基于修正的Gash模型模拟小兴安岭原始红松林降雨截留过程

原始红松林是我国小兴安岭地区的顶级植物群落,理解它的降雨截留过程,对区域生态、水文环境具有重要意义.采用定位研究法,于2010-2011年21场降雨数据对原始红松林的降雨截留和分配效应进行系统研究,并结合当地的气象和林分资料,利用修正的Gash模型对小兴安岭原始红松林进行林冠截留模拟.该模型对穿透雨、树干茎流、截留量的模拟值分别为:370.91、16.14、130.07 mm.穿透雨模拟值比实测值低2.28 mm,相对误差1.75％,树干茎流模拟值高于实测值8.12 mm,相对误差50.3％,林冠截留量模拟值比实测值低2.35 mm,相对误差为1.81％.穿透雨和林冠截留量的模拟值和实测值有较好的一致性,树干茎流的模拟值和实测值相差较大.综合结果表明:修正的Gash模型对小兴安岭地区原始红松林降雨截留拟合具有很好的适用性.     

小兴安岭主要森林类型对降雪、积雪和融雪过程的影响

选择小兴安岭林区5种主要森林类型,对其降雪、积雪和融雪等雪水文过程进行系统研究。结果表明:1）森林对降雪的截留作用主要受郁闭度和树种组成的影响,云冷杉红松林对降雪的截留作用最大,降雪截留率为39.7%,约为次生白桦林的5倍,人工落叶松的25倍。2）不同森林类型之间的截雪量大小与降雪强度有关,且在同一种森林类型的不同降雪强度中,其截留率差异也不同。3）云冷杉红松林内积雪厚度最小,3月中旬达最大值32 cm,较次生白桦林和落叶松人工林内的积雪厚度减少了约12 cm。4）不同林型内积雪融化速度有较大差异,各红松林内积雪厚度从4月中旬后平均每天减少约0.5 cm,而次生白桦林和落叶松人工林内积雪厚度平均每天减少约1.3 cm,融雪速率相对较快,易产生融雪性洪峰。因此,在东北地区实行栽针保阔,逐步改造天然次生林,使之过渡到针阔混交林,能有效地延长林内融雪时间,从而发挥森林融雪的水文效益。      

凉水自然保护区猴腿蹄盖蕨分布特征及其可持续利用

以凉水自然保护区内猴腿蹄盖蕨为研究对象,通过研究其分布规律及地上生物量特点,为猴腿蹄盖蕨资源的可持续利用提出了合理化建议。研究结果如下:1)保护区内猴腿蹄盖蕨的高度、密度和单位面积地上生物量随着海拔的升高而降低;2)不同森林类型单位面积猴腿蹄盖蕨的地上生物量差异很大,其排序为:谷地云冷杉林＞河岸杂木林＞人工林＞枫桦红松林＞椴树红松林＞鱼鳞云杉红松林＞谷地落叶松林＞云冷杉红松林＞谷地白桦林＞山地山杨林＞柞树红松林;3)猴腿蹄盖蕨在不同森林类型中地上部分的干物质量也各不相同,其中谷地云冷杉林(4961 hm2)最高（226 420.1 kg）,柞树红松林(10.0 hm2)最低（0）,排序为:谷地云冷杉林＞枫桦红松林＞椴树红松林＞河岸杂木林＞人工林＞云冷杉红松林＞鱼鳞云杉红松林＞山地山杨林＞谷地白桦林＞谷地落叶松林＞柞树红松林;4)在保护阔叶红松林生态系统的前提下,建议选择谷地云冷杉林、谷地落叶松林、河岸杂木林、谷地白桦林和人工林为猴腿蹄盖蕨资源开发利用的区域。      

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。     

不同类型原始红松林对降雨水化学特征的影响

针对小兴安岭林区不同类型原始红松林对降雨水化学特性影响进行研究。结果表明:穿透雨中K+、Mg2+含量在红松人工林中最高,年均含量分别为6.803,1.352mg/L;Ca2+、Na+、Cl-含量在枫桦红松林中最高,分别为12.200,2.513,3.436mg/L;Fe、Mn、SO24-、NH4+含量在椴树红松林中最高,分别为0.036,0.011,3.598,0.483mg/L。树干茎流中K+、Na+、Mn、SO24-、Cl-和NH4+平均含量在枫桦红松林最高,分别达9.138,6.180,0.338,9.861,7.209,2.181mg/L;Ca2+、Mg2+、Fe含量在椴树红松林中最高,年均含量分别为17.860,3.320,0.131mg/L。各红松林型穿透雨中K+、SO24-、Cl-含量在秋季达最高值,Na+、Ca2+、NH4+含量在春季达最高值,Mn、Mg2+、NH4+含量在夏季达最低值。树干茎流中K+、Na+、Mg2+、Mn、SO24-、Cl-含量均表现出明显的春季含量高、夏秋季含量低的趋势,其中Na+、Mg2+、Mn、SO24-夏季含量与秋季含量差异较小(P>0.05)。不同元素大气降雨、穿透雨、树干茎流三者间关系不同。Mg2+、Fe、Mn、SO24-含量呈现树干茎流>穿透雨>大气降雨的趋势。各林冠对Ca2+春季产生淋溶作用,夏季产生吸附作用,秋季枫桦红松林和椴树红松林表现为吸附作用,云冷杉红松林和人工红松林为淋溶作用。各林型穿透雨中NH4+含量均低于大气降雨,树干茎流中NH4+含量均高于大气降雨,其中3种原始红松林树干茎流中NH4+含量明显高于红松人工林。春季除椴树红松林外,其他林型对Na+产生吸附作用。