樟子松人工林树冠结构的分形分析

基于樟子松人工林7块固定标准地中的31株解析木的树冠体积和叶量,以幂函数关系(F=Av^(D/3))建立了预估树冠表面积的分形维数。同时根据生物量实测数据,建立预估叶量的生物模型Lw=0.180397D^3045903H^-1.67348。基于枝解析、树干解析数据,动态地预估了一年、二年、三年前的树冠体积,并结合树冠体积、叶量的这种幂函数关系可以动态地预估一年、二年、三年前树冠表面积的分形维数,从而反映出树冠结构的动态变化规律。为了了解不同分级样木的分维数变化情况,利用2003年调查的4块生物量标准地数据,根据单株树木各个枝条占据的空间体积与该枝条的带叶枝干重的关系,计算了各标准地不同分级样木树冠的分维数。为探讨单株样木树冠的分维数的计算提供了一种可行方法。树冠的分维数作为表征树冠的动态生长变化是一有用和可靠的指标。     

基于混合效应的兴安落叶松树高与胸径关系模拟

以黑龙江省带岭林业局大青川林场和永翠林场的兴安落叶松人工林为研究对象,基于41块样地调查数据和Richards模型,构建了含有林分变量的树高与胸径关系模型。利用混合效应模型方法拟合常规Richards模型yij=(β1+bi1)(1-e-(β2+bi2)xij)(β3+bi3)+εij和含有林分变量的模型yij=(β1+bi1)(Dq)(β2+bi2)(1-e-(β3+bi3)(N(β4+bi4))xij)+εij。结果表明:当对Richards混合效应模型拟合时,引入随机参数b1、b2时模型拟合最好;当对含有林分变量的Richards混合效应模型拟合时,引入随机参数b2、b4时模型拟合最好。模型检验表明:当随机抽取独立样本时,混合模型误差小于固定效应模型。如果随机抽取4个样本校正时,混合模型的误差和均方根误差降低71.8%和42.1%。     

不同发育阶段杉木人工林对土壤微生物群落结构的影响

采用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE),分析土壤细菌16S rDNA和土壤真菌28SrDNA特异性片段多态性,研究了不同发育阶段杉木人工林对土壤微生物群落结构的影响.结果表明:土壤微生物群落结构随着杉木人工林的发育年龄而改变,杉木人工林土壤微生物群落多样性和丰富度随杉木生长发育显著增加(P<0.05),但均显著低于次生阔叶林(P<0.05);聚类分析表明,不同发育阶段杉木人工林土壤真菌群落相似性均<60%,而土壤细菌群落相似性最高可达65%,由此可推测不同发育阶段杉木人工林土壤真菌群落结构变化较土壤细菌群落结构变化剧烈;相关性分析表明,不同发育阶段杉木人工林土壤速效氮、碳氮比与土壤微生物群落多样性显著相关(P<0.05).本研究表明,长期种植单一杉木人工林能够通过改变土壤理化性质来影响土壤微生物群落组成,进而影响森林生态系统养分循环,导致人工林林分生产力下降.     

太岳林区山核桃种群树高和胸径关系的数学模拟

建立平均高和平均胸径的模型,对提高森林科学经营水平是很有必要的．本文根据野外山核桃种群调查资料,利用10种数学回归模型对山核桃种群的平均树高和平均胸径间的关系进行回归分析．结果表明;山核桃种群平均高和平均胸径之间存在显著的相关关系,以H=a＋bD、H=a＋bD＋cD2、H=a＋bD＋cD2＋dD3和H=a＋b／D4种回归模型拟合的较好;经适用性检验,这4种回归模型适用度均比较高,但是,H=a＋bD＋cD2和H=a＋bD＋cD2＋dD3适合度最好,最具有代表性;不过,就精度而言,H=a＋bD＋cD2最高,H=a＋bD＋cD2＋dD3次之．这为在太岳林区开展山核桃种群群落结构研究,并进行森林经营和资源调查等提供重要的理论依据．     

红松人工林树冠大小与果实产量关系的研究

以黑龙江省佳木斯市孟家岗林场红松人工林为研究对象,基于12块样地70株枝解析数据及21块固定样地2008~2010年的结实量数据,利用异速生长方程建立立木树冠体积和表面积预估模型,同时对树冠大小与欠年、平年、丰年的红松结实量进行了相关分析。结果表明:树冠体积和表面积与冠长、胸径、冠幅和树高均显著相关,其中与胸径相关系数最大,与树高相关系数最小。本文所建立的模型确定系数R2都在0.55以上,预测精度大多数在85%以上。利用所建立的树冠体积与表面积模型,我们分析了其对结实量的影响。结果显示,红松人工林结实量与其树冠体积大小以及与树冠表面积大小呈线性关系,其中,结实丰年的结实量与树冠体积以及与树冠表面的线性关系最明显(r=0.726 7-0.733 8),平年次之(r=0.688 8-0.667 5),欠年最差(r<0.5)。总的来说,本文所建立的红松人工林立木树冠体积和表面积单变量和多变量模型能对红松立木树冠大小进行很好的估计,为进一步研究红松人工林结实规律及果材兼用林优化经营提供基础。     

