大兴安岭火烧迹地幼苗更新及空间分布格局

森林火灾是大兴安岭林区森林生态系统退化的干扰因子之一,研究火烧迹地幼苗更新及空间分布格局,对深入探讨火烧迹地植被恢复过程中群落演替规律和植被恢复提供基础理论依据。本研究以内蒙古大兴安岭林区西坡北部2010年火烧迹地为研究对象,根据迹地存活株数设置3块30 m×30 m不同火烧强度(轻度L、中度M和重度H)的固定样地,调查并记录更新苗(胸径5 cm)的树种名称、坐标、地径和株高。采用熵值法和空间格局分析法,研究不同强度火烧迹地的更新情况和幼苗的空间分布格局。结果表明:不同强度火烧迹地幼苗的空间分布格局多呈聚集分布,只在轻度L火烧迹地中,Ⅱ级和Ⅳ级幼苗呈均匀分布。中度M火烧迹地幼苗聚集强度最大,轻度L聚集度最小,幼苗的聚集强度随更新密度增大而增大;不同火烧强度和不同更新等级下,兴安落叶松幼苗均为聚集分布,中度M火烧迹地聚集强度最大,重度H聚集度最小。不同强度火烧迹地幼苗的更新情况为:中度M重度H轻度L;兴安落叶松幼苗更新情况为:轻度L中度M重度H,火烧强度越大对兴安落叶松幼苗的更新影响越大。     

火干扰对兴安落叶松林分生长优势动态的影响

以内蒙古根河林业局施业区兴安落叶松林(Larix gmelinii)为研究对象,根据火烧迹地的记录和遥感影像,按照不同恢复期(3、15、31 a,分别记作S、M、L)和火干扰强度(对照、中度和重度,分别记作C、M、S),在内蒙古根河林业局设置了的8块典型样地(样地编号分别为SC、SM、SS、MC、MM、MS、LC、LS),并对各样地进行调查和取样。通过树轮数据重建兴安落叶松地上生物量变化历史,采用生长效率和生长优势系数量化林分生长优势动态,对比分析不同火干扰强度和恢复时间长度下兴安落叶松林生长优势变化,揭示火干扰对兴安落叶松生长优势的影响。结果表明：(1)火干扰改变林分直径结构,林分直径结构呈正偏,小径级树木比例增大;重度火干扰显著降低兴安落叶松林径级异质性,与对照样地径级多样性相比,中度火干扰样地径级多样性指数大于2,而重度样地异质性最低,其中恢复15 a的重度样地内多样性指数为0.94。(2)火干扰促进小树的生长效率提高,驱动林分进入第四阶段(小树生长占优势,小树对林分生长贡献超过大树生长量,生长优势系数小于零),其中,中度火干扰样地大树生长效率为0.45%,小树生长效率为5%。随着火干扰强度增加,重度样地小树生长效率越高。(3)重度火干扰样地(MS、LS),林分生长优势系数变化存在明显的阶段性,随着火干扰恢复期延长,大树与小树生长贡献的差异呈现先增大后减小的趋势,且生长贡献的差异逐渐减小;火干扰通过改变林分径级结构和大小树生长效率导致林分发展出现偏移,随着火干扰恢复时间的延长,林分逐步向第二阶段过渡,但以小树贡献占优势的林分生产力仍呈下降趋势。     

大兴安岭火烧迹地植被恢复后土壤理化性质

以大兴安岭重度火烧迹地经过植被恢复后形成的4种林分类型为研究对象,研究重度火烧迹地在经过植被恢复后,不同林分类型土壤理化学性质的变化。研究结果表明:与对照样地相比,樟子松林土壤pH值升高,兴安落叶松林、白桦林和山杨林土壤pH值均降低。兴安落叶松林、白桦林和山杨林土壤有机质、全N、水解N、全P、有效P质量分数均有不同程度的升高。兴安落叶松林和白桦林土壤密度降低,樟子松林和山杨林的土壤密度升高。白桦林土壤孔隙度最好。综合比较可以看出,大兴安岭重度火烧迹地经过植被恢复后,兴安落叶松林、白桦林和山杨林均在一定程度上改良了土壤。     

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。     

大兴安岭兴安落叶松火烧死亡判别模型

通过对大兴安岭地区１９８７年５·６森林大火后中幼龄兴安落叶松个体死亡情况与火烧状况之间关系的研究．建立了该地区兴安落叶松个体火烧后死亡状况的线性判别模型。判别因子分别是：个体的树高、胸径、胸高处皮厚、第一枯枝高和树干熏黑高度。模型的平均准确率为８０％。     

