兴安落叶松(Larix gmelini)幼中龄林的生物量与碳汇功能

兴安落叶松是我国的主要用材林,由于传统上对木材的长期依赖,使得其资源受到破坏,年龄结构发生改变,成过熟的原始林日渐减少,绝大部分是次生的幼中龄林。因此,研究其幼中龄林的生物量及碳汇功能很重要。森林生物量与森林生态系统的固碳能力密切相关,生物量与碳储量的多少直接影响到森林生态系统的功能,因而生物量与碳储量问题成为不同尺度生态学研究的热点。以我国大兴安岭兴安落叶松林为研究对象,通过样地调查,并结合我国森林资源清查资料对内蒙古大兴安岭地区兴安落叶松林的幼中龄林的生物量转换因子(BEF)、生物量及碳储量、碳密度、碳汇功能等进行了估算。通过实测数据及模型分析,得出以下基本结论:研究对象的BEF在0.4557与0.6988之间变动,平均值为0.5332。干、皮、枝、叶各组分生物量的分配比为:68.74:14.86:10.54:5.86。分别树干、树皮、枝、叶等组分,对其生物量与蓄积量的关系进行了拟合,建立了多组分生物量蓄积量的相关模型,分别是:干:y=0.4683x-11.291;皮:y=0.0472x+3.5674;枝:y=0.0415x+1.6787;叶:y=0.0197x+1·3405,均有很好的线性关系。地上生物量随蓄积量的增加而增加,其线性关系为:B=0.5767V-4.7042。利用近期清查数据,按材积源生物量法推算总生物量为9.49×107t,按0.5097的含碳率计算,得出兴安落叶松林幼中龄林总的碳储量为4.84×107t,碳密度为19.616t/hm2。通过两期数据对比分析,5a间所研究林分的碳储量增加0.89×107t,碳密度增加0.404t/hm2,说明其发挥着一定的碳汇作用。尽管近年来大兴安岭兴安落叶松林表现出了明显的碳汇功能,但整体上碳固定能力还不强,碳密度低于我国平均森林碳密度。应通过科学经营,挖掘潜力,使大兴安岭地区的森林生态系统在全球碳循环中发挥更大的作用。

The Age Structure of a Larix gmelini Population and How It Was Related to Natural Disturbances

The age structure of a Lurix gmelini population in the northern part of the Great Xingan mountains consists of one to several age waves. Three types (one-, two- and multi-generation populations) , plusing eleven subtypes of age structure can be classified. As the basic unit of the age structure, age waves show an apparent β distribution in the range from 20 to 60 years. The interval between the starting points of two adjacent age waves is more than 100 years. Natural disturbances,especially forest fires that occurred in this area have had an important effect on the age structure. Most of the age waves resulted from forest fires, but the effect of windfall on the age structure also can be revealed through the analysis of young age waves. Generally, high intensity and low frequency fires are usually followed by one-generation populations, while low intensity and high frequency fires by two- or multi-generation populations.

兴安落叶松林不同林型中小型土壤动物群落的分异研究

土壤动物参与了物质循环及能量流动,这对生态系统具有重要的作用。分析了兴安落叶松林不同林型中小型土壤动物群落特征、土壤动物群落分布规律及影响群落分异的土壤环境因子。对杜鹃兴安落叶松林、草地兴安落叶松林、杜香兴安落叶松林及苔藓兴安落叶松林这4个典型林型进行分析,发现中小型土壤动物59类共计59138只。结果表明,优势类群为甲螨亚目(Oribatida)、弹尾目(Collembola),常见类群为中气门亚目(Mesostigmata)。个体数在草地林型中最多,类群数在杜鹃林型中最多。群落Shannon指数及Pielou指数在苔藓兴安落叶松林最高,Simpson优势度指数与Margalef丰富度指数在杜香安落叶松林最高。苔藓兴安落叶松林中小型土壤动物群落组成与另外3个林型差异性较大。全氮、全磷及土壤有机碳是影响不同林型土壤动物群落组成最主要的因子且土壤环境因子对甲螨亚目、弹尾目及蠓科幼虫(Ceratopogouidae larvae)影响较大。

