大兴安岭3种主要林型兴安落叶松土壤种子库与天然更新

以内蒙古大兴安岭北部兴安落叶松天然林的3种主要林型杜香-兴安落叶松林、杜鹃-兴安落叶松林、草类-兴安落叶松林为研究对象,利用样地调查数据,研究其土壤种子库与天然更新的相关性。采用SPSS及Winkelmass软件进行单因素方差、相关性及空间分布格局分析。结果显示:土壤种子在不同林型间存在显著差异,并且不同土层当中各林型组的种子密度均呈现明显的垂直分布。从土壤种子库与幼苗天然更新株数的相关系数来看,幼苗天然更新与土壤种子库有活力种子及枯落物层种子的相关性极好、与土层0～5 cm的种子存在显著正相关,而与土层5～10 cm种子相关性不显著。3种主要林型平均角尺度分别是:杜香-兴安落叶松林w=0.595、杜鹃-兴安落叶松林w=0.576、草类-兴安落叶松林w=0.596,平均角尺度均大于0.517,更新幼苗分布格局均呈现聚集分布。幼苗天然更新与土壤种子库有一定的关联性,种源条件是制约兴安落叶松天然更新的主要因素之一。     

寒温带兴安落叶松林土壤细菌微生物量和群落组成研究

为了研究不同林型兴安落叶松林土壤细菌微生物量和土壤细菌群落结构特征,探讨微生物量和群落组成变化的分布规律及影响因子,选择了4个典型兴安落叶松林:藓类兴安落叶松林、杜香兴安落叶松林、草类兴安落叶松林和杜鹃兴安落叶松林,采用磷脂脂肪酸(PLFAs)和高通量测序的方法,分析了4个林型土壤细菌的微生物量和群落组成。结果表明:PLFA法检测出4个林型中C12~C20 8种类型共44种不完全分布的PLFAs生物标记,4个林型中的兴安落叶松林细菌生物量最高,草类兴安落叶松林最低;高通量共检测出19门35纲55目87科92属细菌,其中变形菌纲Alphaproteobacteria、γ-变形菌纲Gammaproteobacteria、酸杆菌纲Acidobacteria、β变形菌纲Betaproteobacteria、放线菌纲Actinobacteria丰度较高。通过冗余分析分析发现,有效磷对土壤细菌生物量的影响较大,土壤pH值、土壤含水率和土壤养分对土壤细菌的群落组成影响比较明显。本研究表明寒温带兴安落叶松林中不同土壤环境的土壤细菌微生物量和群落组成存在差异,且与土壤环境因子之间具有相关性。     

大兴安岭兴安落叶松原始林倒木养分含量研究

在大兴安岭兴安落叶松原始林内选择杜香-兴安落叶松林、草类-兴安落叶松林和杜鹃-兴安落叶松林3个典型林型,按照不同树种对倒木的养分含量进行了测定。依据现有的资料,结合研究对象实际,制定了大兴安岭兴安落叶松原始林落叶松和白桦倒木的腐朽等级划分标准。结果表明:不同林型内不同树种倒木有机C、全K、全Na,以及Ca和Mg的含量随着倒木的不断分解均没有明显的变化规律;全N含量均有增加的趋势;全P均保持相对稳定。对3个林型内兴安落叶松倒木的各养分含量之间进行对比,有机C、全K、全P百分含量均为杜鹃-兴安落叶松林﹥草类-兴安落叶松林﹥杜香-兴安落叶松林;全N、全Na和Ca百分含量均为杜鹃-兴安落叶松林﹥杜香-兴安落叶松林﹥草类-兴安落叶松林;Mg百分含量为草类-兴安落叶松林﹥杜鹃-兴安落叶松﹥杜香-兴安落叶松。     

兴安落叶松天然林不同林型土壤养分分布特征研究

以内蒙古大兴安岭兴安落叶松天然林不同林型土壤为研究对象,通过对土壤A层、B层的养分含量(有机质、氮、磷、钾)的测定,研究了兴安落叶松天然林不同林型、不同龄组的土壤肥力及垂直分布特征。结果表明:兴安落叶松林各林型土壤养分含量分布特征为土壤有机质含量全钾含量全氮含量全磷含量。有机质含量、全氮含量分布特征为藓类—落叶松林草类—落叶松林杜香—落叶松林;全磷、全钾含量分布特征为杜香—兴安落叶松林草类—兴安落叶松林藓类—兴安落叶松林。大多数林分的土壤有机质、氮、磷、钾的垂直分布规律为:土壤A层土壤B层。土壤有机质的变化规律与土壤全氮的变化规律具有高度的正相关性。     

