道路干扰指数在森林景观保护中的应用研究
干扰理论及其对森林资源的影响_高伟
文章在广泛收集国内外有关干扰研究结果的基础上，总结了干扰的基本概念和基本类型，从森林资源保护的角度阐述了干扰对森林资源的影响，对森林干扰的研究和天然林与城市林的保护具有一定的参考价值。
近年来，随着森林科学理论和技术的发展，多学科、大尺度和长期监测研究逐渐成为可能，人们也逐渐认识到各种干扰在森林资源管理中的生态意义，并开始强调人类活动作为一种合理的干扰的重要性[1]。
本文将在广泛收集国内外有关干扰研究结果的基础上，讨论干扰理论及其对森林资源的影响。
1 干扰的基本概念干扰是指引起群落或生态系统特性(物种多样性、生物量、垂直和水平结构)发生变化的因素，而这些变化又是超过生态系统正常波动范围的。
W h i t e(1979)对干扰的内涵分析指出：任何群落和生态系统都是动态变化和空间异质的，干扰是天然群落的结构和动态的时空异质性的主要来源；Bazzaz(1983)定义干扰为自然景观单位本底资源的突然变化，可以用生物种群的明显改变来表示。
它的定义提醒人们可以用个别生物种群对干扰的反应进行定性、定量地研究干扰强度对生物多样性的影响；Pickett和W h i t e(1985)定义干扰是指能改变干扰理论及其对森林资源的影响高 伟1 韩孟孟1 辛 秀1 杜林梅1 叶功富21 福建农林大学林学院 福州 3500022 福建省林业科学研究院 福州 350012生态系统、群落和种群的结构，并引起资源的基质有效性变化的不连续事件（实际是指自然干扰），对于人类的生产活动，一般不称为干扰，这是因为在人们的想象中干扰总是与破坏联系在一起的，但对于自然生态系统来说，人类的一切行为均被认为是干扰；Forman （1995）将干扰定义为显著地改变系统正常格局的事件，同时对干扰与胁迫（stresses）的区别进行了分析，认为在草地、针叶林等生态系统内每隔几年就发生一次野火不应是干扰，相反防火却是一种干扰，并特别强调了干扰的间隔性和严重性；周晓峰认为干扰是作用于生态系统的一种自然的或人为外力，它使生态系统的结构发生改变，使生态系统动态过程偏离其自然的演变方向和速度其效果可能是建设性的（优化结构、增强功能）；也可能是破坏性的（劣化结构、削弱功能），这决定于干扰的强度和方式[2]。
公路网规划对景观格局影响的分析方法研究
面 积 的 １ ． ７ 都不 同程度 地 受 到道 路 网络 的影 ８ ３ 响 ， 有道 路切 割生 态 系统及其 生境 之后 ， 所 斑块数 目增加 了 １ ９ ３ ， １ ． 倍 足见 引起 的破 碎化 之严 重． 李 双成 ［ 、 渭 寿［ 等 对 全 国 的 既有 公 路 和 新 建青 １沈 ］ ２ ］
２ 景观 格 局 分析 方法
２ １ 景观指 数 ．
藏铁 路 对 景观 格 局 产生 的影 响进 行 了预测 分 析 ， 但 目前文 献 中还没 有关 于公 路 网规划对 景观格 局
影 响分 析 的方法 研 究 ， 中在总 结前 人 工 作 的基 文 础上 提 出 了基 于 ＧＩ Ｓ的公 路 网规 划景 观格局 影响 分 析 的方法 ．
公 路 对 景 观 格 局 的影 响
公 路 是 景 观 中 的廊 道 ， 有 通 道 、 障 或 过 具 屏
滤 、 境 、 和汇 ５个 基 本功 能 ． 为 典 型 的人 工 生 源 作
多样性 指数 的大小反 映景 观要素 的多少和 各景 观
要素 所 占 的 比例． 观 多样性 指 数采 用 香农 多 样 景 性指数 来表示
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第 ３ ０卷 第 ６ 期 ２０ ０ ６年 １ 月 ２
武汉理工大学学报鸯 曩 ） （茎 差
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林场森林防火道路建设可行性研究报告
镇巴县国有巴山林场森林防火道路建设使用国有林地可行性报告第一章总论一、项目概况1、项目名称镇巴县国有巴山林场森林防火道路建设使用国有林地项目。
2、建设单位及性质、法人代表该项目由镇巴县国有巴山林场负责建设。
法人代表：3、项目批准单位镇巴县林业局4、主管单位：镇巴县林业局5、项目建设性质：新建6、建设期限该项目计划从2011年开始建设，计划一年内建成。
7、建设内容及规模、投资及资金来源镇巴县国有巴山林场森林防火道路建设工程共五段，全线长17314米，平均宽3.5米。
1号道路起点为松树桠口，终点为黄草坪，全长4634米；2号道路起点为分水岭，终点为响水滩垭口，全长2106米。
3号道路起点为大龙洞，终点为混人坪，全长3268米。
4号道路起点为黑水池，终点为五根树桠口，全长4300米。
5号道路起点为倒载窑，终点为燕窑坪，全长3006米。
五段道路采用四级公路技术标准，行车速度为20公里/小时，道路平均3.5米宽。
