凉水自然保护区原始阔叶红松林土壤微生物的主要生理类群及分布

采用稀释平板培养法分析了小兴安岭凉水自然保护区原始阔叶红松林根际、非根际土壤微生物数量及其主要生理类群分布规律。结果表明：原始阔叶红松林土壤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处的土层，10cm处数量达到高峰，总菌数最高达432．1×10^6CFUg^-1，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。三大类土壤微生物中细菌数量占绝对优势，占总菌数的89％以上；放线菌次之，占总菌数的7％；真菌最少，占总菌数的4％。原始阔叶红松林各主要生理类群中，固氮菌数量最多，纤维素分解菌其次，解磷细菌最少。

凉水国家级自然保护区原始红松林和人工落叶松林降雨的水化学特征

对凉水国家级自然保护区原始红松林和人工落叶松林2种森林类型的林外降雨、穿透雨和树干茎流中的无机态N、TN、TP、K+、Ca2+、Na+、Mg2+等养分元素进行测定,研究2种森林类型的水化学特征。结果表明:林外降雨中Ca2+含量最高,TP含量最低,无机态N以NH4+-N为主,养分元素平均含量(以mg/L计)排列顺序为Ca2+>TN>K+>Na+>Mg2+>TP,各养分元素在林外降雨中的季节变化较大,变化幅度最小的是Ca2+;降雨经过林冠层后,穿透雨的水化学特征发生了很大变化,自7月开始,K+、Mg2+含量增加,Ca2+在7月减少,8、9月增加,无机N含量降低,TP在原始红松林穿透雨中增加,在人工落叶松林中则减少;2种森林类型的树干茎流中,养分元素的含量存在明显的不同,但总体变化趋势一致,K+、Ca2+、Mg2+的含量均大于穿透雨中的含量,自7月开始,TP、K+、Ca2+、Mg2+含量均高于林外降雨中的含量,且在人工落叶松林中增加量要比在原始红松林中的高,无机态N均低于林外降雨中的含量。研究结果可为凉水国家级自然保护区森林生态系统养分循环的研究提供重要的本底资料。

伊春市朗乡自然保护区原始红松林的结构特征分析

阔叶红松林是分布在北温带的多物种、多层次、多价值、多效益的一种森林类型,具有物种丰富、结构复杂、生物量高、自我维持能力强的特点,是被普遍认同的高价值、高产量的森林资源。在伊春市朗乡林业局东折棱河林场的原始红松林中选取8个30 m×30 m的标准地进行调查,分析其林分结构组成,树种空间分布格局和更新情况等。结果认为,东折棱河林场原始红松林的主要伴生阔叶树种为蒙古栎、色木槭等,成林红松多为随机分布,原始红松林下的红松更新情况较差。

凉水国家自然保护区不同林型红松林土壤nosZ型反硝化微生物群落组成和多样性分析

【目的】分析凉水国家级自然保护区内的3种原始红松林(云冷杉红松林、椴树红松林和枫桦红松林)、红松人工林和红松天然次生林5种林型的土壤nosZ型反硝化微生物的群落组成和多样性特征,为全面了解不同林型红松林土壤的反硝化潜势和氮循环过程提供数据支持。【方法】以选取的5种林型红松林林下土壤为研究对象,以反硝化过程中的关键酶——氧化亚氮还原酶的编码基因nosZ为标记基因,采用高通量测序和生物信息学分析技术进行研究。【结果】从5种林型红松林15个土壤样品中一共得到nosZ基因631 878条有效序列,579 871条优质序列,长度分布在178~383 bp之间,主要分布在260 bp。5种林型红松林土壤nosZ型反硝化微生物主要门类为变形菌门和拟杆菌门,核心属为伯霍尔德杆菌属、黄杆菌属、慢生根瘤菌属、假单胞菌属、Dechloromonas属、芽单胞菌属、无色杆菌属和中华根瘤菌属。nosZ型反硝化微生物α多样性分析显示:除枫桦红松林的Shannon和Simpson指数显著高于红松天然次生林外,5种林型红松林之间土壤nosZ型反硝化菌群的4种α多样性指数(Shannon、Chao1、ACE和Simpson指数)差异不显著。β多样性分析显示:5种林型土壤nosZ型反硝化微生物群落组成差异显著(R=0.387,P=0.006),但3种原始红松林之间差异不显著。土壤铵氮和全氮含量是显著影响nosZ型反硝化微生物群落的主要因子(P﹤0.05)。【结论】5种林型红松林土壤nosZ型反硝化微生物多数α多样性指数无显著差异,但β多样性差异显著,引起不同林型之间nosZ型反硝化微生物组成和丰度的主要环境因子是土壤铵氮和全氮含量。

