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中国东北地区森林碳源汇时空格局变化及对极端气候的响应
1
作者 甄贞 黄杰 +2 位作者 刘佳宇 魏庆彬 赵颖慧 《森林工程》 北大核心 2025年第5期969-980,共12页
基于中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imaging spectroradiometer,MODIS)的MOD17A3GF数据集估算东北地区森林净生态系统生产力(net ecosystem productivity,NEP),旨在探究其与极端气候事件之间的时空耦合关系。通过整合气温、... 基于中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imaging spectroradiometer,MODIS)的MOD17A3GF数据集估算东北地区森林净生态系统生产力(net ecosystem productivity,NEP),旨在探究其与极端气候事件之间的时空耦合关系。通过整合气温、降水数据及RClimDex计算的极端气候指数,分析2000—2020年NEP与10个气候因子的时空变化特征,并采用地理探测器从因子探测与交互探测2个维度评估各气候因子对NEP的影响力。结果表明,1)在过去21 a中,东北地区森林的年平均NEP呈现出缓慢但持续上升的趋势。2000—2010年的年均NEP增加了30.94 g C/(m^(2)·a),2010—2020年的增幅变缓,仅为9.16 g C/(m^(2)·a)。空间上主要增长区域集中在大、小兴安岭;2)极端气候事件呈现出“冷事件减少、暖事件增加、湿润增强”的趋势,具体表现为冷持续指数(cold persistence index,CSDI)减少、暖持续指数(warm persistence index,WSDI)上升,年降水量显著增加,持续干旱日数(continuous dryness index,CDD)减少,部分区域干旱程度有所缓解;3)年均温、年降水量与霜冻日数为NEP空间分布的主导因子(q>0.2),其次为持续干旱日数、持续湿润指数与暖持续指数,气温日较差与强降水日数解释力较弱。任意2种气候因子的交互作用对NEP的解释力普遍强于单因子作用,年降水量与霜冻日数、年降水量与年均温、年降水量与暖持续指数之间的交互作用在多数年份中均表现出较高的q。研究结果揭示近21 a东北森林NEP对气候(尤其是极端气候)的响应,强调气候变化背景下评估极端气候与森林碳源汇耦合效应的重要性,为东北地区森林生态系统碳收支调控与气候适应性管理提供技术支撑。 展开更多
关键词 极端气候 净生态系统生产力 东北森林 地理探测器 RClimDex
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病虫害干扰对森林碳汇影响的研究进展 被引量：3
2
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：7
3
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
4
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
5
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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长期氮添加对兴安落叶松和水曲柳人工林叶片磷组分重吸收特征的影响
6
作者 赵莹 刘志 +2 位作者 王东男 任浩 谷加存 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第7期50-60,共11页
【目的】探究长期氮(N)添加对植物叶片磷(P)组分重吸收的影响,以深入理解N沉降对树木生理及生态系统养分循环的作用机制。【方法】以我国东北地区主要造林树种兴安落叶松和水曲柳人工林为研究对象,基于连续20年N添加试验平台,对两树种... 【目的】探究长期氮(N)添加对植物叶片磷(P)组分重吸收的影响,以深入理解N沉降对树木生理及生态系统养分循环的作用机制。【方法】以我国东北地区主要造林树种兴安落叶松和水曲柳人工林为研究对象,基于连续20年N添加试验平台,对两树种叶片全P和P组分含量的变化开展研究,分析长期N添加对叶片全P和P组分重吸收特征的影响。【结果】(1)长期N添加使兴安落叶松叶片残余P含量显著降低23.66%,水曲柳显著降低24.47%(p<0.05)。N添加处理下,兴安落叶松叶片残余P和无机P含量显著高于水曲柳(p<0.05)。(2)长期N添加显著影响了两树种的P重吸收特征。在全P水平上,兴安落叶松和水曲柳的重吸收率分别提高18.08%和14.31%。在组分水平上,兴安落叶松表现出显著的重吸收率变化:叶脂质P重吸收率显著降低27.62%,而代谢P、核酸P和无机P重吸收率分别提高6.82%-11.68%(p<0.05);相比之下,水曲柳仅叶片代谢P重吸收率显著降低(p<0.05)。