透光抚育对“栽针保阔”红松林中红松生长过程的影响

[目的]通过研究长白山地区不同透光抚育强度下"栽针保阔"阔叶红松林中红松的生长情况,揭示透光抚育对"栽针保阔"红松林中红松生长过程的影响规律,旨在为阔叶红松林的恢复、经营提供有力的科学依据。[方法]研究5种透光抚育(未采伐对照、低度择伐、中度择伐、强度择伐及上层皆伐)对红松生长的影响。[结果]红松在群落中的地位随着透光抚育强度的增大逐步得到提升,同时透光抚育能够显著提高"栽针保阔"红松林内红松优势木(63.4%~146.5%、64.6%~158.6%)、平均木(57.9%~271.1%、42.5%~261.7%)和被压木(56.5%~182.6%、95.5%~245.5%)的树高和胸径,且呈现出随透光抚育强度的增大而递增的规律性。[结论]透光抚育能显著提高红松树高和胸径生长。     

温带长白山天然阔叶林沼泽湿地生态系统碳储量

目的数据性分析了几种沼泽类型的长期碳汇作用、碳储量和固碳能力。目的是为了揭示几种沼泽类型的空间变异规律。方法采用年轮分析仪及相对生长方程法与碳/氮分析仪测定法，研究了生态系统的植被年净固碳量及净初级生产力，主要研究温带长白山沿湿地过渡带环境梯度顺序分布的4种天然沼泽的生态系统碳储量(土壤和植被)，这4种沼泽类型包括:白桦沼泽、毛赤杨沼泽、灌丛沼泽和草丛沼泽。并分析了这几种类型的沼泽沿过渡带水分环境梯度的分布格局。结果(1) 各个不同的沼泽植被碳储量分布((3.18±0.17) t/m2~(54.04± 23.76)t/m2)沿过渡带环境梯度呈递增趋势，2种阔叶林沼泽显著高于草丛沼泽和灌丛沼泽15.9~16.0倍和9.3~ 9.4倍(P < 0.05)，且灌丛沼泽高于草丛沼泽0.63倍(P >0.05)。(2)土壤碳储量为((459.67±7.11) t/hm2~(824.5±50.79) t/hm2)跟随过渡带环境梯度出现递减趋势，草丛沼泽显著高于2种森林沼泽和灌丛沼泽30.8%~79.4%(P < 0.05)，灌丛沼泽显著高于2种森林沼泽20.4%~37.1%(P < 0.05)。(3)生态系统碳储量((516.71±6.44) t/hm2~(827.52±50.96) t/hm2)的草丛沼泽显著高于灌丛沼泽与森林沼泽30.2%~61.3%(P < 0.05)，这表明沿过渡带环境梯度生态系统碳储量总体上也呈递减趋势，灌丛沼泽高于白桦沼泽23.8%(P < 0.05)和毛赤杨沼泽10.0%(P>0.05)。(4)植被年净固碳量((2.44±0.03) t/(hm2·a)~(6.36±0.53) t/(hm2·a))沿过渡带环境梯度呈现出阶梯式递增趋势，2种森林沼泽显著高于草丛沼泽与灌丛沼泽1.4~1.6倍和1.3~1.4倍(P < 0.05)，且高于中国陆地植被年均固碳量20%~30%及全球植被年均固碳量45%~55%。结论这表明森林沼泽湿地的固碳量远远高于陆地植被固碳量，故温带长白山2种阔叶林沼泽应属于高固碳湿地类型。      

