本研究以孟家岗林场不同间伐强度的长白落叶松人工林为对象,获取样地内单木点云数据,基于MATLAB平台应用分形分析理论提取盒维数来表征长白落叶松树木结构复杂性,并评估不同间伐强度及树木属性对长白落叶松树木结构复杂性的影响.结果表明:长白落叶松盒维数在对照(CK:1.68±0.07)、低中强度间伐(处理T1、T2、T3:1.74±0.07)和高强度间伐(处理T4:1.81±0.06)之间存在显著差异,间伐强度增加了树木结构复杂性.在树干属性中,胸径、树高与盒维数呈显著正相关,高径比与盒维数呈显著负相关;在树冠属性中,树冠体积、表面积、投影面积和冠幅与盒维数呈显著正相关.Hegyi竞争指数与盒维数在对照和低中强度间伐下呈显著负相关,在高强度间伐下相关性不显著.间伐影响了长白落叶松树木结构复杂性,树干属性和树冠属性是长白落叶松树木结构复杂性的主要驱动因素.

为揭示黄土区冠层降雨再分配的潜在分配特征,本研究以晋西黄土区8种典型林分(油松林、刺槐林、侧柏林、油松-刺槐混交林、侧柏-刺槐混交林、辽东栎林、山杨林和辽东栎-山杨混交林)为研究对象,探究降雨再分配过程并利用增强回归树(BRT)模型量化林分结构和气象环境因子的相对贡献,并根据BRT模型提取的最具影响力的因素进行多元回归,同时利用挖掘数据进行模拟验证预测模型.结果表明:研究区8种典型林分的穿透雨、树干茎流和冠层截留占降雨量的比例分别为24.5％-95.1％、0-13.6％和0.7％～55.7％;产生穿透雨的单次降雨阈值中,针叶林(3.06±1.21 mm)显著高于阔叶林(1.97±0.52 mm),但与针阔混交林无显著差异(3.01±0.98 mm);产生树干茎流的单次降雨阈值中,不同组成林分中无显著差异.BRT模型中,对于穿透雨和树干茎流,林分结构因子的影响占比较小,而对于冠层截留,林分结构因子则占主导地位;降雨量是决定穿透雨和树干茎流最重要的因素;树高是决定冠层截留最重要的因素,降雨量、冠幅面积、胸径和林分密度分列其后.对比一般线性函数和幂函数,本研究建立的BRT预测模型对穿透雨和树干茎流的预测效果有所提升,对冠层截留的预测仍需探究.综上,BRT模型可较好定量化评估林分结构和气象环境因子对降雨再分配各组分的影响,且所建预测模型模拟效果良好,可为制定林木配置优化策略提供科学依据.

目的:探究济南市古树资源现状,对济南市古树资源的种类组成、区系分布、生长状况和结构特征进行分析.方法:以区县为单位,通过实地调查、走访群众、查阅历史资料与文献等方法全面收集古树资料,开展实地调查.结果:济南市现有古树9982株,隶属于32科58属79种,以蔷薇科、豆科为优势科,以柿、槐、侧柏等树种为优势种.古树资源属的分布区类型具有明显的温带属性和由温带向热带过渡的特点.古树在全市13个区、2个县均有分布,其中以莱芜区分布的古树数量最多.城乡分布差异巨大,生长在城区和乡村的古树分别为914和9068株.生长势衰弱和濒危古树占比达10％.古树树龄结构呈金字塔型,随树龄增加古树数量逐渐减少,树龄主要集中在100～150 a.古树的树高与胸径、树高与冠幅、胸径与冠幅间均呈显著正相关关系.结论:济南市古树资源丰富,空间分布不均,具有明显的温带属性,长势衰弱和濒危的古树较多,下一步应从落实管护责任人制度、分树种制定复壮技术规范、开展动态监测以及加强科普宣传4方面做好古树的保护工作.

树冠是林木形成碳水化合物和生产力的重要场所,摸清林木与树冠生长的特征及其对环境的响应对理解植物环境适应性具有重要意义.该研究以辽东地区60块长白落叶松(Larix olgensis var.changbaiensis)人工林样地为研究对象,对阴坡、阳坡两个坡向和3个林龄阶段(15-16 a、23-26 a、49-56 a)的林木和树冠生长进行了研究,其中树冠生长指标包含了客观指标、主观指标和复合指标3种类型.研究结果表明:(1)各林龄阶段不同坡向林分平均胸径、平均树高、平均材积、平均相对优势木高无显著差异,达成熟林时阳坡林分胸径分化程度显著高于阴坡.(2)综合分析3类树冠指标发现树冠受坡向影响,表现出不同的生长适应策略.阳坡林木平均树冠长度、平均冠幅小,林内冠层均一,树冠体量小,树冠生产效率较高;阴坡林木平均树冠长度和平均冠幅较大,林内超出主林层优势木多,树冠体量大,树冠生产效率较低.(3)除林分平均高径比外,树冠客观指标均与生长指标呈正相关关系,阳坡林木树冠随林龄增大对材积的贡献率减小,体现在树冠长度、树冠率与生长指标呈极显著负相关关系,阴坡林木树冠位置和圆满度是促进林木生长的主要因素.(4)树冠客观指标与各器官生物量均呈极显著正相关关系,受光率、树冠表面积、树冠体积在各坡向均与林木生物量呈显著正相关关系,顶梢枯死率均与各坡向林木生物量呈负相关关系,阳坡林木树冠透光度、冠径比和树冠率增加,则林木生物量下降,阴坡林木树冠位置升高、圆满度增加会促进生物量积累.(5)相比所有生长指标和树冠指标,树冠表面积对各器官生物量积累的解释效果最好.以上结果表明,长白落叶松人工用材林树冠生长会显著促进林木生长,但树冠生长与林木生长存在权衡关系,并会随坡向发生改变.

