天山云杉天然林林分空间格局的研究

天山云杉天然林林分空间格局的研究

叶尔江·拜克吐尔汉[1]2012年在《天山云杉天然林植物多样性与空间结构研究》文中提出天山云杉林是天山最主要的地带性森林植被,构成天山森林生态系统的主体,该系统的健康影响到新疆生态稳定性和林业可持续发展。本研究在大样地调查基础上,运用植物群落学、种群生态学及多种数量统计分析方法,对天山西部天山云杉林群落组成、物种多样性、草本植物季节动态、种间关联性、空间结构及生境关系方面进行了研究。结果对多样性保护、森林经营、水土保持等有参考价值。不同生境草本植物物种多样性变化明显,阴坡和林缘生境草本多样性最高,阳坡、山脊多样性次之,林冠干扰明显的生境多样性最低。放牧、旅游干扰造成多样性较低。天山云杉林草本植物季节动态明显,4-9月生长季节物种、株数、盖度变化呈单峰型分布,即6、7月最高,4、9月最低,5、8月适中;除一些优势种外,其它种变化较大,分布不均匀;高山羊角芹、短距凤仙花外,其它种类盖度、重要值变化是下降趋势,物种间随季节而呈现出一定的差异性;物种丰富度、Simpson和Shannon-wiener物种多样性指数变化跟物种数变化一致,均匀度变化不明显,群落稳定性较高;在生长季,高度<10cm的植株株数比例最大(平均占58.4%),其它高度所占比例依次为24.0%,9.2%,4.9%和3.6%,草本群落以矮小植物为主。天山云杉林树种较少(26种),灌木比例大;草本种类丰富(162种)。192个20m×20m调查样方共调查到1909个DBH>1cm植株,胸高断面积共计291.632m2;天山云杉株数和胸高断面积最大,分别占林分总株数和总断面积的91.5%和97.4%。天山云杉胸径分布呈负指数或倒“J”型分布。小径级个体和幼苗较多。树种多样性中等偏低,分布不均匀。天山云杉种群在中小尺度0-33m呈聚集分布,在大尺度上(>33m)呈随机分布;幼树和小树随着尺度的增大,由聚集分布趋向于随机分布;大树在中小尺度上(8~25m)呈聚集分布,在大尺度(35~56m)呈均匀分布。忍冬在<36m尺度上呈聚集分布,其它尺度上表现为随机分布;扩散系数C、平均拥挤度m*、聚块性指数m*/m和负二项分布参数K分析显示,树种分布均呈聚集性分布。天山云杉喜坡度较大的生境,而坡度较缓的阴坡及半阴坡不适合天山云杉生长发育;天山桦喜坡度较缓的阴坡及半阴坡生境;天山茶藨子喜坡度较缓的阳坡及半阳坡生境。天山林区放牧干扰在一定程度上影响树种分布格局和生境偏好。天山云杉林分对坡度、坡向变化较敏感。林分多度受坡位的影响,而林分断面积受坡度的影响较明显。忍冬对天山云杉活立木的生长没有影响。林分总体呈不显著的相关,群落建群种结构稳定,跟林下灌木竞争不明显;天山云杉幼树和小树在1~2m的小尺度呈显著正相关,其它龄级在空间分布上基本呈现不显著的相关,不同径级个体之间的有利关联更多。

