兴安落叶松天然林不同分化等级林木树干液流对综合环境因子的响应

[目的]以大兴安岭北部典型寒温带针叶林优势建群树种兴安落叶松为对象,分析不同分化等级林木树干液流对环境因子的综合响应,构建不同分化等级林木树干液流模型。[方法]利用热扩散式液流监测系统和通量塔的梯度气象系统连续监测树干液流及环境因子的变化。[结果]表明:1)观测期间,优势木具有较强的蒸腾能力,其平均液流密度分别为中等木和被压木的1.9倍、2.5倍。总体上,分化程度越高的林木日树干液流持续时间越长,液流密度峰值出现时间越早,液流密度的峰值也越高。2)利用主成分分析将降雨、净辐射、空气温度、空气湿度、风速、土壤温度、土壤含水量和水汽压亏缺降维为蒸发需求因子(EDI)、土壤水热因子和降水因子。EDI(与净辐射、温湿度、水汽压亏缺显著相关)是影响该地区林木树干液流的关键环境要素,其携带环境数据信息量的45%;土壤水热因子和降水因子分别携带20%和13%。3)各分化等级林木树干液流密度对EDI呈顺时针时滞,对净辐射和水汽压亏缺则分别呈逆时针、顺时针时滞,且EDI的时滞效应明显较小。不同分化等级林木液流密度对EDI和水汽压亏缺的时滞表现一致,对净辐射的时滞则以优势木最小。4)各分化等级林木树干液流密度对EDI的响应均符合"S"型模型,即液流升高到阈值后,不再随蒸发需求的增加而增大。模型中,中等木(0.458)和被压木(0.457)的过渡斜率略高于优势木(0.443),表明优势木树干液流对环境因子的敏感性略低。该模型对不同分化等级林木液流密度的模拟精度均在90%以上,考虑EDI的时滞效应或引入土壤水热因子、降水因子对模型精度的影响较小。[结论]兴安落叶松树干液流对综合环境因子存在较强的响应性,且在不同分化等级间存在差异;利用"S"模型和综合环境因子可有效估算不同分化等级兴安落叶松的树干液流。     

紫穗槐种子萌发对水分胁迫的响应

以紫穗槐为材料观测了聚乙二醇(PEG)模拟水分胁迫对紫穗槐种子萌发的影响.结果表明,紫穗槐种子的吸水率随着PEG胁迫强度的增加而呈明显下降的趋势;发芽率、发芽势也呈下降趋势.紫穗槐种子的萌发临界PEG水分胁迫值小于25%.经过复水处理,发现高浓度的PEG胁迫降低种子的活力,紫穗槐种子失去活力的临界PEG值可能大于60%.10%PEG胁迫时,胚根、胚轴长度很短,胚轴/胚根的比值随PEG模拟水分胁迫的增加而减少,表明紫穗槐种子萌发后对水分胁迫具有较强的适应性.     

寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量生长季内动态变化

【目的】研究寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量的动态变化,为揭示森林土壤碳氮养分利用机制和碳氮循环提供参考,为研究区森林保护与合理经营提供科学依据。【方法】以我国寒温带针阔混交林为研究对象,选择主要组成树种樟子松、兴安落叶松、白桦和山杨,采用抖落法采集根际和非根际土壤样品,对土壤微生物量碳氮含量动态特征进行研究,探讨不同树种根际土壤微生物量碳氮的富集程度、差异性和生长季变化以及其对土壤营养库的贡献率。【结果】不同树种根际土壤微生物量碳氮含量月际变化差异显著,根际土壤微生物量碳含量波动范围为114.14~451.05 mg ·kg -1 ,氮含量波动范围为40.38~185.00 mg ·kg -1 。根际土壤微生物量碳富集率依次为樟子松(87.99%)>白桦(78.22%)>兴安落叶松(73.14%)>山杨(56.96%),微生物量氮富集率依次为山杨(81.50%)>白桦(77.63%)>樟子松(76.42%)>兴安落叶松(51.40%)。土壤微生物量碳氮比为1.42~5.24,樟子松、兴安落叶松、白桦、山杨根际和非根际土壤微生物量碳氮比生长季变幅分别为1.42~5.24、1.57~3.79、1.67~4.55、1.55~2.59和1.79~3.53,其均值分别为2.64、2.63、2.81、2.11和2.36。根际微生物量碳对土壤有机碳库的贡献率为0.83%~0.95%,微生物量氮对土壤有机氮库的贡献率为3.63%~5.08%。【结论】寒温带针阔混交林主要树种生长季根际土壤微生物量碳氮含量均显著高于非根际,根际效应显著;在生长季末期,针叶树种根际效应相比阔叶树种更为强烈;针叶树种根际土壤微生物量对土壤结构和功能的影响高于阔叶树种。     

