六盘山地区油松（Pinus tabulaeformis）径向生长对气候因子的响应

基于建立的须弥山油松树轮宽度年表,分析了油松径向生长与该区气温、降水和帕尔默干旱指数(PDSI)等主要气候因子之间的关系.结果显示研究区油松径向生长与前一年9、11月和当年4、6、7月的气温呈极为显著负相关(P0.01),与当年5月的气温呈显著的负相关(P0.05),与前一年9月的降水呈极为显著正相关(P0.01),与当年7月的降水呈显著正相关(P0.05),与前一年9月至当年8月PDSI呈极为显著的正相关(P0.01).分析表明,六盘山地区树木径向生长对气候因子具有明显的响应关系,与全年的气温呈负相关关系,与生长季的降水呈正相关关系,由气温和降水共同决定的干旱程度是限制油松径向生长的主要因子.     

滇西北哈巴雪山不同海拔长苞冷杉径向生长对气候变化的响应

全球气候变化背景下森林生态系统对气候的响应是被广泛关注的科学问题。以滇西北哈巴雪山为研究区,利用不同海拔长苞冷杉树轮宽度资料建立树轮宽度差值年表,并与气候因子进行分析,以揭示影响哈巴雪山不同海拔长苞冷杉径向生长的关键气候因子。结果表明:高海拔长苞冷杉主要受上年11月最高温和当年2月降水影响,低海拔树木主要受当年5月干旱限制,当年10月温度升高促进树木生长;低海拔树木径向生长与气候因子关系相对高海拔更加稳定,气候重建潜力更高。未来气候变化将有利于高海拔树木生长,低海拔树木可能会受到暖干气候的限制出现生长下降。     

气候变暖对黑龙江省五大连池兴安落叶松径向生长的影响

【目的】龙门石寨熔岩台地是五大连池火山群演替顶极群落兴安落叶松天然林的主要分布地。探讨近51年(1968—2018年)龙门石寨兴安落叶松树木径向生长对气候变暖的响应特征,进而为了解气候变暖背景下五大连池火山群植被演替趋势提供科学依据。【方法】采用Mann-Kendall检验方法确定研究区近51年气温变化的趋势和可能发生气温突变的年份,运用树轮气候学方法分析1968—1981年和1982—2018年两个时间段兴安落叶松径向生长对气候变化的响应特征。【结果】五大连池近44年(1975—2018年)平均气温呈增加趋势,且1981年为研究区年均气温升高的突变点。气候变暖后兴安落叶松年轮指数和胸高断面积增量都下降,年轮指数呈上升的趋势,而胸高断面积增量处于下降趋势,但均不显著。树木径向生长对于气温升高的响应出现了“分离效应”。水热条件共同控制兴安落叶松树木生长,但气温是径向生长的主要影响因子,气候变暖显著改变了兴安落叶松径向生长与气候因子的响应模式,树木径向生长对年平均气温、年平均最低气温和寒冷指数的响应敏感性显著增强。研究期上一年11月的降水以及当年2、3月和生长季前(4—5月)的平均最低气温是决定兴安落叶松年轮宽度的主要因素。【结论】1981年后五大连池气候显著变暖,气候变暖未显著改变兴安落叶松的径向生长,升温造成的干旱胁迫可能是树木径向生长对气温变化响应的“分离效应”及气候变暖后树木径向生长与气候因子的响应显著改变的重要原因。     

贺兰山东坡高山林线青海云杉(Picea crassifolia)径向生长对气候因子的响应

基于建立的贺兰山东坡高山林线青海云杉树轮宽度年表,分析了青海云杉径向生长与该区气温、降水和帕尔默干旱指数(PDSI)等主要气候因子之间的关系.结果显示研究区青海云杉径向生长与5月的降水呈显著正相关(P<0.05),与1、3、6月的气温呈显著负相关(P<0.05),而与除当年9月外的所选各月PDSI均呈显著正相关(P<0.05).分析表明,贺兰山林线附近树木径向生长对气候因子具有一致的响应关系,山地相对较低的气温条件对树木生长限制作用不明显,而干旱是限制林线树木径向生长的主要因子.     

