植物生态学报 ›› 2025, Vol. 49 ›› Issue (6): 939-951.DOI: 10.17521/cjpe.2023.0325 cstr: 32100.14.cjpe.2023.0325
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刘新月, 王立平, 刘春和, 孙艳丽, Peng Liu, 田赟, 贾昕, 查天山
Xinyue Liu, WANG Liping, LIU Chunhe, Sun Yanli, Liu Peng, Tian Yun, JIA Xin, shan Zha tian
摘要: 为揭示城市人工林生物量空间变化及其空间异质性的驱动因子, 阐明不同驱动因子对生物量空间分异影响的适宜范围。以北京市不同林龄人工林为研究对象, 基于森林清查数据, 利用转换因子连续函数法得到小班尺度人工林生物量; 选取气候(气温、降水量、日照时数)、植被(归一化植被指数)、地形(高程、坡度、坡向)和人为(夜间灯光指数、国内生产总值、人口密度)因子, 运用线性回归分析、多项式拟合等方法分析生物量对各影响因子的响应; 利用随机森林预测不同林龄生物量的空间分布, 基于地理探测器量化各因子及其交互作用对生物量空间异质性的解释力度, 确定各因子对生物量影响的适宜范围。主要结果: (1)生物量随林龄的增加而增大, 幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林生物量分别为35.22、75.42、88.71、96.17和148.59 Mg·hm–2。(2)相较于地形因子, 气候因子、植被因子和人为因子对生物量的影响更大。幼龄林生物量对各因子的响应与其他林龄存在差别, 可能与幼龄林存在较多的抚育有关。(3)对生物量空间异质性解释最强的因子分别为夜间灯光指数(52.91%)、日照时数(51.28%)和降水量(45.75%)。(4)影响因子之间的交互作用均为非线性增强或双因子增强, 林龄自身对生物量空间异质性的影响较小, 但其与降水量、夜间灯光指数、国内生产总值和人口密度交互后解释力度达到70%以上。(5)气温在12.3–13.0 ℃、降水量在526.8–542.6 mm、日照时数在2543.1–2602.8 h、NDVI在0.46–0.59范围内, 中度人为干扰的平坡上具有较高的生物量。因此, 生物量的空间分异是由多种因子共同作用的, 想要获取更高的生物量需要综合考虑研究区的特点。结果有助于更好理解人工林生物量与影响因子之间的关系, 为后续造林工程的实施和人工林抚育等提供科学合理的理论依据。