产教融合模式下资源利用与植物保护专业学位研究生培养路径探索——以东北林业大学为例

在全国专业学位研究生招生规模不断扩大的背景下,基于人才培养需要,特别是东北黑土地保护的迫切需求,资源利用与植物保护专业学位研究生培养应采用产教融合模式,建立优质培养基地,在实践教学中培养学生的创新创业能力和科研素养,从而保障研究生的培养数量和质量。以东北林业大学为例,介绍资源利用与植物保护专业学位研究生培养现状,分析现存实践教学体系不完善、师资力量相对有限等问题,探索产教融合模式下资源利用与植物保护专业学位研究生培养的途径,即培养过程依托科研项目、完善产教融合的校企合作机制、建立培养质量评价体系、规范培养基地建设遴选标准。产教融合模式培养的毕业生能熟练掌握现代农业生产相关前沿技能,能够独立开展农林业技术研究、应用与开发。

东北林业大学林学专业多元化人才培养模式的研究与实践

高校人才培养的目标涵盖应用型、复合型和学术型专业人才。为了顺应林业行业和林业科学研究对多样化人才的需求,东北林业大学林学专业进行了多元化人才培养模式的研究与实践。在人才培养模式改革过程中突出了个性化和多元化,注重因材施教,实现了培养多样化人才的目标;打造研究型教学团队,提升了教师队伍的教书育人能力,实现了教学、科研"双馨";优化课程体系,强调宽厚的基础知识与精湛的专业技能并重;遵循因材施教的原则,依托精品课程建设改革教学方法,强调教学方法要符合课程的特点;完善实践教学体系,注重内涵建设,通过整合资源推进协同创新。实践证明,东北林业大学林学专业实施的多元化人才培养模式符合人才培养的规律,有利于加强学生的能力培养和素质培养,促进了人才培养质量的提高,满足了国家和行业对林学专业人才的需求。

东北林业大学“菌物学”课程实践教学的探索与改革

实践教学是培养学生创新精神和实践能力的重要途径。根据东北林业大学"菌物学"精品课程的教学特点,对该课程实践教学环节进行了一系列探索与改革,遵循着主动实践和实践育人的观念,教学队伍进一步树立了多实践、重创新、高质量的实践教育理念,突出了实践教学在创新人才培养中的重要地位。从加强实践教学环节的规范化建设和科学化管理、更新和改革"菌物学"实验课教学内容和教学方法、改善实践教学条件、培养高素质的青年教师队伍等方面,进一步深化实践教学改革,为提高人才培养质量奠定实践教学基础。

东北林业大学“种苗学”课程实践教学若干问题的探讨

"种苗学"是东北林业大学林学专业的核心专业课程之一,也是黑龙江省的精品课程,具有实践性强的特点。从该课程在林学专业实践教学中的特点出发,指出了"种苗学"在实践教学中存在的教学内容陈旧、教学手段落后、实践教学基地建设不足等问题,提出了调整实践教学内容、选择合适的教学方法和教学手段、加强实践教学基地建设等,是该课程实践教学改革的主要方向。

东北林业大学“种苗学”课程研究性教学的调查分析及教学模式的构建

"种苗学"是东北林业大学林学专业的核心课程之一,也是黑龙江省精品课程。为进一步提高"种苗学"课程的教学质量和效果,对开展研究性教学进行了调查分析,提出了研究性教学模式的构建原则,从教学内容体系、教学模式选择、教学效果考核方法等方面初步构建了"种苗学"课程的研究性教学模式;同时制定了研究性教学模式的监督机制。通过该教学模式的初步实施,充分调动了学生参与课程学习的积极性,提高了学生对专业学习的兴趣,取得了较好的教学效果。

面向未来的中国智慧林业:观测仪器体系的演进与发展趋势

森林观测信息的生产是支持智慧林业工作开展的基础和先导。本文以森林观测仪器技术体系的构建历史、现状和未来为切入点,以基础性公共技术的发展脉络为支撑,深入分析森林观测仪器与森林观测需求的耦合程度。传统森林观测仪器体系在时效性和准确性上已经无法满足日益发展的林业调查的需要,观测仪器存在孤立性高、难以集成、操作繁琐、效率低等问题。这主要是由于当前针对森林观测研究偏重对成熟仪器使用和数据分析,观测仪器的研发偏重算法补偿和集成第三方元件,轻物理结构设计等因素造成。面对基本测量原理鲜有更新、森林观测标准制定滞后于新型技术发展等问题,本文从对观测仪器现在和未来的联合模式进行阐述,从逻辑架构到物理技术层面上分析森林观测仪器联合模式可能在未来出现的发展状况与应用前景。最后,基于当前基础性技术发展的趋势,对可能出现的几种新形态的森林观测仪器进行推测,并以此展望在近未来可能在中国实现的一种智能森林观测体系的雏形。

