呼中林区森林景观的历史变域模拟及评价

在大兴安岭地区呼中区,将物种的年龄和分布信息进行随机化处理后,应用空间直观景观模型LANDIS对森林景观进行长时间(2500a)模拟,取物种演替稳定时间段作为模拟历史变域的数据来源。分别在景观水平和年龄类型水平上利用景观指数空间分析、主成分分析和核密度估计方法分析景观格局历史变域的模拟结果,并在二维空间坐标内,将研究区1990年、2000年森林景观特征与之比较。结果表明,各树种面积比例在模拟900a后都达到稳定状态,可作为无干扰条件下森林景观特征的历史变域;由于长期采伐,研究区1990年景观的斑块面积和破碎化程度都偏离了该历史变域,其中,过熟林偏离最明显,其斑块面积远小于历史变域,破碎化程度非常严重;虽然1990年后的采伐管理方案比之前的更为合理,但2000年的森林景观仍旧继续偏离历史变域。     

不同土地利用方式对土壤有机碳、氮含量的影响

土壤有机C、N的定量动态变化是评价不同土地利用方式对土壤质量影响的重要内容。本文比较了研究地区种植黑麦草(Lolium multiflorum Lam．)、百喜草(Paspalum notatum Flugge．)、桔树(Citrus reticulata Blanco．)和马尾松(Pinus Massoniana Lamb．)的四种土地利用方式对植物生物量和土壤有机C、N多年变化的影响。试验初期，四种土地利用方式的植物生物量几乎处于同一水平。经过10年长期试验后，黑麦草和百喜草的累计生物量分别是桔树的3．68和3．75倍，马尾松的2．06和2．14倍。地下部生物量的差异更为明显，黑麦草和百喜草两种草类地下部累计生物量都较桔树和马尾松高10倍之多。这表明草类较之乔木更有利于提高土壤有机C、N的含量。土壤有机C、N的含量变化主要发生在0．40cm土层。统计计算表明，10年期问，种植黑麦草和百喜草可使土壤有机C、N贮量每公顷分别约增加1．5吨和0．2吨，而种植桔树使土壤有机C、N贮量每公顷分别约减少1．2吨和0．02吨，种植马尾松使土壤有机C、N贮量每公顷分别约减少0．4吨和0．04吨。表4参10。     

1961-2005年东北地区气温和降水变化趋势

利用东北地区96个气象站1961-2005年的日平均气温和日降水量资料,采用线性倾向率法,累积距平法,Mann-Kendall法和Morlet小波分析等方法,对东北地区近45年来的气候变化和突变现象进行了研究.结果表明:近45年来,东北地区年平均气温变化在2.45-5.72℃之间,年均温呈现显著上升趋势,气候倾向率为0.38 ℃/10 a(P＜0.01),1988-1989年间发生了由低温到高温的突变;东北地区四季平均气温均呈现增高的趋势,其中冬季气温增幅最大,气候倾向率达到0.53℃/10 a,夏季气温增幅最小,0.24 ℃/10 a.东北地区年均温和季节均温年代际变化亦呈现明显的增暖趋势,年均温,春季均温和冬季均温均在1981-1990年开始变暖,夏季均温和秋季均温在1991-2000年开始变暖.东北地区气温增暖幅度随纬度的升高而增大,大兴安岭北部和小兴安岭地区是增温最明显的地区,增暖幅度较小的地区为辽河平原,辽东半岛和长白山南部地区.东北地区年降水量变化在430.40-678.72 mm之间,降水量变化趋势不明显,整体呈现减少趋势,气候倾向率为-5.71 mm/10 a(P＞0.05),1981-1990年为降水最多的年代,1982-1983年间发生了降水量由少到多的突变.四季降水量变化呈现不同的趋势,其中春季和冬季降水量呈现增多的趋势,夏季和秋季降水量呈现减少的趋势.降水量减少较明显的地区为辽东半岛和长白山南段,降水量增多较明显的地区为大兴安岭北部和松嫩平原.Morlet小波分析结果表明,东北地区年平均气温存在11a的强显著周期,此外还有24 a和6a尺度的变化周期;东北地区年降水量存在16a的强显著周期和6 a的小尺度变化周期.通过以上分析,近45 a东北地区总体气候呈现明显暖干化趋势.     

