但与坡向和坡位没有显著的关系;(3)CCA第一轴基本上反映了植物群落所处环境的坡度的梯度变化,第二轴基本上反映了坡位的梯度变化,第三轴反映了地形因子的综合作用;(4)按影响程度大小,在高强度人为干扰和全球变化条件下,影响该区域高寒草甸植物种类组成和结构的地形因子从大至小依次为坡度、坡位、海拔和坡向,反映出坡度是影响源区高寒草甸水土条件的主要因子.     

植物邻体干扰的研究范畴、热点及意义

系统介绍了确定邻体和度量邻体竞争指数的常用方法,以及邻体干扰研究的热点问题和研究意义。植物邻体干扰研究热点主要包括：(1)邻体干扰对植物个体存活率的影响;(2)邻体干扰对生物多样性的影响;(3)构件水平上的邻体干扰效应;(4)基株对邻体干扰的适应;(5)邻体干扰对植物个体生长速率的影响。     

黄山松种群邻体范围与邻体竞争强度的研究

当环境中可利用的资源低于种群最佳生长需要时,种群内个体之间就会产生竞争。竞争常发生在邻近植物之间,植物地上部分和地下部分的竞争范围是不同的。目前,有很多度量竞争强度和确定竞争范围的方法,能否对这些方法进行改进,提出更具有说服力的方法,是本研究的出发点。黄山松是常见的针叶树种,分布范围广,生存能力强,是亚热带中部中山地区代表群系的建群种,也是较高海拔地区重要的造林树种,具有较强的代表性。对黄山松的邻体竞争研究发现:(1)改进的竞争指数有更强的说服力;(2)逐步扩大范围的方法能很好地确定植株间的竞争范围;(3)邻体竞争强度随影响范围的增加而增加,在一定的范围内增加的较快,而超出该范围后增加的幅度变小,可以此为依据来确定邻体范围;(4)不同径级的基株,邻体范围有一定的差异;(5)邻体竞争强度和影响范围的关系服从对数函数关系(CI=AlnC+B)。结果表明,改进的竞争指数能很好地度量竞争强度,采用逐步扩大范围的方法能有效地确定邻体范围。     

行道树叶绿素变化的高光谱神经网络模型

采样分析了城市行道树（长春市主要街道）与对比区（净月潭国家森林公园）相应树种的叶绿素变化,并对由叶绿索变化引起的光谱反射率以ASD光谱仪进行了测试,并对二者之间的关系进行了单波段回归分析、V1植被指数与叶绿素含量的模型分析以及神经网络模型分析。结果表明,1）城市环境对行道树叶绿素有重要影响,但是对针叶树种响应较小,而阔叶树种响应较大;2）光谱反射率与测试树种叶绿素含量关系密切,在740～760nm附近确定性系数达0．72以上;3）PSSR植被指数与测试树种的叶绿素含量关系密切,幂函数回归的决定系数R^2为0．82左右。3）神经网络模型能够提高光谱反射率模型反演植被叶绿素含量的水平,模型的决定系数R^2高达0．97。表明高光谱遥感可以用来监测因城市环境引起的植被叶绿素变化。     

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。     

长白山阔叶红松林不同强度择伐后关键树种的竞争关系

天然林择伐改变了林分的树种组成和结构,导致林木竞争关系发生变化,进而影响树木的生长和种群的动态.关键树种在维持群落结构和生态系统功能方面具有至关重要的作用.为了弄清长白山区阔叶红松林典型林型关键树种竞争关系的特点,本研究以红松、紫椴和水曲柳为研究对象,运用Hegyi竞争指数分析了受不同程度采伐干扰后形成的原始林(未受干扰)、轻度择伐林、中度择伐林和重度择伐林的林分结构和竞争关系.结果表明: 与原始林相比,轻度择伐林中关键树种的种群结构没有显著变化;中度择伐林和重度择伐林中3个关键树种大树(胸径DBH≥20 cm)的密度和平均胸径均显著减少,但幼树(2 cm≤DBH<10 cm)的数量增加.所有样地中关键树种的竞争指数均随径级的增加而减小,且二者服从幂函数分布,而林木胸径生长到20 cm后,竞争指数进入稳定状态.在原始林、轻度和中度择伐林中,3个树种的幼树的竞争指数受到非冠层树种的影响最大,而红松小树(10 cm≤DBH<20 cm)和大树主要受红松种内和非冠层树种的影响;水曲柳主要受红松和非冠层树种的影响,紫椴主要受种内和红松的影响.重度择伐林中,白桦是3个树种的主要竞争来源,贡献率均超过50%.根据以上关键树种竞争关系的特点,抚育非冠层树种有利于3个关键种幼树的更新和生长;对于小树来说,还需要根据树种类型来采取相应措施,而大树不需要采用抚育措施.本研究对关键树种培育和天然林择伐后快速恢复具有指导意义.     