森林管理对东北次生林植被碳密度及其分配的影响

以东北东部山区4种管理梯度下相同演替年龄的森林群落为研究对象,包括天然次生林(WB)及在其冠下人工更新红松(Pinus koraiensis)的混交林(MA),并对MA进行透光抚育形成的择伐红松林(SK)和对SK适时疏伐形成的疏伐红松林(KT),其管理程度依次增强。采用样地清查结合异速生长方程法量化植被碳密度(VC)及其各组分碳密度;测定多样性、针阔比等群落特征和土壤氮、磷等养分特征,探究森林管理对植被碳密度的影响。结果表明:演替先锋优势种(PI)、演替后期优势种(LT)和林下植被层(UC)的碳密度在4种管理措施间存在显著差异,其中,LT由WB的9.39 t/hm^(2)增加到KT的107.02 t/hm^(2)。但是,伴生种的碳密度在4种管理措施间差异不显著,其碳密度波动范围为8.41—14.89 t/hm^(2)。VC随森林管理强度显著提升,其波动范围为96.34—135.40 t/hm^(2),VC年平均增长量波动范围为1.50—2.11 t hm-2 a-1,且在管理措施间存在显著差异。PI、LT和UC占植被总碳密度的比例在4种管理措施间存在显著差异,其中PI的占比随着上述管理措施逐渐降低,而LT的占比显著升高(由WB的14.0%提升到KT的82.2%);植被残体与活体生物量碳密度之比以及地下与地上的生物量碳密度之比在4种管理措施间均存在显著差异,其比值的波动范围依次分别为0.05—0.13和0.24—0.30。乔木层碳密度与树种多样性存在显著负相关,而林下植被层碳密度与树种多样性呈显著正相关。并且VC与土壤氮储量、磷储量无显著相关性。这表明,在同一气候条件下,群落特征和树种组成是决定植被碳密度分异的重要因素,并且通过提升后期优势种占比的积极森林管理提升了东北次生林植被的碳密度和碳固持能力。

模拟计划火烧对哈尔滨城市林业示范基地典型林型土壤呼吸的影响

火干扰是森林生态系统重要的干扰因素之一,尤其在北方森林生态系统中火干扰的作用更为明显。但是关于火干扰到底如何影响北方森林生态系统的土壤呼吸,以及计划火烧开展对土壤呼吸的影响程度目前研究非常有限,相关科学问题尚不能给出准确答案。因此,本文选择哈尔滨城市林业示范基地的典型3种森林类型白桦林、兴安落叶松林和蒙古栎林,通过小范围控制火烧试验采用LI6400测定火后不同时间（5~9月份）的土壤呼吸,研究计划火烧对3种林型土壤呼吸通量的影响。结果表明,在火后5~9月份中,3种林型火后样地与对照样地相比,白桦林土壤呼吸速率上升了10%,蒙古栎土壤呼吸速率下降了30%,落叶松土壤呼吸速率上升了14%。白桦林、蒙古栎林、落叶松林对照样地与火烧样地的Rc值均呈现出显著的动态变化,但并无一定规律,3种林型中白桦林火后短期内Rc的变化规律并不显著,而蒙古栎林与落叶松林火后短期内Rc的变化规律非常明显,蒙古栎林的Rc值的变化显著降低为34.98%,而落叶松林的Rc值变化却显著升高为13.77%。因为本次小范围计划控制火烧试验对环境温度改变最大,因此研究结果表明本次试验控制土壤呼吸的因素中,温度占主导地位。