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0~40cm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0~30cm土层土壤碳储量均存在不同程度的损失,而30~40cm土层土壤碳储量有不同程度的积累;而重度火灾后冻土区0~40cm土层土壤碳储量均存在不同程度损失。2)在0~10cm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10~40cm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0~10cm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10~40cm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。     

重度火烧对大兴安岭落叶松天然林土壤团聚体有机碳和黑碳的影响

为了揭示重度火烧对大兴安岭落叶松天然林土壤团聚体有机碳(SOC)和黑碳(BC)的影响,本文选取大兴安岭落叶松天然林重度火烧迹地为研究对象,并以未火烧落叶松天然林为对照,进行相关研究。结果表明:1)重度火烧明显增加表层土壤有机碳和黑碳含量。和对照样地相比,重度火烧迹地0~5 cm层全土有机碳增加了41.56%,黑碳增加了123.69%,黑碳含量增加显著(P0.05)。2)重度火烧明显增加了0~5 cm层的5 mm和0.25 mm团聚体比例,降低了0.25~5 mm团聚体比例。3)对照样地相比,重度火烧显著提高了0~5 cm土层内的5 mm和0.053 mm团聚体有机碳含量(P0.05),增幅达177.6%和127.27%。而0.25~2 mm团聚体有机碳含量在3个土层内较对照均有不同程度的降低。2种林地类型各粒径团聚体有机碳含量表现为随粒径增大而增加,随土层深度的增加而降低的趋势。4)团聚体中黑碳含量的分布规律与有机碳相似。重度火烧迹地0~5 cm层的5 mm、2~5 mm、0.053~0.25 mm、0.053 mm团聚体黑碳含量分别增加了4.92、4.19、1.06、0.44 g/kg,与对照之间的差异均达显著水平(P0.05);5)2种林地土壤团聚体BC/SOC比值在0.05~0.41之间,且重度火烧显著增加了BC/SOC比值(P0.05)。相关分析表明,各粒径团聚体有机碳和黑碳含量显著线性相关。      

兴安落叶松人工林土壤碳密度分布特征研究

【目的】分析不同人工更新造林方式下兴安落叶松林土壤碳密度分布特征,为研究地区人工林生态系统碳汇管理及造林实践提供理论依据。【方法】2015年7-8月,以内蒙古大兴安岭林区不同人工更新造林方式(荒山荒地、水湿地、火烧迹地)和林龄(幼龄林、中龄林)的兴安落叶松林人工林为研究对象,通过野外调查与室内分析相结合的方法,对兴安落叶松幼龄林和中龄林0~40cm土层土壤有机碳、碳密度以及分布特征进行比较研究。【结果】不同人工更新造林方式下,幼龄林和中龄林落叶松各土层土壤有机碳含量分别为26.84~105.42,30.26~101.81g/kg,土壤有机碳主要集中在0~20cm土层,其所占比例在63%以上,均随着土层的加深而降低;幼龄林和中龄林落叶松各土层土壤碳密度分别为23.80~106.98,34.84~89.48t/hm~2,也随着土层的加深而降低,0~20cm土层碳密度占土壤总碳密度的60%以上,呈现表层聚集现象。幼龄林不同人工更新造林方式土壤总碳密度(0~40cm土层)分别为火烧迹地(258.98t/hm~2)荒山荒地(249.24t/hm~2)水湿地(238.12t/hm~2),中龄林不同人工更新造林方式土壤总碳密度分别为荒山荒地(263.92t/hm~2)火烧迹地(253.83t/hm~2)水湿地(249.44t/hm~2),且不同更新造林方式之间差异均显著。【结论】不同人工更新造林方式下,兴安落叶松人工林土壤有机碳含量及碳密度存在明显差异,在未来研究区造林实践中,建议选择火烧迹地、荒山荒地造林,对于水湿地应以保护和保护性利用为主,并且减少人类活动对森林表层土壤的干扰和破环。     

林火对兴安落叶松根生物量及碳氮养分浓度的影响

以大兴安岭塔河林业局兴安落叶松林为研究对象,对不同时间火烧迹地进行调查,采用挖掘法获取土壤根系样品,研究火后落叶松根生物量,C、N养分浓度及C/N值变化。结果表明:1）火烧后1周,受低强度和中等强度火烧树木的活根生物量仅是对照树木的80%和36%,＜1 mm细根生物量则分别是对照的60%和19%。2）火烧后3个月,受低强度火烧树木细根得到了一定程度的恢复,受中等强度火烧树木根恢复程度明显低于受低强度火烧树木;火后2年,前者根生物量与对照树木无明显差异,而后者＜1 mm细根生物量与对照无显著差异,得到恢复。3）火烧降低了树木根的碳和氮养分浓度,低强度火烧使C/N值减小,而中等强度火烧使C/N值增加。林火对树木根系产生了显著的影响,烧毁根系,改变其生理活性及生存环境;而树木根系的恢复受多种因素影响。      

