松嫩平原农田和防护林土壤肥力差异

[目的]通过分析土壤肥力的变化讨论防护林的建设对土壤肥力的改善效果。[方法]以松嫩平原农田和杨树防护林为研究对象,在松嫩平原设置6个采样点,选取72对农田和防护林的配对样地,测定0~20 cm土壤碱解氮含量、速效磷含量和速效钾含量。[结果]杨树防护林营建后,明水和肇州防护林土壤速效磷含量显著高于对照农田(P0.05),富裕和肇东防护林土壤速效钾含量比对照农田显著升高(P0.05);整体数据分析显示,防护林土壤速效钾含量升高63.1%(P0.05)。[结论]松嫩平原农田防护林建设后,通过提高土壤速效钾的含量改善了土壤肥力。     

松嫩平原土壤孔隙指标与其他土壤指标的相关关系

为了研究东北地区黑土区土壤物理性质变化对土壤功能维持的影响,选取松嫩平原的土壤样品作为试验材料,测定了土壤物理指标中3个孔隙相关指标包括土壤比表面积、容重和孔隙度,10个土壤理化及肥力相关指标包括土壤pH值、电导率(EC)、土壤含水量、土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、全钾(TK)、速效钾(AK)、全磷(TP)、速效磷(AP)。结果显示:3个指标与其他指标显著相关个数及相关系数R2显示,土壤容重与土壤肥力及理化性质变化相关性最高。不同物理指标对于表征土壤肥力的功能存在差异性,简单线性回归与逐步回归均发现类似的规律:土壤的比表面积与土壤含水量的相关性最强(R2=0.24,slope=0.085),表明土壤比表面积越大,土壤持水能力越强;土壤容重与土壤SOC含量相关程度最强(R2=0.21,slope=-24.92),而土壤的孔隙度与TN含量的相关程度最高(R2=0.08,slope=0.02)。3个指标与养分的不同形式的相关性分析结果显示:它们多与全量养分(TN、TK、TP)相关性较高(R2=0.058),而与养分速效量(AN、AK和AP)相关性较弱(R2=0.026)。     

凉水国家自然保护区及毗邻区大型真菌资源调查

[目的]明确凉水国家自然保护区及毗邻区大型真菌资源。[方法]采用实地踏查、采集标本、拍照和室内鉴定等方法,针对凉水国家自然保护区及毗邻区大型真菌种质资源开展初步调查。[结果]共采集大型真菌标本300余份,照片700余张,已鉴定出2个亚门5纲9目29科74属,共147种,其中食用菌和药用菌占绝对优势,占总数的77.55%。[结论]该地区有着丰富的真菌资源,对大型真菌种质资源的开发与利用具有重要意义。     

不同林分及农田土壤中球囊霉素蛋白组成特征差异研究

球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)是由丛枝菌根真菌产生的一种不易溶于水的糖蛋白,对GRSP化学结构特征认知的匮乏,很大程度上限制了GRSP的生态学地位及其应用前景。本文选取东北林业大学实验林场5种林分及其毗邻农田为研究对象,通过多种技术手段,来揭示GRSP的特征及其在不同林型和农田中的差异。研究发现GRSP含有O—H和N—H伸缩振动带、C—H伸缩振动带、CO和COO—伸缩振动带、COO—伸缩振动带和C—H 弯曲收缩带、C—O和Si—O—Si伸缩振动带5种官能团。紫外吸收峰位置在225~248 nm之间,OD值在0.9~2.0之间。X射线衍射结果显示GRSP含有石英、蒙脱石、伊利石、斜长石、伊利石蒙脱石混层和未知的a物质及b物质等多种矿物质,相对结晶度均较低,平均晶粒尺寸分别为25.83、17.93、14.50、21.45、28.45、28.10和17.40 nm。此外,通过X光电子能谱发现GRSP含有C1s、Al2p、O1s、Si2p、P2p、Ca2p、K2p、N1s、Fe2p、Mg1s和Na1s 11种元素,平均所占百分比为28.9%、7.0%、43.4%、9.8%、0.4%、1.0%、0.6%、1.4%、2.1%、0.7%和7.8%。GRSP的化学特征在不同林型及农田中也存在着一定的差异,其中官能团差异最大的是蒙古栎和白桦林的C—H伸缩振动带(5.5倍),差异最小的是水曲柳和白桦林的O—H和N—H伸缩振动带(1.3倍),胡桃楸林GRSP的OD值最大。GRSP矿物质种类也有所不同,其中只有水曲柳和蒙古栎林中包含斜长石、伊利石蒙脱石混层、a物质、b物质,其余矿物质在所有林型和农田的GRSP中均有发现。石英的晶粒尺寸差异最大,达到5.2倍,最小的为斜长石仅相差17%。落叶松林中的蒙脱石相对结晶度是水曲柳林的5.1倍,而b物质在水曲柳林和蒙古栎林中的相对结晶度仅相差4%。同样,C1s、O1s、Si2p、N1s和Na1s等元素在所有林型和农田中都可被检测到,其中GRSP各元素在不同林型及农田中的差异在1.1~31.6倍之间。我们的研究结果显示不同植被类型中GRSP组成特征可能具有很大的差异,同时GRSP中含有不同土壤矿物说明土壤组成对GRSP也有一定影响,本文对GRSP的化学结构特征的客观揭示,有助于探索GRSP对农田及森林土壤生态功能影响方面的深层机制。      

