试验林火干扰下兴安落叶松林土壤有效磷的时空变化

目的研究3种强度火干扰下兴安落叶松林土壤有效磷时间与空间的变化规律及其形成机制,旨在更好地认识火烧迹地恢复初期土壤有效磷营养生境特征,为火干扰森林生态系统恢复提供矿质营养方面的参考。方法以大兴安岭北部寒温带兴安落叶松林土壤有效磷为研究对象,采用网格法布设固定样地、土钻法采集土壤样品、硫酸-盐酸浸提法测定土壤有效磷含量,连续定点观测秋季林火点烧试验前后土壤有效磷含量的时空动态。结果林火干扰后:(1)轻度火烧区土壤有效磷含量未立即发生显著变化而后逐渐升高;中、重度火烧区土壤有效磷含量立即升高而后持续增强;(2)火烧强度空间格局与土壤有效磷含量空间格局在火烧后各时段均极显著相关,而与土壤有效磷含量变化率的相关性仅表现在火烧后即时阶段,在融雪季、雨季/生长季消失。结论大兴安岭北部兴安落叶松林火烧迹地改造和生态恢复初期,土壤有效磷含量升高有利于林地植被恢复。      

林火对大兴安岭偃松—兴安落叶松林土壤养分的影响

大兴安岭是我国林火高发区,林火对森林土壤的化学性质有着直接或间接的影响。为探明林火与土壤pH值和土壤养分的关系,本文以我国大兴安岭呼中林业局偃松-兴安落叶松林火烧迹地为研究对象,采用双因素方差分析法研究了不同火烧时间、不同火烧强度对土壤pH值和土壤养分的影响。结果表明:火烧时间相同,土壤pH值随火烧强度的增强而增大。火烧强度相同,火烧后时间越长,土壤pH值越小,但火烧迹地的土壤pH值大于未火烧的对照组;在相同火烧强度条件下,不同火烧时间(1996、2010年和未火烧)偃松-兴安落叶松林迹地的土壤养分含量不同,但未达到显著水平(P0.05);火烧时间相同,不同火烧强度条件下偃松-兴安落叶松林的土壤有机质和全氮含量存在差异(P0.05)。土壤有机质含量在轻度、中度和重度火烧条件下彼此间差异显著(P0.05),并且中度、重度火烧与未火烧之间差异显著(P0.05);未火烧、轻度火烧的土壤全N含量分别与中度、重度火烧相比差异显著(P0.05)。不同火烧时间和火烧强度下土壤pH值、全磷、全钾含量和C/N值差异不显著(P0.05)。火烧后5年(2010年火干扰)、19年(1996年火干扰)后,偃松-兴安落叶松林并未恢复至火烧前生长水平。本研究旨在找到不同火烧时间和火烧强度下土壤pH值和土壤养分的变化规律,为火烧后大兴安岭偃松-兴安落叶松林生态系统的快速有效恢复提供理论依据。      

大兴安岭北部试验林火干扰下土壤密度的时空变化

目的研究不同强度火干扰下寒温带针叶林土壤密度的时空变化格局及其形成机制, 旨在更好地认识火干扰后森林土壤密度的时空动态规律, 为火烧迹地改造和生态恢复提供参考。方法在大兴安岭北部寒温带杜香-杜鹃-落叶松林地内, 进行严密监控下的秋季林火点烧试验。采用网格法布设固定样地, 在火烧前后连续定点观测土壤密度的时空动态。结果林火干扰后:(1)各时段重度火烧区土壤密度较轻、中度火烧区高5%~10%, 且差异达极显著水平。(2)时间序列上土壤密度的变化模式因火烧强度而异, 其中轻度火烧区土壤密度因火烧立即下降而后逐渐升高, 中度火烧区土壤密度未因火烧立即产生实质性变化而后持续升高, 重度火烧区(及3个火烧强度区综合分析)表现为火烧后土壤密度立即升高并持续增强。(3)土壤密度(或土壤密度变化)空间格局与火烧强度空间格局极显著正相关, 火烧强度的作用效果在火烧后立即显现, 其相关程度在融雪季、雨季/生长季进一步加深。结论兴安落叶松林火烧迹地恢复初期, 因火烧强度差异导致的土壤密度变化方向的初始差异在雨季/生长季消失(均表现为升高), 中、重度火烧区土壤密度显著升高。      