大兴安岭南段山杨死亡对其更新的影响

以内蒙古大兴安岭南段山杨林为研究对象,根据对照样地、山杨中度死亡样地和山杨重度死亡样地的不同死亡梯度的调查数据,分析山杨死亡后更新情况.结果表明:山杨重度死亡样地的山杨更新密度最大,更新密度为7308.33株/hm2,更新密度分别是山杨中度死亡样地、对照样地的2.55、17.20倍;山杨重度死亡样地更新幼苗(树)平均树高最大,平均树高为3.71 m,更新幼苗(树)平均胸径最大,平均胸径为3.05 cm.山杨重度死亡样地和山杨中度死亡样地与对照样地的更新密度、平均胸径和平均树高差异均显著(P<0.05);更新密度、平均树高和平均胸径与郁闭度和林分密度呈显著负相关(P<0.05);幼苗枯梢率与郁闭度及林分密度呈显著正相关(P<0.05);幼苗死亡率及幼树枯梢和死亡率与更新密度和郁闭度呈显著负相关(P<0.05).总体而言,大兴安岭南段山杨林在气候变化的干旱背景下,具有强大的萌蘖更新能力,更新苗在森林死亡后生长良好,幼苗拥有成材的潜力.     

小兴安岭天然林红松活立木腐朽率的调查研究

为研究天然林红松活立木腐朽规律,在小兴安岭凉水国家级自然保护区所建立的30hm2固定样地内,选取26个20m×20m的具有不同立地条件的样方。目测观察并记录了样方内129棵红松活立木的腐朽缺陷外部表征指标,包括腐朽节、树瘤、溃伤、朽枝、空洞、子实体等6种,统计了各指标出现的频次、位置和尺寸等信息,并据此估计了调查样方内红松活立木的腐朽率。在此基础上,分析了腐朽率与坡度、坡向、坡位、海拔的关系,重点讨论了腐朽率与胸径(树龄)之间的内在联系。结果表明:综合考虑活立木腐朽外部表征指标能够有效判定林地活立木腐朽状况,这为野外快速估计活立木腐朽程度提供了基础;立地环境因子对红松活立木腐朽率有影响,坡度与腐朽率呈显著负相关,坡向与腐朽率呈极显著正相关,但坡位和海拔与腐朽率的相关性均不显著;红松活立木腐朽率与胸径呈极显著线性正相关;当红松胸径超过60cm(估测树龄230年)时,其腐朽率高达70%以上。      

基于树木雷达的小兴安岭典型树种粗根分布及其影响因素研究

目的  探究小兴安岭典型树种粗根分布规律及其影响因素，为小兴安岭树木良好生长提供科学依据和数据支撑。 方法  以红松、落叶松、红皮云杉、樟子松为研究对象，在凉水实验林场选取了8个样地进行试验。以样木为圆心，采用树木雷达扫描以0.5、1、1.5、2 m为半径的圆周上的根系，采用环刀法和取土样法测定土壤理化性质，并测量树高、胸径、冠幅等树木因子，分析小兴安岭树木粗根分布状况，并对粗根密度与树木因子及土壤因子指标进行相关性分析。 结果  （1）小兴安岭4个典型树种在水平方向粗根密度随着与树干距离的增加而减少；在垂直方向上，随着土壤深度的增加，红松和落叶松粗根密度逐渐减少，红皮云杉和樟子松粗根密度先增加后减少。红松、落叶松、红皮云杉、樟子松分别有82.1%、82.0%、89.6%、67.6%的粗根分布在0 ~ 40 cm土层深度。（2）树木粗根密度与树高、胸径、冠幅呈显著正相关关系（P < 0.05），与树木平均阻力值无显著相关关系（P > 0.05）。（3）树木粗根密度与土壤含水量、饱和持水量、毛管持水量呈显著正相关关系（P < 0.05），与土壤密度呈显著负相关关系（P < 0.05），与毛管持水量相关程度最高（r = 0.538，P = 0.012）。树木粗根密度与土壤有机质、全氮、全磷、水解氮含量呈显著正相关关系（P < 0.05），与全氮含量相关程度最高（r = 0.646，P = 0.002）。 结论  研究结果表明树木因子和土壤因子均对小兴安岭4个典型树种粗根分布产生不同程度影响，树木粗根分布不仅与自身特性有关，还与其生存环境有关，而与树木材质状况无关。      