南瓮河自然保护区典型林分土壤水文效应研究

森林土壤的水文效应是评价水源涵养功能重要指标。以草类兴安落叶松林、白桦林和山杨林作为研究对象,对南瓮河国家级自然保护区不同林型土壤水文效应进行研究,结果表明:(1)不同林型土壤容重均随土层深度增加而增加,各林分类型土壤容重的顺序为草类兴安落叶松林(1.22g·cm~(-3))草类白桦林(1.29g·cm~(-3))草类山杨林(1.32g·cm~(-3))。(2)土壤非毛管孔隙度、总孔隙度草类兴安落叶松林最小,草类山杨林最大;毛管孔隙度草类白桦林最大,草类兴安落叶松林最小。(3)不同林型0~30cm土层土壤最大持水量差异较大,草类山杨林为1 514.78t·hm~(-2),最大;草类兴安落叶松林为1 397.53t·hm~(-2),最小。不同林型土壤有效贮水量为草类白桦林(127.33t·hm~(-2))草类兴安落叶松林(135.81t·hm~(-2))草类山杨林(202.01t·hm~(-2))。     

兴安落叶松落叶量和幼苗发生动态的研究

采用野外试验的方法,研究了兴安落叶松原始老龄林下兴安落叶松的更新条件。在所研究的四种林型的兴安落叶松原始老龄林之间,更新差别表现在下种、发芽和存活三方面。种子年时,老龄林下种量每平方米达到300-1000粒,各林型落种量从大到小的顺序为:赤杨落叶松林→丛桦落叶松林→草类落叶松林→杜香落叶松林。一年中的幼苗发生过程可分为四个时期,种子萌发主要在6月,幼苗死亡主要在7月,而8月份幼苗种群变化较小。从有利于落叶松种子萌发和幼苗存活的方面来说,各林型的顺序是:丛桦落叶松林>杜香落叶松林>赤杨落叶松林>草类落叶松林。这个顺序主要取决于土壤表层的湿度,即土壤湿度越大,发芽数和存活数越多。     

小兴安岭落叶松沼泽林土壤CO2,N2O和CH4的排放规律

采用静态箱-气相色谱法,研究小兴安岭兴安落叶松-油桦-修氏苔草沼泽林、兴安落叶松-油桦-笃斯越橘-藓类沼泽林和兴安落叶松-狭叶杜香-中位泥炭藓沼泽林生长季节土壤温室气体(CO2,N2O和CH4)排放通量的季节变化规律、季节排放量及其主控因素.结果表明:1)3种落叶松沼泽林土壤CO:排放通量均呈现夏季高(651.4～823.6 mg·m-2h-1)春秋季低(233.3～310.0 mg·m-2h-1)的单峰型季节变化,N2O排放通量(0.010～0.049,0.012～0.020和0.010～0.080 mg·m-2h-1)分别呈现夏季>春季>秋季,春季>夏季>秋季和秋季>春季>夏季的变化规律,CH4排放通量(-0.083～0.037,-0.122～0.078和-0.05～0.026 mg·m-2h-1)分别呈现春秋季排放、夏季吸收,春季排放、夏秋季吸收和春夏季排放、秋季吸收的交替式季节变化;2)表层土壤(0～30cm)温度是土壤CO2排放的主要影响因素,低水位与较高表层土壤温度是N2O排放的主要影响因素,水位是CH.排放的主要影响因素,高水位时土壤排放CH4,低水位时土壤吸收CH4;3)3种落叶松沼泽林土壤在生长季节均为CO2排放源(20.8～25.2 t·hm-2),且夏季为强排放源、春秋季为弱排放源,3者均为N2O排放源(0.192～1.128kg·hm-2),兴安落叶松-油桦-修氏苔草沼泽林为强排放源,另2者为弱排放源,兴安落叶松-油桦-修氏苔草沼泽林和兴安落叶松-油桦-笃斯越橘-藓类沼泽林土壤为CH4强吸收汇(1.152～1.200 kg·hm-2),兴安落叶松-狭叶杜香-中位泥炭藓沼泽林土壤为CH4弱排放源(0.168 kg·hm-2);4)兴安落叶松-油桦-修氏苔草沼泽林土壤温室气体CO2排放强度最高(25.4 t·hm-2),另2者相对较低(20.8～21.2 t·hm-2),但均以CO2排放占绝对优势地位(99.63%～99.93%),N2O和CH4排放占次要地位(0.19%～0.92%和0.02%～0.10%).     

