长白山主要森林生态系统根系生物量研究

对长白山阔叶红松林、云冷杉林和亚高山岳桦林根系生物量的研究结果表明：３种森林类型根系总生物量排列顺序为阔叶红松林＞云冷杉林＞岳桦林；同土层深度下，根系生物量大致上也有上述规律，但第Ⅱ层根系生物量为云冷杉林＞阔叶红松林＞岳桦林；３种森林类型的根系生物量占其地上生物量及其总生物量的比例随着海拔升高而增加；根系大部分集中在０～６０ｃｍ土层中。

小兴安岭典型温带森林土壤呼吸对强降雨的响应

森林土壤呼吸是全球碳循环的重要组成部分,其对降雨格局的变化如何响应,是当前全球变化研究中的热点问题。本研究以小兴安岭地区原始温带森林(云冷杉红松林)为研究对象,使用SF-3000土壤气体通量自动测量系统,对雨季不同时期4次强降雨前后的土壤呼吸速率、土壤呼吸的组分和相关环境因子进行了连续观测。结果表明:1)土壤温度和含水量协同影响土壤呼吸强度。降雨是影响甚至改变控制土壤呼吸(Rs)的关键环境因子,强降雨使土壤含水量激增,并对土壤温度也有不同程度的影响。雨季初期强降雨对Rs的扰动作用相对较小,雨季中期强降雨可抑制Rs,在雨季结束后强降雨可促进Rs。2)在雨季不同时期的强降雨均不同程度的影响了土壤异养呼吸(Rh)与土壤呼吸的比例(Rh/Rs),相对于土壤自养呼吸(Ra),短时极强降雨对Rh的抑制作用更强。3)加入水分修正系数c的Rs与T5、W5指数关系模型可更好的表征土壤含水量和土壤温度对土壤呼吸的影响,不同雨季时期的强降雨均对土壤的温度敏感系数(Q10)有着显著的影响。强降雨使得土壤对水分的敏感性降低,处于雨季不同时期的土壤水分敏感性表现为:在雨季的开始和结束后,土壤呼吸的水分敏感性较高,而雨季中期的水分敏感性较低。

模拟氮沉降对云冷杉红松林土壤呼吸的影响

2011年5月至2011年10月在黑龙江省小兴安岭云冷杉红松林内进行模拟氮沉降试验,使用便携式土壤CO2通量观测仪LI-8100测定不同氮沉降浓度CK(0)、TL(50 kg.hm-2.a-1)、TM(100 kg.hm-2.a-1)和TH(150 kg.hm-2.a-1)对土壤呼吸的影响。结果表明,氮沉降未显著改变土壤呼吸的日变化和季节性变化规律;对比CK,TL、TM和TH处理,分别使土壤日呼吸速率提高了13.72%、23.22%和5.12%,年呼吸速率提高了13.98%、18.26%和1.12%;土壤呼吸与温度呈极显著的指数相关(P<0.001),与土壤湿度无显著相关;CK,TL、TM和TH处理下,土壤呼吸温度敏感系数Q10分别为4.77、5.71、6.62和5.49,氮沉降处理提高了小兴安岭云冷杉红松林的土壤呼吸速率和温度敏感性。

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。

东折棱河椴树红松林和云冷杉红松林生物多样性比较

对小兴安岭东折棱河林场2种不同类型的红松林——椴树红松林和云冷杉红松林进行调查,应用重要值、辛普森多样性指数(Simpson’s diversity index)和香农-威纳指数(Shannon-Weiner index)对2种不同红松林乔灌草三层的生物多样性进行了分析和比较。结果认为,云冷杉红松林总体物种丰富度、信息量、生物多样性指数均高于椴树红松林。

云冷杉红松林内优势种群的空间格局及种间关联性

【目的】以云冷杉红松林(Spruce-fir-Korean pine forest)为研究对象,探究林隙干扰后优势种群之间的关系。【方法】基于凉水国家级自然保护区外业调查的基本数据,利用点格局分析方法对优势种群的空间格局进行分析,利用χ2检验和联结系数AC两种方法对优势种群的种间关联性进行分析。【结果】1)红松Pinus koraiensis在空间尺度为0~1.9 m时呈现随机分布,在≥1.9 m时为聚集分布。臭冷杉Abies nephrolepis、白桦Betula platyphylla和红皮云杉Picea koraiensis在所有尺度上均表现为聚集分布,紫椴Tilia amurensis在尺度为0~35 m时呈现聚集分布,在>35 m时为随机分布。2)红松与臭冷杉在所有尺度上均为聚集分布,红松与其他优势种群多为离散分布,红松与其他优势种群的种间关联性表现为无关。臭冷杉与白桦、紫椴在空间格局上主要为聚集分布,种间关联性为极显著负相关,表现为强烈的竞争关系。臭冷杉与红皮云杉在小尺度表现为离散分布,大尺度上为随机分布,种间关联性为不显著的正相关,说明其间的依赖性不强。白桦、红皮云杉和紫椴3种优势种群之间的空间格局主要为聚集分布,红皮云杉与白桦、紫椴与红皮云杉之间的种间关联性为显著负相关,白桦与紫椴之间为显著正相关。【结论】2个树种中优势度较高的树种的胸径决定了其空间格局的聚集程度以及种间关联性的显著程度,即平均胸径大的树种与其他树种表现为空间上离散,平均胸径小的树种之间表现为空间上聚集。

长白山红松云冷杉林碳库研究

东北长白山区一个典型的生态系统—红松云冷杉林生态系统总的碳贮量为 174 3t/hm2 ,其中 ,乔木碳贮量最高 ,为 14 4 3t/hm2 ,约占林分总碳贮量的 82 8% ;灌木的炭贮量最小 ,仅为 0 0 18t/hm2 ,约占林分总碳贮量的 0 0 1% ;草本的碳贮量占林分总碳贮量的 2 4 % ;根系的碳贮量占林分总碳贮量的 14 6 % ;其它占 0 2 4 %。系统中主要树种 :长白落叶松的碳贮量最高 ,为 5 4 2 4t/hm2 ;红松、红皮云杉次之 ,为 39 9t/hm2 和 37 2t/hm2 ;冷杉的最小 ,为 8 2 5t/hm2 。就系统年凋落物的炭贮量而言 ,针叶最高为 92 4 5kg/hm2 ;枝的碳贮量次之 ,为 4 42 0kg/hm2 ;阔叶最少为 72 1kg/hm2 。

长白山西坡风灾区森林恢复状况

以长白山西坡风灾迹地(阔叶红松林、云冷杉林、岳桦林)的样地调查资料为基础,研究了各林型森林群落遇灾23年后的恢复特征.结果显示:3种林型的恢复速度为阔叶红松林>云冷杉林>岳桦林,并且它们与各自对照的群落共有度指数分别为0.49、0.44、0.33.风灾对各林型的乔木组成和多样性的影响不同:阔叶红松林中,风灾显著增加了乔木总数量,但对乔木种数和α多样性指数没有显著影响(P>0.05);云冷杉林中,风灾仅显著降低了Shan-non多样性指数和Simpson优势度指数;岳桦林中,除Pielou均匀度指数,其余多样性指数都因风灾而显著降低.各林型优势树种组成变化及更新情况对风灾的响应也与林型相关:阔叶红松林与对照区的优势树种组成显著不同,而云冷杉林及岳桦林受灾前后的优势树种组成差异均不大;阔叶红松林的幼树更新情况较好,云冷杉林有少量更新,岳桦林带几乎没有林木更新.表明风灾对森林群落的影响在23年后仍未消除,森林在风灾干扰后的恢复需要一个漫长的过程.