台风“布拉万”对东北近天然落叶松云冷杉试验林的影响

台风是重要的森林干扰因子之一,会对森林生态系统的结构和功能产生较大的影响。2012年的台风"布拉万"对我国东北地区局部森林造成了严重的破坏。以受灾最重的吉林省汪清林业局的近天然落叶松云冷杉林为对象,采用方差分析和相关分析方法,研究林分结构和地形条件对林木株数损伤率的影响。结果表明:(1)林木损伤类型可分为折断、连根拔起、搭挂、压弯4种,其中连根拔起为最主要的损伤类型,占总损伤株数的52%,台风灾害造成的林木株数损伤率平均为14.09%。(2)径级大小对林木株数损伤率的影响显著。损伤主要发生于径级较小林分处,径级越大,其株数损伤率越小。(3)林木株数损伤率随林分密度的增加有减小的趋势,但在统计学上它们的关系不显著。(4)不同树种间的林木株数损伤率差异显著,落叶松、冷杉等针叶树种损伤株数最多。(5)林分的树种多样性指数与林木株数损伤率无显著的相关性。(6)海拔、坡度和坡位对林木株数损伤率的影响不显著,但坡向的影响显著,东北坡向林分的林木株数损伤率最大。研究结果可以为灾后森林恢复和减少风灾影响的森林培育措施提供依据。     

利用混合模型分析地域对国内马尾松生物量的影响

开展全国森林生物量监测和评估,建立适合较大区域范围的通用性立木生物量模型是一项重要的基础工作,而分析森林生物量受不同地域的影响并保证不同尺度范围森林生物量估计值的可靠性,是必须面临的问题。以南方马尾松(Pinus massoniana)地上生物量数据为例,介绍了如何利用混合模型理论来分析地域对马尾松地上生物量的影响以及利用混合模型构建全国通用性立木生物量模型,为得到不同区域尺度范围内可靠的森林生物量评价和估计提供了有效途径。结果表明,混合模型不仅提高了模型的精度和通用性,并且模型中每个参数都有特定的数学含义,通过这些参数很容易分析出随机因子对生物量的影响程度。因此混合模型方法具有较大的灵活性和适应性,可推广到其它通用性模型(如材积方程)的建立。     

关帝山天然次生针叶林林隙径高比

林隙径高比(D_EG/H)是指林隙直径与林隙高度的比值。它是林隙的一个主要特征因子,是研究森林动态及评价森林采伐强度的一个重要指标。以关帝山三种天然次生针叶林(华北落叶松、云杉、油松林)林隙作为研究对象,分析了3种林分林隙径高比结构,结果为:云杉林林隙径高比D_EG/H以0.6-1.6之间分布最多,占81.82%,油松林林隙径高比主要分布在0.8-1.6之间,占70.72%。华北落叶松林林隙径高比主要分布在0.4-1之间,占97.06%;通过林隙大小与林隙下幼树数量及林隙敏感度与幼树密度之间的散点分布趋势对林隙大小和林隙敏感度两个特征因子进行比较分析,结果为:林隙大小与林隙下幼树数量之间的散点分布无规律,很难反映各自林隙大小与幼树数量之间的具体关系。而D_EG/H与幼树密度之间的散点分布很有规律,能较好的反映幼树密度与林隙径高比之间的关系;利用线性模型、对数模型以及二阶多项分布模型分别对幼树密度和D_EG/H进行回归分析,并利用各自模型的相关系数、参数P值对它们进行比较,结果为:3种模型都可以用来拟合3种林分的幼树密度和林隙敏感度,其中对数模型拟合效果最好。     

不同郁闭度下胸高直径对杉木冠幅特征因子的影响

树冠是树木进行光合作用和呼吸作用的重要场所,冠幅和冠长率直接影响树木的生活力和生产力。以湖南省黄丰桥国有林场103块杉木(Cunninghamia lanceolata)林样地为例,样地按郁闭度CD≥0.8(类型1)、0.7≤CD<0.8(类型2)、0.6≤CD<0.7(类型3)、0.5≤CD<0.6(类型4)和CD<0.5(类型5)划分5个等级。分析不同等级林分中树木冠幅和冠长率的分布结构以及与胸径的关系,同时利用非线性混合效应模型分析各类型郁闭度对冠幅和冠长率的随机影响。研究结果表明:5种类型的冠幅大小主要分布在区间(2.5—4.0m)之间,分别占65.82%、69.56%、70.79%、58.15%和53.21%,小于1.5 m和大于5.0 m分布较少;5种类型冠长率主要分布在区间(0.3—0.7)之间,分别占55.69%、71.93%、67.01%、82.22%和79.28%,在区间小于0.2和大于0.8分布较少,大于0.9的冠长率几乎没有;冠幅与胸径之间呈现较弱的线性相关性,而冠长率与胸径之间几乎线性不相关。在相同的胸高直径时,类型5的冠幅最大,而类型1的冠幅最小。对于冠长率,恰好相反,即类型1的冠长率最大,而类型5的冠长率最小;同时给出的冠幅模型(模型11)和冠长率模型(模型14)具有较高的预测精度,在实际应用中可以利用它们对冠幅和冠长率进行预测。     