天目山不同海拔檫木群体遗传多样性和遗传结构

采用13对SSR引物,运用Bioptic Qsep100全自动核酸分析系统,分析了天目山5个海拔檫木群体的遗传多样性和遗传结构及其在不同海拔下的变化模式.结果表明: 天目山檫木群体具有较高的遗传多样性水平,其中期望杂合度和观察杂合度分别为0.84和0.61.根据Shannon指数,天目山檫木中海拔(500～800 m)群体的遗传多样性水平大于低海拔(200 m)和高海拔(1100～1400 m)群体的遗传多样性水平.由基因分化系数和AMOVA分析可知,檫木种群的遗传变异主要存在于群体内.STRUCTURE分析和UPGMA聚类分析表明,中、低海拔被划为一个群体,而高海拔被划为另一个群体.低海拔和中海拔檫木群体遗传距离的差异表明,人为干扰对物种多样性具有负面效应,而自然保护区对物种多样性的保护起到了积极作用.     

天然更新檫木林的能量分析

在测定天然更新檫木林的檫木[Sassafras tsumu (Hemsl.) Hemsl.]各器官热值的基础上, 建立檫木能量回归模型, 进而计算了群落能量现存量. 结果表明: 檫木各器官热值具有一定差异, 其中叶的热值最大, 树干的热值最小; 檫木树干、枝、根及全树的能量与D和 D2H(D为胸径, H为株高)回归关系达到极显著水平, 而叶的能量与D和D2H回归关系不明显; 各径级檫木树干能量的70%以上聚集在树干下部; 不同径级檫木枝的能量分布不同, 大径级主要集中在枝的中上部, 中小径级主要集中在枝的下部; 天然更新檫木林檫木的能量现存量为1.23×106 kJ·hm-2,从大至小排序依次为树干(72.58%)、根(20.15%)、枝(7.08%)、叶(0.19%).     

长白山主要针叶树种胸径和树高变异系数与竞争因子的关系

选取长白山地区8个皆伐标准地的1139株标准木,利用变异系数(CV)分析了云杉、冷杉和红松3个主要针叶树种的胸径和树高随龄阶、树高随径阶的变化.结果表明：在研究地区,3个主要针叶树种树高随径阶的变异相对较小,胸径和树高随龄阶的变异较大,胸径随龄阶的变异系数最大.在天然林中,传统的以径阶为自变量的树高曲线能较好地反映实际生长,以龄阶为自变量的胸径和树高生长模型对实际生长程度的反映较差.竞争是引起树高和胸径变动的主要因子.若将竞争因子添加到传统的生长方程和树高曲线中,可以大幅度提高模型的精度.     

基于树冠竞争因子的落叶松人工林单木生长模型

基于黑龙江省佳木斯市孟家岗林场落叶松人工林14块固定标准地的两期调查数据(2007、2009年),通过分析树冠变量与林木生长的关系,构建了2个树冠竞争指数(CIa、CIb),并将其作为单木竞争指标构建了落叶松人工林与距离有关的单木生长模型。研究结果表明:文中提出的二个树冠竞争指数优于Hegyi竞争指数(CI),落叶松各个竞争指数与林木断面积生长量相关性大小顺序为CIbCIaCI。随着对象木影响圈的扩大,竞争指数趋于稳定,对模型的拟合效果有所提高。林木大小是影响落叶松单木生长的主要因子,胸径越大,单木生长量越大。通过引入与距离有关的树冠竞争指数将单木模型的拟合优度提高了5.6%。本文构建的与距离有关的单木生长模型可以很好地预估人工落叶松单木的断面积生长量。     