去除凋落物和草毡层对寒温带典型森林土壤活性有机碳的短期影响

[目的]探究去除凋落物和草毡层对寒温带森林土壤活性有机碳的影响,为我国寒温带森林土壤碳循环的研究提供科学参考。[方法]以大兴安岭北部3种典型森林(白桦林、樟子松林和兴安落叶松林)为研究对象,在3种林型中设置对照、去除凋落物、去除草毡层以及去除凋落物和草毡层4种处理,于2021年9月对各处理不同土层(0—10 cm和10—20 cm)土壤进行取样,研究其土壤活性有机碳组分及其影响因子。[结果]在0—10 cm土层,与对照相比,去除凋落物后土壤可溶性有机碳和易氧化有机碳含量在白桦林和樟子松林中无显著变化,而在兴安落叶松林中显著降低了25.49%和39.40%;土壤微生物量碳含量在白桦林和兴安落叶松林中显著降低了19.26%和18.86%,而在樟子松林中无显著变化。去除草毡层后土壤可溶性有机碳和易氧化有机碳含量在白桦林和樟子松林中显著降低了16.08%,60.69%和17.38%,17.33%,而在兴安落叶松林中的变化不显著;土壤微生物量碳含量在3种林型中显著降低了19.47%~42.02%。同时去除凋落物和草毡层后3种林型土壤微生物量碳和易氧化有机碳含量极显著降低了22.03%~27.01%和52.22%~57.01%;土壤可溶性有机碳含量降低了11.25%~22.18%,其中白桦林和樟子松林达显著水平;在10—20 cm土层,不同去除处理对3种林型土壤可溶性有机碳和微生物量碳含量均无显著影响,白桦林和樟子松林土壤易氧化有机碳含量分别在去除草毡层以及同时去除凋落物和草毡层后显著降低,而兴安落叶松林土壤易氧化有机碳含量无明显变化。3种林型土壤活性有机碳各组分与土壤总有机碳、全氮、含水量呈显著正相关,与土壤pH则呈显著负相关。[结论]去除凋落物和草毡层降低了土壤活性有机碳含量,凋落物和草毡层的存在有利于土壤活性有机碳的形成与累积。

包含哑变量的大兴安岭天然白桦林碳密度模型

以内蒙古地区牙克石林业管理局的大兴安岭天然白桦林(Betula platyphylla)为研究对象,利用198块样地数据分析天然白桦林林分碳密度与各林分变量之间的关系,建立碳密度预测基础模型,同时将立地条件(草类白桦林、杜鹃-越桔白桦林、榛子白桦林)作为哑变量引入到预测模型中,对不同林型的林分碳密度进行预测,为林业研究中碳密度模型的构建以及森林碳汇工作提供思路和方法。结果表明,天然白桦林林分碳密度基础模型决定系数(R^(2))为0.703,均方根误差(RMSE)为8.615 t/hm^(2),赤池信息量(Akaike information criterion,AIC)为841.206,贝叶斯信息量(Bayesian Information Criterion,BIC)为851.071。引入立地条件哑变量后,R^(2)有所增大,最大达到0.818,RMSE均小于等于8.241 t/hm^(2),说明模型具有较好的稳定性,预估参数较为精确。哑变量模型的AIC均小于等于541.431,BIC均小于等于550.320。哑变量模型能够反映不同立地条件下碳密度的变化,在模型的拟合和检验方面都显示适合于研究地区林分碳密度的预测,为天然白桦林碳密度估算提供参考。

东北阔叶红松林地表葬甲群落多样性及其空间变异特征

为了探明我国东北阔叶红松(Pinus koraiensis)林地表葬甲多样性及其空间变异特征,在胜山、丰林、凉水和长白山的4个大型森林动态监测样地内,通过布置900个陷阱调查了36 hm^(2)范围内的地表葬甲群落基本特征。基于群落物种数量、个体数量和总体长,分析了地表葬甲多样性及其空间变异性。结果表明:(1)东北阔叶红松林区域物种库包含12个葬甲物种,密度为0.018只/m^(2),总平均体长达0.32 mm/m^(2)。北方花葬甲(Nicrophorus tenuipes)是东北阔叶红松林内的广布物种,黑葬甲(Nicrophorus concolor)等五个物种具有明显的生境偏好,仅存在于单个局域物种库内。(2)物种数量、个体数量和总体长在胜山、丰林、凉水和长白山样地存在明显差异,其中纬度较低的局域物种库(凉水、长白山)可维持更高的物种多样性,纬度最高的局域物种库(胜山)维持较低的物种多样性。(3)地表葬甲群落在胜山和丰林样地存在显著的空间自相关性,在凉水和长白山样地则不显著。(4)葬甲群落具有较明显的空间异质性,长白山样地的空间变异性与其他样地差异较大,这些空间变异性主要受确定性和/或非确定性过程调控,但二者的作用强度在4个样地表现不同。本研究表明东北阔叶红松林内,地表葬甲的多样性和空间变异性在不同纬度存在差异,该研究为地带性顶极植被-阔叶红松林内土壤动物多样性维持和保护提供了理论依据和数据支撑。

