火干扰对小兴安岭草丛、灌丛沼泽温室气体短期排放的影响

利用静态箱-气相色谱法,研究了火烧干扰对小兴安岭草丛、灌丛沼泽生长季CH4、CO2、N2O排放的季节变化及影响因子结果表明:火干扰使草丛、灌丛沼泽生长季的平均气温和各层土壤温度提高0.1—2.0℃,水位平均下降2.7 cm。火干扰使草丛、灌丛沼泽样地CH4排放通量提高了56%、524.9%,CO2排放通量分别下降了57.3%、14.5%,N2O排放通量分别下降27.1%,64.9%。火烧前后草丛沼泽CH4、N2O与灌丛沼泽CO2排放通量季节性规律未发生变化。火干扰改变了草丛沼泽生长季CO2、灌丛沼泽N2O排放通量的季节性变化规律。草丛沼泽对照样地CH4排放通量与5 cm土壤温度存在显著相关性,草丛沼泽CH4排放通量与水位相关性不显著。灌丛沼泽CH4排放通量与各层土壤温度及水位均无显著相关性。草丛、灌丛沼泽对照样地土壤CO2排放通量与0—15 cm土壤温度呈显著或极显著正相关,火烧样地与0—30 cm土壤温度呈显著或极显著正相关。草丛、灌丛沼泽对照、火烧样地土壤CO2排放通量与水位极显著负相关。火干扰使草丛、灌丛沼泽CH4排放源的强度增强,CO2、N2O的排放消弱,全球温室潜势下降约为23.3%。火干扰能够减少草丛、灌丛沼泽温室气体排放。

小兴安岭森林沼泽甲烷排放及其影响因子

利用静态箱-气相色谱法,对小兴安岭5种森林沼泽生长季甲烷(CH4)排放通量进行研究,并探讨了温度、地下水位和植被等主要环境因子对CH4排放的影响。结果表明:毛赤杨(Alnus sibirica)沼泽、落叶松(Larix gmelinii)-藓类(Moss)沼泽和落叶松-泥炭藓(Sphagnum spp.)沼泽的CH4排放有明显的季节变化规律,而白桦(Betula platyphylla)沼泽和落叶松-苔草(Carex schmidtii)沼泽CH4通量的季节变化相对较小。落叶松-泥炭藓沼泽有爆发式CH4通量现象出现,对生长季CH4排放通量影响较大。在生长季内落叶松-泥炭藓沼泽、毛赤杨沼泽和白桦沼泽为大气CH4的源,而落叶松-苔草沼泽和落叶松-藓类沼泽为大气CH4的汇,生长季CH4的平均排放通量分别为(56.08±200.38)、(15.34±14.89)、(0.64±0.88)、(–0.88±1.76)和(–0.94±3.00)mg·m–2·d–1。除落叶松-泥炭藓沼泽外,不同森林沼泽类型间CH4排放通量随地下水位升高而增大;地下水位在–34.5～–30.8cm之间可能存在CH4源与汇的临界点,季节平均地下水位低于这一位置的森林沼泽为大气CH4的汇。温度对森林沼泽CH4通量的影响比较复杂,二者间可能为正或负的显著(p<0.05)或非显著(p>0.05)相关关系。CH4通量与乔木地上生物量有较强的负相关性,这有可能成为小兴安岭森林沼泽CH4通量的最佳预测因子。

长白山森林/沼泽生态交错带群落和环境梯度分析

揭示了森林 沼泽过渡带群落的结构、生产力、植物多样性等群落梯度和交错带环境梯度的相关规律 ,并结合交错区环境梯度分析这些群落特征形成机制 ,为维持、保护与经营管理这一交错带生物资源提供了理论依据 .将长白山地区森林和高、中、低位沼泽所形成的三大类型过渡带作为研究对象 ,采用样带网格的调查方法 ,并应用系统软件分析方法建立了经验回归模型 ,研究了森林 /沼泽生态交错带群落的种类组成、群落建群种径级结构与年龄结构、植物多样性、群落生产力及其随生态交错带环境梯度变化趋势 .结果表明 ,森林 /沼泽生态交错带群落结构特征、植物多样性、群落生产力均随着交错带环境梯度的变化而呈现有规律的分布格局 .沿着沼泽至森林方向的交错区环境梯度 ,群落建群种发生更替现象 ;群落种类数目呈现指数递增趋势 ;群落的径级结构呈现双曲线分布规律性 ;年龄结构一般呈三次式分布规律 ;植物多样性呈二次式递增分布趋势 ;群落生物量均呈现三次式函数曲线递增趋势 。