桥涵设计荷载为公路Ⅱ级，最小平曲线半径15米，最大纵坡9%。
项目总投资为100万元，资金来源单位自筹解决。
二、项目拟使用林地概况拟使用林地涉及本场管理的国有林地。
该项目建设是修建防火道路使用林地，道路长17314米，平均宽3.5米，面积共计6.0599公顷，其中：有林地3.0310公顷，疏林地3.0289公顷。
1号道路起点为松树桠口，终点为黄草坪，全长4634米，使用有林地1.6219公顷，2号道路起点为分水岭，终点为响水滩垭口，全长2106米，使用疏林地0.7371公顷。
3号道路起点为大龙洞，终点为混人坪，全长3268米，使用林地1.1438公顷，其中有林地0.3570公顷，疏林地0.7868公顷。
4号道路起点为黑水池，终点为五根树桠口，全长4300米，使用疏林地1.5050公顷。
5号道路起点为倒载窑，终点为燕窑坪，全长3006米，使用有林地1.0521公顷。
该项目初步设计、环评等工作已完成，并着手办理使用土地使用手续，尚未开工建设。
关于森林林窗中几个问题的综述和展望
关于森林林窗中几个问题的综述和展望第3O卷2009拄第4期8月四川林业科技JournalofSichuanForestryScienceandTeclmologyV o1.30,No.4Aug.,2009关于森林林窗中几个问题的综述和展望木费世民,何亚平,何飞,陈秀明,蒋俊明,张旭东(1.~tJJl省林业科学研究院,四川成都610081;2.中国林业科学研究院,四川雅安625024)摘要:本文综述了林窗概念,意义,以及林窗研究中的几个问题.关于林窗的概念较多,分别体现了林窗的各个侧面.林窗是森林的自身属性,林窗形成是森林生物多样性维持和发展的必然过程.总结了林窗的大小,边界木,形成木,物质和能量环境等特征的一些基础数据,还强调了林窗干扰时空格局研究的重要性.从林业生产实践的需要出发,阐明了林窗干扰和森林管理的问题.最后指出了林窗干扰研究需要重视数据的积累,重视植物生理学研究,林窗动态的长期监测,以及综合,分析和比较的思路.关键词:林窗;边界木;形成木;大小;干扰;森林管理中图分类号:$718.5文献标识码:A文章编号:1003—5508(2009)04—0028—10 ReviewandProspectsonSomeQuestionsofForestGaps FEIShi—minHEYa—pingHEFeiCHENXiu—ruingJIANGJun.mingZHANGXu—dong1.SichuanAcademyofFore8try,cheIlgdu610081;2.SichuanAgriculturaluIIiv啪ity,Y a'an625014)Abstract:Asummaryismadeoftheconcept,importanceandsomequestionsofgapsinthestud iesoffor-estgapsinthispaper.Therearemanyconceptsaboutforestgaps,whichrespectivelyreflectthe differentsides.Theforestgapisafeatureofforeststhemselvesandthegapformationalsowasinevitable processformaintenanceanddevelopmentofforestbiodiversity.Thispapersumsupdataaboutcharacteri sticsofsize,gapbordertrees,gapcreators,matterandenergyenvironments,andemphasizestheimportan ceofthestudiesofgapsdisturbingthetimeandspatialpatterns.Consideringthepracticalneedofforest ry,the questionsofgapeffectsandforestmanagementareexpounded.Finally,itispointedoutthatgr eatattentionshouldbepaidtothedatumcollections,theideaofcomprehension,comparisonandanalyzing ,studiesof plantphysiologyandlong—termmonitoringofgapdynamicsinthefuture.Keywords:Gap,Gapbordertree,Gapcreator,Size,Disturbance,Forestmanagement林窗(Forestgap)这一概念最初是由英国人Watt在1925年和1947年提出的,用以表示群落中一株或一株以上林冠层(主林层)树木死亡而形成的,将由新个体占据与更新的空间J.