长白山阔叶红松林样地(CBS)：群落组成与结构

阔叶红松(Pinus koraiensis)林是中国东北地区的地带性植被,长白山区是阔叶红松林的核心分布区。参照巴拿马Barro Colorado Island (BCI) 50hm2热带雨林样地的技术规范,于2004年在长白山自然保护区的阔叶红松林内建立了一块25hm2的固定样地(简称CBS),这是目前中国科学院生物多样性委员会中国森林多样性动态研究网络中最北端的一块,也是全球温带地区最大的一块森林样地。2004年夏的第一次调查结果表明,样地内胸径≥1cm的木本植物有52种,隶属于18科32属。总的独立个体数为38902,包括分枝的总个体数为59121。植物组成上属典型的长白山植物区系,同时混有一些亚热带和亚寒带成分。群落优势种明显,个体数最多的前3个种的个体数占到总个体数的60%,前14个种占到95%,而其余38个种只占到5%。从物种多度、胸高断面积、平均胸径和重要值来看,群落成层现象显著,具有比较明显的优势种。主要树种的径级结构近似于正态分布或双峰分布,而次林层和林下层树种则表现出倒"J"形或"L"形。红松、紫椴(Tilia amurensis)、蒙古栎(Quercus mongolica)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)、色木槭(Acermono)和春榆(Ulmus japonica)几个主要树种的空间分布随物种、径级的变化表现出不同的分布格局,其它一些树种的分布格局也表现出一定的空间异质性。

长白山北坡植物群落β多样性分析

β多样性可用于分析不同生境间的梯度变化。应用 Cody指数对长白山北坡不同海拔群落的β多样性的测度表明 ,Cody指数可以较好地反映群落间的关系 ,β多样性较大的几个峰值恰好是不同植被类型间的分界。不同取样面积下对群落β多样性的测度表明 ,群落间的β多样性随取样面积的扩大而下降 ,但并不是简单的线性下降 ,6 4 m2 是取样面积的一个临界尺度 ,大于或小于这一取样面积 ,其结果会有较大差异。群落间的β多样性随群落间海拔差的增加而增大。海拔差为 80 0 m和 1 2 0 0 m是两个明显的尺度界限 ,海拔差大于或小于这两个界限 。

长白山次生杨桦林样地：物种组成与群落结构

长白山次生杨桦林是该地区阔叶红松林经皆伐和火烧等破坏后恢复形成的主要次生林类型之一,是阔叶红松林次生演替系列中的重要阶段。参照巴拿马巴洛科罗拉多岛(Barro Colorado Island,BCI)50hm2热带雨林样地的技术规范,于2005年在长白山北坡的自然保护区内建立了一块5hm2的次生杨桦林长期监测样地,对样地内所有胸径≥1cm的木本植物进行了详细的定位调查。对样地的物种组成与群落结构的分析表明:次生杨桦林样地物种组成丰富,共包括16科28属44种;区系特征明显,北温带成分占主要部分;样地内被监测的树木个体数为20101,不包括分枝的独立个体数为16565;优势树种明显,从个体数、平均胸径、胸高断面积和重要值等分析来看,演替先锋树种白桦(Betula platyphylla)和山杨(Populus davidiana)在群落中占有绝对优势地位,但从径级结构来看,它们的更新却非常差,随着演替的进展,这些先锋树种将逐渐走向衰亡;阔叶红松林中的主要树种如红松(Pinusko-raiensis)和紫椴(Tilia amurensis)等已经在次生杨桦林中占有了一定的比例,林下更新良好,逐渐进入林冠层并最终取代杨桦等成为该森林的优势种;从物种的空间分布格局来看,演替先锋树种和阔叶红松林中的主要树种并没有表现出明显的聚集性分布格局,而其它的小乔木和灌木树种则表现出明显的聚集性分布格局,但与地形并没有表现出明显的相关性,相关结论还需要进一步分析。