中国高山林线树木径向生长研究进展

高山林线作为树木分布的高度上限,是全球范围最重要的植被过渡带之一,目前已成为全球气候变化理想的"监视器".本文从树木年轮法、树木径向变化记录仪法、微树芯法等3种主要研究途径出发,综述了中国高山林线树木径向生长研究的进展情况,并对未来的研究方向进行了探讨.     

氮添加对武夷山米槠径向生长的影响

通过设置对照(0)、低氮(50 kg N/(hm~2·a))、中氮(100 kg N/(hm~2·a))和高氮(150 kg N/(hm~2·a))4种水平的氮添加实验,研究武夷山米槠(Castanopsis carlesii)径向生长的季节特征及其对模拟氮沉降的短期响应。结果表明,米槠的全年生长可分为水分恢复期、快速生长期和缓慢生长期3个阶段。不同生长阶段对施肥的响应不同,低氮和中氮处理对米槠的全年胸径相对生长速率有显著促进作用,这种影响主要在快速生长期(6—10月)产生,氮添加在缓慢生长期(11—4月)对米槠径向生长无显著影响。氮添加对不同径级树木生长的影响存在差异,低氮和中氮处理显著促进低径级(5 cmDBH15 cm)(p0.05)的生长速率,高氮处理的作用不显著;随着径级增大,米槠径向生长对氮添加的敏感性下降,氮添加对高径级(DBH25 cm)米槠径向生长无显著响应。中氮处理显著提高研究区内米槠群落的生物量增长速率(p0.05),其他处理的效果不显著。     

祁连山中部不同树龄及不同生长率青海云杉径向生长对气候的响应

为了研究不同年龄及不同初始生长率树木径向生长对气候因子的响应,本研究采集祁连山青海云杉(Picea crassifolia)树木年轮样芯作为样本,计算树木年龄与初始生长率,并根据两者之间的关系,将所有样芯划分为年龄组与生长率组.分别将两组样芯的单根年表与气候因子进行Pearson相关分析.研究显示两组树木均表现出与前一年8月、当年5和6月降水量及前一年8月至当年6月累积降水显著正相关,与前一年和当年6、7月的月平均温度显著负相关.年龄组的树木中,老龄树比幼龄树对于当年6月的月总降水量和前一年8月至当年6月累积降水的响应更加强烈;而生长率组的树木则表现为初始生长快的树木比初始生长慢的树木对前一年6月的月总降水量和前一年8月至当年6月累积降水有更强的响应.不同树龄及不同初始生长率的树木对当年6月平均温度的响应无明显差异.在森林经营管理中应加强对初始生长过快和树龄过大树木的管理和保护.     

树木管胞大小对于西伯利亚南部林草交错带森林生长及环境适应性的指示意义

为了研究木质部细胞、树木个体和森林群落3个尺度之间的关联, 在西伯利亚南部以西伯利亚落叶松(Larix sibirica)和欧洲赤松(Pinus sylvestris)为主的3个采样点37个样地, 测量725根树芯的树木年轮宽度, 采用系统随机的方法选择其中195个树芯进行管胞大小的测量和计算。结果表明, 尽管局地环境和树种组成有所不同, 但在树木个体和森林群落两个水平上, 管胞大小与树木径向生长的年际变化显著相关。较小的平均管胞尺寸指示更低的年际生长量和更高的年际生长波动。平均管胞大小对半干旱区针叶林生境湿度和森林生长适应性具有指示作用, 揭示树木通过调节管胞的大小在生长适应与生长安全性二者间的权衡机制。     