林窗这一概念提出后,并没有引起广泛的重视,到上世纪70年代末人们才重新开始对其进行广泛的研究,并局限于生态理论,上世纪90年代后才逐渐把林窗理论用于林业生产实践,成为森林更新J,采伐方式转变和近自然林经营的理论依据.世界范围内林窗研究浪潮的兴起主要是受森林循环理论的影响,这一理论摆脱了从前把森林群落当作均质性实体的静态认识,把森林当作空间上异质,时间上变动的"流动镶嵌体",而林窗干扰则成为这一过程和格局的驱动力.我国从上世纪90年代逐渐开展林窗方面的研究工作,发表的研究报告内容也很丰富,覆盖了林窗研究的各个方面,主要集中在林窗特征¨.T-23,57,61],形成机制J,驯,干扰状况1,4,5,8,10,31,32,59],更收稿日期:2008.12-01基金项目:国家十五攻关"森林生态体系建设攀枝花点建设(编号:2002BA516A17—19)"和国家林业局生态与环境实验室项目资助,谨表谢意.作者简介,费世民(1966一),男,博士,研究员,主要研究方向为森林生态学,E—mail:**************.4期费世民,等:关于森林林窗中几个问题的综述和展望29新规律¨.4-43,55,58,62,64,65,95],林窗与物种多样性.印矧等内容,林窗内的物质和能量环境,林窗时空格局和林窗模型也均有涉及.涉及的森林类型也较多,包括热带雨林,南亚热带常绿阔叶林,中亚热带常绿阔叶林,寒温带或亚高山针叶林等,还有极少数人工针叶林.关于森林林窗的研究进展国内已有学者分别加以总结nJ.'I.引,还出版了专着《林窗动态与生物多样性维持》…,《海南岛热带林生物多样性维持机制》[541,翻译了专着《森林动态理论——森林演替模型的生态学原理》等.这些研究报告,研究进展和专着深化了对林窗的认识,也为林窗的深入研究积累了资料.林窗的研究综述很多,但都是出于对研究进展作归纳和总结,阐明未来研究的方向,对一些普通的数据缺少分析.本文在前人研究成果的基础上,从林窗概念,研究目的和意义,几个关键数据的总结, 林窗研究展望等方面总结了林窗研究的一些数据, 强调了林窗在生态学研究中的重要性,并对一些基本的研究问题作了补充,为林窗研究人员提供基础资料.1关于林窗概念的描述关于林窗的描述并不单一,出现了较多的认识,为深化林窗的认识提供了基础.关于林窗概念的描述有以下4种,反应了不同的侧面.有学者认为,林窗是一种经常发生的,源于自然和人为的树冠干扰,即主林层树木因为某种内在原因(如树木衰老),外在原因(风,雪,病虫害,人为砍伐,水灾,泥石流等)或二者的综合作用而发生的折枝(杆),枯立,风倒或死亡事件,从而导致森林中相对连续的林冠层面出现问断,进而影响到林窗空地的物质和能量环境,小尺度景观格局,群落更新演替过程的现象¨.这一概念概括了林窗的内涵和外延,阐明了林窗的形成机制和环境效应.还有学者认为,关于林窗的形象化描述为:"随着一棵大树的死亡和倒塌,在林冠中形成林窗,林窗空地上的更新和存活增加,树木生长,森林形成,林冠郁闭,林窗消失.随后,在以前的林窗附近成熟林中的大树又死亡,新的林窗又形成,这样完成一次循环,这样的循环周而复始的重复……"引.这段话不但充分描述了林窗的发生,维持和消失过程,也描述了森林循环的动态图景.Watt在1947年提出了林窗的概念,林窗干扰和动态的本身就是森林循环的基础.除了林窗形成和动态方面的认识外,还有林窗效应的物质和能量基础方面的认识.从另一个角度来分析,林窗是能够在林内形成散射光系统的林分结构,其本身就是林分结构的属性之一;散射光是植物进行光合作用的生理性光照;这种物质能量环境便于植物在林窗内正常更新并形成有效更替层[2】. 这个概念并不重视外源干扰对林窗形成的影响,把其作为森林群落的一个属性,但强调了林窗具有为植物更新提供优越而有效的物质和能量环境的特点和以及植物更新的最小空间尺度,这个空间是拿生理上的有效光照来定的.林窗的空间尺度一般定为4m一1000m,大于loo0m的归为林间空地,小于4m的林冠缝隙可能在空间和有效光能资源释放上不能满足植物完成更新的基本需要,如空间和光照等环境条件.从林窗组成角度分析,林窗还包括了空间,资源和组成等方面,涉及生物和非生物成分等成分.从构成上看,林窗包括了林窗形成木,林窗边界木,更新层群落等生物成分,还包括土壤,大气,光照,水分等非生物环境成分,还有林窗的大小,形状等几何学的成分,应该属于非生物成分.因此,林窗结构可以分为生物成分和非生物成分,二者相互影响,相互适应.林窗是一个包含了生物和非生物成分的一个生态系统,这个系统构成了森林循环的初级阶段,系统的物质循环和能量流动特征有别于周边别的系统. 这些概念从林窗形成,林窗动态,能量环境,组成等4方面突出了林窗的特征,各自的侧重点不同.综合考虑,发现林窗的实质是个体生命的终结导致了一些物质和能量环境的效应,这些效应具有重要的进化适应价值,是森林生态系统自身的属性,具有时空特性.