不同森林管理预案下友好林业局森林景观的动态变化

Knowledge about cumulative effects of forest management alternatives on forest landscape is required to make forest management decision. In this paper,a spatially explicit landscape model,LANDIS,was applied to simulate forest landscape changes in 200 years under four management alternatives (no cutting,clearcutting,selective cutting I and II) in Youhao Forestry Bureau located in Small Khingan Mountains. APACK was used to calculate distribution area of the representative species and species age cohort for six species. The results showed:1) timber harvest decreased area percentage of representative conifer species,Pinus koraiensis,Picea koraiensis and Picea jezoensis,Larix gmelinii to some extent compared to no cutting. The most influencing cutting mode for the area percentage of Tilia amurensis and Quercus mongolica was selective cutting II,followed by selective cutting I and clearcutting. To the contrast,the change of area percentage of Betula phatyphylla was contrary to the management alternatives; 2) As to species age cohort composition,timber harvest significantly changed age structure,that is,it decreased over-matured age cohort of representative species,and increased seedling and middle-age cohort (B. phatyphylla was not included,because its area percentage of over-mature age cohort was the highest under clearcutting than other three scenarios).

不同针阔树种造林比例下小兴安岭森林景观的动态模拟

采用空间直观森林景观模型(LANDIS)模拟了不同针、阔树种造林比例(P1,100%阔叶树;P2,70%阔叶树、30%针叶树;P3,50%阔叶树、50%针叶树;P4,30%阔叶树、70%针叶树;P5,100%针叶树)和采伐后完全依赖天然更新(P6)6种预案下2001—2201年小兴安岭友好林业局森林景观的动态变化.结果表明:人工更新造林措施可以有效地促进研究区森林资源的恢复,但单一营造针叶树的预案会使其阔叶树的面积百分比低于P6预案,而单一地营造阔叶树会导致该预案下针叶树的面积百分比低于P6预案;随着针叶树种造林比例的增加,针叶树(红松和落叶松)所占面积比例随之增加;随着阔叶树种造林比例的增加,阔叶树(蒙古栎)所占面积亦随之增加;人工更新造林措施减少了研究区白桦的分布面积.不同的造林措施不仅改变树种所占的面积百分比,还影响其空间格局:随着针叶树种造林比例的增加,针叶树(红松和落叶松)的聚集度指数随之增加;随着阔叶树种造林比例的增加,阔叶树(蒙古栎)的聚集度指数随之增加;人工更新造林措施对白桦的聚集度指数无明显影响.

大兴安岭森林景观在不同火干扰及人工更新下的演替动态

该文应用LANDIS模拟大兴安岭图强林业局森林景观1987年特大火灾后,在不同的火干扰条件(不模拟火、火烧轮回期为150年和325年)和不同人工更新方式(完全自然更新、种植落叶松和种植樟子松),3×3种(共9种)模拟方案下300年的动态变化.研究结果表明:火烧轮回期为150年条件下的火烧明显比火烧轮回期为325年方案下的火烧频繁,总的过火面积也多,但前者以轻度火为主,后者以重度火为主.而人工更新下(无论是种植落叶松还是种植樟子松)过火面积要高于自然更新下的过火面积.造林树种的不同对火也有较大的影响,种植樟子松方案下的过火面积相对较大.不同火干扰条件不仅会影响森林主要物种组成面积,而且还会造成其年龄结构的巨大差异.一般而言,火烧轮回期长有利于低耐火性物种,火烧轮回期短有利于高耐火性物种.但如果物种具有很强的种子扩散和定居更新能力,无论该物种的耐火性高还是低,火烧轮回期短则更利于该物种的生存,但幼龄林所占的比重较大.不同的种植更新方案对于森林物种有显著的影响,可以明显地增加所种植的物种在该区所占的比例.

呼中林业局森林采伐方式对森林景观格局的长期影响

采用空间直观景观模型(LANDIS)模拟了大兴安岭地区呼中林业局在无采伐和同一采伐量下皆伐、二次渐伐和择伐共4种方案下森林景观300年的长期动态变化。结果表明,与无采伐方案相比较,采伐使落叶松和云杉的分布面积减小,樟子松、白桦的分布面积增大;择伐对本区分布面积最大的2个树种———落叶松和白桦的影响最小。采伐改变了树种年龄结构,降低了过熟林的相对面积;相对于皆伐而言,渐伐和择伐时降低的程度较大。各种采伐方式间落叶松和云杉的聚集度差异较小,白桦和樟子松的聚集度则存在显著差异。

