川西亚高山森林恢复的空间格局分析

以米亚罗林区为例,利用森林样地调查和遥感影像解译方法,通过森林植被图与数字地形的叠加,分析了川西亚高山森林大规模采伐和更新后,主要森林植被类型外貌与起源之间的联系,以及各类型分布的地形分异规律和空间格局.结果表明,大规模采伐和更新后,森林植被类型的外貌与起源相关,老龄针叶林为保留下来的原始林,中幼龄针叶林为人工林,落叶阔叶林为天然次生林,而针阔混交林中既有天然次生的成分,也有人工、天然更新共同作用的成分.海拔2 800~3 600 m是米亚罗的主要伐区,森林恢复表现出坡向分异:人工更新的中幼龄针叶林主要分布于阳坡、半阳坡;落叶阔叶林和针阔混交林受天然更新的影响,主要分布于阴坡、半阴坡.老龄针叶林主要保留在海拔3 600 m以上.恢复过程中各种森林植被类型镶嵌分布,景观破碎化严重.     

川西亚高山5种森林生态系统的碳格局

采用样方法研究了川西亚高山白桦(Betula platyphylla)林(BF)、针阔混交林(MF)、岷江冷杉(Abies faxoniana)林(FF)、紫果云杉(Picea purpurea)林(SF)和方枝柏(Sabina saltuaria)林(CF)的碳贮量、组成及其分布格局。结果表明: 1)在5种森林生态系统中, 土壤碳含量和碳贮量都随土壤深度的增加而极显著地降低, 且与土壤深度之间有较好的线性关系; 2)地被物碳贮量分别为SF(23.97±1.77)>FF(21.35±3.64)>MF(11.78±1.21)>CF(9.09±0.91) >BF(8.16±1.34) 10³kgC·hm^-2, 对生态系统总碳贮量的贡献率差异不显著, 约占3%~4%; 3)乔木层对植物碳贮量贡献最多, 根系碳贮量占植物碳贮量的比例在13%~19%之间; 4)SF和FF的碳贮存以植物为主, MF、BF和CF的碳贮存则以土壤为主; 5)整个生态系统的碳贮量依次为SF(729.92±43.49)>FF(618.86±53.97)>MF(353.88±21.76)>BF(247.79± 17.15)>CF(244.52±18.70) 10³ kgC·hm^-2, 差异显著, 对应的短期碳固定能力则依次为2.97、3.80、5.15、3.33和4.84 10³ kgC·hm^-2·a^-1。在没有破坏性干扰前提下, 川西亚高山次生林恢复是大气中碳沉降的潜在碳汇。合适的树种及其搭配比例、造林模式和森林生态系统管理对策, 是促进该区域植被快速恢复和增加碳贮存的关键。     

川西亚高山五种主要森林类型凋落物组成及动态

利用连续收获法研究了川西亚高山老龄林(VF)、桦木林(BF)、次生针阔混交林(MF)、人工云杉林(AF)及高山栎灌丛(AO) 5种主要森林类型的凋落物组成及其动态,目的在于探索不同恢复途径对森林凋落物组成和产量的影响。结果表明,5种森林类型的全年凋落产量大小依次为VF(4.32 t/hm~2)、MF(4.10 t/hm~2)、BF(3.52 t/hm~2)、AO(3.01 t/hm~2)、AF(2.34 t/hm~2)。AF全年凋落量显著小于其他3种乔木森林类型(VF,BF,MF)(P 0. 05)。各森林类型的叶片年凋落量占总量比例均超过70%。VF、AF、AO均在生长前期(前一年10月至当年5月)达到最大凋落量2.41,1.29,1.63 t/hm~2; BF、MF凋落产量在生长季后期(当年7月至10月)到达最大值,分别为1.34,1.80 t/hm~2。常绿针叶树为主的VF、AF叶片凋落物样地间变异显著高于落叶阔叶树为主的BF、MF,表明其对立地条件的响应更为敏感。林分密度与胸高断面积组合因子更能反映凋落物特征。     