长白山森林沼泽生态交错带群落演替规律研究(Ⅰ)——白桦沼泽群落演替规律研究

该文目的在于揭示长白山森林沼泽生态交错带群落的演替规律 ,以便为科学地保护和经营管理森林与湿地过渡带生物资源提供依据 .选择本区典型的白桦沼泽生态交错带为研究对象 .采用定量观测和建立经验回归模型的方法 ,研究群落建群种白桦生长过程和斑块动态、蒸腾排水作用的相关规律 ,预测白桦沼泽生态交错带演替进程 .研究结果表明 :随着群落建群种白桦生长加快、年龄不断增大 ,林分个体着生的微域斑块呈现三次式函数曲线增大 ,林分蒸腾排水作用按幂函数曲线增强 .随着群落的发育 ,斑块不断扩大和生物排水作用的增强 ,白桦沼泽交错群落在 5 0～ 6 0a内将会使交错带生境趋于中生化 。

长白山林区森林/沼泽交错群落的植物多样性

本研究应用样带网格调查方法，对森林／沼泽交错区上６种群落的植物多样性状况、优势种类与分布以及交错区环境梯度进行了研究。结果表明：森林／沼泽交错区植物多样性具有沿着交错区环境梯度逐渐增高的趋势；发育成熟的交错群落具有最高的植物多样性，且高于相对应的典型森林群落。由于交错区群落存在着沼泽植物类群、森林类群以及交错区群落的优势种类群，故发育成熟的交错区群落种类较丰富，一些优势种种群数量为森林中的５倍。因为交错区的生境对于满足这些种类的生活史具有重要作用。森林／沼泽交错群落的特征与交错区环境梯度以及两个植被类型的特征密切相关。

大兴安岭森林火灾对沼泽土壤的影响

通过对大兴安岭“6·5”森林火灾后沼泽土壤变化的研究表明,火灾对土壤的土体构型、物理性质、化学性质及微生物特征均产生了不同程度的影响,并且有利于沼泽土壤的发生发育.

森林和沼泽对溪流水化学特征的影响

以小兴安岭北部公别拉河上游为研究区,于2004年7～9月对森林溪流和沼泽溪流水样进行水化学特征对比分析.结果表明,森林和沼泽溪流水化学类型均为重碳酸盐类钙组Ⅰ型水（CCaⅠ）.森林溪流水的pH、矿化度、总硬度、HCO3^-、SO4^2-、Ca^2＋、Mg^2＋、Fe均低于沼泽溪流,而总氮、总磷、Cl^-、K^＋、Na^＋则高于沼泽溪流.森林溪流和沼泽溪流中重金属元素Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Hg和Pb含量较低,均未超过我国Ⅰ类地表水环境质量标准.森林溪流中总氮含量为（0.27±0.04） mg·L^-1、总磷含量为（0.040±0.005） mg·L^-1,明显高于沼泽溪流中总氮含量（（0.21±0.02） mg·L^-1）和总磷含量（（0.025±0.004） mg·L^-1）,沼泽湿地对N、P有较强的储存和吸附能力,且对NH4^＋ -N的吸附作用远大于对NO3^- -N的吸附.沼泽溪流中Fe含量为（0.26±0.05） mg·L^-1,显著高于森林溪流Fe含量,沼泽湿地对Fe起到还原释放作用.