东北地区两个主要树种地上生物量通用方程构建

目前,东北落叶松地上生物量方程主要采用分树种或把不同树种归为一体的方法,但是,既能反映落叶松生物量与自变量的平均关系,又能反映不同树种间生物量差异程度的通用性落叶松生物量方程迄今尚未构建。因此,以东北地区兴安落叶松和长白落叶松地上生物量数据为研究对象,构建一元(自变量为胸径)、二元(自变量为胸径和树高)和三元(自变量为胸径、树高和冠幅)的不同树种生物量通用方程。由于起源和地域的不同,生物量可能会存在一定程度差异,进而,在所构建的不同树种生物量通用方程的基础上,考虑起源和地域的差异,利用哑变量方法构建既能考虑不同树种又能考虑林分起源和不同地域的东北落叶松地上生物量通用方程,并利用加权最小二乘法剔除方程异方差。结果表明:通过哑变量方法构建不同树种生物量模型方法可行;不论是传统的生物量方程,还是只考虑树种或同时考虑树种、起源和地域的通用生物量方程,增加自变量能提高方程预测效果,即,三元生物量方程预测精度最高,二元生物量方程次之,一元生物量方程最低;当同时考虑树种、起源和地域时,方程预测精度最高,只考虑树种的生物量通用方程次之,传统生物量方程最低。因此,如果数据允许,建议构建考虑不同树种、起源和地域的三元生物量方程估计东北地区长白落叶松和兴安落叶松地上生物量。     

云冷杉针阔混交林叶面积指数的空间异质性

叶面积指数(Leaf area index,LAI)是森林生态过程的关键参数和描述森林冠层结构的重要指标。用半球摄影技术对吉林省汪清林业局金沟岭林场的10块1 hm2云冷杉针阔混交林的LAI进行测定,采用地统计学的半变异函数和普通克里格法对研究区的LAI的空间异质性进行了分析。结果表明:10块样地的10 m×10 m小样方内以及样地间的LAI离散程度较小,但分布有一定的规律。LAI的空间相关性存在不确定性,可由线性、孔状、高斯3种模型有效的描述,空间相关性存在的尺度范围变异大,中等和强空间相关性的影响范围在15—155m之间,10块样地LAI的空间相关性的影响范围平均为65.637m。普通克里格插值结果显示,LAI的空间分布呈明显的条带状和斑块状的梯度变化。LAI与林分平均胸径、林分平均高和林分平均冠长呈显著负相关,与林分平均冠幅、林分密度以及树种个数呈显著正相关。研究结果可为不同尺度云冷杉针阔混交林LAI的估计提供依据。     

不同林分起源的相容性生物量模型构建

目前为止已有不同方法构建生物量相容性模型,但不同林分起源的生物量相容性模型很少报道。针对此问题,以150株南方马尾松(Pinus masson iana)地上生物量数据为例,利用比例平差法和非线性联立方程组法建立不同起源地上生物量以及干材、干皮、树枝和树叶各分项生物量相容的通用性模型。根据分配层次不同,两种方法又各自考虑总量直接控制和分级联合控制两种方案。从直径、树高、地径、枝下高和冠幅5个林分变量中选取不同的变量构建一元、二元和三元生物量模型,并利用加权最小二乘回归法消除生物量模型中存在的异方差性。结果为:比例平差法和非线性联立方程组法都能有效保证各分项生物量总和等于总生物量,模型预测精度满足要求。总体而言,非线性联立方程组方法比比例平差方法精度高,同时两种方法中总量直接控制法比分级联合控制法预测效果好;各分项生物量模型本身作为权函数能有效消除异方差;各分项对应的三元生物量模型预测精度最高,其次是二元生物量模型,最低是一元生物量模型,但这些差异不是很大。总之,为权衡考虑模型预测精度和调查成本,建议把直径和树高作为协变量利用总量直接控制非线性联立方程组法对不同起源生物量建模。