李明辉[2]2000年在《天山云杉天然林林分空间格局的研究》文中提出森林群落中的植物种群以其特有的生态学和形态学属性,在与环境因子的相互作用下,成为森林生态系统中基本结构与功能单元。研究森林群落的种群空间格局及其动态可以为森林群落演替趋势、森林生态系统可持续经营提供基础理论。格局分析的数量指标还可以为生物多样性保护、森林可持续经营评价等提供可靠依据。但采用何种方法进行种群分布格局的分析研究是一个争论性的问题。本论文在1997,1998,1999三年的外业调查资料的基础上,用空间点格局分析方法,采用计算机进行模拟、运算,研究了天山云杉种群和非云杉种群空间格局及天山云杉和柳树、桦树等树种的种间关系。最后用频次检验法验证了空间点格局分析法具有不同于传统方法的优点。结果表明:天山云杉活立木和枯死木的空间格局均为聚集型;在同一林分内白桦、山柳的聚集强度大于天山云杉的聚集强度;随着天山云杉年龄的增长,聚集强度逐渐减小,聚集规模不断增大。天山云杉在不同的年龄段具有不同的空间分布格局,基本上是由聚集向随机发展;年龄在150年以上的天山云杉对幼树的生长起促进作用,50~100年和150年以上的天山云杉在一定尺度范围内为负相关(相互抑制),到达一定尺度后它们之间无相互关系,50年以下和100~150年以上的天山云杉为负相关关系;天山云杉和桦树、柳树在小尺度上相互抑制,在一定尺度,它们之间相互促进生长;采用带标志的空间点格局方法得到年龄、胸径、树高、冠幅等测树因子的生长均为负相关(相互抑制);空间点格局分析方法具有能够分析各种尺度下的种群空间格局和种间关系且结果清楚、直观,具有不受样方大小影响等优点。

陈迪马[3]2006年在《天山云杉天然更新微生境及其幼苗格局与动态分析》文中研究说明幼苗更新的形成依赖于许多微生境因子,微生境的有利与否,对更新幼苗的发生格局具有决定的作用,成为植物种子能否萌发和生长的决定因素,影响着幼苗存活这一非常敏感的生态学过程。本文以天山云杉为研究对象,采用地统计学、点格局分析和DCA排序等分析方法,对天山中部林区海拔1800~2300m天山云杉幼苗更新动态和格局、林分微生境的空间异质性和微生境对幼苗的影响进行了探索性研究,所得结论如下:在天山云杉林分微生境的空间异质性方面,采用地统计学方法分析表明,微生境变量均存在明显空间异质性,空间自相关尺度的大小依次为枯落物厚度(19.43m)、枯落物重量(19.02m)、草本层重量(14.38m)、枯落物盖度(9.35m)、光照强度(9.31m)、苔藓厚度(6.63m)、苔藓盖度(6.11m)、土壤容重(4.58m)、腐殖质厚度(4.23m)、土壤温度(3.21m)、土壤含水率(0.87m)、草本盖度(0.54m)、苔藓重量(0.42m)、草本厚度(0.26m)。在天山云杉更新幼苗动态方面,运用了DCA排序方法分析表明,幼苗更新生境可分为草本苔藓、无地被物和枯落物三种微生境类型。进一步通过定位观察得到,天山云杉幼苗绝大多数在7~8月份发生,死亡主要出现在冬季和春季。三种生境类型中,枯落物类型幼苗发生数量最多,无地被物类型次之,草本苔藓类型最少。与此同时,虽然枯落物类型幼苗发生最多,但死亡率也同样最高。三种生境类型均随幼苗年龄的增大而死亡数量下降。在天山云幼苗格局及其关系方面,通过运用Ripley ' s K ( r )函数和O - Ring Statistic函数研究发现,不同年龄幼苗在所研究的空间尺度范围(0~5m)内,除了5a生幼苗在0~2.7m呈随机分布外,其余空间尺度均呈聚集分布;不同年龄幼苗的最大聚集规模和最大聚集强度均与幼苗年龄不存在相关性;不同年龄幼苗之间在所研究的空间尺度范围内(0~5m)呈现显著正相关,除1a生与5a生幼苗在0~1.5m尺度上以缀块镶嵌形式分布外,异龄幼苗之间形成了真正意义上的“株间混交”。与此同时,同龄幼苗个体和异龄幼苗个体的密度均存在随距离增加而下降的趋势,幼苗在整数空间尺度(如1m、2m、3m、4m)的同龄和异龄个体密度最大,表明幼苗呈同心圆状分布,存在幼苗“聚集波”现象。在微生境对幼苗发生与存活格局的影响方面,通过幼苗-微生境的克力格图并结合DCA排序、典型样线调查等分析表明,影响1a生幼苗发生的微生境因子主要是苔藓层盖度、枯落物盖度、草本层厚度、光照强度,并与苔藓层盖度和枯落物盖度呈正相关,与光照强度和草本厚度呈负相关;影响2a生幼苗存活的微生境因子主要为光照、土壤温度、腐殖质厚度、草本层厚度、草本层盖度、苔藓层盖度、枯落物,并与前五个环境因子呈正相关,与后两个环境因子呈负相关;3a生和4a生幼苗存活受草本层厚度和光照影响强烈,并与枯落物变为显著的负相关;5a生幼苗的分布与枯落物重量、草本层盖度呈正相关,与枯落物盖度、容重呈显著负相关;6~10a生幼苗和1~10a生幼苗存活与光照、水分和养分之间呈正相关,与草本厚度呈负相关。天山云杉幼苗发生后的5a内数量极不稳定,但随着幼苗的年龄增大种群的数量开始稳定,幼苗通过环境筛至少需要5a时间。