不同地点杨树无性系树高和胸径变异分析及生长模型构建

以不同地点30个白杨杂种无性系为材料,对其不同树龄的树高和胸径进行调查,对获得数据进行变异分析并构建生长曲线模型,方差分析结果表明地点间、无性系间、地点与无性系交互作用间均达到极显著差异水平(P0.01);树高和胸径表型变异系数变化范围分别为15.34%~23.80%和19.42%~31.88%;所有性状重复力较高,变化范围为0.797 7~0.985 9;模型构建结果表明,根据杨树无性系苗期树高和胸径构建的指数函数模型拟合度r2分别达0.82和0.87,拟合效果较好。利用模型对未测定数据进行估算,无论树高还是胸径,冠县无性系的最初生长量最高,而峰峰的树高和威县的胸径生长速率最快。基因型与环境具有明显的交互作用,不同无性系在相同地点表现差异较大,相同无性系在不同地点也呈现明显差异,表明无性系评价选择需要考虑环境因素,适地适树的进行选择。构建的模型可以为林木生长量预测提供理论依据。     

水杉人工林树冠结构及生物生产力的研究

研究了水杉人工林的树冠结构和林分生物生产力。结果表明,不同密度及林龄的林分树冠结构存在较大差异,随着树冠部位上升和林分密度增大,分枝角度逐渐减小;径阶大小与枝叶率成反比,与树冠重量成正比,径阶增大,树冠最大叶量层的集团上移,有效光合面积相对减少,树冠结构的变化直接影响到林分的生物量生产、分配分配和经济生物量,林分干、枝、叶的干物质累积趋势可用Ｒｉｃｈａｒｄ方程描述;林龄增大,分配到主干的生物量比例     

山银花不同发育阶段花结构与绿原酸含量变化关系研究

利用HPLC测定了山银花不同发育阶段花中绿原酸的含量变化,同时采用荧光显微镜和石蜡制片法观察了花器官中绿原酸的分布部位及其在花发育过程中的结构变化,以探讨绿原酸含量变化与花结构间的相互关系。结果显示:绿原酸主要分布于萼筒和花冠筒的内、外表皮细胞及外表皮下的几层细胞中;在花发育过程中,当花蕾外观上呈绿色时含绿原酸细胞处于分化之中,而呈白色时则分化成熟,至花开放呈白色和黄色时则趋于衰亡;花中绿原酸含量在细胞分化早期较高,在细胞分化接近成熟时则开始急剧减少,至细胞趋于衰老时,绿原酸含量最低。这些结果说明,花中绿原酸含量的变化与花的发育过程密切相关;推测可能是花发育过程中的叶绿体变化直接影响了淀粉合成,进而对绿原酸含量积累产生了影响;本研靠结果为制定金银花药材的合理采收期标准提供了理论依据。     

不同林龄、树种落叶松人工林径向生长与气候变化的关系

研究人工林径向生长与气候变化的关系对全球气候变暖背景下人工林合理经营有着重要的意义。该文对在辽东山区广泛栽培的黄花落叶松(Larix olgensis)和日本落叶松(Larix kaempferi)人工林,运用树木年轮气候学方法建立了辽宁草河口和湾甸子林场落叶松人工林年表,分析了落叶松径向生长对气候变化的响应以及气候条件、树种、立地条件和林分因子(林龄、密度、蓄积量等)的相对影响程度。结果发现在影响年轮-气候关系的因素中,气象因子的潜在蒸发散(PET)的影响力最大;林龄、密度和蓄积量同时也具有重要的影响作用。中龄落叶松人工林径向生长主要与气温呈正相关关系,成熟落叶松人工林径向生长主要与气温呈负相关关系;而其他因素,如树种、立地条件等的影响作用不大。这表明在气候变暖背景下随着林龄增加,林分会逐渐受到气温升高导致的水分亏缺的限制,导致明显的生长下降趋势,因而气候变暖对成熟落叶松人工林威胁更为严重,所以要注重对成熟林的优先保护,同时可以预测,随着东北地区今后气候进一步变暖,可能将逐步影响到林龄更小的林分的生长,因此需要进一步研究如何在落叶松人工林经营中采取科学的措施来更好地应对未来气候变化。     

不同林龄、树种落叶松人工林径向生长与气候变化的关系

研究人工林径向生长与气候变化的关系对全球气候变暖背景下人工林合理经营有着重要的意义。该文对在辽东山区广泛栽培的黄花落叶松(Larix olgensis)和日本落叶松(Larix kaempferi)人工林, 运用树木年轮气候学方法建立了辽宁草河口和湾甸子林场落叶松人工林年表, 分析了落叶松径向生长对气候变化的响应以及气候条件、树种、立地条件和林分因子(林龄、密度、蓄积量等)的相对影响程度。结果发现在影响年轮-气候关系的因素中, 气象因子的潜在蒸发散(PET)的影响力最大; 林龄、密度和蓄积量同时也具有重要的影响作用。中龄落叶松人工林径向生长主要与气温呈正相关关系, 成熟落叶松人工林径向生长主要与气温呈负相关关系; 而其他因素, 如树种、立地条件等的影响作用不大。这表明在气候变暖背景下随着林龄增加, 林分会逐渐受到气温升高导致的水分亏缺的限制, 导致明显的生长下降趋势, 因而气候变暖对成熟落叶松人工林威胁更为严重, 所以要注重对成熟林的优先保护, 同时可以预测, 随着东北地区今后气候进一步变暖, 可能将逐步影响到林龄更小的林分的生长, 因此需要进一步研究如何在落叶松人工林经营中采取科学的措施来更好地应对未来气候变化。     

