以15块人工落叶松纯林演化后形成的落叶松云冷杉混交林为对象,间伐后12年观测结果,研究间伐对林分和树木生长、树种组成、物种多样性及土壤等因子的影响。间伐强度分为2级:中度(平均为20%)和强度(平均为30%)。结果表明:间伐促进了保留木生长的显著增加,但不同间伐强度间无显著差异。林分及单木的直径、断面积和蓄积生长率均表现相同的趋势即随间伐强度的增加而增加。但间伐没有显著地增加12年间的总收获量。伐后对照样地表现为较高的枯损,枯死木主要是落叶松和阔叶树。林分进界株数严重不足,进界的主要树种是云冷杉、阔叶树和红松,以耐荫树种为主。从枯损和进界看,如果能对红松和阔叶树进行保护,这种林分很可能逐渐演化...

[目的]以长白山林区云冷杉针阔混交林为研究对象,分析目标树抚育采伐前后云冷杉针阔混交林空间结构参数的变化,探索目标树抚育采伐对森林空间结构的影响。[方法]基于6块面积1 hm2的样地,首先遵循近自然森林经营的原理进行林木分类,选定目标树,伐除干扰树;再结合结构化森林经营的原理,计算并分析抚育采伐前后目标树空间结构参数和林分空间结构评价指数的变化。[结果]表明:经目标树抚育采伐后(1)目标树空间结构单元内的树种隔离程度得到进一步提高;林木透光条件有所改善;目标树的竞争压力得以减小;林木空间分布格局总体上得到

用角尺度、混交度和大小比数3个林分空间结构参数对长白山过伐林区特有的长白落叶松Larix olgensis-云杉Picea jezoensis-冷杉Abies nephrolepis混交林进行了分析,目的是为长白落叶松-云杉-冷杉混交林林分结构的优化调整提供依据。结果表明:该林分的平均角尺度为0.520,林木分布格局为团状分布;林分的平均混交度为0.64,说明它是一个由不同树种组成的呈现中度混交结构状态的较复杂森林群落;从直径大小比数来看,林分中针叶树种具有胸径优势,尤其是云杉的直径优势最突出,红松Pinus koraiensis则分化严重,生长处于劣势。在实际应用中,可以根据林分平均角尺度以...

【目的】单木生长受气候、林分等多种因子影响,需要利用适当的方法厘清气候以及林分中影响林木生长的主导因子。随机森林等机器学习方法提供了一种新的途径,需要检验利用随机森林算法分析气候和林分因子对林木生长影响的可靠性,为森林生长收获预估提供新的方法。【方法】以吉林省汪清林业局20块落叶松-云冷杉混交林固定样地25年(1986—2010年)间连续调查数据作为研究材料,候选气候和林分因子52个,利用随机森林算法建立了包含气候和林分的单木胸径生长模型,分析气候和林分因子对单木胸径年平均生长量的影响:基于52个超参数组合(决策树数目ntree=1 000、决策树每个结点随机选择的预测变量个数mtry={1, 2,···, 52})构建了52个随机森林模型,利用10折交叉验证法分别训练和评估52个随机森林模型;基于完整数据集,利用最优随机森林模型分析自变量对单木胸径年平均生长量影响的相对重要性以及偏依赖关系。【结果】ntree=1 000、mtry=12所对应的模型是52个模型中具有最佳泛化能力的模型,该模型具有最大的交叉验证决定系数R2cv(R2cv=0.54),以及最小的交叉验证均方根误差RMSEcv、交叉验证平均绝对偏差MAEcv和交叉验证相对均方根误差rRMSEcv(RMSEcv=0.14 cm、MAEcv=0.10 cm、rRMSEcv=50%)。单木胸径年平均生长量受林分因子的影响极大,相对重要性超过80.00%。8个林分因子中,大于对象木的林木断面积之和BAL对单木胸径年平均生长量影响最大,林分每公顷株数N对单木胸径年平均生长量影响最小,其他因子对单木胸径年平均生长量影响介于两者之间;单木胸径年平均生长量随BAL、林分每公顷断面积BA、N以及林分断面积平均胸径Dg的增加而下降,随对象木胸径与林分断面积平均胸径之比RD、林木期初胸径D0以及对象木胸径与林分中最大林木胸径之比DDM的增加而增加。单木胸径年平均生长量受气候因子的影响较小,相对重要性低于20.00%。44个气候因子对单木胸径年平均生长量的影响均较小(相对重要性均<1%),其中,生长季平均降水量(4—9月)与年均降水量之比Pratio、年总太阳辐射时长Asr、生长季平均降水量(4—9月)与生长季相对湿度(4—9月)之比Gspgsrh以及生长季太阳辐射时长(4—9月)Gssr是前4个相对重要的变量。【结论】随机森林模型能够较好地解析各变量与单木胸径年平均生长量之间复杂的关系,单木胸径年平均生长量受林分因子的影响极大,而受气候因子的影响较小。总体而言,在局部尺度上,林分因子是影响单木胸径生长的主导因子,而气候因子对单木胸径生长的解释能力有限。随机森林模型具有一定的泛化能力和统计可靠性,产生的变量重要性和偏依赖图具有合理的林学意义。