柏云龙[4]2013年在《天山云杉群落结构及物种多样性研究》文中研究说明为了解天山云杉(Picea schrenkiana var. tianschanica)天然林群落空间结构的变异规律,沿天山山脉由西至东选择昭苏、新源、呼图壁、天池、奇台等5个地点进行天山云杉群落样带调查,分析不同地点间物种多样性及群落结构的异质性特征。结果表明:(1)在水平分布格局上,5个样带天山云杉角尺度平均值为0.545,各地点间的变化较小,群落均呈团状分布格局;大小比数平均值为0.490,群落内林木的生长状态介于亚优势与优势之间,由西至东表现为中庸木-亚优势木-中庸木的转变特征。(2)在垂直分布格局上,5个地点不同海拔高度天山云杉角尺度的变化显示随海拔高度的增加该群落呈现聚集分布-随机分布-聚集分布-随机分布的交替变化规律;大小比数随海拔高度的变化显示群落中天山云杉林木生长分化特征随海拔的增加呈现出亚优势-中庸-亚优势-劣势的规律。(3)5个地点样带调查植物共196种,隶属于44科117属。其中乔木层有4科5属7种植物;灌木层有7科14属31种;草本层有36科101属158种植物。天山云杉林树种组成相对简单,从种群数量、密度和胸高断面积等参数上,天山云杉均为绝对优势种,组成主林层。(4)幼苗幼树总计百分比排序为:新源>天池>昭苏>呼图壁>奇台;小径木总计百分比排序为:昭苏>新源>奇台>呼图壁>天池;中径木总计百分比排序为:昭苏>天池>呼图壁>奇台>新源;大径木总计百分比排序为:奇台>呼图壁>新源>天池>昭苏。昭苏、新源、天池、呼图壁天山云杉乔木的径级分布随海拔表现为正态分布。幼苗幼树、小径木、中径木、大径木种群数量随着经度的变化,也表现为正态分布。(5)天山云杉群落各层的丰富度表现为:草本层>灌木层>乔木层。草本层的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Hurlbert指数均为最高,分布最均匀;灌木层的种类较少,其丰富度指数较低。刚毛忍冬数量较多,优势地位明显,所以灌木层的Simpson优势度指数较高。乔木层的分布不均匀,但其Simpson优势度指数最高,即天山云杉的优势地位非常明显。(6)天山云杉群落乔木层在低海拔范围的丰富度指数和多样性指数较高,随海拔的升高有所降低,但在天山云杉的最适分布区时丰富度和多样性指数的变化不大。均匀度指数在海拔1750~2450m区间内表现为先增加后减少,从2450~2850m则逐渐增加。在2550~2850m天山云杉群落乔木层的优势度指数最大。灌木层的丰富度指数、均匀度指数、多样性指数表现为低海拔和高海拔高,中海拔区间低。草本层的丰富度指数、均匀度指数、多样性指数在1750~2250m范围内变化较小,而在2250~2850m区间内,随着海拔的升高,丰富度指数、均匀度指数、多样性指数降低。(7)天山云杉群落乔木层多样性随经度的变化,丰富度指数、多样性指数、均匀度指数从西到东整体表现为先增加再减小的趋势。草本层和灌木层的丰富度指数随经度的变化表现为中部低东西部高,而多样性指数和均匀度指数则随着经度的变化较小,表明天山山脉中部的天山云杉群落乔木层要优于东部和西部。而灌木层和草本层则表现为东部、西部优于中部。

