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病虫害干扰对森林碳汇影响的研究进展
1
作者 陈汝婷 迟德富 《林业科学》 北大核心 2025年第2期1-11,共11页
在全球气候变化背景下,森林生态系统常因本地或外来病虫害的干扰,而影响其物种组成、空间结构、生物多样性以及固碳释氧等功能。森林病虫害干扰对生态系统碳汇的影响主要集中在以下几个方面:1)降低光合作用效率。当林木遭到病虫危害时,... 在全球气候变化背景下,森林生态系统常因本地或外来病虫害的干扰,而影响其物种组成、空间结构、生物多样性以及固碳释氧等功能。森林病虫害干扰对生态系统碳汇的影响主要集中在以下几个方面:1)降低光合作用效率。当林木遭到病虫危害时,光合速率、气孔导度以及蒸腾作用等光合指标降低,与光合相关的基因下调,参与光合作用的暗反应能力也相应减弱,甚至会因干扰而受到抑制。2)光合产物减少从而影响生态系统的地上和地下固碳能力。当光合产物减少时,林木自身会将体内的蔗糖重新分配以满足林木新陈代谢需求。林木的根系生物量、土壤自养呼吸能力以及地下碳的长期固存都会因光合产物减少而降低。3)造成植物组织的损伤,影响宿主的生长、繁殖和生存,从而降低生物多样性、破坏森林结构进而减少功能冗余。4)被病虫害干扰后的森林生态系统,其存活植物的生长能力以及微生物的分解能力受到长期影响,进而长时间改变森林的固碳能力和增大碳排放。5)昆虫和微生物可以加速枯木分解并释放碳。取食木材的昆虫不仅可以直接取食和消耗枯木,也可以通过与微生物群落互作,间接对枯木分解产生影响。研究表明,森林病虫害干扰会减少森林面积、降低固碳能力以及增高碳通量,使森林从“碳汇”转变为“碳源”。 展开更多
关键词 森林碳汇 森林生态系统 病虫害干扰 光合作用 碳固定 碳通量
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基于模拟退火算法逆转搜索的森林空间经营规划 被引量：6
2
作者 孙云霞 刘兆刚 董灵波 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期52-62,共11页
【目的】研究逆转搜索策略对模拟退火算法性能的提升作用,为复杂森林经营规划问题的优化求解提供技术支撑。【方法】以大兴安岭塔河林业局盘古林场森林空间收获安排问题为例,以模拟退火算法1-邻域和2-邻域技术为基础构建逆转搜索过程,... 【目的】研究逆转搜索策略对模拟退火算法性能的提升作用,为复杂森林经营规划问题的优化求解提供技术支撑。【方法】以大兴安岭塔河林业局盘古林场森林空间收获安排问题为例,以模拟退火算法1-邻域和2-邻域技术为基础构建逆转搜索过程,并将其应用于具体的森林经营规划实践。规划模型以10年规划期内的木材均衡收获为目标函数,根据经营措施选用不同空间约束形式,对抚育措施采用面积限制模型,对皆伐措施采用单位限制模型,2种模型均满足3年的绿量约束期。【结果】对于最小化森林经营规划问题而言,逆转搜索中不同邻域间的交互次数对规划结果影响不显著,但其平均目标函数值均显著低于传统模拟退火算法1-邻域(P<0.01)和2-邻域(P<0.01),而算法优化时间分别比1-邻域和2-邻域增加约5和2倍,逆转搜索策略具有显著的优越性能和广泛的应用前景;最优森林经营方案表明,整个规划期(10年)内预计可收获木材约5.00×10^5 m^3,其中抚育出材量3.12×10^5 m^3,抚育林分面积占林场总面积的10.94%,皆伐出材量1.88×10^5 m^3,皆伐林分面积占林场总面积的1.02%,该方案能够满足森林可持续经营的目标。【结论】逆转搜索是一种高效、稳定的优化求解技术,能够满足复杂森林经营规划问题的需要,可为森林经营方案的编制提供技术支撑。 展开更多
关键词 模拟退火算法 逆转搜索 经营规划 邻接约束 绿量约束
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采伐限额对大兴安岭盘古林场森林碳汇强度的长期影响
3
作者 董灵波 蔺雪莹 刘兆刚 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1-11,共11页
【目的】探明采伐限额对林场尺度森林碳汇强度及其持续时间的影响规律和机制,量化不同采伐限额对林场尺度森林多目标经营决策的影响,为全面提升森林质量和碳汇功能提供理论基础。【方法】以大兴安岭塔河林业局盘古林场为例,模拟退火为... 【目的】探明采伐限额对林场尺度森林碳汇强度及其持续时间的影响规律和机制,量化不同采伐限额对林场尺度森林多目标经营决策的影响,为全面提升森林质量和碳汇功能提供理论基础。【方法】以大兴安岭塔河林业局盘古林场为例,模拟退火为优化算法,考虑活立木、枯死木、枯落物、木材产品、采伐/加工以及替代效应的碳库,建立以木材生产、生物质能源和碳汇综合收益最大化为目标的经营规划模型,并量化不同采伐限额(情景1:每分期0 m^(3);情景2:每分期19000 m^(3);情景3:每分期38000 m^(3);情景4:每分期56000 m^(3))对100年规划期(10个分期,每分期10年)内经济收益、木材产量、生物质能源产量、碳汇量以及经营措施的综合影响。【结果】当仅考虑碳汇收益时,规划期内盘古林场的总经济收益为15416.19×10^(4)yuan;随着采伐限额的增加,规划期内总经济收益呈明显增加趋势,情景2,3和4分别较情景1增加19.74%、39.14%和58.81%;各分期净碳汇量随着规划分期的增加呈明显降低趋势,而各分期林地碳储量呈明显增加趋势;整个规划期内平均碳汇量0.16~0.24 t·hm^(-2)a^(-1),规划期末林地碳储量高达77.47~77.90 t·hm^(-2),较规划期初增加约48.07%;规划期内中径材蓄积比例呈增加趋势(从5.80%到36.18%),而小径材比例呈明显下降趋势(从45.74%到16.09%),但短小材比例则相对稳定(平均43.98%);各情景中生物质能源产量与木材产量密切相关,其比值分别为0.2437、0.2497和0.2477,整体以收获树干(45.70%)和树根(36.03%)中的生物质能源为主;情景2~4中,平均每分期采伐面积分别为890、1742和2385 hm2,整体以轻度择伐为主(从75.08%到67.65%),但中度(从17.98%到22.25%)和重度(从6.95%到10.10%)择伐面积比例呈明显增加趋势。【结论】长远来看,适当增加大兴安岭地区的森林采伐限额不仅能够增加森林的碳汇强度,还能够显著延长碳汇的持续时间。 展开更多
