大兴安岭沿麓黑土区翻耕农田微立垡覆盖阻风减蚀技术创新与应用

大兴安岭沿麓是我国重要的农畜产品生产基地,由于长期过度耕作和单一翻耕等不合理的耕作方式,加速了该地区农田风蚀退化、质量下降和产能降低,因此,减少土壤风蚀、提升农田地力和作物产量是农业可持续发展亟待解决的问题。文章综述了不同类型生态区传统翻耕、长期免耕、合理轮耕技术及其应用效果,论述了翻耕地微立垡覆盖阻风减蚀核心技术的内容及其对土壤风蚀、蓄水保墒、作物生长与产量等方面的影响,明确了微立垡覆盖是大兴安岭沿麓黑土区翻耕地冬春季风蚀防控的关键技术和途径。翻耕地微立垡覆盖阻风减蚀技术大面积应用效果显著,破解了长期以来翻耕农田裸露风蚀重、水土流失损失大导致农田逐步退化的科技难题,为大兴安岭沿麓及其生态类型相似区翻耕农田风蚀防控研究提供了重要支撑。

大兴安岭南段锡的成矿作用:以黄岗-甘珠尔庙地区为例

大兴安岭南段是我国重要的锡多金属成矿集中区,为促进区域锡多金属找矿突破,以在黄岗-甘珠尔庙地区多年的野外调查研究工作为基础,运用年代学测试、化学分析及地质模型等方法,分析了区域锡的成矿作用。认为二叠统基底地层及锡林郭勒杂岩是成矿物质的初始来源,经历的变质过程具有进一步富集的作用,大部分锡矿均遭受了多期次的火山-岩浆活动,最终决定锡多金属成矿的是燕山期酸性岩浆-热液成矿作用。同时成矿作用还受到控岩控矿构造、围岩性质、氧化-还原条件、开放-封闭环境的制约,认为在氧化性花岗岩浆侵入钙质地层条件下成矿作用以铁锡为主;还原性岩浆在侵入具开放性特征的围岩时,成矿作用以花岗岩外带围岩中的热液型脉状锡矿为主,而在侵入具封闭性特征的围岩时,成矿作用以花岗岩内带岩浆凸起部位的花岗岩型锡矿为主。因此,建议将主攻矿种由铅锌调整为锡银,部署重砂及化探方法圈定异常,针对硫化矿体部署电法,针对隐伏岩体部署磁法与重力,还可部署烃、汞、氧气测量等非常规化探方法预测隐伏岩体。

大兴安岭呼中林业局森林景观格局变化及其驱动力

以大兴安岭呼中林业局为研究区,利用TM数据、森林资源清查数据和采伐统计资料,结合野外调查,以GIS为技术手段,剖析研究区1989～2000年景观变化,结果表明该区主要景观类型为针叶林、针阔混交林和阔叶林,这3种类型面积总比例达90%以上,其他景观类型面积比例小于10%,主要有荒草地、火烧迹地、采伐迹地、沼泽、居民点和道路.10a间景观由原有的大面积连续的针叶林为基质、小面积的阔叶林和针阔混交林斑块散布其中的格局,转变成大面积针阔混交林为基质的格局.研究区1989年是成过熟林、高公顷蓄积量、高郁闭度占优势的景观,2000年中幼龄林、低公顷蓄积量和低郁闭度森林面积增大,并趋于连续,形成低质量的相对均质化的景观.最后,结合历史资料,通过比较分析火烧、人工更新、土地利用和人为采伐活动这几种主要驱动力的特征,论证了采伐活动在该地区景观变化中所发挥的主导作用.

