森林火灾后兴安落叶松林植被群落乔木更新状况研究

以内蒙古大兴安岭兴安落叶松林火烧迹地为研究对象,采用空间代替时间研究方法,分析比较了不同火烧强度、不同林型、不同更新方式下兴安落叶松林群落恢复过程中乔木更新状况的差异。结果表明:火干扰对乔木的天然更新有一定的促进作用;恢复过程中很长一段时间,白桦更新苗的年龄、高度、基径等指标在群落中都处于优势地位;3种不同更新方式下,乔木更新密度均大于对照样地,并呈现出天然更新>人工更新>人工促进更新的趋势。

树木年轮分析方法在气候变化对森林影响研究中的应用

树木生长和立地环境密切相关并受气候变化的影响,树木年轮宽度、密度及稳定同位素等作为反应气候与环境变化的重要参数指标,已被广大生态学家所重视并应用。文章总结了几种主要的树木年轮分析方法及在气候变化中的应用,着重探讨了气候变化对树木年轮结构的影响,以及树木年轮分析森林干扰研究中的应用,并对未来全球变化中的树木年轮研究的前景做了简要的分析。

森林火灾及管理对冻土释放温室气体影响研究

近年来,大兴安岭森林火灾时有发生,再加上不合理的火烧木管理方式,不仅导致森林生态环境严重破坏,同时,加速了该区冻土环境的恶化,进而使得温室气体大量释放,加剧了全球气候变化进程。

森林植被蒸散耗水测定方法研究进展

森林蒸散是森林生态系统水分循环最重要的环节之一,对于森林水资源合理利用有重大意义。目前,测定森林蒸散的方法有很多,主要分为实测法和估算法。文章从组织器官尺度、单株尺度、林分尺度、区域尺度4个方面简述了每种方法的优劣及适应范围和使用条件。并且指目前森林蒸散研究存在的问题和发展趋势。旨在为森林水分循环、水资源利用、植被生态恢复、森林生态系统健康评价和维护提供研究基础。

兴安落叶松林火烧迹地冻土碳储量分布规律研究

【目的】研究森林火灾后兴安落叶松林土壤有机碳储量的分布规律，为林火干扰后寒温带森林生态系统土壤碳库的研究提供参考。【方法】以内蒙古大兴安岭兴安落叶松林不同年份（2003年和2007年）火烧迹地为研究区，划分不同火烧程度（轻度和重度），于2010-07进行土壤调查取样，分析不同火烧年份和不同火烧程度对0～40 cm土层土壤碳储量的影响。【结果】1）与未过火区相比，轻度火灾后冻土区0～30 cm土层土壤碳储量均存在不同程度的损失，而30～40 cm土层土壤碳储量有不同程度的积累；而重度火灾后冻土区0～40 cm土层土壤碳储量均存在不同程度损失。2）在0～10 cm土层中，不同程度火烧迹地土壤碳储量的分布没有一致性规律，而在10～40 cm土层，土壤碳储量的分布表现出随土层深度增加而降低的一般性规律。3）在0～10 cm土层，2003年火烧迹地土壤碳储量相对2007年火烧迹地要低；而在10～40 cm土层则呈相反趋势。【结论】林火一定程度上切断了森林土壤有机质的来源，导致森林土壤碳储量下降，表层土壤碳储量受火烧年份影响差异明显，深层土壤碳储量受火烧程度影响差异明显。

不同林型兴安落叶松林火烧迹地物种组成及多样性研究

以内蒙古大兴安岭兴安落叶松林火烧迹地为研究对象,采用分层取样的方法对群落中植被进行了调查,分析比较了3种不同林型兴安落叶松林群落恢复过程中物种组成及多样性的差异。结果表明:不同林型兴安落叶松林群落各层α多样性指数总体表现为草本层>灌木层>乔木层。不同林型兴安落叶松林火烧迹地群落恢复12年后,草本层的Simpson和Shannon-Wiener指数均小于对照样地并呈现出草类-兴安落叶松林>杜香-兴安落叶松林>杜鹃-兴安落叶松林的趋势,而在灌木层则各指数均大于对照样地并呈现出草类-兴安落叶松林>杜鹃-兴安落叶松林>杜香-兴安落叶松林的趋势。

