用地统计学方法估算长白落叶松人工林凋落物现存量

长白落叶松是我国东北地区主要造林树种之一,为了估计出其林下凋落物的现存量,该文采用地统计学的变异函数分析方法定量研究了18～40年生长白落叶松人工林凋落物的空间异质性特征,在此基础上利用地统计学的克里格内插法结合定积分,对落叶松人工林凋落物的现存量进行了估测。结果表明:①不同分解程度凋落物层质量的变异函数模型均为球状模型,且随着凋落物分解程度的加深,其水平方向上的异质性程度呈增强趋势。②非参数统计的成对样本符号检验结果表明,变异函数分析结果基础上的克里格内插法适用于落叶松人工林不同分解程度的凋落物层质量估计。利用此估计值,拟合其与位置坐标值之间的多元回归关系式均为二元十次余弦级数多项式。在此多项式的基础上,通过定积分的方法（积分区间为整块样地的大小）,估计出18～40年生落叶松人工林凋落物的未分解层、轻度分解层、中度分解层和重度分解层的质量分别为5.35～8.46、5.60～10.62、0.60～7.99、3.41～17.76 t/hm2。③采用地统计学的克里格空间插值,结合多元回归和定积分的方法,可以实现落叶松人工林凋落物现存量的估计。      

不同恢复途径对大兴安岭森林沼泽群落植物多样性影响

采用样带网格调查方法与多样性指数方法,研究大兴安岭天然森林沼泽群落、火干扰后自然演替途径恢复的森林沼泽群落和人工造林途径恢复的森林沼泽群落的物种丰富度、α多样性和β多样性及其沿过渡带环境梯度的变化规律,探讨退化森林沼泽群落的有效恢复途径。结果表明:①演替群落和人工群落的物种丰富度较其天然群落均有所增加(4~24和7~25),但两者的恢复机制却有所不同,前者草本种类和灌木种类均较其相应天然群落有所增加,而后者仅有草本种类增加,灌木种类却显著减少;②天然、演替和人工群落的Shannon-Wiener多样性指数沿沼泽至森林方向过渡带环境梯度依次呈递减、恒定和波动分布格局(2.1907、1.9319、0.8134,2.1216、1.9642、2.0493,1.9693、1.2830、1.4782),且演替群落与天然群落较接近(-3.2%、1.7%、151.9%),而人工群落与天然群落差异性较大(-10.1%、-33.6%、81.7%),因此,演替途径在维持物种多样性方面较人工途径有优势;③天然、演替和人工群落的组成种沿过渡带环境梯度平均变动速率依次为16.2、21.3和18.8,演替群落和人工群落分别较天然群落提高了32.7%和16.0%,因此,演替途径在维持群落多样性方面也较人工途径有优势。     

小兴安岭沼泽甲烷通量日变化分析

利用静态暗箱-气相色谱法,研究了小兴安岭7种沼泽类型生长季初期、中期、末期甲烷(CH_4)通量的日变化规律,结果表明:小兴安岭沼泽甲烷通量无统一的日变化规律,且与温度和水位两个环境因子的相关性较弱.7个沼泽类型中,仅毛赤杨(Alnus sibirica)沼泽和白桦(Betula platyphylla)沼泽甲烷通量峰值在生长季初期、中期、末期出现的时间大致相同,且都为单峰曲线;苔草(Carex schmidtii)沼泽、灌丛沼泽和落叶松(Larix gmelinii)-泥炭藓(Sphagnum spp.)沼泽甲烷通量的峰值在不同时期出现的时间不同,多数为单峰曲线;落叶松-苔草沼泽和落叶松-藓类沼泽甲烷通量速率较小,多数时间吸收甲烷,没有明显的日变化规律.不同类型沼泽和生长期之间甲烷通量没有统一的日变化规律,说明在进行区域甲烷排放总量的估测时,增加每天的观测频率,或者长期、大量的观测数据可能会对提高估测精度有很大帮助.     

哈尔滨城市人工林自然演替趋势

为了给经营管理城市人工林提供依据,采用分层数量调查与种群动态分析方法,研究了哈尔滨城市落叶松、白桦、水曲柳、胡桃揪、黄波罗和樟子松人工林群落的自然演替趋势,结果表明：落叶松林将演替为家榆、黄波罗和水曲柳占优势的硬阔叶混交林;白桦林将演替为水曲柳和黄波罗占优势的硬阔叶混交林;水曲柳林将演替为糖槭、水曲柳和黄波罗占优势的硬阔叶混交林;胡桃楸林将演替为水曲柳和胡桃楸占优势的硬阔叶混交林;黄波罗林将演替为家榆、水曲柳占优势的硬阔叶混交林;樟子松林将演替为水曲柳、蒙古栎、黄波罗占优势的硬阔叶混交林。     