三峡大老岭地区森林植被的空间格局分析及其地形解释

为探讨地形对景观尺度植被格局的影响,在对三峡大老岭山地森林的大量群落学调查基础上 ,采用７个指标刻画群落生境的地形特征;利用去势典范对应分析（ＤＣＣＡ）排序方法分析不同群落类型的地形分布格局;并定量分离地形、空间及其交互作用等因素对植被格局总体变异的影响。结果表明：上述３方面的贡献分别是９．５０％、５．９４％和６．８１％,地形对植被格局的控制作用显著;但仍有７７．７５％的变异未得到解释。     

三峡大老岭森林物种多样性的空间格局分析及其地形解释

在对三峡大老岭地区森林的大量群落样方调查基础上,研究地形因子和取样尺度对群落不同层次α多样性水平及其空间格局的影响。结果表明：①受地形、人为或自然干扰的影响,大老岭森林群落的α多样性存在海拔１０００ｍ以下、海拔１１００￣１７００ｍ和活拔１７００ｍ以上３段不同的水平与变化特征;②对海拔１０００ｍ以上样方群落的１６种多样性指数的ＤＣＣＡ分析表明,群落乔、灌、草各层的多样性在多维地形因子梯度上表现出不同     

川西亚高山不同森林生态系统碳氮储量及其分配格局

森林采伐和恢复是影响森林碳氮储量的重要因素。以川西亚高山岷江冷杉原始林、粗枝云杉阔叶林、天然次生林和粗枝云杉人工林为研究对象,采用样地调查和生物量实测的方法,研究了不同森林生态系统各组分碳、氮储量及其分配特征。结果表明岷江冷杉原始林、粗枝云杉阔叶林、天然次生林和粗枝云杉人工林生态系统碳储量分别为611.18、252.31、363.07 tC/hm~2和239.06 tC/hm~2;氮储量分别为16.44、12.11、15.48 tN/hm~2和8.92 tN/hm~2。恢复林分与原始林碳储量在土壤—植被的分配格局发生了变化,而氮储量未发生变化。岷江冷杉原始林以植被碳储量为主,恢复林分以土壤为主,氮储量均以土壤为主。乔木层碳储量分别占生态系统总储量的56.65%、17.63%、13.57%和22.05%,土壤层(0—80 cm)分别占32.03%、69.87%、76.20%和72.12%;土壤层氮储量占生态系统总储量的76.80%—92.58%。植物残体碳氮储量分别占生态系统总储量的4.40%—9.83%和2.94%—7.08%,林下植被所占比例最小。空间格局上,岷江冷杉原始林植被部分具有较高的碳储量,应进行保护。3种恢复林分具有较高的碳汇潜力,且地上/地下碳储量较低,表明其碳汇潜力尤其表现在地上部分。天然次生林利于土壤有机碳的积累,而人工林乔木层碳储量较高。     

森林景观恢复过程中景观要素空间分布格局及其动态研究

在ARC/INFO支持下,应用空间趋势面分析法,采用统一网络样点取样法,通过对关帝山天然次生林区从1959年到1992年4个时期景观要素空间分布趋势的定量化分析,从高度异质和变化的复杂景观中,揭示了一些不随时间发生根本变化的森林景观空间分布格局及其主要控制因素,研究结果表明,以海拔,坡向和坡度为主要因素形成的立地条件空间格局和人为干扰的空间格局,共同控制着森林景观恢复过程及其空间格局;高海拔带上的森林恢复过程主要受立地条件格局的控制,景观要素的生态潜力高,而较低海拔和沟谷地段的森林恢复过程受人为活动的影响较强,景观要素生态潜力较低;不同海拔带上,坡度和坡向的作用有明显差异;总的来说,研究范围内随着海拔的降低,坡向的作用增强,但在低海拔带上由于人为干扰的作用增强,植被类型分布格局的变化较复杂。坡度对植被类型空间分布的作用以中高海拔带上最强,高海拔带上的作用不明显,中海拔带上的作用也有所下降,而在低海拔带上,由于坡度对人为干扰格局的显著作用和坡度对坡向效应的加强,出现坡度大森林植被分布多的情况,控制人为干扰的强度和曼延是森林景观恢复和建设规划中不容忽视的重要内容。     