凉水自然保护区红松结实规律及可持续经营

选择凉水自然保护区内典型红松过熟林、成熟林和中龄林研究其结实规律,结果表明:①在2005—2009年期间,凉水自然保护区红松结实量为(720 292.9±346 261.3)kg,其中丰年(2008年)占71.998%;平年(2005年、2007年)占22.336%;欠年(2006年)占5.666%。②红松结实丰年和欠年,红松种子收获量:成熟林过熟林中龄林;而结实平年松子收获量为:成熟林和过熟林高于中龄林;单株红松的松子收获量均有:成熟林过熟林中龄林。③为确保红松林的可持续经营,红松结实丰年,老龄林、成熟林和中龄林均可收获松子,收获量小于储量的84%;红松结实平年,收获红松老龄林和成熟林内松子,收获量小于储量的50%;红松结实欠年,全区封闭,严禁一切收获松子的行为。     

云冷杉林土壤酶活性与植物多样性

以小兴安岭谷地云冷杉林为研究区,对不同生长状况云冷杉林地土壤酶活性与林下植物多样性进行了分析。结果表明：云冷杉林木死亡率增加,其林下植物多样性指数亦呈增加趋势。不同土层的土壤酶活性对云冷杉死亡程度响应不同,0～15cm土壤酶活性变化最为显著。随土层深度的增加,酶活性减小,且对云冷杉的死亡响应程度减弱。5种土壤酶活性对云冷杉死亡程度响应表现不一,脲酶和过氧化氢酶活性随死亡程度的加大对云冷杉死亡率响应较大,而转化酶、磷酸酶及多酚氧化酶活性随云冷杉死亡程度的增加下降幅度较小。林下植物Shannon—Wiener指数和Pielou指数与土壤多酚氧化酶活性的相关性最强,其次是过氧化氢酶。     

封育对沙地油蒿群落生物量及其土壤水分影响

以毛乌素沙地东北部的油蒿群落为研究对象,对封育和未封育区的油蒿群落进行比较研究,结果表明:封育增加了群落的盖度,封育区群落盖度较未封育区提高了26％;封育区与未封育区油蒿群落生物量间存在显著差异,封育可以明显提高油蒿群落的生物量,但却降低了油蒿个体的生物量;土壤水分方差分析表明,封育区与未封育区土壤水分间差异不显著。     

大兴安岭主要林型土壤Zn、Mn形态及潜在生态风险分析

使用BCR连续提取法和重金属形态评价方法(RSP),分别对大兴安岭北部3种主要林型(落叶松、樟子松和白桦)土壤重金属Zn、Mn的形态特征及其潜在生态风险进行分析。BCR连续提取法是将重金属分为以下4种形态:可交换态及弱酸可提取态(EX)、可还原态(RED)、可氧化态(OXI)和残渣态(RES)。RSP表示重金属的污染程度,并将其分为4个等级:无污染,轻度污染,中度污染,重度污染,其值为土壤中次生相中的重金属含量(Msec)与原生相中的重金属含量(Mprim)的比值。研究结果表明:土壤全Mn含量显著高于土壤全Zn含量。3种林型中,落叶松林土壤全Mn含量最高(1169.01±0.74)mg/kg,白桦林最低(470.62±0.65)mg/kg,且3种林型间差异达极显著水平(P<0.01);土壤全Zn含量按降序排列为樟子松林(103.09±0.40)mg/kg>落叶松林(61.02±0.14)mg/kg>白桦林(46.15±0.15)mg/kg。土壤Mn的主要赋存形态为RED-Mn,而土壤Zn的主要存在状态为RES-Zn和OXI-Zn,2种重金属的可提取态比例均大于40%,具有较高的二次释放潜力,且主要分布于表层土壤中。2种重金属的RSP指数为Mn(18.24)>Zn(1.32),均表现为白桦林>樟子松林>落叶松林,且空间分布特征明显。      