丰林自然保护区红松林可持续经营的探讨

丰林自然保护区是我国目前原始红松林生态系统保存最完整、面积最大近纯天然的原始林貌。但由于长期单纯依赖自然更替 ,龄组老化日趋严峻 ,幼中龄林面临断档 ;速增幼中龄林比重、加快后备林木资源的培育、实施配套联动 。

丰林自然保护区天然红松林小气候分析

丰林自然保护区天然红松林小气候分析徐存宝，黄华，于常玲（黑龙江省丰林国家级自然保护区管理局）（黑龙江省林业科学院）刘金顶，金淑芳，宋影，景维新（黑龙江省丰林国家级自然保护区管理局）天然红松林是小兴安岭地带性顶极群落，从其自然发生过程来看。它是生物群体...

丰林自然保护区天然红松林划分森林地段火险等级的研究

黑龙江省丰林国家级自然保护区以红松为主要保护对象,是我国目前保存最完整、最具有代表性的原始红松林区,总面积18165.4hm^2。自1958年建立以来,虽然已经实现了连续36年无森林火灾,但火情火警却时有发生,为了进一步采取有效的预防及扑救对策。根据大量的野外调查资料,对天然红松林不同林型可燃物的组成、数量及所处的立地条件进行了系统的研究,从而为丰林自然保护区制定防火规划和采取各种防火措施提供了科学依据。

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。

凉水国家级自然保护区森林群落林下物种多样性

该文采用多样性指数、丰富度指数、均匀度指数等对凉水自然保护区森林群落林下灌木层和草本层的物种多样性进行研究.结果表明,用物种多样性指数、均匀度指数测度凉水自然保护区森林群落林下物种多样性,都反映出基本一致的趋势.其总体多样性顺序为:原始红松林>人工落叶松林>槭树红松林>阔叶红松林>云冷杉红松林>人工红松林>椴树红松林>白桦林.各群落林下总的丰富度主要受草本层丰富度的影响.云冷杉红松林和人工红松林的灌木层多样性指数均高于草本层,其他6种不同林型中,灌木层的物种丰富度、多样性指数都低于草本层.各林型的灌木层与草本层间的均匀度差异不大.通过群落主成分分析,得出第一主成分和第二主成分即物种丰富度指数S和物种多样性指数D的累积贡献率达98.945%,基本上反映了原来6个变量的信息.

凉水国家级自然保护区溪流水化学特征分析

采用集水区对比分析方法，探讨凉水国家级自然保护区不同森林类型对溪流水化学特征的影响。结果表明：保护区内各集水区溪流水均呈弱酸性至中性；主要离子中阳离子均以Ca^2＋的质量浓度最高，Na^＋次之，阴离子均以HCO3^-的质量浓度最高，SO4^2-次之；不同集水区溪流水中TP月平均质量浓度为0．031—0．077μg/L，TN为0．682-0．942mg／L，NO3^-N的质量浓度高于NW4^＋-N；Fe的月平均质量浓度为0．030-0．037mg／L，Mn为0．010～0．012mg/L。溪流水化学季节变化规律表现为：除HCO3^-、SO4^2-、Ca^2＋、Fe和Mn外，其他元素在融雪期（4、5月）含量均较高；大多数元素在雨季的质量浓度比9月份低，而TN、TP、Fe、Mn表现为9月份的质量浓度低于雨季。保护区内原始阔叶红松林集水区溪流水质为最优，其他研究集水区溪流中的溶解物质含量增高，但除TP和SO4^2-（P〈0．05）外，差异性均不显著。说明凉水国家级自然保护区内虽进行过森林采伐和人工造林等人为干扰，但对于溪流水质并没有显著影响。