国内很多文献都把forestgap这个词译为林隙.'3?加n'巧'34'38?铂一46'锢,,$一削,也有很多作者把其译为林窗[2,7-9,14,27-31,35-37,39船?$侧. 顾名思义,林隙可能是从较大的尺度上看forestgap, 而林窗则是从林窗中看forestgap,前者看的结果是林中缝隙,而后者看到的结果是林中天窗.Canopy gap其实就是林冠林窗或林隙,在林中间隙,主要是面积小于4nl的林冠林隙或林窗,也使用gap这个词.从面积上划分林中gap,可能以林隙(4rfl以四川林业科技3O卷下),林窗(4m～1000m之间)和林中空地(大于1000m)划分较好.因此,建议使用林窗这个概念较好,用林窗来表示我们所认为的forestgap.作者本人曾经也使用过林隙这个词表示林窗'¨.2关于林窗重要性的描述林窗的重要性是在森林循环理论成为当代群落学指导思想以后才凸显出来,林窗研究具有重要的理论和实践意义.(1)从理论上说,林窗研究具有以下几点价值:1)林窗干扰是森林循环理论基础之一引,林窗研究利于科学认识森林循环的动态过程.2)林窗干扰成为解释各层次生物多样性维持机制的工具之一【1】,是生物多样性维持的动力. 3)林窗干扰是影响群落演替过程和异质种群动态的因素之一【1J.4)林窗干扰也成为研究"干扰一基质(包括地貌)一植被"系统一地表过程这一重大科学问题的手段之一[】.5)林窗干扰是森林景观格局异质性和破碎化的形成原因[721.6)林窗研究是研究森林更新动态的主要手段之一【柏],是研究群落更新生态学过程的理想途径.7)水灾和林窗是两大自然干扰之一,林窗研究是研究自然干扰后效应的途径.8)林窗研究利于探讨群落水平上的生活史过程,分析群落的更新衰老和时间动态.(2)林窗研究具有重要的实践意义林窗概念的出现和研究,使得思维和认识发生变化,影响到了林业生产实践.森林经营改变了过去传统的皆伐(剃光头)和带伐的森林采伐策略,择伐形成一定尺度的林窗已经成为现代近自然林经营的主要手段.依据林窗更新规律,择伐形成一定大小的林窗适宜于森林资源的快速恢复和生物多样性保护,减少环境的负面效应¨.林窗特征,林窗生态环境,林窗干扰状况和林窗更新演替及其相互作用的研究结果可为阐明森林天然更新机理,制定森林经营和定向培育对策,退化森林生态系统的植被恢复提供理论依据和技术支撑¨.林窗研究方法和思路简单,但一些方面需要引起重视,还需要对一些普通问题的研究进展进行深人探讨.3关于林窗形状和大小的研究林窗形状和大小是林窗的主要特征之一.林窗形状多样,其不规测的形状度量一直是个难题,仅少数林窗研究人员考虑了这个问题.臧润国等…把椭圆形的长短轴之比作为林窗椭圆程度的指标,二者之比为1时表示圆形;距离l越远,林窗形状越扁.经过数据分析,林窗大小和林窗的形状无关(费世民等,未发表资料).由于林窗形状划定不同,测定林窗大小的方法不同,测定结果也就不同.用4种不同的方法测定林窗大小得出的结果差异极大J,这样就降低了不同方法测定的同类型森林群落林窗大小数据的准确性,也降低了不同森林类型之间林窗大小数据的可比性.因此,林窗大小的比较要考虑计算方法的一致性.森林类型不同,林窗大小不同,干扰发生的时间,空间和强度不同,形成不同的林窗大小,结果见参考文献.3J.影响林窗大小因素可能很多,主要涉及海拔,纬度,树种生物学特性,群落年龄,边界木大小,局部微环境差异等.林窗大小分布是多次干扰事件的综合结果,不是一个稳定特征,而随着时间而发生变化【飓J,也存在空间差异,具有一定的地形格局副或空间分布.英格兰人工冷杉林风灾形成林窗大小呈现偏态分布,小面积林窗占绝对优势.从林窗大小的参考文献可知(详细数据略),平均的林冠林窗大小为1221,112,范围浮动在59 111一256m之间,最大值为27m2,最小值为467 m.扩展林窗的平均面积为237In2,范围浮动在6o.5nl2—469m,最大值为828m,最小值为l7m2.扩展林窗面积较大的森林类型为云南松林和长叶松林,面积大于400m2,常绿阔叶林和亚高山针叶林的林窗面积稍小于这几类森林.林窗的大小代表了干扰的空间尺度,较大的林窗干扰较为强烈,对森林的环境影响越强.通过研究发现,林窗大小和边界木,形成木的大小相关(未发表资料).边界木和形成木构成了林窗形成前的群落环境,表明森林循环中发育时间较久的森林群落,形成的林窗较大,干扰较为强烈;而年轻森林群落形成的林窗干扰较小.林窗大小不同,填充的方式也不同,大林窗主要依赖于林窗内更新层的高生长填充,而小林窗则主要依靠边界木的侧生长来填4期费世民,等:关于森林林窗中几个问题的综述和展望31 充….林窗干扰尺度不同,对森林群落的环境效应不同,大林窗能带动新一轮的森林更新和循环,而小林窗仅使得边界木发生了生长释放,促进了群落继续发育.