林笑雨[5]2016年在《闽楠天然林林分结构分析》文中研究表明林分结构是研究森林经营的基础,在一定程度上对森林的自我调节、发展方向和经营效率产生着重要的影响,而只有充分了解了当前林分的结构特点、影响因子和经营状况,才能培育出健康稳定的森林。本文以福建省三明市明溪县瀚仙镇连厝村沙洲坑甲闽楠自然保护区的闽楠天然林为研究对象,利用罗盘仪、卷尺等工具设立15块标准地,并对范围内的林木进行每木检尺和研究调查,并结合相关数学模型和数理统计学方法,分别从树种组成、直径分布、树高分布等方面研究闽楠天然林分的非空间结构;采用混交度、大小比数、角尺度和聚集指数等指标研究林分的空间结构,为闽楠天然林林分的经营管理等提供理论依据。本文的主要研究结果如下:(1)研究地闽楠天然林林分的树种组成较单一,以闽楠树种所占比例最大,其林分直径分布和林分树高分布均呈现中间高两边低的非对称山状曲线,各树高阶直径的分布规律和各径阶树高的分布规律与整个林分基本一致,整体的变化趋势均呈中间高两边低的非对称山状曲线,且二者的变动幅度均小于林分直径、树高的变动幅度,可视其实际情况分别用正态分布、威布尔分布和贝塔分布函数进行描述。(2)利用混交度对闽楠天然林的树种空间隔离程度进行研究表明,研究地闽楠天然林林分的平均树种空间隔离程度为零度到弱度,混交度的分布频率大体上随着混交程度的增加而减少;而林分不同树种的空间隔离程度主要表现为,闽楠树种的平均树种空间隔离程度主要以零度和弱度为主,其余树种的平均树种空间隔离程度则主要以强度和极强度为主。(3)利用大小比数对闽楠天然林的大小分化程度进行研究表明,闽楠天然林的林木在胸径和冠幅上主要呈现中庸状态,在树高上呈现轻微的劣态,而在反应相邻木之间的生长优势度上,胸径和冠幅间的一致性比胸径和树高、树高和冠幅间的一致性好。(4)通过利用角尺度和聚集指数对闽楠天然林的空间分布格局进行研究表明,在林木空间位置上的分布形式上,研究地闽楠天然林林分的空间分布格局主要呈现聚集分布;在最近相邻木间距离上的分布形式上,闽楠天然林林分的空间格局主要呈现随机分布。

柏云龙, 刘华, 白志强, 刘贵峰, 郭仲军[6]2012年在《天山云杉天然林群落空间结构异质性分析》文中研究说明为了解天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)天然林群落空间结构的变异规律,沿天山山脉由西至东选择5个地点(昭苏、新源、呼图壁、天池、奇台),在每一地点沿海拔布设样带进行天山云杉群落调查,样带海拔区间为1700~2900 m。利用角尺度、大小比数分析其群落空间结构特征。结果表明:(1)5个样带天山云杉角尺度平均值为0.545,群落呈团状分布格局;大小比数平均值为0.490,群落内林木的生长状态介于亚优势与优势之间。(2)不同海拔高度天山云杉角尺度的变化显示随海拔高度的增加该群落呈现聚集分布-随机分布-聚集分布-随机分布的交替变化规律;大小比数随海拔高度的变化显示群落中天山云杉林木生长分化特征随海拔的增加呈现出亚优势-中庸-亚优势-劣势的规律。(3)5个地点天山云杉角尺度平均值随着经度的变化较小,各地点均呈明显的整体团状分布;而林木大小分化由西至东表现为中庸木-亚优势木-中庸木的转变特征。