关键词 采伐限额 碳汇强度 木材生产 生物质能源 模拟退火算法
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大兴安岭盘古林场森林碳汇木材复合经营规划 被引量：8
4
作者 董灵波 蔺雪莹 刘兆刚 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1-11,共11页
【目的】长期以来,我国森林经营研究主要集中在林分(或样地)尺度上,以期总结出适用于各种林型的最优经营模式,而忽略了不同经营选项的时空配置问题。因此,本文将在传统木材收获规划模型的基础上引入碳增量目标建立能够兼顾不同择伐强度... 【目的】长期以来,我国森林经营研究主要集中在林分(或样地)尺度上,以期总结出适用于各种林型的最优经营模式,而忽略了不同经营选项的时空配置问题。因此,本文将在传统木材收获规划模型的基础上引入碳增量目标建立能够兼顾不同择伐强度时空配置的多目标空间经营规划模型,以期为我国森林资源的多目标经营管理提供理论依据和技术支撑。【方法】本研究在森林分类经营思想指导下,以大兴安岭塔河林业局盘古林场为研究对象,以规划周期内木材生产和地上乔木层碳增量的经济收益为经营目标,以规划期内木材均衡收获、期末碳储量及择伐措施时空分布为主要约束,最后采用模拟退火算法建立经营单位尺度森林多目标空间经营规划模型;基于该模型,在我国当前碳贸易和木材市场的双重约束下,确定盘古林场50年规划期内最优森林经营方案,分析最优森林经营方案内各分期木材收获量、碳增量以及择伐措施的时空分布特征。【结果】当碳价格为120元/t时,盘古林场50年规划周期内碳汇木材复合经营的经济收益可达1.54×10^8元,其中木材收益1.37×10^8元,碳收益0.17×10^8元;规划期内木材产量累计达1.78×106 m3,碳增量达1.68×106 t,期末碳储量达5.99×106 t,单位面积平均碳储量较规划期初增加了约38.98%;规划期内受保护面积44.36%,总择伐面积48.01%,未经营面积7.63%,其中重度择伐面积约占研究区域总面积的41.78%;同时,各分期内不同择伐作业方式的配置存在显著差异,其中重度择伐作业的收获蓄积、择伐面积以及择伐小班数量均占各自总体的90%以上;最优森林经营方案具有显著的空间分布特征,但均符合规划模型的各项约束条件。【结论】森林碳汇木材复合经营规划结果具有多方面优势:(1)均衡收获能够保证整个经营单位在规划期内始终获得相对稳定的经济收入,从而保障林区经济社会的可持续发展;(2)期末碳储量约束能够有效避免森林资源的过度采伐,进而确保森林碳汇效益的持续发挥;(3)规划模型能够在兼顾森林木材生产和碳汇功能的同时合理安排经营措施的时空分布,这些均对我国森林资源的多目标经营管理具有重要借鉴意义,但进一步研究和确定恰当的约束参数是构建切实可行的森林多目标经营规划的关键。 展开更多
关键词 碳增量 木材生产 经营规划 空间约束 模拟退火算法
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基于局部回归模型的森林生物量动态变化分析 被引量：1
5
作者 卢士欣 贾炜玮 +3 位作者 孙毓蔓 张小勇 吴思敏 肖锐 《西南林业大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2024年第3期148-156,共9页
基于丰林县地区4期Landsat影像和对应气象站点数据,结合该地区248块固定样地数据,利用全局回归模型(多元线性模型)和2种局部回归模型(地理加权回归模型、时空地理加权回归模型)建立研究区乔木地上生物量和遥感因子之间的关系,选出最优... 基于丰林县地区4期Landsat影像和对应气象站点数据,结合该地区248块固定样地数据,利用全局回归模型(多元线性模型)和2种局部回归模型(地理加权回归模型、时空地理加权回归模型)建立研究区乔木地上生物量和遥感因子之间的关系,选出最优模型来研究丰林县乔木地上生物量时空变化。结果表明:根据3种模型的模拟结果数据与实测值的分析对比可以发现,局部回归模型的拟合效果要优于全局模型,加入时间特征的时空地理加权回归模型的拟合效果最好,模型评价指标与地理加权回归模型相比更为理想。统计得到研究区4个时期内总的乔木地上生物量分别为1.63×10^(7)、2.05×10^(7)、2.32×10^(7)、3.37×10^(7)t,4个时期的平均乔木地上生物量分别为54.82、68.98、77.87、113.46 t/hm2,乔木地上生物量呈现出逐期增加的趋势。利用遥感因子估测丰林地区的地上生物量,为未来该地区生物量分布的估计提供了依据。 展开更多
关键词 时空地理加权回归模型 地上生物量 时空动态变化 遥感估算
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森林可燃物调控技术及其评价方法
6
作者 李保中 杨光 +1 位作者 宁吉彬 于宏洲 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期143-153,共11页