择伐对阔叶红松林主要组成树种种内、种间竞争的影响

以择伐37 年后的阔叶红松林为对象,研究择伐对林内主要树种种内、种间竞争的影响.结果表明：择伐对阔叶红松林主要树种的种群结构、分布格局和竞争指数均产生了极显著影响.各树种的竞争指数变化值与其耐荫性指数存在极显著负相关关系(r=-0.8821).种内竞争强度与聚集强度、个体数呈极显著线性关系,择伐区内枫桦、紫椴等阳性树种的聚集强度最大,种内竞争强度远大于种间竞争,有利于树种之间的共存.择伐降低了红松对其伴生树种的竞争,而阳性树种对其他树种的竞争压力有所上升.择伐37 年后,红松所受的竞争压力变化较小,有利于红松的稳定生长;由于自疏作用,枫桦、紫椴的优势度将有所下降;冷杉所受的竞争压力有所减弱,有利于其种群数量的恢复.     

气候变化对阔叶红松林不同演替阶段红松种群生产力的影响

本文以长白山地区阔叶红松林不同演替阶段(次生杨桦林、次生针阔混交林、原始红松林)内红松种群作为研究对象,采用树轮学与相对生长式相结合,获取红松种群净初级生产力(NPP)连年生长(1921—2006年)数据以及相对增长率的年际变化数据,建立红松种群NPP与年际和季节性气候因子的关系,分析不同气候时期长白山阔叶红松林不同演替阶段内红松种群NPP年际变化特征及其对气候变化的响应差异.结果表明： 研究期间,不同演替阶段红松种群NPP与气候因子响应关系存在差异.随着温度上升,次生杨桦林红松种群NPP与上年生长季和当年生长季低温由显著负相关关系转变为显著正相关关系;次生针阔混交林红松种群NPP由与当年春季最低温度的正相关关系转变为与上年和当年生长季温度的显著正相关关系,气候因素对次生针阔混交林红松种群NPP影响的滞后效应增强;原始红松林红松种群NPP与温度的相关性减弱,与上年生长季降水量的正相关关系增强.研究区气候变化表现为低温和平均温度显著上升,而最高温度和降水没有明显变化.气候变化有利于提高演替初级阶段次生杨桦林和演替中级阶段次生针阔混交林内红松种群生产力,尤其是次生针阔混交林,而对演替顶极阶段红松种群NPP影响不明显.     

低温胁迫下红松与西伯利亚红松光合与气孔特性

红松与西伯利亚红松均为寒温带著名的成林树种,具有较强的耐寒性,与红松相比,西伯利亚红松具有更强的耐寒性。为探究低温胁迫下两树种的生理响应机制及抗寒生理机理,本研究以5年生的红松与西伯利亚红松幼苗为材料,对其进行低温处理,3个胁迫温度(0℃、-20℃和-40℃)和3个胁迫时间(6、24和48 h),20℃为对照,研究低温胁迫下红松与西伯利亚红松的光合特性和气孔特性。T检验和方差分析结果表明,各光合指标和气孔密度在红松与西伯利亚红松中的差异显著(P<0.05),低温及低温胁迫时间对红松与西伯利亚红松各光合指标具有极显著影响(P<0.01),低温对红松与西伯利亚红松的气孔开度与气孔面积具有极显著影响(P<0.01)。胁迫前(20℃)和0℃低温胁迫下,红松中的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著高于西伯利亚红松,但在-20℃条件下胁迫6 h,西伯利亚红松各光合测定指标显著高于红松。随着温度的降低与胁迫时间的延长,两树种的各光合指标均呈下降趋势。红松中的气孔密度显著高于西伯利亚红松,胁迫前(20℃),红松与西伯利亚红松的气孔均为椭圆形,随着温度的降低,两树种的气孔开度和气孔面积显著减小。     