川西亚高山三种森林恢复途径对土壤生物有效磷的影响

土壤生物有效磷在提高森林生产力和生物地球化学循环中起着至关重要的作用,研究不同森林恢复途径对土壤生物有效磷的影响对于退化森林的适应性恢复和可持续经营具有重要意义。选取川西亚高山不同恢复途径下形成的3种森林类型,即粗枝云杉人工林（人工种植,PF）、岷江冷杉-红桦天然次生林（自然更新,NF）和粗枝云杉阔叶混交林（人工种植后自然更新,MF）,采用基于生物有效性的土壤磷分级方法测定土壤生物有效磷（CaCl₂-P、Citrate-P、Enzyme-P和HCl-P）,探究不同森林恢复途径对土壤生物有效磷的影响。结果表明：不同森林恢复途径对土壤生物有效磷影响显著（P<0.05）,NF和MF的土壤Citrate-P和Enzyme-P显著高于PF（P<0.05）,而PF的土壤HCl-P显著高于NF（P<0.05）。自然更新是3种森林恢复途径中最能提高土壤生物有效磷的方式。3种森林恢复途径下的土壤生物有效磷组分与速效磷均呈现显著的正相关关系,且NF的土壤速效磷与生物有效磷的相关性更强（CaCl₂-P除外）。显著影响NF土壤生物有效磷的土壤理化性质有全钾、铵态氮含量和pH值,且全钾对NF的土壤生物有效磷变异的解释程度最高（r²=0.63,P=0.001）。土壤pH值、钙和可溶性有机碳含量是显著影响MF土壤生物有效磷的主要土壤理化性质（P<0.05）。对PF的土壤生物有效磷具有显著影响的土壤理化性质是土壤有机碳、铁和可溶性有机碳含量。土壤理化性质对3种恢复途径下森林土壤生物有效磷的解释率均超过了80%,森林恢复途径对土壤生物有效磷的影响与土壤理化性质有关。     

川西亚高山森林不同恢复途径物种组成和群落结构动态变化

川西亚高山森林作为西南林区主体,是长江上游的生态屏障,该区域植被恢复方式主要为人工恢复和自然恢复,比较不同恢复方式下森林的物种组成和群落结构动态变化,对于川西亚高山森林恢复与重建有重要的意义,可以为制定合理的森林管理策略提供科学依据。基于茂县山地生态系统定位研究站不同恢复模式形成的的华山松人工林、油松人工林和自然恢复的次生林野外调查数据,分析了2005-2020年乔、灌、草三个层次的群落结构特征和多样性。结果表明:(1)不同恢复途径下,乔木层物种数都呈现增加趋势,华山松人工林、油松人工林、自然恢复的次生林乔木层物种数分别增加了11种、7种、8种;(2)华山松人工林中华山松重要值从48.06%降低到31.1%,乡土阔叶树种四川蜡瓣花进入乔木层,2020年重要值增大至21.62%,油松人工林中油松重要值逐渐降低,从43.59%降至29.76%;自然恢复的次生林中,乡土树种锐齿槲栎逐渐成为第一优势种,2020年重要值增至19.9%。(3) 华山松人工林、油松人工林和自然恢复的次生林中,温带区系成分分别占总属数的71.43%,80.77%和84%,温带区系特征明显。(4)华山松人工林和油松人工林乔木层径级结构均为偏正态分布;而自然恢复的次生林径级分布呈倒"J"形,以小径级个体为主。(5)不同林型的乔木层高度在15年间呈现增加的趋势,具体表现为油松人工林>华山松人工林>自然恢复的次生林。(6)乔木层Shannon-wiener指数和 Simpson指数均表现为自然恢复的次生林显著大于两个人工林,丰富度指数和均匀度指数表现为油松人工林最大;灌木层4个多样性指数均表现为油松人工林最大;草本层的丰富度指数、Shannon-wiener 指数和 Simpson 指数均表现为油松人工林较大,均匀度指数没有显著差异。结论:人工林恢复速度大于自然恢复的次生林,但自然恢复的次生林更新能力更强,且更有利于多样性的保存。两个人工林逐渐由常绿针叶林演替为以常绿针叶树为主的针阔混交林,自然恢复的次生林演替为以常绿阔叶树为主的针阔混交林。     