气候变化对东北沼泽湿地潜在分布的影响

东北地区是我国沼泽湿地分布最广泛的地区。为研究沼泽湿地对气候变化的响应,选取了对沼泽湿地分布可能存在影响的26个环境因子,利用最大熵(Maximum Entropy, MaxEnt)模型模拟了沼泽湿地基准气候条件下的潜在分布,并预测了气候变化情景下2011-2040 年、2041-2070 年和2071-2100 年3个研究阶段东北沼泽湿地潜在分布。研究结果表明:最大熵模型预测精度较高(平均AUC(Aera Under Curve)为(0.826±0.005))。基准气候条件下东北沼泽潜在分布区主要为大小兴安岭和三江平原地区。随着时间的推进,东北地区沼泽湿地原有潜在分布面积明显减少,而新增潜在分布面积较少,总面积呈现急剧减少趋势。至2071-2100年,原有沼泽湿地潜在分布面积将减少99.80%,新增潜在分布面积仅2.48%,总潜在分布面积减少97.32%。空间分布上,东北沼泽湿地潜在分布呈现由东向西迁移,南北向中心收缩的趋势。研究结果可为东北地区沼泽湿地保护政策的制定提供参考。     

长白山典型林区主要河流两岸森林资源变化研究

本文对两期遥感图像进行解译，并在GIS支持下提取露水河林业局主要河流两岸各缓冲区森林资源信息，经分析得到各类地物在1985年及1999年的变化趋势。结果表明：在河流沿岸对森林的采伐强度1999年较1985年明显减小，整体生态环境较1985年有所改善。在缓冲区1，2，3除中龄针叶林大幅度增加外，其它地物类型面积均减少，由此可以看出，在这三个缓冲区内针叶林得到了较好的恢复。在缓冲区4内，中龄针叶林、成熟针叶林、成熟阔叶林形成一个林龄梯队，有利于森林生态系统的稳定与功能的发挥，十五年间缓冲区4受到的干扰相对较小。湿地数量在四个缓冲区内均有所减少，虽然在缓冲区4内森林生态系统恢复的较好，但湿地面积仍有所减少，说明保护及恢复湿地资源是一件非常艰巨的任务，必须引起高度重视。图5表2参12。     

长白山典型林区森林资源变化及目前质量分析

利用研究区1985年和1999年两期遥感数据,将两期图像的矢量化图像中变动幅度较大的主要类别进行叠加,通过图像单元统计及图像叠加分析,得知各类地物在十五年间的变化情况及相应类别变化的量化归属。研究表明,十五年间采伐迹地、人工幼林变化剧烈,人类活动是造成研究区地物剧烈变化的最主要原因。选择研究区中二个干扰与经营状况不同的林场进行重点剖析,结果表明经营强度及方式的不同,对森林资源质量有较大的影响。东升林场采伐利用强度相对较小,目前仍保存有面积约占该林场1/3左右的地带性植被,过熟林面积比例较高,成熟针叶林单位面积蓄积量高达536.27m3hm-2,与长白山自然保护区的阔叶红松林单位面积蓄积量大体相当;西林河林场因采伐强度较大,目前林分多为原始林被破坏后形成的次生林,成过熟林比例相对较低,单位面积蓄积量也较小。二个林场森林状况以及营林措施方面具有一定代表性,其森林演替具有天然、人为干预两个方面的性质,作为重点剖析对象对研究区未来森林资源经营具有一定的指导意义。本文还就研究中发现的问题进行了剖析,并对当地的营林策略提出了可行性建议。图6表4参13。