森林的垂直结构是地上植被要素在垂直方向上的排列,它影响动植物多样性和生态系统功能,是许多植物生态学家关注的重点.背包激光雷达技术的发展为大面积、高精度扫描三维森林结构提供了基础.直观反映生物量的冠层高度(canopy height,CH)、代表植物光合能力的叶面积指数(leaf area index,LAI)和单木尺度上的特征是森林垂直结构最重要的参数.本研究旨在探索鸡足山半湿润常绿阔叶林样地尺度和单木尺度上的垂直结构特征.本研究基于背包激光雷达,对滇中高原20.16ha半湿润常绿阔叶林样地群落的CH和LAI进行了精细扫描和点云定量分析,在进行地形校正和群落分类的基础上,精细提取和分析了森林群落的叶面积指数的垂直变化和水平格局,并定量提取了群落常见乔木种的单木形态和垂直结构参数.结果显示:(1)以20 m × 20 m标准样方为统计单位的CH和LAI的分布接近正态分布;(2)根据LAI的垂直分布,森林动态监测样地群落冠层由上至下可划分为林冠上层、林冠中层、林冠下层与灌木层4个层次;(3)元江栲(Castanopsis orthacantha)和高山栲(C.delavayi)群落的LAI垂直变化呈单峰格局,峰值高度分别为15 m和13 m,云南松(Pinus yunnanensis)群落为双峰格局,峰值高度为5 m和10 m;(4)不同树种的各单木参数表现出较大的差异性,但冠幅面积/胸径比表现出相对的稳定性.本研究在国内首次基于激光雷达技术定量分析具有复杂结构的半湿润常绿阔叶林的叶面积指数的三维格局,或可对以后该类型森林生物多样性的研究和不同森林类型之间的比较研究提供数据基础.

该研究对云南省广南县不同分布点的野生植株大小与结实量,果实、果核性状特征,果皮与果核性状间的关系进行了分析.结果表明:(1)野生成年植株个体间结实量差异大,单株结实量从几十个至几千个,变异系数可达136.38%.结实量与冠幅有正相关关系(R=0.592, P<0.01),与胸径和树高无相关关系(P>0.05).(2)扁球型果实平均纵径37.10~40.36 mm,变异系数7.28%~8.65%;平均横径41.15~45.03 mm,变异系数6.44%~9.31%;平均果实重量35.77~47.29 g,变异系数18.99%~21.44%.野生蒜头果果实大小差异明显,单个果实重量差别为3.4倍.(3)果核平均纵径27.50~31.69 mm,变异系数7.13%~10.99%;平均横径30.94~34.16 mm,变异系数6.47%~9.41%;平均果核重量14.03~18.77 g,变异系数17.37%~22.68%.单个果核重量差别为3.7倍.(4)平均果皮纵向厚度4.33~4.80 mm,变异系数20.22%~26.91%;平均横向厚度5.10~5.44 mm,变异系数12.92%~20.98%;平均果皮重21.62~28.51 g,变异系数20.01%~24.12%.该研究结果表明野生蒜头果单株结实量、果实和果核大小、果皮厚等表型性状存在广泛的多样性,其资源为人工定向培育和开发利用提供了较为丰富的选择材料.