森林可燃物作为森林燃烧三要素之一,其载量、燃烧特性和连续性分布均会影响林火的发生、蔓延和防控。森林可燃物作为林火发生的物质基础和必要条件,是林火蔓延的主要载体。一旦发生高强度火灾会严重破坏森林生态环境和森林资源。开展森... 森林可燃物作为森林燃烧三要素之一,其载量、燃烧特性和连续性分布均会影响林火的发生、蔓延和防控。森林可燃物作为林火发生的物质基础和必要条件,是林火蔓延的主要载体。一旦发生高强度火灾会严重破坏森林生态环境和森林资源。开展森林可燃物调控,减少可燃物积累,改善可燃物的燃烧特性以及改变其水平和垂直连续性,对降低林火风险,减小林火强度有重要意义。本文从可燃物调控技术(人工调控、机械清除、计划烧除、化学除草、微生物降解、营造生物防火林带等)和评价方法(林火行为、森林燃烧性、火灾风险和生态效应等)2方面,综述了国内外研究现状,总结归纳了森林可燃物调控技术和调控效果评价方法,对比了不同调控措施的有效性,分析了各种评价方法的优缺点。并对可燃物调控技术的未来研究方向和评价方法进行了展望,提出需要开展森林可燃物的基础研究,针对性探讨适宜重点火险区的调控措施,并长期监测和动态评估调控效果,量化调控效果的时间变化及生态环境影响。在理解阻火原理的基础上,提出以“绿色防火”理念结合森林生态调控等综合技术,助力实现“双碳”目标,是未来森林防火研究与管理的重要方向。 展开更多
关键词 可燃物调控 计划火烧 机械清除 生物防火带 林火行为 燃烧性
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帽儿山天然硬阔叶林发育阶段划分及林分结构特征
7
作者 张凌峰 刘兆刚 董灵波 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第2期10-22,共13页
【目的】分析帽儿山硬阔叶林发育阶段及林分结构特征,明确不同阶段的林分指标变化,为天然次生林的生长预测及多功能可持续经营提供科学依据。【方法】以黑龙江省帽儿山实验林场的天然硬阔叶林为研究对象,利用TWINSPAN双向指示种分类法... 【目的】分析帽儿山硬阔叶林发育阶段及林分结构特征,明确不同阶段的林分指标变化,为天然次生林的生长预测及多功能可持续经营提供科学依据。【方法】以黑龙江省帽儿山实验林场的天然硬阔叶林为研究对象,利用TWINSPAN双向指示种分类法、种间联结-聚类分析法和判别分析法对硬阔叶林发育阶段进行划分;从年龄结构、直径结构和物种多样性等方面选取林分指标,分析不同发育阶段的林分结构特征;通过熵权法-AHP法,结合林木稳定性、目的树种多样性指数、Simpson多样性指数等11个参数,构建阶段划分综合指数。【结果】帽儿山天然硬阔叶林的生长发育过程可划分为建群阶段、竞争生长阶段和近自然林阶段。在不同发育阶段,年龄结构呈增长型,直径结构总体呈反“J”型,物种组成丰富且保持相对稳定。基于划分的3个发育阶段,结合选取的11个参数,划分了综合指数划分发育阶段的范围。【结论】TWINSPAN双向指示种分类法能有效划分帽儿山天然硬阔叶林的发育阶段,并揭示不同阶段的年龄结构、直径结构和物种多样性特征,为该研究区域制定针对性的经营措施提供了参考依据。 展开更多
关键词 发育阶段划分 TWINSPAN 种间联结 判别分析 林分结构特征
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不同比例长白落叶松–水曲柳混交林碳氮磷化学计量特征研究
8
作者 王思琪 田佳歆 董利虎 《西南林业大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第2期132-141,共10页
以4种不同比例行状混交(类型Ⅰ:5∶3;类型Ⅱ:6∶4;类型Ⅲ:2∶2;类型Ⅳ:1∶1)的长白落叶松–水曲柳混交林为研究对象,测定长白落叶松和水曲柳混交林乔木叶片、凋落物和表层土壤(0~10 cm)的C、N、P元素含量,分析人工林生态系统各组分养分... 以4种不同比例行状混交(类型Ⅰ:5∶3;类型Ⅱ:6∶4;类型Ⅲ:2∶2;类型Ⅳ:1∶1)的长白落叶松–水曲柳混交林为研究对象,测定长白落叶松和水曲柳混交林乔木叶片、凋落物和表层土壤(0~10 cm)的C、N、P元素含量,分析人工林生态系统各组分养分分配差异及循环规律。结果表明:混交比例对叶片、凋落物和土壤化学计量特征产生显著影响;叶片组分中,类型Ⅱ的N含量显著高于类型Ⅲ、Ⅳ,C∶P、N∶P显著高于其他林分类型。类型Ⅲ的P含量、C∶N显著高于类型Ⅱ;凋落物组分中,类型Ⅰ、Ⅳ的C含量、C∶N显著高于类型Ⅱ,且类型Ⅲ的C含量、C∶P、N∶P为最低。土壤组分中,类型Ⅱ具有更高的C、N、P含量和更高的C∶P、N∶P(P <0.05);土壤养分含量与计量比对混交比例变化的响应具有趋同性,N、P含量为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ>Ⅳ;C∶P、N∶P为Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅰ。从各混交比例植物养分限制状况看,除类型Ⅱ外,其余3种林分的生长均受N元素限制。叶片、凋落物N与土壤养分含量存在强耦合关系且土壤的C、N、P含量间呈极显著正相关。综合植物生长速率、凋落物分解速率及土壤养分供应与固持能力考虑,建议在未来混交林的营造中优先选择行状比例为6∶4的水落混交林种植。 展开更多
关键词 长白落叶松 水曲柳 混交林 叶片 凋落物 土壤 化学计量特征
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基于Landsat TM数据的大兴安岭盘古林场森林健康评价 被引量：5
9
作者 董灵波 高小龙 +1 位作者 朱宇 刘兆刚 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期87-99,共13页