重吸收度比较发现,兴安落叶松衰老叶中叶脂质P重吸收度大幅下降89.70%,而代谢P和无机P重吸收度分别提高25.22%和28.89%(p<0.05);水曲柳则仅无机P重吸收度显著提高28.89%(p<0.05)。(3)两树种在P组分与重吸收特征的关联性上表现出差异:兴安落叶松主要体现为P组分含量与其重吸收率的相关性,而水曲柳则表现为P组分含量与重吸收度的相关性。长期N添加下,兴安落叶松的叶代谢P、核酸P和无机P含量与重吸收率呈显著正相关,而水曲柳的叶片全P、残余P和脂质P含量与重吸收度显著正相关,且长期N添加导致水曲柳叶片代谢P、核酸P和无机P含量与其重吸收率之间呈现出显著的正相关关系(p<0.05)。【结论】长期N添加显著降低了两树种叶片残余P含量。兴安落叶松表现出叶脂质P的重吸收率和重吸收度显著降低,而代谢P等组分的重吸收率和重吸收度显著提高;水曲柳则表现为代谢P重吸收率降低和无机P重吸收度显著提高。这些差异反映了两树种对N添加的不同P利用策略。 展开更多
关键词 长期氮添加 叶片磷组分 养分重吸收 磷重吸收率 磷重吸收度 兴安落叶松 水曲柳
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森林可燃物调控技术及其评价方法 被引量：4
7
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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云冷杉红松林优势树种生态位、种间联结及群落稳定性 被引量：4
8
作者 栾宜通 李念森 +3 位作者 乔璐靖 琚存勇 蔡体久 孙佩丽 《植物研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期753-762,共10页
以细鳞河国家级自然保护区云冷杉红松(Picea koraiensis-Abies nephrolepis-Pinus koraiensis)林固定监测样地为对象,采用α多样性指数、生态位测定、方差比率法(VR)、χ^(2)检验、Spearman秩相关检验和M.Godron稳定性分析云冷杉红松林... 以细鳞河国家级自然保护区云冷杉红松(Picea koraiensis-Abies nephrolepis-Pinus koraiensis)林固定监测样地为对象,采用α多样性指数、生态位测定、方差比率法(VR)、χ^(2)检验、Spearman秩相关检验和M.Godron稳定性分析云冷杉红松林树种多样性、优势树种生态位、种间联结及群落稳定性。结果表明:(1)样地共有乔木树种14科14属20种,林木分布均匀,α多样性指数较高;(2)样地生态位重叠指数较高,但生态位重叠指数较大(>0.7)或较小(<0.4)的情况较少,生态位分化程度一般;(3)样地总体关联性呈不显著正关联,主要树种种间以正相关和不显著相关为主,种间独立性较强;(4)样地M.Godron稳定性计算结果落于点(32.79,67.21),远离稳定点(20,80),群落稳定性较差;(5)红松重要值与生态位宽度最大,与其他树种的生态位重叠指数均值高于样地均值,以大径级个体为主,树种相对频度较低。因此,在云冷杉红松林生态系统恢复过程中,应进行适当的人工干预,促进红松种群数量恢复,调节种间关系,提高种间联结强度,在群落稳定性下降时加强珍稀植物种群监测及保护。 展开更多
关键词 云冷杉红松林 群落组成 生态位 种间关系 群落稳定性
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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
9
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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帽儿山天然硬阔叶林发育阶段划分及林分结构特征 被引量：1
10
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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采伐方式对白桦次生林土壤有机碳密度的影响
11
作者 刘晟玮 翟凯涛 +5 位作者 高明龙 刘磊 王子瑞 王冰 刘洋 萨如拉 《福建农林大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期769-778,共10页