长白落叶松人工幼龄林树皮生物量和养分贮量研究

以佳木斯市孟家岗林场长白落叶松13~18 a生人工幼龄林为研究对象,进行单木活树皮、死树皮(黑树皮、红树皮)的生物量和氮、磷、钾养分分析。结果表明:带皮胸径(x)与去皮胸径(y)的关系为:y=0.942 7x-0.110 5(R2=0.996 8,p0.001);树高或胸径虽然能够用于预测单木各类树皮生物量和树皮中氮、磷、钾贮量,但在对具体林分进行估测时,仍需考虑立地条件。幼龄林树皮总量为4 427.99~6 464.38 kg.hm-2,其中活树皮为1 745.44~3 165.39 kg.hm-2。幼龄林树皮中氮、磷、钾贮量分别为5.119~68.154 kg.hm-2、2.760~36.494 kg.hm-2、4.163~52.839 kg.hm-2,其中活树皮中氮、磷、钾贮量分别为3.981~48.941 kg.hm-2、1.908~23.552 kg.hm-2、3.359~42.079 kg.hm-2。     

辽东林区人工诱导红松阔叶混交林群落结构与动态变化

采用样带网格调查法和分层株数法,初步研究了辽东林区退化天然次生林经40余年人工诱导形成的红松阔叶混交林群落结构及动态变化趋势,定量地评价了不同恢复措施对其群落结构及动态的影响,探讨了辽东林区退化天然林恢复技术及优化模式。结果表明:不同透光方式(未透光、半透光和全透光)对群落组成结构和径级分布具有较大的影响,即随着透光强度的增加,红松在群落中的地位(重要值依次为49.3%、75.8%和100.0%)呈现出逐渐加强的变化规律,而阔叶树种则逐渐下降;未透光林分以中、小径材占优势(94.8%),半透光林分以中径材占优势(88.9%),而全透光林分则以大、中径材占优势(100%)。立地条件(坡位)对群落结构也具有一定的影响,即沿着自下而上的坡面环境梯度,半透光林分中红松的重要值在中上部坡位呈现增加趋势(61.5%、74.5%和75.8%),阔叶树种呈现出有规律的更替;半透光林分大径材比例呈下降趋势;全透光林分的中径材质量有所下降。半透光林分与全透光林分均呈现出更新层和演替层数量较多,主林层数量较少的分布格局,且均呈现出进展演替趋势——红松阔叶混交林。     

不同恢复途径对大兴安岭森林沼泽群落结构与生产力的影响

采用样带网格调查方法和标准木解析法,研究了大兴安岭林区天然森林沼泽群落、演替森林沼泽群落和人工森林沼泽群落的树种组成结构、径级分布、蓄积量、生物量、生产力及其沿过渡带环境梯度的变化规律,定量评价了人工造林途径和自然演替途径的恢复效果,以探讨退化森林沼泽群落的有效恢复途径,为退化森林湿地生态系统的恢复与重建提供科学依据。研究表明:演替群落与天然群落建群种沿森林沼泽过渡带环境梯度具有明显更替规律性,人工森林沼泽群落建群种却比较单一;演替群落与天然群落的径级分布均以较小径级林木占绝对优势,人工群落径级分布却以较大径级林木占优势地位;演替群落(6.006～1.316m3/hm2)与天然群落(6.690～2.137m3/hm2)的蓄积生产力沿沼泽至森林方向过渡带环境梯度呈递减趋势,人工群落蓄积生产力(4.350～6.991m3/hm2)则呈递增趋势;演替群落(453.7～113.0g·a-1·m-2)与天然群落(335.7～195.6g·a-1·m-2)的生产力沿沼泽至森林方向过渡带的环境梯度呈递减趋势,人工群落(198.8～334.0g·a-1·m-2)的生产力呈递增趋势。干扰森林沼泽群落生产力与天然沼泽林群落生产力有所不同,并与干扰后的恢复途径和森林沼泽过渡带的环境梯度存在密切的相关性。     

