聚丙烯微塑料添加对大豆和花生生长及生理生态特征的影响

农田微塑料污染对作物生长存在显著影响,但不同功能类型作物的生理生态、产量及品质对土壤微塑料的响应尚不清楚。鉴于此,本研究选取我国农业生产的两大主要作物大豆(地上结实)和花生(地下结实)为试验材料,并设置对照组(无添加)和实验组(添加0.40%的聚丙烯微塑料)进行大田原位试验。结果表明:微塑料添加与作物结实类型二者的交互作用对作物的生长与生理生态特征存在显著影响,主要体现在作物的整株形态结构、生物量积累与分配及籽粒品质。微塑料添加显著降低两种作物的总生物量、地上生物量、相对生长速率和百粒重,大豆降幅分别为13.61%、14.07%、13.23%和7.84%,花生降幅分别为17.10%、18.64%、16.12%和11.98%。此外,微塑料添加显著降低花生的地下生物量、可溶性糖含量和大豆的叶绿素含量,降幅分别为15.77%、25.51%和5.74%,与之相反,微塑料添加增加大豆的叶面积比值和可溶性糖含量,增幅分别为28.07%和25.82%。由此可见,聚丙烯微塑料添加对两种作物的生长和产量均有抑制作用,对花生的影响尤为明显。

长白山北坡岳桦种群结构及动态分析

以“空间代时间”的方法 ,以种群径级结构代替年龄结构 ,采用静态生命表、生存分析和空间格局分析方法 ,探讨了长白山北坡不同海拔分布的岳桦种群的结构和动态规律。结果表明 ,在海拔 180 0、190 0和 2 0 0 0m ,随海拔升高 ,岳桦种群密度增大 ,径级分布范围减小 ,种群存活曲线由DeeveyⅡ型过渡到DeeveyⅠ型 ,种群由稳定型过渡为增长型 ,说明岳桦种群由低海拔向高海拔 ,群落处于不同的演替和发展阶段。而且随着岳桦径级的增大 ,其分布格局由集群分布过渡到随机分布。

长白山北坡落叶松年轮年表及其与气候变化的关系

运用相关函数及单年分析等树木年轮气候学方法,研究了长白山北坡落叶松径向生长与气候变化的关系.结果表明,落叶松的生长对环境变化相当敏感,温度是影响其生长的主要因子.但不同海拔的落叶松对温度的响应明显不同.高海拔分布的落叶松只与当年6月的温度指标显著相关,而低海拔的落叶松与环境的关系相对复杂,除当年的4、5月外,上一年的6、9月温度以及上年9月的湿润指数都显著影响其生长.这说明不同环境梯度上的同一树种对气候变化的响应不尽相同.

天保工程实施以来东北阔叶红松林的可持续经营

20世纪末以来有两个重要的变化影响着东北温带阔叶红松林资源的可持续性,一是天然林资源保护工程(下称天保工程)的实施,另一个是红松不再作为用材树种被采伐。但森林采伐后的更新造林模式并没有显著改变。以长白山腹地-露水河林业局的阔叶红松林为研究对象,利用森林资源清查(二类)和作业设计调查(三类)资料,评估了这两个重要的变化对当前的森林资源的产生影响。结果表明,天保工程的实施调减了采伐量,间接提高了森林的公顷蓄积量,整体上促进了森林资源的恢复。目前,紫椴,蒙古栎,水曲柳和春榆等占商品材总生产量94.7%(蓄积量)。与此同时,可供采伐的这4个树种年生长量却小于采伐量,而林下补植红松,却忽视阔叶树更新的经营模式势必会逐渐增加红松在阔叶红松林中的比例,使目前商品材资源不足的情况更加恶化。总的来说,天保工程促进了公益林区森林资源的可持续性,但降低了用于木材生产的商品林的面积;红松不采伐增加了红松在商品林中的比例,降低了商品林中用材树种比例和商品材的可持续生产能力,从长期看,必然导致可采伐林木资源的枯竭。据此,建议应根据森林培育的目标,选择合适的森林更新恢复模式。

长白山北坡植被垂直带群落交错区的定量判定

以海拔梯度上的群落重要值和二元数据为指标 ,采用游动分割窗技术辨析了长白山北坡各植被带群落交错区的位置和宽度 .结果表明 ,采用平方欧氏距离 (SED)和Bray Curtis距离函数 (PD)计算的游动分割窗的峰值和峰宽有较好的重合性 ,其中基于灌木和草本物种重要值的平方欧氏距离更能准确地反映交错带植被的变异 .依据游动分割窗的分析 ,判定阔叶红松林和暗针叶林的交错区为渐变类型 ,位于海拔 112 0m ,宽度为 2 0 0m ,暗针叶林和岳桦交错区为急变类型 ,位于海拔 1790m ,宽度为 5 0m ,林线为急变类型 ,位于海拔 2 0 0 0m ,宽度为 4 0m .

