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基于土壤水分承载力的林分密度计算与调控——以六盘山华北落叶松人工林为例

曹恭祥 王彦辉 熊伟 于澎涛 杜敏 孙浩 李振华 王云霓

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基于土壤水分承载力的林分密度计算与调控——以六盘山华北落叶松人工林为例

  • 基金项目:

    国家林业局林业公益性行业科研专项(200904056);科技部“十二五”农村领域国家科技计划(2012BAD22B030102);国家自然科学基金项目(41230852);国家林业局宁夏六盘山森林生态站资助

  • 中图分类号: S791.22

Calculation and Regulation of Forest Stand Density According to Soil Water Carrying Capacity:A Case of Larix principis-rupprechtii Plantation in Liupan Mountains

  • CLC number: S791.22

  • 摘要: 立地水分条件决定的植被承载力是干旱缺水地区森林合理经营的重要依据。考虑到干旱缺水地区的森林蒸散耗水在水分输出中占据绝对主导地位,其大小直接与叶面积指数(LAI)相关,将林冠LAI在生长季一段时间内的最大值(LAImax)作为植被承载力(LAIc)的量化指标,利用冠层分析仪(LAI-2000),在六盘山香水河小流域和叠叠沟小流域的44个华北落叶松人工林样地,实测了冠层LAI的季节动态变化,研究了生长季内LAImax与林分断面积、郁闭度、平均树高、密度等常用林分结构指标的关系。结果表明:LAImax与林分不同结构指标均呈幂函数关系,其决定系数(R2)依次为0.84、0.82、0.56、0.47,说明能同时反映林分密度和树体大小的林分断面积与林冠LAI相关最紧密。将LAImax与林分断面积的幂函数关系嵌入了林分平均胸径与林分密度和林龄关系的模型,用以描述LAImax与林龄和密度的关系,并利用样地实测数据拟合了模型参数。拟合建立的模型对所有样地的LAImax的计算值与实测值的相对误差平均为8.6%(0% 20.4%),能较好地描述LAI与林龄和密度的关系。利用此模型,进一步导出了能依据给定的LAIc,简捷计算出不同林龄时的可承载林分密度的模型,从而为基于立地水分植被承载力的林分密度管理和森林多功能经营等提供技术支持。
  • [1]

    Watson D J. Comparative physiological studies on the growth of field crops. I. Variation in net assimilation rate and leaf area between species and varieties, and within and between years[J]. Annals of Botany, 1947,11:41-76
    [2]

    Weiss M, Baret F, Smith G J, et al. Review of methods for in situ leaf area index (LAI) determination Part II. Estimation of LAI, errors and sampling[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2004, 121:37-53
    [3]

    Arias D, Calvo-Alvarado J, Dohrenbusch A. Calibration of LAI-2000 to estimate leaf area index (LAI) and assessment of its relationship with stand productivity in six native and introduced tree species in Costa Rica[J]. Forest Ecology and Management, 2007, 247:185-193
    [4] 丹 利,季劲钧,马柱国.新疆植被生产力与叶面积指数的变化及其对气候的响应[J].生态学报, 2007, 27(9):3582-3592

    [5]

    Jonckheere I, Fleck S, Nackaerts K, et al. Review of methods for in situ leaf area index determination. Part I. Theories, sensors and hemispherical photography[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2004, 121:19-35
    [6] 邹 杰,阎广建.森林冠层地面叶面积指数光学测量方法研究进展[J]. 应用生态学报, 2010,21(11):2971-2979

    [7]

    Schleppi P, Conedera M, Sedivy I, et al. Correcting non-linearity and slope effects in the estimation of the leaf area index of forests from hemispherical photographs[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2007, 144:236-242
    [8] 郭志华,向洪波,刘世荣,等.落叶收集法测定叶面积指数的快速取样方法[J].生态学报, 2010, 30(5):1200-1209

    [9]

    Chen J M. Optically-based methods for measuring seasonal variation of leaf area index in boreal conifer stands[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 1996, 80:135- 163
    [10]

