应用热扩散式树干茎流计（ＴＤＰ）对辽宁省章古台樟子松人工固沙林生长季期间树干液流速率进行了连续５年的测定，结合同步观测的降水、林冠截留量、林内蒸发散量和土壤水分含量，利用水量平衡的方法，推算了现阶段樟子松应有的合理密度。结果表明：４月上中旬沙地樟子松液流启动，１０月中下旬液流基本结束，生长季（４—１０月）各月平均液流速率分别为２．５８、４．７８、５．１９、５．０１、４．８４、４．３０、１．９３ ｃｍ·ｈ－１，以６月份的最高，其次依次为７、８、５、９月份，４、１０两月平均液流速率较低。通过推算，径阶１４、１６、１８、２０ ｃｍ的樟子松纯林的合理密度分别应为６８８、５３１、４２２、３４４株·ｈｍ－．．．

利用热脉冲液流仪和微型自动气象站,在北京市延庆县上辛庄水土保持站观测研究了雨季不同天气条件下官厅库区的小叶杨树干边材液流通量密度变化规律及其对环境因子(气象条件、土壤水分)的响应。结果表明,边材液流通量密度曲线在不同天气条件下均具有明显的昼夜变化规律:液流通量密度通常于清晨5∶30—6∶30时开始上升;12∶00—13∶00时达到峰值;16∶00时开始持续下降,20∶00时下降速度变慢,至次日日出之前达到低谷。日液流通量密度(SFA)与日太阳辐射量(ESR)、日均空气温度(Ta)和日均空气相对湿度(RH)均存在极显著正相关关系,与日均0~40 cm土层蓄水量(Sw40)存在极显著负相关关系,经...

以黑龙江帽儿山森林生态定位研究站42年生红松人工林为研究对象,选择有代表性的优势木、中等木和被压木各3株,2004年5月29日—10月30日应用热扩散技术对不同径级红松树干液流进行测定,并同步测定相关的主要环境因子。通过生长锥获得不同径级红松边材宽度,建立边材面积与胸径的关系方程A=8.032DBH-46.95(R2=0.82,P中等木>被压木;而在阴雨天呈不规则曲线,最大值的出现没有规律,夜间也不同程度地出现液流,且优势木、中等木和被压木之间液流密度的差异缩小。日液流通量随着生长季节...

[目的]确定优良固沙树种沙地赤松(Pinus densiflora)树干边材液流速率(J_s)方位变化规律,探讨环境因素对方位差异的影响。[方法]采用热扩散式树干液流计(TDP)连续监测树干液流并同步监测环境因素,比较分析不同方位树干液流速率的差异、季节动态及与降水、土壤体积含水率(θ)、太阳辐射强度(R_s)间的关系。[结果]表明:(1)在赤松树干东、南、西、北4个方位上,J_s的日变化与季节变化均呈现出基本一致的格局,且均与R_s间表现出紧密的协同变化关系;(2)在中等强度干旱和极端干旱情况下,各方位边材J_s均同步受到明显抑制,在土壤水分得到充分补充后又快速回升;(3)在典型晴日里,树干各方位边材J_s其午间峰值出现的时刻有差异,呈从早到晚分别是东侧、南侧、西侧、北侧这种顺时针的方位规律;(4)在整个生长季,J_s的日平均值大小一般为南侧>西侧>北侧>东侧,但方位间差异并不显著(P=0.35),北侧J_s的平均值最接近4个方位的平均值(约为平均值的1.01倍)。[结论]为降低观测成本,通过北侧一个方位的测定来估算赤松单株的液流通量具有较好的可靠性;影响赤松各方位液流过程明显变化的θ的阈值为7.5%。

With the aid of TDM (thermal dissipation method) with ICT\|2000TE (Transpiration Environment), the results obtained were as follows: (1) The sap flow rate of Quercus liaotungensis varied differently in sunny days, cloudy days and rainy days, with their maximum value of 12 61 cm?h -1 , 8 7...