兴安落叶松原始林生态系统碳密度与碳储量研究

选择大兴安岭杜香-兴安落叶松林、杜鹃-兴安落叶松林、柴桦-兴安落叶松林、草类-兴安落叶松林和藓类-兴安落叶松林5种原始林的林木、下木植被、枯落物、木质残体4种碳库层、林木各器官采用野外实地取样与室内实验分析相结合的方法分别进行碳密度和碳储量的研究。结果表明:1)林木器官碳密度大小序列为树干>树根>树皮>树枝>树叶,分别占林木总碳密度的54.89%,21.98%,10.76%,9.65%和2.72%。2)5种林分类型碳密度大小依次为草类-兴安落叶松林型(83.992 4 t/hm2)>杜鹃-兴安落叶松林型(54.788 8t/hm2)>藓类-兴安落叶松林型(50.612 1 t/hm2)>杜香-兴安落叶松林型(49.396 4 t/hm2)>柴桦-兴安落叶松林型(48.587 8 t/hm2),得出兴安落叶松原始林生态系统平均碳密度为57.475 5 t/hm2。3)研究区内兴安落叶松原始林生态系统总碳储量为2.840 3TgC,各碳库层的空间分布序列为林木层(2.054 3 TgC)>枯落物层(0.349 5 TgC)>下木植被层(0.231 6 TgC)>木质残体层(0.204 9 TgC),分别占生态系统总碳储量的72.33%,12.31%,8.15%和7.21%。     

大兴安岭兴安落叶松林土壤真菌群落特征研究

为了研究不同林型兴安落叶松林土壤真菌群落结构特征,探讨土壤真菌群落结构变化的影响因子,进一步弄清楚土壤真菌群落结构与不同兴安落叶松林之间的关系和作用。本研究分别以藓类兴安落叶松林、杜香兴安落叶松林、草类兴安落叶松林和杜鹃兴安落叶松林的土壤真菌为研究对象,采用高通量测序方法对土壤进行测序,分析了土壤真菌的Alpha多样性、物种组成和丰度,并研究土壤理化性质对真菌群落结构的影响。结果表明,大兴安岭兴安落叶松林共检测到4门11纲36目63科74属土壤真菌。优势菌门为子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota、接合菌门Zygomycota、壶菌门Chytridiomycota,主要的优势菌属为隐球菌属Cryptococcus、小轮孢霉属Troposporella、丝膜菌属Cortinarius、拟锁瑚菌属Clavulinopsis(5.63%)、被孢霉属Mortierella、虫草属Cordyceps。Mortierella、Udeniomyces、Cortinarius、Cryptococcus、Trichoderma、Cordyceps、Clavulinopsis等菌属受土壤环境因子和土壤理化性质影响显著。通过冗余分析发现,土壤含水率、p H值、土壤氮、土壤磷、有机碳等是不同土壤环境中土壤真菌群落结构变化的重要影响因子。本研究表明寒温带兴安落叶松林中不同土壤环境的土壤真菌群落存在差异,土壤真菌群落与土壤环境因子之间具有相关性。     

大兴安岭兴安落叶松林林隙更新研究

研究了大兴安岭地区不同林型林隙的更新密度、边缘木数量及形成原因,结果表明:1)林隙一般由11~24株落叶松、白桦所形成,平均为16.94株;形成方式主要有立枯、折干和拔根倒,11.8%为折干,35.3%为立枯,41.2%为拔根倒。2)林隙所在坡位中58.9%为中下和下坡位,41.1%为中上坡位。3)在杜香-落叶松林、草类-落叶松林和藓类-落叶松林更新密度所受到的制约因子不同,杜香-落叶松林的林隙更新主要受坡度的影响,草类-落叶松林的林隙更新主要受长短轴比的影响,藓类-落叶松林的林隙更新主要受边缘木数量的影响。     