川西亚高山暗针叶林不同恢复阶段红桦、 岷江冷杉土壤种子损耗特征

在川西亚高山米亚罗林区海拔3 100—3 600 m阴坡、半阴坡,以立地条件基本一致的箭竹和藓类林型不同恢复阶段(20—40年生的箭竹-阔叶林、藓类-阔叶林,50年生的箭竹-针阔混交林、藓类-针阔混交林、160—200年生的箭竹-暗针叶老龄林、藓类暗针叶老龄林)的群落为研究对象,于种子成熟散落前(8月)采集土壤样品,应用网筛分选法结合体视显微镜挑选种子,实验室发芽试验法和四唑染色法对种子生活力进行测定,分析了土壤内先锋树种红桦(Betula albo-sinensis)和顶极树种岷江冷杉(Abiesfaxoniana)的残余种子总数、组分及其分布格局;采用样方法调查了红桦和岷江冷杉的1年生幼苗密度。结果表明:1)随着森林的恢复,红桦的残余种子总数、外形完整种子数、发育不全种子数、空粒种子数和腐烂种子数呈减少的趋势,而岷江冷杉则相反。箭竹林型不同恢复阶段红桦的残余种子总数、外形完整种子数、发育不全种子数、空粒种子数和腐烂种子数总体上大于藓类林型相应恢复阶段。岷江冷杉的残余种子总数、外形完整种子数、发育不全种子数、空粒种子数、腐烂种子数的最大值均出现在藓类-暗针叶老林龄;2)在阔叶林和针阔混交林阶段,红桦和岷江冷杉的种子组分所占比例最高的分别为腐烂种子和发育不全种子,在暗针叶老龄林阶段,红桦的腐烂种子和空粒种子的比例位居前列,而岷江冷杉的外形完整种子比例最大;3)随着土层深度的增加,红桦和岷江冷杉的外形完整种子数、发育不全种子数、空粒种子数和腐烂种子数均呈减少的趋势。红桦和岷江冷杉不同组分的种子在枯枝落叶层所占地比例在72.85%—94.28%;4)红桦的1年生幼苗密度随着森林的恢复逐渐减小,而岷江冷杉的1年生幼苗密度随着森林的恢复逐渐增大。在8月份,土壤中已经不存在红桦和岷江冷杉有生活力的种子,两种植物的种子只能形成短暂土壤种子库。     

Spatial distribution patterns of trees at different life stages in a warm temperate forest

We have investigated tree distributions in relation to topography between different tree life history stages, from the seed-dispersal stage to the adult stage in a warm temperate evergreen broadleaved forest on Yakushima Island, Japan, to clarify the critical stages in determining adult tree distributions. We conducted a census of all living trees > or =30 cm tall and collected seed falls over three years using 25 seed traps in a 50 m x 50 m quadrat. Four life stages were defined: stage 1, dispersed seed; stage 2, individuals taller than 30 cm and diameter at breast height (DBH) < 1 cm; stage 3, trunks 1 cm < or = DBH < 10 cm; stage 4, trunks with DBH > or = 10 cm. We classified 17 common tree species into three groups; group A was distributed mainly on the upper slope, group B on the lower slope, and group C on both. Most of group A and B trees at stages 2-4 showed an aggregated distribution along the topographical gradient. The densities at stage 1 showed weaker aggregations according to slope. Topography-specific tree distribution was probably determined at the regeneration stage, and later survival was less effective as a mechanism of vegetation differentiation.     