侯红亚[7]2014年在《小兴安岭原始阔叶红松林空间结构的研究》文中进行了进一步梳理为探讨原始林生态系统结构与功能,并为合理保护和经营阔叶红松林提供科学依据,同时也为同区域的天然次生林的恢复及经营提供近自然经营的模板,本文以黑龙江省凉水国家级自然保护区内建立的近30hm2的典型阔叶红松林固定监测样地为研究对象,研究了该阔叶红松林的树种组成和径级结构,采用角尺度、混交度、大小比数研究该林分的空间结构特征,应用点格局分析方法O-ring统计方法分析了主要种群整体上以及在不同林层中的空间分布格局及其关联性。结果表明:样地中胸径≥1cm的乔木树种共有23种,树种组成多样,树种密度差异很大。样地中所有个体的径级结构呈典型的倒“J”形分布,径级分布合理,主要种群的径级结构主要呈倒“J”形或偏正态分布。该群落以及各主要种群拥有足够的幼苗库和幼树库,维持自身的更新,群落处于增长阶段或稳定阶段。样地的平均角尺度为0.523,林分整体上的处于不稳定的聚集分布状态。样地的平均混交度为0.756,树种之间的隔离程度很大,说明该阔叶红松林是一个由不同树种组成的处于强度混交向极强度混交过渡的复杂森林群落。各树种的平均混交度取值范围是0.66-0.90。林分的胸径和树高平均大小比数分别为0.501和0.510,都处于中庸状态。各树种胸径和树高的平均大小比数取值范围都是0.27-0.72,说明样地中各树种之间的胸径和树高大小分化明显。样地总体以及各树种在胸径和树高优势程度的比较上都具有较强的一致性,采用胸径大小比数来代替树高大小比数表达林分在垂直方向的异质性是可行的。各种群整体上以及在不同林层中的空间分布格局表现出了一致的规律性,主要呈现聚集分布,在小尺度上的聚集强度较大,随着尺度的增大,聚集强度减小,逐渐趋向于随机分布。各种群之间的种间关联性各不相同,但是各树种之间主要呈显著正相关或无关联性,呈负相关的情况较少,说明种群之间的竞争并不激烈。各种群在不同林层中表现出的空间关联性以及不同林层内的各种群的种内空间关联性各异。不同林层内的各种群种间的空间关联性十分复杂,在不同的林层中表现出不同的关联性,表现为互相促进或是抑制生长,或是相互独立。对群落中多树种之间的总体关联性进行分析,同样发现,物种之间呈显著的正相关关系,各个物种共同分享生境资源,互利共生,表现出对环境资源利用的协调性,说明该群落处于稳定的发展阶段。