小兴安岭不同类型人工林积雪化学特征

选择小兴安岭主要人工林为研究对象,采集2010年11月至2011年3月间的林内积雪样品,对其pH值、电导率及SO42-、NH4+、NO3-、Cl、K+、Ca2+、Mg2+、Fe、Mn离子质量浓度进行分析研究,为正确评价温带森林涵养水源功能及其可持续经营提供科学依据.结果表明:1)3种人工林中,Fe,Mn,K+,Ca2+...     

低温胁迫对约书亚树幼苗叶片生理生化指标的影响

利用3年生约书亚树(Yucca brevifolia)容器苗叶片进行低温胁迫处理,对其生理指标进行测定,并分析其抗冻性。结果表明:约书亚树幼苗叶片的细胞膜相对透性随着胁迫温度的降低显著升高,处理Ⅰ和处理Ⅱ的细胞膜相对透性在-10～-20℃时增幅均达77%以上,处理Ⅲ的最大变幅出现在室温～0℃之间,此时细胞膜已经受到严重损害;处理Ⅰ和处理Ⅱ的丙二醛质量摩尔浓度随温度的降低而升高,处理Ⅲ呈先升高后降低的趋势,达到-20℃时出现峰值,高出对照66.39%;可溶性糖质量分数随温度降低显著升高,随胁迫时间的增加呈先升高后降低的趋势,处理Ⅱ的可溶性糖质量分数极显著高于处理Ⅰ和处理Ⅲ;脯氨酸质量分数以-20℃为拐点呈先升高后降低的趋势,并且在同一胁迫温度下随着胁迫时间的增加逐渐升高;可溶性蛋白质量分数与过氧化氢酶(CAT)酶活性变化趋势基本一致,均随温度的降低而降低,在胁迫时间上其变化趋势与可溶性糖一致,处理Ⅱ要高于处理Ⅰ和处理Ⅲ;低温胁迫对叶绿素质量分数影响显著,随温度的降低及胁迫时间的延长其叶绿素质量分数显著降低。经试验得出-20℃是细胞膜相对透性、丙二醛、游离脯氨酸、可溶性蛋白及CAT活性变化的拐点,低于此温度叶片生理活动受限,约书亚树引种地区冬季温度不宜低于-20℃;此外,约书亚树幼苗主要通过渗透调节物质的变化来适应低温环境,对低温胁迫具有一定的防御和保护机制。     

小兴安岭不同类型人工林林内积雪特征

为研究小兴安岭林区不同人工林类型林内积雪特征,分别从雪厚度、雪水当量和雪密度指标对3种人工林林内降雪和积雪进行研究。结果表明:不同人工林内积雪厚度和雪水当量受降雪输入率的影响,降雪量越大,积雪厚度和雪水当量越大,且不同林型间有显著差异(P<0.01),其中落叶松人工林内积雪厚度和雪水当量最高,分别达到36.1cm和56.1mm;红松人工林次之,为31.3cm和45.8mm;红皮云杉人工林最小,仅为26.1cm和38.6mm。森林对积雪有明显的保存效应,积雪厚度和雪水当量的保存效率由大到小顺序为原始阔叶红松林(对照)>红松人工林>红皮云杉人工林>落叶松人工林,原始阔叶红松林对积雪厚度和雪水当量的保存率最高,分别达到51%和90.5%;各人工林对积雪厚度和雪水当量的保存率平均值分别为47.2%和84.6%;林外空地的保存率分别仅为38.2%和69.3%。林内积雪的密度小于林外,不同人工林内积雪密度在0.14～0.16g/cm3之间。