【目的】健康评价是实施森林资源健康经营的前提和基础,但现有研究多从单一尺度开展,未充分考虑森林生态系统的层级结构。为此,该文以林木冠层特征为基础,结合Landsat TM数据和统计学方法实现森林健康评价的多尺度转换,为我国森林健康... 【目的】健康评价是实施森林资源健康经营的前提和基础,但现有研究多从单一尺度开展,未充分考虑森林生态系统的层级结构。为此,该文以林木冠层特征为基础,结合Landsat TM数据和统计学方法实现森林健康评价的多尺度转换,为我国森林健康经营提供理论依据和技术支撑。【方法】以大兴安岭盘古林场50块固定样地单木健康调查数据为基础,采用熵值-AHP综合指数法构建单木健康评价模型,并汇总得到样地尺度健康得分的平均值(H_(m))、标准差(H_(std))、变异系数(H_(cv))、偏度(H_(pd))和峰度(Hfd)共5项统计指标,结合Landsat TM和地形数据并采用非线性度量误差联立方程组模型构造区域尺度森林健康评价综合反演模型,实现了森林健康从单木-林分-区域的多尺度综合评估。【结果】样地调查结果表明:盘古林场单木健康得分均值为0.6638±0.0912,整体处于亚健康水平,其中亚健康树木所占比例最高(79.43%);区域内不同树种健康等级间差异显著,主要表现为云杉>白桦>兴安落叶松>山杨>樟子松;林分尺度健康得分的H_(m)、H_(std)、H_(cv)、H_(pd)和Hfd值分别为0.6633、0.0841、12.84%、-0.6076和0.8460,表明该地区约78.43%的林分中单木健康得分呈明显左偏尖削状正态分布;遥感反演结果表明:区域内森林健康得分H_(m)均值约为0.6194±0.0543,其主要受地形(DEM)、植被指数(RVI、DVI、EVI和Green)和原始波段(B1、B3)等多种因素的综合影响,所建模型的预估精度可达到75%以上,能够满足森林健康评价的需求;林场范围内林木健康得分整体呈现南低北高的格局,且H_(m)较高区域主要集中在居民点、道路沿线等交通便利地区。【结论】盘古林场森林整体以亚健康为主,亟待开展科学的健康经营;同时,该文提出的以林木冠层特征为基础并充分结合遥感数据和统计学方法,能够有效实现森林健康的多尺度评价。 展开更多
关键词 TM数据 森林健康 度量误差模型 空间分布 大兴安岭
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凉水自然保护区森林类型斑块的空间格局及关联性动态 被引量：3
10
作者 董灵波 王鹤智 刘兆刚 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期138-151,共14页
【目的】定量研究凉水自然保护区不同森林类型斑块的空间格局及关联性在近40年内的动态变化特征,以期为保护区有效管理提供理论依据和技术支撑。【方法】以凉水自然保护区1974—2009年共4期森林资源二类调查数据为基础,采用O-ring统计... 【目的】定量研究凉水自然保护区不同森林类型斑块的空间格局及关联性在近40年内的动态变化特征,以期为保护区有效管理提供理论依据和技术支撑。【方法】以凉水自然保护区1974—2009年共4期森林资源二类调查数据为基础,采用O-ring统计函数分析该地区6种森林类型(即天然红松林PK、天然红皮云杉-冷杉混交林PA、天然山杨-白桦混交林PB、天然针叶混交林CF、天然针阔混交林CB和天然阔叶混交林BF)斑块的空间分布格局及关联性随时间的动态变化。【结果】1974—2009年间,研究区域不同森林类型面积发生显著变化,其中PK和PA面积基本保持不变,而其他类型(即非林地以及少量的兴安落叶松人工林、红松人工林)和PB面积显著减小,大量转化为CF、CB和BF;因早期森林采伐和复杂生境的影响,各森林类型斑块在不同时期均呈显著随机分布特征,约占总体的92.74%;各森林类型斑块对间的关联性以空间不关联为主,约占总体的71.29%,且随恢复时间的增加而降低,而空间负关联所占比例则随恢复时间有所增加,但空间正关联所占比例则始终保持稳定,平均为6.56%;15组森林类型斑块对间的空间关联性可分为3类,第Ⅰ类的空间关联性由早期的无关联性逐渐向后期的小尺度不关联而大尺度正关联的格局过度,包括PK&PA,第Ⅱ类空间关联性由早期的无关联性逐渐向后期的负关联或波动于不关联和负关联之间的格局演变,此类包括9组(PK&CB、PK&BF、PA&PB、PA&BF、PB&CB、PB&BF、CF&CB、CF&BF和CB&BF),而第Ⅲ类的空间关联性则始终以空间不关联为主,包括5组(PK&PB、PK&CF、PA&CF、PA&CB和PB&CF)。【结论】经过60余年(1952年停止采伐)的有效保护,凉水自然保护区内森林类型的面积结构得到显著优化,但其景观结构仍处于恢复阶段,区域内各森林类型斑块在不同时期均呈显著的随机分布特征,不同森林类型斑块对间的空间关联性仍相对较弱且不稳定,仍有待进一步的严格保护。 展开更多
关键词 自然保护区 斑块类型 空间格局 空间关联性 O-ring统计
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纤维素高效降解真菌的筛选及其降解森林地表可燃物的效果 被引量：7
11
作者 孙思琦 瓮岳太 +2 位作者 邸雪颖 刘志华 杨光 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期89-97,共9页
