“栽针保阔”红松林不同透光强度效果分析

以长白山、张广才岭、小兴安岭林区近30a不同透光抚育强度"栽针保阔"红松林为研究对象,利用重要值、多样性指数等指标定量分析不同透光强度(郁闭度0.2、0.4、0.6)对东北林区"栽针保阔"红松林的影响效果。结果表明:不同透光强度下群落的树种组成结构、径级分布、蓄积生产力、年均生长量、物种多样性方面都发生了显著变化。随着透光强度的增大,树种组成结构发生改变,红松在群落中的地位不断上升,先锋树种的地位不断降低;群落小径材比例依次下降,中径材比例依次提高,并出现一定比例大径材;下层红松阔叶混交林蓄积生产力逐渐增加;群落建群种红松直径和树高年均生长量呈递增趋势;中等透光抚育强度群落物种多样性最高。采取"栽针保阔"与不同透光抚育强度相结合方式恢复的次生林,均形成了红松占优势的针阔混交林,证实透光抚育是加速东北林区"栽针保阔"红松林恢复的有效途径,综合考虑采取中度以上透光抚育强度(郁闭度0.4以下)更有利于地带性顶级群落阔叶红松林的恢复。     

抚育对不同坡向"栽针保阔"红松林群落结构的影响

以长白山区"栽针保阔"红松林为研究对象,采用样带网格调查和重要值研究法,研究了不同抚育方式对阔叶红松林群落结构的影响效果.结果表明:随着透光抚育强度加大,不同坡向的"栽针保阔"红松林群落中,红松优势地位提升,阴坡和半阳坡应保持较低郁闭度,阳坡应保持中等郁闭度;半阳坡红松重要值提升幅度(0.300～0.708)＞阳坡(0...     

透光抚育对长白山“栽针保阔”红松林群落结构和凋落物影响

[目的]为加快阔叶红松林恢复,完善"栽针保阔"恢复理论体系,并为阔叶红松林恢复实践提供科学依据。[方法]运用采伐试验方法,研究上层透光抚育(对照-栽针未采伐、轻度采伐-25%、中度采伐-50%、强度采伐-75%、皆伐-100%,采伐强度是指蓄积比例)对长白山中期(33年)"栽针保阔"红松林群落结构、群落蓄积量及凋落物的影响规律。[结果]①随着择伐强度增大,红松的重要值逐渐上升(0.364%~0.732%),红松在群落中的优势地位逐渐上升,而阔叶树种重要值却不断下降。②轻、中度择伐较对照凋落物量(6.11±0.42~7.45±0.79 t/hm2)显著提高了8.6%和13.7%(P0.05),强度择伐和皆伐降低1.2%和6.7%,但仅皆伐降低显著(P0.05);对于凋落物碳储量,中度择伐使其凋落物碳储量(2.13±0.39~2.82±0.37 t/hm2)较对照提高19.5%(P0.05),皆伐使其降低9.8%(P0.05)。③皆伐、强度择伐、中度择伐和轻度择伐蓄积量(221.2~260.6 m3/hm2)较对照群落分别提高了26.9%、19.5%、15.9%和7.7%,且均与对照之间存在显著差异(P0.05)。而对于红松蓄积量(36.6~184.4 m3/hm2),皆伐、强度择伐、中度择伐、轻度择伐依次较照样地提高了5.0、4.1、2.8、1.9倍,且均与对照有显著差异(P0.05)。[结论]从促进林分稳定性、维持凋落碳储量及提高森林的生态效益综合考虑,采伐强度应以中低度透光方式为宜。     

采伐对长白山阔叶红松林乔木竞争关系的影响

[目的]研究不同采伐方式与强度对阔叶红松林群落结构和功能的影响。[方法]通过调查乔木的胸径、树高以及在样方中的位置等指标。采用Hegyi单木竞争指数模型,对长白山地区受不同采伐方式以及强度干扰的阔叶红松林群落中乔木竞争强度进行定量分析。[结果]不同采伐方式和强度对阔叶红松林中乔木竞争强度有不同影响,低强度择伐后变化最小,皆伐后变化最大。不同林层间乔木竞争强度有明显差异,主林层〈次林层〈林下层。无论采伐方式与强度如何,红松的胸径与其竞争指数都严格服从CI=A（DBH）B的幂函数关系。采伐对红松种内竞争强度有重要影响,随着采伐强度的加大,红松种内竞争压力减小,红松幼树更新得到促进。[结论]采伐经营应保持17％以下的小强度择伐,而择伐时应选择那些胸径大且在竞争中占绝对优势的针、阔叶树种。     