方江平[8]2010年在《西藏原始林芝云杉林群落结构与功能研究》文中指出西藏亚高山暗针叶林是我国森林资源中保存较为完好的天然林之一,对西藏原始林芝云杉林生态系统结构、生物量与生产力、水文效益及养分循环的系统研究,可为揭示西藏亚高山暗针叶林高蓄积量的规律提供科学依据,也进一步丰富我国高海拔地区森林生态系统研究。西藏原始林芝云杉林群落中有53科116属144种植物,其中蔷薇科和菊科为优势科,单种科属植物所占比例较大,温带属占总属的76.14%。群落物种丰富度和多样性指数较低,而均匀度和优势度指数较大,说明该群落处于演替顶级。林分中以中大径级的乔木个体为主,种群处于稳定至衰退型阶段。空间点格局分析表明,在小尺度范围内小径级的云杉个体趋于集群分布,随着树木的生长,乔木个体呈随机分布。林内林窗以大于100 m2的大林窗为主,其形成木以中径级的干折为主。林分更新主要在中林窗中发生,其更新数量是相邻林冠的3.45倍,并且幼树高度增长了1.5倍。西藏原始林芝云杉标准木近80%的生物量集中在树体中下部,86%的根生物量集中在0~0.60 cm的土层中。在水平分布上,枝和叶在开阔空间生物量较高,而根在各方向上无差异。林分的总生物量为367.49 t.hm-2,其中乔木层的比例最大(75.28%),其次为凋落层、下木层、死亡木、灌木层、层间植物(藤本+苔藓)、草本层。在乔木层中生物量分布是干材>树根>树皮>树枝>树叶,并且随着树木的生长,干材和树皮的比例递增,而枝、叶所占比例递减,地上与地下部分比值也在逐渐减小西藏原始林芝云杉林年净初级生产力为10.65 t·hm-2·a-1,其中乔木层生产力最高(46.96%),其次为凋落物、下木层、灌木层、苔鲜层、草本层和层间植物。在乔木层中生产力分布规律为干材>树枝>树叶>树根>树皮。林芝云杉直径与树高生长速度不同步,整个生长过程可分为幼龄期、速生期和速生稳定期,其中速生期可长达100年,加之无病虫毒的发现,导致林芝云杉蓄积量极高。西藏原始林芝云杉林的年降水量为716.4 mm,主要集中在4-9月份。在生长季节中,林冠截留量为338.6 mm,林内穿透水量为316.3 mm,而树干茎流量仅为0.9mm。林下凋落厚度5.0 cm,最大持水率323.13%,有效持水量为92.26 t.hm-2,凋落层由上到下,持水量呈下降趋势。林下土壤随深度增加,容量逐渐增大,而最大持水量、毛管持水量和最小持水量都在逐渐下降,同样土壤毛管孔隙度和总孔隙度也在下降,表明土壤的持水能力随深度的增加而逐渐减弱。大气降水中各养分元素较低,经过林冠之后,SO42-、Zn和Cl-的浓度有所下降,而其它元素增加。经过土壤之后,SO42-、Zn和Fe浓度下降,其它元素的浓度升高。西藏原始林芝云杉林年凋落量为3.40t·hm-2·a-1,其中云杉枝和叶凋落量各占24.3%、26.1%。1年内呈现两个凋落高峰期,分别在生长初期和末期。分解样品袋置于苔藓下方分解速率最快,初始分解速率与环境温度呈正线性相关。凋落叶的分解速率比小枝快,1年后前者失重率比后者高3倍,半衰期分别为1.75年和8.08年。随分解时间的推移,凋落物中K元素含量下降最快,1年后其养分元素含量下降了近1/2,而Ca元素在分解中途含量还相对升高。各养分元素在分解过程中释放量存在明显差异,1年后K元素释放76.36%,而Ca元素仅释放24.01%。西藏原始林芝云杉标准木中干材养分元素含量最低,N、P、K元素在当年叶含量较高。林内土壤层积累的养分最多,但有效利用率仅1-3%。乔木层养分积累主要在干材中,而叶中最少。5种养分元素的积累速率为104.81 kg·hm-2·a-1,排序为Ca>N>K>P>Mg,但在乔木层各器官中各元素积累速率不相同。林分年归还总量达到169.288 kg·hm-2·a-1,其中地上凋落物年归还量最高,其次是地下凋落物,各归还元素的排序为Ca>N>K>Mg>P。西藏原始林芝云杉林中各器官的碳元素含量差异不大。生态系统中碳储量高达305.6 t.hm-2,其中乔木层储量最多,占总量的48.29%,其次是土壤层,占总量的38.31%。林分年固碳速率为3.58 t·hm-2.a-1,其中以乔木层固碳速率最大,占总量的70.57%。