大兴安岭东部林区植被蓄水潜力与价值的评估

以中国植被1∶100万植被图为基础,收集了各种植被类型冠层降水截留量、枯落物现存量和土壤非毛管孔隙度的数据和资料,将大兴安岭东部林区主要植被类型归并为9类,对这些主要植被类型对降水的分配和贮存进行了综合评价,并研究了大兴安岭地区植被蓄水潜力及其价值的空间分布特征。结果表明:大兴安岭原生植被中,以蒙古栎为优势种的落叶阔叶林、云冷杉林和兴安落叶松林具有较强的持水能力。兴安落叶松林分布面积广,蓄水潜力占全区水源涵养价值的58.4%。从区域分布来看,水源涵养能力强的植被主要分布在该区的东南部。为了防止本区植被水源涵养能力的衰退,需要控制采伐,加强天然林保护,同时要加强护林防火工作,防止森林向山地杨桦林、疏林和低效林退化。

内蒙古大兴安岭典型林分地表死可燃物燃烧性

以内蒙古大兴安岭5种典型林分(兴安落叶松、白桦、蒙古栎、山杨和黑桦)下地表(凋落物层、半腐殖质层和腐殖质层)死可燃物为研究对象,测定了其理化性质(含水率、粗脂肪含量、灰分含量、燃点、热值),利用主成分分析法对不同林分地表各层死可燃物燃烧性进行了分析,并评价了各林分地表死可燃物的综合燃烧性.结果表明,5种典型林分地表死可燃物综合燃烧性由强到弱依次为蒙古栎、白桦、黑桦、兴安落叶松和山杨.其中,蒙古栎林下凋落物层的燃烧性最强,山杨林下凋落物层的燃烧性最弱;白桦林下半腐殖质层的燃烧性最强,兴安落叶松林下半腐殖质层的燃烧性最弱;山杨林下腐殖质层的燃烧性最强,蒙古栎林下腐殖质层的燃烧性最弱.

大兴安岭北部沿江林场依列克得组含煤地层的初步研究

在大兴安岭北部塔河县北沿江林场西发现一个产热河生物群的化石点,化石产于依列克得组中。依列克得组分布于大兴安岭北部,是一套以中基性火山岩为主,局部含煤、油页岩等沉积夹层的地层。该组一般整合覆于上库力组之上,与上覆大磨拐河组煤系地层整合接触。其沉积夹层多为湖相沉积,产热河生物群化石。在沿江林场附近胜利煤矿出露的本组沉积夹层中发现大量孢粉及植物大化石,还有少量鲟鱼类、昆虫、叶肢介化石。经初步分析,此孢粉组合接近于海拉尔盆地南屯组至大磨拐河组下段之间的孢粉组合,化石群总体相当于热河生物群的中、晚期组合。

2000～2008年大兴安岭森林雷击火特征分析与研究

大兴安岭林区是我国重点森林火险地区之一,每年由雷击引发的火灾占较大的比例。根据2000～2008年雷击火数据资料及对应的气象要素资料,分析大兴安岭雷击火的分布特征及规律,并对预防和避免森林雷击起火的方法加以阐述。

大兴安岭北部地区原始林白桦种群的世代结构

在景观火干扰历史重建的基础上,该文研究了大兴安岭北部地区原始林白桦(Betulaplatyphylla)种群的世代结构及其与火干扰、立地条件之间的关系。结果表明白桦种群基于世代数的世代结构类型丰富,从一代型到五代型都有,空间分布呈斑块镶嵌状。以一代型与二代型为主要类型,空间分布集中,其它类型的世代结构空间异质性较高。世代数受火干扰频率、火干扰强度及两者的综合影响,相对来说以火干扰频率的影响更为显著。低频或高强类的火干扰易造成种群的世代数减少;高频或低强类的火干扰易造成世代数增多。世代数还随林型组类型而变化,以溪旁林组>赤杨(Alnusmandshurica)林组>杜香(Ledumpalustre)林组。白桦种群基于火干扰的世代结构类型也很丰富,存在3大类、5亚类和11小类,空间分布呈斑块镶嵌状。其中以火后优势火前劣势型和更新优势火前劣势型为主要类型,空间分布较聚集,其它类型的空间异质性较高。这种世代结构也受火干扰频率、火干扰强度及两者的综合影响。随着火频增高或者火强减弱,白桦种群的自我恢复性和抗火性增强,火后恢复性减弱。中高强火烧地上,世代结构为火后优势火前劣势型,低强火烧地上为更新优势火前劣势型。世代结构还随立地条件而变化。不同林型组之间,白桦种群的优势世代(火后代和更新代)存在显著的数量差异,但是世代结构保持为火后优势火前劣势型;偏东坡为火后优势火前劣势型,偏西坡及北坡为更新优势火后劣势型;224林班为火后优势型,218林班却为更新优势型。