目的 阐明珍贵药用植物走马胎Ardisia gigantifolia所在群落的物种组成、结构特征、龄级结构及物种多样性指数特征,为其保护和规模化繁育提供科学依据.方法 设置11个10m×10m的样方,采用每木调查法,对样方内所有胸径≥2 cm、树高≥2m的立木进行检测,记录种类、胸径、树高和冠幅;采用物种多样性指数进行数据处理.结果 1 100 m2的样地内共有维管束植物213种,隶属78科153属;植物区系以热带-亚热带区系性质为主;群落乔木层优势种为荷木Schimasuperba、拟赤杨Alniphyllum fortune、枫香Liquidambar formosana、马尾松Pinus massoniana等,灌木层优势种为走马胎、鼠刺Itea chinensis、玉叶金花Mussaenda pubescens等;走马胎种群在灌草层中均有分布,种群龄级结构呈金字塔型,Ⅰ龄级幼苗储备丰富,但Ⅳ龄级成苗个体少;群落的物种丰富度(Magarlef指数)为30.04,变化度(Shannon-Wienner指数)为3.79,优势度(Simpson指数)为0.88,均匀度(Pielou指数)为0.71;群落各层次的Magarlef指数表现为草本层＞灌木层＞乔木层＞藤本植物,Simpson指数表现为藤本植物＞灌木层＞乔木层＞草本层,Shannon-Wienner指数表现为藤本植物＞灌木层＞乔木层＞草本层,Pielou指数表现为藤本植物＞灌木层＞乔木层＞草本层.这表明草本层的物种丰富度最高,但分布最不均匀,优势种的优势地位突出.结论 走马胎呈聚集分布在群落下层,为灌木和草本层的优势种,生长良好;喜温暖湿润的环境,耐阴,需散射光,喜酸性、疏松的土壤.

丹霞梧桐(Firminana danxiaensis Huse et H.S.Kiu)是丹霞地貌的特有物种,为国家二级重点保护野生植物,目前仅在广东韶关地区有发现.为科学、有效地保护该珍稀物种,我们对韶关地区开霞梧桐的资源状况和群落特征进行调查研究.结果表明,丹霞梧桐在韶关地区的分布以丹霞山和南雄山地为主,两地丹霞梧桐数量和特征存在一定差异.丹霞山群体的总株数多于南雄,但平均冠幅、胸径和树高小于南雄,南雄群体树体相对高大,长势较好.典型群落植物种类及其生活型调查结果显示,丹霞山和南雄两地丹群梧桐群落中的维管植物种类相近,分别为60种和59种.丹霞山群落中的植物科属更为丰富,南雄群落中的蕨类植物和乔木种类多于丹霞山.两地群落中高位芽植物均占优势,但丹霞山的地面芽植物和一年生植物比例高于南雄.根据丹霞梧桐的分布特点和群落特征,今后可在进一步扩大调查范围,发现新种群的基础上,采取划分保护小区,开展人工繁育和种群回归的方式对该珍稀物种进行有效保护.

以蒙古栎天然次生林中的蒙古栎种群为研究对象,在吉林省汪清林业局塔子沟林场设置2块1 hm2的处于不同演替阶段的样地(A、B).采用相邻网格调查法将每块样地划分为100个10 m× 10 m的调查单元,对单元内每株林木的空间坐标进行精确定位,调查所有胸径≥1 cm的林木基本信息.采用地统计学分析的半方差函数法和分维数对蒙古栎种群各林木属性的空间异质性程度、组成、尺度、方向进行分析;运用克里格插值法对具有空间自相关的树木属性进行无偏估计并绘制分布图,分析其空间分布格局.结果表明:两块样地各林木属性的最优半方差函数以指数模型和球状模型为主,呈聚集分布,但样地A较样地B的空间自相关程度更高,空间连续性更大;两块样地内部,胸径和东西冠幅均表现出较强的空间异质性和空间自相关性.两块样地各林木属性均在南北方向上表现出较强的空间异质性.此外,样地A在西北-东南方向上也存在较强的空间异质性,而样地B则在东北-西南方向存在较强的空间异质性.两者相比,样地A的空间异质性强度更高、尺度更大.样地A中胸径和东西冠幅变异明显,而样地B中东西冠幅和南北冠幅变异明显.分维数值反映的结果与标准半方差函数值的结果基本一致.样地A各林木属性变量以斑块状和条带状分布为主,空间分布格局和变化趋势明显,而样地B各林木属性变量分布破碎,格局复杂.上述结果说明,种群属性特征、群落发育程度、空间尺度大小和空间水平方向可能影响种群的空间格局.基于地统计学的分析方法有助于定量、直观地描述种群的生长现状和发展趋势,可为东北林区大面积的蒙古栎天然次生林的可持续经营提供理论基础.

以中国北方分布的白桦(Betula platyphylla Suk.)自然群体及其子代测定林为对象,采用固定标准地定位观测的方法,基于群体选择、变异分析和遗传效应评价,探讨自然群体及其子代树高、胸径和冠幅等性状的遗传变异,系统分析生长性状的遗传力和遗传增益,并从中选择生长势、抗逆性和适应能力兼优的群体或个体.结果表明:中国北方白桦自然群体间的生长性状存在极显著差异,树高变异最小,冠幅变异较大,胸径变异最大,平均变异系数分别为20.56％,32.25％和33.00％,且群体内子代间性状差异极显著.白桦生长性状受遗传基因的控制程度较强,遗传增益较大,树高、胸径和冠幅的遗传力分别为0.971,0.816和0.576,遗传增益分别为15.97％,21.54％和13.87％,因此,以生长性状为主要评价指标,兼顾各种影响因素,确定山西群体(SX)、河北群体(HB)和辽宁群体(LN)为优异群体,LN305,SX516和HB403为优良个体,可广泛应用于多世代遗传改良育种中.