Spatial pattern of diversity in an old-growth temperate forest in Northeastern China

Species diversity has attracted particular attention because of its significance for helping determine present species performance and likely future community composition. The spatial pattern of species diversity (species richness, abundance and Shannon diversity) in Changbai temperate forest in Northeastern China was studied to investigate the present and likely causes for the formation of spatial patterns. To fulfill this goal, three aspects of diversity were addressed: 1) changes in the relationships of the diversity variables, species richness, abundance and Shannon diversity, to sampling area and sampling design. The three diversity variables were found to respond to sampling area in a dissimilar way. Sampling design had no significant effect on the diversity variable-area curves. The power function, which was derived under the assumption that the forest was in equilibrium, did not fit the observed species-area curves, indicating that the Changbai temperate forest was probably not in equilibrium. 2) Variograms, used to examine the spatial structure of species diversity, showed that the spatial structure of species diversity in the Changbai temperate forest was weakly anisotropic. 3) Partitioning the variation of species diversity into spatial and environmental factors indicated that the spatial pattern of the Changbai forest community was unpredictable, probably because there were many undetermined processes controlling its development.     

森林更新与空间异质性

森林更换是一个重要的生态学过程,一直是森林生态系统动态研究中的主要领域之一。森林更新受物理环境、自然干扰、人为干扰、更新树种特性、树种对干扰的反应等因素及其相互作用的影响。这些生物和非生物的因素随空间和时间而不断变化,构成了森林的空间异质性和时间异质性,使森林更新具有空间和时间上的变化特点,表现在异质性的格局和过程中。探索森林更新与空间异质性的内在规律,可揭示空间格局对更新的生态学过程的潜在作用机制。本文主要综述了近年来有关森林更新与空间异质性研究的主要内容和一些观点,分析了更新中空间异质性的来源,着重评述了空间异质性的生境及更新树种的反应、小尺度的空间异质性与更新动态、林分中光有效性的空间异质性与更新格局以及土壤和更新的空间异质性尺度的关联性等方面的研究。     

神农架天然针阔混交林乔木更新的空间格局

为深入了解神农架天然针阔混交林群落乔木树种的更新特征,于神农架国家公园设置1 hm²森林动态监测样地对树种更新进行调查,利用Ripley的L函数分析优势更新树种的空间分布格局、种间空间关联性以及与大树的空间分布关系。结果显示：（1）更新个体共有35 752株,隶属于19科29属45种。更新优势种基本是乔木层优势树种,物种更新数量表现为：巴山冷杉（Abies fargesii Franch.） > 华山松（Pinus armandii Franch.） > 四蕊槭（Acer stachyophyllum subsp.tetramerum（Pax）A.E.） > 华中山楂（Crataegus wilsonii Sarg.）,混交林群落更新良好。（2）随着尺度增加,巴山冷杉、华山松更新空间格局由聚集分布向随机分布和均匀分布发展;华中山楂、四蕊槭更新的空间格局在整个尺度上均为聚集分布,表明针叶、阔叶树种更新在空间生态利用策略上出现分化。（3）巴山冷杉与其余3个优势更新树种、华山松与华中山楂更新呈显著正相关,表现出对微生境的共同喜好;四蕊槭分别与华山松、华中山楂更新的空间关系表现为显著负相关,种间竞争激烈。（4）巴山冷杉、华中山楂、四蕊槭的更新个体与大树的空间分布总体为显著正相关,这可能与种子传播限制相关;华山松幼苗、幼树与大树的空间分布在小尺度上呈负相关,存在资源不对称竞争。     