春季冻融期寒温带主要森林类型土壤氮矿化特征

【目的】春季冻融期是连接冬季与生长季的关键时期,期间强烈的温度变化可能深刻影响土壤生态过程。研究春季土壤冻融过程对氮素矿化的影响,揭示我国寒温带地区冻融对土壤氮矿化的影响规律,为寒温带地区森林生态系统氮素研究和森林生产力评价提供理论依据。【方法】本研究以寒温带地区3种典型森林(兴安落叶松林、樟子松林、白桦林)为研究对象,利用树脂芯法测定和分析了在春季解冻期间土壤无机氮(NH4+-N、NO3--N)以及净氨化速率、净硝化速率、氮矿化速率的动态变化。【结果】寒温带春季冻融期3种林型土壤无机氮含量均表现出释放特征,且在冻融末期有大幅增加趋势,但不同林型其变化规律有所不同,3种林型土壤铵态氮含量占无机氮含量的83.91%~97.22%,是春季冻融期土壤无机氮的主要存在形式。冻融循环期间兴安落叶松林、樟子松林和白桦林0~10 cm土层土壤净氮矿化速率分别增加了1.86、6.18和0.25倍。10~20 cm土层土壤净氮矿化速率除兴安落叶松林有所降低外,樟子松林和白桦林土壤净氮矿化速率分别增加了4.09和2.25倍。土壤净氨化速率占土壤净氮矿化速率的73.47%~96.76%,土壤氮矿化以氨化作用为主。土壤含水量是土壤有机氮矿化作用的主要影响因素。【结论】寒温带冻融作用有利于土壤有机氮的矿化,且阔叶林土壤氮矿化对冻融循环的响应强于针叶林。

大兴安岭森林火烧恢复年限对土壤磷及其有效性的影响

林火是大兴安岭地区森林生态系统的重要影响因子,对地下土壤养分,特别是磷及其有效性变化长时间序列研究,将有助于林火后植被恢复管理、模型模拟及科学评价。选择呼中、南瓮河、双河、图强、塔河、加格达奇、满归等地区火后恢复2—50年样地48块,并以火烧区域周边相似地形地貌、未经火烧区域为配对对照样地,野外调查记录地形地貌和地理位置数据,室内分析土壤全磷和速效磷。配对t检验、冗余排序分析、趋势分析、离散性分析等处理相结合,试图找出火烧后土壤磷及其有效性变化特征。研究结果表明:(1)整体数据平均值及离散程度表明,火后全磷及速效磷均值均稍低于对照,火后二者的离散程度为37%—49%,低于对照样地6—22个百分点;区分不同恢复时间,配对t检验未发现火烧样地土壤磷与对照间的显著差异。(2)以火烧对照比值及差值进行趋势分析发现,相对于对照,火烧后全磷呈现先增加后降低的变化趋势(R2=0.89—0.95,P=0.07—0.15),火后20—30年间开始低于对照样地。速效磷也呈类似变化趋势,但是相关性较低(R^2=0.44—0.67,P=0.44—0.66);速效磷占比年代变化趋势不明显(R^2=0.08—0.12,P>0.95)。(3)RDA排序分析表明,火烧导致恢复年限成为影响磷变化的最主要因素(15.3%),其次是经度(10.7%);而在对照样地中,纬度是土壤磷变化最关键影响因素,能够解释其变化总量的27.6%。研究结果为森林火后土壤养分管理以及森林演替生态评价提供重要参数。

综合物探测量在大兴安岭南段炒米房地区铀矿勘查中的应用

炒米房地区位于大兴安岭南段、沽源-红山子铀成矿带北部,区内成矿地质条件较为优越。近年来在托河盆地炒米房地区开展铀矿勘查工作,限于地表玄武岩及第四系覆盖物较厚的原因,找矿难度较大。为实现铀矿找矿突破,本次研究采用地面伽玛能谱测量、瞬时氡气测量大致确定地表放射性特征;可控源音频大地电磁测深大致查明花岗岩与花岗闪长岩的深部发育特征,确定构造深部信息;同时应用地面高精度磁测,提高了可控源音频大地电磁测深推断构造的可靠性。本文通过多种方法组合和异常综合分析、解译,圈定多处铀成矿有利部位,在铀成矿有利部位进行钻探查证,揭露到较好的工业铀矿体。总结出一套适用于较厚覆盖地区铀矿勘查的物探综合方法,为今后铀矿找矿工作提供有效技术手段。