小兴安岭典型苔草和灌木沼泽N2O排放通量日变化研究

探明小兴安岭修氏苔草(Carex schmidtii)沼泽和油桦-修氏苔草(Betula ovalifolia-Carex schmidtii)灌木沼泽N_2O排放通量日变化动态,可为山地沼泽N_2O排放季节动态及总量估算提供基础数据。因此,于生长季初期(2008年6月4～5日)、中期(2007年8月4～5日)和末期(2007年9月24～25日),在小兴安岭苔草和灌木沼泽中,采用静态暗箱—气相色谱法,在晴天观测了N_2O排放通量。两种沼泽N_2O排放通量日变化在生长季中期呈现昼高夜低规律,末期和初期的日排放规律性不显著。生长季中期和初期,苔草沼泽N_2O日排放通量最高值出现在9:00,末期最高值出现在3:00;生长季初期和末期的最低值出现在21:00,中期最低值出现在18:00。生长季初期、中期和末期,灌木沼泽N_2O日排放通量最高值分别出现在9:00、15:00和6:00;最低值分别出现在3:00、21:00和18:00。两种沼泽生长季初期为N_2O的吸收汇,中期和末期为弱排放源。灌木沼泽的N_2O日排放通量明显高于苔草沼泽。生长季初期和末期,两种沼泽N_2O日排放通量与温度呈负相关,中期呈正相关。其中,苔草沼泽N_2O日排放通量与10 cm土温呈现显著负相关,灌木沼泽与15 cm土温呈现显著负相关。苔草沼泽N_2O日排放通量与地表温度呈现显著正相关,灌木沼泽与40 cm土温呈现显著正相关。据此,小兴安岭苔草沼泽和灌木沼泽为N_2O排放弱源或吸收汇,温度、水位和植被类型是N_2O日排放通量的主要影响因素。     

不同抚育强度的人天混红松林群落植物多样性

采用样带网格调查和多样性指数分析方法,研究了透光抚育(全透光、半透光、未透光)对人天混红松林群落植物多样性(丰富度、多样性指数和均匀度)的影响效果,并与天然次生林群落进行对比分析,定量评价了40年生人天混红松群落植物多样性的恢复效果。结果表明:全透光和半透光群落的物种丰富度较未透光群落增加了8.0%和24.0%,但较天然次生林群落却分别下降了18.2%~27.0%和6.1%~16.2%,半透光抚育更有利于该群落物种丰富度的恢复;全透光和半透光群落的物种多样性指数分别较未透光群落提高了3.38%和20.8%,与相应天然次生林群落的变化幅度分别为-8.70%~8.66%和6.69%~26.98%,也是以半透光抚育方式恢复效果好;全透光、半透光和未透光群落的物种均匀度相近(变化幅度在0.02%~10.7%之间),但三者与天然次生林群落有较大的差异性(变化幅度依次为-5.2%~18.2%、4.9%~30.8%和-5.2%~12.6%),半透光抚育群落物种均匀度最高。     

小兴安岭典型温带森林土壤呼吸对强降雨的响应

森林土壤呼吸是全球碳循环的重要组成部分,其对降雨格局的变化如何响应,是当前全球变化研究中的热点问题。本研究以小兴安岭地区原始温带森林(云冷杉红松林)为研究对象,使用SF-3000土壤气体通量自动测量系统,对雨季不同时期4次强降雨前后的土壤呼吸速率、土壤呼吸的组分和相关环境因子进行了连续观测。结果表明:1)土壤温度和含水量协同影响土壤呼吸强度。降雨是影响甚至改变控制土壤呼吸(Rs)的关键环境因子,强降雨使土壤含水量激增,并对土壤温度也有不同程度的影响。雨季初期强降雨对Rs的扰动作用相对较小,雨季中期强降雨可抑制Rs,在雨季结束后强降雨可促进Rs。2)在雨季不同时期的强降雨均不同程度的影响了土壤异养呼吸(Rh)与土壤呼吸的比例(Rh/Rs),相对于土壤自养呼吸(Ra),短时极强降雨对Rh的抑制作用更强。3)加入水分修正系数c的Rs与T5、W5指数关系模型可更好的表征土壤含水量和土壤温度对土壤呼吸的影响,不同雨季时期的强降雨均对土壤的温度敏感系数(Q10)有着显著的影响。强降雨使得土壤对水分的敏感性降低,处于雨季不同时期的土壤水分敏感性表现为:在雨季的开始和结束后,土壤呼吸的水分敏感性较高,而雨季中期的水分敏感性较低。      