树木年轮分析在全球变化研究中的应用

树木年轮的宽度、密度、图像分析、同位素含量等都与气候因子温度、湿度以及大气成分的变化成复杂的相关关系。本文总结了树木年轮分析的几种主要研究方法以及在全球气候变化、大气污染以及重建大气CO2 浓度中的应用 ,同时利用树木年轮分析对全球变化研究中存在的问题、争议等作了简要的探讨 ,并对未来全球变化中的年轮年代学研究的方向作了展望。

辽西地区林地土壤抗蚀性分析

以半干旱的辽西地区广布的油松针叶纯林、油松针阔混交林和阔叶林林下的土壤为研究对象 ,通过主分量分析方法将 9个抗蚀性指标分为 3类 :无机胶粒团聚类因子、有机胶粒团聚类因子和抗分散类因子 ,并以抗蚀性指数 ,来评价辽西地区土壤的抗蚀性 ,以期为辽西地区水土保持效益评价和造林树种选择提供依据。结果表明 ,土壤抗蚀性上坡小于下坡 ,阳坡半阳坡小于阴坡半阴坡 ;坡度越大土壤抗蚀性越差 ;阔叶林林下的土壤抗蚀性大于针阔混交林 ,大于针叶纯林。

我国东北天然林保护工程区森林植被的碳储量

以东北天然林保护工程区森林生态系统为对象,通过对其主要森林类型进行调查,探讨天保工程经营区划对森林植被固碳现状的影响,并结合已有的东北林区生物量与蓄积量数据库,建立了东北林区主要树种组的生物量-蓄积量回归模型,然后以第7次森林资源清查为基础,对东北天保工程区森林植被碳储量进行估算,以期为全国森林生物量的估算和天保工程的评估提供参考。结果表明,不同经营区之间(重点公益林、一般公益林和商品林)森林植被碳密度的差异并不显著,这可能与天然林保护工程实施初期经营区划的标准、样地的选择以及天保工程实施过程中粗放的管理方式有关。东北天保工程区森林植被碳储量为1045 Tg C,占东北、内蒙古三省森林植被总碳储量的68%;工程区以天然林为主,占工程区总植被碳储量的97%。工程区森林植被平均碳密度为41 Mg/hm2,较东北、内蒙古三省平均植被碳密度高14%;工程区植被碳密度随林龄的增加逐渐增大,由幼龄林的13 Mg/hm2到过熟林的63 Mg/hm2。因此,继续加强天然林保护工程的实施,提高其林分质量,这对未来我国森林碳汇潜力的增加和森林的可持续发展都具有重要的意义。

耕地与建设用地变化驱动力比较分析

基于南昌市新建县1991～2005年土地利用和自然社会经济数据,采用数理统计分析方法,定量综合探讨耕地和建设用地变化驱动力。结果表明,社会经济因子对耕地、建设用地变化驱动方向和强弱顺序表现差异性;驱动因素同一性主要表现在,经济发展状况、城镇化水平和人口增长是耕地和建设用地变化的驱动因子主分量;相同驱动因素的影响敏感性也表现出差异性。