林分密度对兴安落叶松径向生长-气候关系的影响

【目的】研究不同密度下兴安落叶松径向生长与气候因子动态关系,为全球变暖背景下兴安落叶松林可持续经营中合理的林分密度确定提供依据。【方法】根据林分密度指数(SDI)选取大兴安岭中北部地区低、中和高3种林分密度梯度兴安落叶松(Larix gmelinii)纯林为研究对象,采用Mann-Kendall检验确定研究区气温突变点,基于野外调查和树轮数据,分析气温突变点后各林分密度下兴安落叶松径向生长趋势,并利用皮尔森相关和滑动相关分析其与各气候因子的关系及稳定性。【结果】在气温突变点后,研究区域兴安落叶松生长出现增强和衰退趋势,且随着林分密度增加,树木生长衰退比例增高。高林分密度下兴安落叶松生长受抑制程度最高,1988—1990年平均生长变化率为-25%,处于衰退状态。林分密度改变了兴安落叶松生长对气候的响应关系,高密度下衰退组树木生长与8月标准化降水蒸散指数(SPEI)正相关关系最强(P<0.05),与夏季温度呈稳定的显著负相关关系(P<0.05)。研究区气候呈现明显暖干化趋势,而低林分密度兴安落叶松保持54%的生长增强比例,树木与温度由低密度下的正相关关系向高密度的负相关关系转变...     

红花尔基樟子松径向生长对生长期温度的响应研究

目的探究红花尔基樟子松树木径向生长对不同界限器测日均温度的响应特征。方法使用树轮年代学的方法建立符合国际研究范式的3种年表即标准年表(STD)、差值年表(RES)和自回归年表(ARS);使用相关分析方法确定树木年轮宽度年表与海拉尔气象站不同界限温度生长期参数(初日时间、终日时间、持续时间和活动积温)的响应关系。结果树木径向生长对不同界限温度表现出较大差异。其中3个年表与5~6.5℃的初日位序和5~5.5℃持续时间日位序显著相关(P0.05),且ARS年表相关强度均高于同期STD和RES年表。树轮年表与终日和活动积温日位序相关较低,均未达到显著水平。结论不同界限温度的初日时间和持续时间的位序变化对红花尔基樟子松径向生长有重要影响,且其阈值出现在5~6℃的波动范围。ARS年表响应程度更强体现了研究区樟子松树木具有较强的共同扰动趋势,符合采样实际。     

黑龙江省气象因子插值优化及与落叶松NPP相关性分析

【目的】通过比较不同插值方法模拟黑龙江省气象因子,利用最佳插值结果,探寻落叶松样地气象因子与森林植被净初级生产力(NPP)的关系,为黑龙江省落叶松林的生产经营和管理提供科学参考。【方法】以黑龙江省2010年生长季(5—9月)气象因子(日平均气温、日降水量)及1 521块落叶松林固定样地数据为数据源,分别使用反距离加权(IDW)、普通克里金(OK)、多元线性回归(MLR)和混合插值法(包括回归反距离加权(RIDW)和回归克里金(RK))5种插值方法对生长季月均气温和月均降水量进行插值及比较,以最佳插值方法得到黑龙江省2010年生长季月均气温和月均降水量空间分布。根据东北地区树种生物量异速模型估算落叶松样地单位面积森林地上生物量(AGB)和净初级生产力,并与样地气象因子进行相关性分析。【结果】5种插值方法中RK的生长季月均气温和月均降水量均方根误差(RMSE)分别为0.420和10.110,均优于其他插值方法。生长季月均气温由南至北降低的同时落叶松NPP随之降低,月均降水量自西向东增大,落叶松NPP随之升高。生长季月均气温、月均降水与NPP的Pearson相关系数分别为0.221和0.241,二者P值都小于0.01,呈极显著相关。【结论】考虑地形因子和多元回归模型结果残差的RK方法可以更好地模拟黑龙江省生长季月均气温和月均降水量。生长季落叶松NPP在经、纬度方向上分布趋势与气温、降水量相同,且落叶松NPP与生长季月均气温和月均降水量均有一定相关性,其中与降水量相关性更为明显。     