孙丽[9]2011年在《天山西部云杉生长量遥感模型研究》文中指出生长量可以作为评定立地条件好坏及经营措施效果的指标,正确地分析研究并掌握林木的生长规律,采用相应的经营管理措施,可以改善树木的生长状况,提高生长量。以特克斯县为研究对象,利用样地实测数据结合GIS手段提取相关因子,并进行因子的数量化,分析了各遥感因子与连年生长量之间的相关关系,运用统计软件进行回归分析,建立了相关性显著的回归模型。并将分析结果经过检验,再将拟合较好的模型进行比较,最终选定最优模型,并对特克斯县的云杉生长量进行了遥感反演。通过以上研究得到主要结论如下:(1)根据云杉分布状况,选择云杉长势较好的特克斯县,并采用1996年、2001年和2006年的51个样地中1365株样木的胸径数据。遥感影像选择Landsat-7-ETM+数据以及SRTM-DEM数据。(2)利用云杉单株胸径数据,经过统计计算,推算出特克斯县的一元材积表及材积经验式为V = 0. 00010447D2.54202946,由此计算各年份的云杉材积,并计算出定期生长量与连年生长量,可得51个样地的样木在1996-2006年定期生长量为3.64463m~3,1996-2006年连年生长量为0.364463m~3。(3)由于生长量与海拔梯度增加呈现单峰型变化格局,故需对海拔的实际值进行数量化,即海拔依据生长量分级,根据海拔数据结合大量文献资料,可将海拔分为5级。坡向数据也需进行数量化处理,坡向可以分为8个方向,分级方法是将360°根据坡向进行划分,北坡为等级8,南坡为等级1。(4)根据生长量数据对影响因子进行相关性分析,分析的因子有红光、绿光、蓝光、近红外、短波红外、NDVI及立地因子的海拔、坡度、坡向,共九个因子。通过主成分分析和相关分析筛选因子。最后留下4个影响因子,分别为绿光、NDVI、高程、坡向。(5)通过对4个因子的多元线性计算和对其进行回归方程显著性F检验,并对回归系数进行T检验,结果表明:绿光波段不能通过回归系数检验,故选择3和2因子模型进行计算,对所得4个方程进行对比比较,并进行误差检验,得到最优预测模型为3因子NDVI、高程、坡向的多元回归方程: Y=-0.003716+0.018369*N+0.001966*E+0.000666*A。(6)利用预测模型对特克斯县的云杉连年生长量进行遥感反演,可得云杉连年生长量为1.332684×10~4m~3,云杉的面积为9.523737×10~4hm~2。与高程、坡向叠加分析,可得生长量的变化趋势表现为中海拔处最大,即在1900~2599m的云杉生长量为1.126898×10~4m~3,占84.56%。生长量增加最多的是阴坡,即北坡,生长量为4.65614×10~3 m~3,占34.94%。

