阔叶红松林火烧迹地天然更新特征分析

通过对天然更新阔叶混交林的林分密度、树种组成、径阶结构和主要树种生长规律4个方面探讨天然更新阔叶混交林林木更新特征,为火烧迹地植被恢复和天然林保护提供理论基础。结果表明,其阔叶红松林火烧后80 a,天然更新形成的林分主要树种是榆树和白桦,虽公顷蓄积量不低,但经济价值不高,且缺少针叶树种,如要加快林分的演替进程,需要采用人工促进天然更新或人工引入本土红松的措施,加速火烧迹地向顶极群落的恢复。

长白山6种阔叶树测定树木叶面积的最适叶片数量

2019年7—8月份,在长白山阔叶红松林中选取假色槭(Acer pseudo-sieboldianum)、色木槭(Acer mono)、蒙古栎(Quercus mongolica)、紫椴(Tilia amurensis)、糠椴(Tilia mandshurica)、拧筋槭(Acer triflorum)6个阔叶树种为研究对象,在采集叶片前将树木大小划分为3个径级(小径树木(D_(1))、中径树木(D_(2))、大径树木(D_(3))),由于6种阔叶树的性状差异,树木大小3个等级对应的胸径(D)大小不一致(假色槭,D≤10 cm为D_(1)、10 cm<D≤15 cm为D_(2)、D>15 cm为D_(3);拧筋槭,D≤10 cm为D_(1)、10 cm<D≤20 cm为D_(2)、D>20 cm为D_(3);其余4个树种,D≤15 cm为D_(1)、15 cm<D≤30 cm为D_(2)、D>30 cm为D_(3)),每个等级选择3~4棵样树,每个树种选取10株;针对选取的样树、新鲜倒木,将树冠划分为上、中、下3部分,应用高枝剪等工具在树冠中部的东、西、南、北4个方位以及树冠底部、树冠上部2个方位,共6个方位,分别选取生长状况良好的叶片20片,每株树共计选取120片叶片,6个树种共采集叶片7165片(假色槭1193片、糠椴1162片、蒙古栎1139片、拧筋槭1216片、色木槭1311片、紫椴1144片),作为抽样总体。应用Excel进行数据基础分析,获取6个树种、3个胸径等级、6个取样方位的叶面积平均值和标准误差;应用R 4.2.3中的单因素方差分析法(ANOVA)对6个树种的叶面积进行方差分析,并通过多重比较法(Tukey HSD法)分析不同树种之间叶面积的差异性;应用t.test函数计算不同胸径等级、不同取样方位的差异性,分析不同树种在区分胸径等级和取样方位时叶面积均值与总体叶面积均值的差异;应用t检验法和随机抽样法,分析不同树种确定树木叶面积的最适叶片取样数量、6个树种在区分胸径和取样方位时确定树木叶面积的最适取样数量。结果表明:①不同树种的最适叶片取样数量不同,与种内的叶片变异系数密切相关。②6个树种的最适叶片取样数量分别为,假色槭644片、色木槭750片、蒙古栎677片、糠椴648片、紫椴697片、拧筋槭701片。③在径级和取样方位时对叶片取样,除了紫椴选择中等胸径树木的西方位取样,其余5个树种在野外工作环境时可选取中等胸径树木的下方位进行取样,最适叶片取样数量分别为,假色槭30片、色木槭46片、蒙古栎17片、糠椴65片、紫椴39片、拧筋槭66片。④综合试验研究结果,在野外采样时,应针对树种、胸径和取样方位,选择最适叶片取样数量,不应统一选择理论数据的25~40片叶片。

长白山北坡椴树阔叶红松林群落主要树种的年龄结构研究

通过对长白山林区椴树阔叶红松林伐根的大量调查 ,认为红松种群是由不同年龄阶段的群团状斑块组成 ,以多世代群居 ,优势世代之间没有一定的严格间隔期 ,在年龄结构图上往往出现两个或两个以上高峰。阔叶树在天然红松林中的分布呈群团状或散生 ,阔叶树的年龄也为异龄性 ,也为多世代共居。红松与阔叶树之间存在明显的动态消长关系 ,同龄伴生 ,异龄混生 ,形成复层异龄的针阔混交林 ,年龄结构与年生长关系的数学模型表明年生长量与年龄有正相关趋势 ,但林木年龄达到老龄时 。

不同氮沉降水平下两种林型的主要土壤酶活性

模拟研究了天然阔叶红松林和天然次生杨桦林不同氮沉降(0、25和50kgN.hm-2.a-1)水平下土壤酶活性(纤维素酶、多酚氧化酶和蔗糖酶)的变化趋势.结果表明:氮沉降增加对土壤酶活性的作用与林分类型有关,短期施氮可以显著影响土壤酶的活性;高氮沉降降低了土壤多酚氧化酶活性,且随着多酚氧化酶活性的降低,两种林型土壤纤维素酶和蔗糖酶活性也有降低的趋势.