[目的]将生存分析方法和混合效应模型方法相结合,构建林木枯损模型,提高模型的模拟精度。[方法]以吉林省汪清林业局20块落叶松云冷杉林样地数据为材料,基于生存分析方法中的Cox比例风险函数模型方法,把林分因子和立地因子作为协变量加入到模型中去,构建林木的枯损及生存模型,并在此基础上考虑样地水平的随机效应,最后与不考虑样地水平随机效应的模拟效果进行比较分析。[结果]表明,Cox比例风险函数模型在描述林木枯损时,具有很好的适应性。单木初始胸径与林木的风险函数呈反比,与生存率呈正比;大于对象木断面积与风险函数呈正比,与生存率呈反比;初始林分公顷株数与风险函数呈正比,与生存率呈反比;立地因子对林木的枯损及生存没有显著影响。与固定效应模型相比,Cox比例风险函数模型在考虑了样地水平的随机效应后,模型的模拟精度获得明显的提高,并且达到极显著程度。由于大于对象木断面积和初始林分公顷株数两个变量在考虑了样地水平的随机效应后影响不显著,最后只考虑了单木初始胸径一个变量对枯损的影响,与不考虑随机效应相比,差异也达到显著水平。[结论]林木本身的大小对自身的枯损具有明显的影响,胸径小的林木较胸径大的林木更易枯损。在森林经营中,Cox比例风险函数模型的使用,可为森林经营者在确定合理的经营密度上提供很好的科学依据。

【目的】为探讨抚育间伐对枯落物分解过程的影响，研究枯落物与土壤碳动态变化过程，深入解析不同抚育间伐强度下枯落物分解对温度循环次数的响应，探究抚育间伐强度对针阔混交林碳动态变化的影响。【方法】以小兴安岭地区天然针阔混交林为研究对象，设置1块未抚育间伐对照样地和6块抚育间伐强度分别为10%、15%、20%、25%、30%、35%样地，采用外业与内业相结合的方法，通过控制温度循环次数，分别选取夏季3个月的平均气温作为代表温度进行试验，2个温度交替培养12 h为1个循环，共循环90次，分别在温度循环的第0、3、7、15、30、60、90次取出培养盒。研究夏季不同抚育间伐强度下，2种分解程度包括未分解层和半分解层枯落物的质量残留率、质量损失速率和枯落物与土壤有机碳对温度的响应过程，研究不同间伐强度林地中的枯落物在温度循环中的分解程度及有机碳释放动态。【结果】半分解枯落物比未分解枯落物更易分解。夏季末期半分解枯落物质量损失显著，35%间伐强度时，未分解枯落物质量残留率最低；半分解枯落物分解程度随间伐强度增大先上升再下降，20%间伐强度时，枯落物质量残留率最低。0%～15%和35%间伐强度下，夏季结束后枯落物有机碳上升；25%、30%间伐强度时，枯落物和土壤有机碳均下降；间伐强度为20%时，未分解枯落物有机碳下降，半分解上升。15%间伐强度下，未分解枯落物土壤有机碳下降，半分解上升，其他间伐强度下土壤有机碳上升。20%间伐强度时，枯落物分解程度最高，未分解枯落物中有机碳释放到半分解枯落物和土壤中。25%、30%间伐强度下，枯落物分解使其中的碳元素释放到周边环境中，枯落物和土壤有机碳均下降。【结论】夏季结束后半分解枯落物比未分解枯落物分解程度更高。凋落物一般在分解初期分解较快(易分解物质较多)而在后期分解较慢(易分解物质的消耗和难分解物质的积累)。抚育间伐不仅有利于枯落物分解，也有助于枯落物和土壤固碳。研究表明，在夏季，35%间伐强度林地枯落物分解程度高，枯落物和土壤固碳能力强。