    Nasahara K N, Muraoka H, Nagai S, et al. Vertical integration of leaf area index in a Japanese deciduous broad-leaved forest[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2008, 148:1136-1146
    [11]

    Sprintsin M, Cohen S, Maseyk K, et al. Long term and seasonal courses of leaf area index in a semi-arid forest plantation[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2011, 151:565-574
    [12]

    Asner G P, Scurlock J M O, Hicke J A. Global synthesis of leaf area index observations: implications for ecological and remote sensing studies[J]. Global Ecology & Biogeography, 2003, 12:191-205
    [13]

    Ishihara M I, Hiura T. Modeling leaf area index from litter collection and tree data in a deciduous broadleaf forest[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2011, 151:1016-1022
    [14] 孙鹏森, 刘世荣, 刘京涛,等. 利用不同分辨率卫星影像的NDVI 数据估算叶面积指数(LAI)——以岷江上游为例[J]. 生态学报, 2006, 26(11): 3826-3834

    [15]

    Hebert M T, Jack S B. Leaf area index and site water balance of loblolly pine (Pinus taeda L.) across a precipitation gradient in East Texas[J]. Forest Ecology and Management, 1998, 105:273-282
    [16]

    Molina A J, del Campo A D. The effects of experimental thinning on throughfall and stemflow: A contribution towards hydrology-oriented silviculture in Aleppo pine plantations[J]. Forest Ecology and Management, 2012, 269:206-213
    [17]

    Wasseige C D, Bastin D, Defourny P. Seasonal variation of tropical forest LAI based on field measurements in Central African Republic[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2003, 119:181-194
    [18] 张佳华,符淙斌,延晓冬,等.全球植被叶面积指数对温度和降水的响应研究[J]. 地球物理学报, 2002, 45(5):631-638

    [19] 郭忠升,邵明安.半干旱区人工林草地土壤旱化与土壤水分植被承载力[J]. 生态学报, 2003, 23(8):1640-1647

    [20] 郭忠升,邵明安.雨水资源、土壤水资源与土壤水分植被承载力[J]. 自然资源学报, 2003,18(5):523-528

    [21] 熊 伟.六盘山北侧主要造林树种耗水特性研究. 北京:中国林业科学研究院, 2003

    [22]

    Iida S, Tanaka T, Sugita M. Change of evapotranspiration components due to the succession from Japanese red pine to evergreen oak[J]. Journal of Hydrology, 2006,326;166-180
    [23]

    Andersen J, Dybkjaer G, Jensen K H, et al. Use of remotely sensed precipitation and leaf area index in a distributed hydrological model[J]. Journal of Hydrology, 2002, 264(1/4):34-50
    [24] 王彦辉,熊 伟,于澎涛,等.干旱缺水地区森林植被蒸散耗水研究[J]. 中国水土保持科学, 2006, 4 (4): 19-25

    [25] 刘建立,王彦辉,于澎涛,等.六盘山叠叠沟小流域典型坡面土壤水分的植被承载力[J]. 植物生态学报, 2009, 33(6):1101-1111

    [26] 田有亮,何炎红,郭连生.乌兰布和沙漠东北部土壤水分植被承载力[J]. 林业科学, 2008, 44(9):13-19

    [27] 童鸿强,王玉杰,王彦辉,等.六盘山叠叠沟华北落叶松人工林叶面积指数的时空变化特征[J].林业科学研究, 2011, 24(1):13-20

    [28] 时忠杰.六盘山香水河小流域森林植被的坡面生态水文影响. 北京:中国林业科学研究院, 2006

    [29] 段 旭.六盘山地区水文要素坡面变化. 北京:中国林业科学研究院, 2011

    [30] 李永宁,张宾兰,秦淑英,等.郁闭度及其测定方法研究与应用[J]. 世界林业研究, 2008, 21(1):40-46

    [31] 郝 佳,熊 伟,王彦辉,等. 华北落叶松人工林叶面积指数实测值与冠层分析仪读数值的比较和动态校正[J]. 林业科学研究, 2012, 25(2):231-235

    [32]