华北落叶松人工林生物量及碳储量遥感模型研究

以华北落叶松人工林为研究对象,对赛罕乌拉生态系统定位站内华北落叶松人工林生物量及碳储量进行研究。应用Landsat TM影像,提取遥感影像各波段信息及相关的植被指数。将遥感影像的波段信息、相关的植被指数分别与野外实测的样地生物量数据进行一元回归分析,建立一元回归模型,分析比较后得出由波段信息建立的一元回归模型较合理;将提取的波段信息、植被指数分别与野外实测样地生物量数据进行相关分析,然后采用逐步回归的方法进行多元回归分析,建立森林生物量多元遥感回归模型;将选择出的一元回归模型与建立的多元回归模型进行对比分析,最后得到适用于研究区森林生物量研究的最优遥感回归模型,Y=-1617.863+573.312×SAVI+32.475×TM5-35.379×TM7,进而得到碳储量遥感模型。

大兴安岭南段不同林龄白桦种子雨与地表种子库研究

为研究内蒙古赛罕乌拉森林生态系统国家定位研究站境内不同林龄白桦林更新状况,以S1(10~15a),S2(20~30a),S3(40~45a)白桦林为研究对象,分析比较其种子雨及地表种子库差异性,探究白桦林天然更新限制因素。结果表明:1)3种林龄白桦种子雨种子密度、枯枝落叶散落量、种子雨千粒重在不同散布时期的动态高度吻合,总体表现为S1>S2>S3;2)白桦林种子雨完整数量为S1(90.48±0.08)粒>S2(88.18±0.09)粒>S3(68.74±0.07)粒;3)3种林龄白桦种子雨总量为S1(35273.00±2929.00)粒>S2(32079.00±1770.00)粒>S3(8478.00±432.00)粒,S1白桦林完整种子占比最高;4)不同林龄白桦种群种子库总量为S1(9882.00粒/m^ 2)>S2(8859.00粒/m^ 2)>S3(2539.00粒/m^ 2),白桦种子库室内萌发实验萌发率为S1(44.30%)>S2(40.10%)>S3(21.20%)。说明种源不是赛罕乌拉地区白桦林天然更新的主要限制因素,林龄是赛罕乌拉地区白桦林更新不均的主要因素。

不同移植密度樟子松幼苗生长对比研究

在赤峰赛罕乌拉综合防护林示范基地,以樟子松幼苗为研究材料,对比50 cm×50 cm和80 cm×80 cm两种移植密度樟子松幼苗的苗高、地径、冠幅(东西);根系长度、直径、数量;生物量等指标。结果表明:80 cm×80 cm密度的幼苗的平均苗高比50 cm×50 cm密度的高14.9%、平均地径高17.5%、平均冠幅(东西)分别高21.4%与13.9%;80 cm×80 cm密度的幼苗的平均根系长度比50 cm×50 cm的高29.0%、平均根系直径高57.5%、平均根系数量高75.0%;80 cm×80 cm密度的幼苗的平均生物量比50 cm×50 cm的高128%。说明80 cm×80 cm密度的幼苗的质量比50 cm×50 cm密度的幼苗质量要好,更适宜当地造林。

大兴安岭中段针阔混交林林分空间结构研究

大兴安岭中段森林曾经是内蒙古采伐强度最高的区域之一,通过天然林恢复以及"天保工程"的实施,森林质量得到一定程度的改善。以兴安盟五岔沟林场为研究对象,采用大样地调查法,设置面积为8.8hm2的针阔混交林样地,利用软件Winkelmass 1.0进行数据分析,对混交度、大小比数和角尺度3个空间结构参数进行研究。结果表明:1)该研究区树种所占比例从高到低排序为黑桦(52%)、兴安落叶松(17%)、白桦(17%)、蒙古栎(14%),以落叶阔叶林为主;2)整体林分大小分化差异较大,兴安落叶松为优势种,但数量少且混交度差,分布集中;3)整体林分空间分布较合理,接近随机分布。研究结果可为大兴安岭中段林区的经营管理以及人工抚育提供数据依据。

