三江平原不同土地利用方式对区域气候的影响

以往土地利用变化对气候的影响多是从地表参数的改变角度去研究,而气候变化的一个重要方面是温室气体的增加。通过收集整理三江平原生长季(510月)不同土地利用类型的温室气体排放通量,根据温室气体的增热潜能,比较得出,在三江平原林地、小叶章、毛果、漂筏、稻田和大豆几种土地类型中,对区域气候影响的大小依次顺序为:大豆>小叶章>毛果>林地>稻田>漂筏。由此表明,三江平原稻田对于区域的气候的变化贡献比旱地小。在过去几十年中,由于土地利用变化而导致温室气体排放的总变暖潜力增加,为三江平原气候变暖提供了佐证。     

长白山枯落物碳分解动态研究

在长白山地区选取典型植物红松、蒙古栎等枯落物进行室内培养试验,对比各种枯落物冻融处理CO2排放速率和对照处理CO2排放速率,并对培养结束后残留枯落物营养元素含量进行了测定。结果表明:冻融处理下CO2排放速率低于对照处理下CO2排放速率,不同枯落物的冻融处理和对照处理CO2排放速率整体都显示出随着培养时间增加呈下降的趋势,而且冻融处理下不同枯落物种类在培养期间CO2排放速率波动趋势表现出较大差异。冻融处理下的残留枯落物有机碳含量大于对照处理下的残留枯落物有机碳含量。     

聚丙烯微塑料添加对大豆和花生生长及生理生态特征的影响

农田微塑料污染对作物生长存在显著影响,但不同功能类型作物的生理生态、产量及品质对土壤微塑料的响应尚不清楚。鉴于此,本研究选取我国农业生产的两大主要作物大豆（地上结实）和花生（地下结实）为试验材料,并设置对照组（无添加）和实验组（添加0.40%的聚丙烯微塑料）进行大田原位试验。结果表明：微塑料添加与作物结实类型二者的交互作用对作物的生长与生理生态特征存在显著影响,主要体现在作物的整株形态结构、生物量积累与分配及籽粒品质。微塑料添加显著降低两种作物的总生物量、地上生物量、相对生长速率和百粒重,大豆降幅分别为13.61%、14.07%、13.23%和7.84%,花生降幅分别为17.10%、18.64%、16.12%和11.98%。此外,微塑料添加显著降低花生的地下生物量、可溶性糖含量和大豆的叶绿素含量,降幅分别为15.77%、25.51%和5.74%,与之相反,微塑料添加增加大豆的叶面积比值和可溶性糖含量,增幅分别为28.07%和25.82%。由此可见,聚丙烯微塑料添加对两种作物的生长和产量均有抑制作用,对花生的影响尤为明显。     

沼泽湿地土壤氮矿化对温度变化及冻融的响应

通过室内控制培养试验方法,研究了不同温度和冻融循环过程对沼泽湿地土壤有机氮矿化影响。结果表明,湿地土壤中无机氮以铵态氮为主,温度和培养时间显著影响土壤有机氮的矿化,在温度-25~30℃之间,N的矿化速率、硝化速率随温度增加而增加,30℃时矿化速率（1.17mg.kg-1.d-1）和硝化速率（0.79mg.kg-.1d-1）最大。沼泽湿地土壤有机氮矿化培养时间以4~5周较为适宜。冻结温度和冻融次数显著影响土壤有机氮矿化过程,且-25~5℃冻融循环比-5~5℃冻融循环矿化累积量高。冻融循环促进了土壤有机氮的矿化,有利于土壤中有效氮的累积,为春季植物生长提供足够的氮素,对维持生态系统稳定有重要意义。     

沼泽湿地开垦对土壤磷形态的影响

    为了探讨开垦对三江平原湿地土壤磷(P)形态含量及组成的影响,采用Hedley分级方法对比分析湿地开垦前后及垦后弃耕土壤不同形态P含量变化.结果表明,与湿地土壤相比,开垦3年(G3)时土壤总无机磷(TP1)上升这319.67 mg.kg-1,其中活性和中等活性无机磷增幅最大(P<0.05).而总有机磷(TPo)下降313.28 mg.kg-1.土壤无机磷含量随开垦年限增加而下降,耕作8年(G8)土壤中Resin-P、NaHCO3-Pi和NaOH-Pi分别仅为G3土壤的28.18%、42.87%和45.90%,耕作过程中土壤有机磷逐渐增加,但仅NaOH-Po升幅较大(P0.05).弃耕后土壤中P的组成向湿地状况发展,弃耕后除Conc.HCI-Pi含量略有下降外,其他P形态均有所上升,但有机磷形态上升速度缓慢,开垦和弃耕过程中等活性P(NaOH浸提P)含量变幅最大;中等活性磷是三江平原湿地土壤P最主要的源和汇.     