小兴安岭天然森林沼泽生态系统碳汇功能

为了定量评价小兴安岭森林沼泽生态系统碳汇潜力,在伊春市友好林业局岭峰林场设立了标准地,采用静态暗箱—气相色谱法测量土壤CO2和CH4的排放通量,调查小兴安岭5种天然森林沼泽生物量,并建立了生物量回归模型,以推测乔木净初级生产力。研究结果表明:5种森林沼泽各类植被物种碳质量分数范围为40.2%～49.3%,毛赤杨(Alnus sibirica)沼泽、白桦(Betula platyphylla)沼泽、落叶松(Larix gmelinii)—苔草(Carex schmidtii)沼泽、落叶松—藓类(Moss)沼泽和落叶松—泥炭藓(Sphagnum spp.)沼泽植被净固碳分别为161.202、73.562、42.18、205.02、295.33 g.m-2.a-1,小兴安岭天然毛赤杨沼泽、白桦沼泽、落叶松—苔草沼泽、落叶松—藓类沼泽、落叶松—泥炭藓沼泽土壤排放的碳(包括CH4折算成的碳)分别为226.49、253.57、191.86、169.53、127.33 g.m-2.a-1,小兴安岭天然白桦沼泽、落叶松—苔草沼泽、落叶松—藓类沼泽、落叶松—泥炭藓沼泽生态系统分别是大气CO2净吸收碳汇19.99、50.323、5.491、68.00 g.m-2.a-1,毛赤杨沼泽为大气CO2净排放碳源(65.29 g.m-2.a-1)。

大兴安岭典型森林沼泽类型地表土壤动物群落与生态位分析

土壤动物是土壤生态系统的关键组成部分和生态系统演化的重要驱动因子,研究自然因素与人为活动干扰对大兴安岭典型森林沼泽地表土壤动物群落多样性与生态位的影响,可为进一步揭示土壤生物多样性在森林沼泽生态系统保护与恢复中的作用提供依据。【方法】2012年8月下旬与2013年8月下旬,采用陷阱法对大兴安岭南瓮河国家级自然保护区内5种典型的森林沼泽类型,即兴安落叶松-狭叶杜香-藓类沼泽(落叶松-杜香)、兴安落叶松-兴安杜鹃-藓类沼泽(落叶松-杜鹃)、兴安落叶松+白桦-苔草沼泽(落叶松+白桦),以及研究区域内2006年经过重度火烧的落叶松-杜鹃和中度火烧的落叶松+白桦2种典型干扰类型的地表土壤动物群落进行调查。【结果】在150个陷阱中,共采集到地表土壤动物67类11 079只,未鉴定16只,隶属8纲18目3亚目62科,其中:大型土壤动物6纲16目52类,优势类群为蚁科,占采集到的大型土壤动物总数的40.82%;中小型土壤动物3纲2目3亚目15类,优势类为疣跳科,占采集到的中小型土壤动物总数的85.03%。地表土壤动物营养功能团以植食性和捕食性为主。落叶松+白桦中地表土壤动物个体数与类群数最多,地表土壤动物个体数与类群数最少的分别是落叶松-杜鹃和落叶松-杜香。与未受干扰的同一类型沼泽相比,中强度火干扰增加了地表土壤动物类群总数与个体总数,但火干扰强度增强导致地表土壤动物群落多样性与均匀性下降。研究时段、地表土壤动物个体数与类群数与群落多样性指数年际间均存在显著差异(P=0.05);大型土壤动物群落相似性低于地表中小型土壤动物群落的相似性。地表土壤动物对研究区域资源的利用差异性显著(P<0.01),其中,落叶松-杜鹃地表土壤动物可共同利用资源最多,中度火烧的落叶松+白桦因地表土壤动物可共同利用资源最少而类群优势现象明显。火干扰后,同一沼泽类型地表土壤动物群落相似性较低,地表主要土壤动物类群因可利用资源减少而导致生态位普遍重叠值指数下降。【结论】地表土壤动物群落多样性与沼泽类型火干扰相关,其群落变化主要受研究区域环境因子的影响。

森林沼泽景观元素存在形式及化探方法研究

对我国东北北部森林沼泽景观各种采样介质元素存在形式进行研究 ,确定这类地区元素存在形式有碎屑形式和元素活动态形式两类。实际资料表明 ,元素存在形式对采样介质、采样粒度、采样方法的确定有重要影响 ,对研究区景观地球化学特征、元素迁移富集机制研究和化探异常评价具有重要意义。通过试验研究确定了森林沼泽景观区中大比例尺化探工作方法。