透光抚育强度对小兴安岭“栽针保阔”红松林碳储量的影响

  目的  揭示透光抚育对“栽针保阔”红松林中长期碳汇的影响规律,为恢复地带性顶极植被阔叶红松林提供依据。  方法  采用相对生长方程与碳/氮分析测定法,同步测定小兴安岭不同透光抚育强度（对照（未采伐未栽针）、轻度透光抚育（伐除上层蓄积1/7）、中度透光抚育（伐除上层蓄积1/5）、强度透光抚育（伐除上层蓄积1/4））下的中期“栽针保阔”红松林（杨桦次生林冠下栽植红松35年,透光抚育30年）的生态系统碳储量（植被与土壤）、植被净初级生产力与年净固碳量,揭示透光抚育强度对“栽针保阔”红松林中长期碳汇作用的影响规律及机制。  结果  （1）透光抚育30年后,各透光抚育强度使中期“栽针保阔”红松林的植被碳储量（（81.15 ± 3.63） ~ （100.24 ± 1.10） t/hm2）显著降低了14.7% ~ 19.0%（P < 0.05）,但各透光抚育强度之间却无显著差异性（源于上层阔叶树碳储量随透光抚育强度呈递减趋势（21.1% ~ 31.2%）,冠下红松却呈递增趋势（39.0% ~ 107.4%））。（2）各透光抚育强度均使其土壤碳储量（（108.32 ± 6.27） ~ （121.42 ± 11.75） t/hm2）与对照相近（?8.4% ~ 2.7%,P > 0.05）,但轻度、中度和强度透光抚育却改变了土壤碳储量的空间分布格局（水平分布上土壤表层碳储量随透光抚育强度增大而递减;垂直分布上轻度和中度透光抚育使其由对照的上 > 中 ≈ 下转化为上 > 中 > 下或上 ≈ 中 > 下）。（3）轻度透光抚育使其生态系统碳储量（（189.47 ± 5.16） ~ （218.44 ± 10.65） t/hm2）已得到恢复（?5.3%,P > 0.05）,但中度和强度透光抚育仍使其较对照显著降低9.3%和13.3%（P < 0.05）,且3者均使其生态系统碳储量分配比例略有改变（植被碳储量占比降低3.06% ~ 4.57%）。（4）轻度透光抚育使其植被年净初级生产力NPP（（8.02 ± 0.79） ~ （9.51 ± 0.79） t/hm2）和年净固碳量VNCS（（3.72 ± 0.37） ~ （4.42 ± 0.37） t/hm2）已得到恢复（?11.5%和?9.7%,P > 0.05）,而中度和强度透光抚育却使其仍显著低于对照15.4% ~ 15.7%和14.0% ~ 15.8%（P < 0.05）,但各透光抚育强度之间也无显著差异性（源于上层阔叶树种年净初级生产力和年净固碳量随透光抚育强度呈递减趋势（20.8% ~ 25.6%和19.3% ~ 24.5%）,冠下红松年净初级生产力和年净固碳量却呈递增趋势（0.90 ~ 1.12 t/hm2和0.43 ~ 0.52 t/hm2））。  结论  轻度透光抚育30年后小兴安岭“栽针保阔”红松林生态系统碳储量及年净固碳量已得到恢复,而中、强度透光抚育使两者显著降低9.1% ~ 14.3%和14.3% ~ 16.7%,故从维持森林碳汇角度考虑在次生林恢复地带性顶极植被阔叶红松林经营实践中采取低强度透光抚育方式比较适宜。      