大兴安岭地区森林雷击火与闪电的关系

林火是森林生态系统的重要影响因子.随着全球气候变暖,林火,特别是雷击火有增多的趋势.本文对我国东北大兴安岭地区1966—2007年的林火数据及相应的闪电和气象资料进行分析.结果表明:1966—2007年,该地区雷击火的次数及其过火面积都呈显著增加趋势.影响雷击火的气象条件与研究时间尺度有关,年尺度的雷击火与降水显著相关,相关系数达-0.489;月尺度的雷击火则与气温显著相关,相关系数为0.18.雷击火与闪电的关系也与时间尺度有关,年尺度的雷击火与闪电关系不明显,受降水影响较大;月尺度的雷击火与闪电具有较好的相关性,且受降水的影响;日尺度的雷击火在降水量>5mm时与闪电关系不明显,但当降水量<5mm时,雷击火与闪电次数呈正相关.据此,发展了基于闪电定位仪数据的火险指数算法以及大兴安岭地区的森林雷击火预报模型.经2005—2007年雷击火验证,该模型的预报准确率>80%.

大兴安岭白桦-兴安落叶松林火烧迹地林下植被群落恢复过程的动态分析

火干扰在森林生态系统的发育过程中起到重要作用,直接影响着森林生态系统的物种组成、结构稳定性和物种多样性。本文通过调查大兴安岭兴安落叶松（Larix gmelinii）-白桦（Betula platyphylla）林林下植被,采用空间序列代替时间序列的研究方法,分析了大兴安岭北方针叶林火烧迹地林下植被的恢复过程。研究表明：1）在灌木层和草本层中林分结构的变化主要表现在一些旱生物种与中湿生物种的替代过程;2）物种多样性随着群落演替顺序未呈现连续增加趋势。在草本层,物种丰富度指数呈先上升后下降的单峰型变化趋势,在火烧后5-8年达到一个峰值,随着进一步的演替有所下降;物种多样性指数也表现出类似的单峰型变化趋势,在火烧后的第5年达到最大值,15年左右开始趋于平稳,20年左右达到一个较为稳定的数值;物种均匀度指数在火烧后5年左右达到最低值,随后上升并最终趋于平稳。在灌木层,物种多样性指数的变化趋势基本与草本物种相同,但滞后于草本群落3-5年;3）林下层的生物量随恢复年份呈指数增加,到25年时生物量达10.5t·hm-2。

冻融作用对大兴安岭典型森林土壤活性有机碳和氮矿化的影响

于2017年10月采集大兴安岭地区樟子松林和白桦林两种典型林型下0～10、10～20、20～30 cm土壤,采用室内模拟冻融实验研究了冻融循环下土壤活性有机碳变化趋势和氮素矿化特征.结果表明:①随着冻融次数增加,土壤溶解性有机碳(DOC)和土壤微生物量碳(MBC)均表现为先增加后降低的趋势,冻融作用在显著增加了土壤DOC含量的同时降低了土壤MBC含量(p<0.05),冻融温差对活性碳影响不明显(p>0.05);冻融过程中樟子松林0～10 cm土壤DOC含量高于白桦林,10～20、20～30 cm土壤DOC含量低于白桦林,而樟子松林各层土壤MBC含量始终高于白桦林.②随着冻融次数增加,土壤铵态氮表现为先减少后增加的趋势,而硝态氮表现为先增加后减少的趋势,冻融作用显著增加了土壤铵态氮和硝态氮含量(p<0.05),较大的冻融温差会促进氮矿化(p<0.05);冻融过程中白桦林土壤铵态氮和硝态氮含量始终高于樟子松林.③两种林型下土壤DOC、MBC、铵态氮和硝态氮含量均随着土层深度的增加而降低(p<0.05).以上结果表明,冻融作用导致森林土壤DOC含量流失而影响了土壤碳库的积累,但有利于无机氮的累积,为植物生长提供了氮素肥力,且不同植被类型土壤碳、氮含量对冻融作用的响应存在一定的差异.