采伐对长白山阔叶红松林生态系统碳密度的影响

采伐对森林生态系统碳密度和固碳能力有重要的影响,且影响的程度因采伐强度和方式不同而有巨大差异.以长白山地区原始阔叶红松林在不同采伐方式、采伐强度干扰后形成的次生林为研究对象,通过对2007至2009年建立的11块1 hm2永久样地中植被层、凋落物层和土壤层碳密度在采伐前后变化特征的分析,研究了采伐强度与恢复时间对阔叶红松林生态系统碳密度的影响.结果表明:在短期内,采伐导致了植被层和土壤表层(0-20cm)碳密度值的减少,其中植被碳密度与采伐强度有显著的线性负相关关系(y=-0.9x+91.17,R2=0.626,P＜0.01),而后,随着植被的恢复,生态系统碳密度增加,其中植被、土壤层碳密度呈显著线性正相关关系.根据植被碳密度与恢复时间之间的相关关系,确定以生态系统恢复、木材生产与固碳三者兼顾的合适采伐强度为30％,轮伐期为45a.     

三区式森林经营管理模式对天然林资源保护工程的启示

从17世纪中叶森林永续利用理论的诞生, 到当前森林可持续经营理论的应用, 国际社会不断地对森林经营管理模式进行有益探索。目前正在美国、加拿大等地区应用的三区式森林经营管理模式的核心目的就是在满足木材生产需要的同时, 最大程度地减少森林经营活动对森林生态系统的干扰及影响, 恢复和保护森林生态系统的完整性和自然性。经过多年实验和评估, 其实施效果已经得到不同利益群体、政府部门和学术界的广泛认可, 而它的森林区划、经营理念等很多方面又与我国正在实施的天然林资源保护工程存在着相似性。因此, 希望通过对三区式森林经营管理模式的系统研究, 为我国更好地实施天然林资源保护工程提供启示和参照。     

三江平原小叶章湿地种群生物量结构动态与生长速率分析

对三江平原典型草甸小叶章和沼泽化草甸小叶章的生物量结构动态及生长速率进行了研究。结果表明,2种小叶章地上及各器官生物量均呈单峰型变化且峰值出现的时间相差15 d左右,地上及各器官生物量均表现为典型草甸小叶章>沼泽化草甸小叶章,但地下生物量则表现为典型草甸小叶章<沼泽化草甸小叶章;二者地上生物量的组成结构不尽相同,各器官对地上生物量的平均贡献率存在明显差异;2种小叶章地下生物量均具有明显的垂直结构和季节动态,但差异很大;二者各器官生物量生长速率的变化基本一致,但不同阶段生长速率值的大小存在明显差异;模拟结果表明,二者地上及各器官生物量均符合抛物线模型(y=b0 b1t b2t2),地下生物量和总生物量符合“S”型曲线[y=b0/(1 b1e-kt)],其R2大多在0.920以上。     

沼泽湿地土壤氮矿化对温度变化及冻融的响应

通过室内控制培养试验方法,研究了不同温度和冻融循环过程对沼泽湿地土壤有机氮矿化影响.结果表明,湿地土壤中无机氮以铵态氮为主,温度和培养时间显著影响土壤有机氮的矿化,在温度-25～30℃之间,N的矿化速率、硝化速率随温度增加而增加,30℃时矿化速率(1.17mg·k-1·d-1)和硝化速率(0.79mg·k-1·d-1)最大.沼泽湿地土壤有机氮矿化培养时间以4～5周较为适宜.冻结温度和冻融次数显著影响土壤有机氮矿化过程,且-25～5℃冻融循环比-5～5℃冻融循环矿化累积量高.冻融循环促进了土壤有机氮的矿化,有利于土壤中有效氮的累积,为春季植物生长提供足够的氮素,对维持生态系统稳定有重要意义.