透光抚育对长白山"栽针保阔"红松林土壤碳储量影响

运用采伐试验方法,研究上层透光抚育(对照为栽针未采伐、轻度透光抚育(25%)、中度透光抚育(50%)、强度透光抚育(75%)、全透光(100%), 透光抚育强度是指蓄积比例)对长白山中期(33年生)“栽针保阔”红松林土壤碳储量及凋落物碳储量的影响。结果表明: 透光抚育对长白山中期“栽针保阔”红松林的土壤密度((0.83±0.02)~(1.15±0.03)g/cm3)与土壤碳含量((43.36±1.60)~(70.26±1.94)g/kg)具有影响。中度透光抚育显著降低了其土壤密度(8.4%,P0.05),但显著提高了其土壤碳含量(14.9%,P0.05);强度透光抚育与全透光显著提高了土壤密度(23.3%和27.1%,P0.05),但也显著降低了土壤碳含量(23.7%和29.1%,P0.05);而轻度透光抚育对土壤密度与土壤碳含量均无显著影响。透光抚育对长白山中期“栽针保阔”红松林的土壤碳储量((13.12±1.57)~(23.46±2.03) kg/m2)产生了较大的影响;其中,中度透光抚育使其土壤碳储量显著提高了12.8%(P0.05),强度透光抚育与全透光使其显著降低了29.9%和36.9%(P0.05),而轻度透光抚育对其并无显著影响。透光抚育对于其凋落物碳储量((2.13±0.39)~(2.82±0.37) t/hm2)的影响相对较大;轻、中度透光抚育较对照提高了8.1%和19.5%,但仅有中度透光抚育提高显著(P0.05),强度透光抚育与全透光样地较对照样地降低了3.8%和9.8%,仅有全透光降低显著(P0.05)。因此,中度透光抚育能够提高中期“栽针保阔”红松林的土壤碳储量及凋落物碳储量,强度透光抚育与全透光则会降低其土壤碳储量(皆伐也会降低其凋落物碳储量),故从维持或提高“栽针保阔”红松林土壤碳储量考虑,采取中低度透光抚育方式比较适宜。      

落叶松人工林中红松种群发生的初步研究

红松(Pinus koraiensis)是东北东部山地地带性植被红松阔叶林的优势种和建群种。近百年来,由于不合理的采伐导致天然红松林急剧减少,同时也使红松林自我维持的机理受到破坏,红松天然更新的过程不能顺利进行,人工更新的速度远远落后于采伐,致使人们,对红松林的前途疑虑重重。近年来提出的在次生林区栽针保阔恢复红松林的措施在实践上取得了很大成效。本文试图从红松种群发生规律的研究上探索现存的红松     

人工诱导的阔叶红松林群落结构动态

利用长期定位观测及临时调查资料,分析了人工诱导的阔叶红松林群落的结构、生长动态。结果表明:人工诱导的阔叶红松林,经过20多年生长,已初步形成以红松为优势树种的针阔混交林。群落垂直层次明显,径级结构合理。物种丰富度、多样性指数在乔木层、灌木层和草本层中都好于红松纯林,有利于维持森林生态系统向多元化发展。人工诱导措施是天然次生林恢复针阔混交林的重要途径,通过种间关系的调整及抚育间伐技术等人工调控技术诱导的针阔混交林,林分结构合理,系统的稳定性增加。     

人工阔叶红松林种间关系分析及调控技术

对辽宁东部山区人工营造的白桦-红松和色赤杨-红松混交林,应用解析木法分析红松与阔叶树的直径、树高生长动态、径级分布及种间关系动态变化的研究。结果表明:人工阔叶红松混交林在1～8年生时,红松与阔叶树占据各自营养空间,种间关系较为协调,同时充分发挥了阔叶伴生树种的辅佐功能,明显地改善了红松生长所需的光照条件,促进混交林中红松的直径、树高生长,种间关系处于相对稳定状态;8～12年生间,混交林的种间关系处于竞争初期,此时混交林中红松的胸径、树高生长量开始下降,在12年生后,种间关系矛盾日趋加剧并进入竞争盛期,在竞争中,阔叶树生长迅速,红松生长受到明显压抑,行状混交林在无人为调控措施下,红松将逐渐枯死而形成阔叶纯林。据此认为在人工阔叶红松林培育过程中,必须适时采取疏伐等措施调整阔叶树的比例,缓解种间关系,以充分发挥混交林的多种效益。     

