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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及林窗特征的测量,尤其涉及一种测量林窗年龄的方法。
技术介绍
1、林窗指森林冠层树木死亡后形成的不连续空隙,是不同森林类型中普遍存在的小尺度干扰,显著影响森林的更新与演替进程。林窗年龄作为林窗最重要的基本特征之一,直接影响到林窗更新的树种组成与结构,反映林窗在整个闭合过程中所处的阶段。
2、因此,在近自然林业经营中,明确林窗年龄是利用林窗促进森林定向更新与演替的前提。目前林窗年龄估算方法包括观察林窗形成木腐程度法、查数林窗形成木轮枝法和林窗边缘木年轮生长释放法。其中,观察林窗形成木腐程度法仅可粗略地将林窗年龄划分为几个等级,且分类结果受主观影响较大,尤其不适应于老林窗的年龄估算,查数林窗形成木轮枝法受到林窗更新木进入林窗的时间和幼龄效应而精度有限,林窗边缘木年轮生长释放法因树木对林窗干扰的敏感性、自身的年轮学特性和相邻树木的互作关系等因素,其林窗年龄测定精度一般无法突破5年。
3、特别是在树种组成多样、年龄结构负责的天然次生林中,通常无法通过采集大量同种林窗边缘木样本来提高林窗年龄测定精度,以及传统的方法依赖经验和随意性大的缺陷,因此需要一种能精确测量林窗年龄的方法。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决在树种组成多样、年龄结构负责的天然次生林中,通常无法通过采集大量同种林窗边缘木样本来提高林窗年龄测定精度的问题,提供了一种测量林窗年龄的方法,所采用的技术方案如下:
2、一种测量林窗年龄的方法,包括以下步骤:
3、步骤一、
4、步骤二、树芯采集与处理,沿林窗中心到样木辐射方向,在样木1.3m 处,使用树芯取样器以90度角按在树干上,钻取树芯样本1个,置于取样管中带回室内,
5、步骤三、对于获得的所述树芯样本,放阴凉处自然风干后,顺序使用由粗到细的砂纸打磨至光滑且平整;
6、步骤四:使用树木年轮分析仪测量树芯每年的年轮宽度,采用年轮相对生长法,计算年轮序列的生长变化百分率(pgc),pgc=(m2- m1)/m1×100%,其中 m1、m2分别为前五年和后五年年轮宽度平均值,将pgc大于10%且持续五年以上的时间区间作为生长释放法测定的林窗形成时间范围。
7、优选的,所述方法还包括步骤五、稳定碳同位素分析法确定林窗形成时间:取确定的时间范围内的年轮树芯,按照每年1组进行分割、粉碎、混匀处理,每组取 5mg 使用质谱仪测量各年份的稳定碳同位素比值(δ13c),计算碳同位素分辨率(∆13c)值,∆13c=δ13ca- δ13ctree - ring/δ13ctree - ring+1,其中,大气稳定碳同位素比值(δ13ca)为国际通用值-9.37‰,林窗形成时间范围内∆13c 最低值出现年份为测定的林窗形成年份。
8、优选的,所述树芯的长度尺寸为10mm-30mm,且所述树芯取样器钻取树芯的长度应超过树木中心2 至 4厘米。
9、优选的,所述顺序使用由粗到细的砂纸的目视依次为150 目、300 目、600 目、800目。
10、优选的,所述林窗中心到样木辐射方向为45度角至 315度角之间。
11、优选的,在所述步骤二中树芯样本自然风干后,在打磨之前,将所述树芯样本浸泡在化学除污溶液24小时,所述化学除污溶液5%的氢氧化钠溶液和3%的过氧化氢溶液组成,并按1:1混合而成,浸泡后用清水冲洗树芯样本3次,然后将树芯样本置于温度为40℃、相对湿度为 30%的环境中进行稳定处理48小时。
12、优选的,在所述步骤四年轮生长释放法测定林窗形成时间范围之前,对样木进行生理指标测定,选取样木树冠顶部、中部和底部的叶片,测定叶片的叶绿素含量、光合作用速率和气孔导度等生理指标,在每个测定时间点,对每个部位的叶片进行多次重复测定并取平均值。
13、优选的,确定所述林窗形成时间后,收集目标林窗所在区域的长期环境数据,包括光照强度、温度、降水、土壤养分等数据,分析林窗形成前后这些环境数据的变化趋势,并将其与树芯样本的年轮宽度变化、稳定碳同位素比值变化进行对比分析,建立综合分析模型,根据所述模型分析林窗形成时间和对树木的生长。
14、优选的,所述合适的林窗边缘木应为喜光性树种,且树干通直,尖削度小,树冠发育良好、生长旺盛、无病虫害。
15、本专利技术与现有技术相比,所取得的技术进步在于:
16、1、在林窗年龄测定方法上,本专利技术通过分析林窗形成时引起的环境变化,利用稳定碳同位素的环境敏感性,结合树木年轮生长,准确测定林窗形成时间范围,从而确定林窗年龄和提高了精度。