树干液流在微时空尺度上具有较大的变异性,尺度扩展过程中又极易引起误差,而有些环境因子则是在较大空间尺度上发生变化,容易降低液流密度研究结果的可靠性。引入单位面积液流日累积量(Qa)和液流密度峰值(Jsmax)这2个参数,根据树高和胸径划分不同优势度,研究木荷树干液流时空动态特征及与环境因子的关系,探讨液流密度研究更合理的方法。结果表明:2007年9月到2008年4月木荷优势木、中等木和劣势木液流日进程均呈现单峰格型,根据树高划分优势度等级的木荷中等木平均液流密度要略大于优势木,劣势木的平均液流密度远远低于优势木和中等木;而根据胸径划分优势度等级的木荷优势木液流大于中等木,中等木液流大于劣势木;...

【目的】研究不同初植密度对沙地樟子松人工林生长、健康状况及土壤化学性质的影响,旨在筛选适宜的初植密度,为沙地樟子松人工林的高效培育与可持续经营提供科学依据。【方法】以科尔沁沙地43年生樟子松人工林为对象,研究12个不同初植密度(417～10 000株/hm~2)下樟子松人工林生长状况(胸径、树高、枝下高、冠幅、单株材积、林分蓄积量、冠形、干形)与健康状况(病级、感病指数)及土壤化学性质(p H和有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾含量)的变化,分析初植密度与樟子松人工林生长和健康状况及土壤化学性质间的相关性,采用冗余分析研究土壤化学性质对林分生长和健康状况的影响,并依据土壤化学性质对不同初植密度处理进行综合评价。【结果】(1)初植密度对沙地樟子松人工林生长、健康状况及土壤化学性质均有极显著影响(P<0.001)。随着初植密度的增加,樟子松人工林胸径、冠幅、单株材积和存活率总体上均呈下降趋势,枝下高、冠形、病级和感病指数呈上升趋势,树高以及林分蓄积量呈先上升后下降趋势。当初植密度为1 667～2 500株/hm~2时,樟子松人工林的感病指数、存活率和林分蓄积量表现较优。(2)随着初植密度的增加,土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾含量以及p H值整体呈上升-下降-上升-下降的变化趋势。(3)相关性分析结果显示,初植密度与樟子松胸径、冠幅、单株材积呈极显著负相关,与枝下高、冠形、病级和感病指数呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关;与土壤有效磷含量呈显著正相关,与土壤p H值及有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效钾含量呈负相关,但相关性不显著。(4)冗余分析结果表明,土壤化学性质对林分生长和健康指标变异的解释率之和为68.43%,土壤有效磷是其中最主要的影响因子;综合评价结果显示,当初植密度分别为1 667和2 500株/hm~2时,土壤化学性质指标综合得分较高,说明其有利于土壤养分的积累。【结论】初植密度与樟子松人工林林分生长、健康状况及土壤化学性质密切相关,樟子松造林适宜采用中等初植密度(1 667～2 500株/hm~2)。

基于连续1年的兴安落叶松树干液流密度和环境因子(光照、空气温度、空气湿度、土壤温度和土壤湿度)的测定结果,探讨不同时间尺度下树干液流密度与环境因子的关系差异。在月时间尺度上,土壤温度和土壤湿度显著影响树干液流密度变化,土壤温度单位增加引起树干液流上升0.084～0.123L·cm-2month-1;在天时间尺度上,显著影响因子有土壤温度、光照和空气温度,其中土壤温度为最主要的影响因子,单位增加会导致树干液流上升1.9～2.7mL·cm-2d-1;在小时时间尺度上,主要影响因子在不同季节不同,但最主要因子多是直接影响地上叶片生理指标如光照和空气湿度,二者单位上升平均分别引起树干液流上升1.239...