不同抚育强度对“栽针保阔”红松林植物多样性的影响

以长白山区"栽针保阔"红松林为研究对象,采用样带网格的调查方法,研究了不同抚育方式对阔叶红松林群落、乔木层、灌木层和草本层的物种丰富度、多样性指数和均匀度的影响机制及其影响效果,以便为阔叶红松林的恢复提供依据.结果表明:上层透光抚育保持林分郁闭度为0.2～0.6时,有利于群落植物多样性的维持,尤其是保留中等林分郁闭度(0.4左右)时,各立地上群落的植物多样性均相对较高(变化幅度为-1.83%～50.35%),而采取上层林木皆伐方式则不利于群落植物多样性的维持(变化幅度为-42.12%～20.51%);上层透光抚育对群落植物多样性的影响效果与各林分所处的立地条件存在着密切的相关性,与对照林分相比较,阳坡林分的植物多样性有较大幅度的提高(30.77%～50.35%),半阳坡林分略有下降(1.83%～10.62%),而阴坡林分略有增减(3.85%～23.56%或-7.69%),因此,其影响效果受立地条件所制约.     

红松树高-胸径的非线性混合效应模型研究

以吉林省汪清林业局的蒙古栎阔叶混交林和云冷杉阔叶混交林24块固定样地中的2598株红松为研究对象,利用Chapman-Richards方程建立了不含随机效应与含随机效应的单木树高-胸径简单模型和广义模型。模型拟合和检验的评价指标主要包括调整决定系数(R2a)、平均相对误差绝对值(RMA)和均方根误差(RMSE)。对于混合效应模型,设计了随机抽取、抽胸径最大的树、抽胸径最小的树和抽平均木4种抽样方案计算随机参数,通过对比4种抽样设计下模型的误差统计量,分析了不同抽样设计下样本数量和预测精度的关系。结果表明:基于混合效应模型的红松单木树高-胸径模型拟合效果(简单模型的R2a在0.753~0.886之间,RMA在11.3%~15.1%之间,RMSE在1.38~2.01m之间;广义模型的R2a在0.754~0.886之间,RMA在11.1%~15.0%之间,RMSE在1.38~2.01m之间)优于不含随机参数的红松单木树高-胸径模型(简单模型的R2a在0.502~0.868之间,RMA在12.2%~17.8%之间,RMSE在1.42~2.65m之间;广义模型的R2a在0.711~0.877之间,RMA在11.6%~17.2%之间,RMSE在1.41~2.10m之间);包含随机效应的简单模型和广义模型拟合效果没有明显的差异,表明基于混合效应模型的单木树高-胸径简单模型可以很好地描述树高-胸径关系在不同森林类型、不同样地间的差异,因此不需要在树高-胸径模型中增加其他自变量;抽取平均木的抽样设计优于其他3种抽样设计,且抽取4株平均木时,预测精度提升最为明显,综合预测精度和调查成本的考虑,在实践中应用包含随机效应的红松树高-胸径模型时,推荐在样地中抽取4株平均木测量其树高来估计随机参数。      

凉水自然保护区阔叶红松林冠下4个主要树种更新幼树树高生长模型

以黑龙江省凉水国家级自然保护区阔叶红松林为研究对象,基于14块标准地中红松(Pinus koraiensis)、红皮云杉(Picea koraiensis)、冷杉(Abies nephrolepis)、色木槭(Acer mono)等4个主要树种448棵幼树的连年树高生长量数据,从5个备选模型中分别为4个树种选择最优树高生长模型作为基础模型,并采用R语言对4个树种分别构建了样地水平和样木水平的幼树树高生长混合效应模型并进行独立检验。结果表明:4个树种幼树树高随年龄增加而增大,且总体趋势较为明显,在幼树阶段其树高的年增长量差别不大。柯列尔方程或幂函数能较好地拟合4个树种幼树的树高生长过程。将柯列尔方程作为最优基础模型并建立混合效应模型,通过比较赤池信息准则(A_I,C)、贝叶斯信息准则(B_I,C)以及对数似然值(L_L)得出结果,样木水平混合效应模型优于样地水平混合效应模型。与基础模型相比,4个树种样木水平混合模型的调整后确定系数(R_adj²)提高4.16%~20.31%(平均11.13%);均方根误差(R_M,S,E)降幅较大,为83.92%~89.66%(平均86.32%)。模型检验结果显示,相对于基础模型,混合效应模型的平均绝对误差(M_A,E)减小6.8~13.4 cm,平均减小9.78 cm;平均预测误差百分比(M_P,S,E)降幅较大,为14.4%~49.5%(平均30.85%)。说明样木水平混合模型既能提高模型的拟合效果,又能提高模型的预测能力,证明了树高生长的差异主要源于随机效应(即幼树个体差异)。本研究所构建的幼树树高生长模型可以为阔叶红松林的生长模拟和森林演替研究提供基础。     