Neighborhood predictors of plant performance

Summary We developed models of inter-individual interference to predict the fecundity of individuals in populations of the annual plant species, Arabidopsis thaliana. An individual plant is modeled as having a neighborhood which is a circular area of fixed radius with the plant at its center. Other plants which share the circle with the focal plant are termed neighbors of the focal plant. We developed an index of neighborhood interference which is the independent variable in a non-linear regression model that predicts individual plant fecundity. We present methods of exploratory data analysis that are useful in determining a best neighborhood radius, defined as that radius which minimizes residual sum of squares, and in deciding on the functional form of the interference index. In developing the interference index for Arabidopsis, we focus on aspects of the spatial distribution of neighbors: their number, distance and angular dispersion.We found that a best (or optimal) neighborhood radius can be resolved, which provides the best predictor of plant performance. Fecundity predictors based on adult neighbors were noticeably better than those based on neighbors at the seedling stage. Rosettes of Arabidopsis may change location during development (they fall over) and the new fallen positions do provide some improvement in the predictor. Taking into account distance to neighbors within the neighborhood provided only negligible improvement in the model. Finally, the incorporation of angular dispersion in the crowding index produced a considerably better fit. The fecundity predictor that included number of neighbors and angular dispersion in the crowding index explained about 70% of the variation in individual seed set.     

长白山阔叶红松林中红松与紫椴的空间分布格局及其关联性

以长白山阔叶红松林25hm2样地调查数据为基础,采用点格局分析方法O-ring统计,分析了红松与紫椴两个优势树种在主林层、次林层和林下层的空间分布格局,以及各林层之间的种内和种间关联性.结果表明:在小尺度上,红松和紫椴总体上呈聚集性分布,但不同林层的分布格局各异.物种在较低的林层呈明显的聚集分布,而在较高的林层则呈随机或规则分布,聚集度随林层的增高而降低.主林层与次林层红松在<11m的尺度内呈明显的正相关.主林层与次林层、林下层紫椴之间呈负相关.红松和紫椴在整体上表现为正相关,但不同林层间的关联性各异.主林层红松与3个林层紫椴之间没有明显的关联性;次林层红松与次林层紫椴在>4m的尺度上呈负相关,而与林下层紫椴没有明显的关联性;主林层紫椴与次林层红松在0~100m尺度内都表现为显著正相关.     

光皮桦群落邻体干扰指数的研究

影响植物个体生长的因素很多 ,这其中不仅有其自身的遗传特性在起作用 ,而且与其所处的生境立地质量以及它对环境资源的利用状况也有着密切地内在联系。生境在影响植物生长的同时 ,植物的生命活动及生长过程也在不断地影响和改变着环境条件 ,使其朝着有利于或不利于邻体生长的方向发展。生物与环境之间这种相互作用、相互影响 ,就是生态学领域里的邻体干扰。本文通过对福建卫闽光皮桦 (Ｂｅｔｕｌａｌｕｍｉｎｉｆｅｒａ)群落邻体干扰指数的研究 ,分析了邻体干扰指数与光皮桦生长速度间的相互联系 ,揭示了光皮桦个体大小与邻体干扰指数和生…     

小兴安岭红皮云杉年轮-气候关系及其衰退原因

运用树木年轮学方法,建立了小兴安岭丰林自然保护区不同海拔2个红皮云杉树轮宽度年表,研究其与局地温度、降水、帕默尔干旱指数(PDSI)及大尺度气候因子的关系,探讨红皮云杉径向生长的主要限制因子,分析其近几十年衰退的原因.结果表明： 小兴安岭红皮云杉径向生长受温度限制作用强于降水,且生长季最低温度限制最强.不同海拔红皮云杉径向生长对气候响应存在明显差异：低海拔红皮云杉径向生长与生长季(6—9月)年降水量呈显著正相关;与不同深度土壤温度呈显著负相关,80 cm土层土温在生长季阶段限制作用最强;与PDSI在生长季呈显著正相关.高海拔红皮云杉与空气温度、降水、土壤温度及PDSI的关系没有低海拔显著.小兴安岭红皮云杉衰退可能与北大西洋多年代际振荡(AMO)、太平洋年代际振荡(PDO)的相位转变以及1980年后的显著升温有一定关联,上述因素的耦合作用使该区土壤蒸发量加大,暖干化现象加剧,进而导致低海拔红皮云杉生长衰退.