氮沉降和干旱对阔叶红松林凋落物分解的影响

氮沉降和降水减少耦合作用对我国北温带森林凋落物分解的影响还知之甚少,通过常规的凋落物分解袋法进行了对照（CK）、施氮（N,50 kg/（hm2·a））、降雨减少（RP,-30%）和降雨减少加施氮（RP＋N）4个处理对长白山阔叶红松林主要树种叶凋落物分解和碳、氮元素动态影响的研究。结果表明：凋落物分解95%需要6.025~15.167年,椴树的分解速率最快,其次是蒙古栎,红松最慢,三者混合后分解率介于期间。分解系数结果显示：施氮能在一定程度上促进紫椴叶凋落物的分解;施氮对红松凋落物和混合凋落物分解则表现出抑制作用;降雨减少对分解表现为明显的抑制作用,干旱情况下施氮后4种凋落物的分解系数介乎氮沉降和降雨减少两者之间,说明氮沉降和降雨减少存在交互作用。总体看来,氮沉降对凋落物分解和氮元素含量有一定的影响,并且与分解阶段和凋落物种类有关,降水减少对凋落物分解和碳氮元素比值具有显著的抑制作用。

阔叶红松林森林资源可持续利用方案

天保工程实施后,为了促进次生林向原始阔叶红松林恢复,不采红松只采伐阔叶树种的经营方式在长白山地区被广泛应用,部分林区陷入可采伐资源匮乏的困境。为了探究阔叶红松林森林资源可持续利用方案,针对红松(蓄积)比例不同的阔叶红松林次生林,利用林木材积生长方程与保留系数模型,模拟了预设经营方案下林分总蓄积量与可采蓄积量动态变化。研究结果表明,在禁止采伐红松的经营方式下,红松(蓄积)比例较高的次生林将无法达到森林资源可持续利用的目标,次生林的经营方案需要根据林分中红松(蓄积)比例不同而区别制定:对于红松蓄积低于40%的次生林,推荐不采伐红松、20%采伐强度、40a周期的经营方案;对于红松蓄积高于40%的次生林,推荐可以采伐红松、20%采伐强度、30a周期的经营方案。另外,可采蓄积量的恢复期比总蓄积量的恢复期更长,以可采蓄积恢复期作为评价指标,确定采伐周期,更有利于森林资源的可持续利用。

阔叶红松林不同演替阶段土壤酶活性与养分特征及其相关性

采用对比分析方法,研究了小兴安岭地区阔叶红松混交林在进展演替过程中(形成阶段、发展阶段、稳定阶段和顶级群落)土壤各发生层(A1、B和C层)酶活性,及其与土壤养分有效性和活性有机碳之间的关系。结果表明:土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性在进展演替中A1层土壤酶活性明显高于B和C层。而在A1层中土壤脲酶活性、过氧化氢酶活性和土壤蔗糖酶活性在发展阶段较形成阶段有不同程度的下降。土壤多酚氧化酶活性的变化是随着演替阶段的进行呈递减趋势。土壤脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶与土壤养分之间均存在相关关系。其中,土壤脲酶和土壤蔗糖酶活性分别与速效钾、有效磷、有机质和全氮呈极显著相关,而过氧化氢酶和多酚氧化酶与全氮、速效钾、有效磷、有机质也表现出显著相关。此外,土壤脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性与易氧化碳、微生物量碳达到显著相关,与溶解性有机碳不显著相关。而蔗糖酶与3种活性有机碳的相关性均达到显著水平。土壤酶活性与土壤养分特征可以作为一个综合指标,来指示小兴安岭地区不同演替阶段的土壤肥力水平。