基于最小数据集的典型黑土区不同林龄小黑杨土壤质量差异

东北作为我国重要农产品基地,其黑土有机质含量可达普通土壤的十倍。近年来由于过度的开发与利用,导致黑土质量下降,因此研究农田防护林对土壤质量的改善具有战略意义。为探讨农田防护林对黑土质量的改善效果,以不同林龄(Y1:林龄是1 a的小黑杨;Y5:林龄是5 a的小黑杨;Y6:林龄是6 a的小黑杨;Y8:林龄是8 a的小黑杨)小黑杨林下土壤为研究对象,通过测定小黑杨防护林样地的土壤理化性质,分析不同林龄小黑杨林下土壤理化性质的差异,并通过最小数据集方法对林下土壤质量进行评价。结果显示:(1)不同林龄土壤质地为:Y1:砂质土壤;Y5:壤土;Y6:粉砂质土壤;Y8:粉砂质土壤。(2)土壤透气保水性随林龄增长向良性方向演化,表层土壤容重由1.33 g/cm^(3)减小到1.17 g/cm^(3),不同土层间差异不显著,且土壤物理指标与树木生长量及其他土壤因子具有较强的相关性。(3)土壤pH随林龄减小,随土层呈波动性变化,范围在6.19—6.58之间。土壤养分随林龄呈波动性变化,垂直变化差异显著,除速效钾外均富集在表层,各土壤养分元素之间相关性较弱。(4)土壤微量元素有效态含量在不同林龄及土层均差异显著,且各元素之间相关性较强。(5)基于最小数据集的构建发现,影响不同林龄小黑杨土壤质量的最小数据集指标包括全氮、全钾、饱和持水量、速效磷、钙、锰,经总数据集验证所构建的最小数据集可体现小黑杨林下土壤质量有效信息。(6)小黑杨不同林龄土壤质量指数介于0.358—0.667,土壤质量综合得分排名为Y8>Y6>Y5>Y1。基于以上发现,小黑杨作为农田防护林对黑土区土壤质量改善效果明显,土壤保水透气性显著提升,土壤化学养分及微量元素含量部分提高,且不同林龄小黑杨对养分的循环利用效果差异显著。为实现黑土资源的合理利用,本研究建议随防护林林龄增加,更改林下套种作物以提高土壤质量及作物产量,为幼龄防护林对黑土区耕地的可持续利用提供科学依据。

哈尔滨夏季水岸水曲柳和樟子松人工林的降温增湿效应

选取位于哈尔滨市马家沟河边的东北林业大学试验林场(开放森林区域)和黑龙江省森林植物园(开放和未开放森林区域)中的水曲柳(Fraxinus mandshurica)和樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)人工林作研究对象,以城市广场(无林区域)为对照,观测不同区域水平方向上温度和湿度的日变化规律。观察表明,水岸水曲柳和樟子松人工林具有明显的降温增湿效应,并且因树种不同而有差异,人为活动降低了水岸人工林的降温效应。