不同恢复途径对大兴安岭森林沼泽群落结构与生产力的影响

采用样带网格调查方法和标准木解析法,研究了大兴安岭林区天然森林沼泽群落、演替森林沼泽群落和人工森林沼泽群落的树种组成结构、径级分布、蓄积量、生物量、生产力及其沿过渡带环境梯度的变化规律,定量评价了人工造林途径和自然演替途径的恢复效果,以探讨退化森林沼泽群落的有效恢复途径,为退化森林湿地生态系统的恢复与重建提供科学依据。研究表明:演替群落与天然群落建群种沿森林沼泽过渡带环境梯度具有明显更替规律性,人工森林沼泽群落建群种却比较单一;演替群落与天然群落的径级分布均以较小径级林木占绝对优势,人工群落径级分布却以较大径级林木占优势地位;演替群落(6.006～1.316m3/hm2)与天然群落(6.690～2.137m3/hm2)的蓄积生产力沿沼泽至森林方向过渡带环境梯度呈递减趋势,人工群落蓄积生产力(4.350～6.991m3/hm2)则呈递增趋势;演替群落(453.7～113.0g·a-1·m-2)与天然群落(335.7～195.6g·a-1·m-2)的生产力沿沼泽至森林方向过渡带的环境梯度呈递减趋势,人工群落(198.8～334.0g·a-1·m-2)的生产力呈递增趋势。干扰森林沼泽群落生产力与天然沼泽林群落生产力有所不同,并与干扰后的恢复途径和森林沼泽过渡带的环境梯度存在密切的相关性。

覆盖区智能地质填图的探索与实践——以森林沼泽区为例

截至目前,中国已经完成的15万区域地质填图工作主要分布于基岩裸露地区,很少涉及覆盖区。为了满足和适应新时代国家经济建设对地质调查工作的需求,未来中国地质填图工作必须向覆盖区推进。所以,利用机器学习与数据挖掘技术,按照地质填图的要求对海量多源异构地质数据融合与综合分析,是实现覆盖区智能化地质填图的关键环节。以浅覆盖森林沼泽区为例,充分利用航空磁测、土壤地球化学等结构化数据和遥感影像、地表地质等非结构化数据,开展聚类分析与人机交互深度学习2种算法模型的对比试验。结果表明,单一数据的聚类分析无法进行有效的地质单元划分,而利用多源数据进行人机交互深度学习和训练所获得的预测模型结果图件经检验与实际地质单元基本一致。本次试验,充分利用了机器学习功能和特殊算法,实现了计算机代替地质人员进行地质填图的探索,为森林沼泽区地质填图工作中设计地质图、工作部署和成果总结提供了示范案例,为覆盖区智能地质填图提供了借鉴。

我国东北部森林沼泽景观区化探扫面方法技术研究

我国东北森林沼泽景观区主要分布在内蒙、黑龙江、吉林三省区的大、小兴安岭、长白山和张广才岭地区,面积70多万km2。研究发现:①水系沉积物中有机质干扰的临界值大约在有机碳含量1.5%左右。有机碳含量<1.5%时,对元素含量的影响很小;当有机碳含量>1.5%时,对许多元素都有比较明显的富集作用。②选择-10～+60目粒级段水系沉积物作为采样介质基本上可以消除有机质的影响,得到比较客观反映测区地质实际的地球化学资料。

黑龙江森林沼泽区地球化学亚景观类型划分

森林沼泽景观区条件复杂,亚景观类型众多,长期以来一直缺少大面积区域性的地球化学景观研究工作。根据黑龙江森林沼泽区的特点,从研究森林沼泽区风化作用的主要形式和影响因素出发,对黑龙江森林沼泽区亚景观类型进行了划分。