【目的】立木材积方程在森林生产力、生物量和碳储量等林业问题方面都有着广泛的应用。因此,提高立木材积的预测精度一直是林业模型研究者的重要任务。本研究以大兴安岭樟子松为研究对象,构建含有不同形率的二元和三元材积方程,并对比检验其预测效果,旨在把传统立木材积的预测精度提高到一个新的水平。【方法】利用15个树干不同形率,基于传统的一元和二元立木材积方程分别建立二元和三元立木材积方程,并与传统的一元和二元材积方程比较。通过对各模型进行拟合选出最优形率模型,具体选用统计软件S-PLUS中的广义非线性模块(GNLS)进行拟合。并利用幂函数、指数函数以及常数加幂函数校正在拟合过程中各立木材积模型表现的异方差现象。选择确定系数(R2)、均方根误差(RMSE)、平均误差绝对值(MAB)和相对误差绝对值(MPB)4个指标对模型进行评价。最终采用分径阶比较法比较不同径阶范围内4种方程的预测精度。【结果】基于相对树高70%处形率的二元模型拟合效果最好,基于相对树高50%处形率的三元模型拟合效果最好。模型检验结果表明:基于传统的一元模型,加入形率后模型的RMSE、MAB、MPB分别降低了33.7%、30.7%、29.9%;基于传统的二元模型,加入形率后的模型RMSE、MAB、MPB分别降低了70.5%、70.9%、71.2%。不同径阶的检验表明:对于小径阶和中等径阶的树木,模型的检验精度顺序为模型(13)>模型(2)>模型(12)>模型(1);对于大径阶的树木,模型的检验精度顺序为模型(13)>模型(12)>模型(2)>模型(1)。【结论】形率因子是干形的重要指标。在传统立木材积模型中引入形率因子可以提高材积的预测精度,因此,对于樟子松立木材积的估算,尤其是中大径阶林分,推荐使用带有形率的三元立木材积模型。

【目的】木材密度不仅与木材的各种材性密切相关，而且是衡量木材质量与价值的重要指标。采用近红外光谱（Near infrared spectroscopy, NIRS）分析技术能够快速、高效地预测木材密度，避免了传统试验中繁琐的检测步骤。长短期记忆网络(Long short-term memory network, LSTM)作为循环神经网络(Recurrent neural network, RNN)的变体，不仅可以学习序列数据之间的高阶特征信息，而且克服了RNN中的长距离依赖、梯度爆炸与梯度消失等问题。将LSTM与NIRS结合，提出一种能够准确预测樟子松木材气干密度的无损检测技术，为提高NIRS模型预测木材气干密度精度提供理论依据。【方法】该研究以樟子松木材样本为研究对象，用近红外光谱仪获得106个樟子松样本的光谱数据，并在恒温（20±2℃）恒湿（65%±3%）的环境下测定样本的气干密度。通过对比多组预处理方法和特征选择方法，采用Savitzky-Golay卷积平滑（Savitzky-Golay smoothing,SGS）等方法进行预处理，采用竞争性自适应加权算法（Competitive adaptive reweighted sampling, CARS）进行波段选择，剔除NIRS数据中的高频噪声与冗余信息，提升光谱数据质量、建模速度与精度。为验证LSTM模型预测能力，将其与偏最小二乘回归(Partial least squares regression, PSLR)、卷积神经网络(Convolution neural network, CNN)等建模算法对比分析。上述3种算法被分别应用于建立樟子松木材气干密度近红外预测模型。【结果】基于上述3种建模方法建立的NIRS模型均可实现樟子松气干密度的有效预测。且LSTM模型的预测精度与回归拟合度均优于PLSR与CNN模型。其中SGS+CARS处理后的LSTM模型的预测精度最高、泛化性能最强、拟合效果最好（R2=0.959,RMSEP=0.005,RPD=5.033）。【结论】通过对樟子松木材光谱数据与气干密度的采集，建立了一种新型的基于NIRS分析技术与LSTM的木材气干密度检测方法。LSTM预测模型相较于传统的回归模型，模型的预测精度更高，回归效果更好，鲁棒性更强。该检测方法既可保证木材的完整性，又可以提高气干密度的预测精度，实现了对樟子松木材气干密度的快速无损检测，为木材近红外光谱分析提供了可参考的模型与理论依据。