    Hebert M T, Jack S B. Leaf area index and site water balance of loblolly pine (Pinus taeda L.) across a precipitation gradient in East Texas [J]. Forest Ecology and Management, 1998,105:273-282
    [33] 郝 佳.宁夏六盘山华北落叶松人工林密度对多功能的影响. 北京:中国林业科学研究院, 2012

    [34]

    Will R E, Narahari N V, Shiver B D, et al. Effect of planting density on canopy dynamics and stem growth for intensively managed loblolly Pine stands[J]. Forest Ecology and Management, 2005,205:29-41
    [35] 项文化,林 柏,吴迂芳.杉木人工林叶面积指数的变化[J].林业科学, 1997, 33(2):139-142

    [36] 陈 厦,桑卫国. 暖温带地区3种森林群落叶面积指数和林冠开阔度的季节动态[J]. 植物生态学报, 2007, 31(3):431-436

    [37]

    Davi H, Baret F, Huc R, et al. Effect of thinning on LAI variance in heterogeneous forests[J]. Forest Ecology and Management, 2008, 256:890-899
    [38] 朱春全,雷静品,刘晓东,等.不同经营方式下杨树人工林叶面积分布与动态研究[J]. 林业科学, 2001, 37(1):46-51

    [39] 苏宏新,白 帆,李广起. 3类典型温带山地森林的叶面积指数的季节动态:多种监测方法比较[J]. 植物生态学报, 2012, 36(3):231-242

    [40] 常国梁,赵万启,贺康宁,等.青海大通退耕还林工程区的林木耗水特性[J].中国水土保持科学,2005,3(1):58-65

  • [1] 童鸿强王玉杰王彦辉于澎涛熊伟徐丽宏周杨 . 六盘山叠叠沟华北落叶松人工林叶面积指数的时空变化特征. 林业科学研究, 2011, 24(1): 13-20.
    [2] 王占印于澎涛王双贵余治家胡永强夏固成王彦辉熊伟 . 宁夏六盘山区辽东栎林的空间分布及林分特征. 林业科学研究, 2011, 24(1): 97-102.
    [3] 高迪郭建斌王彦辉王晓马菁洪流高艳斌 . 宁夏六盘山不同林龄华北落叶松人工林枯落物水文效应. 林业科学研究, 2019, 32(4): 26-32. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.04.004
    [4] 刘延惠王彦辉于澎涛熊伟莫菲王占印 . 六盘山主要植被类型的生物量及其分配. 林业科学研究, 2011, 24(4): 443-452.
    [5] 徐丽宏王彦辉熊伟于澎涛 . 六盘山典型植被类型土壤水文生态功能研究. 林业科学研究, 2012, 25(4): 456-463.
    [6] 郝佳熊伟王彦辉于澎涛刘延惠徐丽宏王轶浩张晓蓓 . 华北落叶松人工林叶面积指数实测值与冠层分析仪读数值的比较和动态校正. 林业科学研究, 2012, 25(2): 231-235.
    [7] 张雷燕刘常富王彦辉时忠杰何常清熊伟于澎涛 . 宁夏六盘山南侧森林枯落物及土壤的水文生态功能研究. 林业科学研究, 2007, 20(1): 15-20.
    [8] 陈佳佳周梅赵鹏武许重阳石亮宝虎刘艳军曹光明 . 内蒙古罕山华北落叶松径向生长特征及水热环境响应. 林业科学研究, 2023, 36(4): 50-58. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220467
    [9] 张雪刘兵兵王彦辉于澎涛段文标张军 . 六盘山区辽东栎林分结构对各植物层生物量的影响. 林业科学研究, 2023, 36(3): 71-79. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220479
    [10] 玉 宝乌吉斯古楞王百田王立明达布希拉图 . 兴安落叶松天然林不同林分结构林木水平分布格局特征研究. 林业科学研究, 2010, 23(1): 83-88.
    [11] 陈双林萧江华邹跃国 . 勃氏甜龙竹笋苗兼用林林分结构优化模式初步研究. 林业科学研究, 2003, 16(6): 677-683.
    [12] 姚甲宝曾平生袁小平吴建国楚秀丽周志春 . 间伐强度对木荷-萌芽杉木中龄混交林生长和林分结构的影响. 林业科学研究, 2017, 30(3): 511-517. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2017.03.021
    [13] 商添雄韩海荣程小琴蔡锰柯李斌张雯雯 . 华北落叶松人工林生长对抚育间伐的响应及其与土壤因子的关系. 林业科学研究, 2019, 32(6): 40-47. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.06.006
    [14] 杜阿朋于澎涛王彦辉袁玉欣郭明春何常清管伟 . 六盘山北侧叠叠沟小流域土壤物理性质空间变异的研究. 林业科学研究, 2006, 19(5): 547-554.
    [15] 曾祥谓玉宝乌吉斯古楞红玉达楞巴雅尔杨浩 . 云冷杉过伐林主要树种结构特征分析. 林业科学研究, 2014, 27(4): 481-486.
    [16] 王磊孙长忠周彬 . 北京九龙山不同结构侧柏人工纯林降水的再分配. 林业科学研究, 2016, 29(5): 752-758.
    [17] 廖宝文郑德璋郑松发 . 海南岛清澜港红树林次生灌丛生物量与叶面积指数测定*. 林业科学研究, 1993, 6(6): 680-685.
    [18] 张桐王彦辉王玉杰邓秀秀 . 黄土高原土石山区土壤密度的坡面变化——以六盘山香水河小流域为例. 林业科学研究, 2016, 29(4): 545-552.
    [19] 于卫平孙向阳马晖黄利江张广才牛长明王富伟刘伟泽王涵张新宁白永强李蔓芝张振文时新宁王力 . 宁夏防沙治沙及沙产业技术开发研究. 林业科学研究, 2004, 17(s1): 1-8.
    [20] 蒋丽娅张家兴程向芬高峻桑玉强张劲松 . 华北土石山区荆条潜在蒸散量及作物系数分析. 林业科学研究, 2023, 36(5): 50-59. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220501
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-12-09