【目的】探究大兴安岭林区不同采伐方式对白桦次生林土壤有机碳密度(SOCD)的影响机制,为改善土壤肥力、提升生态系统稳定性及促进植被生产力提供科学依据。【方法】在大兴安岭地区选择经不同采伐方式(渐伐、渐伐补植、皆伐)形成的白桦... 【目的】探究大兴安岭林区不同采伐方式对白桦次生林土壤有机碳密度(SOCD)的影响机制,为改善土壤肥力、提升生态系统稳定性及促进植被生产力提供科学依据。【方法】在大兴安岭地区选择经不同采伐方式(渐伐、渐伐补植、皆伐)形成的白桦次生林设置干扰样地,选择原始林设置对照样地,利用单因素方差分析法和灰色关联法,分析各样地间SOCD的差异及其影响因素。【结果】(1)皆伐样地的SOCD显著高于渐伐补植样地和渐伐样地(P<0.05),原始林样地的SOCD最低。(2)所有样地的土壤pH值呈弱酸性,土壤有机质(SOM)含量、含水量、土壤微生物多样性、乔灌草多样性和均匀度均较高。(3)SOCD与土壤理化性质(容重除外)均呈现极显著正相关关系(P<0.01),与土壤微生物多样性呈现较强的正相关关系,与林分结构呈现较弱的正相关关系,与植物多样性呈现较强的负相关关系。(4)在皆伐样地,真菌操作分类单元(OTUs)、SOM含量与SOCD关联程度最大;在渐伐补植样地和原始林样地,SOM含量与SOCD关联程度最大;在渐伐样地,郁闭度与SOCD关联程度最大。【结论】SOM是影响SOCD的主要因素,皆伐样地的SOCD最大,对土壤有机碳的储存以及白桦次生林的生长具有促进作用。 展开更多
关键词 土壤有机碳密度 白桦次生林 森林采伐 灰色关联度 土壤微生物
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不同初生休眠类型林木种子适宜萌发温度及其对热休眠诱导的响应
12
作者 王喆 李明月 +1 位作者 朱美如 张鹏 《植物研究》 北大核心 2025年第4期569-579,共11页
为研究不同初生休眠类型林木种子的适宜萌发温度及其对热休眠诱导的响应,以3种初生休眠类型(非休眠、物理休眠和生理休眠)的9个树种解除休眠后的种子为材料,分别在5、10、15、20、25、30、35℃的恒温下进行萌发试验,根据萌发表现确定不... 为研究不同初生休眠类型林木种子的适宜萌发温度及其对热休眠诱导的响应,以3种初生休眠类型(非休眠、物理休眠和生理休眠)的9个树种解除休眠后的种子为材料,分别在5、10、15、20、25、30、35℃的恒温下进行萌发试验,根据萌发表现确定不同树种的适宜萌发温度;在此基础上,在25、30、35℃下对种子进行高温培养并转移至适宜萌发温度进行14 d萌发试验,根据种子萌发表现比较不同初生休眠类型种子对热休眠诱导的响应规律。结果表明:不同初生休眠类型种子的适宜萌发温度表现出一定差异,非休眠种子(红皮云杉(Picea koraiensis)、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)、黑松(Pinus thunbergii))的适宜萌发温度为10~25℃,物理休眠种子(山皂荚(Gleditsia japonica)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、紫穗槐(Amorpha fruticosa))的适宜萌发温度为10~35℃,生理休眠种子(油松(Pinus tabuliformis)、花曲柳(Fraxinus rhynchophylla)、秋子梨(Pyrus ussuriensis))的适宜萌发温度为5~30℃;高温抑制大部分种子萌发,仅生理休眠的秋子梨种子在高温下进入热休眠(休眠率80%~86%),而生理休眠的其他(油松和花曲柳)种子表现出较高的死亡率(46%~69%),非休眠种子表现出更高的死亡率(56%~100%),物理休眠种子表现为低死亡率(24%~64%),物理休眠种子在25~35℃高温下种子萌发率为36%~76%。非休眠和物理休眠种子在高温下萌发未进入热休眠,生理休眠种子在高温下是否进入热休眠、热休眠状态表现不一致。 展开更多
关键词 种子 初生休眠 休眠类型 萌发温度 热休眠
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白音敖包国家级自然保护区典型乔、灌木叶、枝及细根生态化学计量特征
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作者 杨昕瑜 张硕 +3 位作者 张曦文 郑青山 苏日力格 谷加存 《植物研究》 北大核心 2025年第5期795-806,共12页
为揭示半干旱地区木本植物的养分限制因子与养分利用策略,研究了内蒙古白音敖包国家级自然保护区6种典型木本植物(乔木和灌木各3种)叶、枝、吸收根和运输根碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征的差异和相关性。结果表明:6种木本植物叶平均C... 为揭示半干旱地区木本植物的养分限制因子与养分利用策略,研究了内蒙古白音敖包国家级自然保护区6种典型木本植物(乔木和灌木各3种)叶、枝、吸收根和运输根碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征的差异和相关性。结果表明:6种木本植物叶平均C/N(质量比)和C/P(质量比)显著低于枝、吸收根和运输根,而吸收根平均N/P(质量比)则显著高于叶、枝和运输根(P<0.05)。乔木叶和枝平均C含量显著高于灌木,而吸收根和运输根C含量显著低于灌木(P<0.05)。乔木叶平均C/N(22.45)、C/P(291.04)分别高于灌木叶C/N(16.16)、C/P(153.70),乔木枝、吸收根和运输根平均C/N(43.84、24.56和43.56)与C/P(369.27、555.20和800.79)则分别低于灌木(C/N为61.97、32.31和52.69;C/P为542.75、725.56和813.76)。乔木仅叶平均N/P(14.12)显著高于灌木(9.53)(P<0.05)。叶C含量与枝C、P含量极显著正相关(P<0.01),吸收根与运输根N、P、C/N和C/P间显著正相关(P<0.05),而地上与地下器官间的相关性相对较弱。综上,乔木叶表现出较高的养分利用效率,而灌木地下器官则具有更高的养分利用效率,叶和枝在C分配上、吸收根和运输根在N、P分配及利用上均表现出协同关系。 展开更多