林火对大兴安岭典型植被土壤理化性质的影响

以大兴安岭地区西部呼中国家级自然保护区2008年受火烧干扰的林分为研究对象,对2个典型林型落叶松林和白桦林不同火烧强度的土壤理化性质进行了分析。结果表明:2个林型在不同火烧强度的作用下,其土壤含水率、土壤密度、pH值、有机质及营养元素质量分数等理化性质表现出显著的差异性。

兴安落叶松林生产力模拟及其生态效益评估

以兴安落叶松林为研究对象 ,基于森林资源清查资料和气候资料 ,建立了反映森林生物学特性 (蓄积量和年龄 )和气候因素 (年均温和年均降水 )综合作用的兴安落叶松林现实生产力模型 ;同时 ,评估了兴安落叶松林的生态系统公益 ,指出我国兴安落叶松林的生态系统公益总价值约为 4499 8× 10 6美元·a-1,其中生态效益 (包括气候控制、土壤形成、废物处理、生物控制 )的价值达 2 816.1× 10 6美元·a-1,约占生态系统公益总价值的 62 6% ,是兴安落叶松林所创造的直接经济价值的 2 5 6倍 ,社会经济价值的 5 0倍 .这表明全球气候变化将对兴安落松林的影响巨大 ,迫切需要研究全球变化下的兴安落叶松林对策 .

寒温带兴安落叶松林不同林型土壤微生物群落特征

为了研究不同林型兴安落叶松林土壤微生物生物量和群落结构特征,探讨土壤微生物生物量、群落结构的分布规律以及影响因子,选择了4个典型兴安落叶松林,即藓类兴安落叶松林、杜香兴安落叶松林、草类兴安落叶松林和杜鹃兴安落叶松林,采用磷脂脂肪酸生物标记法分析4个林型的土壤微生物量和群落组成。结果表明:4个林型中共检测出10种类型51种不完全分布的磷脂脂肪酸(PLFAs)生物标记,微生物量由多到少的排序为细菌、真菌、放线菌。4个林型中微生物总生物量、细菌生物量是藓类兴安落叶松林最高,草类兴安落叶松林最低;真菌生物量为杜香兴安落叶松林最高,草类兴安落叶松林最低;放线菌生物量为杜鹃兴安落叶松林最高,草类兴安落叶松林最低。冗余分析显示,土壤含水率对细菌影响最大,全钾、速效钾质量分数对真菌影响最大,土壤有机碳和碱解氮质量分数对放线菌影响最大。从而表明,寒温带兴安落叶松林不同林型的土壤微生物生物量和群落存在差异,土壤微生物群落与土壤性质之间具有相关性。

兴安落叶松林碳平衡及管理活动影响研究(英文)

在利用大兴安岭地区根河落叶松 (Larixgmelini)林生态系统定位研究站的实际观测资料验证CENTURY模型的基础上 ,探讨了林业经营管理方式对兴安落叶松林碳循环的影响 ,指出 :1)目前兴安落叶松林是一个碳汇 ,每年净吸收碳 2 .6 5t·hm-2 。 2 )砍伐将使兴安落叶松林生物量和生产力下降 ,土壤碳含量则有所增加。干扰强度越大则其植物总生物量、生产力和土壤碳含量变化幅度越大 ,伐后恢复时间也越长。 3)连年去除枯枝落叶处理使兴安落叶松林土壤碳含量下降 ,土壤越来越贫瘠。植物总生物量在前 30年迅速增加 ,之后则趋于稳定。生产力在去除枯枝落叶的前 10年增加 ,之后则逐渐下降 ,到 10 0年时与不去除枯枝落叶的森林生产力相近。不同枯枝落叶去除强度影响之间没有显著差异。

