阐明凋落物动态及其环境控制机制,可以为森林生态系统生产力及碳汇功能的维持提供重要的数据支持和理论依据。以长白山系余脉张广才岭西坡林龄相近但立地条件不同的4种天然次生林(即硬阔叶林、杨桦林、杂木林和蒙古栎林)和2种人工林(落叶松人工林和红松人工林)为研究对象,对其地上凋落物产量及其组分以及相关环境因子进行了14年(2008-2021年)的连续测定,旨在揭示森林凋落物量及其组分的时空变化(林型间和年际变异)及其环境驱动机制。结果表明:6种森林类型的凋落总量(TL)无显著差异,波动范围为500.5-556.1 g m^(-2)a^(-1);但其叶凋落量(LL)、繁殖组织凋落量(RT)和其他组织凋落量(OT)均存在显著差异,波动范围依次分别为333.9-391.8 g m^(-2)a^(-1)、8.43-69.93 g m^(-2)a^(-1)和93.4-185.9 g m^(-2)a^(-1)。6种森林类型的TL均存在显著的年际变化;其中LL和OT年际变化的显著性因森林类型而不同,而RT的年际变化不显著。除落叶松人工林外,其余5种森林类型的LL与生长季平均气温、日最低气温均值、土壤10 cm深度处的平均温度、最低温度(Tsmin)和土壤5 cm含水量(Ms)均呈显著正相关。杂木林、硬阔叶林和红松人工林的RT与Ms呈显著负相关;杂木林、杨桦林和硬阔叶林的OT与Tsmin呈显著负相关。样地水平的LL与土壤10 cm处含水量存在显著的正相关关系,而RT和OT则与其呈现显著负相关关系。这些结果表明林龄相似的温带森林地上凋落物总量有趋同趋势,但其通过改变组分分配格局来适应立地条件的变化;土壤湿度和温度变化会引起凋落物量的年际变化,但不同森林类型的凋落物量对环境波动的敏感性不同。
叶面积的大小可以对树木的生长和生命活动产生深远的影响,进而关系到树木生物量的变化和森林生态的发展趋势,叶面积的研究可以对树木的相关分析起到较为关键的作用。基于黑龙江省48株红松人工林解析木数据和排水法测定的叶面积数据,建立基础线性回归模型,后引入随机效应参数构建混合效应回归模型以提高拟合效果和预估精度。在加入树木层次的随机效应时,最终得到的最优混合效应模型含有3个随机效应参数,分别为枝条基径的对数(lnBD)、枝条长度的对数(lnSL)、树高的对数(lnHT)。该模型的R_(a)^(2)=0.86,平均绝对偏差M_(AE)=0.3428,均方根误差R_(MSE)=0.4841,统计指标较仅包含固定效应的基础线性模型均有较好的提高。综合分析得出该模型可以较好地对红松枝条叶面积大小进行描述。基于该模型计算红松树冠叶面积并得到混合效应预估模型,混合模型的R a 2=0.83,R_(MSE)=0.4429。通过检验结果可知该模型可以较好地对红松树冠叶面积进行预估计算,为日后该地区人工红松的经营提供良好的指导方向。
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