寒温带森林火烧迹地不同更新方式下的土壤呼吸特征

【目的】探讨森林火烧迹地皆伐后不同更新方式对土壤呼吸的影响,探明影响该区域土壤呼吸的主要因素,为科学评价不同更新方式对冻土区森林火烧迹地土壤碳通量的影响提供理论依据。【方法】以位于寒温带冻土区2003年发生火灾的内蒙古金河-根河森林为研究对象,设置天然乔木更新样地(NR)、人工乔木更新样地(AR)、人工促进乔木更新样地(AFR)和无乔木更新样地(NU)4种更新方式样地。于2017年和2018年植物生长季,使用LI-8100土壤呼吸测定系统对不同更新样地的土壤呼吸速率进行测定,同时测定10 cm深处的土壤温度(T 10)和0~10 cm土层的土壤湿度(W 10),分析土壤呼吸速率与T 10和W 10的关系。【结果】随着生长季时间的推移,不同更新样地土壤呼吸速率、T 10总体上均呈先增大后降低的趋势。2018年不同更新样地乔木数量由多到少表现为NR>AR>AFR>NU。2017年不同更新样地土壤呼吸速率由快到慢表现为NR>AR>NU>AFR,2018年表现为NR>NU>AR>AFR。2017年不同更新样地T 10由高到低表现为AFR>NR>AR>NU,2018年表现为AFR>NR>NU>AR。2017年不同更新样地W 10由大到小表现为NR>AR>AFR>NU,2018年表现为NR>AR>NU>AFR。土壤呼吸速率与T 10的相关性较高,达极显著水平(P<0.01);与W 10相关性不显著(P>0.05)。【结论】NR样地土壤呼吸速率和乔木数量均大于其他3种类型,为火烧木皆伐迹地最好的更新方式。土壤温度对土壤呼吸速率影响较大,土壤湿度对土壤呼吸速率影响较小。

大兴安岭南段阔叶次生林草本植物多样性研究

以大兴安岭南段阔叶次生林为研究对象,在典型性山杨纯林、黑桦纯林、白桦+山杨混交林、白桦纯林和黑桦+白桦混交林等5个林型内,设置1 m×1 m草本植物样方56块。通过野外调查取样,选取Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数研究了不同林型的阔叶次生林下草本植物的多样性。结果表明:山杨纯林的Shannon-Wiener指数、Simpson指数最高,分别为1.94和0.84。黑桦纯林的Margalef丰富度指数最高,白桦纯林的最低。随着林型的变化,各指数也相应地发生变化。

不同火烧木管理方式火烧迹地林下物种多样性及地上生物量研究——以寒温带兴安落叶松林为例

以内蒙古大兴安岭兴安落叶松林火烧迹地为研究对象,采用分层取样的方法对群落中植被进行了调查,分析比较了不同火烧木管理方式下兴安落叶松林林下群落恢复过程中物种组成、多样性指数及地上生物量的差异。结果表明:火烧木择伐方式下火烧迹地与未火烧对照样地林下群落相似性最大。不同火烧木管理方式下,火烧迹地林下群落多个α多样性指数均表现为草本层>灌木层的趋势。不同火烧木管理样地草本层Simpson和Shannon-Wiener指数均小于对照样地,而在灌木层都大于对照样地。3种不同类型火烧木管理方式火烧迹地恢复13年后,林下草本层生物量均小于对照样地,而灌木层生物量较对照样地相比都有不同程度的增加。