【目的】筛选纤维素的降解真菌,探究其对森林地表可燃物的分解效果,以期利用纤维素高效降解真菌促进降解森林地表可燃物,从而降低森林火灾风险。【方法】采集东北林业大学帽儿山实验林场的兴安落叶松、胡桃楸、水曲柳和云杉人工林内的... 【目的】筛选纤维素的降解真菌,探究其对森林地表可燃物的分解效果,以期利用纤维素高效降解真菌促进降解森林地表可燃物,从而降低森林火灾风险。【方法】采集东北林业大学帽儿山实验林场的兴安落叶松、胡桃楸、水曲柳和云杉人工林内的可燃物,采用孟加拉红培养基进行真菌的分离培养,采用刚果红染色法,根据测定菌株的纤维素分解指数筛选高活性纤维素酶菌株,对其进行形态学及分子鉴定;以阔叶、针叶与针阔混交可燃物碎块为分解基质,接入高活性纤维素酶菌株菌液,恒温培养80天,定期取样测定综纤维素含量,分析纤维素分解过程并筛选出对森林地表可燃物中纤维素降解效果最好的菌株;结合扫描电镜超微结构观察结果进行验证。选取筛选出的纤维素高效降解真菌菌株,制取菌饼并接入麦芽浸粉培养基中,恒温振荡培养5天,得到的菌悬液作为单一菌剂,2菌种菌悬液等体积混合为混合菌剂,分低、中、高剂量喷洒到不同样地中装有胡桃楸、兴安落叶松以及胡桃楸-兴安落叶松混交可燃物的凋落物袋内,每月采集凋落物袋测定综纤维素质量分数,分析不同菌剂对可燃物中综纤维素降解效果。【结果】根据孟加拉红氯霉素培养基筛选出的15株真菌在CMC-Na培养基上产生的水解圈大小,筛选出8株高活性纤维素酶菌株,菌株B2(枝细枝孢)的纤维素分解指数最大;根据地表可燃物样品中的纤维素降解结果,菌株A4(紧密帚枝霉)对3种可燃物基质中综纤维素的降解能力最强,其次是菌株A2(肉色隔孢伏革菌);根据扫描电镜观察结果,菌株A4的菌丝可以黏附在叶片表面并侵入叶片组织,通过分泌纤维素酶降解叶片中的综纤维素;不同剂量使可燃物基质综纤维素降解率由大到小呈现大剂量、中剂量、小剂量的规律,且施加菌剂的3种基质综纤维素降解率均高于对照;施加菌剂的3种可燃物基质综纤维素降解率由大到小均表现为:菌剂C(混合菌剂)>菌剂B(菌株A4)>菌剂A(菌株A2)。【结论】菌株A4为室内降解试验筛选出的高效纤维素降解真菌,在野外对地表可燃物中综纤维素也表现出较强降解能力,且与菌株A2构建的混合菌剂对可燃物中综纤维素降解效果更佳,可在后续研究中摸索其最佳产酶条件,以实现林区地表可燃物更大程度上的降解。 展开更多
关键词 纤维素 真菌 筛选 降解能力 森林可燃物
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寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量生长季内动态变化 被引量：11
12
作者 丁令智 满秀玲 +1 位作者 肖瑞晗 蔡体久 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期178-186,共9页
【目的】研究寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量的动态变化,为揭示森林土壤碳氮养分利用机制和碳氮循环提供参考,为研究区森林保护与合理经营提供科学依据。【方法】以我国寒温带针阔混交林为研究对象,选择主要组成树种樟子松、兴安... 【目的】研究寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量的动态变化,为揭示森林土壤碳氮养分利用机制和碳氮循环提供参考,为研究区森林保护与合理经营提供科学依据。【方法】以我国寒温带针阔混交林为研究对象,选择主要组成树种樟子松、兴安落叶松、白桦和山杨,采用抖落法采集根际和非根际土壤样品,对土壤微生物量碳氮含量动态特征进行研究,探讨不同树种根际土壤微生物量碳氮的富集程度、差异性和生长季变化以及其对土壤营养库的贡献率。【结果】不同树种根际土壤微生物量碳氮含量月际变化差异显著,根际土壤微生物量碳含量波动范围为114.14~451.05 mg ·kg -1 ,氮含量波动范围为40.38~185.00 mg ·kg -1 。根际土壤微生物量碳富集率依次为樟子松(87.99%)>白桦(78.22%)>兴安落叶松(73.14%)>山杨(56.96%),微生物量氮富集率依次为山杨(81.50%)>白桦(77.63%)>樟子松(76.42%)>兴安落叶松(51.40%)。土壤微生物量碳氮比为1.42~5.24,樟子松、兴安落叶松、白桦、山杨根际和非根际土壤微生物量碳氮比生长季变幅分别为1.42~5.24、1.57~3.79、1.67~4.55、1.55~2.59和1.79~3.53,其均值分别为2.64、2.63、2.81、2.11和2.36。根际微生物量碳对土壤有机碳库的贡献率为0.83%~0.95%,微生物量氮对土壤有机氮库的贡献率为3.63%~5.08%。【结论】寒温带针阔混交林主要树种生长季根际土壤微生物量碳氮含量均显著高于非根际,根际效应显著;在生长季末期,针叶树种根际效应相比阔叶树种更为强烈;针叶树种根际土壤微生物量对土壤结构和功能的影响高于阔叶树种。 展开更多
关键词 大兴安岭 土壤微生物量碳氮 根际土壤 根际效应 动态变化
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春季冻融期寒温带主要森林类型土壤氮矿化特征 被引量：8
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作者 王飞 满秀玲 段北星 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期14-23,共10页
【目的】春季冻融期是连接冬季与生长季的关键时期,期间强烈的温度变化可能深刻影响土壤生态过程。研究春季土壤冻融过程对氮素矿化的影响,揭示我国寒温带地区冻融对土壤氮矿化的影响规律,为寒温带地区森林生态系统氮素研究和森林生产... 【目的】春季冻融期是连接冬季与生长季的关键时期,期间强烈的温度变化可能深刻影响土壤生态过程。研究春季土壤冻融过程对氮素矿化的影响,揭示我国寒温带地区冻融对土壤氮矿化的影响规律,为寒温带地区森林生态系统氮素研究和森林生产力评价提供理论依据。【方法】本研究以寒温带地区3种典型森林(兴安落叶松林、樟子松林、白桦林)为研究对象,利用树脂芯法测定和分析了在春季解冻期间土壤无机氮(NH4+-N、NO3--N)以及净氨化速率、净硝化速率、氮矿化速率的动态变化。【结果】寒温带春季冻融期3种林型土壤无机氮含量均表现出释放特征,且在冻融末期有大幅增加趋势,但不同林型其变化规律有所不同,3种林型土壤铵态氮含量占无机氮含量的83.91%~97.22%,是春季冻融期土壤无机氮的主要存在形式。冻融循环期间兴安落叶松林、樟子松林和白桦林0~10 cm土层土壤净氮矿化速率分别增加了1.86、6.18和0.25倍。10~20 cm土层土壤净氮矿化速率除兴安落叶松林有所降低外,樟子松林和白桦林土壤净氮矿化速率分别增加了4.09和2.25倍。土壤净氨化速率占土壤净氮矿化速率的73.47%~96.76%,土壤氮矿化以氨化作用为主。土壤含水量是土壤有机氮矿化作用的主要影响因素。【结论】寒温带冻融作用有利于土壤有机氮的矿化,且阔叶林土壤氮矿化对冻融循环的响应强于针叶林。 展开更多