林窗大小是一个极为重要的空间特征,在研究中需要综合考虑干扰尺度不同的环境效应,以便充分认识干扰尺度在森林循环和景观格局塑造中的作用过程.?4关于林窗边界木的研究林窗边界木处于两种或两种以上的物质体系,能量体系,结构体系,功能体系相切所形成的界面,该界面能量交换迅速,物质循环频繁,并且树木两侧环境条件差异明显,使得边界木具有与其他树木有不同的特征"J.边界木特征反映了林窗结构与动态,随着林窗的不断更新,边界木也处于变化之中,其高径分布特征在一定程度上反映了林窗发生的林分状态.福建万木林中亚热带常绿阔叶林林窗的边界木的高度分布和径级分布模式不同,径级遵循Weibul1分布,不符合正态分布;高度遵循正态分布又符合weibuu分布...由于边界木两侧的物质和能量环境特征迥异,边界木的具有独特的生长特征. 林窗边界木具有偏冠现象(Crowninclination),是指林窗形成后边界木发生生长释放,侧生长加快,林冠向林窗方向偏长的现象[67'踟】.深入研究还表明,林窗边界木的偏冠和小尺度空间资源异质性有关,其程度和邻体的距离有关l舳】.林窗边界木还会发生直径生长加快,占据上层空间资源的能力瞬时加强. 林窗边界木的高度代表了林窗的高度,是林窗系统的重要组成之一.在某些条件下,枯立木本身缺少大小相当的邻体,树木死亡后,周围没有边界木存在,下层的更新层群落称为小尺度上的优势群落. 这种现象在一些土壤瘠薄,山势陡峭的地带较为明显,其掩盖了林窗的典型性.这种缺少边界木的林窗对环境资源的影响也较为明显,还是体现在能量环境(光照和温度),空间和资源释放强烈.恰恰相反,缺少边界木的林窗缓解了空间异质性,而使得在一定尺度上恢复了景观的均质性.这类林窗可能需要作为单独一个类型来研究,比如以枯立木为林窗中心,考虑向四周辐射的方法来研究此类林窗的所有问题.边界木高度影响着林窗内部的微气候条件,和林窗大小一起决定着林窗开敞性.开敞度[1是指林窗直径和林窗高度的比值,体现了林窗形成导致的资源释放程度.由于树种特性不同,最优更新的林窗开敞度阈值不同.日本沿海黑松(thunber-)林开敞度1.5及其以上较好J.川西亚高山针叶林林窗开敞度大多在0.5以下,扩展林窗的开敞度主要在0.3～0.7之间¨.大黑山云南松在开敞度0.6以下无更新,适宜更新需要的开敞度在1.0以上(未发表资料).和开敞度类似,林窗孔径(gap aperture)时,太平洋西北部的北美云杉(Piceasitch—ensis)更新的最优林窗孔径为0.22～0.24,0.16为最小;英国哥伦比亚杂交云杉的林窗更新最小孔径为0.1～0.14,大于0.37最好;在林窗孔径为0.15以上才存在云杉幼苗更新J.开敞度和孔径等都综合了林窗高度和大小两个指标,能较好的反映林窗的空间特征.需要研究不同开敞度林窗的环境效应,探寻微环境或立地条件对更新和非生物的物质和能量环境的影响,如日本沿海不同开敞度林窗的环境效应研究J.此外,还要考虑林窗边界木密度对林窗内物质和能量环境的影响,因为边界木的密度还影响到侧向透光状况,进一步影响到林窗内部的微气候条件.5关于林窗形成木的研究林窗形成木的种类组成和森林群落的优势树种密切相关.林窗形成时形成木大体有以下3种表现结果:①连根拔起的树倒(uprootingtreefal1),②枯立(standingdeath),③折杆(breakage,windsnapor trunksnaping).此外,折枝也可形成林窗.3种形成木死亡方式对周围树木的影响和所产生的林窗微环境不同,枯立木对环境影响较小,而树倒则影响较大.有些森林类型形成木以掘根风倒和干折为主,有的以枯立为主,不同类型森林形成木的类型和组成不同[1.6J~16,24,26-30].人为砍伐制造的形成木比例很低,见于一些低海拔的用材树种,如云南松和北京的人工针叶林,平均比例为4.26%;掘根风倒的形成木比例为25.53%,占到I/4;枯立木的比例也不高,为19.98%,占到1/5;干折制造的形成木比例较大,占到43.02%,极为普遍.折枝形成的形成木较低,或调查时重视程度不够,占到2.24%.对于一定的森林来说,树倒的频率取决于内部因素(如树木的构筑型,林分成层性和树木的健康状况等),和外部因素(如降雨的类型和强度,风速,风向与持续时间等)之间的相互作用-3lJ.32四川林业科技3O卷枯立木的形成是受病虫害和生理衰老影响的树木死亡,树叶或枝条脱落,但死亡后站立.站杆极为普遍,几乎是树木死亡的普遍形式,也是在森林分布区看到的最常见的形成木.在总结各类林窗形成木种类和比例后发现,枯立木的比例并不高,枯立木能发生干基和干中折断,也能在根系死亡后发生掘根风倒.林窗形成木统计中对折杆和风倒掘根类型是否来自于枯立木判断不清,很难断定干折和掘根风倒是否发生在树木死亡之后.大黑山云南松林林窗形成木调查中发现有一部分是活树风倒,但可能还有一部分是枯立木风倒(个人观察).云南松林窗枯立木干折和掘根等现象引发了思考,林窗形成木是先死后倒,还是先倒后死,各自频率如何?这一问题的解决需要细致的观察,这一问题的解决可以充分认识和丰富林窗形成机制.