长白山北坡植物群落间物种共有度的海拔梯度变化

群落间各生活型植物种及所有植物种的共有度 ,一定程度上反映了群落间的相关性及沿环境梯度的物种替代关系。应用梯度格局法在长白山北坡海拔 70 0～ 2 60 0 m之间 ,海拔每上升 1 0 0 m设置一块样地 ,共计 2 0块样地 ,应用 Jaccard指数 ,对各海拔植物群落间物种共有度的海拔梯度变化进行了分析。不同海拔群落间物种的共有度 ,无论以哪一层次的植物种来表达 ,基本都以与其最相邻海拔的群落之间为最高 ;如相邻海拔的两个群落属于不同植被类型 ,其共有度则较低。群落间物种共有度的峰值与谷点反映了群落类型随海拔具有间断性变化。乔、灌、草各生活型物种的共有度以及所有植物种的共有度 ,在同一海拔差群落间的数值都非常接近 ,并均随着海拔差的增加呈明显的下降趋势 。

长白山北坡木本植物分布与环境关系的典范对应分析

在长白山北坡海拔 70 0～ 2 6 0 0m的坡面上 ,海拔每上升 10 0m设立一个样点 ,共计 2 0个样点。调查每个样点中木本植物的生态重要值 ,并计测样点内包括气候、土壤、林冠郁闭度在内的 13个环境因子。应用CANOCO3.12软件对获得的数据进行了典范对应分析 (CCA) ,应用CANODRAW3.0作出了种类、样点分布与环境因子关系的二维排序图 ,排序图上清楚地反映了长白山北坡木本植物种类、群落分布与环境条件的关系。研究结果表明 :1)海拔梯度引起的气候差异是影响长白山北坡植物分布格局最重要的因素 ;2 )环境因素对森林内不同层次种类组成和结构的影响是不同的 ,按影响程度大小 ,影响乔木层种类组成和结构的主要因素依次为温度、降雨、土壤因素和林冠郁闭度 ,对于灌木层 ,则依次为雨量、林冠郁闭度、温度和土壤因素 ;3)就整个长白山北坡来讲 ,按CCA所获得的相关系数大小 ,土壤因素对灌木层结构与种类的影响大于乔木层 ;土壤因子中 。

长白山北坡植物群落α多样性及其随海拔梯度的变化

通过不同海拔高度的系统取样 ,研究了长白山北坡植物群落α多样性及其沿海拔梯度的变化规律 .结果表明 ,不同林层的乔木种 ,乔、灌、草各生活型类群 ,以及所有植物种的丰富度及多样性随海拔上升均表现出较明显的线性下降趋势 .乔木种从海拔 70 0m时的 19种至林线时下降为 1种 ;灌木和草本植物也分别从 2 0种和 6 1种 ,至山顶时下降为 2种和 15种 .乔木种和草本植物丰富度随海拔变化出现的几个峰值正是各植被带的分界 ,体现出过渡区物种丰富度较高的特点 .

长白山北坡阔叶红松林及其次生白桦林高等植物物种多样性比较

应用Ｓｉｍｐｓｏｎ和Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指数及其相应的均匀度，对阔叶红松林及其次生白桦林的高等植物物种多样性进行了对比研究．结果表明，对于木本植物，次生白桦林物种多样性高于阔叶红松林；而对于草本植物，情况正好相反．但在次生白桦林中，无论木本植物还是草本植物，占优势的物种都是一些常见种，而许多阔叶红松林中的珍稀或特有物种在次生白桦林中数量很少，有些甚至完全消失．对群落各种群多度分布的检验表明，２种森林类型中，无论木本植物还是草本植物，各种群的多度分布都遵从对数级数分布．

长白山北坡暗针叶林群落特征(英文)

长白山北坡的暗针叶林带分布海拔为 1 1 0 0～ 1 850 m,在野外调查的基础上 ,对暗针叶林沿海拔梯度物种组成的分布格局进行了研究。文中用α和β多样性指数来度量森林群落的多样性 ,用群落系数 (本质上是一种β多样性指数 )来度量不同群落或样地间的相似性 ,同时用欧氏距离和 Ward法对所有样地进行了聚类分析。研究结果表明主要树种云杉和冷杉在整个暗针叶林带均有分布 ,而伴生树种和多数灌木出现于一定海拔范围内 ;沿海拔梯度物种数变化小而物种组成变化大则表明长白山暗针叶林丰富的生境多样性。聚类分析可将长白山暗针叶林分成 2或 3种类型 ,这与通过对不同海拔公路同侧样方的群落系数的分析所得结果类似。