不同树高对荷木液流密度、整树蒸腾量和时滞的效应

人工林面积不断增大,这不仅能解决由于森林砍伐引起的一系列社会问题,而且还对解决水土保持、二氧化碳减排等环境问题起到重要作用。了解人工林的生长特性和蒸腾效率,对植被生长、恢复和管理有着重要意义。为此,该研究连续监测了华南地区12棵不同高度荷木人工林的液流密度,对样树以高度划分等级,采取错位相关法分析不同高度等级胸高处液流与冠层蒸腾的时滞效应。结果表明:气候环境相同时,所有样树胸高处液流日格型相似;荷木林蒸腾量优势木中间木劣势木,所有树木湿季月蒸腾量大于干季月蒸腾量;不同高度等级之间时滞差异显著,劣势木时滞50min,优势木和中间木时滞20min;所有样树干湿季时滞差异不显著,同一高度级两季节时滞差少于10min。这些说明:在干季华南地区土壤水分仍然相对较充足,植物输水阻力没有受到土壤水分降低和长距离水分传导的影响;中间木和优势木时滞短,水力阻力小,蒸腾量大并占据着林段的有利资源;劣势木长势低矮,时滞长,导管阻力大,蒸腾量少,光合作用需要的水热资源少,所以回馈根部的营养物质少,不均衡的营养循环使得林段分化愈明显,劣势木将逐渐从林段中被淘汰。该文指出在荷木人工林生长后期,对于长势低矮,生命力极弱的劣势木应定期砍伐,这样能增加优势木和中间木对光照及水分等有利资源的分配,提高林分质量,增加林地生产力。     

杉木幼树冠层结构与生物量关系的初步研究

本文探讨了5年生杉木树冠的结构特点及其与植株生物量的关系。不问冠型如何,同一林分幼杉各器官干重的比重都比较稳定;树冠针叶干得密度为0.18—0.44千克/米~3,针叶面积(仅计一面)密度为0.97—2.40米~2/米~3,比Kira等(1969)报道的阔叶树的叶面积密度大4—5倍;针叶主要着生在二级和一级侧枝上,集中分布在树冠中下部。闽北地区Ⅱ一Ⅲ地位级杉木造林后4年内干物质生产速率平均为345克/米~2/年,对辐射能的利用率为0.17％。浓密型杉木的生长要显著快于稀疏型杉木。 根据幼杉冠层结构的特点,提出:(1)应加强幼林抚育,改善中下部林冠的光照条件,以发挥比重最大的中下部冠层针叶的光合潜力;(2)为使幼杉树冠发育良好,闽北地区Ⅱ—Ⅲ地位级杉木的栽植密度应在2×2米至2×3米之间;(3)为提高杉木幼林期林地的光能利用率,可在幼林内间作农作物;(4)抚育采伐时应尽量保留浓密型杉木而去除稀疏型杉木;(5)可以考虑把浓密型杉木单独造林;(6)可以指望把浓密型杉木作为优良的育种原始材料。     

天目山近自然毛竹林空间结构与胸径的关系

以浙江省天目山国家级自然保护区内的近自然毛竹林为研究对象,设置1块100m×100m的固定标准地,采用相邻网格调查法划分为100个调查单元,通过全站仪精确定位毛竹基部的三维坐标(X,Y,Z),利用角尺度、大小比数和年龄隔离度3个林分空间结构指数,并按毛竹胸径大小划分为Ⅰ(DBH7cm)、Ⅱ(7cm≤DBH13cm)、Ⅲ(DBH≥13cm)3个径级,分析近自然毛竹林空间结构与胸径的关系。结果表明:毛竹林直径结构呈右偏近似正态分布,与乔木同龄林直径结构较接近;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ径级毛竹以及全林分的空间分布格局分别为聚集、随机、随机和随机,毛竹林角尺度随径阶的增加有减小的趋势,且服从幂函数关系,决定系数R2=0.7793,各径阶角尺度无显著性差异(P0.05);毛竹林整体处于中庸状态,胸径大小分化不明显,各径级毛竹优势度排序为ⅢⅡⅠ,毛竹林大小比数随径阶的增加而减小,与胸径呈线性关系,决定系数R2=0.9233,各径阶大小比数差异极显著(P0.01);毛竹林的平均年龄隔离度为0.8178,属强度至极强度异龄,各径级毛竹年龄隔离程度大小排序为ⅢⅡⅠ,毛竹林年龄隔离度随径阶的增大呈现逐渐递增的趋势,且服从幂函数关系,决定系数R2=0.6774,各径阶年龄隔离度差异极显著(P0.01)。     