不同强度修枝对杉木人工林生长的影响

以福建省邵武卫闽国有林场的杉木人工林为研究对象,探索人工修枝对杉木人工林生长的影响,以期为杉木无节材的科学培育提供理论依据。采用随机区组设计在4年生杉木林中建立4种不同修枝强度（修掉树干直径6、8、10、12 cm位置以下的枝条）的试验小区30个,在各试验小区中随机选择修枝木和不修枝对照木,修枝木每年修枝1次直至修枝高度达7 m后停止修枝。试验后连续20 a调查试验林杉木生长情况。结果表明,修枝对杉木树高生长没有显著影响;修枝后1 a（5年生）至修枝后8 a（12年生）,6 cm和8 cm的高强度修枝对杉木胸径和单株材积生长量有显著抑制作用,10 cm和12 cm的中低强度修枝对杉木胸径和单株生长量有显著促进作用;杉木修枝后20 a与未修枝杉木相比,6 cm强度修枝处理杉木的树高、胸径和单株材积生长量分别降低了0.4%、3.7%和3.7%,8 cm强度修枝处理杉木树高增加了2.0%,胸径和单株材积生长量分别降低了4.4%和2.2%,10 cm强度修枝处理杉木树高、胸径和单株材积生长量分别增加了6.5%、8.0%和6.7%,12 cm强度修枝处理杉木树高、胸径和单株材积生长量分别增加了5.5%、6.2%和8.5%,但不同修枝强度与对照杉木树高、胸径和单株材积总生长量均无显著差异。     

林火对大兴安岭偃松—兴安落叶松林土壤养分的影响

大兴安岭是我国林火高发区,林火对森林土壤的化学性质有着直接或间接的影响。为探明林火与土壤pH值和土壤养分的关系,本文以我国大兴安岭呼中林业局偃松-兴安落叶松林火烧迹地为研究对象,采用双因素方差分析法研究了不同火烧时间、不同火烧强度对土壤pH值和土壤养分的影响。结果表明:火烧时间相同,土壤pH值随火烧强度的增强而增大。火烧强度相同,火烧后时间越长,土壤pH值越小,但火烧迹地的土壤pH值大于未火烧的对照组;在相同火烧强度条件下,不同火烧时间(1996、2010年和未火烧)偃松-兴安落叶松林迹地的土壤养分含量不同,但未达到显著水平(P0.05);火烧时间相同,不同火烧强度条件下偃松-兴安落叶松林的土壤有机质和全氮含量存在差异(P0.05)。土壤有机质含量在轻度、中度和重度火烧条件下彼此间差异显著(P0.05),并且中度、重度火烧与未火烧之间差异显著(P0.05);未火烧、轻度火烧的土壤全N含量分别与中度、重度火烧相比差异显著(P0.05)。不同火烧时间和火烧强度下土壤pH值、全磷、全钾含量和C/N值差异不显著(P0.05)。火烧后5年(2010年火干扰)、19年(1996年火干扰)后,偃松-兴安落叶松林并未恢复至火烧前生长水平。本研究旨在找到不同火烧时间和火烧强度下土壤pH值和土壤养分的变化规律,为火烧后大兴安岭偃松-兴安落叶松林生态系统的快速有效恢复提供理论依据。      

蒙古栎种源生长性状的遗传变异及优良种源选择

以带岭试验点内25个种源的12年生蒙古栎种源林的生长性状为试验材料,通过综合分析,揭示蒙古栎生长性状的地理变异规律,选出适宜当地生长的优良种源及优良家系。结果显示:12年生蒙古栎25个种源间生长性状变异幅度较大,树高的变异幅度在4.45~6.75 m,平均值为5.68 m,超过平均值的有11个种源。胸径的变异幅度在30.60~63.27 mm,平均值为51.94 mm,超过平均值的有12个种源;种源间生长性状的方差分析显示蒙古栎种源间树高、胸径、材积均达到极显著水平,区组间差异不显著,说明这种差异主要是由遗传因素引起的;综合树高、胸径、材积生长指标,评选出盘石、集安、弯甸子、沾河、白石山、绥棱、松花湖7个种源为伊春地区的优良种源,树高大于种源群体平均值7.0%~19.0%以上,胸径大于种源群体平均值18.0%~22.0%以上,材积大于种源群体平均值39.0%~54.0%以上。其中盘石为最优种源,其树高大于群体平均值19.0%,胸径大于群体平均值22.0%,材积大于群体平均值54.0%;在优良种源中进一步选择优良个体,其树高平均值超过优良种源平均值的11.80%,超过种源群体平均值的22.2%;胸径平均值超过优良种源平均值的17.3%,超过种源群体平均值的39.4%。     