【目的】研究抚育间伐对华北落叶松人工林林分结构的影响，探究适合华北落叶松人工林的最佳抚育间伐强度，以期为华北落叶松人工林经营管理提供理论依据。【方法】以36年生华北落叶松人工林为研究对象，设置对照及22%、38%抚育间伐强度样地，分别于伐后1 a、伐后3 a、伐后5 a、伐后7 a进行林分结构指标的定期调查，分析各处理样地的林分生长和径级结构。【结果】抚育间伐促进了林分胸径和单株材积年均生长量。22%间伐、38%间伐的胸径年均生长量分别比对照增长了25.6%、52.0%;22%间伐、33%间伐的单株材积年均生长量分别比对照增长了29.0%、88.7%。各处理样地的树高年均生长量之间无显著差异（P> 0.05），抚育间伐对树高生长无明显影响。林分蓄积量、胸高断面积年均生长量以及生物量和碳储量年均增长量都随着抚育间伐强度的增加而减少，但从时间变化来看，随着时间的延长，对照样地增长率逐渐降低，抚育间伐样地增长率逐渐增加。对照、22%间伐、38%间伐样地直径分布范围分别为6～22、10～22、12～22 cm，随着抚育间伐强度的加大，林木向更大径阶方向偏移。KS检验结果表明，对照样地均符合正态分布，22%间伐样地以对数正态分布拟合效果最佳，其次为伽玛分布；38%间伐样地正态分布拟合效果最好，其次为Weibull分布。【结论】抚育间伐可以促进林分的生长，改善林分结构，使林分结构向更高径阶方向发展，综合考虑采用38%间伐强度为宜。

【目的】本研究以吉林蛟河天然次生针阔混交林为研究对象,研究抚育采伐对林分生长的影响,以期为吉林蛟河针阔混交林的可持续经营提供理论依据。【方法】研究采用了蓄积量和生物量分别作为生产力的指标,通过相关关系分析从3个物种多样性和5个林分结构指标中筛选出与生产力显著相关的变量,进而应用结构方程模型分析采伐对林分结构、物种多样性、生产力的影响以及林分结构、物种多样性和生产力之间的因果关系。【结果】在蓄积生产力的结构方程模型中,采伐对林分密度和林分结构有负影响,路径系数分别为-0.661、-0.216;采伐通过林分密度和林分结构间接作用于生产力,通过林分密度间接作用于物种丰富度。林分密度对物种丰富度、林分结构、生产力有正影响,路径系数分别为0.330、0.599、0.473。林分结构对生产力有正影响,路径系数为0.310。物种丰富度对林分结构有正影响,路径系数为0.414。物种丰富度影响林分结构间接作用于生产力。在生物量生产力的结构方程模型中,除林分结构对生产力无影响外,其他变量间的作用方式和蓄积生产力的模型相同。【结论】研究认为抚育采伐能直接或间接改变林分结构、物种多样性及生产力,而林分结构对生产力的作用比物种多样性大,因此森林经营管理中,在保护物种多样性的前提下,应注重对林分结构的优化和调整。