兴安落叶松林3个类型生物及土壤碳储量比较研究

运用森林生态学典型样地法设立标准地并获取野外数据,采用重铬酸钾—硫酸氧化湿烧法测定了生物、土壤中的碳。通过对兴安落叶松林3个类型生物及土壤碳储量的比较研究表明:兴安落叶松不同器官中碳素密度变化范围为0.4946~0.5352g/g;杜香落叶松林、草类落叶松林、杜鹃落叶松林生态系统总的碳储量分别为173.21t/hm2、207.81t/hm2、118.95t/hm2,其中生物碳储量分别为53.41t/hm2、86.23t/hm2、33.76t/hm2,土壤碳储量分别为119.80t/hm2、121.58t/hm2、85.19t/hm2;兴安落叶松林有机碳年净固定量为3.51t/(hm2.a)。     

排水造林对温带小兴安岭沼泽湿地碳源/汇的影响

【目的】从生态系统尺度揭示排水造林干扰对温带沼泽湿地碳源/汇功能的影响规律及其影响机制,以期为湿地碳汇管理提供科学依据。【方法】选取小兴安岭沼泽湿地排水造林后不同时期(10,30年)形成的人工兴安落叶松林及天然草丛沼泽为研究对象,采用静态箱-气相色谱法、碳/氮分析仪测定法与相对生长方程法,同步测定10,30年生人工兴安落叶松林及相应立地上天然草丛沼泽的土壤呼吸(CO_2、CH_4)碳排放量、植被净初级生产力与年净固碳量,并依据生态系统净碳收支平衡揭示排水造林对温带沼泽湿地碳源/汇的影响规律。【结果】排水造林改变了草丛沼泽CH_4排放的季节变化趋势,由单峰排放型转化为排放与吸收交替型,并使CH_4源/汇功能发生了转化,由草丛沼泽CH_4强排放源(年通量1.780 mg·m~(-2)h~(-1))转化为人工林CH_4弱吸收汇(年通量-0.006 mg·m~(-2)h~(-1));排水造林对草丛沼泽土壤CO_2排放年通量(168.07~220.43 mg·m~(-2)h~(-1))并无显著影响,10,30年生人工兴安落叶松林土壤CO_2排放年通量分别较草丛沼泽降低12.8%(P0.05)和提高14.3%(P0.05);排水造林改变了草丛沼泽CH_4和CO_2排放主控因子,即其CH_4主控因子由30~40 cm土壤温度转化为与土壤温度不相关,草丛沼泽土壤CO_2主控因子为气温及0~30 cm土壤温度,10和30年生人工林排水垄转化为气温及0~40 cm土层土壤温度、而排水渠转化为气温及地表温度(30年生人工林)或与气温及土壤温度均不相关(10年生人工林);10年生人工林植被净初级生产力和年净固碳量(10.51和4.68 t·hm~(-2)a~(-1))显著低于草丛沼泽(15.44和6.74 t·hm~(-2)a~(-1))31.9%和30.6%(P0.05),而30年生人工林植被净初级生产力和年净固碳量(14.40和6.39 t·hm~(-2)a~(-1))却与草丛沼泽相近(-6.7%和-5.2%,P0.05);10年生人工林碳汇(0.72 t·hm~(-2)a~(-1))显著低于草丛沼泽(2.08 t·hm~(-2)a~(-1))65.4%(P0.05),30年生人工林碳汇(1.20 t·hm~(-2)a~(-1))仍低于草丛沼泽但差异性不显著(-42.3%,P0.05)。【结论】10年生兴安落叶松人工林显著降低小兴安岭草丛沼泽湿地碳汇功能近2/3,其碳汇功能恢复至少需要30年以上时间,故应避免对温带沼泽湿地进行排水造林。     