气候变化对阔叶红松林潜在地理分布区的影响

物种地理分布主要取决于它对气候、地形等环境因子的适应性。基于22个环境因子和阔叶红松林的4类主要建群树种——红松、紫椴、水曲柳和蒙古栎的地理分布数据,采用最大熵模型模拟了阔叶红松林的潜在分布区域,并分析决定阔叶红松林地理分布的主要气候和地形因子,最后利用政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的3种排放场景(SRES-A2、SRES-A1B、SRES-B1)下2020、2050、2080年的气候数据预测阔叶红松林的未来潜在分布区。结果表明:各树种的受试者工作特征曲线下面积(AUC值)都大于0.8,说明模型有很好的预测能力;影响阔叶红松林分布的主导环境因子是年降雨量、季节性降雨量、海拔、年平均温度、最湿季度的平均温度。在基准气候条件下,阔叶红松林的高度适宜分布区主要分布在长白山和小兴安岭地区,占研究区总面积的11.69%,低度适宜区面积、不适宜区面积分别占研究区总面积的23%和65.31%。模型预测结果显示,未来在A2、A1B和B1气候情景下,阔叶红松林高度适宜区的南界与北界都向北移动,其面积有缩减的趋势,而低度适宜区的面积有增加的趋势。

长白山风倒区植被恢复26年后物种多样性变化特征

20世纪80年代后期,长白山遭受了罕见的台风袭击,原始森林遭到了大面积破坏。为了弄清风倒区自然恢复26a后的植被恢复状况,通过调查和对比分析风倒区和相邻的原始林区(对照区)3种典型森林类型的物种多样性的特征,评估了风倒区植被的恢复状况。结果表明,与没有受到干扰的对照区相比,阔叶红松林风倒区乔木层物种丰富度和α多样性差异性不显著(P>0.05),而云冷杉林和岳桦林风倒区的乔木层物种丰富度和α多样性显著降低;阔叶红松林风倒区的灌木层物种丰富度和α多样性均呈降低趋势,且丰富度差异性显著,云冷杉林和岳桦林风倒区的灌木层α多样性显著升高;阔叶红松林和云冷杉林风倒区的草本层α多样性显著降低,但岳桦林风倒区草本层α多样性变化不显著。阔叶红松林乔木层更新恢复的较好,灌木层和草本层更新较差;云冷杉林和岳桦林均是乔木层更新较差,灌木层更新较好;云冷杉林草本层物种较单一,岳桦林变化不大。经过风干扰后的长白山不同海拔森林物种组成和多样性还需要较长时间才能恢复到干扰前水平。

兴安落叶松天然林碳储量及其碳库分配特征

兴安落叶松天然林作为大兴安岭林区的主要植被类型,在森林生态系统碳循环中具有重要的作用。在大兴安岭林区选择不同林龄的兴安落叶松天然林,调查其乔木、灌草、枯落物和土壤,并结合已建立的单木异速生长方程分别计算其碳储量,以期为明确该地区碳库动态及其碳库分配特征提供参考。结果表明,兴安落叶松天然林总碳储量随林龄的增加逐渐增大,由幼龄林到过熟林分别为140.46、186.63、208.64、308.62和341.03 Mg C/hm2,整体表现为碳汇,这主要与乔木碳储量随林龄的增加逐渐增大有关;乔木碳库的变化范围为45.44—212.67 Mg C/hm2,且其占总碳储量的比例也随林龄的增加逐渐增大,由幼龄林的32.60%到过熟林的62.36%;灌草碳储量占总碳储量的比例较小,仅为0.48%—0.93%;枯落物碳库在过熟林中较多,为26.11Mg C/hm2,这与过熟林较少的人为干扰有关;土壤碳储量以幼龄林最小,成熟林最高,分别为78.06和131.93 Mg C/hm2,但这与我国其他地区天然林相比均较低,这与该地区较浅的土壤发生层有关;土壤碳储量随林龄的变化并不明显,但其占总碳储量的比例却随林龄的增加逐渐减小,由幼龄林的56.01%减小到过熟林的29.35%。

本溪关门山国家森林公园游客行为特征

研究游客行为特征对于旅游资源的开发、管理以及旅游目的地的可持续发展具有重要的作用。以本溪关门山国家森林公园为研究对象,通过问卷调查的方法对游客的人口统计学特征、地域结构特征、一般行为特征、消费特征及感知特征进行了研究。结果表明:关门山国家森林公园的游客以较高学历的男性中青年为主;客源主要来自本省辽宁,并以沈阳、本溪和大连的游客为主,客源地理集中度指数为35.71;旅游的主要目的是观赏枫叶,出游时间大部分集中在每年"十一"黄金周期间,且半数以上为当日往返的短程游览者;游客偏好与家人一起出游的旅行方式,所选择的交通工具主要为自驾车和旅游专车;游客的消费结构不平衡,主要集中于景区门票和交通费,占总消费的56.7%;游客对景区的喜好度依次为龙门峡景区>月台子景区>小黄山景区>夹砬子景区>鸣翠谷景区。总的来说,游客满意度较高,有89.1%的游客愿意重游此地,游客最不满意的地方主要表现在景区卫生方面。基于调查研究结果,对关门山国家森林公园的开发建设和可持续发展提供了相关建议。

