空间直观景观模型LANDIS Ⅰ．运行机制

空间直观景观模型是指在异质景观中模拟景观尺度上生态过程的空间直观模型．LANDIS是一个用于模拟森林景观干扰、演替和管理的空间直观景观模型．通过在样地尺度上跟踪以10年为间隔的物种年龄级,半定量化地描述火和风倒,及使用位数组表示物种年龄结构,LANDIS能同时在物种、样地和景观尺度上模拟各种生态过程及其相互关系．详细论述了LANDIS模型对种子传播、火、风倒和砍伐等生态过程的模拟,并讨论了模型中存在的一些不足．     

东北林业大学帽儿山实验林场原始红松林的破坏与恢复的雏议北大核心CSCD

依据相关历史资料和森林资源调查数据,分析了东北林业大学帽儿山实验林场的红松原始林历史上的破坏和恢复现状。那时的原始林森林茂密,树木参天,公顷蓄积量约300 m3左右。这片原始林虽经历代政权的建立和更迭,但因人口稀少,生产力水平低下,开发利用有限等原因,减少了森林资源的消耗,自然保护了森林的存在与发展。但在1896～1945年间,遭到了沙皇俄国和日本军国主义的大势掠夺采伐破坏,原始林一扫而光,夷为荒山秃岭和残破林,每公顷蓄积仅为54.9 m3。为改变现状,迅速恢复森林资源,帽儿山林场于1958年以恢复生态学为理论依据,在全面调查的基础上引种红松种群,调整结构,形成针阔混交林,至今经过50年的恢复和改造,效果显著。     

采伐剩余物不同处理方式对杉木幼林土壤有机氮组分的影响

采伐剩余物不同处理方式会改变输入土壤的有机质数量和质量,直接或间接影响土壤的养分组成与含量。氮作为重要的土壤养分之一,其有机氮组分对采伐剩余物不同处理方式的响应仍不明确。本研究在福建省三明市格氏栲自然保护区内,对50多年生的杉木成熟林皆伐后的采伐剩余物分别进行清除、保留、火烧处理,并种植杉木5年时,采用H₂SO₄水解法对不同土层(0～10、10～20 cm)土壤有机氮组分及其影响因素进行研究。结果表明: 保留处理显著提高了土壤有机氮及活性组分的含量。0～10 cm土层中,保留处理土壤有机氮含量(3.36 g·kg^-1)分别是清除处理、火烧处理的1.5和1.3倍,活性氮Ⅰ、Ⅱ含量也以保留处理最高;10～20 cm土层中,保留处理土壤有机氮和活性氮Ⅱ含量(2.20、0.73 g·kg^-1)也显著高于清除和火烧处理,而且保留处理的活性氮指数Ⅱ(33.9%)显著高于火烧处理(26.1%)。两个土层均以保留处理的总碳、可溶性有机碳、可溶性有机氮含量,以及微生物生物量碳、氮最高。与清除处理相比,保留处理显著提高0～10 cm土层细菌(革兰氏阳性菌、阴性菌)含量;10～20 cm土层中,保留处理的真菌含量最高,放线菌含量最低。相关分析表明,土壤有机氮及活性组分与土壤总碳、可溶性有机碳、可溶性有机氮、微生物生物量及土壤细菌(革兰氏阳性菌、阴性菌)、真菌呈显著正相关,与放线菌呈显著负相关。保留处理有利于提高土壤有机氮及活性氮组分含量,改善土壤生化性质,对土壤微生物群落组成具有积极的影响,是维持土壤肥力和提高森林生产力的有效经营管理措施。     

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.     

