内蒙古罕山次生林北段森林死亡梯度下植物多样性特征

【目的】青山保护区是内蒙古罕山次生林北段的典型区域,了解内蒙古罕山次生林北段森林死亡梯度下植物多样性特征,为科学保护和利用森林自生植物群落,探索更适宜森林发展的植物群落提供依据。【方法】以青山保护区山杨Populus davidiana次生林为研究对象,采用样地调查法对不同死亡梯度林下植物组成进行调查,使用生物多样性指数和群落相似系数对植物组成及多样性的差异进行分析。【结果】内蒙古罕山次生林区北段不同死亡梯度下样地植物有45种,其中,乔木9种,灌木5种,草本31种,样地内的植物物种数从大到小依次为轻度死亡样地、重度死亡样地、中度死亡样地。不同样地内的Simpson和Shannon-Wiener指数从大到小依次为轻度死亡林分、重度死亡林分、中度死亡林分。中度死亡样地的丰富度指数和Pielou均匀度指数最高。通过主坐标分析(PCoA)发现轻度死亡样地内的群落差异最大。Sorensen群落相似系数(SI)为55%-61%,不同死亡梯度林分内共有种为13种,乔木层和灌木层对SI的差异影响并不大,草本多样性的降低效益明显,导致不同死亡梯度林分SI差异变大。总体而言,随着山杨死亡程度的增加植被组成差异性也不断增加。【结论】森林死亡导致植物多样性总体趋于降低,森林大量死亡抑制了草本植物多样性,但是促进了乔木和灌木的更新。研究区山杨优势度出现衰退,林内更新能否形成混交林有待进一步研究。

不同草原防火政策下内蒙古草原火灾发生风险及其驱动因素的研究

草原火灾是草原生态系统中重要的干扰因子之一,不同时期的草原防火政策可能会导致草原火灾发生概率及驱动因素发生变化。本研究基于内蒙古1981~2020年草原火灾数据,以新旧《草原防火条例》实施时间(旧《草原防火条例》1993年10月5日颁布并实施,新《草原防火条例》2008年11月19日颁布并于2009年1月1日起实施)为界线,通过随机森林模型分4个时期(1981~2020年、1981~1993年、1994~2008年、2009~2020年)对内蒙古草原火灾发生概率与驱动因素进行比较与分析,并绘制草原火灾风险等级区划图。结果表明:(1)4个时期建模的全样本AUC在0.930~0.940之间,精度优异。(2)在不同时期,气象因素(日平均相对湿度、气温日较差等)始终是影响草原火灾的主导因素,海拔、距火点最近公路距离等因素也是内蒙古草原火灾发生的重要驱动因素;(3)1981~1993年和1981~2020年草原火灾风险区基本相似,中、高、极高草原火灾风险区主要集中在呼伦贝尔市大部分地区和兴安盟北部,1994~2008年中、高、极高草原火灾风险区主要集中在呼伦贝尔市,而2009~2020年中、高、极高草原火灾风险区主要集中在呼伦贝尔市西部、锡林郭勒盟北部、阿拉善盟东南部、乌海市和鄂尔多斯市东部。

内蒙古森林火灾发生风险及其驱动因素

森林火灾是危害森林健康的主要灾害之一,科学预测森林火灾是预防森林火灾的重要依据。以中国新旧森林火灾政策作为分界线,将内蒙古森林历史火灾数据分为四个阶段,基于增强回归树模型建立内蒙古森林火灾发生模型,预测森林火灾发生情况,解释不同时期森林火灾和火灾风险变化的差异。预测结果表明:(1)4个时期建模精度AUC均大于0.94,表明BRT模型能够较好地预测研究区森林火灾的发生;(2)气温日较差、日最小相对湿度、上一年春防累计降水量、上一年秋防累计降水量、上一年春防最高地表气温海拔、距火点最近公路距离被确定为影响内蒙古森林火灾发生的重要驱动因素。(3)新旧《森林防火条例》实施前后森林火灾风险等级变化:1981—1988年3月14日,中、高和极高森林火灾风险区分布在呼伦贝尔的东部,而2009—2020年中、高和极高森林火灾风险区分布在呼伦贝尔南部和中部、赤峰市的西南部、锡林郭勒盟和呼和浩特市的中部、乌兰察布市和包头市的南部以及鄂尔多斯市的东部。有助于了解不同时期《森林防火条例》影响下的内蒙古森林火灾的驱动因素和火险等级的变化,为优化森林火灾管理政策及预测预报工作提供科学依据。

