长白山红松针阔混交林与开垦农田土壤呼吸作用比较

利用静态箱式法测定长白山红松（Pinus koraiensis）针阔混交林及其开垦农田的土壤呼吸作用.结果表明,两者土壤呼吸作用的日动态和季节动态均主要受温度影响,农田土壤呼吸作用的日变化极值出现时间较林地提前,最大值出现在12∶00左右,比林地提前6 h左右,最小值在凌晨5∶00左右,早于林地2～3 h;在生长季,土壤呼吸速率与10 cm土壤含水量关系不显著,而与土壤5 cm温度呈显著的指数关系;农田土壤温度高于林地,但在整个生长季（5～9月）林地土壤释放CO2量（2 674.4 g·m^-2）约为农田（1 285.3 g·m^-2）的2倍;观测期间,农田土壤呼吸速率占林地的比例范围在23.4%～76.3%之间,说明土壤呼吸作用还受不同土地利用方式下植被类型等的影响.农田和红松针阔混交林土壤呼吸作用的Q10值分别为3.07和2.92,农田土壤呼吸作用的Q10 值估计可能偏大.森林转变为农田后,环境、生物因子以及土壤养分含量和物理性质发生改变,共同影响土壤呼吸作用的强度和动态特征.

季节增温方式对小兴安岭红松针阔混交林演替的潜在影响

应用林窗模型LINKAGES对小兴安岭红松针阔混交林在不同季节增温方式下的未来演替过程进行了模拟预测.以温度增加5℃、降水无明显变化作为未来变暖气候的模拟假设,共设计3种气候变暖方式预案,分别为冬季增温幅度大于夏季、冬季与夏季增温幅度相同以及冬季增温幅度小于夏季.模拟结果表明,当冬季增温幅度大于夏季时,小兴安岭现存林分的演替受气候变暖的影响相对最小,树种组成仍然能够保持较为稳定的针阔混交林状态;当冬季增温幅度小于夏季时,现存林分的演替受气候变暖的影响最显著,树种衰退最迅速.可见,小兴安岭针阔混交林的演替与未来的增温方式关系密切,上限温度是现存树种能否继续存活的重要决定因子.

小兴安岭红松针阔混交林林分空间结构分析

用角尺度、混交度、大小比数3个空间结构参数对黑龙江省凉水自然保护区的红松针阔混交林进行分析,用Hegyi竞争指数分析种内种间竞争关系,为制定合理的森林保护措施提供依据。分析结果表明:林木分布格局为随机分布;总体来看该林分处于强度混交向极强度混交过渡的状态,单一树种聚集在一起的情况较少,大多与其它不同树种混交;各树种在林木大小分化程度上存在很大差异,针叶树种较占优势,阔叶树种则分化严重,既有占优势树种又有受压树种;林分的种内竞争大于种间竞争。

倒木干扰对红松针阔混交林空间结构的影响

以红松针阔混交林样地(200 m×140 m)为研究区,采用角尺度、混交度和大小比数3个指标对倒木出现前后的林分空间结构进行量化分析。结果表明:样地内倒木比例占7.15%,且中等径木居多,倒木数量与该树种立木多度呈极显著正相关(r=0.816,P=0);从倒木存在形式看,倒木数量为连根拔起>根倒>干折,倒木数量的差异与立地条件、树木生长特性密切相关;倒木使林分整体的混交度增大,角尺度和大小比数减小,但由非参数检验得知差异并不显著;倒木对不同树种空间结构的影响呈现出一定规律性,树种平均混交度的增量与其倒木比例呈极显著正相关(r=0.715,P=0.002),平均大小比数的增量与该树种倒木平均胸径呈显著正相关(r=0.579,P=0.024),与倒木和立木的平均胸径之比呈极显著正相关(r=0.806,P=0)。

凉水自然保护区平缓地带红松针阔混交林空间结构分析

采用角尺度、混交度、大小比数对凉水自然保护区平缓地带红松针阔混交林的空间结构进行研究的结果表明,该林分以团状分布为主,主要呈现出强度、极强度混交,单一树种聚集的情况较少,树种间的混交属性差异很大;林木在胸径大小对比上分化程度比较均匀,优势树种株数与劣势树种株数大致相同,针叶树种相对于阔叶树种有优势。