间伐措施对松材线虫病疫区马尾松林土壤微生物多样性的影响

松材线虫病作为世界检疫性病害严重危害松属植物并威胁森林生态安全,至今没有行之有效的措施对其进行控制和除杀。为满足人们对森林提供多种生态服务的需要,通过对马尾松林进行高强度(采伐强度60%)和低强度(采伐强度15%)2种间伐措施采伐松材线虫病疫木后,采用高通量测序手段对松材线虫病疫区马尾松林土壤的细菌和真菌结构变化进行分析,旨在探究间伐对松材线虫病疫区马尾松林土壤微生物群落结构的变化,分析对土壤微环境的影响。采用高通量测序法对间伐抚育后的马尾松林土壤细菌和真菌群落进行研究,结果表明,3种林分土壤细菌和真菌群落表现出明显的差异,高间伐措施林分组(H-CK)的Shannon多样性指数和Chao1指数最高,H-CK组的土壤微生物群落多样性和丰富度显著高于低间伐措施林分组(L-CK)和对照组(CK)。L-CK组中标志细菌群落为Actinobacteriota(放线菌门),标志真菌群落为Leotiomycetes(锤舌菌纲);H-CK组中标志细菌群落为Chloroflexi(绿弯菌门),标志真菌群落为Dothideomycetes(座囊菌纲)。结合土壤理化性质分析表明,与对照组相比,高强度间伐H-CK组的土壤有机质含量上升13%,在增加土壤有机质积累的同时,H-CK组的全氮含量达1.12 g/kg,碱解氮的含量为64.15 mg/kg,可显著提高土壤全氮含量和有效氮含量的积累(P<0.05),从而提升林地地力。稳步提升森林质量,逐步将现有发生松材线虫病的马尾松纯林培育成复层异龄针阔混交林,使其抗病能力增加,生态功能增强。

中国16个地点天然次生林细根产量分布格局

细根产量(FRP)是森林生态系统地下产量的最大组分,对森林生态系统的碳和养分的分配和循环起着重要作用。细根根序对于FRP有较大的影响。目前较少通过根序分级法、以我国16个地点的天然次生林为整体的大尺度FRP研究。采用根序分级法对我国16个地点的天然次生林进行为期1年的、群落水平的大尺度FRP实验研究,来探索我国16个地点的天然次生林FRP分布格局。结果表明,FRP分布格局总体上由北向南逐渐增加,吸收根(AFR)产量、运输根(TFR)产量以及FRP均为海南尖峰岭最高,分别为(115.42±17.87)g/m^(2)、(298.6±76.82)g/m^(2)和(414.01±84.05)g/m^(2),大兴安岭呼中区最低,分别为(11.25±1.28)g/m^(2)、(12.44±0.97)g/m^(2)和(23.7±1.21)g/m^(2)。山西太岳山、安徽鹞落坪和湖南会同显著低于邻近纬度地区(P<0.05),FRP分别为(50.89±5.58)g/m^(2)、(58.85±17.24)g/m^(2)和(67.26±15.31)g/m^(2)。年均温(MAT)和年均降水量(MAP)与AFR产量、TFR产量和FRP显著正相关,纬度与AFR产量、TFR产量和FRP显著负相关。

兴安落叶松天然林不同碳库碳汇变化驱动因素的差异性

天然林生态系统内部乔木层的碳平衡过程受林木生长、枯损和进界3个碳库的共同影响,但各碳库碳汇量的动态变化过程及其驱动因素还不明确。为此,本研究以大兴安岭地区第七次和第八次310块国家森林资源连续清查数据为基础,利用逐步回归方法和结构方程模型评估生物因素(林分和多样性)和非生物因素(土壤、地形和气候)对兴安落叶松天然林林分生长量、进界量和枯损量3个碳汇动态过程的影响。结果表明:兴安落叶松天然林林分平均生长量、进界量和枯损量分别为0.73、0.17和0.41t·hm^(-2)·a^(-1);林分碳汇生长量随坡向指数(总路径系数β=0.135)、林分断面积(β=0.132)和坡位(β=0.085)的增加而增加,随林分平均年龄(β=-0.225)和海拔(β=-0.196)的增加而减小;进界量与林分断面积(β=-0.368)、林分平均年龄(β=-0.240)、土壤pH(β=-0.184)、土壤全磷(β=-0.115)和树种丰富度(β=-0.012)呈显著负相关,而与土壤全氮(β=0.258)呈显著正相关;对枯损量影响较大的因子依次为林分平均树高(β=0.276)>Simpson指数(β=0.232)>土壤全磷(β=0.195)>林分断面积(β=0.154)>土壤pH(β=0.084)。林龄、断面积和平均树高是林分碳汇生长量、进界量和枯损量最重要的影响因子,地形和土壤条件也是林分动态变化的关键。在今后的森林经营过程中可以通过合理的抚育间伐来调节林分的结构和土壤条件,进而促进森林生态系统碳汇能力的持续发挥。