关键词 冻融循环 大兴安岭 净氨化速率 净硝化速率 净氮矿化速率
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寒温带地区非生长季典型森林群落凋落物分解及养分释放 被引量：13
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作者 张頔 满秀玲 +1 位作者 刘思琪 徐志鹏 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期65-74,共10页
【目的】研究寒温带森林凋落物在非生长季的分解及养分释放特征,可为寒温带地区森林养分循环及森林生产力评价提供理论依据。【方法】选取寒温带地区4种典型森林(白桦林、山杨林、兴安落叶松林和樟子松林)为研究对象,采用埋袋法进行分... 【目的】研究寒温带森林凋落物在非生长季的分解及养分释放特征,可为寒温带地区森林养分循环及森林生产力评价提供理论依据。【方法】选取寒温带地区4种典型森林(白桦林、山杨林、兴安落叶松林和樟子松林)为研究对象,采用埋袋法进行分解试验,分析秋季、冬季和春季冻融期凋落物分解和养分释放动态变化。【结果】秋季是非生长季凋落物质量损失率和养分释放最高的时期,4种林型凋落物质量损失率在17.50%~30.60%之间,白桦林凋落物分解最快,兴安落叶松林分解最慢。冬季凋落物质量损失率在0.52%~5.12%之间,春季冻融期在3.12%~7.65%之间。非生长季白桦林分解最快,分解速率达1.37 g/(kg·d),兴安落叶松林最慢,为0.87 g/(kg·d)。4种林型秋季凋落物中C、P、K元素均处于释放状态,且释放率在17.45%~65.90%之间,其中白桦林C、P释放率最大,分别为28.14%、65.90%,山杨林K释放率最大为58.19%。冬季4种林型凋落物中C、P、K释放率大幅降低,N呈现累积状态,累积率在1.44%~51.54%之间。春季冻融期间,凋落物养分释放率有所回升,但不同林型受土壤温湿度影响,波动性较大。【结论】寒温带4种林型在非生长季凋落物质量损失率在21.60%~42.37%之间,除山杨林N整体上呈现累积状态外,其他林型凋落物C、N、P、K元素均表现为释放,凋落物质量损失率、元素C、P、K释放均以秋季为主,而N释放则以春季为主。 展开更多
关键词 非生长季 凋落物分解 养分释放
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基于结构方程模型的兴安落叶松天然林碳汇量驱动因素 被引量：1
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作者 梅雪松 董灵波 陈冠谋 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1-10,共10页
【目的】探究兴安落叶松天然林碳汇量及其驱动机制,为提升该地区的碳汇功能提供理论依据。【方法】基于黑龙江省大兴安岭地区第7次和第8次国家森林资源连续清查获取的264块固定样地调查数据,考虑林木生长、枯损、进界和采伐4个碳库,分... 【目的】探究兴安落叶松天然林碳汇量及其驱动机制,为提升该地区的碳汇功能提供理论依据。【方法】基于黑龙江省大兴安岭地区第7次和第8次国家森林资源连续清查获取的264块固定样地调查数据,考虑林木生长、枯损、进界和采伐4个碳库,分别从林分、气候、多样性、土壤、地形和采伐6个方面选取24项指标,通过逐步回归和结构方程模型,量化了各指标对兴安落叶松天然林碳汇量的影响。【结果】(1)2005—2010年间,该地区兴安落叶松天然林的平均碳汇量为(1.17±0.71)t/(hm^(2)·a)。(2)逐步回归模型的确定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)分别为0.60、0.60 t/(hm^(2)·a)和0.45 t/(hm^(2)·a),表明所建模型精度较高。模型筛选出的变量包括Shannon-Wiener指数、郁闭度、土壤全氮、土壤全钾、优势木平均胸径、年平均降水量、坡度和林分平均年龄。(3)结构方程模型中各变量对林分碳汇量的路径系数依次为Shannon-Wiener指数(0.462)>郁闭度(0.357)>优势木平均胸径(0.313)>土壤全氮(0.286)>土壤全钾(−0.142)>年平均降水量(−0.107)>坡度(−0.069)。【结论】Shannon-Wiener指数、优势木平均胸径、郁闭度和土壤条件是影响碳汇量的重要驱动因子,可在后续经营中通过合理抚育间伐或冠下补植来调整林分的树种组成、郁闭度和土壤肥力,以达到提升兴安落叶松天然林碳汇功能的目的。 展开更多
关键词 森林经营 碳汇量 兴安落叶松 影响因子 逐步回归 结构方程模型
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基于蓄积潜在生产力的小兴安岭阔叶混交林立地质量评价
16
作者 周甲敏 刘兆刚 董灵波 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期21-29,共9页