兴安落叶松老龄林落叶松林木死亡格局以及倒木对更新的影响

对兴安落叶松老龄林落叶松林木死亡格局和死亡木对更新的影响进行了研究 .结果表明 ,丛桦落叶松林和杜香落叶松林的枯立木以中径木占多数 ,赤杨落叶松林主要为中、大径木 ,草类落叶松林主要是中、小径木 .落叶松枯立木主要因火烧、受压和老死而形成 .丛桦落叶松林和赤杨落叶松林掘根倒木较多 .杜香落叶松林和草类落叶松林的倒木以风折为主 .地形、山体走向和盛行风向对树倒方向影响很大 .丛桦落叶松林倒木方向杂乱 ,赤杨落叶松林林木均向东倒下 ,杜香落叶松林和草类落叶松林的掘根木分别向南、东北方倒下 ,两者的风折木倒向随机性较大 .草类落叶松和赤杨落叶松老龄林内 ,倒木更新为 1 8和 40株·m- 2 ,远远高于矿物土基质上 2株·m- 2 的水平 .丛桦落叶松林内倒木和林地上更新均相当好 ,约为 2 8株·m- 2 .杜香落叶松林倒木更新效果不突出 .

落叶松、樟子松纯林及混交林土壤微生物的群落分布特征

采用稀释平板培养法,分析了大兴安岭落叶松(Larix gmelini)与樟子松(Pinus sylvestris var.mongoli-ca)纯林以及樟落混交林根际、非根际土壤微生物的数量及其主要生理类群分布规律。结果表明:根际土壤的3大类群微生物数量具有明显的垂直变化规律,即土壤微生物主要集中在0～20cm土层,10cm层数量达到高峰,总菌落数最高达915.7×106CFU·g-1干土,且随土层加深,微生物数量逐渐减少。在水平分布上,根际微生物的数量大于非根际。3大类土壤微生物中细菌数量占绝对优势,占总菌数的91.76%以上;放线菌次之,占总菌数的11.48%;真菌最少,占总菌数的2.06%。3种林型的主要生理类群的结构和优势种群具有明显差异,其中樟落混交林土壤中的微生物生理类群的优势类群最多。

森林火灾后兴安落叶松林植被群落乔木更新状况研究

以内蒙古大兴安岭兴安落叶松林火烧迹地为研究对象,采用空间代替时间研究方法,分析比较了不同火烧强度、不同林型、不同更新方式下兴安落叶松林群落恢复过程中乔木更新状况的差异。结果表明:火干扰对乔木的天然更新有一定的促进作用;恢复过程中很长一段时间,白桦更新苗的年龄、高度、基径等指标在群落中都处于优势地位;3种不同更新方式下,乔木更新密度均大于对照样地,并呈现出天然更新>人工更新>人工促进更新的趋势。

兴安落叶松林下植被、枯枝落叶层和动物对幼苗发生影响的研究

在兴安落叶松原始老龄林的四个林型中,通过不同程度的地面干扰和对小哺乳动物的排除(靠铁丝网),研究了兴安落叶松天然幼苗的发生过程.结果表明:强度地表干扰对幼苗发生最有利,而仅去除下层植被但不去除枯枝落叶层的中度地面干扰仅在赤杨落叶松林中有利,而在其他三个林型中则效果不显著,甚至有害.动物啃食在除丛桦落叶松林以外的其他三个林型中对幼苗发生也有一定的影响.