长白山暗针叶林苔藓植物在养分循环中的作用

测定了长白山暗针叶林5种主要苔藓植物养分含量,并结合生物量的测定结果,推算单位面积的苔藓植物养分含量.结果表明,单位面积苔藓植物氮含量为54.371kg.hm-2,是乔、灌、草总氮量的12.22%;钾含量为12.042kg.hm-2,是乔、灌、草总钾量的5.63%;磷含量为31.679kg.hm-2,是乔、灌、草总磷量的70.57%,超过了乔木磷含量,是草本植物磷含量的2.4倍、灌木磷含量的792倍,苔藓植物是暗针叶林重要的磷库.同时测定不同苔藓盖度下土壤中的养分含量.方差分析结果显示,不同苔藓盖度下土壤中氮、钾含量差别不大,磷含量差异显著,没有苔藓覆盖的土壤中磷含量最高,为0.419±0.023g.kg-1;苔藓盖度为第6级(80%～100%),土壤中磷含量最低,为0.346±0.017g.kg-1,随苔藓盖度的增加土壤中磷含量有减少的趋势.

气候变暖对长白山主要树种的潜在影响

应用LINKAGES模型对长白山自然保护区内主要树种在各斑块类型中对气候变化的潜在响应进行了模拟 .模拟时选择了目前和未来变暖 2种气候条件 ,对于目前气候状态 ,模型使用目前气象参数 ;而对于未来变暖气候 ,则按温度增加 5℃、降水无明显变化作为模拟假设 ,温度的增加假定各月都相同 ,即各月均增加 5℃ .模拟结果表明 ,对于高山岳桦林 ,气温变暧后岳桦依然扮演重要角色 ,但落叶松、云杉、冷杉等目前这一林带的伴生树种 ,在气温上升后 ,其生物量均有较大辐度的增加 ,部分占据目前岳桦的位置 ,即目前下部的云冷杉林带有上移的趋势 ;对于亚高山云冷杉林 ,其优势种云杉和冷杉在气温变暖后 ,生物量有较大辐度的增加 ,落叶松虽有增加的趋势但辐度较小 ,即云杉和冷杉在未来气温变暖后依然是这一林带的优势种 ,但生长会加快 ;阔叶红松林的主要建群种在气温升高后 ,其生物量只有较小的增加 ,其它主要伴生种的生物量随气温上升的增加趋势非常相似 ,表明阔叶红松林在未来气候变暖情况下仍将维持目前的结构状态 .

长白山北坡阔叶红松林草本植物物种多样性及其季节动态

通过对原始阔叶红松林草本植物早春（５月５～２０日）、夏季（６月２０日～７月１０日）和秋季（８月２０日～９月１０日）的三次调查，结果表明其物种多样性是很丰富的，一年内共有１２３种（包括６个变种）草本植物在该森林内出现。同时其季节变化也比较明显，早春、夏季和秋季的草本植物物种数分别为：７９，１０１，和９８；Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指数分别为：３．１８２９，３．３１４０，２．９６７７；Ｓｈａｎｎｏｎ均匀度指数分别为０．７２８４，０．７１８１和０．６４７３。早春的草本植物以银莲花（Ａｎｅｍｏｎｅｓｐｐ．）、延期索（Ｃｏｒｙｄａｌｉｓｓｐｐ．）、顶冰花（Ｇａｇｅａｌｕｔｅａ）等为主，夏秋季则美汉草（Ｍｅｅｈａｎｉａｕｒｔｉｃｉｆｏｌｉａ）和一些苔草（Ｃａｒｅｘｓｐｐ．）占优势。草本植物一年内的水平及垂直结构也有很大变化。

辽东山区主要森林类型林地土壤涵蓄水性能的研究

从森林涵养水源的角度，对辽宁省东部山区相同年龄的５种主要森林类型林地土壤的涵蓄水性能进行了研究．结果表明，各森林类型林地枯落物贮量为１０．８７～１８．６７ｔ·ｈｍ－２，针叶林下枯落物贮量大于阔叶林；枯落物的蓄水量为３７．１１～５７．６５ｔ·ｈｍ－２，枯落物蓄水量与枯落物贮量成正比；各森林类型林地表层５０ｃｍ土壤的涵蓄水量在８１７．７～９３７．６ｔ·ｈｍ－２；天然柞树林下的土壤具有最好的渗透性和最高的蓄水力，其次为阔叶混交林、红松人工林、落叶松人工林和油松林人工林．天然阔叶林较人工针叶林具有更好的涵养水源性能．