大兴安岭南段阔叶次生林空间格局及种间关系

在大兴安岭南段的赛罕乌拉森林生态系统定位研究站,采用CTFS样地建设标准,设置面积为6 hm2的阔叶次生林固定样地。采用点格局分析方法,对群落内主要种群的空间格局及种间关系进行了研究。结果表明:群落内乔木层共出现7个种群,树木共计13906株,群落密度2 317株/hm2;大兴安岭南段阔叶次生林优势种群均呈现聚集分布,种群的聚集强度随尺度变化较明显;聚集强度L(t)值:蒙古栎>黑桦>白桦>山杨;大兴安岭南段阔叶次生林群落种间关系以正相关为主,群落内树种之间的竞争以及物种更替现象并不激烈,群落组成和结构正处于稳定状态,群落内较高比例枯立木的产生并非是种群竞争所致。

大兴安岭东麓火烧迹地恢复初期植被特征

为研究大兴安岭东麓地区火烧迹地恢复初期植被特征,以2017年毕拉河"5.2"特大森林火灾的火烧迹地为研究区域。于2018年7月对研究区展开调查,按照不同火烧程度将火烧迹地划分为3类样地,分别为轻度火烧迹地(乔木死亡率≤30%)、中度火烧迹地(30%<乔木死亡率≤70%)及重度火烧迹地(乔木死亡率>70%),运用多样性指数和改进的M-Godron法,分析不同程度火烧迹地内物种组成、植被多样性及群落稳定性。结果表明:不同程度林火干扰下群落物种组成存在显著差异,多样性指数表现出中度火烧迹地最高、重度火烧迹地居中、轻度火烧迹地最低的格局;随着林火干扰程度加重,火烧迹地内植物群落稳定性越低。

不同更新方式对兴安落叶松林火烧迹地物种组成及多样性的影响

以内蒙古大兴安岭兴安落叶松林火烧迹地为研究对象,采用分层取样的方法对群落中植被进行了调查,分析比较了不同更新方式下兴安落叶松林群落恢复过程中物种组成及多样性的差异,了解该群落受森林火灾干扰的影响程度,为大兴安岭地区森林生态系统恢复策略的制定提供科学依据。结果表明:不同更新方式下的群落各层多个α多样性指数总表现为草本层>灌木层>乔木层的趋势。3种不同更新方式下,兴安落叶松林重度火烧迹地目标树种兴安落叶松的更新速度表现为天然更新>人工促进更新>人工更新。不同更新方式下火烧迹地群落恢复10年后,灌木层物种数和优势度较对照样地均有所增加,火烧迹地草本和灌木层Simpson和Shannon-Wiener指数均呈现出人工促进更新>人工更新>天然更新的趋势。综合考虑,认为人工促进更新方式比较适合火烧后兴安落叶松林植被群落的演替与恢复。

火干扰恢复初期土壤呼吸及其组分与土壤温湿度关系

以内蒙古大兴安岭冻土区草类-兴安落叶松林火烧迹地为研究对象,采用定位观测测定土壤呼吸、土壤温湿度变化,分析火干扰初期重度火烧迹地土壤呼吸速率(R_(S))及其组分变化,探讨土壤呼吸速率与土壤温度、湿度的相关性,寻找林火干扰恢复初期冻土区土壤呼吸及其组分规律。结果表明:林火干扰当年对土壤呼吸与土壤异氧呼吸的影响较小;随恢复时间的推移,火烧样地土壤呼吸与土壤异氧呼吸逐渐增强。火干扰后恢复的前3年,火烧样地较未火烧样地相比,R_(S)增加了13.14%,土壤异养呼吸速率(R_(H))增加了38.38%,土壤自养呼吸速率(R_(A))降低34.09%。林火干扰对土壤呼吸、土壤异养呼吸有增强作用,对土壤自养呼吸有抑制作用。林火干扰后,土壤异养呼吸的增加抵消土壤自养呼吸的减少,土壤深度为10 cm处的土壤温度(T_(10))、湿度(W_(10))均升高,R_(S)、R_(H)与T_(10)的拟合度增强,R_(A)与T_(10)的拟合度降低。林火干扰降低了土壤呼吸及其组分对T_(10)的温度敏感系数(Q_(10))。火烧样地、未火烧样地土壤呼吸及其组分与W_(10)呈显著正相关关系,但拟合系数较低(R^(2)>0.13,P<0.05)。