采伐对大兴安岭非连续冻土区毛赤杨沼泽碳源/汇的影响

目的气候变暖引起冻土退化将会增加冻土之上湿地的温室气体排放，但有关采伐干扰对冻土湿地温室气体排放有何影响仍不清楚。方法运用静态箱?气相色谱，相对生长方程等方法，测定寒温带大兴安岭冻土生境毛赤杨沼泽林4种不同采伐处理（对照（D）、轻度择伐15%（Q_z）、重度择伐45%（Z_z）及皆伐（J））的土壤呼吸年碳排放量（ACE）（CO₂和CH₄），植被净初级生产力（NPP）与年净固碳量（VNCS）及相关环境因子（土壤温度、水位、化冻深度、土壤碳氮含量、雪被厚度等），依据生态系统净碳收支平衡，揭示采伐干扰对冻土生境毛赤杨沼泽林生态系统碳源/汇的影响规律及其机制。结果（1） Z_z和J显著降低土壤CH₄年均通量（0.008 ~ 0.019 mg/（m2·h））52.6% ~ 57.9%，而Q_z与对照相近（? 10.5%，P > 0.05），且其季节动态趋势存在2种类型（D、Q_z双峰型?低排放及Z_z和J双峰型?低吸收）。（2） Q_z、Z_z和J显著降低土壤CO₂年均通量（103.69 ~ 133.65 mg/（m2·h））14.4% ~ 22.4%（P < 0.05），且其季节动态趋势存在2种类型（D、Q_z单峰型?峰值于夏末及Z_z和J单峰型?峰值提前于盛夏）。（3） 其土壤CH₄通量受土壤温度、水位、雪被厚度综合控制，土壤CO₂通量受土壤温度、土壤有机碳含量、化冻深度综合控制。（4） NPP（5.07 ~ 8.83 t/（hm2·a））和VNCS（2.10 ~ 3.83 t/（hm2·a））呈现随采伐强度增大而递减趋势，Q_z与D相近（P > 0.05），Z_z和J显著低于D 13.7% ~ 36.9%和14.2% ~ 43.5%（P < 0.05），J又显著低于Z_z 26.9%和34.2%（P < 0.05）。（5） 净生态系统碳收支（? 0.42 ~ 1.30 t/（hm2·a））存在显著差异性，D、Q_z、Z_z均表现为碳的吸收汇，且Q_z的汇强显著高于D和Z_z 1.6和1.2倍（P < 0.05），但J已转化为碳的排放源（? 0.42 t/（hm2·a），P < 0.05）。结论择伐干扰8年后寒温带冻土区毛赤杨沼泽林的碳汇功能已恢复，而皆伐后仍维持碳源，故在湿地碳汇管理中适宜采取择伐而应避免皆伐。      

透光抚育对长白山“栽针保阔”红松林群落结构和凋落物影响

[目的]为加快阔叶红松林恢复,完善"栽针保阔"恢复理论体系,并为阔叶红松林恢复实践提供科学依据。[方法]运用采伐试验方法,研究上层透光抚育(对照-栽针未采伐、轻度采伐-25%、中度采伐-50%、强度采伐-75%、皆伐-100%,采伐强度是指蓄积比例)对长白山中期(33年)"栽针保阔"红松林群落结构、群落蓄积量及凋落物的影响规律。[结果]①随着择伐强度增大,红松的重要值逐渐上升(0.364%~0.732%),红松在群落中的优势地位逐渐上升,而阔叶树种重要值却不断下降。②轻、中度择伐较对照凋落物量(6.11±0.42~7.45±0.79 t/hm2)显著提高了8.6%和13.7%(P0.05),强度择伐和皆伐降低1.2%和6.7%,但仅皆伐降低显著(P0.05);对于凋落物碳储量,中度择伐使其凋落物碳储量(2.13±0.39~2.82±0.37 t/hm2)较对照提高19.5%(P0.05),皆伐使其降低9.8%(P0.05)。③皆伐、强度择伐、中度择伐和轻度择伐蓄积量(221.2~260.6 m3/hm2)较对照群落分别提高了26.9%、19.5%、15.9%和7.7%,且均与对照之间存在显著差异(P0.05)。而对于红松蓄积量(36.6~184.4 m3/hm2),皆伐、强度择伐、中度择伐、轻度择伐依次较照样地提高了5.0、4.1、2.8、1.9倍,且均与对照有显著差异(P0.05)。[结论]从促进林分稳定性、维持凋落碳储量及提高森林的生态效益综合考虑,采伐强度应以中低度透光方式为宜。     

大兴安岭天然沼泽湿地生态系统碳储量

采用碳/氮分析仪测定法与标准木解析法,研究大兴安岭5种典型天然沼泽湿地(草丛沼泽、灌丛沼泽、毛赤杨沼泽、白桦沼泽和落叶松沼泽)的生态系统碳储量(植被和土壤)、净初级生产力、植被年净固碳量及其沿沼泽至森林方向过渡带水分环境梯度的分布格局,揭示其空间变异规律性,并定量评价寒温带5种典型天然沼泽湿地的碳储量与固碳能力及其长期碳汇作用。结果表明:①5种天然沼泽湿地的植被碳储量分布在(0.48±0.08)-(8.33±0.66)kgC/m²之间,沿过渡带环境梯度呈递增趋势;②土壤碳储量分布在(19.21±6.17)-(38.28±4.86) kgC/m²之间,沿过渡带环境梯度却呈递减趋势;③生态系统碳储量分布在(27.54±7.16)-(38.76±4.58) kgC/m²之间,沿过渡带环境梯度基本呈恒定分布规律性,且以湿地土壤碳储量占优势地位(69.8%-98.8%);④植被净初级生产力分布在(0.68±0.10)-(1.08±0.12) kg·m^-2·a^-1之间,毛赤杨沼泽最高,草丛沼泽、灌丛沼泽、白桦沼泽居中,落叶松沼泽最低,且总体上低于温带森林湿地而高于寒温带天然落叶松林;⑤植被年净固碳量分布在(0.32±0.09)-(0.51±0.06) kgC·m^-2·a^-1,毛赤杨沼泽最高(高于全球植被平均年净固碳量)、灌丛沼泽和白桦沼泽居中(达到或接近全球平均值)、草丛沼泽和落叶松沼泽最低(略低于全球平均值),故这5种沼泽湿地均属于碳汇功能相对较强的湿地植被类型。