凉水自然保护区3种森林类型的植物组成和林分结构特征

【目的】探讨凉水自然保护区3类森林的植物组成和林分结构特征,以期为小兴安岭保护区科学管理及经营天然次生林提供基础支撑。【方法】以存在小兴安岭核心区的凉水国家自然保护区及周边的典型针阔混交林、阔叶林和针叶林3类森林为对象,详细调查乔木层(80块30 m×30 m样地)、灌木层(160块5 m×5 m样地)和草本层(160块1 m×1 m样地)的林分结构特征(树高、胸径、枝下高、冠幅、灌高、灌木直径、灌木盖度、草本株高、乔灌草密度等),分析种类组成并计算物种丰富度指数、多样性指数(Shannon-wiener及Simpson指数)和均匀度指数(Pielou和Alatalo指数),并采用方差分析、冗余分析(RDA)探究林分间的差异。【结果】3类森林有乔木28～30种、灌木22～25种、草本78～90种,其乔、灌、草植物种类差异明显,阔叶树种以白桦最多,针叶树种以兴安落叶松最多,灌木最多的是毛榛子,草本以蚊子草和小叶芹最多;针阔混交林的丰富度指数、多样性指数总体上高于针叶林和阔叶林,而阔叶林的均匀度高于其他2个森林类型;同一森林类型的多样性指数和丰富度指数均表现为草本层乔木层灌木层; 3种森林类型中灌木层的均匀度高于其他层;从结构特征来看,树高和胸径平均为14和18 cm,树高和枝下高表现为针叶林针阔混交林阔叶林,灌木层冠幅表现为针阔混交林阔叶林针叶林,草本层每个种的平均多度与盖度表现为针叶林显著(P0.05)高于针阔混交林;冗余排序分析表明,阔叶林和针叶林的多样性特征差异主要由草本层特征解释,而针阔叶混交林则主要受乔木层结构特征影响,其中阔叶林草本植物的多度、密度和株高等可解释48.4%～62.1%的多样性差异,针叶林可解释30.5%～44.3%;针阔混交林中显著影响多样性的林分特征表现为灌木地径乔木枝下高草本株高乔木胸径,合计分析乔木层、灌木层的特征能解释多样性差异的38.8%～40.1%和27.4%～50.7%。【结论】凉水自然保护区乔木优势种以先锋树种白桦和兴安落叶松等为主,个体较小,尚需更长时间保护才能恢复为高质量森林资源;草本层的植物多样性最高,在多样性保护中需关注;植物多样性能在林分结构恢复中得以协同提升,但不同森林类型差异明显,如针阔叶混交林调控乔木枝下高和灌木密度等更有效,而针叶林和阔叶则是调控草本密度或改善草本生长环境才能更有效改善植物多样性。     

大兴安岭双河保护区植物多样性和群落结构特征分析

  目的  植物多样性保护与良好林分结构是天然林保护的重要目标,明确林分个体大小、群落特征及乔灌草垂直结构对其变化的作用,将有助于基于林分结构调整来提升植物多样性。  方法  本文于2016年8—9月对我国最北端寒温带针叶林双河国家级自然保护区的乔灌草更新层个体大小特征、群落特征和植物多样性特征进行详细调查,冗余分析和方差分解分析相结合解析植物多样性与群落结构特征的耦合关系,排序影响多样性变化的最重要个体与群落特征指标。  结果  （1）研究区域共记录9个树种,其中白桦和兴安落叶松的株数占全部树种的80%以上;灌木树种19种,其中越桔数量占灌木总量的93%;草本植物记录了74种,最优势植物小叶樟占全部草本数量15%;更新层以先锋树种白桦数量最多,占比60%。（2）双河自然保护区树木胸径和树高仅相当于20世纪70年代的一半;双河自然保护区的物种丰富度、多样性和均匀度都表现出草本层 > 乔木层 > 灌木层,均匀度指数在0.53 ~ 0.73之间,更新层物种丰富度较低,乔木和草本多样性较大兴安岭核心地区（呼中）高出50%左右。（3）借助冗余和方差分解分析得出,群落特征、草本层对多样性的差异解释功能最大,而且更新层株高对多样性差异具有最大解释功能（P < 0.05）。  结论  双河自然保护区具有本区域较高的乔木和草本植物丰富度,但尚需要更长的保护时间来恢复森林质量,而通过调整林分结构是实现植物物种演替更新以达到植物多样性保护的有效途径。      

松嫩平原农田和防护林土壤物理性质差异研究

[目的]研究松嫩平原杨树防护林的建设对土壤质量的影响。[方法]以松嫩平原农田和杨树防护林为研究对象,在松嫩平原设置杜蒙、富裕、兰陵、明水、肇东和肇州6个采样点,选取72对农田(对照)和防护林的配对样地,测定0~20 cm土壤比重、容重和孔隙度。[结果]杨树防护林营建后,富裕、明水和肇东的土壤容重显著低于农田(P0.05),富裕和明水的土壤孔隙度显著高于农田(P0.05);综合数据分析,防护林土壤容重下降了3.50%,土壤孔隙度增加了5.40%。[结论]松嫩平原农田防护林的建设可以改善土壤的物理性质,是一种局部土壤改良的可行方法。