关键词 生态化学计量学 器官 生活型 沙地云杉 半干旱森林生态系统
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多年冻土区森林大火对生态服务功能的影响研究 被引量：10
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作者 李晓英 金会军 +1 位作者 何瑞霞 黄亚冬 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2020年第5期545-554,共10页
在气候变暖背景下,大兴安岭森林大火导致多年冻土退化,植被发生更新和演替,对森林生态系统服务功能造成重要影响。文中选取大兴安岭北部多年冻土区满归和阿龙山火烧区为研究对象,通过定量方法计算了林火后,固碳释氧效益损失;净化环境效... 在气候变暖背景下,大兴安岭森林大火导致多年冻土退化,植被发生更新和演替,对森林生态系统服务功能造成重要影响。文中选取大兴安岭北部多年冻土区满归和阿龙山火烧区为研究对象,通过定量方法计算了林火后,固碳释氧效益损失;净化环境效益损失,包括吸收SO_2和粉尘净化价值;水文效益损失,包括防洪和涵养水源效益;小气候效益损失;保护野生生物以及游憩效益损失。研究发现,满归和阿龙山火烧后,生态系统服务效益损失重大。其中,固碳释氧效益和净化环境效益损失较大,分别占总效益损失的42.34%和41.94%;水文效益和保护野生生物效益损失较小,分别为2.82%和0.80%;小气候效益和游憩效益居中,分别占8.61%和3.49%。即使针叶林生态系统恢复到阔叶林生态系统,净化环境效益损失仍然可达69.3%。由此看来,保护多年冻土区的针叶林,减少森林火灾的发生对维持多年冻土区森林生态系统的稳定性和可持续发展至关重要。 展开更多
关键词 多年冻土区 森林大火 生态服务功能 针叶林
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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
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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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大兴安岭不同演替阶段天然林优势树种空间分布格局
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作者 肖云友 蔺雪莹 董灵波 《生态学报》 北大核心 2025年第8期4009-4021,共13页
种群的空间分布格局能够反映森林群落的构建过程和物种共存的生态策略。以2017年和2023年大兴安岭地区翠岗林场白桦林(先锋阶段)、白桦-兴安落叶松混交林(过渡阶段)和兴安落叶松林(顶级阶段)的3个100 m×100 m动态监测样地数据为基... 种群的空间分布格局能够反映森林群落的构建过程和物种共存的生态策略。以2017年和2023年大兴安岭地区翠岗林场白桦林(先锋阶段)、白桦-兴安落叶松混交林(过渡阶段)和兴安落叶松林(顶级阶段)的3个100 m×100 m动态监测样地数据为基础,采用成对相关函数、汇总统计函数和三变量随机标记法,分析各阶段林分中优势树种大树、死幼树和活幼树的空间格局和相互作用。结果表明:白桦和兴安落叶松的大树、死幼树和活幼树格局均随尺度增加呈现随机分布。随着演替的进行,在小尺度(≤5 m)内,白桦大树均呈现均匀分布,活幼树则由聚集分布逐渐向随机分布转变,死幼树呈随机分布-聚集分布-均匀分布的变化规律。兴安落叶松大树和死幼树在小尺度内呈随机分布-聚集分布-随机分布的变化规律,活幼树均在小尺度聚集分布。其次,两树种种内关联性大多呈负相关和无相关,其中展现聚集格局的物种,种内空间关联主要呈无相关。密度依赖效应在演替进程中普遍存在,两树种幼树检测到的密度依赖作用均随着演替阶段由负向正转变。研究不支持Janzen-Connel假说,即各演替阶段的幼树在接近同种大树时,未检测到存活概率显著降低。相反,白桦幼树在顶级阶段的不同尺度上接近同种和异种大树能提高存活概率。兴安落叶松幼树在过渡阶段的同种大树0—15 m尺度范围内和在顶级阶段的白桦大树5—15 m尺度范围内能提高存活概率。 展开更多
关键词 大兴安岭 空间格局 三变量随机标记 演替阶段 天然林