杉莲混交林中乳源木莲生长形质、空间利用能力的混交比例效应

【目的】针阔混交林以其有效改善针叶纯林树种结构简单、生态功能低效、生产力低下局面的特点而被广泛推广。杉木乳源木莲混交林(简称为“杉莲混交林”)是中国南方林区重要的混交林类型,系统分析各混交比例类型下乳源木莲生长性状、干形形质以及空间利用能力和综合表现的效应与规律,为科学构建杉莲混交林提供理论依据。【方法】以福建省沙县12年生不同混交比例杉莲混交林和纯林中的乳源木莲为研究对象,调查乳源木莲的生长形质和空间利用能力等系列性状表现,分析乳源木莲在各混交类型中生长、干形形质、空间利用能力等系列性状的差异变化;应用主成分分析法综合有显著混交比例类型效应的乳源木莲生长形质和空间利用能力表现,揭示乳源木莲生长、干形形质、空间利用能力综合表现的混交比例类型效应和变化规律,并基于总体表现进行混交比例类型的评价与优选。【结果】乳源木莲各项生长指标均有显著的混交比例效应,胸径、树高、单株材积随混交比例减少而逐渐增加;乳源木莲尖削度和胸高形数随混交比例减少而逐渐减少,枝下高则随混交比例减少而逐渐增加;乳源木莲冠高、树冠体积、树冠表面积及生长空间指数随混交比例减少而逐渐增大,但树冠圆满度则随混交比例减少而逐渐减小,乳源木莲在生长形质及空间利用能力的综合得分值呈现随混交比例减少而逐渐增大;混交比例对乳源木莲的冠幅和枝下高比例无显著影响。【结论】混交比例类型显著改变杉莲混交林中乳源木莲生长、干形形质和空间利用能力及其综合表现,合理混交比例类型可显著提高其生长、干形形质和空间利用能力,乳源木莲生长、干形形质和空间利用能力等性状有着不同的混交比例效应,开展综合评价十分必要。综上,杉莲混交林在密度为2 500株/hm²时,以2杉1莲混交模式下乳源木莲生长形质及空间利用能力表现最好。     

中国主要树种人工乔木林碳储量测算及固碳潜力分析

【目的】森林碳储量在陆地生态系统碳库中占主体地位,通过确定人工乔木林碳密度和植被固碳增值碳储量,预测人工乔木林碳汇潜力,为改善人工乔木林的林龄和树种结构、提高森林可持续经营水平,进而为提高人工乔木林单位面积蓄积量提供科学依据,助力我国实现增汇减排的目标。【方法】比较分析我国第8次(2009—2013)和第9次(2014—2018年)森林资源清查中各优势树种人工林的面积和蓄积量数据,采用联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)材积源-生物量法(volume-biomass methods)分别估算并对比我国6种主要树种人工乔木林的碳储量和碳密度,分析人工乔木林碳储量和碳密度在两次森林资源清查期间增值部分的碳贡献率,综合评价我国不同林龄结构人工乔木林的固碳功能;采用拟合的单位面积蓄积-林龄的Logistic回归生长方程,结合IPCC材积源-生物量法,预测不同龄级各优势树种的蓄积量,估算我国现有人工乔木林未来15年及至2035年的碳汇增值潜力。【结果】两次森林资源清查期间,我国主要人工乔木林总碳储量增加了498.81 Tg,年均增加量99.76 Tg。第9次资源清查结束时,6个主要树种不同林龄(组)人工乔木林的碳储量由大到小依次为过熟林(439.19 Tg)>成熟林(426.43 Tg)>近熟林(359.75 Tg)>中龄林(292.34 Tg)>幼龄林(105.15 Tg),分别占人工乔木林总碳储量的27.07%、26.28%、22.17%、18.02%和6.47%;不同龄组的碳密度从小到大依次为过熟林(59.17 Mg/hm²)<幼龄林(169.12 Mg/hm²)<成熟林(178.13 Mg/hm²)<近熟林(190.38 Mg/hm²)<中龄林(348.09 Mg/hm²)。到2035年,我国主要树种人工乔木林碳储量和平均碳密度将分别达到1 716.27 Tg和36.51 Mg/hm²,与2015年相比分别增加92.92%和93.17%。【结论】两次森林资源清算结果相比,6种主要树种人工乔木林的碳储量均有显著增加,随着林分的不断成熟,碳储量呈现出线性正向增加的趋势,而碳密度受蓄积量与面积比的影响其增幅各不相同;至2035年人工乔木林碳储量约占乔木林总碳储量的20%,可以预见中国人工乔木林碳储量有很大的增加潜力。     