采伐对小兴安岭森林沼泽土壤碳质量分数和碳密度的影响

为了研究不同采伐强度对小兴安岭森林沼泽土壤碳质量分数和碳密度的影响,选取兴安落叶松(Larix gmelinii)—油桦(Betula ovalifolia)—修氏苔草(Carex schmidtii)沼泽、兴安落叶松—油桦—笃斯越橘(Vaccin-ium uliginosum)—藓类沼泽和兴安落叶松—狭叶杜香(Ledum palustre var.angustum)—泥炭藓(Sphagnum magel-lanicum)沼泽3种森林沼泽类型,利用Elementar vario MACRO元素分析仪测定土壤碳的质量分数,并计算土壤碳密度。研究结果表明:采伐对土壤碳质量分数和碳密度的影响因森林沼泽类型和采伐强度的不同而不同,不同土层受到采伐的影响也存在差异。在碳质量分数方面,采伐一般使兴安落叶松—油桦—修氏苔草沼泽土壤层的碳质量分数有所降低,且随着采伐强度的增大降低幅度加大;采伐改变了兴安落叶松—油桦—笃斯越橘—藓类沼泽土壤层碳质量分数的分布格局,但对其土壤碳质量分数影响不大;择伐既改变了兴安落叶松—狭叶杜香—泥炭藓沼泽各土壤层碳质量分数的分布格局,也提高了深层土壤碳的质量分数;皆伐对土壤碳的质量分数及其分布格局的影响规律与择伐相类似,但未达到显著水平。对0～50 cm土体的碳密度而言:相对于对照样地,兴安落叶松—油桦—修氏苔草沼泽择伐后减低1.9%,皆伐后降低40.6%;兴安落叶松—油桦—笃斯越橘—藓类沼泽择伐后降低8.8%,皆伐后降低18.3%;兴安落叶松—狭叶杜香—泥炭藓沼泽择伐后增加27.3%,皆伐后降低25.7%。

森林沼泽区景观地球化学特征与勘查方法

对我国东北地区森林沼泽景观地球化学特征进行了研究,提出该类地区表生条件下元素迁移集散分布规律和对地球化学异常的一些影响因素。通过已知矿区找矿方法试验研究和找矿预测区示范性测量,制定出一套森林沼泽景观中大比例尺化探工作方法与异常查证评价技术。

我国森林沼泽景观区地球化学系列参数统计

森林沼泽是我国重要的景观类型,自2000年以来采用新的方法技术重新实施了森林沼泽景观区域地球化学调查,截至2011年已完成调查面积29万km2,采集水系沉积物样品73 000余件,分析测试39种元素或氧化物,积累了十分丰富的地球化学信息。针对这些十分宝贵的资料,笔者采用金维地学信息处理研究应用系统(GeoIPAS)计算了数据平均值、中位值、标准离差、数值范围等系列参数。统计的各种地球化学参数值反映了该景观区的地球化学区域性特征,为进一步研究地球化学分布规律,发现地球化学异常,开展矿产资源远景评价提供了重要的基础性参考依据。

大兴安岭地区森林沼泽生态系统火生态效应研究

于1990年5月1993年10月，为查清火灾对森林沼泽生态系统的影响，采取野外面上考察与定位观测，野外实验与室内分析化验，定性分析与定量分析相结合的方法，在阿木尔林业局长缨林场、红旗林场选取观测点进行森林沼泽生态系统火生态效应的对比观测与实验。研究表明：本区火生态因子具有发生次数多、频度高、火灾轮回期短、作用强度大的特点；火是森林沼泽生态系统最活跃、最重要的生态环境因子之一。火改变了森林沼泽植物、动物、微生物的生存环境，使其组成、数量发生明显变化；火生态因子作用后，森林沼泽土壤含水量、容重、温度、PH值、主要营养元素含量增加；坡地上森林沼泽地下水位下降，而沟谷内森林沼泽地下水位上升；森林沼泽水的矿化度、阳离子含量、PH值显著增加，透明度下降；火抑制泥炭积累，使泥炭中存贮的森林沼泽形成、发育的古生态环境信息缺失。

森林消防车沼泽地通过性研究

对大兴安岭林区的沼泽地进行了分类，并对３种履带式森林消防车Ｊ－５０、Ａ５３１、ＢＦＣ８０４和一种特轻型双轮森林消防车ＨＳ－８的沼泽地通过性作了理论与试验研究，给出了切线牵引力和行驶阻力的计算公式，采用挂钩牵引力作通过性评价指标。结果表明，ＢＦＣ８０４可以通过重沼泽地，Ａ５３１和ＨＳ－８可以通过中沼泽地，而Ｊ－５０只能通过轻沼泽地。森林防火部门应根据管区内的沼泽地特征合理选择消防车。

森林沼泽区矿产资源地球化学勘查

通过景观调查和中大比例尺化探方法试验,对我国东北森林沼泽区景观地球化学特征、元素存在形式、迁移富集机制、影响因素、采样介质、采样粒度、采样方法等理论和方法技术问题进行研究,提出该类地区元素表生分散富集的某些地球化学规律和中大比例尺化探工作方法。