火控制政策对大兴安岭森林景观、可燃物动态及火险的长期影响

大兴安岭50年来严格的火控制政策已经极大地改变了自然火格局,同时也改变了森林的物种组成和年龄结构。理解大兴安岭森林对长期火控制的响应是制定森林可持续发展的依据之一。本文应用LANDIS模型模拟了大兴安岭森林景观对自然火(1950年以前)和灭火(1950年以后)的长期响应(300年)。结果表明:灭火显著增加了落叶松面积,增加其过熟林面积,减少其幼龄林面积;同时也显著减少白桦面积,减少其幼龄林面积;灭火延长火烧轮回期,火烧次数减少,灾难性火灾发生的机率增加,火险在模拟的50年内迅速上升到高火险等级。在自然火格局下,火险在整个模拟过程中保持较低的等级。所以如果现行的高强度灭火政策继续实施的话,必须要制定大范围的可燃物管理措施(计划火烧、粗可燃物处理等),以降低灾难性火灾发生的机率。计划火烧加粗可燃物去除将成为可燃物管理和森林可持续经营的首选措施。如何评价大兴安岭地区可燃物处理措施的效果,在保持木材生产和生态作用稳定的条件下,最大程度地降低火险也是亟待解决的问题。

空间直观景观模型在呼中林区土壤侵蚀预测研究中的初步应用

土壤通用流失方程 (USLE)已被广泛应用于大尺度的土壤侵蚀预测 .在以往的土壤侵蚀研究中 ,由于只能获得静态的植被图 ,土壤通用流失方程只能用于土壤侵蚀的静态估算 .空间直观景观模型能在大尺度上模拟植被动态 ,为土壤通用流失方程提供动态的植被因子 ,从而使土壤侵蚀的动态模拟成为可能 .本研究结合空间直观景观模型LANDIS和土壤通用流失修正方程 ,以大兴安岭呼中林区为研究区 ,动态地模拟未来 6 5 0年内有采伐和无采伐预案下的土壤侵蚀量 ;同时以无火无采伐预案下的土壤侵蚀为对比值 .结果表明 ,土壤侵蚀量随时间变化呈周期性的波动 ,其波动程度在无火无采伐预案下最小 ,而在有火无采伐预案下最大 ;采伐对土壤侵蚀的影响没有火对土壤侵蚀的影响在空间上表现得明显 ,但是其累积效果则比火的影响强 ;降低采伐所产生的裸露土能有效降低年平均土壤侵蚀量 ,但是对土壤侵蚀动态变化的影响不明显 ;虽然采伐增加使平均土壤侵蚀量增加 ,但是也同时使土壤侵蚀的年际变化更趋于平稳 .

空间直观森林景观模型空间不确定性的地统计学模拟

为了用尽可能小的蒙特卡罗模拟样本来反映模型模拟结果中的不确定性,把拉丁超几何体采样引入地统计随机模拟的LU分解算法.首先把拉丁超几何体采样与普通随机采样在LU分解算法中的表现进行比较,然后把基于拉丁超几何体采样的LU分解法应用于空间直观森林景观模型LANDIS的模拟.结果表明,与普通随机采样相比,拉丁超几何体采样能捕获更多的不确定性,特别是在蒙特卡罗模拟次数较少时.LANDIS模型的模拟结果表明,由地统计学随机模拟所引入的不确定性在象元尺度上随模拟时间增加而增加,但是在景观尺度上并没有受很大影响.这表明由地统计学随机模拟所参数化的LANDIS模型可用于大时空尺度森林景观变化的预测

模拟不同森林可燃物处理对大兴安岭潜在林火状况的影响

大兴安岭林区50年来实施的森林防火政策导致森林火烧轮回期延长,可燃物累积,所以需要将森林可燃物的管理纳入到森林防火政策中。本研究构建10种可燃物处理预案,5种为计划火烧预案(PB02,PB04,PB06,PB08,PB10),另5种为机械清除+计划火烧预案(PR02,PR04,PRP6,PR08,PR10,用无处理预案(notreat)作对照。采用空间直观森林景观模型LANDIS,从火烧面积、不同强度火烧面积和林火强度动态特征来说明不同可燃物处理预案的长期效果(300年)。结果表明,计划火烧虽然可以减少总火烧面积,但随着处理面积的增加,减少幅度不大,对于降低高强度火烧面积效果不显著;机械清除+计划火烧可以有效地减少火烧面积,降低火烧强度[将高强度火(4、5级)降低为低强度火(1、2级)]。建议森林可燃物处理必须长期进行,以达到降低林火强度、减少灾难性火灾发生的机率的目的。