秦岭鳌山太白红杉径向生长对气候因子的响应

【目的】秦岭是以太白红杉(Larix chinensis)为代表的典型温带针叶林分布区,也是受全球气候变化影响最为显著和敏感的地区之一,为了解该区树木生长对气候变化的敏感性,分析了秦岭鳌山太白红杉径向生长对气候因子的响应。【方法】基于树木年代学方法,利用鳌山高山林线太白红杉树木年轮宽度资料,建立树轮宽度年表,明确影响太白红杉径向生长的关键气候因子。【结果】太白红杉对气候变化反应较为敏感,年表包含较多的气候信息,适用于树轮气候学研究。相关分析表明,太白红杉径向生长与上年6月以及当年2月和6—7月气温呈显著正相关,与上年5月和当年1、6月降水量呈显著负相关。空间分析发现太白红杉树轮宽度年表对于评估采样点周边较大范围地区6月气温变化特征具有很好的空间代表性。【结论】一些大尺度的大气-海洋变化的耦合作用可能对秦岭地区太白红杉的径向生长产生影响。     

水热因子对塔里木河下游胡杨年轮指数和植被指数的影响

【目的】探索塔里木河流域树木年轮与植被遥感间的关系。【方法】借助树木年轮学的方法和技术手段,利用塔里木河下游10个采样点的胡杨样芯数据和长时间序列中国植被指数(GIMMS NDVI)数据及水热因子数据,在分析该区胡杨年轮指数和植被指数变化特征基础上,重点探讨水热因子、胡杨年轮指数及归一化植被指数(NDVI)三者间的相关性。【结果】胡杨年轮指数和年际NDVI变化在1980—2001年间均呈下降趋势,区内植被在该时间段内退化较为严重。年内NDVI变化呈单峰状,5—8月为植被生长季,1—4月和9—12月为植被非生长季。【结论】该区胡杨年轮生长受5月(P<0.01, 显著负相关)地下水埋深和6月(P<0.01,显著负相关)温度影响显著,而NDVI主要与5—7月(P<0.01, 显著负相关)和10月(P<0.01, 显著负相关)的地下水埋深及7月(P<0.01, 显著负相关)温度有关,且影响NDVI和胡杨年轮指数的主要因子是水热因子中的地下水埋深因子。胡杨年轮指数与NDVI间的相关性差,未能通过0.05水平检验。     

氮肥对毛竹林土壤硝化和反硝化作用的影响

【目的】探究氮肥对毛竹林土壤硝化和反硝化作用的影响,并分析其与主要土壤因子的相关关系,为毛竹林的抚育管理及可持续经营提供理论依据。【方法】以不施氮肥毛竹林为对照,应用气压过程分离(BaPS)方法,分季节测定施氮肥条件下毛竹林土壤总硝化和反硝化速率。【结果】施氮肥条件下毛竹林土壤总硝化和反硝化速率从春季到冬季变化规律相似,均呈现先升高后降低趋势,施肥毛竹林土壤总硝化和反硝化速率均以7月最高,当月相比分别比未施肥毛竹林高27.50%和44.60%; 最低值分别出现在1月和10月,当月相比分别比未施肥毛竹林高45.58%和402.56%。【结论】施氮肥可以促进毛竹林土壤硝化和反硝化作用,提高土壤硝态氮和微生物生物量氮含量,氮肥和季节对总硝化和反硝化速率存在显著交互作用,土壤温度、含水率与土壤总硝化、反硝化速率均呈显著正相关。     