长白山林线主要木本植物叶片养分的季节动态及回收效率

植物叶片养分含量的季节动态和回收效率对植被生态系统的养分循环和植物生长策略具有重要意义。以长白山高山林线上分布的3种主要木本植物——岳桦(Betula ermanii),牛皮杜鹃(Rhododendron aureum)和笃斯越橘(Vaccinium uliginosum)为研究对象,通过测定叶片中N、P、K、Ca、Mg、Fe等6种养分元素含量,分析在林线处植物叶片养分含量的季节动态及其与土壤养分含量的关系。结果表明岳桦和笃斯越橘叶片中养分元素的季节动态基本一致,即:N、P、K含量在生长季内逐渐降低,而Ca的含量逐渐增加;Mg在生长季旺盛期最低,而Fe含量却最高。牛皮杜鹃作为常绿灌木,叶片养分的季节动态与其余两种植物明显不同,表现为在生长季初期6种养分元素含量最低。岳桦和笃斯越橘植物叶片中N、P、K、Fe都有一定程度的回收,但笃斯越橘叶片的养分回收率更高,反映了笃斯越橘更能适应相对贫瘠的环境。3种林线植物叶片中养分含量与土壤养分并不存在显著的相关性,说明长白山林线上土壤中养分的分布没有对林线上3种主要的木本植物的生长和分布产生直接的影响。

长白山不同海拔岳桦非结构碳水化合物含量的变化

通常认为，随着林木不断接近其海拔分布极限，光合作用产量不断下降，导致碳水化合物供应不足（碳供应限制），或者低温限制了碳投资（生长限制）。植物组织内非结构性碳水化合物（Nonstructural carbohydrates，NSC）的含量反映了植物碳供应与碳吸收的平衡。为了检验“碳供应限制”和“生长抑制”假说，我们对长白山海拔1700～2050m的自然生境下生长的岳桦（Betula ermanii）的叶片和枝条组织的NSC含量进行了比较。结果表明：岳桦叶片的NSC含量随海拔升高变化不显著，枝条的NSC含量随海拔升高显著增加；叶片和枝条中淀粉含量与可溶性总糖含量的比值均随海拔的升高而减小；林线附近的岳桦林木不存在碳水化合物供应不足的问题，这在一定程度上表明生长限制导致长白山岳桦林线的形成。

基于VAR模型的森林植被碳储量影响因素分析--以陕西省为例

森林作为陆地生态系统最大的碳库,对现在及未来的气候变化、碳平衡都具有重要影响。而对影响森林植被碳库的自然和非自然因素进行研究更是对增强森林的碳汇作用,继而改善生态环境状况意义重大。现有的森林动态模型虽然可以很好的模拟碳储量各影响因子之间的联系,但研究往往集中于小尺度从单一影响因素着手,且由于确定模型输入变量和参数的复杂性,使得这些模型在区域甚至更大尺度上的应用存在着一些困难。因此,运用VAR模型,以陕西省为例,构建森林植被碳储量与病虫害发生面积、木材产量、森林火灾面积、森林抚育面积、人工更新造林面积、降水和温度之间的动态关系,来验证该模型在省级尺度条件下的区域森林植被碳储量影响因素分析中的可行性。结果表明:各变量在5%的显著性水平下呈一阶单整序列并具有长期稳定的均衡关系,VAR模型也通过了平稳性检验满足运行的前提条件。通过脉冲响应和方差分解分析可知,森林病虫害、木材产量对陕西省森林植被碳储量呈现出很明显的负作用,并且贡献度很高,分别为5.61%和4.52%;森林抚育、人工更新造林对碳储量的影响存在一定的滞后期;火灾、温度和降水的冲击给碳储量带来的影响均不明显。模型较好的模拟了各影响因素对陕西省碳储量的影响,且具有一定的现实意义,因此,该模型可应用于省级尺度条件下的区域森林植被碳储量影响因素分析。