取食不同废弃物对白星花金龟虫粪砂肥分和黄芩育苗效果的影响

[目的]白星花金龟作为一种农业害虫,具有很强的转化废弃物的能力,其虫粪砂也有着巨大的有机肥潜力。随着环境问题的愈发严峻和资源的逐渐枯竭,废弃资源再利用已成为绿色生产的一个重要方向。本研究旨在探索不同废弃物作为饲料对白星花金龟虫粪砂肥分和育苗效果的影响,从而为白星花金龟虫粪砂的推广利用提供依据。[方法]本研究采用室内养殖方式,分别饲喂榆黄蘑菌渣、木耳菌渣、猴头菇菌渣、腐熟鸡粪和发酵土豆渣,对不同处理的虫粪砂的pH和各养分含量进行测定;以黄芩作为实验材料,在种子萌发期施用不同处理虫粪砂,测量不同处理的黄芩发芽势、活力指数、苗高、苗高增长速率、移栽成活率。[结果](1)给白星花金龟喂食不同农业废弃物所得的虫粪砂在pH和有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾、全碳含量上有着显著差异;(2)不同处理的虫粪砂对黄芩发芽势、活力指数、苗高、苗高增长速率、移栽成活率都有显著提高作用。[结论]不同废弃物喂养白星花金龟所得虫粪砂的肥分差异显著,应根据农业方面的具体情况选用不同废弃物作为白星花金龟的饲料;白星花金龟虫粪砂对黄芩幼苗的培育有着显著的促进作用,其中榆黄蘑虫粪砂的效果最好。

林火强度对兴安落叶松林土壤氮循环功能基因的影响

为了探究林火强度对土壤氮素循环的影响,本研究以内蒙古大兴安岭兴安落叶松林火烧迹地为研究对象,通过DNA提取及定量PCR分析测定了不同火烧强度样地内土壤氮循环功能基因丰度以及土壤基本的理化性质。结果表明:固氮nifH功能基因丰度随着火烧强度的增加而减少,而硝化amoA-AOA和amoA-AOB功能基因丰度呈相反变化趋势;反硝化nirS,nirK和nosZ功能基因丰度在重度火烧后显著降低,在轻度火烧后显著升高。火烧同样也会对土壤基本理化性质产生显著影响,RDA分析和Pearson相关性分析表明土壤氮循环功能基因与土壤理化因子之间存在密切的联系,有机碳、速效磷、全氮含量和pH值是影响火后土壤氮循环功能基因差异变化的主要因子。本研究为火干扰对土壤氮素循环的影响机制和火后植被快速更新提供数据支撑。

内蒙古大兴安岭林火发生概率及驱动因素在1987年森林大火重大历史事件前后的差异

[目的]分析内蒙古大兴安岭林火发生概率及驱动因素在1987年森林大火前后的差异,了解重大历史事件对林火防控的影响,为未来重大事件发生背景下的林火管理与防火资源合理配置优化提供理论支撑。[方法]基于1980-2018年(39年)内蒙古大兴安岭历史火灾数据,以对我国森林火灾防控有重大影响的1987年森林大火为分界线,采用逻辑斯蒂回归(LR)和增强回归树(BRT)2种林火预测模型对1987年森林大火发生前、发生后和所有年份3个时期的林火发生概率和驱动因素进行分析和比较,同时计算各旗(县)低、中、高3个火险等级的面积,判读不同时期的林火驱动因素和火险变化差异。[结果]1)无论用所有年份还是用1987年前和1987年后的数据建模,BRT模型预测精度均高于LR模型,虽然LR模型预测精度略低,但也可以满足预测需求;2)2种林火预测模型对3个时期的预测准确率均表现为所有年份>1987年后>1987年前,说明在样本数据量足够的情况下,以1987年森林大火为分界线并未提高预测精度,利用所有年份数据建模具有较高可信度;3)气候因素在不同时期均为影响林火发生的主导因素,尤其要关注火灾发生前一年秋季防火期的相关气象指标(平均/最高气温、平均/最高地表温度、日照时数);4)3个时期的火灾中高风险区发生明显变化,内蒙古大兴安岭东部(鄂伦春自治旗东南部、莫力达瓦达斡尔族自治旗大部及阿荣旗中部)3个时期均有较高火灾风险,北部原始林区(额尔古纳市北部)1987年前中高风险区很少,1987年后中高风险区显著增多。导致火灾发生的原因1987年前主要是人为因素,1987年后有关政策和法规的制定使人为因素引发的森林火灾减少,但雷击火次数有所增加。[结论]1987年森林大火重大历史事件的发生使我国森林防火政策发生巨大变化,影响内蒙古大兴安岭林火发生概率及驱动因素的主导因素由人为因素转变为自然因素(雷击火)。