生态绩效增长视角下的林业生产要素优化

【目的】在林业经营中优化利用已有的生产要素(包括林地、技术、劳动力、资金),实现林业生态绩效增长。【方法】将林木“轮伐期”作为生产要素投入与林业生态绩效增长的中间变量,分析生产要素优化对林业生态绩效增长的作用机理,并以福建省沙县林业生产为例进行实证研究。【结果】人工经营林地的生态绩效与生产要素投入关系为:生产要素优化可提高林业生态绩效,如国有林场因林地经营面积大、资金成本较低且营林技术更先进,其生态绩效好于其他经营方式的林地;生态绩效与林地经营规模间存在“门槛”效应,当林地经营面积超过“门槛”规模后,林木轮伐期才可能延长并进一步提高生态绩效。不同林业经营方式其生产要素优化面临不同问题:国有林场需更多林地投入以应对用材林林地减少而年度用材林采伐量却增加的困境;村集体林场面临林地与资本短缺;经营型小农户面临技术、资本与劳动力投入的全面短缺。【结论】生态绩效增长的关键在于林地收益最大化前提下的林木轮伐期延长,而轮伐期延长可通过采用更先进生产技术(按高标准森林经营技术规程进行营造林)、投入更多资本且降低资金成本、投入更多林地等要素优化路径实现,其中林地经营面积大于“门槛”规模是轮伐期延长的必要条件。     

原始红松林土壤理化及微生物碳代谢特征对生长季动态的响应

【目的】明确原始红松林内土壤微生物群落对碳源的利用、土壤理化性质的季节变化规律及差异机制,探讨原始红松林土壤理化及生物学特征对气象因子季节动态的响应。【方法】以小兴安岭典型的原始阔叶红松林为研究对象,分别于2015年5—10月生长季内采集0～10 cm和≥10～20 cm的表层土壤样品。采用Biolog-ECO微平板检测法和土壤理化性质的常规测定方法测定红松林内土壤微生物功能多样性及土壤理化指标。【结果】①研究样地的多项土壤理化指标在月份间差异显著。②在整个生长季内平均颜色变化率(AWCD)的变化趋势基本一致,均随着培养时间的延长而逐渐升高,培养168 h以后,AWCD增加幅度逐渐减弱; AWCD值和多样性指数在月份间差异显著; 土壤微生物群落的代谢活性表现出明显的季节差异,并呈现一定的规律性,6月显著高于其他月份(P<0.05)。③氨基酸类、多聚物类、碳水化合物类碳源是红松林土壤微生物群落利用的主要优势碳源类型; 通过主成分分析(PCA)、聚类分析可将土壤微生物群落碳源代谢特征大致分为3簇,即5—6月、7月、8—10月; 土壤微生物利用碳水化合物类、氨基酸类、羧酸类碳源的变化对季节最为敏感。④通过相关性分析发现,AWCD值和多样性指数与速效磷、速效钾、含水量和有效氮之间存在显著或极显著相关性; 分类变异分析发现土壤理化性质变化是引起微生物功能多样性发生季节性变化的主要因子,其中含水量、速效磷的解释度分别为12.76%和30.71%。【结论】原始阔叶红松林土壤理化及微生物功能碳代谢特征具有显著的生长季动态变化,月降水总量变化的影响最为重要。     