长白山北坡椴树红松林高等植物物种多样性

长白山北坡椴树红松林高等植物物种多样性郝占庆，赵士洞，陶大立，王淼森（中国科学院沈阳应用生态研究所１１００１５）ＳｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｈｉｇｈｅｒｐｌａｎｔｓｉｎＬｉｍｅｋｏｒｅａｎｐｉｎｅｆｏｒｅｓｔｏｎｎｏｒｔｋｅｒｎｓｌｏｐｅｏｆＣｈａｎｇｂａｉｍｏｕｎｔａｉｎ￥ＨａｏＺｈａｎｑｉｎｇ；ＺｈａｏＳｉｄｏｎｇ；ＴａｏＤａｌｉ；ＷａｎｇＭｉａｏ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｃｏｌｏｇｙ，ＡｃａｄｅｎｚｉａＳｉｎｉｃａ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ）Ｃｈｉｎａ，１１００１５）：ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｔｒｎａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙ，１９９３，１２（６）：１－５．ＴｈｅＳｈａｎｎｏｎｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎｄｅｘａｎｄｅｖｅｎｎｅｓｓａｒｅｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｓｅｔｈｅｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｈｉｇｈｅｒｐｌａｎｔｓｉｎｌｉｍｅｋｏｒｅａｎｐｉｎｅｆｏｒｅｓｔｏｎｎｏｒｔｈｅｒｎｓｌｏｐｅｏｆＣｈａｎｇｂａｉＭｏｕｎｔａｉｎ。ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＳｈａｎｎｏｎｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎ－ｄｅｘｉｓ２．８２２８ｆｏｒｗｏｏｄｙｐｌａｎｔｓ，２．９７６６ｆｏｒｈｅｒｂｓ；

长白山北坡草本植物分布与环境关系的典范对应分析

在长白山北坡海拔 70 0～ 2 60 0 m的坡面上 ,海拔每上升 1 0 0 m设立一块样地 ,共计 2 0个样地 ,计测样地中草本层植物的生态重要值和包括气候、土壤、林冠郁闭度等在内的 1 3个环境因子 ,对获得的数据进行典范对应分析 ,作出了种类、样地分布与环境因子关系的二维排序图 ,排序图直观地反映了主要草本植物分布与环境因子间的关系。排序图中环境因子与前两个排序轴的相关系数大小表明 ,海拔高度作为诸多环境因子的综合反映 ,是影响长白山北坡草本植物分布的主导因素 ,除此之外 ,其它环境因子如林冠郁闭度、土壤有机质及有效 N、P、K等因素 ,也对草本植物的分布有较大的影响。高山冻原与 2 0 0 0 m以下森林群落内的草本植物明显不同 。

长白山典型林区森林资源利用适宜性分析

天然林保护不是简单的禁伐 .东北林区作为天然林保护的限伐林区 ,目前仍有一定数量的成过熟林采伐任务 ,如何科学合理地选择伐区非常重要 .鉴于传统森林资源采伐利用操作中存在顾此失彼的问题 ,现代科学的森林资源经营理论认为 ,森林资源利用要坚持可持续利用原则 ,并且要更多考虑森林资源的生态效益 .遥感 (RS)数据及地理信息系统 (GIS)技术 ,通过提供空间选择技术支撑 ,可以准确定位符合采伐标准的森林资源地理位置 ,并确定其面积、森林类型等信息 ,从而促进森林资源的科学合理利用 .本文综合考虑各方面要素 ,以长白山典型林区露水河林业局为例 ,以最大程度发挥森林生态系统的生态功能为原则 ,进行了森林资源利用状况评价 ,对研究区森林资源未来利用的空间选择以及采伐利用方式进行了探讨 ,以期为将来制订科学的森林经营策略提供依据 .