森林采伐对森林景观的长期影响模拟

应用空间直观景观模型(LANDIS),模拟了小兴安岭友好林业局在有无采伐方案下400年内森林景观的动态变化,并利用统计软件APACK计算代表性树种的分布面积、年龄级和反映物种分布格局的聚集度指数。结果表明:与无采伐相反,采伐下的火干扰模式为高频率小面积低强度火烧;采伐对各种群的分布面积影响不大,但显著改变了种群的年龄结构,主要表现为降低了过熟林的分布面积,而增加了其他年龄级森林的分布面积;采伐降低了各树种的聚集度,导致森林景观一定程度上的破碎化。

像元尺度上不确定性对空间景观直观模型模拟的影响

L ANDIS模型是模拟自然和人为干扰下森林景观变化的空间直观景观模型。模型把景观概念化为由相同大小的像元或样地组成的格网。在每一个像元上 ,模型要求输入物种和年龄组信息。但是 ,由于研究区一般由成千上百万个像元构成 ,不可能通过实际调查获取每一个像元上的物种和年龄组信息。因此 ,采用了一种基于小班的随机赋值法从森林调查数据中获取每一个像元的物种和年龄组信息。该方法是一种基于概率的方法 ,会在 L ANDIS模型模拟的物种和年龄组信息的输入中引入不确定性。为了评价由基于小班的随机赋值法所引入像元尺度上的不确定性对模型模拟结果的影响 ,用蒙特卡罗模拟法进行不确定性分析。对 L ANDIS模型模拟的每一个物种 ,用众数年龄组发生频率来定量化单个像元上年龄组信息的不确定性 ,用所有像元上的众数年龄组平均发生频率来定量化年龄组信息在像元尺度上总的不确定性。平均发生频率越高 ,不确定性越低。为了评价基于小班的随机赋值法对景观尺度上模型模拟结果的影响 ,计算了每一个物种在整个研究区内的面积百分比和聚集度指数。变异系数越大 ,不确定性越高。对所有物种 ,年龄组信息不确定性在模型模拟的初期是比较低的 (平均发生频率大于 10 )。种子传播、建群、死亡和火干扰使模型结果的不确定

兴安落叶松老头林对大兴安岭森林景观变化的影响研究

采用空间直观景观模型LANDIS ,以大兴安岭呼中林业局为研究区 ,研究对老头林进行采伐和不进行采伐预案下的森林景观变化动态。结果表明 ,在对老头林不进行采伐预案下 ,各物种的过熟林分布面积要高于进行采伐预案下的分布面积。老头林的存在能使森林景观组分和格局具有更高的稳定性 ,对采伐等干扰具有更大的抗性。因此 ,保护老头林对于大兴安岭森林的可持续发展具有重要的生态学意义。

Permanent Genetic Resources added to Molecular Ecology Resources Database 1 May 2009-31 July 2009

This article documents the addition of 512 microsatellite marker loci and nine pairs of Single Nucleotide Polymorphism (SNP) sequencing primers to the Molecular Ecology Resources Database. Loci were developed for the following species: Alcippe morrisonia morrisonia, Bashania fangiana, Bashania fargesii, Chaetodon vagabundus, Colletes floralis, Coluber constrictor flaviventris, Coptotermes gestroi, Crotophaga major, Cyprinella lutrensis, Danaus plexippus, Fagus grandifolia, Falco tinnunculus, Fletcherimyia fletcheri, Hydrilla verticillata, Laterallus jamaicensis coturniculus, Leavenworthia alabamica, Marmosops incanus, Miichthys miiuy, Nasua nasua, Noturus exilis, Odontesthes bonariensis, Quadrula fragosa, Pinctada maxima, Pseudaletia separata, Pseudoperonospora cubensis, Podocarpus elatus, Portunus trituberculatus, Rhagoletis cerasi, Rhinella schneideri, Sarracenia alata, Skeletonema marinoi, Sminthurus viridis, Syngnathus abaster, Uroteuthis (Photololigo) chinensis, Verticillium dahliae, Wasmannia auropunctata, and Zygochlamys patagonica. These loci were cross-tested on the following species: Chaetodon baronessa, Falco columbarius, Falco eleonorae, Falco naumanni, Falco peregrinus, Falco subbuteo, Didelphis aurita, Gracilinanus microtarsus, Marmosops paulensis, Monodelphis Americana, Odontesthes hatcheri, Podocarpus grayi, Podocarpus lawrencei, Podocarpus smithii, Portunus pelagicus, Syngnathus acus, Syngnathus typhle,Uroteuthis (Photololigo) edulis, Uroteuthis (Photololigo) duvauceli and Verticillium albo-atrum. This article also documents the addition of nine sequencing primer pairs and sixteen allele specific primers or probes for Oncorhynchus mykiss and Oncorhynchus tshawytscha; these primers and assays were cross-tested in both species.