模拟氮沉降增加对土壤微生物量的影响

采用模拟方法研究了天然阔叶红松林和天然次生杨桦林中土壤微生物碳、氮对大气氮沉降升高的响应。林地控制施氮量分别为:对照(0)、低氮(25 kg.(hm2.a)-1)和高氮(50 kg.(hm2.a)-1)。施氮后的第一个生长季,生长初期(5月)、生长旺季(7月)和生长末期(9月)的观测研究表明:氮沉降增加对微生物C、N的影响因森林类型和时间不同而存在显著差异。由此表明,1 a的施氮试验并没有使土壤氮达到饱和状态,但是短期的施氮可以在某些月份内显著影响土壤微生物C、N及其微生物m(C)∶m(N)。

采伐对蛟河阔叶红松混交林土壤呼吸的影响

为分析不同采伐强度下土壤呼吸速率的差异及土壤温湿度对土壤呼吸速率的影响,于2013—2015年5—10月,在吉林省蛟河红松阔叶混交林地表无雪期间,使用LI-8100土壤CO2全自动通量测量仪器测量定不同采伐强度土壤呼吸速率及土深5 cm处温、湿度,采伐强度分别为：对照0%、轻度采伐15%、中度采伐25%、重度采伐50%。结果表明：采伐使土壤温度增加、土壤湿度降低。不同采伐强度处理样地的土壤呼吸速率值均显著大于对照样地,在研究的第1年与第2年,轻度采伐与重度采伐样地的土壤呼吸速率之间无显著差异（P〉0.05）,而中度采伐样地的土壤呼吸速率要显著高于轻度采伐处理和重度采伐处理的土壤呼吸速率（P0.05）。不同采伐强度样地的土壤呼吸与土壤温度之间均呈显著指数相关（P0.05）。土壤温度和土壤湿度的双变量复合模型能够更好地解释土壤呼吸速率变化,决定系数R2值为45%~74%。各采伐强度处理的土壤呼吸的温度敏感系数Q10值表现为中度采伐〉重度采伐〉轻度采伐=对照。在实践生产中,为减小采伐后林地土壤CO2的呼吸量,应采用低强度的采伐作业。

小兴安岭凉水典型阔叶红松林林冠干扰特征分析

依托小兴安岭凉水阔叶红松林动态监测样地,运用样方法和树木年代学方法,调查了样地中6 hm2典型阔叶红松林内扩展林窗(≥50 m2)特征,分析了小兴安岭典型阔叶红松林林冠干扰特征及形成原因。结果表明:林窗平均密度为7.67个/hm^2,平均产生速率为0.08个/(hm^2·a),干扰频率为0.42%/a,干扰周转期约240年。林窗形成树种主要是红松(50.22%)、臭冷杉(9.78%)、枫桦(7.78%)以及腐烂程度较严重而无法判别的树种(10.44%),死亡方式主要为干基折断(54.9%)。林窗由多种死亡方式共同形成,3种以上形成方式占70.83%。每个林窗形成木平均为9.38株,且腐烂等级较高。小径级木是林窗形成的受害者,而不是贡献者;针叶树对林窗形成的贡献远大于阔叶树。林窗边缘木平均胸径为46.68 cm,平均树高23.6 m,以红松为主(63.08%)。边缘木中臭冷杉生长最快,红皮云杉和色木槭生长最慢。不同等级林窗内形成木和边缘木的种类和组成相似,林窗形成木界定标准对判定林窗形成方式影响很大。综合多种方法调查大、中型林窗及大径级形成木,可提高林窗干扰历史重建及成因判定的准确性。此外,利用分层解析法可将发生过2次或多次干扰的大、中型林窗形成与发展过程动态解析,这对理解林窗干扰动态及森林群落演替至关重要。

长白山阔叶红松林中水曲柳根呼吸及影响因素

采用离体根法于2007年5-10月测定了长白山阔叶红松林组成树种水曲柳4个龄级林木的根系呼吸,监测了林内空气温度、不同深度土壤温度、土壤含水量及根系氮含量,初步研究了水曲柳天然林根系呼吸季节变化及其影响因素。结果表明:4个龄级的根系呼吸速率均具有明显的季节动态,其中7月份最高,10月份最低,呈单峰曲线,生长季节的不同月份根系呼吸速率在1.69～9.74μmol/(g·s)之间;根系呼吸速率随温度的升高和根系氮含量增加而增强,而土壤水分含量在一定范围内的增加可使根系呼吸作用强度增加,但水分过多也会对根系呼吸产生抑制作用;不同龄级的根系呼吸对温度变化的响应并不相同,其温度系数Q10值在1.54～2.89之间变化,随林龄增加而变大。