海南山地雨林土壤CH_4通量与环境因子的关系研究

采用静态箱法采样、气相色谱法测定等方法,2012年6月-2013年5月分别对海南省热带山地雨林原始林(PMR)、热带山地雨林次生林(SMR)和热带山地雨林鸡毛松林(PIP)的土壤CH_4通量及其与土壤含水孔隙率(WFPS)、土壤温度关系进行了研究,结果为尖峰岭热带山地雨林土壤年平均CH_4通量为(-0.594 7±0.112 0)mg CH_4m~(-2)·d~(-1),不同林型间差异不显著(P0.05),其中SMR土壤为(-0.505 8±0.202 6)mg CH_4 m~(-2)·d~(-1),PIP土壤为(-0.625 6±0.161 3)mg CH_4m~(-2)·d~(-1);PMR土壤为(-0.633 4±0.196 8)mg CH_4m~(-2)·d~(-1);3种林型的土壤CH_4通量与土壤温度之间的关系不显著(P0.05);土壤CH_4通量分别与WFPS、SMR的WFPS呈显著线性关系(P0.01),与PMR的WFPS关系不显著(P0.05)。     

大兴安岭三种森林类型地表可燃物燃烧气体排放量的研究

以大兴安岭林区兴安落叶松林、樟子松林和杨桦林中的草本、枯枝和半分解层为研究对象,采取外业调查取样及室内控制环境燃烧实验相结合的方法,分析了不同林型、不同可燃物燃烧过程CO2、CO、CxHy、NO和SO2释放量的差异。结果表明,草本燃烧CO2排放量阔叶林(杨桦林)大于针叶林(兴安落叶松林、樟子松),针叶林(兴安落叶松林、樟子松)枯枝CO2排放量大于阔叶林(杨桦林),而半分解层兴安落叶松林CO2排放量大于杨桦林和樟子松林。兴安落叶松林半分解层除NO释放量以外,其它四种气体与草本、枯枝无显著的差异。     

湖南莽山4种林型甲烷通量及其影响因子

以湖南省莽山地区4种典型森林类型(阔叶混交林、针阔混交林、常绿阔叶林及山地矮林)为研究对象,采用静态箱-气相色谱法观测4种森林类型土壤CH_4通量,比较其CH_4通量的动态及影响因子。结果表明:在生长季,4种森林类型甲烷通量总体上表现为汇,其大小顺序为常绿阔叶林(-10.290 9±9.900 5μg·m~(-2)h~(-1))山地矮林(-14.175 8±11.559 0μg·m~(-2)h~(-1))阔叶混交林(-17.115 5±11.074 8μg·m~(-2)h~(-1))针阔混交林(-23.700 2±10.484 7μg·m~(-2)h~(-1));除针阔混交林外,甲烷通量与土壤含水量无显著的相关性,4种森林类型甲烷通量均与土壤温度呈显著的负相关;甲烷通量对土壤养分的响应出现差异:山地矮林甲烷通量与土壤全氮、全磷呈显著正相关;常绿阔叶林甲烷通量与土壤有机碳呈显著负相关,与土壤全氮显著正相关,其他两种森林类型甲烷通量均与全氮呈显著正相关,说明土壤温度和土壤全氮是影响莽山地区甲烷通量的主要因素。     

兴安落叶松天然林不同林分结构林木水平分布格局特征研究

通过样地调查,分析了不同结构草类-落叶松林和杜香-落叶松林林木分布格局特征。研究表明:(1)年龄36 - 65年草类-落叶松林和年龄54 - 63年杜香-落叶松林分布格局中,均匀分布、随机分布和聚集分布所占比例分别为6.2%、50%、43.8%;(2)按林型分,草类-落叶松林分布格局中,均匀分布和随机分布所占比例均11.1%,聚集分布占77.8%。杜香-落叶松林分布格局均为随机分布;(3)树种组成在6落4阔 - 10落范围内,草类-落叶松林和杜香-落叶松林分布格局主要为聚集分布和随机分布两种类型。聚集分布主要集中在树种组成7落3阔 - 9落1阔范围内。     