观察表明,云杉存在风倒活树,也存在枯立死亡木.此外,在林窗枯立木研究中运用了竞争模型,测定云南松林窗枯立木和同龄老树的竞争强度,发现而这所受的竞争相当,消除枯立木形成后生长释放效应,枯立木所受邻体竞争反而较小'%J.因此,推论云南松老龄树木死亡不受邻体竞争影响,林窗形成可能受病虫害,自身生理衰老等生物学因素与风, 雪,洪水等非生物的极端天气事件有关.6关于林窗物质和能量环境的研究林窗形成后改变了林窗内非生物的物质和能量环境,主要涉及林窗内微地形,光环境,温度和湿度, 土壤养分和水分状况等生态环境因子【3¨.这些内容涉及林窗内更新及群落演替提供物质和能量保障,称之为物质和能量环境,还包括大气等其他内容.但在目前的研究中主要涉及林窗内大气和近地面的温度,湿度和光照,以及土壤养分,水分和温度的状况及其空间分布规律.林窗形成后,林窗内的光照,温度和水分发生了变化,使得物质和能量环境明显不同于林地环境n】,具有时空异质性.随着测定时间周期的延长,林窗更新层和边界木生长释放,林窗内微气候特征也会和林窗形成时的相差甚远,土壤水分的时空变异在第2年就和林下的差异不大;土壤温度的变异可能和遮荫,蒸发冷却和低植被的绝缘效应密切相关.林窗内微气候的变化引起了资源有效性的变化.林窗内土壤养分元素的有效性增大,因为有机质的分解和营养元素的释放增加了L8.研究表明,土壤温度,土壤湿度,光照水平和土壤氮总量等因素在林窗的树倒丘和树倒坑发生相当大的变异¨.这种资源有效性的变化受3种机制干预:(1)生物量减少使得原来树木对资源的吸收和利用降低;(2)热量上升加速了土壤中有机质中养分的矿化和分解;(3)水分减少提高了林窗内物质的环境能量,使得物质的运动活性和稳定性发生变化.这些机制还受到林窗干扰尺度和地带性气候限制因子的影响,使得温度限制和水分限制地区存在截然不同的结果.一般来说,资源的有效性和干扰的尺度和强度呈正相关,但其变化趋势在小型林窗中较为明显.林窗的物质和能量效应受空间尺度影响,具有时间和空间特性,使得林窗引起的资源有效性增加具有暂时性和过渡性的特点.随着林窗植被恢复演替的持续,生物量逐渐恢复,微气候环境逐渐变化,养分消耗增大,资源的有效性就会重新降低.林窗无论大小,在其形成1a后,凋落物储量和林下相比有轻微的下降,但均不明显.林窗森林基质参数和土壤碳氮之比没有明显的变化.林窗的形成使得氮的矿化速率提高了两倍,氮的硝化率也有增加的趋势,尽管在统计上不太显着,但反映了氮的矿化过程在林窗的积累;但氨态氮在林窗中普遍积累.林窗形成后林冠林窗的光,水和养分的资源有效性临时性增加的数量和持续的时间依赖于林窗的特征(如林窗的大小,直径,高度和形状)和周围林地的结构.林窗形状在资源有效性的影响中重要性也极为突出,由于地上和地下资源的配置紧张程度增加,不规则的林窗边缘效应越发明显J,能量和物质环境的空间异质性增大.林窗形成后资源的变化必然会引起林窗更新群落组成和结构的变化,使得林窗更新呈现不同的时间和空间分布格局,以及统计学特征.关于林窗形成后的生物环境效应即林窗更新及其影响因素可参见参考文献.4I.¨,在此不予赘述.7关于林窗干扰的研究林窗干扰一般属于小规模,细尺度的干扰,使得生态系统,群落和种群的结构发生改变,并引起资源和基质有效性发生变化.目前,我国现有的不同森林类型林窗干扰格局的几个时间指标如表1所示,以松科植物为建群种寒温带或亚高山地区针叶林的林窗形成速率较低,轮回时间较长,而热带,亚热带4期费世民,等:关于森林林窗中几个问题的综述和展望33 的森林群落形成速率较大,轮回期较短.研究表明,从寒温带到热带雨林的物质循环速率依次加快,单位生物量形成和分解的时间变短.表明,林窗干扰频率和气候有关,受物质循环速率和树种特性的影响,物质循环速率较快的森林轮回期较短,反之则表1e1较长.不同森林类型树种组成和树种寿命不同,气候生产力和物质循环速率不同,导致林窗干扰的频率格局较为明显.林窗干扰的时间格局受树种特性,干扰尺度和微环境异质性的共同调控,总体上由水热因子空间分布的决定.不同森林类型的干扰频率及其轮回期Thedisturbancefrequencyandreturnperiodindifferentforesttypes 林窗干扰的空间格局主要体现在林窗的地形分布上,或者说地形对林窗分布具有调节作用.林窗干扰和地形特征作为景观异质性的两个重要来源,。
道路改扩建工程对子午岭自然保护区生物多样性影响评价
2015年第11期（下半月）Nong Min Zhi Fu Zhi You 农民致富之友道路改扩建工程对子午岭自然保护区生物多样性影响评价邢会文1杜芬芬1张金贵2石小云1（1.庆阳市林业生态环境调查规划院，甘肃庆阳745000；2.合水林业总场连家砭林场，甘肃合水745400）科研◎林业科学[摘要]瞭本文对连家砭至望塔林区防火道路改扩建工程造成的生物多样性影响进行了评价，结果显示，工程建设对子午岭保护区生物多样性影响指数为52.92，影响程度为“中低度影响”等级，同时结合当地实际情况，提出了保护建议。