【目的】呼伦贝尔沙地为天然樟子松分布区的南缘,气候变化呈暖干化特点,研究该区樟子松树木径向生长对气候的响应及其应对干旱的能力,有助于促进气候变化背景下沙地天然樟子松林的保护与恢复。【方法】在呼伦贝尔沙地的南辉和伊敏河两个地点建立了树轮宽度标准年表并对其变化进行比较,利用树轮宽度标准年表与气候因子进行相关分析,并计算樟子松应对极端干旱的抵抗力、恢复力和弹性力。【结果】南辉的樟子松标准年表与6月平均气温和6—7月平均最高气温呈显著负相关(P<0.05),伊敏河的樟子松年表与4月、6—7月和9月平均气温和平均最高气温呈显著负相关(P<0.05);两个地点的樟子松标准年表均与6—7月和9月的降水量正相关(P<0.1);南辉的樟子松年表与9月相对湿度呈显著负相关(P<0.05),但伊敏河的樟子松年表与前一年10—12月和当年2—3月和5月相对湿度显著正相关(P<0.05);两个地点的樟子松年表均与前一年10月至当年9月的帕尔默干旱胁迫指数(PDSI)呈显著正相关(P<0.05)。以上结果表明这一区域的樟子松径向生长受到水分的显著影响;与南辉的樟子松相比,伊敏河的樟子松对干旱的抵抗力较弱,但恢复力更强;随着干旱程度的增加,樟子松对极端干旱的抵抗力下降、恢复力增强。【结论】呼伦贝尔沙地天然樟子松径向生长受生长季气温和降水的共同影响;在1925—1935年间,两个地点的樟子松年表存在差异可能是由于伊敏河的樟子松处于幼龄,对干旱的抵抗能力较差;树龄可能会导致沙地天然樟子松应对干旱能力的差异,深入了解树龄对樟子松应对干旱能力的影响需进一步开展多点研究。

［目的］为了解红花尔基地区沙地樟子松天然纯林的结构特征，指导沙地樟子松的保护与经营。［方法］在红花尔基地区设置２块１００ ｍ×１００ ｍ的樟子松天然纯林固定样地，利用样地内每木定位调查数据和分析统计软件进行一元分布及二元分布特征分析。［结果］（１）樟子松天然林纯林直径分布为单峰或多峰山状分布，垂直结构简单，只有乔木层和草本层。（２）樟子松天然纯林的林木分布格局为均匀分布，接近随机分布，林木分布格局类型与林分密度无关；林分中樟子松个体竞争激烈，多数单元中林木呈较密集状态。（３）２块样地中随机分布状态下的林木多数为中等密集或比较密集，不同分布状态下的林木优劣性差异较小；低密度樟子松天然纯林中多数密．．．