长白山北坡不同林型内红松年表特征及其与气候因子的关系

运用树木年轮学的基本原理和方法,选取了长白山北坡保存完好的典型性植被阔叶红松林,探讨了杨桦红松林和椴树红松林内建群种红松(Pinus koraiensis)径向生长对气候要素的响应.结果表明,长白山北坡红松的径向生长对降水较为敏感,杨桦红松林和椴树红松林中,红松年轮宽度均与当年7月以及上一年9月的降水呈显著正相关关系.不同林型内红松的生长与气候因子的关系也有差异.椴树红松的年轮宽度还与上年7月的降水显著负相关,与当年3、4月份的平均气温呈显著正相关.而杨桦红松林内红松年轮宽度和平均温度没有显著的相关关系.特征年分析进一步验证了响应函数相关分析的结果,即当年生长季以及上年生长季末的降水充足促进了红松的径向生长;椴树红松林中,初春温度的升高有利于红松的生长.     

干扰对人工诱导的阔叶红松林群落结构及高等植物多样性的影响

干扰对人工诱导阔叶红松林的群落结构及高等植物多样性的影响分析表明:次生林抚育改造 32年,经过2次上层抚育采伐作业（择伐上层保留木）,部分红松已进入主林层,形成优势 种群.林分乔木层具有明显的层次结构,红松在林分各层均有分布.林分各层次之间在蓄积分 配上,第Ⅰ层林木蓄积最大,第Ⅱ层次之,第Ⅲ层最小,第2次上层抚育采伐作业前蓄积比 为5∶3∶2,作业后为4∶4∶2.对林分大径木（20 cm以上）、中径木（14～18 cm）、小径 木（14 cm以下）蓄积比进行统计分析,采伐前为5∶3∶2,采伐后为4∶4∶2.同时,各试验区林木径阶呈连续分布,且中、小径木株数较多,呈现出健全的林相,为目前较理想的异龄复层阔叶红松林.上层抚育时择伐上层林木,其林分乔木层、灌木层和草本层的丰富度、Shannon-Wiener指数、均匀度均高于皆伐上层林木的林分,而与对照区差异较小.人工诱导阔叶红松林在上层抚育时,择伐上层林木比皆伐上层林木在保护高等植物多样性上更具优势.      

吉林蛟河主要树种叶片光谱分类

运用实验室测量的阔叶红松林的叶片光谱数据,对吉林蛟河实验区的主要树种(红松、白桦、白牛槭、春榆、裂叶榆、蒙古栎、青楷槭、色木槭和紫椴等)的叶片进行分类研究。结果表明:实验室测量叶片光谱数据,针阔树种分类精度达到100%;所有树种分类精度为80%~100%。运用波段响应函数分别模拟多光谱传感器GEOEYE-1、RAPIDEYE和WORDVIEW2的光谱,可以有效区分针阔树种,分类精度为71.6%~100.0%;所有树种分类精度为47.3%~74.0%。     

采伐对长白山阔叶红松林乔木群落的影响

选取了4种受不同强度采伐后的次生阔叶红松林乔木群落作为研究对象,利用重要值、多样性指数等指标定量的分析其群落的外貌以及结构的变化,定量研究不同采伐强度对阔叶红松林乔木群落的影响.研究结果表明:采伐改变了群落中物种的优势地位,红松(Pinus koraiensis)的萝要值排名随采伐强度的增加而降低,白桦(Betula ptayphrlla)的重要值排名随采伐强度的增加而上升;采伐改变了阔叶红松林中主要树种的年龄结构.采伐30 a后,红松幼树(胸径<10 cm)占种群数鼍的比例随采伐强度的增加而增加,白桦幼树在种群中的比例随采伐强度增加而减少.由于主要树种年龄结构的改变,群落的演替也受到一定的影响;采伐可以促进阔叶红松林中主要树种的更新.     