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基于树种分类的阔叶混交林单木枝下高预测模型
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作者 李晨 董利虎 苗铮 《森林工程》 北大核心 2025年第5期883-895,共13页
帽儿山阔叶混交林以其复杂的林分结构、丰富的物种多样性以及树种间错综复杂的相互作用对枝下高的生长产生影响。精确构建枝下高模型对于指导林分经营管理、提升生长预测准确性有重要参考价值。选择28块在帽儿山地区有阔叶混交林代表性... 帽儿山阔叶混交林以其复杂的林分结构、丰富的物种多样性以及树种间错综复杂的相互作用对枝下高的生长产生影响。精确构建枝下高模型对于指导林分经营管理、提升生长预测准确性有重要参考价值。选择28块在帽儿山地区有阔叶混交林代表性的样地,并将样地内广泛分布的18个树种按照树种胸径变异系数、树种平均胸径、树种平均高径比、树种占比、软阔硬阔树种分类以及树种耐荫性等指标进行分组,通过该方法解决树种复杂性以及单一树种样本量不足而导致的模型构建的难题。采用维科夫(Wykoff)模型作为基础模型。考虑林分、竞争以及物种多样性等因子表达林分混交度、竞争等情况,建立广义枝下高模型。考虑样地、树种组间枝下高的差异,构建枝下高混合效应模型。采用“留一法”进行检验预测,分析抽样对结果的影响。结果表明帽儿山常见的树种可以分为4个树种组,除胸径、树高外,优势木平均高、种内竞争大于对象木断面积之和以及Shannon指数对枝下高有显著影响。样地和树种组混合效应的基础和广义枝下高模型具有较高的拟合精度,R2为0.638和0.627,RMSE分别为1.880和1.909。每个样地、每个树种组随机抽取1株样本校正混合模型时,广义枝下高混合模型相较于固定效应模型,其MAE和MAPE分别降低了7.51%和13.51%,表现出更好的预测效果。分析帽儿山地区树木种类多样以及树木各生态功能对枝下高生长的影响,为预测帽儿山阔叶混交林不同树种的枝下高提供参考。 展开更多
关键词 阔叶混交林 枝下高 树种分组 混合效应模型 模型校正
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小兴安岭林下植被及幼树碳储量分布及模型构建
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作者 吕学洲 贾炜玮 《西南林业大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第5期130-138,共9页
根据嘉荫县2021年调查的林下植被调查数据,计算林下植被生物量,实测各物种含碳率,计算各样地的碳储量和碳密度,分析林下植被层碳储量分配情况。运用反距离插值和重分类工具,制作嘉荫县林下植被碳储量和碳密度的空间分布格局图。对研究... 根据嘉荫县2021年调查的林下植被调查数据,计算林下植被生物量,实测各物种含碳率,计算各样地的碳储量和碳密度,分析林下植被层碳储量分配情况。运用反距离插值和重分类工具,制作嘉荫县林下植被碳储量和碳密度的空间分布格局图。对研究区草本层碳储量和主要林分类型的灌木及幼树层碳储量与各因子进行逐步回归分析,构建嘉荫县灌木及幼树层、草本层碳储量模型。结果表明:嘉荫县林下植被层碳储量为282245.023t,平均碳密度为0.437t/hm^(2),其中灌木及幼树层碳储量占91.65%,草本层碳储量占8.35%。林下植被层碳储量主要受灌木及幼树层影响,受草本影响较小。在空间分布上,灌木及幼树层高碳密度分布区域的海拔均高于300m;草本层碳储量高密度区域集中分布在海拔153~474m;林下植被层碳储量与灌木及幼树层分布一致。林下植被层碳储量和碳密度随海拔升高先增加后减少,碳密度在海拔500~600m时达到最高0.8956t/hm^(2)。不同海拔林下植被碳储量大小顺序:丘陵区>低山区>平原区;碳密度的大小顺序:低山区>丘陵区>平原区。得到最优草本层碳储量模型拟合R2为0.400,因子间不存在共线性;6种主要林分类型最优灌木及幼树碳储量模型,模型拟合R2最低为0.534,最高为0.929,各因子间均不存在共线性。 展开更多
关键词 林下植被 碳储量 空间分布 回归模型 小兴安岭
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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：6
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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
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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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