不同饲料对双叉犀金龟生长发育的影响

为了探究发酵木耳菌糠、发酵香菇菌糠和发酵木屑3种饲料对双叉犀金龟幼虫生长发育和营养成分的影响,以及3种饲料作为基质对产卵量与孵化率的影响。采用3种饲料,在27℃、饲料湿度70%条件下饲养双叉犀金龟幼虫,分别测定3龄幼虫的体重、体长、存活率与幼虫体内基本养分物质含量。羽化后用3种饲料作为基质进行雌虫产卵试验,分析不同基质对双叉犀金龟雌虫产卵量与幼虫孵化率的影响。测定并分析饲料营养成分与幼虫营养间的关系。结果表明,在饲养环境条件一致时,发酵木耳菌糠与发酵木屑更有助于双叉犀金龟幼虫生长发育,但体内养分物质含量与另外一种饲料差异不显著。发酵木耳菌糠作为产卵基质时,双叉犀金龟雌成虫产卵量与孵化率显著大于其它两种饲料。发酵香菇菌糠中的总蛋白含量虽然能够保证双叉犀金龟完成生长发育,但纤维素、半纤维素与木质素含量显著低于其它两种饲料,不能代替发酵木屑进行饲养。

白星花金龟虫粪砂对3种内蒙道地药材生长的影响

为研究白星花金龟(Potosia brevitarsis Lewis)虫粪砂对内蒙道地药材的肥效,采用田间栽培方式,以蚯蚓粪为有机肥对照、化肥为无机肥对照、不施肥为空白对照,研究施用白星花金龟虫粪砂对3种内蒙道地药材——黄芩(Scutellaria baicalensis Georgi)、蒙古黄芪(Astragalus mongholicus Bunge)、柴胡(Bupleurum chinense)生长情况的影响。结果表明:施用白星花金龟虫粪砂可以显著提高黄芩的株高(16.51%)、地上部鲜质量(452.14%)、主根长(54.08%)、芦头直径(105.93%)、侧根数(44.33%)、根部鲜质量(193.59%)、根部干质量(231.25%)、叶绿素相对质量分数(SPAD,80.78%)、氮质量分数(63.58%)、叶面相对湿度(63.60%)等生长指标,蒙古黄芪的芦头直径(45.45%)、SPAD值(8.33%)、氮质量分数(6.72%)、叶面相对湿度(6.72%)等生长指标,以及柴胡的株高(61.46%)、干物质质量分数(99.91%)、SPAD值(21.91%)、氮质量分数(17.69%)、叶面相对湿度(17.69%)等生长指标。说明白星花金龟虫粪砂对3种内蒙道地药材生长有着不同程度的有利影响,通过主成分分析,其对黄芩的有利影响最大,蒙古黄芪、柴胡次之。

红花尔基樟子松人工林碳储量及碳层分配特征

以内蒙古红花尔基樟子松林国家级自然保护区樟子松人工林为研究对象,采用实测法对樟子松不同龄级人工林碳密度、碳储量及其分配特征进行了研究。结果表明:(1)樟子松人工林碳储量随林龄增加而增加。(2)樟子松人工林各碳层储量变化规律为:地下>地上,土壤层>植被层>枯落物层。(3)樟子松人工林各碳层储量中土壤层碳储量占比最大,且0-30 cm土层碳储量占比在76.97%-80.18%之间,呈表层聚集现象。(4)乔木层碳储量主要集中在树干,表现为碳净积累特征。未来通过采用合理的人工抚育及科学管理措施,维持和增加土壤碳收入,充分利用其生长特性,对于维持生态系统碳平衡起着极其重要的作用。