【目的】立地质量评价是森林经营规划和决策的重要基础。建立林分蓄积生长模型,引入林分蓄积潜在生产力,对小兴安岭阔叶混交林进行立地质量评价,旨在为该地区森林生长收获预测、森林经营规划以及可持续经营提供科学依据。【方法】利用... 【目的】立地质量评价是森林经营规划和决策的重要基础。建立林分蓄积生长模型,引入林分蓄积潜在生产力,对小兴安岭阔叶混交林进行立地质量评价,旨在为该地区森林生长收获预测、森林经营规划以及可持续经营提供科学依据。【方法】利用黑龙江省2010—2015年两期连续清查中的小兴安岭阔叶混交林数据,建立林分平均高和蓄积生长模型,划分立地等级,并计算各立地等级阔叶混交林林分蓄积潜在生产力。结合林分现实生产力及其与蓄积潜在生产力之间的差异,对当前林龄林分的实际状况和可提升空间进行评价。【结果】(1)小兴安岭阔叶混交林林分蓄积生长模型拟合效果较好,林分基准年龄(30 a)时,各立地等级的蓄积潜在生产力范围为3.87~6.10 m^(3)/(hm^(2)·a);阔叶混交林林分平均可提升空间介于50.78%~62.97%之间,且随着立地等级的降低而逐渐增大。(2)小兴安岭阔叶混交林林分蓄积潜在生产力随林龄的增大而逐渐减小,最终趋于平缓。其与现实生产力的差异随林龄的增大而逐渐减小。(3)各林龄林分蓄积潜在生产力和现实生产力均呈现随立地等级降低而下降的趋势,立地质量中等的林分占总样本量的77.24%,且各个立地等级的林分蓄积潜在生产力始终大于现实生产力。【结论】林分蓄积潜在生产力可以作为小兴安岭阔叶混交林立地质量评价的指标。针对小兴安岭阔叶混交林,各立地等级处于发育初期的林分蓄积潜在生产力比近成熟林的更大,且林分可提升空间也更大;随着立地质量的降低,林分可提升空间逐步扩大。因此,应根据林分发育时期和立地条件,采取差异化抚育措施,且需注重立地质量中等的林分,优先进行中幼龄林抚育,提升林分的整体生产力。 展开更多
关键词 立地质量评价 潜在生产力 现实生产力 阔叶混交林
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长白落叶松-水曲柳混交林冠幅预测模型 被引量：13
17
作者 贺梦莹 董利虎 李凤日 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期23-32,共10页
【目的】基于黑龙江省尚志市帽儿山林场和一面坡林场长白落叶松-水曲柳混交林24块标准地的3164株长白落叶松样木及3574株水曲柳样木的数据,分别构建了长白落叶松和水曲柳的冠幅模型。【方法】通过分析不同混交方式林分内长白落叶松和水... 【目的】基于黑龙江省尚志市帽儿山林场和一面坡林场长白落叶松-水曲柳混交林24块标准地的3164株长白落叶松样木及3574株水曲柳样木的数据,分别构建了长白落叶松和水曲柳的冠幅模型。【方法】通过分析不同混交方式林分内长白落叶松和水曲柳冠幅的变化规律及其与林木竞争因子的关系,从6种常用的线性和非线性基础冠幅模型中选取最优模型,并将混交比例Si和树木在混交带内位置P作为哑变量,加入其他树木变量和林分变量,分别构建长白落叶松和水曲柳的冠幅模型,并对所构建的模型进行评价。【结果】长白落叶松和水曲柳冠幅在不同混交比例Si和混交带不同位置P下差异显著;冠幅与DDH(林木胸径与林分优势木胸径之比)和HDH(林木树高与林分优势高之比)成正相关,与大于对象木的胸高断面积之和(BAL)成负相关,与距离无关的竞争因子可以反映树木的竞争压力,对冠幅具有影响;长白落叶松冠幅与冠长率(CR)成正相关,与高径比(HD)成负相关;水曲柳冠幅与水曲柳优势木平均高(H0Fra)成正相关,与高径比(HD)成负相关。包含混交比例哑变量Si和混交带位置哑变量P的长白落叶松和水曲柳冠幅模型拟合冠幅(CW)的Ra2分别为0.5642和0.5459,加入树木变量和林分变量后长白落叶松和水曲柳冠幅模型拟合CW的Ra2分别为0.6745和0.5896。【结论】包含混交带位置哑变量P、混交比例哑变量Si、树木变量(CR和HD)、林分变量(H0Fra)的长白落叶松和水曲柳冠幅模型具有较好的拟合效果及预测精度。因此,本研究所构建的冠幅模型可以很好地预测混交林内长白落叶松和水曲柳的冠幅,为进一步研究混交林树木树冠结构奠定了基础。 展开更多
关键词 混交林 长白落叶松 水曲柳 竞争 冠幅模型
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不同密度水曲柳人工林细根生物量对邻近树木胸径和距离的响应 被引量：5
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作者 刘悦 谢玲芝 +2 位作者 张彦东 王政权 谷加存 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期15-22,共8页
【目的】研究不同密度水曲柳人工林细根生物量对邻近树木胸径和距离的响应,为制定合理的水曲柳根系取样方案提供理论依据。【方法】在4种林分密度(Ⅰ:3572株·hm^(-2),Ⅱ:3128株·hm^(-2),Ⅲ:2215株·hm^(-2),Ⅳ:1468株... 【目的】研究不同密度水曲柳人工林细根生物量对邻近树木胸径和距离的响应,为制定合理的水曲柳根系取样方案提供理论依据。【方法】在4种林分密度(Ⅰ:3572株·hm^(-2),Ⅱ:3128株·hm^(-2),Ⅲ:2215株·hm^(-2),Ⅳ:1468株·hm^(-2))的水曲柳人工林内,随机布点取样,测定0~10、10~20和20~30 cm土层吸收根(直径≤0.05 mm)和细根(直径≤2.0 mm)生物量及0~30 cm土层的吸收根总生物量和细根总生物量,并记录距取样点最近的1株和4株树的距离及胸径。采用线性回归分析,检验细根生物量与邻近树木距离和胸径的关系。