人为干扰对长白山红松针阔叶混交林粗木质残体的影响

研究人为干扰(森林采伐)对长白山红松针阔叶混交林(天然林和择伐林)粗木质残体的影响。结果表明天然林和择伐林的粗木质残体平均材积分别为78.88和41.7m3.hm-2;天然林粗木质残体大部分径级2～40cm,其中倒木、枯立木和伐桩分别占总材积的94%、5.8%和0.2%,择伐林粗木质残体大部分径级11～50cm,其中倒木、枯立木和伐桩分别占总材积的41%、4%和55%。天然林和择伐林粗木质残体的覆盖面积分别为376.2和189.3m2.hm-2;天然林和择伐林倒木腐烂级为E的倒木分别占33.5%和14%。择伐活动明显减少了森林倒木的数量。为促使采伐后的森林能维持原始林粗木质残体的结构特征,现行的森林管理措施应进行必要的调整。

采伐对长白山阔叶红松林生态系统碳密度的影响

采伐对森林生态系统碳密度和固碳能力有重要的影响,且影响的程度因采伐强度和方式不同而有巨大差异。以长白山地区原始阔叶红松林在不同采伐方式、采伐强度干扰后形成的次生林为研究对象,通过对2007至2009年建立的11块1 hm2永久样地中植被层、凋落物层和土壤层碳密度在采伐前后变化特征的分析,研究了采伐强度与恢复时间对阔叶红松林生态系统碳密度的影响。结果表明:在短期内,采伐导致了植被层和土壤表层(0—20cm)碳密度值的减少,其中植被碳密度与采伐强度有显著的线性负相关关系(y=-0.9x+91.17,R2=0.626,P<0.01),而后,随着植被的恢复,生态系统碳密度增加,其中植被、土壤层碳密度呈显著线性正相关关系。根据植被碳密度与恢复时间之间的相关关系,确定以生态系统恢复、木材生产与固碳三者兼顾的合适采伐强度为30%,轮伐期为45a。

长白山森林生态系统大气氮素湿沉降通量和组成的季节变化特征

2009—2010年期间,利用雨量计收集法在长白山森林生态系统定位站开展定位观测,分析降水中氮素浓度,研究了该区域大气氮素湿沉降通量和组成的季节变化特征。结果表明,各形态氮素月均浓度之间差别较大,具有明显的季节性;其降水中浓度主要受降水量和降水频次的影响。全年氮素湿沉降中TN、TIN和TON的沉降量分别为27.64 kg N hm-2a-1、11.05 kg N hm-2a-1和16.59 kg N hm-2a-1,TON为沉降主体,占60.02%;其大气氮沉降量主要由降水量和降水中氮素浓度共同决定。该地区氮湿沉降量已处于我国中等水平,考虑到氮素的干湿沉降比例,本区域的年氮沉降量已接近或超过本区域的营养氮沉降临界负荷,存在一定的环境风险。该地区生长季(5—10月)的氮沉降量(16.59 kg N hm-2a-1)占全年氮沉降量的比例达到73.20%。生长季的氮沉降对于促进植物生长直接生态意义重大,而非生长季的氮沉降对于大量补充次年植物生长初期所需养分的间接生态意义明显。

不同海拔长白山岳桦的生理变化

通过分析长白山国家级自然保护区内不同海拔(A1:1700 m,A2:1800 m,A3:1900 m,A4:2000 m,A5:2050 m)梯度岳桦叶片中各种生理指标含量的变化,探讨了林线树木适应高山环境的生理机制。结果表明:随着海拔的升高,比叶面积(SLA)显著减小,A5与A1相比下降了35.90%,差异达到显著水平;叶绿素含量随海拔梯度升高而降低,但叶绿素a/b比值(Chla/Chlb)和Car的相对含量(Car/Chl)随海拔梯度升高而增加;在海拔1900 m左右,MDA含量和MP均处于最低水平,各种酶的活性均为最低;当海拔超过2000 m,接近森林分布的界限时,MDA含量和MP升高,并达到最大值,各种酶的活性都出现了一定程度的下降。综合本次研究表明,在海拔1900 m比较适合岳桦的生长;海拔超过2000 m,岳桦体内生理抗性下降,不利于岳桦的生长发育,因此高海拔限制了岳桦的分布。