原始红松林穿透雨和树干茎流养分特征研究

对小兴安岭原始红松林穿透雨和树干茎流中的K,Ca,Mg,Mn,Fe共5种养分元素进行了测定,结合水量分配比例,计算了各元素在森林中的净输入量。结果表明:⑴原始红松林穿透雨和树干茎流中,除Fe元素外,所有浓度值均有树干茎流>穿透雨>大气降雨;从各元素平均浓度来看,Ca元素最高,Fe元素最低,其排序为:Ca>K>Mg>Mn>Fe。⑵大气降雨年平均浓度中,K元素变动系数最大,为1.514,Ca元素最小,为0.827;原始红松林穿透雨、树干茎流年平均浓度中变动系数最大的元素分别为Mn,Mg(或Fe);变动系数最小的元素分别为Ca,Mn;各元素年平均浓度的变异系数均为大气降雨>穿透雨>树干茎流。⑶原始红松林各元素净输入量排序为:K>Ca>Mg>Mn>Fe,且Fe元素的净输入量为负值。

不同类型原始红松林对降雪融雪过程的影响

为了定量研究森林的雪水文过程,采用冬季野外直接观测法,从2009年11月至2010年5月以凉水自然保护区内不同类型原始红松林内13次降雪为研究对象,探讨了不同类型原始红松林内雪的变化过程。研究结果表明:(1)森林对降雪的截留作用和林内积雪的影响主要与林分组成和郁闭度有关,在不同类型的原始红松林中,云冷杉红松林对降雪的截留作用最大,截雪率为40%左右,是枫桦红松林和椴树红松林的近2倍。不同类型原始红松林之间的截雪量大小与降雪量有关,降雪量越大,差异越显著。(2)云冷杉红松林内积雪厚度最小,3月中旬达最大值32 cm,而枫桦红松林和椴树红松林分别为42 cm和40cm。(3)不同类型的原始红松林内积雪完全融化的时间在45 d左右,云冷杉红松林对积雪的保持时间相对较长,而无林地融雪时间仅为25 d。因此,原始红松林,尤其是云冷杉红松林可以有效防止春季融雪洪峰的产生,延长春季融雪径流时间,对于增加春季枯水期河水流量,减轻下游春旱具有重要意义。

基于修正的Gash模型模拟小兴安岭原始红松林降雨截留过程

原始红松林是我国小兴安岭地区的顶级植物群落,理解它的降雨截留过程,对区域生态、水文环境具有重要意义。采用定位研究法,于2010—2011年21场降雨数据对原始红松林的降雨截留和分配效应进行系统研究,并结合当地的气象和林分资料,利用修正的Gash模型对小兴安岭原始红松林进行林冠截留模拟。该模型对穿透雨、树干茎流、截留量的模拟值分别为:370.91、16.14、130.07 mm。穿透雨模拟值比实测值低2.28 mm,相对误差1.75%,树干茎流模拟值高于实测值8.12 mm,相对误差50.3%,林冠截留量模拟值比实测值低2.35 mm,相对误差为1.81%。穿透雨和林冠截留量的模拟值和实测值有较好的一致性,树干茎流的模拟值和实测值相差较大。综合结果表明:修正的Gash模型对小兴安岭地区原始红松林降雨截留拟合具有很好的适用性。

小兴安岭4种原始红松林群落类型生长季土壤呼吸特征

为阐明小兴安岭地带性植被原始红松林土壤呼吸各组分的碳排放速率及其对土壤水热变化的响应规律,采用挖壕法和红外气体分析法测定土壤表面CO2通量(Rs),确定4种原始红松林群落类型生长季的土壤总呼吸(Rt)中土壤微生物呼吸(Rh),根系呼吸(Rr)和凋落物呼吸(Rl)的贡献量动态变化及其影响因子。结果表明:生长季内,4种原始红松林群落类型的Rt、Rh、Rr具有明显的季节性变化,7-9月份较高,6月份和10月份较低。Rh对Rt的贡献量最高,平均在58.8%;Rr对Rt的贡献量次之,平均为26.5%;Rl对Rt的贡献量相对较小,平均为12.5%。生长季土壤呼吸速率与5cm深土壤温度相关性极显著(P<0.01)。Rr和Rh的Q10值分别为2.88和2.23。表明根呼吸对土壤温度的敏感性高于微生物呼吸。生长季平均土壤呼吸速率的依次为:椴树红松林(6.38μmol·m-·2s-1)>云冷杉红松林(6.32μmol·m-·2s-1)>枫桦红松林(5.95μmol·m-·2s-1)>蒙古栎红松林(2.86μmol·m-·2s-1)。4种原始叶红松林群落类型间的Rh和Rr也存在一定差异。