大兴安岭南段蒙古栎粗根非结构性碳对不同坡向的响应

在半干旱区,掌握树木根部碳储存规律对探究水分胁迫影响地上、地下器官碳分配机制至关重要。本研究以蒙古栎(Quercus mongolica)为研究对象,在2021年(湿润年)、2022年(干旱年)、2023年(正常年)的生长季每月采集不同坡向(阳坡、半阳坡、阴坡)蒙古栎粗根样本,测定非结构性碳(Non-Structural Carbohydrate,NSC)及其组分(可溶性糖、淀粉)含量并分析其动态变化规律。结果表明:(1)粗根NSC组成以淀粉为主,粗根NSC及其组分含量随5月、6月、7月、8月、9月的顺序递增且差异显著(P<0.05)。(2)NSC含量及淀粉含量随湿润年、正常年、干旱年的顺序递增;不同坡向淀粉含量随阳坡、半阳坡、阴坡的顺序递减,且二者均差异显著(P<0.05)。(3)通过对粗根NSC及其组分影响的主导因素分析,坡向因素影响大,反应了粗根NSC对潜在蒸散量梯度反应敏感。研究结果有助于理解干旱环境下地下器官对树木生长碳分配的调节机制。

气候变化下大兴安岭南段季节冻土退化特征

[目的]季节冻土退化会直接影响生长季初期的水分补给,进而影响区域森林健康。然而,目前大兴安岭南段的冻土退化,特别是气候变化下冻土如何退化尚不清楚。[方法]在内蒙古赛罕乌拉国家级自然保护区长期实验森林中,定位观测2014-2022年气温、土壤温度、土壤体积含水量等环境因子,分析森林季节冻土退化特征。[结果]研究表明:大兴安岭南段气温加速上升,1997-2022年间年平均气温上升速率为0.42℃·(10 a)^(-1),比1973-1996年间的升温速率[0.34℃·(10 a)^(-1)]加快了23.5%;且冻融期(当年11月-次年6月)平均气温上升速率更快[0.46℃·(10 a)^(-1)]。土壤的冻融模式呈自上而下单向冻结,单向融化;冻结速率、融化速率随着土壤深度的增加而变快,在40~80 cm土层达到最大值(冻结速率2.23 cm·d^(-1)、融化速率4.50 cm·d^(-1))。季节冻土持续退化,观测到的最大冻结深度由80 cm减少至40 cm;冻融期显著缩短,开始冻结时间推迟,完全融化时间提前,导致年冻融期缩短15.21%。应用本文建立的冻融多元线性回归模型计算得出,积温升高对研究区季节冻土退化的贡献率超过90%,是该区域季节冻土退化的最主要原因。[结论]在大兴安岭南段,冻土退化主要表现为冻融期缩短,气温升高是导致季节冻土退化的主要驱动因素,今后有必要监测季节冻土的变化,从而更好地进行森林经营。

“双碳”背景下提升内蒙古森林碳汇功能的思考

森林碳汇功能和作用是实现“双碳”目标的重要路径之一,对国家2060碳中和愿景目标将有重要贡献。内蒙古是我国北方重要生态安全屏障,全区森林面积3.92亿亩,活立木蓄积量16.63亿m3,其碳汇功能和提升潜力巨大。研究认为,应通过全尺度碳汇计量体系研究,摸清碳汇家底,科学开展国土绿化,巩固提升碳汇造林质量与森林碳汇能力;全面实施森林资源保护和森林质量精准提升工程,减少碳库损失和提高碳汇增量;大力发展生物质能源,实现生物减排固碳;做好服务保障措施,助力碳汇能力持续巩固提升。

蒙汉双语授课“森林防火”线上线下混合式教学模式初探

“互联网+”时代下线上线下混合式教学模式的出现打破了传统教学的壁垒,进一步提升了教学质量。文章基于优慕课(UMOOC)教学平台,对蒙汉双语授课的“森林防火”课程线上线下混合式教学模式做了初步探讨。以“林火行为”这一章节为例详细规划了课前、课中、课后的课程教学计划及课程考核方式,希望实现真正意义上的双线混合式教学,打造一流的蒙汉双语课程,培养一流的蒙汉兼通专业人才。