兴安落叶松林植物物种组成及多样性对轻度火干扰的响应

以内蒙古大兴安岭兴安落叶松林轻度火烧迹地为研究对象,采用分层取样的方法对群落中植被进行了调查,分析比较了不同恢复年份后兴安落叶松林群落各层物种组成及多样性的差异。结果表明:不同恢复年份后群落各层α多样性指数总表现为草本层﹥灌木层﹥乔木层的趋势。群落物种总数随着恢复时间的推移呈逐渐增多的趋势。这种变化趋势主要出现在草灌层内,而在乔木层内并不明显。群落草本层物种数除1996L以外,其它3个恢复年份均小于对照样地,而群落灌木层物种数除1996L与对照样地相当,其它3个恢复年份均大于对照样地。总体来看,轻度火干扰有利于植被的更新与演替。

不同程度火烧迹地兴安落叶松延迟性死亡特征

在2018年汗马国家级自然保护区火烧迹地按不同火烧程度设立9个标准样地(30 m×30 m),以样地内760株延迟性死亡兴安落叶松为全部样本,划分为7个径级,分析不同程度火烧迹地不同径级的兴安落叶松(Larix gmelinii(Rupr.)Kuzen)延迟性死亡特征。将全部样本的80%(610株)作为建模样本,20%(150株)作为检验样本,使用Logistic回归方程对兴安落叶松延迟性死亡率进行预测。结果表明:轻度火烧样地中,兴安落叶松延迟性死亡率随着径级的增加而逐级降低,降低幅度分别为8.5%、28.5%、17.4%,胸径大于20 cm的树木延迟性死亡率为0;在所有延迟性死亡树木中,胸径小于10 cm的树木占76.8%。中度火烧样地中,兴安落叶松延迟性死亡率随径级的增加也逐级降低,但降低幅度没有轻度火烧样地明显,胸径大于25 cm的树木延迟性死亡率为0;在所有延迟性死亡树木中,胸径6~15 cm的树木占86.8%。重度火烧样地中,兴安落叶松延迟性死亡率明显升高,最低为66.7%,最高为100%,胸径为26~35 cm的树木没有发生延迟性死亡。火烧程度与径级对兴安落叶松延迟性死亡的影响均极显著(P<0.01),火烧程度与径级的优势比值分别为3.208和0.725。预测发生延迟性死亡的准确率为71.7%,预测为未发生延迟性死亡的总样本的准确率为60.4%。总样本A_(U),C值为0.764,说明预测模型准确率较高,拟合效果良好。

林火干扰对兴安落叶松林土壤化学性质的影响

以内蒙古大兴安岭兴安落叶松林火烧迹地为研究对象,并选择附近未火烧区作为对照区,分析比较了不同火烧强度干扰下,土壤化学性质的变化规律。结果表明:不同火烧迹地土壤全N和全K质量分数均比对照有所降低,差异显著(p<0.05),均呈现重度火烧区小于轻度火烧区,且均小于对照区的趋势;火干扰对土壤全P无显著影响,不同火烧迹地土壤全P质量分数与对照区基本保持在一个水平梯度内,无显著变化;不同火烧迹地土壤碱解N和速效P质量分数与对照相比均显著增加,且土壤碱解N质量分数随火烧强度变化呈现轻度火烧区大于重度火烧区,而土壤速效P质量分数则呈现出重度火烧区大于轻度火烧区,且均大于对照区的趋势;不同火烧迹地土壤速效K质量分数较对照相比都有所下降,但随火烧强度的大小变化无明显规律。