嫩江沙地不同年龄樟子松人工林种群结构与林下物种多样性动态

以嫩江沙地樟子松防风固沙人工林为对象,调查不同发育阶段(24、29、39和43年生)林分的种群结构、林下物种组成以及多样性的变化.结果表明:研究期间,所有樟子松人工固沙林中均未见更新幼苗.不同发育阶段的樟子松人工林在胸径和高度上有显著差异,随着林龄的增加,小径级个体的比例明显降低,大径级个体增多,种群趋于成熟,径级结构除43年生外均呈正态分布.林下物种共计33种,隶属于15科28属,禾本科的狗尾草为林下草本植被的优势种,但其优势程度随林龄增加而逐渐减小;随着林龄的增加,1年生植物的比例减少,多年生植物比例增加;Simpson多样性指数与Pielou均匀度指数差异不显著,39年生樟子松的丰富度指数、Shannon多样性指数和Alatalo均匀度指数均显著高于24年生樟子松,群落的物种多样性有所改善.     

梭梭种群不同发育阶段的空间格局与关联性分析

运用点格局法中的Ripley'sK(r)函数的变形L(r)函数和g(r)函数,对古尔班通古特沙漠不同生境下不同发育阶段梭梭种群的空间格局及关联性进行了研究。结果表明:L(r)函数显示梭梭种群格局倾向于聚集分布,且集中分布在0-25m尺度范围内,而g(r)函数分析在小于3m的尺度上呈聚集分布,大于3m的尺度后波动较小,最大聚集尺度表现在0-10m范围内;梭梭在不同发育阶段过程中,L(r)和g(r)函数都显示由幼苗、幼树的聚集分布变为成年树的随机分布,甚至在某些尺度上变为均匀分布,同时幼苗幼树向成年树过渡过程中,梭梭的聚集强度呈逐渐减弱趋势。在关联性分析中,L(r)函数分析中正关联维持的尺度范围较g(r)函数大。L(r)函数分析幼苗与幼树、成年树在0-15m尺度内呈现正关联,g(r)函数在0-5m范围内表现为正关联,而幼树与成年树在0-10m尺度内多呈负关联,且两个大小级的形体大小差异越大,它们的正关联关系越弱,甚至表现为负关联或无关联。幼苗幼树的聚集分布和正关联是梭梭种子的传播和密度制约的一个平衡,对梭梭种群的生存和发展是有利的。另外,梭梭种群分布格局的强度在不同地形也存在差异,奎屯平地比五家渠的聚集强度和关联性大,缓坡差异较小,这说明地形对各种资源的再分配间接地影响了梭梭的格局。总体上看,同时应用L(r)和g(r)函数进行梭梭空间格局与关联性分析时结果不尽相同。L(r)函数的最大值可以反映典型的聚集尺度,而g(r)函数中出现的第1个最大值可以表示植株间典型距离。在小尺度下两种函数分析所得空间格局是一致的,而在大尺度上有较大差异。g(r)函数在小尺度范围内的分析结果更接近实际情况,有利于揭示出梭梭空间格局与生态过程有联系的"关键尺度",说明梭梭为了适应恶劣环境往往表现为聚集分布,这种聚集生长现象有利于个体的生存与繁衍。因此,联合使用L(r)函数和g(r)函数更有利于揭示植物个体间的关系。     

羊奶果不同发育阶段根瘤的细胞结构及固氮、吸氢活性

比较羊奶果根瘤三个不同发育阶段的显微,亚显微结构和固氮,吸氢活性的差异。探讨了根瘤结构与功能的关系。结果表明：早期侵染方式为皮层细胞间隙侵染,此期的内生菌是一种分枝,具隔膜的菌丝体,早期侵染细胞有脂体存在。成熟根瘤含菌细胞明显多于幼瘤和衰老瘤。成熟根瘤具有大量泡囊,成熟泡囊具分隔,双层壁结构。衰老瘤泡囊分隔消失,不呈双层壁结构。成熟根瘤的固氮,吸氢活性明显高于幼瘤和衰老瘤。