基于土壤水分承载力的林分密度计算与调控——以六盘山华北落叶松人工林为例

  • 1. 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所, 国家林业局森林生态环境重点实验室, 北京 100091
  • 2. 中南林业科技大学林学院, 湖南 长沙 410002
基金项目:  国家林业局林业公益性行业科研专项(200904056);科技部“十二五”农村领域国家科技计划(2012BAD22B030102);国家自然科学基金项目(41230852);国家林业局宁夏六盘山森林生态站资助

摘要: 立地水分条件决定的植被承载力是干旱缺水地区森林合理经营的重要依据。考虑到干旱缺水地区的森林蒸散耗水在水分输出中占据绝对主导地位,其大小直接与叶面积指数(LAI)相关,将林冠LAI在生长季一段时间内的最大值(LAImax)作为植被承载力(LAIc)的量化指标,利用冠层分析仪(LAI-2000),在六盘山香水河小流域和叠叠沟小流域的44个华北落叶松人工林样地,实测了冠层LAI的季节动态变化,研究了生长季内LAImax与林分断面积、郁闭度、平均树高、密度等常用林分结构指标的关系。结果表明:LAImax与林分不同结构指标均呈幂函数关系,其决定系数(R2)依次为0.84、0.82、0.56、0.47,说明能同时反映林分密度和树体大小的林分断面积与林冠LAI相关最紧密。将LAImax与林分断面积的幂函数关系嵌入了林分平均胸径与林分密度和林龄关系的模型,用以描述LAImax与林龄和密度的关系,并利用样地实测数据拟合了模型参数。拟合建立的模型对所有样地的LAImax的计算值与实测值的相对误差平均为8.6%(0% 20.4%),能较好地描述LAI与林龄和密度的关系。利用此模型,进一步导出了能依据给定的LAIc,简捷计算出不同林龄时的可承载林分密度的模型,从而为基于立地水分植被承载力的林分密度管理和森林多功能经营等提供技术支持。

English Abstract

参考文献 (40)

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