长白山北坡椴树阔叶红松林群落主要树种分布格局的研究

应用方差 /均值比检验、波松分布的X2 检验及负二项分布的X2 检验 3种方法 ,对比不同的取样样方 ,研究了椴树阔叶红松林群落主要树种的分布格局 ,并根据 1hm2 样地的定位图进行检验 .研究结果表明 ,乔木树种的合适取样样方为 5m× 5m ,其中红松、椴树、水曲柳、山槐、白牛子属于聚集型分布 ,蒙古栎、春榆属于随机分布 .

长白山红松阔叶混交林风灾迹地的更新与恢复

在长白山西坡的风灾干扰迹地进行永久样地连续更新调查和生境条件测定。结果表明，风灾迹地更新种群是由耐荫的红松、冷杉、鱼鳞云杉和阳性树种白桦、山杨、大青杨、大黄柳、落叶松等的混合；耐荫树种优势度趋于降低，阳性树种优势度逐年增加。风灾迹地土壤水分及碳、氮、有机质含量有所降低，人工抚育迹地生境恢复指标较天然更新迹地高。

阔叶红松林净初级生产力模型参数的敏感性

PnET-Ⅱ(photosynthesis and evapotranspiration)模型是生态系统过程模型,运行过程中所需的参数较多,包括植被、土壤和气候参数等.本文估计了丰林自然保护区阔叶红松林中红松和阔叶树的总净初级生产力(NPP)和枝干NPP对PnET-Ⅱ模型参数变化的敏感程度.结果表明:PnET-Ⅱ模型的植被参数中,林冠参数变化对模拟结果影响较大,且红松总NPP对植被参数的敏感性大于阔叶树;红松和阔叶树NPP对土壤持水量变化敏感性较小,且红松NPP对土壤持水量的敏感性略小于阔叶树;在气候情景范围内,气温变化对红松和阔叶树NPP的影响最大,降水和光合有效辐射次之.不同气候情景对NPP模拟结果的影响不同.红松和阔叶树的总NPP和枝干NPP对各输入参数的敏感程度并不完全一致.

Responses of the seedlings of five dominant tree species in Changbai Mountain to soil water stress

Soil water stress was studied on the potted seedlings of five dominant tree species (Pinus koraienes Sieb.et Zucc., Fraxinus mandshurica Rupr., Juglans mandshurica Maxim, Tilia amurensis Rupr. and Quercus mongolica Fisch.ex Turcz) from the broadleaved/Korean pine forest in Changbai Mountain. Leaf growth, water transpiration and photosynthesis were compared for each species under three soil moisture conditions: 85%-100% (high water, CK), 65%-85% (Medium water, MW) and 45%-65% (low water, LW) of 37.4% water-holding capacity in field. The results showed that the characteristic of typical drought-resistance of the leaves is significantly developed. The net photosynthetic rate and water use efficiency of Fraxinus mandshurica were higher in MW than those in CK. But for the other four species, the net photosynthetic rate and water use efficiency in CK were lower than those in MW and LW. The transpiration rate responding to soil moistures varied from species to species.

Effect of water stress on N_2O emission rate of 5 tree species

The N2O emission rates, photosynthesis, respiration and stomatal conductance of the dominant tree species from broadleaf/Korean pine forest in Changbai Mountain were measured by simulated water stress with the closed bag-gas chromatography. A total of five species seedlings were involved in this study, i.e.,Pinus koraiensis Sieb. et Zucc,Fraxinus mandshurica Rupr,Juglans mandshurica Maxim,Tilia amurensis Rupr, andQuercus mongolica Fisch. ex Turcz.. The results showed that the stomatal conductance, net photosynthetic rate and N2O emission of leaves were significantly reduced under the water stress. The stoma in the leaves of trees is the main pathway of N2O emission. N2O emission in the trees mainly occurred during daytime. N2O emission rates were different in various tree specie seedlings at the same water status. In the same tree species, N2O emission rates decreased as the reduction of soil water contents. At different soil water contents (MW, LW) the N2O emission rates ofPinus koraiensis decreased by 34.43% and 100.6% of those in normal water condition, respectively. In broadleaf arbor decreased by 31.93% and 86.35%, respectively. Under different water stresses N2O emission rates in five tree species such asPinus koraiensis, Fraxinus mandshurica, Juglans mandshurica, Tilia amurensis, andQuercus mongolica were 38.22, 14.44, 33.02, 16.48 and 32.33 ngN2O·g?1DW·h?1, respectively. Keywords Trees - N2O emission rate - Soil water stress - broadleaf/Korean pine forest - Changbai Mountain CLC number S718.55 Document code A Foundation item: This project was supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 30271068), the grant of the Knowledge Innovation Program of Chinese Academy of Sciences (KZ-CX-SW-01-01B-10), and the Special Funds for Major State Basic Research Program of China (No. G1999043407)Biography: Wang Miao (1964-), male, associate professor in Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Science, Shenyang 110016, P. R. China.Responsible editor: Song Funan