长白山北坡植物群落复杂性的海拔梯度变化

应用梯度格局法在长白山北坡海拔700m-2600m的坡面上每100 m海拔设置一样地,共计20块样地,通过对同一群落各样方间的相异性测定,对各海拔植物群落的复杂性进行了分析。结果表明,以主林层乔木种的二元数据计算的结果,除亚高山岳桦林外,其它各海拔群落的样方间均表现出较高的相异性,特别是低海拔的阔叶红松林平均相异系数达0.74,明显高于其它植被类型;暗针叶林各群落间差异不大,相对而言1400 m群落样方间的相异性略高于其它群落,表现出过渡性群落树种组成的复杂性;岳桦林树种组成简单,样[(\267\275\274\344\322\262\261\355\317\326\263\366\275\317\270\337\265\304\\317\340\313\306\320\324\241\243)-0.1(\322\324\271\340\304\276\326\326\265\304\266\376\324\252\312\375\276\335\\274\306\313\343\265\304\310\272)]落内的相异性,虽低海拔的阔叶红松林总体上高于其它群落,但差异趋势并不像乔木种那么明显。以各草本植物与所有植物种的二元数据计算的各海拔群落内样方间的相异性,表现出非常相近的趋势,群落内样方间草本植物及所有植物种均以阔叶红松林及高山冻原差异最大,暗针叶林基本稳定于比较相近的水平。图3表1参8。

长白山典型林区主要河流两岸森林资源变化研究(英文)

本文对两期遥感图像进行解译,并在GIS支持下提取露水河林业局主要河流两岸各缓冲区森林资源信息,经分析得到各类地物在1985年及1999年的变化趋势。结果表明:在河流沿岸对森林的采伐强度1999年较1985年明显减小,整体生态环境较1985年有所改善。在缓冲区1,2,3除中龄针叶林大幅度增加外,其它地物类型面积均减少,由此可以看出,在这三个缓冲区内针叶林得到了较好的恢复。在缓冲区4内,中龄针叶林、成熟针叶林、成熟阔叶林形成一个林龄梯队,有利于森林生态系统的稳定与功能的发挥,十五年间缓冲区4受到的干扰相对较小。湿地数量在四个缓冲区内均有所减少,虽然在缓冲区4内森林生态系统恢复的较好,但湿地面积仍有所减少,说明保护及恢复湿地资源是一件非常艰巨的任务,必须引起高度重视。图5表2参12。

长白山阔叶红松林中红松与紫椴的空间分布格局及其关联性

以长白山阔叶红松林25 hm^2样地调查数据为基础,采用点格局分析方法O-ring统计,分析了红松与紫椴两个优势树种在主林层、次林层和林下层的空间分布格局,以及各林层之间的种内和种间关联性.结果表明：在小尺度上,红松和紫椴总体上呈聚集性分布,但不同林层的分布格局各异.物种在较低的林层呈明显的聚集分布,而在较高的林层则呈随机或规则分布,聚集度随林层的增高而降低.主林层与次林层红松在＜11 m的尺度内呈明显的正相关.主林层与次林层、林下层紫椴之间呈负相关.红松和紫椴在整体上表现为正相关,但不同林层间的关联性各异.主林层红松与3个林层紫椴之间没有明显的关联性;次林层红松与次林层紫椴在＞4 m的尺度上呈负相关,而与林下层紫椴没有明显的关联性;主林层紫椴与次林层红松在0～100 m尺度内都表现为显著正相关.

森林生态系统健康评估Ⅰ.模式、计算方法和指标体系

生态系统健康评估是 2 1世纪生态系统学研究的主要内容和迫切任务之一 .简单实用的生态系统健康评估理论和方法需要可操作性的概念和一个全面、简明、易操作且规范化的指标体系 ,它们是进行生态系统健康评估的基础 .以阔叶红松林生态系统为例 ,从对森林生态系统健康的理解和评价出发 ,通过引入模式生态系统集的思想 ,提出了对森林生态系统健康理解的独创看法 ,并以此提出生态系统健康评估的新方法———健康距离 (HD)法 ,并推导出计算公式 .同时 ,针对阔叶红松林生态系统的系统特征和面临的各种具体健康问题 ,提出了基于自然 经济 社会复合生态系统属性的阔叶红松林生态系统健康评估指标体系 ,并具体到各度量指标 ,为下一步的健康评估打下基础 .