Spatial pattern of trees in kerangas forest,Sarawak

The 64 most abundant species (10 cm dbh) in a 400×480 m plot of predominantly kerangas forest in Sarawak were individually investigated for two-dimensional pattern by spectral analysis using the basal areas of trees in 20×20 m contiguous quadrats. All species had individuals in the upper canopy.30 species showed pattern with clumps. The most frequent scales of clump size were between 35 and 55 m across. Patterned species were less abundant in the plot, had a greater proportion of smaller (10–20 cm dbh) trees and had a lower ratio of upper to lower canopy trees than species without pattern.Trend across the plot between dipterocarp and kerangas forest types matched the change in soil from red-yellow podzol (oxisol and ultisol) to medium gleyic and bleached sand podzols (spodosol). However, soil differences and small scale (ca. 50 m) changes in topography did not account for patterns.The scale of pattern matches the size of gaps produced by windthrow. It is suggested that patterned species are light-demanding and grow from seeds in gaps, whereas non-patterned species are shade tolerant, growing within closed forest to sapling size and eventually maturing by filling smaller single tree gaps.D. McC. N. thanks the Deutsche Akademische Austauschdienst for a scholarship and the British Council for travel funds to work at Hamburg. We are grateful to A. Weiscke for entry of the 1963 field records on the computer, T. W. Schneider for helpful discussions and T. C. Whitmore for commenting on earlier drafts.Nomenclature for three species follows Whitmore (1972, 1973), Ng (1978) and Ashton (1982).     

森林资源可持续利用空间格局分析

森林资源的经营管理一直很少注重其空间格局分析,以大兴安岭林区塔源林场的森林资源为对象,采用ＧＩＳ技术对该地区森林资源现状结构进行了分析,生成森林资源保护作业区划图,同时绘制了分别与采伐、抚育和更新造林等信息相对应的多层专题图。将这些专题图与保护作业区划图进行叠加分析,显示１９９６－１９９８年该地区森林资源可持续利用的空间格局,为森林资源保护与管理提供科学依据。     

福建武平米槠林恢复生态学研究

从优势种,分布格局,种丰富度和群落间种相似系数角度,探讨不同人为干扰尺度对福建武平米槠林恢复的影响。结果表明,随着人为干扰尺度（A级择伐更新,B级天然更新,C级人工促进天然更新和D级杉木林）的加大,顶极种米槠重要,不同人为干扰群落与天然来桩群落种相似系数随之降低,降至D级分别为0和40％;而米槠分布格局（聚集强度）和种丰富随之上升,升至B级或C级后显著下降,据此可见,A级属于轻度干扰,现已恢复;B级属于中度干扰,将很快恢复;C级虽然顶级种米槠处于第二优势种,阳性树种裂斗锥处于第一优势种,但种丰富度达到最大值,属中度干扰,但恢复时间要较B级略长;D级属于强度干扰,产难恢复到米桩顶极群落。     

浙江天童常绿阔叶林栲树种子雨的时空格局

在浙江天童常绿阔叶林中选择5株栲树,通过种子筐和地表取样,分析了栲树种子雨的时空格局特征.结果表明,栲树种子雨从11月3日到12月16日,持续45d,存在散落的高峰期(11月18日～27日);散落在地表的种子雨主要集中在离母株树干1.5～5.5m区段内,占总数的85.6%,最远不超过8m,空间格局符合二次分布;整个种子雨期间,单株平均落果数为112.8个·m^-2(70个·m^-2～239.5个·m^-2),东南向较多(135.6个·m^-2)、西北向较少(86.8个·m^-2),但无显著差异;种子雨中有活力的坚果占总数的27.3%、未成熟的占25.7%,昆虫幼虫侵害的占42%,松鼠啃食的占5%.     

中祁连山浅山区山地森林景观空间格局分析

基于地理信息系统软件ArcGIS,数字化祁连山西水自然保护站1：100 000地形图,生成研究区高程图和坡向图,并同植被图叠加,分析各景观组分在空间的分布特征,用定量分析景观结构程序Fragstats分析景观结构特征．结果表明,研究区各景观组分空间分布极不均衡,受海拔和坡向的影响非常明显．草地是面积最大、连结性和完整性最好的景观组分;青海云杉林斑块形状最为不规则,平均斑块面积小而距离近。最易因受到干扰而发生重大变化;宜林地和祁连圆柏林相对于农田、疏林地有较强的扩张特征．杨桦阔叶林各斑块相隔距离大而分散,斑块之间的邻接性很差,破碎化最为严重．