长白山红松针阔混交林中倒木的分布格局

红松针阔混交林是我国东北东部山地稳定的地带性天然森林植被．开展其倒木的研究，不仅能有效地监测红松针阔混交林的动态，而且能加深倒木生态功能的认识，为合理管理倒木资源提出对策．通过研究得知，风害是长白山红松针阔混交林林木死亡的主要原因，红松阔叶林有５０％的死亡木是由于根拔、干折和冠折等风害造成的；阔叶红松林风害导致的死亡占３６．８４％，倒木的年输入量，红松阔叶林小于阔叶红松林．倒木的分布方向与主风方向关系不大．

长白山红松针阔混交林倒木对天然更新的影响（Ⅰ）──倒木自身特点对天然更新的影响

通过调查分析，长白山红松针阔混交林倒木影响天然更新的主要方式是通过林木风倒或枯死形成林冠空隙，从而促进天然更新，而在倒木上更新较少。这和云冷杉林大部分是直接在腐烂的倒木上完成天然更新截然不同。

红松针阔混交林林隙土壤总有机碳和易氧化有机碳的时空异质性研究

在小兴安岭原始红松针阔混交林内选择3个代表性的林隙作为试验样地，采用网格法布设采样点。在生长季节内，对表层土壤（0-20cm）总有机碳（TOC）和易氧化有机碳（EOC）的含量进行连续测定。采用经典统计学和地统计学相结合的方法，分析两者的时空异质性。结果表明：土壤TOC和EOC随时间变化显著，8月份含量均较高，不同林隙间变化规律不同；土壤TOc（变异系数CV为28．7％～41．8％）和EOC（CV为21．0％～61．6％）均存在空间异质性，其变异均属于中等程度变异；结构比显示它们均具有强烈的空间自相关性（结构比〉75％），主要由结构性因素引起；等值线图表明，林隙表层土壤TOC和EOC具有块状或连续分布的特点，不同林隙间差异较大，TOC的空间分布格局随时间变化较大，而EOC的分布格局相对稳定，受地形影响较大。

红松针阔混交林林隙土壤颗粒有机碳和矿物结合有机碳的时空异质性

在黑龙江省伊春市带岭区凉水国家自然保护区原始红松针阔混交林内，选择3个代表林隙作为试验样地，运用网格法布设采样点，在生长季（6-10月）对表层土壤（0～20 cm ）颗粒有机碳（ POC ）和矿物结合有机碳（ MOC）含量进行连续测定，采用经典统计学和地统计学相结合的方法，分析土壤 POC 和 MOC 的时空异质性。结果表明：土壤 POC和 MOC含量随月份变化显著，大体呈现出先升后降然后又明显升高的趋势，但 MOC 变化滞后于 POC；土壤 POC（ CV：50.5%～94.4%）和 MOC（ CV：31.5%～50.5%）含量均存在空间异质性，其变异均为中等程度变异；方差分析表明，月份对土壤 POC和 MOC含量均具有极显著影响（P ＜0.01），而林隙大小对前者影响极显著（P＜0.01），对后者影响不显著（P＞0.05）；结构比[C/（C0＋C）]表明，两者均具有强烈的空间自相关性，主要由结构性因素引起；土壤 POC和 MOC含量空间分布的等值线图显示，它们在研究尺度内呈斑块状或连续分布；POC在林隙中心或近中心位置含量较低，斑块状分布较明显，而 MOC 分布比 POC 均匀，且低值中心大多分布在林隙边缘； MOC的空间分布格局随月份的变化比 POC相对稳定。

长白山红松针阔混交林CO_2通量的日变化与季节变化

Diurnal and seasonal variation of CO2 flux above the Korean Pine and broadleaved mixed forest in Changbai Mountain were expounded according to the measurements by eddy covariance technique. The results showed that the diurnal variation during growing season was closely correlated with photosynthetically active radiation （PAR）. The forest assimilated the CO2 in daytime and released in night. The maximum uptake occurred about 9 o’clock of local time in clear day. Assimilation was synchronous to PAR in cloudy day. The night respiration increased with increasing of shallow soil temperature. The CO2 flux also had obviously seasonal variation that was mainly controlled by temperature. Relationship between monthly net exchange of CO2 and monthly mean air temperature fit cubic equation. Remarkable uptake occurred in blooming growing season,May to August,and weak respiration occurred in dormant season,October to March,and relatively big release happed in October. Assimilation and respiration were nearly balanced during the transition of growing and dormant seasons. The annual carbon uptake of the ecosystem was-184 gC·m -2 .