[关键词]子午岭自然保护区生物多样性影响评价[中图分类号]S759.9[文献标识码]A[文章编号]1003-1650(2015)11-0133-02为切实改善森林资源管护的基础设施条件,提高预防和控制森林火灾的综合能力，促进子午岭保护区及周边旅游资源的整瞭合，促进林区社会经济发展，地方政府决定改扩建连家砭至望塔林区防火道路。
该道路全长3.883公里。
据调查，该项目占用林地4.3311公顷，其中有林地4.1632公顷，苗圃地0.1679公顷；消耗总蓄积量99.7立方米，其中人工油松林69.2立方米，天然林30.5立方米；处于保护区实验区内。
1保护区概况子午岭是我国著名的山系之一，位于黄土高原偏南，陕、甘两省交界处。
甘肃子午岭北起华池黄蒿掌，南止正宁刘家店，长度242km，仅是子午岭庞大绵长山脉的中段，其行政区划属甘肃省庆阳市，纵跨华池、合水、宁县、正宁4县，东、南部为陕、甘省界。
林区南北长147.2km，东西最宽67km；总面积4970.2km 2。
子午岭保护区植被为天然次生林区，在中国植被区划中属于：Ⅲ暖温带落叶阔叶林区域～Ⅲi 暖温带落叶阔叶林地带～Ⅲia 暖温带北部落叶栎林亚地带～Ⅲia 一4晋、陕黄土高原栽培植被，油松、辽东栎、槲树林区。
森林基本林木结构包括温性针叶林、常绿针叶落叶阔叶混交林、落叶阔叶林。
10第十一章 景观干扰与景观尺度
四、干扰的生态学意义 1）干扰与景观异质性 ）
一方面， 一方面，干扰对景观异质性异质性的影响决定于干扰的 性质。 性质。一般认为，低、中强度的干扰可以增加景观的异质性， 但在高强度干扰下，将会导致更低的景观异质性。 另一方面， 另一方面，干扰对景观的影响在较大程度上还与景观的 性质有关。 性质有关。对干扰敏感的景观结构，在受到干扰时，受到的 影响较大，而对干扰不敏感的景观结构，受到的影响较小。 另外， 另外，景观异质性变化同样也会影响干扰在空间上的传 播与扩散。 播与扩散。
干扰倾向于对优势种竞争力的有效破坏和对弱势竞争力物种 生存机会的创造。
第一节 景观干扰的概念和类型
一、干扰的概念 由于研究人员的研究背景和侧重点不同，干扰 也有不同的定义。 Sousa(1984)认为：干扰是一种突发性事件，对个
体或群体产生破坏或毁灭性作用。
Pickett和White(1985)将干扰定义为：相对来说非
1、按干扰发生的范围分类
小规模干扰：0.1hm2以下的干扰； 大规模干扰： 0.1hm2以上的干扰。
2、按干扰来源分类
自然干扰和人为干扰。
3、按干扰的功能分类
内部干扰和外部干扰。
4、按干扰的性质来分类
物理干扰、化学干扰和生物干扰。
5、按干扰的传播特征分类
局部干扰和跨界干扰
6、按干扰的作用强度分类
轻度干扰、适度干扰、严重干扰和极度干扰（图11-1）
第十一章 景观干扰与景观尺度
第一节 景观干扰的概念和类型 第二节 干扰状况 第三节 景观尺度
概 述
胁迫（stress)的理解：生理学上的概念，不损伤系
统结构，直接改变系统功能。
生态扰动的理解：生态因子在一定范围内的变动，极
景观指数分类、应用及构建研究
景观指数分类、应用及构建研究景观指数是一种用于描述和衡量景观特征和生态状况的重要工具。
通过对景观指数的分类、应用和构建进行研究，可以更好地理解景观生态系统的结构和功能，为环境保护、城市规划等领域提供决策依据。
本文将概述景观指数的概念和发展历程，探讨其在实际应用中的价值，并介绍景观指数的构建方法。
景观指数是指用于描述和衡量景观特征和生态状况的定量指标，最初由美国学者McIntosh于1970年代提出。
景观指数在生态学、地理学、环境科学等领域得到了广泛应用，成为研究景观生态、环境保护、城市规划等问题的有效工具。
根据空间性质，景观指数可以分为空间格局指数和空间过程指数。
空间格局指数反映景观空间结构的特征，如斑块大小、形状、分布等；空间过程指数则反映景观空间的动态变化过程，如物种迁移、生态演替等。
根据景观特点，景观指数可以分为自然景观指数和人文景观指数。
自然景观指数反映自然生态系统的结构和功能，如物种多样性、生态系统稳定性等；人文景观指数则反映人类活动对景观的影响，如土地利用变化、环境污染等。
根据数量特征，景观指数可以分为绝对数量指数和相对数量指数。
绝对数量指数反映景观元素的绝对数量或规模，如森林面积、湿地大小等；相对数量指数则反映景观元素的相对地位或作用，如物种丰富度、生态系统生产力等。
在城市规划中，景观指数可以用于评估城市绿化水平、空气质量、水环境等生态环境状况，为城市规划和环境治理提供科学依据。
例如，通过比较不同区域的景观指数，可以优化城市空间布局，提高城市生态环境质量。
在旅游管理中，景观指数可以用于评估旅游资源的价值和品质，为旅游开发和规划提供指导。