刘贵峰[10]2008年在《天山云杉种群与群落特征及其地理变化规律的初步研究》文中认为天山山脉的森林主要是以天山云杉为优势树种组成的山地森林,天山云杉林随经度位置及相应环境条件的变化而分布在不同的海拔范围内,优势树种天山云杉的生长状况及群落内其他伴生植物的种类和数量也随着不同经度位置海拔高度的变化而呈现出不同的垂直梯度变化规律。本文选择我国新疆境内天山山脉从西到东约12个经度(81°05′-93°41.5′E)范围内5个地点(昭苏、巩留、乌苏、乌鲁木齐和哈密)的天山云杉群落进行垂直样带调查,研究天山云杉种群的结构、动态、分布格局和针叶、球果大小性状的变化,分析了林分因子、物种多样性和生物量等群落特征,初步探讨了天山云杉种群与群落特征随经度和海拔梯度的地理变化规律。主要研究结果如下:(1)采用天山云杉各级林木所占的比例、不同径级的株数比例、按径级累计株数百分率的拟合方程等三种方法分析了不同地点的天山云杉种群结构特征。以幼苗幼树和小径木的总计百分率来看,不同地点从多到少的顺序为哈密、乌鲁木齐、巩留、昭苏和乌苏;在昭苏、巩留、乌苏、乌鲁木齐和哈密径级结构呈倒“J”型分布;在昭苏和乌鲁木齐指数曲线相关系数最高,在巩留、乌苏和哈密对数曲线相关系数最高。(2)为了探讨天山云杉种群的动态变化规律,采用“空间代替时间”的方法以种群径级结构代替年龄结构,编制了天山云杉静态生命表,绘制了各个地点天山云杉种群的存活曲线、死亡曲线和损失度曲线及危险率函数曲线。天山云杉的存活曲线整体趋于DeeveyⅡ型,也就是说天山云杉种群目前总体上正处于一个稳定状态;不同地点天山云杉死亡率曲线有两个高峰;不同地点的种群其死亡强度和死亡高峰出现的时间格局有明显的差异。(3)应用理论分布模型和聚集强度指标对天山云杉进行种群分布格局的分析表明,不同发育阶段和不同海拔高度对其分布格局和聚集强度均有不同程度的影响。随着径级的增大或年龄的增加,天山云杉种群的聚集强度在降低;不同海拔高度天山云杉聚集强度都呈现出在高海拔聚集强度最大的分布趋势。(4)采用两种数据处理方法对天山云杉球果大小性状随海拔梯度的变化规律进行了研究。一种是将各调查地点的海拔分别划分为低、中、高三个海拔高度范围,分析天山云杉的球果大小性状随海拔高度的差异性;另一种是采用不同的函数对球果大小性状沿每隔50 m的海拔梯度变化规律进行回归分析。结果表明:在同一地点天山云杉球果大小性状随海拔范围不同而发生相应的变化。天山云杉的球果长和球果长宽比随着海拔高度的增加总体呈现逐渐减小的趋势,而球果宽随海拔梯度变化不显著。天山云杉球果宽较球果长的性状稳定性高。天山云杉球果大小性状随海拔、经度和坡度的变化而发生变异,球果长的变异主要受海拔和坡度的影响,球果宽的变异则主要受经度的影响,而海拔、经度、坡度对球果长宽比都有显著负影响。(5)采用回归分析研究了不同海拔高度之间针叶大小性状的变化规律,运用方差分析和变异系数分析了不同地点天山云杉针叶大小性状变异。天山云杉针叶长和针叶长宽比随着海拔高度的增加总体呈现逐渐减小的趋势,针叶宽度随海拔梯度的升高呈增加趋势。天山云杉针叶长性状较针叶宽性状稳定性高。(6)天山云杉林分平均胸径和最大胸径随海拔梯度的变化差异不显著,而平均树高、最大树高、平均林分密度、胸高断面积和蓄积量随海拔高度的增加总体上呈现单峰型的变化趋势。尽管不同经度位置天山云杉林分布的海拔上下限范围不同,但各个位置天山云杉林分的平均树高、最大树高、平均林分密度、胸高断面积和蓄积量随海拔梯度的变化都可以用二次曲线方程进行描述;除了林分密度、幼苗幼树密度呈现中东部(乌鲁木齐和哈密)﹥西部(巩留)的分布趋势外,其他各个林分因子包括平均胸径、最大胸径、平均树高、最大树高、胸高断面积、蓄积量、东西冠幅、南北冠幅和平均冠幅都呈现西部(巩留)﹥中东部(乌鲁木齐和哈密)的分布趋势。(7)各经度位置的天山云杉群落基本上是以天山云杉为优势树种的纯林,乔木和灌木种类很少,草本植物的丰富度主要是由优势树种天山云杉来控制的。天山云杉在中等海拔范围分布最集中、郁闭度最大、生长最好、蓄积量最高,造成了此范围内草本植物的物种丰富度最低。尽管不同经度位置天山云杉林分布的海拔上下限范围不同,但天山云杉群落草本丰富度随海拔梯度的变化趋势都呈现山谷型曲线,都可以用二次曲线方程进行描述。(8)根据群落调查数据,采用回归方程推算了不同地点天山云杉林的生物量。不同地点天山云杉的生物量变化在88.695和436.915 t·hm-2之间,不同地点天山云杉生物量总体呈现西部大于中东部的趋势,天山云杉生物量随海拔高度和林木径级的变化总体上都呈现单峰型的格局。

参考文献:

[1]. 天山云杉天然林植物多样性与空间结构研究[D]. 叶尔江·拜克吐尔汉. 北京林业大学. 2012

[2]. 天山云杉天然林林分空间格局的研究[D]. 李明辉. 新疆农业大学. 2000

[3]. 天山云杉天然更新微生境及其幼苗格局与动态分析[D]. 陈迪马. 新疆农业大学. 2006

[4]. 天山云杉群落结构及物种多样性研究[D]. 柏云龙. 安徽农业大学. 2013

[5]. 闽楠天然林林分结构分析[D]. 林笑雨. 福建农林大学. 2016

[6]. 天山云杉天然林群落空间结构异质性分析[J]. 柏云龙, 刘华, 白志强, 刘贵峰, 郭仲军. 植物科学学报. 2012

[7]. 小兴安岭原始阔叶红松林空间结构的研究[D]. 侯红亚. 东北林业大学. 2014

[8]. 西藏原始林芝云杉林群落结构与功能研究[D]. 方江平. 中南林业科技大学. 2010

[9]. 天山西部云杉生长量遥感模型研究[D]. 孙丽. 新疆师范大学. 2011

[10]. 天山云杉种群与群落特征及其地理变化规律的初步研究[D]. 刘贵峰. 中国林业科学研究院. 2008

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天山云杉天然林林分空间格局的研究
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