红松针阔混交林乔灌草生物多样性研究

选取东折棱河自然保护区2种不同红松林林型(云冷杉红松林和蒙古栎红松林),采用乔、灌、草生物多样性对比研究的方法,研究林地结构特征对红松针阔混交林生物多样性的影响。对2种不同红松林林型的乔、灌、草3层的生物多样性大小进行分析比较,利用辛普森多样性指数和香农—威纳指数对比分析2个林型内部各层次的生物多样性、2个林型之间相对层次的多样性及2个林型总体多样性。结果表明,2个林型乔、灌、草3层物种多样性的高低为:草本层>灌木层>乔木层,生物多样性随植被所处林层高度的提升而递减;云冷杉红松林乔木层和灌木层的生物多样性均大于蒙古栎红松林,其草本层的生物多样性小于蒙古栎红松林。

哈尔滨红松针阔混交林经营模式研究

红松是产于东北三省的珍贵树种,具有重要的生态和经济价值。以哈尔滨市林业局丹青河实验林场的红松针阔混交林为研究对象,运用近自然森林经营的理念,实行中度改造、强度改造、无干扰等3种经营模式,并对3种经营模式下的林分密度、胸高断面积、平均树高、平均胸径及生物多样性进行了比较分析。结果表明:中度改造经营模式为红松和其辅助优势树种提供了优越的生长空间,且不影响生态系统的稳定性,并改善了群落和林冠结构,达到了较好的平衡生态功能,还可获得较好的经济效益。

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。

长白山红松针阔叶混交林林冠层叶面积指数模拟分析

根据长白山原始红松针阔叶混交林光合有效辐射的连续3年自动观测结果,结合便携式叶面积仪的季节观测,建立了以林冠上下光合有效辐射估算森林冠层叶面积指数的半经验公式.结果表明,该方法可以很好地反映叶面积的季节动态.通过3年叶面积指数的季节动态比较发现,该森林冠层叶面积的起始生长日期随气温稳定通过0℃的日期延迟而延迟,整个生长季的叶面积动态可划分成上升期、相对稳定期和下降期,每个阶段都与大于0℃的积温存在较好的相关关系,分别用Logistic曲线和线性方程表达.并对叶面积的观测和估算方法中存在的问题进行了讨论.

长白山红松针阔叶混交林林下光合有效辐射的基本特征

利用长白山红松针阔叶混交林连续3年的光合有效辐射(PAR)观测数据,与林冠上方PAR值相对比,分析了林冠下5个不同水平位置探头的PAR时空特征.结果表明:林木冠层上方的PAR日总量年变化呈双峰甚至多峰趋势,主要受降水和云雾等天气状况的影响;林下PAR日总量年变化表现为非生长季与冠层上方变化趋势一致,在生长季数值较小且趋于稳定.典型晴天时林下5个探头的PAR值在时间和大小分布上有较大差异.在空间变化上,非生长季林下PAR变异系数较小,约为0.15;生长季的变异系数较大,在0.22以上,最高值在8月.生长季典型晴天太阳高度角为38°～48°区间(9:00—10:00和13:00—14:00)时,林下PAR空间变化较大.

长白山红松针阔叶混交林主要树种树干呼吸速率

采用土壤呼吸气室,于2003年4—10月原位测定了长白山红松针阔叶混交林主要树种红松、蒙古栎、水曲柳和紫椴的树干呼吸,监测了树干温度及林内温度.结果表明:4个树种的树干呼吸速率均有明显的季节变化,其中7月的呼吸速率最高,10月最低,呈单峰曲线.各树种的树干呼吸速率日变化均为"S"型曲线,并在4:00达到最低,而呼吸速率峰值出现时间有所不同,红松、蒙古栎、水曲柳和紫椴的呼吸速率峰值分别在18:00、20:00、16:00和14:00.不同树种的树干呼吸对温度变化的响应也不相同,其树干呼吸Q10值在2.24～2.91之间变化,为水曲柳>蒙古栎>红松>紫椴.