氮添加对典型阔叶红松林凋落叶分解及养分释放的影响

为探索氮添加对原始阔叶红松林凋落叶分解及养分动态的影响,以红松、枫桦、水曲柳及3个树种混合凋落叶为研究对象,采用凋落物袋法,进行了2年的分解试验。施N水平分别为N0(0 kg/(hm^2·a))、N1(30 kg/(hm^2·a))、N2(60 kg/(hm^2·a))和N3(120 kg/(hm^2·a))。结果表明:施N对混合凋落叶分解影响显著(P<0.05)。凋落叶质量残留率与其基质N含量呈显著负相关,与碳含量及C/N比均为显著正相关。施N促进凋落叶N含量升高,凋落叶P含量受时间和N处理交互作用影响显著。施N促进水曲柳凋落叶N、P释放,抑制红松、枫桦和混合凋落叶N、P释放。N3处理抑制红松凋落叶C释放,促进水曲柳凋落叶C释放,N1处理促进水曲柳与混合凋落叶C释放。说明N处理能够调节养分释放模式,并对森林生态系统C及养分循环有显著调控作用。

红松阔叶林带高山鼠兔贮草种类的分析

根据红松阔叶林带高山鼠兔一些贮食点的调查资料,分析了高山鼠兔在红松阔叶林带贮草的种类情况.结果表明:高山鼠兔在收集贮草时具有较大的选择性,其食物组成与其栖息地植被的组成结构有密切关系,具有多样性的特点.

胜山阔叶红松林群落空间结构的最小面积研究

本文依据2012年黑龙江省胜山阔叶红松林10.4 hm^2大型样地全面实测数据,基于移动窗口法、GIS技术分析其乔木层生物量空间格局的尺度效应,探究其群落空间结构研究的最小面积,并用计算机模拟随机抽样进一步验证。结果表明:1)通过对10~90 m各个尺度下的样地生物量误差空间分布栅格图的分析,胜山阔叶红松林乔木层生物量空间结构存在着最小研究面积0.49 hm^2,不仅具有与样地相同的生物量密度,还能够完整地体现出胜山阔叶红松林生物量的空间变异性,准确地反映其群落结构的真实特征,这为更加精确地估算阔叶红松林生物量提供了理论依据;2)通过计算机模拟随机抽样验证了用移动窗口法所确定的最小面积是准确的,限定在该最小面积(0.49 hm^2)范围之内的随机取样,仅使用7个20 m×20 m的样方就能够有95.9%的概率把估测的误差范围控制在20%以内,这对于阔叶红松林森林生物量调查样地大小的设置,具有很好的指导作用;3)提出把本文中的最小面积作为衡量森林群落空间结构复杂程度的一个指标,最小面积的大小代表了空间变异的范围,最小面积越大则说明了空间异质性越高。

长白山两种生态系统土壤养分比较

本文通过野外调查长白山地区阔叶红松林和白桦次生林的植被和土壤,并对土壤进行养分分析,着重分析了两种林下三个层次土壤的pH值、总氮、总磷、速效氮、速效磷、总有机碳、C/N和C/P。结果表明,阔叶红松林乔木的平均胸径、物种丰富度、冠层郁闭度和物种多样性均高于白桦次生林。除pH值外,其他土壤中养分指标在阔叶红松林土壤中各层次均高于白桦次生林土壤中相应的层次中的指标值;而红松林土壤中各养分指标的空间变异程度也大于白桦林土壤中养分的空间变异程度。文中进一步分析了长白山的红松阔叶林和杨桦次生林的土壤养分差异、有机碳含量差异及C/N的差异、乔木层群落结构特征和物种多样性的关系。