不同林型兴安落叶松林火烧迹地物种组成及多样性研究

以内蒙古大兴安岭兴安落叶松林火烧迹地为研究对象,采用分层取样的方法对群落中植被进行了调查,分析比较了3种不同林型兴安落叶松林群落恢复过程中物种组成及多样性的差异。结果表明:不同林型兴安落叶松林群落各层α多样性指数总体表现为草本层>灌木层>乔木层。不同林型兴安落叶松林火烧迹地群落恢复12年后,草本层的Simpson和Shannon-Wiener指数均小于对照样地并呈现出草类-兴安落叶松林>杜香-兴安落叶松林>杜鹃-兴安落叶松林的趋势,而在灌木层则各指数均大于对照样地并呈现出草类-兴安落叶松林>杜鹃-兴安落叶松林>杜香-兴安落叶松林的趋势。

林火干扰对兴安落叶松林土壤化学性质的影响

以内蒙古大兴安岭兴安落叶松林火烧迹地为研究对象,并选择附近未火烧区作为对照区,分析比较了不同火烧强度干扰下,土壤化学性质的变化规律。结果表明:不同火烧迹地土壤全N和全K质量分数均比对照有所降低,差异显著(p<0.05),均呈现重度火烧区小于轻度火烧区,且均小于对照区的趋势;火干扰对土壤全P无显著影响,不同火烧迹地土壤全P质量分数与对照区基本保持在一个水平梯度内,无显著变化;不同火烧迹地土壤碱解N和速效P质量分数与对照相比均显著增加,且土壤碱解N质量分数随火烧强度变化呈现轻度火烧区大于重度火烧区,而土壤速效P质量分数则呈现出重度火烧区大于轻度火烧区,且均大于对照区的趋势;不同火烧迹地土壤速效K质量分数较对照相比都有所下降,但随火烧强度的大小变化无明显规律。

兴安落叶松落叶量和幼苗发生动态的研究

采用野外试验的方法,研究了兴安落叶松原始老龄林下兴安落叶松的更新条件。在所研究的四种林型的兴安落叶松原始老龄林之间,更新差别表现在下种、发芽和存活三方面。种子年时,老龄林下种量每平方米达到300-1000粒,各林型落种量从大到小的顺序为:赤杨落叶松林→丛桦落叶松林→草类落叶松林→杜香落叶松林。一年中的幼苗发生过程可分为四个时期,种子萌发主要在6月,幼苗死亡主要在7月,而8月份幼苗种群变化较小。从有利于落叶松种子萌发和幼苗存活的方面来说,各林型的顺序是:丛桦落叶松林>杜香落叶松林>赤杨落叶松林>草类落叶松林。这个顺序主要取决于土壤表层的湿度,即土壤湿度越大,发芽数和存活数越多。

兴安落叶松原始林区降水化学输入的特征研究

对寒温带大兴安岭根河落叶松原始林区降雨、林内雨化学因子观测研究结果表明,兴安落叶松原始林区输入的大量元素均低于国内其他重要林区,而微量元素含量接近平均水平。降雨通过林冠形成林内雨时表现出兴安落叶松林冠层对Na、Ca、Cu、Fe有一定的吸附作用,其中Ca的吸附作用表现明显。降雨通过林冠时淋溶出K、Mg、Zn、Mn、P,其中K淋溶量最高。生长季中降雨除Ca的变化较大外,其他大量元素和微量元素的月际变化均较小,5～9月份林内雨多数元素养分含量月际变化曲线呈“U”字型。

不同抚育强度对兴安落叶松幼苗光合作用的影响

对大兴安岭的兴安落叶松（Larix gmelinii）天然用材林进行不同强度的人工抚育间伐后,测试分析了林下落叶松幼苗的光合特性。结果表明：抚育间伐后,采伐样地内兴安落叶松幼苗的受光条件明显得到改善,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、环境CO2摩尔分数、胞间CO2摩尔分数、叶片表面光合有效辐射、叶片温度等光合参数,均高于对照样地;净光合速率的日变化呈＂单峰＂曲线,与光合有效辐射的关系符合一元二次方程,随温度升高先增加后减小;在采伐强度为20.86%~40.01%的样地内,落叶松幼苗光合参数表现最优,对温度的适应能力最强。