林窗模型BKPF模拟伊春地区红松针阔叶混交林采伐迹地对气候变化的潜在反应

用森林演替模型BKPF研究黑龙江省伊春地区红松针阔叶混交林采伐迹地上森林演替在未来 5 0年气候变化和CO2 浓度增加的反应得出 :伊春地区采伐迹地演替 5 0年后红松和硬阔叶树的数量增加 ,落叶松、山杨与白桦减少 ;林分密度略有降低 ;林分生产力增加约 7%～ 2 8% ;林分地上部分总生物量增加 15 %～ 2 4% ;叶面积指数增加约 5 %～ 8% .气候变化有利于采伐迹地阔叶红松林恢复 .

林窗模型BKPF模拟红松针阔叶混交林群落对气候变化的潜在反应

用森林动态模型 BKPF研究典型红松针阔叶混交林群落在气候变化和 CO2 倍增后的反应得出 ,在气候变化 5 0 a后现存的天然红松林林木总株数将减少 2 0 %以上 ;地上部分生物量将减少 90 %以上 ,蒙古栎的生物量占据林分的 5 7%以上 ;林分生产力与现在气候条件下比较接近 ,略高 4% ,但主要以蒙古栎、山杨、白桦为主 ;林分叶面积指数大幅度减少。

间伐对红松Pinus koraiensis针阔混交林冠层结构及林下植被的影响

为揭示不同间伐强度对冠层结构、林下光环境及林下植被生长和更新的影响,以红松针阔混交林为研究对象,利用Winscanopy 2010a冠层分析仪对中度、强度间伐及对照林分的冠层结构及光学特性进行测定,同时采用典型样地调查法,对林下灌木层和草本层的更新及多样性进行调查,分析间伐后林分的冠层结构及光环境特征,运用相关分析法对冠层结构和林下植被多样性的相关性进行分析。结果表明:间伐显著改变了红松针阔混交林的冠层结构,改善了林下光环境,与对照相比,中度(38%)、强度(48%)间伐林分的叶面积指数分别为对照的65.11%和71.7%,开阔度分别比对照增加205%和249%,林下总辐射分别为对照的2倍和5倍。冠层结构对林下光环境的影响较大,林冠开阔度与林下直射光、散射光和林下总辐射量呈极显著正相关(p<0.01),叶面积指数与林下散射光、林下总辐射呈极显著(p<0.01)和显著(p<0.05)负相关;间伐有利于林下阔叶树种更新,中、强度间伐林下幼苗的个体密度、基径、树高显著高于对照(p<0.05),且表现为随着间伐强度的增强而增强的趋势;林下光环境对林下植被多样性影响较大,灌木层的物种多样性指数与林下总辐射呈显著负相关(p<0.05),草本层多样性指数、丰富度指数与冠层开阔度呈显著正相关(p<0.05)。间伐改善了红松针阔混交林的林下光环境,有利于林下阔叶树种的更新,对林下植被多样性具有较大的影响。

红松针阔叶混交林森林生态系统服务功能价值研究——以丰林自然保护区为例

本文依据2008年森林资源调查数据及森林生态系统定位观测数据,采用国家林业局发布的《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721-2008)中规定的森林生态系统服务功能评估方法,对丰林自然保护区红松针阔叶混交林森林生态系统涵养水源、保育土壤、净化大气环境、固碳释氧等四项生态系统服务功能的实物量和价值量进行了评估。研究结果表明:丰林自然保护区红松针阔叶混交林森林生态系统丰林自然保护区森林生态系统服务功能总价值为159859.7万元/a,单位面积服务功能价值量9.56万元/hm2.a。其中保育土壤功能价值量96524.6万元/a,占总价值量的60.38%;固碳释氧功能价值量28111.6万元/a,占总价值量的17.59%;涵养水源功能价值量27968.3万元/a,占总价值量的17.59%;净化大气环境功能价值量7255.2万元/a,占总价值量的4.53%。各项森林生态系统服务功能的价值大小排序为:保育土壤功能价值>固碳释氧功能价值>涵养水源功能价值>净化大气环境功能价值。不同林分的服务功能价值的大小排序为:红松林>其它针叶林>阔叶林。