古冰缘地貌森林粗木质残体水分和养分保持功能研究

基于辽东山地老秃顶子古冰缘地貌森林中主要树种的粗木质残体(CWD)样本,利用自然风干、室内浸泡、X荧光光谱方法,对CWD样本的吸水速率、持水率和养分元素含量进行系统分析研究。结果显示:(1)在水分保持功能方面,CWD样本在累计8h的浸泡过程中,6个主要树种CWD可吸持相当2.533mm降雨的水量,其中前15min(0.25h)吸水量占总吸水质量的60%;各性状CWD比较显示,以海拔900m以上、阔叶树种、高中腐级、根桩和倒木的CWD持水性较强。(2)在养分元素保持功能方面,CWD边材C含量为78.96%,心材为96.05%;边材中N、Ca、Si、K、Mg、P等6种养分元素的含量分别为心材的4.93、5.88、10.79、2.72、1.25、2.38倍;不同性状CWD边材中,诸元素含量略有差别,其中C元素在针叶树、高腐级、枯立木边材中含量最高,而N元素在阔叶树、低腐级、枯立木边材中含量最高。研究表明,辽东山地古冰缘地貌森林生态系统中,CWD有重要的吸持水分功能以及营养元素的缓释和富集功能,CWD中更接近外界的边材部分较心材有更强的元素缓释和富集的功能;CWD是古冰缘地貌土壤覆盖率低、土层薄而贫瘠的森林中重要的生态组分。

鄂尔多斯高原晚更新世以来的古冰缘现象及其气候地层学意义

本文概述了鄂尔多斯高第三系至全新统地层中融冻(衤习)皱和沙(土)楔两类古冰縁现象的分布与形态特征,探索了它们的成因以及同所在地层和上覆风成沙或黄土的关系,並对古冰縁现象的气候地层学意义作了讨论。

内蒙古中部地区古冰缘研究

在描述和分析内蒙古中部地区古冰缘基本特征的基础上,对砂多边形的成因、时代及反映的古环境进行了深入探讨,确认研究区内广泛发育的砂多边形为古冰楔。古冰楔可划分为两期,它们是末次冰期两个冰缘阶的产物,时代分别为距今36000～38000a和41000～45000a.古冰楔的存在说明研究区在末次冰期时处于严寒的冰缘环境中。

内蒙古鄂尔多斯高原古冰缘遗迹科学考察研究进展

冰缘遗迹(特别是冷生楔形构造及融冻褶皱)是重建古气候及第四纪晚期多年冻土环境的重要证据。内蒙古鄂尔多斯高原是我国北方地区冰缘现象最为发育的地区之一。为准确了解鄂尔多斯高原冰缘遗迹类型及其分布特征、区域冻土演化历史等,中国科学院西北生态环境资源研究院和荷兰自由大学共同组成科研小组,于2018年5—6月组织了"鄂尔多斯高原冰缘遗迹科学考察"。考察区域涉及靖边—城川—乌审旗—鄂尔多斯东胜区一带约12000km2的范围。考察内容主要包括鄂尔多斯高原冰缘遗迹类型及特征、分布区域、各类型冰缘遗迹所指示的气候条件的初步推断等。结果表明:冻融褶皱和冷生楔体构造是鄂尔多斯高原主要存在的两大类冰缘遗迹。基于本次考察中关于冰缘遗迹的分布与特征等新发现,并综合前人研究成果,初步推断:在气温极低、多年冻土非常发育的时段,有利于形成各类冷生楔状构造,如冰楔假形和大型原生砂楔等;在气候转暖、多年冻土退化,但还没有全部融化完阶段,可能形成融冻褶皱;区域性大面积分布和成群出现的融冻褶皱一般反映较暖气候环境下,多年冻土层上部已退化到一定程度。基于光释光(OSL)年代测试结果,结合冰缘遗迹的特征及其所指示的古气候环境,初步重建了鄂尔多斯5万年以来的冻土环境变化序列。区内多年冻土在多年冻土最大期(LPM,25~19ka BP)时最发育,以大面积连续多年冻土为主;之后,随气温转暖,总趋势呈退化状态,多年冻土分布逐渐变为片状→岛状→零星斑状,直至现今全部融完变为深季节冻土区。