林下植被对寒温带兴安落叶松林土壤磷形态及有效性的影响

[目的]由于大兴安岭寒温带兴安落叶松林下植被差异较大,其土壤理化性质也有较大差异,研究不同林下植被兴安落叶松林土壤磷形态变化特征及有效性,为科学评价寒温带森林土壤磷素供给水平及磷循环研究提供科学数据。[方法]选取大兴安岭寒温带4种林下植被兴安落叶松林(兴安杜鹃-落叶松林、杜香-落叶松林、苔草-落叶松林和苔藓-落叶松林)为研究对象,于2022年6,8,10月采集0-5,5-10,10-20 cm土层土壤样品,采用Hedley磷分级法测定土壤不同形态磷含量。[结果](1)观测期间4种林下植被兴安落叶松林土壤活性磷(H 2 O-Pi、NaHCO_(3)-Pi、NaHCO_(3)-Po)和中等活性磷(NaOH-Pi、NaOH-Po)在6-10月总体呈降低趋势,中等活性磷含量占全磷的30.08%~52.80%,且中等活性磷均表现出无机磷含量高于有机磷含量。兴安杜鹃-落叶松林和杜香-落叶松林0-20 cm土层活性磷、中等活性磷含量均高于苔草-落叶松林和苔藓-落叶松林。苔草-落叶松林土壤稳定性磷(HCl-Pi、HCl-Po、residual-P)均显著高于其他3种落叶松林,且稳定性磷占全磷的58.86%~65.81%。(2)4种林下植被落叶松林土壤全磷(TP)、有效磷(AP)和磷活化系数(PAC)在6-10月变化范围分别为391.81~1081.02,7.34~83.90 mg/kg和1.62%~7.76%,兴安杜鹃-落叶松林和杜香-落叶松林土壤AP含量和PAC高于另外2种落叶松林,表现出较高的磷有效性;而苔草-落叶松林和苔藓-落叶松林在8,10月5-10,10-20 cm土层则出现供磷不足现象。(3)土壤含水率是兴安杜鹃-落叶松林和杜香-落叶松林土壤磷的主要影响因素,可溶性碳是苔草-落叶松林的主要影响因素,而铵态氮对苔藓-落叶松林影响较大。[结论]林下植被对兴安落叶松林土壤磷形态及磷有效性有显著影响,兴安杜鹃-落叶松林和杜香-落叶松林土壤活性磷组分、中等活性磷组分及有效磷含量较高,磷活化系数均在2.00%以上;而苔草-落叶松林土壤稳定性磷组分含量较高,土壤磷有效性相对较低。研究结果对寒温带森林生态系统林下植被生态功能及土壤养分循环研究具有重要意义。

根系对寒温带冻土区兴安落叶松林土壤碳通量的影响

土壤碳通量是森林生态系统碳循环的重要组成部分,根系对土壤碳通量起着关键作用,研究根系对土壤碳通量的影响对寒温带冻土区温室气体研究有重要意义。以杜香-兴安落叶松林(DXL)、杜鹃-兴安落叶松林(DJL)和苔藓-兴安落叶松林(TXL)为研究对象,通过壕沟法进行断根处理,采用便携式土壤呼吸仪G4301对土壤碳通量进行日动态和月动态变化测定与分析。结果表明:6—11月,断根对DXL和DJL土壤CH_(4)的吸收起抑制作用,降幅分别为15.16%—54.31%和11.26%—33.84%,对TXL土壤CH_(4)的排放起促进作用,增幅为19.22%—75.52%;对3种类型兴安落叶松林土壤CO_(2)的排放均起抑制作用,其中对TXL影响最大,对土壤CO_(2)降幅为32.29%—87.62%。断根对DXL和TXL土壤CH_(4)的影响在8月最为显著,增幅分别为-54.31%和75.52%,DJL在11月影响最为显著,降幅为33.84%。断根对3种类型兴安落叶松林土壤CO_(2)排放的影响在6—11月均达到显著程度,其中在11月最为显著,降幅为54.94%—87.62%。断根对3种类型兴安落叶松林土壤CH_(4)通量日动态影响差异不显著;而对土壤CO_(2)通量的影响显著,其中在14:00—18:00影响最为显著,降幅为31.87%—62.26%。土壤温度和空气温度是根系影响土壤碳通量变化的主要因子,断根处理增强了土壤温度对其日变化和月变化的影响,减弱了空气温度对其日动态的影响。这表明,根系自养产生的土壤碳通量可能在日动态变化中更活跃,而在月动态变化中更稳定。