【目的】基于樟子松和兴安落叶松干形数据，比较分析最小二乘法（ONLS）、分位数回归（QR）、混合效应模型的固定效应法（FIXED）以及广义加性模型（GAM）对树干不同位置直径和树干总材积的预测精度，为树木干形和材积精准预测提供参考。【方法】以大兴安岭漠河林业局不同林分条件下的187株樟子松和283株兴安落叶松为研究对象，拟合林业上常用的33个削度方程，选出精度较高的削度方程作为ONLS、QR和FIXED的基础模型。基于描述干形的常用变量，同时考虑变量转换，如平方和开根号等变量转换构建GAM。应用R软件对4种建模方法进行拟合，选取平均误差（ME）、均方根误差（RMSE）、百分比均方根误差（RMSE%）和确定系数（R~2）对比分析4种建模方法，采用留一交叉检验法对不同建模方法进行检验，比较各方法预测树干不同位置直径和树干总材积的精度。为更直观展示各建模方法效果，分别从2种树种中随机抽取2株不同大小树木进行树干模拟。【结果】1）基于Kozak(2004)模型的ONLS、QR和FIXED以及构建的GAM拟合结果表明，4种建模方法均能较好拟合樟子松和兴安落叶松干形数据；2）留一交叉检验结果显示，GAM对樟子松和兴安落叶松树干直径的预测精度优于ONLS、QR和FIXED;3) GAM预测2种树种材积时与估计直径一致，即GAM预测精度优于其他建模方法；相较ONLS，樟子松和兴安落叶松GAM材积预测的RMSE分别下降5.6%和11.3%;4) 2种树种不同大小树木树干模拟发现，对于大树树干，ONLS、QR、FIXED和GAM模拟效果相似，且均能较好模拟樟子松和兴安落叶松树干干形；对于小树树干，ONLS、QR、FIXED和GAM模拟效果差异较大，其中GAM能较好模拟樟子松和兴安落叶松树干干形。【结论】GAM预测树干不同位置直径和树干总材积时精度最高。当以预测为主要目的时，GAM通过简单编程能够实现对樟子松和兴安落叶松树干直径和材积的估计，可作为一种精度较高的树干干形预测方法。

采用TDP技术对金沙江干热河谷元谋段主要造林树种印楝的树干液流密度动态变化进行了观测,得到3点主要结论:①无论干热季节或湿润季节,印楝树干液流密度昼夜变化的规律性较强,呈明显的单峰曲线;②由干热季节转向湿润季节时,印楝树干液流密度呈下降趋势,5年生印楝在5月、7月及10月的典型晴天里的树干液流密度日变化平均值分别为12.11、7.48及6.90cm3.cm-2.h-1;③在干热季节里印楝蒸腾耗水具有相当的被动性,而在湿润季节时其蒸腾耗水则表现出主动性和平衡性,反映了印楝在不同季节里的耗水机制差异。

【目的】研究黄土高原水蚀风蚀交错区乡土树种河北杨的树干液流密度变化特征及其与环境因子的关系,为该地区水资源承载力研究和树种选择提供理论依据。【方法】利用Granier热扩散探针法和自动气象监测系统对陕北吴起县河北杨树干液流密度和周围气象条件、土壤含水量等进行连续测定分析。【结果】河北杨树干液流密度日变化呈宽幅单峰形,液流密度峰值提前于太阳辐射强度峰值约2.5 h,提前于水汽压差(VPD)峰值约4 h。夜间液流活动主要发生在后半夜00:00—06:00,晴天液流密度变化幅度小,雨天变化幅度大;灌水当天干基液流密度峰值出现的时间明显提前,峰值大小比灌水前提高66.66%,冠基处峰值比灌水前提高73.62%,灌水处理后实验组连续两日液流密度均值比灌水前减少2.21%,而对照组减少21.89%,晴天条件下,树干液流密度与太阳辐射、VPD、气温和风速极显著正相关(P<0.01),与土壤含水量显著正相关(P<0.05),与相对湿度极显著负相关(P<0.01)。降雨天树干液流密度与太阳辐射、气温和风速极显著正相关(P<0.01),与VPD显著正相关(P<0.05);与对照组比较,灌水之后液流密度与气象因子的相关系数绝对值没有明显增加;河北杨树干储存水的日动态总体表现为上午释放和下午补充,并存在两次较明显的释放-补充周期。【结论】河北杨树干液流密度主要受太阳辐射强度、VPD、气温、相对湿度、风速和土壤含水量的影响,液流密度峰值时间与太阳辐射强度、VPD、气温等气象因子存在时滞,土壤水分的增加可缩短液流密度与气象因子峰值的时间差,上午储存水的持续释放是导致树干液流密度与气象因子时滞效应的重要原因。