【目的】间伐改变林分环境,研究不同间伐强度处理12 a大兴安岭落叶松白桦混交林的空间变化特征,为合理经营森林提供依据。【方法】采用O-ring统计分析方法,对大兴安岭落叶松白桦混交林5种不同强度(16.7%、25.5%、34.4%、49.6%、59.9%)间伐12 a后林木的径级结构、空间分布格局、空间关联性进行分析。【结果】1)对照与49.6%间伐强度的落叶松径级呈正态分布,而16.7%、25.5%和59.9%间伐强度使径级分布曲线偏离正态性。49.6%与59.9%间伐强度样地的白桦径级分布曲线明显右移,且径级频率分布更均匀。2)对照样地中,全林分及各树种在0～4 m尺度呈积聚现象。随着间伐强度增大,全林分及各树种的聚集强度均呈先减小再增大的趋势,在间伐强度为49.6%样地的0～20 m尺度无聚集分布现象,此时各尺度均为随机分布,竞争压力较小。3)对照、16.7%及34.4%间伐强度样地的小径级落叶松与中径级之间主要表现为负相关,存在生态位上的竞争,群落结构不稳定。而25.5%、49.6%、59.9%间伐强度样地的中小径级落叶松之间主要表现为不相关。所有样地的中、大径级落叶松主要表现为不相关。4)落叶松与白桦的种间关联性以不相关为主,这是两树种在此稳定生存的重要原因。【结论】不同间伐强度对林分空间分布格局产生的影响不同,其中49.6%间伐强度可使大兴安岭落叶松白桦混交林林分结构优化,减少种内及种间竞争,为合理经营森林提供理论支撑。

[目的]探讨不同间伐强度对林木生长的影响并找出影响林分生长的关键土壤因子。[方法]在山西省沁源县好地方林场华北落叶松人工林设置12块抚育间伐试验样地,开展轻度(间伐强度15%)、中度(间伐强度35%)、重度(间伐强度50%)抚育间伐并设置对照样地,以树木平均胸径、平均树高、平均枝下高、平均冠幅、乔木层生物量与生产力为林木生长指标,利用方差分析与多重比较分析不同间伐强度林分生长特征,结合土壤因子运用相关性分析研究林木生长量与土壤因子的关系。[结果]表明:华北落叶松人工林经中度、重度间伐2年与4年后,各树木生长指标与对照样地相比均显著增加;间伐在减少林分内乔木层生物量的同时能显著提高乔木层生产力,各时间段及间伐强度下乔木层生产力均表现为重度>中度>轻度>对照;间伐可提高土壤有机碳(SOC)、土壤全氮(TN)、土壤全磷(TP)含量,减缓土壤养分的流失;华北落叶松人工林平均胸径生长量与SOC、TN呈显著正相关,平均冠幅生长量与土壤含水率(MC)、SOC、TN、TP显著正相关。[结论]间伐可促进华北落叶松人工林单株林木胸径和冠幅生长,增大林木单株冠径比与生产力,在本研究的3个间伐强度中,50%的重度间伐是最适间伐强度。华北落叶松人工林内土壤有机碳与土壤全氮含量较为丰富,土壤全磷含量较少,土壤pH为弱酸性,SOC、TN、TP是影响华北落叶松人工林生长的重要土壤因子。

[目的]提出了基于TWINSPAN双向指示种分析法的发育阶段划分方法。划分天然云冷杉-阔叶混交林的发育阶段,为天然林发育阶段划分和按阶段进行森林经营提供方法和理论依据。[方法]以吉林省森林资源一类连续清查中的172块云冷杉阔叶混交林为对象,采用TWINSPAN双向指示种数量分类法进行初始分类,对各初始类的生长、树种多样性和结构进行比较分析,进而划分其生长发育阶段。[结果] TWINSPAN法将云冷杉阔叶混交林分为3类(类1:云杉桦木混交林;类2:冷杉软阔叶混交林;类3:红松云杉硬阔叶混交林)。各类林分直径分布相似,基本均呈倒J形分布;垂直结构呈现一定的规律性。各类的林分因子、定期生长量存在一定差异,其中,林分的平均胸径、平均高、优势高、优势径、每公顷蓄积的大小排序为:类2<类1<类3;定期生长量的大小排序为:类3<类2类3>类1,类2、类3的树种优势度低于类1。[结论]根据TWINSPAN、林分结构和生长分析,云冷杉阔叶混交林的生长发育阶段依次为:冷杉软阔叶混交林、云杉桦木混交林、红松云杉硬阔叶混交林。该方法也可用于其它天然林发育阶段的划分。