大兴安岭林区沼泽-森林人工造林效果综合评估

采用样带网格调查方法,研究大兴安岭22年生人工兴安落叶松沼泽林的群落结构、蓄积量、植物多样性及其沿沼泽-森林过渡带水分环境梯度的变化规律,并与天然沼泽森林进行对比分析,结合经济效益及环境影响,对沼泽-森林人工造林效果进行综合评估,提出沼泽-森林的分类经营模式.结果表明:1)天然沼泽林群落建群种沿沼泽-森林过渡带环境梯度发生明显的更替,而人工落叶松沼泽林均以落叶松为优势种;天然沼泽林的垂直结构比人工落叶松沼泽林完整;2)人工落叶松沼泽林的蓄积量沿着沼泽到森林方向的环境梯度呈增加趋势(4.3497～6.990 5 m3·hm-2a-1),而天然沼泽林呈减少趋势(6.689 8～1.411 8 m3·hm-2a-1);3)人工落叶松沼泽林的物种丰富度指数较相应生境地段天然沼泽林提高9～25种,而其Shannon-Wiener多样性指数和Jsw均匀度指数却较天然沼泽林下降了0.221 4～0.858 2和0.234 3～0.404 2;4)人工落叶松沼泽林的地下水位和泥炭层厚度较天然沼泽林有所下降(分别下降15.5～36.1 cm和9.6～25.2 cm);5)在沼泽-森林过渡带内培育落叶松人工林可获得较高经济效益(投入产出比为1:2.4～1:9.6);6)沼泽森林的分类经营模式为:典型草本沼泽生境应保持原始状态,沼泽-森林过渡带的中下部生境应培育毛赤杨沼泽林,过渡带的中上部生境可以培育人工落叶松沼泽林.     

水稻品种对三江平原稻田温室气体排放的影响

利用静态箱一气相色谱法研究了三江平原3个主栽水稻品种(空育131、龙粳18、垦鉴稻6)对生长季节稻田CO2、CH4和N2O排放规律、源/汇及其与环境因子关系的影响.结果表明:3个水稻品种的CO2、CH4和N2O平均通量范围分别为405.5 ～ 647.2、9.6 ～20.5 mg·m-2·h-1、4.1 ～6.3 μg...     

哈尔滨城市人工林木本植物的多样性

采用样地网格调查方法与多样性指数分析方法,定量评价了哈尔滨城市人工林在维持木本植物多样性方面的作用,并通过分析林分更新层、演替层、主林层的多样性指数,探讨了城市人工林自然化过程及其近自然经营途径,以便为哈尔滨城市森林经营与生物多样性保护提供依据。结果表明:哈尔滨城市人工林经过40余年的发展,其林分由11～16种木本植物所组成,其中乔木6～9种,灌木4～7种,存在着明显的自然化过程;不同城市人工林类型在维持木本植物多样性作用方面存在着较大的差异性,其多样性指数(0.8282～2.3411)由高到低排序为兴安落叶松林>樟子松林>白桦林>黄檗林>水曲柳林>胡桃楸林;城市人工林木本多样性指数仅相当于相应区域天然次生林的47.0%(24.0%～67.8%),表明其自然化程度不如天然次生林强烈。同时指出,对城市人工林应采取近自然化的经营模式,即保持城市人工林的树种组成结构和垂直层次结构,以维持其生物多样性与自然演替过程。     

长白山森林沼泽生态交错带群落演替规律研究（Ⅰ）：—白桦沼泽群落演替规律

该目的在于揭示长白山森林绍泽生态交错带群落的演替规律，以便为科学地保护和经营管理森林与湿地过渡带生物资源提供依据，选择本区典型的白桦沼泽生态交错带为研究对象，采用定量观测和建立经验回归模型的方法，研究群落群群种白桦生长过程和斑块动态、蒸腾排水作用的相关规律，预测白桦沼泽生态交错带演替进程，研究结果表明：随着群落建群白桦生长加快、年龄不断增大，林分个体着生的微域斑块 现三次式函数曲线增大，林分蒸腾排水作用按幂函数曲线增强，随着群落的发育，斑块不断扩大和生物排水作用的增强，白桦沼泽交错群落在５０－６０a内将会使交错带生境趋于中生化，并演替为森林。     

长白落叶松人工林的适宜经营密度

针对目前长白落叶松人工林间伐研究缺乏长期定位资料的状况,对东北东部林区同一立地条件下、同一林龄长白落叶松人工林采取不同密度经营指数(近似0.7、0.8、0.9、1.0、>1.0)进行了间伐,并长期记录其生长状况,研究其间伐的长期效果。结果表明:到达成熟期时,样地内保留木的平均胸径是随着经营密度指数的增大而减小,即间伐强度越大,林木的平均胸径越大。而不同的经营密度指数对单位面积蓄积量的影响没有明显差异。综合研究认为:落叶松人工林适宜采取的经营密度指数为0.7、0.8。