地形和竞争对典型阔叶红松林不同生长阶段树木胸径生长的影响

近年来,地形和竞争对树木生长影响机制的研究备受关注。本文基于黑龙江凉水国家级自然保护区内9 hm2典型阔叶红松林动态监测样地,使用2010年和2015年的野外调查数据,分析了地形(坡向、坡度、坡位)和树木间竞争对阔叶红松林主要组成树种胸径生长的影响。结果表明:紫椴、色木槭、冷杉径级Ⅰ(1 cm≤DBH＜10 cm)以及红松、紫椴、色木槭、水曲柳径级Ⅱ(DBH≥10 cm)的胸径年均生长量与地形显著相关(P＜0.05);竞争对红松、紫椴、色木槭、水曲柳、冷杉、枫桦、青楷槭径级Ⅰ以及红松、紫椴、色木槭、冷杉、春榆径级Ⅱ的胸径年均生长量有显著影响(P＜0.05)。总体上,阔叶红松林中耐荫和非耐荫树种组的胸径年均生长量均受地形和竞争的显著影响;阔叶红松林中大径级树木的胸径生长主要受地形影响,而小径级树木的胸径生长主要受竞争影响。      

修枝对红松生长及结实的影响

本文在辽宁省东部山区进行红松林修枝试验,分析了修枝对红松生长及结实量的影响。结果表明,修剪枯死的侧枝和较少数量的活枝对红松胸径生长影响不显著,剪去大量的活侧枝则明显减少了红松胸径的生长量;剪侧枝对树高生长量无显著影响;修剪后的试验林红松结实量较不修剪的对照林有大幅提高。     

透光抚育对长白山阔叶红松林冠下红松光合作用的影响

以长白山阔叶红松林为研究对象,通过对不同冠层郁闭度冠下生长季节(5—10月份)红松光响应曲线的测定,研究透光抚育对红松光合作用的影响。结果显示:红松光合作用光响应曲线显著的季节变化模式反映了红松对当地水热等气候条件的适应性。表观量子效率与太阳辐射量呈显著负相关(r=0.9,p0.05),温度和降水解释了最大净光合速率季节变化的70%;暗呼吸速率与日照时间显著负相关(r=0.92,p0.05)。红松光合作用光响应曲线随冠层郁闭度变化模式清晰。红松生产力在0~0.3郁闭度组,特别是在0.2~0.3郁闭度组为最优,对应的红松最大净光合速率最优,暗呼吸速率最小。     

透光抚育对长白山中期“栽针保阔”红松林建群种含碳系数的影响

采用干烧法对不同透光抚育强度下红松林建群种含碳系数进行了测定。结果表明:不同透光抚育强度下,红松各组分含碳系数分布在(405.91±12.64)~(459.31±5.73)g·kg-1之间,不同透光抚育强度均降低了红松树干的碳含量,皆伐和强度择伐方式使红松枝叶含碳量显著提高;蒙古栎各组分含碳系数分布在(404.53±1.28)~(475.47±5.41)g·kg-1,上层皆伐显著提高了蒙古栎树干的含碳系数,中、强度透光抚育与上层皆伐显著降低其树枝与树叶的含碳系数;紫椴各组分含碳系数分布在(414.24±6.85)~(479.64±7.22)g·kg-1,强度透光抚育与上层皆伐显著降低了紫椴树干的含碳系数,中、强度透光抚育与上层皆伐显著降低了其树叶的含碳系数;榆树各组分含碳系数分布在(421.18±2.94)~(476.37±2.89)g·kg-1,中、强度透光抚育与上层皆伐显著降低了榆树树干含碳系数,强度透光抚育与上层皆伐显著降低其树叶含碳系数。