【结果】0~30 cm土层吸收根和细根总生物量受林分密度影响显著,二者均在密度最小林分中最大;从林分密度Ⅰ~Ⅳ,吸收根占细根生物量的比例分别为61.6%、54.3%、52.9%和63.4%;在所有林分中,50%以上的细根和吸收根生物量分布在0~10 cm土层;在4种密度林分中,吸收根和细根总生物量与最近1株或4株树的距离均相关性不显著(P>0.05),仅有密度Ⅲ林分10~20 cm土层细根生物量与最近4株树的平均距离显著正相关(P<0.05);与细根总生物量相比,0~30 cm土层吸收根总生物量与邻近树木胸径之间呈现出更普遍的相关,但相关性显著水平与林分密度有关;密度Ⅰ林分吸收根和细根生物量均与最近1株树胸径显著正相关(均R^(2)>0.19),而密度Ⅱ林分吸收根和细根生物量均与最近4株树的平均胸径显著正相关(均R^(2)>0.21);密度Ⅲ林分中吸收根生物量与最近1株或4株树的胸径均显著相关(均R^(2)>0.16);而密度Ⅳ林分中吸收根和细根生物量与邻近树木胸径均不显著相关;在调查的3个土层中,细根和吸收根生物量与邻近树木胸径的相关性主要出现在0~10 cm土层,并呈现出与0~30 cm土层细根总生物量相似的规律。【结论】基于对不同密度水曲柳人工林细根生物量的研究结果,认为可在东北林区不同密度水曲柳人工林内灵活设置细根取样点,不必考虑与附近林木的距离,但需考虑邻近树木胸径大小的影响,在平均木周围设置取样点是可选途径。 展开更多
关键词 细根 吸收根 水曲柳 林分密度 根生物量
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基于抚育间伐效应的红松人工林枝条密度模型 被引量：15
19
作者 贾炜玮 罗天泽 李凤日 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期10-21,共12页
【目的】分析抚育间伐对红松人工林枝条数量的影响,建立基于间伐效应的生物数学模型,为制定更加科学合理的间伐体制提供理论依据。【方法】基于黑龙江省林口林业局和东京城林业局不同林分条件及抚育间伐强度下的红松人工林49株解析木4 ... 【目的】分析抚育间伐对红松人工林枝条数量的影响,建立基于间伐效应的生物数学模型,为制定更加科学合理的间伐体制提供理论依据。【方法】基于黑龙江省林口林业局和东京城林业局不同林分条件及抚育间伐强度下的红松人工林49株解析木4 370组枝解析数据,利用R语言的nlme包,建立了基于抚育间伐效应的枝条密度单水平非线性混合模型,并利用调整决定系数(Ra2)、赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)、对数似然值(Log-likelihood)以及似然比检验(LRT)等评价指标对所收敛的模型进行评价。【结果】当地位指数和树木等级相近时,抚育间伐强度和冠长越大,枝条密度越大;当抚育间伐强度和树木等级相近时,地位指数和冠长越大,枝条密度越大;而抚育间伐强度和地位指数相近时,树木胸径与枝条密度呈负相关。基于样地效应的混合模型模拟精度均高于基础模型和基于样木效应的混合模型,最终选用含有总着枝深度(DINC)、相对着枝深度的自然对数(lnRDINC)、相对着枝深度的平方(RDINC2)、胸径(DBH)、抚育间伐强度与间伐年龄的比值(TI/TA)这5个随机效应参数的非线性混合模型为枝条密度最优预测模型,其R_(a)^(2)为0.825 7,均方根误差(RMSE)为2.171 4。【结论】基于抚育间伐效应的红松枝条密度最优非线性混合效应模型,不但能提高模型精度,还能更加准确地体现抚育间伐对林木枝条产生的影响。 展开更多
关键词 抚育间伐 枝条密度 非线性混合效应模型 红松人工林
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基于地理加权回归模型的大兴安岭中部天然次生林更新分布 被引量：7
20
作者 张凌宇 刘兆刚 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期105-116,共12页
【目的】研究大兴安岭地区天然次生林不同位置间森林更新的空间相关性和空间分布模式,探索尺度效应对空间自相关性的影响,对森林更新的影响因子进行分析,从更深层次了解更新动态中潜在的规律性,为该地区天然次生林的经营决策提供理论依... 【目的】研究大兴安岭地区天然次生林不同位置间森林更新的空间相关性和空间分布模式,探索尺度效应对空间自相关性的影响,对森林更新的影响因子进行分析,从更深层次了解更新动态中潜在的规律性,为该地区天然次生林的经营决策提供理论依据和技术支持。【方法】以黑龙江省大兴安岭新林林业局翠岗林场为研究区,基于2018年7—8月在研究区建立的45块固定样地数据,以林分因子、地形因子、林分空间结构、土壤厚度和物种多样性5方面的9个因子为自变量,建立全局泊松模型和以地理加权回归模型为基础的4种尺度(5、10、15和20 km)地理加权泊松模型(GWPR)对该地区天然次生林更新状况进行模拟,利用全局Moran I和局域Moran I分别对模型残差的全局空间自相关性和空间分布状况进行描述,评价全局模型和各尺度局域模型的拟合效果,对尺度效应下各局域模型之间的差异进行说明,采用5 km尺度局域模型绘制研究区森林更新的空间分布,对研究区森林更新状况进行评价和分析。【结果】5 km尺度局域模型具有最好的模型残差局域化空间分布效果,可形成不同模型残差聚集分布的理想状态,模型变量的参数估计值产生跨度最大的变化范围,模型稳定性最好,随着空间尺度逐渐增大模型稳定性不断下降,但总体上要好于全局模型;同时,处于该尺度下的局域模型,模型残差的空间自相关性最低。局域模型的拟合效果好于全局模型,其中5 km尺度局域模型的MSE和AIC在所有模型中最小。研究区内更新株数呈南高北低、东西差异不明显的分布趋势。【结论】在构建局域模型时,应考虑空间尺度的影响,5 km尺度局域模型可以很好模拟研究区天然次生林更新的空间分布状况,有效降低甚至去除空间自相关性。研究区的林分更新株数主要集中在1000~2000株·hm^-2之间,更新等级处于不良水平,森林天然更新能力整体较弱,可采用人工促进天然更新等措施进行森林经营。 展开更多
关键词 森林更新 空间自相关性 地理加权泊松模型 空间尺度 大兴安岭
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