例如，通过分析旅游景区的景观指数，可以了解景区的自然和人文特色，为景区的开发和保护提供依据。
在生态保护中，景观指数可以用于监测和评估生态系统的结构和功能，为保护生物多样性和维护生态平衡提供支持。
例如，通过监测森林、湿地等生态系统的景观指数，可以了解生态系统的变化趋势，为采取保护措施提供依据。
不同等级道路对福州市生态空间景观连接度的影响研究
角度出发ꎬ对影像数据进行定量分级ꎬ科学识别研究区内的生态空间 [７] . 景观破碎化的加剧导致生态空间
原有的结构和功能受损ꎬ阻碍了物种栖息地之间的景观连通性 [８－９] . 而景观连接度作为衡量景观空间结构
景观连接度的影响对指导生态修复工程选址和未来道路网络布设具有重要意义. 研究采用形态学空间格局分析
( ＭＳＰＡ) 和基于图论的景观连接度模型ꎬ提取福州市主要生态空间ꎬ并通过有无道路的情景定量分析了不同距
离阈值下各等级道路对生态空间景观连接度的影响. 结果表明:(１) 在各等级道路干扰中ꎬ高速公路对景观连接
通讯作者:游宁龙ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ研究方向:健康城市与人居环境. Ｅ￣ｍａｉｌ:６７２７７７４６８＠ ｑｑ.ｃｏｍ
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颜子淳ꎬ等:不同等级道路对福州市生态空间景观连接度的影响研究
城市经济的快速发展使得人类生活质量显著提高ꎬ但也造成了水环境污染、土地资源侵占、温室效应
的重要评价方法ꎬ能够通过分析景观要素的分布特征ꎬ反映栖息地生态过程与功能关系的连续性ꎬ进而揭
示生态空间的动态变化机制. 维持较好的连接度水平对区域协调发展和生物多样性保护有着重要的影
响 [１０] . 近年来ꎬ伴随着城市高速发展与自然生境丧失ꎬ国内学者开始关注连接度理论ꎬ并从生态学、生物行
为学、数理量化等角度对其方法与理论进行探究 [１１] . 常见的景观连接度量化分析方法包括最邻近距离
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ:ｒｏａｄ ｇｒａｄｅꎬｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｐａｔｉａｌ ｐａｔｔｅｒｎ ａｎａｌｙｓｉｓ(ＭＳＰＡ)ꎬｌａｎｄｓｃａｐｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ ｍｏｄｅｌꎬｔｈｒｅｓｈｏｌｄꎬｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ
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道路干扰指数在森林景观保护中的应用研究
孙乡楠;杨华;李世明;张恒;尚旭阳;张永福
【期刊名称】《北京林业大学学报》
【年(卷),期】2017(39)5
【摘要】道路的不断扩张对所在区域周边景观的干扰效应日趋明显。
在森林功能区划时,需要充分考虑道路的干扰因素以避免造成不必要的景观破碎化风险。
本研究从景观层面切入,在对研究区道路系统进行属性分级后,利用空间道路干扰指数作为定量化手段评价道路对森林景观的潜在影响;以北京市十三陵林场的森林经理调查数据为主要数据源,对该指数进行测试应用并探讨十三陵风景区潜在道路干扰的空间分布。
结果表明:本研究所使用的道路干扰指数能够反映研究区内的道路干扰情况,针叶林地区受潜在干扰威胁最为严重(归一化指数平均值为41.87);主要优势树种白皮松受潜在干扰威胁最大(65.92),需要重点监测;进行Spearman秩相关检验后发现,在构成道路干扰指数的3个二级指数中,最近干扰(N)对最终指数的影响最为显著(0.99)。
空间道路干扰指数是一个快速有效的定量化工具,便于森林经营管理者在景观尺度上评价道路干扰情况,迅速发现区域内道路干扰的高威胁地带,有目的性地对森林景观加以保护。
【总页数】8页(P65-72)
【关键词】干扰指数;道路生态学;规划策略;林区道路
【作者】孙乡楠;杨华;李世明;张恒;尚旭阳;张永福
【作者单位】北京林业大学林学院;中国林业科学研究院资源信息研究所;北京市十三陵林场
【正文语种】中文
【中图分类】S757.42
【相关文献】
1.道路生态学在道路生态景观建设中的应用研究 [J], 汪琦
2.景观植物在城市道路景观中的配置应用研究 [J], 何玫耘
3.基于景观指数的景观格局定量分析方法在河道生态修复中的应用研究 [J], 任鹏;胡丽香;曹平伟;
4.景观植物在城市道路景观中的配置应用研究 [J], 孔琳培
5.景观指数在景观格局描述中的应用——以鞍山大麦科湿地自然保护区为例 [J], 王景伟;王海泽
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