辽东山区原始红松林土壤理化性质及其与土壤有机碳的相关性分析

【目的】分析我国辽东山区原始红松林土壤理化性质的空间分布格局,揭示原始红松林土壤有机碳与土壤理化性质的相互关系。【方法】采用剖面法和经典的土壤理化性质测定方法,以辽东山区白石砬子森林生态站原始红松林作为对象,按照原始红松林内红松、其他针叶树种以及阔叶树种组成比例的不同,将其划分为原始红松林Ⅰ(6红松4阔叶)、原始红松林Ⅱ(3红松2其他针叶5阔叶)和原始红松林Ⅲ(3红松7阔叶)3种类型,测定了3种原始红松林土壤理化性质的垂直分布特征,并分析红松林土壤有机碳与其他土壤理化性质(土壤体积质量、全氮、水解性氮、全磷、速效磷、全钾和pH值)的相关性。【结果】不同树种组成的原始红松林的土壤理化性质之间存在明显差异,其中原始红松林Ⅲ土壤的有机碳、全磷和速效磷平均含量最高,原始红松林Ⅰ土壤的全氮和全钾平均含量最高,原始红松林Ⅱ土壤的水解性氮、体积质量和pH值平均值最高。不同树种组成的原始红松林土壤有机碳与全氮、水解性氮、全磷、速效磷等4个土壤养分因子均呈显著正相关关系,与全钾呈显著负相关关系,其中相关性最高的是土壤全氮。另外,土壤有机碳还与土壤体积质量和pH值呈显著负相关关系。【结论】辽东山区不同树种组成的原始红松林土壤理化性质存在明显差异,但均与土壤有机碳表现出较高的相关性。

原始云冷杉、红松林树木生长对氮沉降的响应

本文通过野外控制试验,设置4个梯度的施氮处理,分别为对照(CK,不加氮)、低氮(T_L,5 g/(m^2·a))、中氮(T_M,10 g/(m^2·a))、高氮(T_H,15 g/(m^2·a)),研究云冷杉红松林主要树种的径生长对氮沉降增加的响应。结果表明,枫桦径生长随氮添加梯度的增加出现了先促进后抑制的趋势;臭冷杉和红松径生长随氮添加梯度的增加而受到抑制,其中臭冷杉表现出明显的衰退现象甚至死亡;花楷槭则表现出较为复杂的响应,可能与该树种对不同梯度氮添加的响应机制不同有关。同时还发现,各处理、各树种的胸径大小与径生长量存在相关性,可能与树种年龄及其所处的生态位相关。研究表明,氮沉降改变树木生长速率和死亡率,可能影响地上生态系统碳库和整个生态系统碳循环。

原始红松林和次生白桦林降雨截留分配效应研究

以小兴安岭原始红松林为研究对象，通过97场的降雨测定，对原始红松林的降雨截留分配效应进行系统研究。结果表明：原始红松林在生长季内的林冠截留量为98．68mm，占同期降雨量的19．61％，是次生白桦林的1．3倍。与全国其他森林类型的平均林冠截留率（11．4％～36．5％）相比，原始红松林的林冠截留率处于中等水平。原始红松林在生长季内的穿透雨量和树干径流量分别为395．77和8．78mm，分别占同期降雨量的78。65％和1．74％。与次生白桦林相比，其穿透雨量减少，而树干径流量增加。统计分析表明，原始红松林的林冠截留量、林内穿透雨量和树干径流量与林外降雨量之间均呈现紧密的三次多项式函数关系（P〈0．01），而次生白桦林的林内穿透雨量与林外降雨量之间却呈现良好的直线关系（P〈0．01）。最后，对影响林内穿透雨和树干径流的因子进行筛选和分析。为研究针阔混交林的降雨分配效应提供重要参考。