森林火灾对兴安落叶松林生态系统碳素分布及储量的影响

运用森林生态学典型样地法设立样地并获取野外数据,采用燃烧法测定森林、土壤中的碳,研究过火和未过火两种兴安落叶松林生态系统的碳素分布及储量,结果表明:火干扰后,杜香—兴安落叶松林碳储量减少33.8127t/hm2,草类—兴安落叶松林碳储量减少104.9247t/hm2,其中,森林植被部分的干、枝、叶和根的碳储量都减少,其它组分因林分类型而异;土壤碳储量明显减少,但各层的碳储量空间分布变化不一致。

兴安落叶松老龄林分幼苗天然更新及微生境特点

对落叶松老龄林幼苗天然更新及微生境研究采用样线法，沿样线设置样方，调查样方内幼苗数、测定环境变量。结果表明，原始老龄林各环境变量中地表层的作用最突出，光照的作用最小，灌木层居中。一般，枯落物、根系盘结层和苔藓的作用较大，其中枯落物对苔藓的发育有抑制作用。抑制兴安落叶松更新的主要因素：在丛桦落叶松林中主要是草本植物、赤杨落叶松林为苔藓厚度、杜香落叶松林为苔藓厚度和根系盘结层厚度。

落叶松人工林结构对土壤水文特性的影响

为了解落叶松人工林结构对土壤水文特性的影响,对黑龙江省尚志市帽儿山地区不同结构类型下落叶松人工林的土壤水分物理性质、贮水能力及入渗性能进行研究。结果表明：1）土壤密度平均值由大到小依次为均匀结构、六行结构、四行结构、二行结构,分别为1.33、1.22、1.19和1.10 g/cm^3,总孔隙度变化趋势与土壤密度相反,分别为26.36%、48.99%、54.49%、56.00%;2）初渗速率变化范围为1.20-2.27 mm/min,10℃时的渗透系数K10大小依次为二行结构（1.04 mm/min）〉四行结构（0.81 mm/min）〉六行结构（0.67 mm/min）〉均匀结构（0.61 mm/min）,30 min累计入渗量表现出相应的变化趋势;3）40 cm土层范围内,土壤的饱和贮水量在1 054.20-2 239.80t/hm^2之间,其中二行结构的土壤贮水量最大。因此,二行结构的落叶松人工林土壤水文效益较高,是落叶松人工林营建时的首选方式。

大兴安岭北部原始林兴安落叶松种群世代结构的研究

在景观火干扰历史研究的基础上 ,研究了大兴安岭北部地区原始林兴安落叶松种群的世代结构及其与火干扰、立地条件之间的关系。结果表明 ,兴安落叶松种群基于世代数的世代结构类型丰富 ,从 1代型到6代型都有 ,空间分布呈斑块镶嵌状。以 3代型与 4代型为主要类型 ,空间分布集中 ,其它类型的世代结构空间异质性较高。世代数受火干扰频率、火干扰强度及两者的综合影响 ,相对来说以火干扰强度的影响更为显著。低频或高强类的火干扰易造成种群的世代数减少 ;高频或低强类的火干扰易造成世代数增多。世代数还随林型组类型而变化 ,溪旁林组 >赤杨林组 >杜香林组。兴安落叶松种群基于火干扰的世代结构类型也很丰富 ,存在 3大类、6亚类和 12小类 ,空间分布呈斑块镶嵌状。其中以更新优势火前劣势型和火前优势更新劣势型为主要类型 ,空间分布较聚集 ,其它类型的空间异质性较高。这种世代结构也受火干扰频率、火干扰强度及两者的综合影响 ,其中火干扰频率主要对种群的优势世代起着扶持作用 ,而火干扰强度则主要对劣势世代起着制约作用。低频或高强火烧地上 ,世代结构为更新优势火前劣势型 ,中频或中强类火烧地上为更新优势火后劣势型 ,高频或低强火烧地上为火前优势火后劣势型。世代结构还随立地条件而变化。