大兴安岭呼中区紫貂生境格局变化及采伐的影响

本文根据紫貂（Martes zibellina）行为生态学特征,利用景观生态学的原理和技术,将大兴安岭呼中区紫貂生境划分成最适、一般适宜和非适宜三种类型。以其紧邻的呼中自然保护区核心区1989年的生境格局代表呼中区1970年开发前的原始生境,揭示原始生境、1989年、2000年3个时期紫貂生境格局及变化。结果表明,1970-2000年紫貂生境格局持续恶化,已极不利于紫貂的生存。适宜生境向非适宜生境呈单一方向转变,且适宜生境由沟谷两侧向远离河谷的森林腹地大幅度萎缩。生境格局变化与经营时问长短关系密切,原始状态是以适宜生境为基质的均质状态,开发至一定时期,生境格局的异质化程度增大,继续开发则异质化程度又减小,形成以非适宜生境为基质的相对均质状态。大于巢区最小面积f4km0）的生境斑块的面积百分比、斑块密度明显下降,斑块间距离显著增大。进而对导致生境格局变化的要素进行分析后发现,持续采伐是紫貂生境格局变化的主要驱动因子,采伐改变了植被条件,而植被条件的非适宜性造成了紫貂非适宜生境。1989-2000年的采伐格局也并不合理,各年伐区在研究区内均匀分布,采伐设计时没有考虑动物生境保护。但可以推断,1999年后开始逐步实施的“天然林保护工程”有利于紫貂生境的恢复,本研究强调森林采伐经营的空间格局与动物生境保护之间的关系,旨在促进决策部门将生物保护作为采伐经营政策制定的重要决策因子。     

西南亚高山森林植被变化对流域产水量的影响

国内曾有许多研究认为,长江上游亚高山地区的森林具有增加流域年径流量的作用,所以多年来一直以此来指导该区域的森林恢复与经营实践.将以往的径流场和集水区的观测数据结合起来,应用加权平均插值方法,建立了森林采伐后产水量变化的时间序列;使用SEBAL模型、液流测定结果和水量平衡方程,根据以往研究结果,计算了各森林植被类型的年蒸散量和年产水量.分析结果表明:西南亚高山老龄暗针叶林蒸散低,具有较高的产水量;老龄林采伐后产水量增加,但随着次生植被的快速恢复,产水量增加的持续时间很短,6a后即恢复到原有水平;之后伴随着演替进入灌丛、次生阔叶林、针阔混交林或人工云杉林阶段,产水量会进一步下降并长期处于相对较低的水平,而且会持续百年以上.以往研究中该区森林可以增加年径流量的结论,只适用于其所研究的老龄暗针叶林,不适用于原始林采伐后恢复起来的天然次生林和人工营造的云杉林.在天然次生林和人工林占主导的区域,森林覆盖率增加导致产水量减少,人工林减少尤甚.为深入认识西南亚高山森林的生态水文功能,应采用配对集水区试验长期观测研究,才能为亚高山森林的恢复和经营管理提供决策支持.     

带状采伐对毛竹林林下植被物种多样性的影响

成本上升、利润下降严重影响毛竹林经济效益及竹农生产积极性,研究毛竹林新型经营管理技术、方法势在必行。本研究通过控制采伐宽度及采伐面积,观测一年恢复期后江苏宜兴国有林场内五种宽度(3 m、5 m、8 m、12 m、15 m)毛竹林带状样地郁闭状态及林下植被物种多样性特征,分析物种多样性对毛竹林采伐宽度及恢复状态的响应机制,研究表明:(1)研究区毛竹林下物种53科95属110种(灌木计37科64属76种,草本计18科30属34种),以蔷薇科、菊科、大戟科、茜草科、百合科、唇形科、禾本科、马鞭草科等为主。(2)物种丰富度随着毛竹郁闭度增加而降低,且人为采伐对物种丰富度(特别是木本植物)有显著促进作用,以8 m和15 m宽度带状样地物种增加最多。(3)带状采伐促进林下植被物种多样性,但降低了林下植被物种均匀度;8 m和15 m宽度带状样地Shannon-Wiener指数、Simpson指数及Gleason物种丰富度表现优于参考样地毛竹林;五种宽度带状样地林下植被物种均匀度小于参考样地,在相同宽度样地类型中,保留样地比采伐样地物种均匀度高。(4)带状采伐对8 m和15 m宽度采伐样地林下植被生物...     