17、2、在样本量上,本专利技术样本量量需求少,只需1株样木树芯样本,便可准确估算林窗年龄,显著降低对样木种类和数量的要求,适用性更强。
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1.一种测量林窗年龄的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种测量林窗年龄的方法,其特征在于,所述方法还包括步骤五、稳定碳同位素分析法确定林窗形成时间:取确定的时间范围内的年轮树芯,按照每年1组进行分割、粉碎、混匀处理,每组取 5mg 使用质谱仪测量各年份的稳定碳同位素比值(δ13C),计算碳同位素分辨率(∆13C)值,∆13C=δ13Ca - δ13Ctree - ring/δ13Ctree - ring+1,其中,大气稳定碳同位素比值(δ13Ca)为国际通用值-9.37‰,林窗形成时间范围内∆13C 最低值出现年份为测定的林窗形成年份。
3.根据权利要求 2 所述的一种测量林窗年龄的方法,其特征在于,所述树芯的长度尺寸为10mm-30mm,且所述树芯取样器钻取树芯的长度应超过树木中心2 至 4厘米。
4.根据权利要求1所述的一种测量林窗年龄的方法,其特征在于,所述顺序使用由粗到细的砂纸的目视依次为150 目、300 目、600 目、800 目。
5.根据权利要求1所述的一种测量林窗年龄的方法,其特征在于,所
6.根据权利要求1所述的一种测量林窗年龄的方法,其特征在于,在所述步骤二中树芯样本自然风干后,在打磨之前,将所述树芯样本浸泡在化学除污溶液24小时,所述化学除污溶液5%的氢氧化钠溶液和3%的过氧化氢溶液组成,并按1:1混合而成,浸泡后用清水冲洗树芯样本3次,然后将树芯样本置于温度为40℃、相对湿度为 30%的环境中进行稳定处理48小时。
7.根据权利要求1所述的一种测量林窗年龄的方法,其特征在于,在所述步骤四年轮生长释放法测定林窗形成时间范围之前,对样木进行生理指标测定,选取样木树冠顶部、中部和底部的叶片,测定叶片的叶绿素含量、光合作用速率和气孔导度等生理指标,在每个测定时间点,对每个部位的叶片进行多次重复测定并取平均值。
8.根据权利要求1所述的一种测量林窗年龄的方法,其特征在于,确定所述林窗形成时间后,收集目标林窗所在区域的长期环境数据,包括光照强度、温度、降水、土壤养分等数据,分析林窗形成前后这些环境数据的变化趋势,并将其与树芯样本的年轮宽度变化、稳定碳同位素比值变化进行对比分析,建立综合分析模型,根据所述模型分析林窗形成时间和对树木的生长。
9.根据权利要求1所述的一种测量林窗年龄的方法,其特征在于,所述合适的林窗边缘木应为喜光性树种,且树干通直,尖削度小,树冠发育良好、生长旺盛、无病虫害。
...【技术特征摘要】
1.一种测量林窗年龄的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种测量林窗年龄的方法,其特征在于,所述方法还包括步骤五、稳定碳同位素分析法确定林窗形成时间:取确定的时间范围内的年轮树芯,按照每年1组进行分割、粉碎、混匀处理,每组取 5mg 使用质谱仪测量各年份的稳定碳同位素比值(δ13c),计算碳同位素分辨率(∆13c)值,∆13c=δ13ca - δ13ctree - ring/δ13ctree - ring+1,其中,大气稳定碳同位素比值(δ13ca)为国际通用值-9.37‰,林窗形成时间范围内∆13c 最低值出现年份为测定的林窗形成年份。
3.根据权利要求 2 所述的一种测量林窗年龄的方法,其特征在于,所述树芯的长度尺寸为10mm-30mm,且所述树芯取样器钻取树芯的长度应超过树木中心2 至 4厘米。
4.根据权利要求1所述的一种测量林窗年龄的方法,其特征在于,所述顺序使用由粗到细的砂纸的目视依次为150 目、300 目、600 目、800 目。
5.根据权利要求1所述的一种测量林窗年龄的方法,其特征在于,所述林窗中心到样木辐射方向为45度角至 315度角之间。
6.根据权利要求1所述的一种测量林窗年龄的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱春雨,梁春刚,李娜,曹建生,阳辉,王贺辉,边瑞红,
申请(专利权)人:中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心,
类型:发明
国别省市:
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