不同林型兴安落叶松各器官氮磷钾含量对比研究

以大兴安岭地区兴安落叶松为研究对象,分析了草类—兴安落叶松林、杜香—兴安落叶松林两种林型林木各器官氮、磷、钾含量,以及幼龄林、中龄林、近熟林中林木各器官的氮、磷、钾元素的分配规律。结果表明:草类—兴安落叶松林林木各器官的氮、磷、钾含量大于杜香—兴安落叶松林;林木不同器官的营养元素含量呈现叶枝皮根干的变化趋势;树叶中氮元素含量最多,随着林龄的增大而减小,且在幼龄期达到最大值(8.20%);树干中钾元素含量最多,且随年龄增长无明显变化,树干钾含量幼龄林为0.60%、中龄林为0.60%、近熟林为0.58%;树枝中钾元素含量最多,且随着林龄的增大呈现先减小后增大的趋势;树皮中氮含量随林龄的增长而逐渐增加,钾含量随林龄的增长而逐渐减小;各器官磷元素含量在林木生长发育的各个阶段均小于钾元素含量和氮元素含量。     

兴安落叶松天然林林木直径与树高分布的分层特征

[目的]通过分析大兴安岭呼中林区兴安落叶松天然林胸径和树高的一元、二元分布特征,揭示脆弱地带森林群落的林木大小分布特征。[方法]在大兴安岭呼中林场设置3种不同类型兴安落叶松林固定样地,利用整体和分层的方法,对样地林分胸径和树高的变化规律以及两者之间的关系进行研究。[结果]表明:(1)草类-落叶松林直径分布为单峰分布,其他2块样地为双峰分布; 3块样地林木直径分布均呈左偏。杜鹃-落叶松林树高分布为多峰分布,其他2块地均为单峰分布; 3块样地林木树高分布均呈右偏。(2) 3块样地上、下层林木的直径分布均为单峰分布,上层木直径分布均呈左偏,下层木直径分布草类-落叶松林右偏,杜鹃-落叶松林左偏,杜香-落叶松林为近似正态。杜鹃-落叶松林的树高上、下层分布为双峰,其他2块样地均为单峰,3块样地上层木树高分布均左偏,而下层木树高分布均右偏。(3)草类-落叶松林和杜鹃-落叶松林小径阶林木株数占绝大多数。3块样地林分中树高与胸径的比值在小径阶林木中明显大于大径级林木。草类-落叶松林和杜鹃-落叶松林上层木中小径阶林木株数所占比例稍大,杜香-落叶松林和杜鹃-落叶松林下层木中大径阶林木株数比例稍大,但3块样地上层和下层木树高与胸径的比值在大小径阶林木中均无明显差异。[结论]高密度的杜鹃-落叶松林平均树高要高于低密度的杜香-落叶松林和草类-落叶松林平均树高,而平均胸径无明显差异。3块样地林分中树高与胸径的比值小径阶林木中明显大于大径级林木,但其差异在上层和下层林分中均表现不明显。     

兴安落叶松野生苗移植更新造林

甘河林业公司位于大兴安岭东南坡,在许多采伐迹地上兴安落叶松天然更新较好,幼苗密集呈团状分布。开发初期,由于种苗生产跟不上营林的需要,因此结合当地具体情况,进行了采伐迹地野生苗移植更新造林,面积共2019亩。兴安落叶松野生苗移植更新造林地是1958—1959年等带间隔采伐迹地,采伐带宽100米,坡向为东、西、南,坡度5～15°,土壤厚度8～20厘米,伐前林型分别为草类落叶松林、杜鹃落叶松林和矶踯躅落叶松林。在采伐迹地附近有丰富的群团状兴安落     

兴安落叶松天然林2种林型林分更新特征

分析了内蒙古大兴安岭林分结构对兴安落叶松林更新的影响。结果表明:1)年龄56~65 a草类-落叶松林平均更新密度达1 363株/hm2,较54~63 a杜香-落叶松林和36~48 a草类-落叶松林分别高12.8%,36.5%。2)年龄36~65 a,密度315~3 263株/hm2范围内的草类-落叶松和年龄54~63 a密度865~2 241株/hm2范围内的杜香-落叶松林,在其它条件相近情况下,随着林分年龄和密度增加,林分更新呈增加趋势;随着枯倒木数量和其腐烂程度的增加,更新密度增加;随着林下草本和灌木盖度增加,更新密度呈下降趋势。3)不同水平格局的林分更新不同,当聚集分布、随机分布和均匀分布时,平均更新密度分别为1 415株/hm2,1 165株/hm2,118株/hm2。