原始红松林积雪与融雪径流水化学特征分析

于2009年4月初—5月中旬,对凉水自然保护区内原始红松林积雪与融雪径流的pH值、电导率及SO42-、Cl-、NH4+、NO3-、总氮(TN)、总磷(TP)的浓度进行了测定,结合积雪厚度的变化,初步探讨了原始红松林积雪与融雪径流水化学特征及其变化规律。结果表明:1)不同郁闭度的原始红松林中各化学成分所表现的规律有所不同,其中电导率及Cl-、NO3-、SO42-、TN浓度的最大值出现在郁闭度为0.5或0.6的红松林,说明郁闭度为0.5～0.6的原始红松林保存营养成分的能力最强;相关分析表明,积雪厚度与电导率及SO42-、Cl-、TN浓度呈显著负相关,与NO3-呈极显著负相关。2)融雪过程中,与流域出口处的干流相比,原始红松林林内支流中除pH值外其他化学成分浓度的波动范围较小,但二者均有"离子脉冲"现象出现,且林内支流出现离子脉冲的日期滞后,峰值也较低。3)与积雪相比,融雪初期干流和支流中的pH值、电导率和SO42-浓度略有增加,其余则相反。

小兴安岭原始红松林的植被多样性

以小兴安岭凉水自然保护区为研究对象,采用生态群落学调查方法研究了红皮云杉(Picea koraiensis)红松林及落叶松(Larix gmelini)林地表植被群落结构特征及群落物种多样性。结果表明,红松林共有维管束植物36种,隶属22科32属,落叶松林共有维管束植物31种,隶属22科27属,二者均属稳定型植被群落。两种林型的物种丰富度指数(S)与物种多样性指数(SP)均表现为乔木层<灌木层<草本层,且红松林各层之间差异显著;物种多样性指数(SW)在落叶松林各层中差异不明显,但在红松林各层中存在显著差异,以草本层最高;物种均匀度指数(Jsw)在红松林中表现为乔木层>灌木层>草本层,在落叶松林中以灌木层Jsw指数最高,且明显高于红松林中各层指数。

不同类型原始红松林对降雨水化学特征的影响

针对小兴安岭林区不同类型原始红松林对降雨水化学特性影响进行研究。结果表明:穿透雨中K+、Mg2+含量在红松人工林中最高,年均含量分别为6.803,1.352mg/L;Ca2+、Na+、Cl-含量在枫桦红松林中最高,分别为12.200,2.513,3.436mg/L;Fe、Mn、SO24-、NH4+含量在椴树红松林中最高,分别为0.036,0.011,3.598,0.483mg/L。树干茎流中K+、Na+、Mn、SO24-、Cl-和NH4+平均含量在枫桦红松林最高,分别达9.138,6.180,0.338,9.861,7.209,2.181mg/L;Ca2+、Mg2+、Fe含量在椴树红松林中最高,年均含量分别为17.860,3.320,0.131mg/L。各红松林型穿透雨中K+、SO24-、Cl-含量在秋季达最高值,Na+、Ca2+、NH4+含量在春季达最高值,Mn、Mg2+、NH4+含量在夏季达最低值。树干茎流中K+、Na+、Mg2+、Mn、SO24-、Cl-含量均表现出明显的春季含量高、夏秋季含量低的趋势,其中Na+、Mg2+、Mn、SO24-夏季含量与秋季含量差异较小(P>0.05)。不同元素大气降雨、穿透雨、树干茎流三者间关系不同。Mg2+、Fe、Mn、SO24-含量呈现树干茎流>穿透雨>大气降雨的趋势。各林冠对Ca2+春季产生淋溶作用,夏季产生吸附作用,秋季枫桦红松林和椴树红松林表现为吸附作用,云冷杉红松林和人工红松林为淋溶作用。各林型穿透雨中NH4+含量均低于大气降雨,树干茎流中NH4+含量均高于大气降雨,其中3种原始红松林树干茎流中NH4+含量明显高于红松人工林。春季除椴树红松林外,其他林型对Na+产生吸附作用。