【目的】混交林择伐技术对实现林分可持续经营至关重要。本文对择伐后的落叶松云冷杉林林分直径结构和生长动态变化进行研究,为科学进行择伐活动和合理调整林木径级株数结构提供参考。【方法】以落叶松云冷杉近天然混交林为研究对象,设置对照样地(0%)和轻度(20%)、中度(30%)、强度(40%)择伐样地各4块,利用伐后5~11年的观测结果,比较分析了不同强度择伐对落叶松云冷杉混交林林分结构及生长的影响。【结果】研究发现中度、强度择伐后落叶松云冷杉混交林断面积和蓄积生长率明显增大,表明择伐为林分中保留木创造养分空间,加速了林分胸径和蓄积的生长进程。伐后5~11年,对照样地和中度择伐样地Weibull分布曲线呈右偏,样地内中小径材居多,且中度择伐样地径级分布宽广;轻度择伐和强度择伐样地呈左偏分布,林分内中大径材较多。对照样地Weibull分布的c值变化不大,择伐样地c值随时间增加而增大,说明择伐去除劣势木,增加林分空间,林分结构得到优化。一定强度的择伐还能降低林分中林木的枯损率,而高强度择伐会增加林木风倒的风险。【结论】从可持续经营角度看,可根据不同经营目的选择适当的择伐策略。中度择伐后落叶松云冷杉林的林木生长速率明显增大,林分中林木径级较完整,林分结构稳定,林木枯损率减少,有利于林分生长的可持续发展。

以三江平原丘陵区佳木斯市孟家岗林场的长白落叶松人工幼龄林（１７年生）为对象，设置５种长期、多次、不同强度的间伐试验：２次高强度间伐（Ｌ１，３５．６％～４３．４％）、２次中强度间伐（Ｌ２，２３．１％～２４．３％）、３次中强度间伐（Ｌ３，１５．３％～２３．８％）、４次低强度间伐（Ｌ４，５．８％～１７．１％）和对照（ＣＫ，历次间伐时仅移出枯立木）。通过５种处理后幼龄林生长至成熟林时（５６年生）生态系统各组分碳储量调查，结合１９７４—２０１３年历次间伐木和枯死木碳储量，从枯死木、间伐木和成熟林活立木生物量碳、土壤碳、生态系统碳分配和林分累计固碳量方面，评价长期间伐对落叶松人工林碳储量的影响。间伐不仅能．．．

为改善大兴安岭落叶松天然次生林的生态环境,观测间伐后林地土壤肥力的变化情况,探讨最有利于林地土壤改良的间伐强度。在大兴安岭设置间伐强度分别为9.43%、16.75%、29.00%、40.01%、53.09%、67.25%的实验样地和未间伐的对照样地,样地分别栽植兴安落叶松Larix gmelinii、兴安樟子松Pinus sylvestris、红皮云杉Picea koraiensis Nakai、西伯利亚红松Pinus sibirica促进林分更新。选取能够反映土壤肥力的化学性质指标和物理性质指标共13项,利用改进层次分析法和熵权法相结合的方法确定指标权重,同时运用灰色关联法,对各间伐样地的土壤肥力进行综合评价。结果表明:土壤有效磷(0.222)、有机质(0.145)在所有评价指标中所占权重偏高,灰色关联度(间伐强度)由大到小排序为0.73(40.01%)> 0.70(29%)> 0.65(16.75%)> 0.64(9.43%)> 0.63(53.09%)> 0.60(0)> 0.55(67.25%)。说明土壤有效磷、有机质是土壤肥力的重要影响因素,间伐强度40.01%的改造样地土壤肥力最佳,间伐强度9.43%～53.09%的落叶松次生林土壤肥力优于对照样地。适当的间伐强度能够改善林地内的土壤肥力,为大兴安岭落叶松次生林的改造提供参考。

【目的】土壤有机碳与全氮是土壤质量评价的重要指标，同时与全球碳氮循环和气候变化密切相关。地形，尤其微地形是驱动土壤特征空间异质性的重要因素。本文旨在探究微地形对土壤有机碳和全氮的影响，为无人机数据应用与东北天然林土壤养分管理提供依据。【方法】以云冷杉阔叶混交林为对象，通过无人机激光雷达数据提取4块1 hm~2样地中400个10 m×10 m样方的微地形因子，采用相关性分析和冗余分析研究微地形对土壤有机碳和全氮的影响。【结果】研究区20～40 cm土层土壤有机碳和全氮均与高程呈极显著正相关（r=0.26,0.25,P