气候变化条件下小兴安岭林区森林采伐面积模拟

运用空间直观景观模型LANDIS6.0PRO,以采伐面积代替蓄积量作为采伐量,模拟了气候变化条件下,不同采伐强度交替采伐(交替时间分别为10、20、30年)情况下小兴安岭地区2000—2400年间当前采伐方案和11组模拟采伐预案下的森林采伐面积比.结果表明:不同采伐强度的交替进行,一定程度上可以增加研究区采伐面积;与当前采伐方案相比,短期内(10～30年),研究区模拟预案下每10年的采伐面积将增加3%～5%,中期(40～60年)内,研究区模拟预案下每10年的采伐面积将增加2.5%～7%,长期(70～100年)内,研究区模拟预案下每10年的采伐面积将增加3.5%～8%.总体上,研究区当前总采伐面积仍然过高,改变采伐模式虽然可以在一段时间内增加采伐面积,但不具有可持续性.若使研究区森林可持续发展,还需降低采伐强度、转变森林经营管理理念,变可持续林业产出为森林生态系统可持续管理.     

不同覆盖方式对旱地马铃薯耗水特性和产量的影响

在陇中半干旱区设置玉米整秆带状覆盖(ST)、地膜覆盖(PT) 2种覆盖方式,以露地平作为对照(CK),研究了不同覆盖方式对马铃薯田土壤水分、耗水规律、产量及水分利用效率的影响。结果表明:与CK相比,覆盖处理显著(P<0.05)提高了马铃薯播种至收获期0～200 cm土壤贮水量,ST和PT处理土壤贮水量较CK的增幅分别以收获期(12.3%)和淀粉积累期(9.1%)最大;覆盖处理降低了马铃薯全生育期耗水量,以ST处理的降幅最大(23.4%);与CK相比,ST处理显著降低了生育前期(播种-块茎形成期)和后期(淀粉积累期-收获期)的耗水量,显著增加了生育中期(块茎形成期-淀粉积累期)耗水量,并增加了深层土壤水分,而PT处理主要降低了生育前期和中期耗水,显著增加了生育后期耗水; ST和PT处理分别使马铃薯产量较CK显著增加32.4%和32.9%,水分利用效率提高73.8%和48.8%。综上可知,玉米整秆带状覆盖处理能显著改善马铃薯生育中后期0～200 cm土壤水分状况,使马铃薯关键生长阶段耗水增多,能显著提高马铃薯产量和水分利用效率。     

长江上游马尾松人工林采伐林窗对土壤磷含量的初期影响

研究了长江上游低山丘陵区人为采伐形成的马尾松(Pinus massoniana)人工林7种不同大小林窗(G1:100 m2、G2:225 m2、G3:400 m2、G4:625 m2、G5:900 m2、G6:1225 m2、G7:1600 m2)土壤微生物生物量磷(MBP)、有效磷(AP)及土壤全磷(TP)在一个生长季的变化。结果显示:林窗形成初期,林窗内土壤MBP对采伐干扰的响应十分敏感,AP次之,TP较为稳定。林窗大小对马尾松人工林土壤MBP、AP有显著影响,对TP影响不显著。土壤MBP在面积为625~900 m2林窗的中央较高;900~1600 m2林窗的中央及225~625 m2林窗的边缘AP较高;TP仅625 m2林窗的中央较高。MBP、AP在生长季不同时期有显著变化,TP变化较小。总体上,各林窗中央及小于625 m2林窗边缘MBP在初期相对较低,大于625 m2林窗的边缘为初期高中期低;林窗中央的AP为中期高初期低,边缘初期相对较低。另外,林窗大小与季节变化的交互作用显著影响了土壤MBP。林窗内不同位置MBP、AP和TP并没有显著变化,但与林下相比,各林窗土壤AP及TP在生长季中期和末期增高,而MBP仅较大的林窗在生长季中期较低,说明林窗形成后土壤磷含量有一定提高。相关分析结果表明,MBP与TP呈极显著正相关,MBP与土壤温度呈显著负相关,MBP、TP与土壤含水量呈极显著正相关。可见,土壤温度和含水量是林窗形成初期影响土壤磷含量的重要环境因子。