不同强度火烧对轻组和重组有机碳的影响

[目的]研究火烧迹地中土壤轻组有机碳和重组有机碳含量及其与相关因子的关系。[方法]通过野外采样和室内分析,研究了大兴安岭地区不同强度火烧迹地0～15cm土壤轻组有机碳和重组有机碳含量的差异及其与相关因子的关系。[结果]对照样地、低强度和高强度火烧样地中轻组有机碳含量分别为2．53～10．15g／kg、3．06～12．37g/kg和2．16～11．66g/kg,轻组有机碳占总有机碳的比例为5．69％～19．60％,均值表现为低强度火烧轻组有机碳含量〉高强度火烧轻组有机碳含量〉对照样地轻组有机碳含量,差异不显著（P〉0．05）,但轻组有机碳含量在不同月份差异显著度不同;不同强度火烧样地中重组有机碳含量分别为35．09～54．59g/kg、35．83～64．15g／kg和23．83～51．11g／kg,重组有机碳占总有机碳比例为80．40％～94．31％,均值表现为低强度火烧重组有机碳含量〉对照样地重组有机碳含量〉高强度火烧重组有机碳含量,差异显著（P〈0．05）。[结论]对照样地、低强度和高强度火烧样地中轻组有机碳均值大小依次为低强度、高强度、对照样地,重组有机碳均值大小依次为低强度、对照样地、高强度。土壤轻组有机碳和重组有机碳含量与全氮呈正相关,与土壤温度、含水率呈负线性相关。     

2022 年 8 期目录

  目的  建立基于气候因子的兴安落叶松天然林单木直径生长模型用于预测胸径生长,为内蒙古大兴安岭地区兴安落叶松天然林经营管理提供理论依据。  方法  基于内蒙古大兴安岭地区2013、2018年森林资源连续清查数据中的187块兴安落叶松天然林固定样地及样地位置对应的气候数据,运用逐步回归法建立考虑气候因子的传统单木直径生长模型,并在此基础上,加入样地效应构建兴安落叶松单木直径生长混合效应模型。最后,利用独立检验样本数据对基础模型和混合效应模型进行检验。  结果  年平均气温MAT、生长季平均降雨量P_gm是影响该地区兴安落叶松胸径生长量的主要气候因素,二者与胸径生长量均呈正相关。其余显著影响胸径生长量的因子包括初期胸径的倒数（1/DBH）、大于对象木的断面积和（BAL）、每公顷株数（NT）,3个变量都与胸径生长量呈负相关。胸径混合效应模型的决定系数（R2）为0.760 4,平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）分别为0.386 6和0.486 3 cm2。与基础模型相比,混合效应模型的R2提高了0.321 7,MAE和RMSE减少了0.230 6 和0.267 4 cm2。在模型检验中,混合效应模型也呈现出了较好的拟合效果。  结论  基于气候因子的单木直径生长混合效应模型可以较好地描述内蒙古大兴安岭地区的兴安落叶松胸径生长过程。      

不同龄组长白落叶松种内及种间竞争研究

目的通过对不同龄组的落叶松人工林种内和种间竞争进行定量分析, 揭示不同龄组的林木生长动态变化, 为长白落叶松人工林的可持续经营与管理提供科学依据。方法对吉林省汪清林业局金沟岭林场6块样地的落叶松对象木和竞争木进行调查, 利用Hegyi简单竞争模型对不同龄组的落叶松人工林种内和种间竞争进行研究; 采用对数函数、二项式、幂函数、指数函数、Logistic共5种模型对总竞争指数与落叶松对象木胸径间的关系进行回归拟合。结果(1) 样地a、b、c、d、e、f的种内竞争指数占总竞争指数的比例分别为86.40%、92.81%、61.97%、77.18%、81.42%和93.70%, 种内竞争为林木之间竞争的主要形式。(2)各树种在每个样地中的分布情况不尽相同, 种间竞争指数存在较大差异, 没有一定的规律性。(3)中龄林和近熟林样地落叶松对象木胸径与竞争指数的关系服从幂函数, 成熟林落叶松对象木胸径与竞争指数的关系服从指数函数, 竞争强度随对象木的胸径增大而减小。中龄林对象木的胸径在达到20 cm时, 竞争指数下降较为平稳, 此时对象木受到的竞争较少; 近熟林胸径为25 cm、成熟林胸径为30 cm时, 对象木受到的竞争较小。结论落叶松人工林的竞争主要来源于种内竞争, 竞争指数随着胸径的增大而降低。