火干扰对兴安落叶松林土壤氮组分及土壤中氮循环功能基因的影响

森林火灾通过影响土壤生物和非生物部分对土壤氮循环产生长期影响。在全球林火频发背景下,为探讨火灾与土壤氮循环之间的长期响应关系,选择火后1、6、11年兴安落叶松林(Larix gmelinii)重度火烧迹地为研究对象,通过测定土壤氮组分、氮循环功能基因和土壤基本理化性质,分析火后土壤氮组分和氮循环功能基因丰度随恢复年限的变化趋势,以及主要影响因子。结果表明,(1)土壤全氮、铵态氮和微生物量氮(MBN)含量随恢复年限呈现先降低后增加的趋势,其中MBN恢复较慢。火干扰导致土壤硝态氮含量在火后1年显著增加(P<0.05),火后6、11年均低于对照样地。(2)固氮nifH功能基因在火后11年恢复到火烧前的水平,而反硝化nirS、nirK和nosZ功能基因在火后6年显著高于对照样地,火干扰显著提高了硝化amoA-AOA和amoA-AOB功能基因丰度。(3)相关性分析表明固氮nifH功能基因与土壤全氮、铵态氮和MBN呈显著的正相关关系(P<0.05);硝化amoA-AOA功能基因与硝态氮呈极显著的正相关关系(P<0.01);反硝化nirS、nirK功能基因与硝态氮呈显著负相关关系(P<0.05)。(4)冗余分析结果表明土壤有机质、含水率、速效钾是影响火后土壤氮循环功能基因的主要因子,解释度分别为63.8%、18.4%、85.8%。可见,森林火灾对兴安落叶松土壤氮组分和土壤中的氮循环功能基因有着长期的影响,并且火后土壤理化环境的改变也会间接对土壤氮循环的恢复产生影响,研究结果可为北方地区森林火灾对土壤氮循环影响机制提供数据支撑。

内蒙古罕山华北落叶松径向生长特征及水热环境响应

[目的]以内蒙古罕山保护区为例,系统探讨我国北方半干旱区华北落叶松树干径向生长的变化规律及与环境因素(温度、降水等)的关系,为进一步认识半干旱区树木生长对气候变化的响应提供理论基础。[方法]在通辽市扎鲁特旗罕山国家级自然保护区,运用点触式树木径向生长测量仪对4株样树的径向生长开展了高分辨率的连续监测,并同步监测温度、降雨、土壤水分等环境因子,分析树木径向生长动态特征及影响因素。[结果]研究表明:华北落叶松径向生长具有白天收缩、夜间膨胀的日变化特征。在5—6月的树干收缩膨胀现象较7—9月更明显,且夜间膨胀量大于日间收缩量;在整个生长季尺度,华北落叶松的径向生长始终受到土壤温度的显著影响,但在不同生长阶段,土壤含水量是影响树干径向生长的重要因子。在极端丰水年(2021年)的生长季中的降雨高峰期之前(5月初—6月中),径向生长已达全年生长量的45%以上,说明土壤水分对径向生长的影响更直接,夏季降水量的直接影响较小,而冬季积雪在春季融化后的土壤水分供应则是决定径向生长的关键因子。[结论]在内蒙古半干旱地区,当年降水量对华北落叶松径向生长的直接贡献相对较小,主要是通过转化成土壤水的形式间接影响树木生长;土壤温度和土壤水分是影响径向生长的重要因子,在土壤水分未得到降雨有效补充的生长季初期,树木径向生长主要依靠土壤水的前期存量。

内蒙古罕山自然保护区山杨林更新苗特征研究

以内蒙古罕山国家级自然保护区山杨次生林为研究区,研究区内近些年出现大面积非正常死亡的山杨林,在山杨林中分别设置倒木、枯立木与对照3类样地进行死亡后更新调查。研究发现,罕山自然保护区山杨林倒木样地、枯立木样地、对照样地更新树种主要以山杨为主,并且均为萌生更新,更新密度总体呈枯立木样地>对照样地>倒木样地,平均更新苗密度分别为3158.33、2466.66、2308.33株/hm 2,郁闭度、林分密度、年均温度和海拔与山杨更新密度呈负相关(P<0.05),枯落物厚度与山杨更新密度呈正相关(P<0.05),年累计降水量未达到显著水平。并且发现山杨林非正常大面积死亡后根系仍然具有萌蘖的活力,在死亡后萌蘖更新得到快速释放,且具有形成新一代森林的潜力。