寒温带4种森林类型土壤团聚体有机碳氮特征

【目的】 大兴安岭是我国唯一的寒温带地区,森林资源丰富,但大兴安岭地区土层较薄,且存在永冻层,对于该地区土壤结构、养分循环存在巨大影响。探讨该地区土壤团聚体的结构组成和有机碳、氮的含量与分布规律,了解不同粒径团聚体对土壤有机碳、氮的固存与保护作用,为深入研究我国寒温带地区土壤结构与碳氮循环提供依据。【方法】 在黑龙江大兴安岭地区,以我国寒温带4种主要森林类型(兴安落叶松林、樟子松林、山杨林、白桦林)为研究对象,测定生长季林地0~5、≥5~10和≥10~20 cm土层粒径<0.053、≥0.053~0.250、≥0.250~0.500、≥0.500~1.000和>1.000 mm水稳性团聚体的分配比例并结合有机碳、氮含量,分析各粒径团聚体有机碳、氮对土壤总有机碳、全氮的贡献率,进行多因素方差分析。【结果】 ①樟子松林、山杨林和白桦林0~10 cm土层和兴安落叶松林0~5 cm土层以大团聚体(粒径≥0.250 mm)为主,占50%以上,随着土层的加深,大团聚体质量分数下降,各个林型生长季中期大团聚体质量分数均高于初期和末期,且阔叶林大团聚体质量分数高于针叶林。②团聚体有机碳含量与全氮含量呈现出大致相同的变化规律,4种森林类型以粒径≥0.500 mm团聚体有机碳、全氮含量较高,大致表现为随粒径的减小含量递减。阔叶林团聚体有机碳、全氮含量比针叶林的高,且阔叶林的在生长季中后期含量相对较高,而兴安落叶松林的呈波动式变化趋势,樟子松林的则以生长季前期含量较高。③4种森林类型0~10 cm土层,团聚体有机碳、全氮以粒径≥0.500 mm团聚体贡献率较高,最高达到90%;随着土层的加深,≥0.250 mm的大团聚体的贡献率下降,≥10~20 cm土层以粒径<0.250 mm的微团聚体贡献率最高。④森林类型、土层和月份对土壤团聚体组成和团聚体有机碳、全氮含量均具有显著影响,且粒径≥0.500 mm团聚体有机碳、全氮含量与对应粒径团聚体含量呈正相关,粒径>1.000 mm团聚体有机碳、全氮含量与该粒径团聚体含量呈极显著正相关。【结论】 森林类型、土层和月份的变化均对土壤团聚体组成及其结合的有机碳、全氮含量产生影响,阔叶林大团聚体含量以及团聚体结合的有机碳氮含量均高于针叶林。4种森林类型以生长季中期大团聚体含量更高,阔叶林团聚体有机碳、全氮含量在生长季中后期较高,针叶林则在生长季内呈波动式变化趋势。随着土层的加深,大团聚体含量、团聚体有机碳、全氮含量以及大团聚体贡献率均逐渐降低。本研究区粒径≥0.500~1.000 m和>1.000 mm团聚体是有机碳和全氮的主要载体。由此可见,寒温带4种森林类型团聚体组成及其结合的有机碳、全氮特征各异,在一定程度上反映了寒温带主要森林类型下的土壤结构与碳氮固存特征。     

基于空间结构的杉木枝下高可视化模拟研究

【目的】定量研究林分空间结构对杉木枝下高的影响,构建基于空间结构的枝下高模型,结合杉木生长模型,应用三维可视化技术,实现杉木枝下高可视化模拟。【方法】利用湖南省黄丰桥国有林场6块杉木人工林临时样地的调查数据,选择5个常用枝下高基础模型,分析水平空间结构参数(P_H)、垂直空间结构参数(P_V)和空间结构单元平均距离(d_DIS)及其组合对枝下高的影响,构建综合指标较好且变量少的枝下高模型。基于林分三维模型实时生成方法,建立一种枝干可控的杉木三维模型;结合单木胸径连年生长量模型、树高-曲线模型和冠幅面积估计模型,模拟林木的生长状态。【结果】Logistic模型综合指标较好且模型参数可解释,可选为基础模型;3个空间结构参数中垂直空间结构影响较为显著,将P_V加入到Logistic模型中,改善了枝下高模型的拟合效果,决定系数(R²)从0.717提升到0.741,估计值的标准差从1.407 m减小到1.321 m,并使各项模型检验误差指标有所减小;构建的杉木三维模型可以动态调节枝干,实现了杉木枝下高模拟。【结论】构建的枝下高模型可以应用于林木年龄和部分林分信息未知的杉木林中,体现了林木间的相互竞争影响;结合枝干可控的杉木三维模型,模拟杉木生长过程,形象直观地表现了杉木枝下高的变化,为进一步研究林分生长动态可视化模拟和森林经营可视化模拟提供支持。