东北黑土区地埂坡耕地土壤物理性质的空间分布特征

[目的]揭示东北黑土区有、无地埂措施土壤物理性质空间分布的差异,为黑土区水土保持工程措施及坡耕地土壤恢复效果的评价提供科学依据。[方法]以东北黑土区修筑水土保持工程措施(地埂)的坡耕地为研究对象,以无措施坡耕地作为对照,采用空间均匀布点取样法,获取了表层(0—15 cm)土壤物理性质基本指标,量化有、无地埂措施坡耕地土壤持水能力和土壤结构的空间分布特征。[结果](1)修筑地埂后,土壤含水率、饱和持水量、田间持水量和毛管持水量分别提高7.89%,30.15%,17.83%,19.41%;(2)在坡上、坡中及坡下位置修筑地埂样地的土壤持水能力均高于无措施对照样地,且随坡位的下降,土壤的持水能力也在逐渐增大;(3)修筑地埂后,土壤容重和分形维数分别降低12.04%,0.58%,而土壤总孔隙度、毛管孔隙度、WR>0.25、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)分别增大14.02%,17.83%,17.74%,28.48%,21.31%;(4)在坡上、坡中及坡下位置修筑地埂样地的土壤结构较无措施对照样地更好,尤其是坡上位置主要影响土壤总孔隙度、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和分形维数(D);坡中和坡下位置主要影响WR>0.25,较无措施对照样地增大18.5%,17.89%。[结论]坡耕地修筑水土保持措施后,能有效提高土壤持水能力,改善土壤结构,提高土壤水稳性团聚体含量,尤其在坡下位置更为明显。

抚育间伐对小黑杨人工林非结构性碳和氮磷钾生态化学计量特征的影响

了解不同林龄阶段小黑杨人工林各器官的非结构性碳(NSC)含量和氮(N)磷(P)钾(K)生态化学计量特征及其对抚育间伐的响应,从而为小黑杨人工林的科学经营提供依据。以黑龙江省大庆市红旗林场幼龄和中龄小黑杨人工林为研究对象,建立间伐强度为25%(以株数计)的抚育间伐样地,调查分析抚育间伐对小黑杨人工林各器官NSC含量和NPK生态化学计量的影响特征。研究结果表明,2种林龄小黑杨人工林具有各自不同的NSC含量和NPK生态化学计量分布特征。中龄林树叶、树枝和树根NSC含量较幼龄林分别降低31.76%、21.19%、38.98%(P<0.05)。中龄林树叶N含量较幼龄林增加11.85%(P<0.05)。中龄林树枝、树干和树根P含量分别较幼龄林分别降低17.57%、35.85%、60.11%(P<0.05),树叶、树枝、树干和树根K含量分别较幼龄林分别降低21.05%、34.67%、22.99%、46.22%(P<0.05)。抚育间伐显著影响小黑杨幼龄林树干和树根的NSC含量、中龄林树枝和树根的NSC含量(P<0.05)。抚育后幼龄林树干NSC含量增加29.35%,树根NSC含量降低40.37%;中龄林树枝和树根NSC含量分别增加12.81%、33.51%。抚育间伐显著影响小黑杨幼龄林各器官N含量、树枝K含量、树干P含量和中龄林树叶、树根K含量(P<0.05)。抚育后小黑杨幼龄林树叶、树枝、树干和树根N含量分别增加5.77%、15.68%、53.71%、10.85%,树枝K含量增加36.90%,树干P含量降低19.63%;小黑杨中龄林树叶和树根K含量分别增加20.86%、31.69%。树叶NSC含量与N含量极显著负相关(P<0.01),与K含量间显著正相关(P<0.05);树枝NSC含量与N含量显著负相关,与P含量显著正相关(P<0.05),与K含量极显著正相关(P<0.01);树干NSC含量与N含量极显著正相关(P<0.01);树根NSC含量与N含量极显著负相关,与P含量极显著正相关(P<0.01)。结果表明,林分未进行抚育时,小黑杨幼龄林和中龄林NSC和N、P、K元素在各器官中的分配格局差异明显;幼龄林碳资源更多地分配给根系,促使其生长延伸,中龄林更多地投入到树木地上部分生长与竞争。抚育间伐会改变小黑杨NSC和N、P、K在各器官中的分布格局,抚育后,2种林龄小黑杨地上部分与地下部分碳资源比例均发生改变。对小黑杨中龄林进行抚育间伐增加林木碳汇的同时也改善了P限制的状况。