大兴安岭北部冻土中CO分布研究

冻土中的甲烷作为重要的温室气体得到了广泛研究，而CO作为一种具有间接温室效应的气体，目前的研究还非常少，调查了大兴安岭北部兴安落叶松林地冻土中CO气体的分布，发现非过火区CO浓度普遍在21～117mL·m^-3，过火区在0～5mL·m^-3；夏季CO浓度阴坡在8～221mL·m^-3，阳坡在0～8mL·m^-3，在0～75cm深度CO浓度有逐渐上升趋势；较平缓的阴坡CO浓度明显高于较陡峭的阳坡；适当降雨有利于CO气体的产生，大雨或连续阴雨天气不利于CO的产生，大雨后1～2d内CO浓度较高，并且在不同地理位置有不同的观测结果。CO、CH4作为可燃性气体，对森林火灾有何影响，还需要做进一步研究。

内蒙古大兴安岭森林火险等级评价与区划研究

以内蒙古大兴安岭为研究区,选取树种燃烧类别、人口密度、路网密度、防火期月平均降水量、气温、风速等火险因子数据,运用森林火险等级评价和聚类分析2种方法得出各个林业局及管护局的森林火险等级并完成火险区划。结果表明:伊图里河的森林火险等级为Ⅱ级,为中等火险区(占总面积3.97%),其他地区为Ⅰ级,为高等火险区(占总面积96.03%)。按照火险程度由高到低分为5类,金河火灾危险性最高为聚类1(占总面积6.04%);绰源、得尔布尔火灾危险性较高为聚类2(占总面积5.49%);甘河、阿龙山、克一河、吉文、北大河、图里河、满归、阿尔山、库都尔、绰尔、伊图里河、阿里河火灾危险性高为聚类3(占总面积46.77%);根河、莫尔道嘎、毕拉河、乌尔旗汉火灾危险性较低为聚类4(占总面积22.97%);大杨树、管护局火灾危险性低为聚类5(占总面积18.73%)。研究结果可为有关部门制定森林火灾的减灾对策和战略决策提供参考。

森林生态系统凋落物研究综述

凋落物是森林生态系统的重要组成部分,其累积和分解构成土壤与生物间的物质循环,构成生物地球化学循环的重要环节,发挥着独特的生态功能。森林生态系统凋落物狭义上包括粗木质残体和森林凋落物,每个组成部分各自独成体系,又彼此紧密联系。以往的研究都是从狭义角度上相互独立的研究。本文从凋落物广义概念的角度上,将其分解为森林凋落物、死亡根系和倒木三部分;对凋落物分解的物理化学过程,凋落物分解所受的影响因子,分解与养分释放动态过程和研究方法等内容进行了综述,旨在进行纵向比较,得出森林生态系统凋落物目前的研究进展,阐明目前凋落物研究的动态;总结了当前存在的问题,并对凋落物研究方向进行了展望。

基于聚类分析法的我国森林火险等级区划研究

森林火险等级区划是林火管理的基础,研究森林火险等级区划有利于把握森林火灾发生规律,可为林火管理提供火灾预测预警信息,使林火管理具有针对性,达到减灾的目的,对林火预防工作和生态系统平衡更具有重要意义。基于2003—2018年我国全国各地森林火灾数据,利用统计描述法对全国森林火灾进行时空特征分析,采用聚类分析法将我国受灾区域划分等级,进而对全国森林火险区划进行评价。结果表明:我国森林火灾发生总数随时间变化呈下降趋势,且我国森林火灾存在明显的空间差异性。其中湖南省森林火灾发生频率最高,黑龙江省特大森林火灾发生最多,火场面积和受害林面积居全国首位。通过聚类分析将我国各省市区按受灾强度划分为10类。第1类地区受灾最轻,第10类地区受灾最严重。天津、宁夏、北京市等省市区为第1类,黑龙江省为第10类。人类频繁活动和气候影响是造成灾害的主要原因,建议在把握森林火灾时空特征的基础上,加大林火管理宣传力度和森林火灾监测,同时准确掌握气候变化。研究结果可为我国森林防火和森林火险预测预警工作提供科学依据和借鉴。