辽东山地老秃顶子古冰缘地貌植物种群生态位特征

基于48块样地的群落调查数据,以样地代表多种资源的综合状态,以物种重要值作为生态位计测的状态指标,采用Levins指数与Schoener指数,对辽东山地老秃顶子古冰缘地貌植物群落乔木层、灌木层及草本层植物的生态位特征进行了系统研究。结果表明:(1)乔木层内臭冷杉(Abies nephrolepis)生态位宽度最大,为泛化乔木种;臭冷杉与长白鱼鳞云杉(Picea jezoensis var.komarovii)的生态位重叠值高达0.616,共优生存于暗针叶林中。(2)灌木层内生态位宽度较大的狗枣猕猴桃(Actinidia kolomikta)、单花忍冬(Lonicera subhispida)、大翅卫矛(Euonymus macropterus)和关东丁香(Syringa velutina)为落叶阔叶林和针阔混交林下的泛化种;狗枣猕猴桃与单花忍冬的生态位重叠值高达0.610。(3)草本层内生态位宽度较大的东北羊角芹(Aegopodium alpestre)、荨麻叶龙头草(Meehania urticifolia)、酢浆草(Oxalis corniculata)为研究区泛化草本植物;东北羊角芹与荨麻叶龙头草的生态位重叠值高达0.702。

辽东山地古石河冰缘地貌森林生态系统苔藓物种多样性研究

基于9个20 m×30 m森林群落样地的调查数据,采用物种丰富度、α和β多样性指数,对辽东山地古石河冰缘地貌不同林型石生、树生苔藓植物物种多样性进行定量研究,采用皮尔逊相关分析方法对其影响因素进行分析。结果显示,古石河冰缘地貌苔藓植物共有26科46属59种;不同林型石生、树生苔藓植物物种丰富度和α多样性指数均为:暗针叶林>针阔混交林>落叶阔叶林;石生苔藓植物β多样性指数最高为落叶阔叶林-针阔混交林间(0.44),最低为落叶阔叶林-暗针叶林间(0.33);树生苔藓植物β多样性指数最高为针阔混交林-暗针叶林间(0.40),最低为落叶阔叶林-暗针叶林间(0.25);分析表明,林冠层郁闭度、海拔高度是影响辽东山地古石河冰缘地貌森林生态系统苔藓物种多样性的重要因子。

辽东山区古石河冰缘地貌苔藓植物的持水特性

基于古石河冰缘地貌9块20m×30m森林群落样方的苔藓调查采样,以及室内苔藓样品的实验测试数据,对古石河冰缘地貌落叶阔叶林、针阔混交林、暗针叶林3种林型石生和树生苔藓的持水特性进行定量研究,主要结论为:①3种林型石生苔藓持水量为422.8~1059.5g/m^2;树生苔藓持水量为276.32~587.52g/m^2;②3种林型石生苔藓持水率为6.48~12.75倍,树生苔藓水率为10.6~818.2倍,石生、树生苔藓持水率均与浸泡时间呈对数关系;③3种林型石生苔藓吸水速率为35.34~3258.64倍/h,树生苔藓吸水速率为15.4~2016.88倍/h,石生苔藓、树生苔藓的吸水速率与浸泡时间均呈幂数函数关系。

中国北方冰缘与分期

在描述和分析中国北方残存古冰缘遗迹的基础上,把第四纪晚期不同期冰缘在同一剖面内叠置的结构划分为两种类型:山地剖面冰缘结构型和平原(或高原)剖面冰缘结构型。两种类型的剖面都具有冰缘分期意义,但以平原(或高原)剖面冰缘结构型的分期结果最完整。根据平原剖面冰缘结构型的对比研究和^(14)C定年数据的综合分析,从45000年以来在中国北方存在七个冰缘期。它们出现的时间顺序为:45000 aB.P.、37000—35000 aB.P.、25000—13000 aB.P.、9500—9000 aB.P.、5500aB.P.前后、2395—1970 aB.P.和1350—1495 A.D.。因此,冰缘现象证明45000年以来在中国北方有七次明显变冷过程,即有七个旋回的冷暖交替。冰缘期与沙地中沙丘的流动期有较好的对应关系,部分地与黄土堆积的加速期相一致,并且与内陆湖泊湖面下降阶段相吻合。

晚更新世末期中国北方陆架区冰缘现象的发现

末次冰期极盛期 ,海面下降 ,陆架裸露。寒流爆发南下 ,使亚洲东部平原区比世界同纬度地区的气温低。强寒流的侵袭 ,使海退后的陆架平原成为我国东部冰缘地貌的形成区之一。陆架上的冰缘地貌包括 :大面积分布的沙地、成群出现的沙丘、零散分布的塌陷沉积、类似揉皱现象的波状夹层、频频出现的冰楔等。