大兴安岭北部兴安落叶松林雪水文特征

目的研究大兴安岭北部地区兴安落叶松林雪水文特征,为今后积雪蒸发测定和区域水资源调控提供更为科学的数据支撑和理论基础。方法对观测期内16场降雪的大气降雪量以及对林内积雪深度、积雪密度以及雪水当量进行了周期性观测与统计分析。结果(1) 随着降雪级别的减少,兴安落叶松林的截留率呈现逐渐增加的趋势,分别为6.50%(暴雪)、9.04%(大雪)、9.8%(中雪)、15.7%(小雪)。可见,兴安落叶松林降雪截留最大截留率出现在小雪,暴雪时截留率则最小。(2)兴安落叶松林内积雪深度和林外相比差异不大,其中落叶松林林内积雪深度最深为68.6cm,林外空地积雪深度最深为74.8cm。(3)林内和林外的积雪密度在观测初期会随降雪的输入而降低,无降雪期有相应升高。融雪期随着气温的升高,雪密度减少速度会加快。在4月24—29日达到最大值,减少量分别为0.07和0.11g/cm3。(4)雪水当量速率减少量在4月24—29日达到最大值,分别为30.2和46.4mm。结论和林外空地相比,兴安落叶松林对积雪深度、积雪密度及雪水当量影响不大,说明兴安落叶松林在雪水文过程中对积雪特征影响尽管存在,但并不明显。该区雪蒸发日变化呈单峰曲线变化规律,积雪期的日蒸发量和蒸发速率均值分别为0.04mm和0.2×10-3mm/h,日蒸发量波动幅度在0.02~0.14mm之间,在融雪期间,日蒸发量和蒸发速率的均值分别为0.38mm和1.51×10-3mm/h,采用灰色关联度对各因子进行分析,得出净辐射是影响兴安落叶松林内积雪蒸发的主要因素。      

大兴安岭北部不同类型兴安落叶松林土壤呼吸及其组分特征

目的研究大兴安岭地区兴安落叶松林土壤呼吸及其组分的特征以及与土壤温度、湿度两个影响因子之间的关系,为进一步阐明我国寒温带地区碳释放及其对地区气候的影响提供科学依据。方法使用LI-6400对大兴安岭北部5种主要类型兴安落叶松林(落叶松纯林、兴安杜鹃-落叶松林、杜香-落叶松林、白桦-落叶松林和樟子松-落叶松林)的土壤呼吸、呼吸组分及其影响因子进行测定分析。结果5种类型兴安落叶松林土壤总呼吸(R_S)、异养呼吸(R_h)和根呼吸(R_r)都具有明显的单峰曲线季节动态,且峰值均出现在8月;平均R_S波动在4.71~7.41 μmol/(m2·s)之间,大小依次为樟子松-落叶松林>杜香-落叶松林>白桦-落叶松林>落叶松纯林>兴安杜鹃-落叶松林,且不同类型兴安落叶松林土壤呼吸存在显著差异(P＜0.05);不同类型兴安落叶松林R_h和R_r也存在显著差异(P＜0.05),平均R_h表现为樟子松-落叶松林(5.56 μmol/(m2·s))>落叶松纯林(4.64 μmol/(m2·s))>白桦-落叶松林(4.55 μmol/(m2·s))>杜香-落叶松林(4.27 μmol/(m2·s))>兴安杜鹃-落叶松林(3.80 μmol/(m2·s));平均R_r表现为杜香-落叶松林(3.15 μmol/(m2·s))>樟子松-落叶松林(2.98 μmol/(m2·s))>白桦-落叶松林(2.76 μmol/(m2·s))>兴安杜鹃-落叶松林(2.30 μmol/(m2·s))>落叶松纯林(1.97 μmol/(m2·s))。异氧呼吸对土壤呼吸的贡献最大,占61.84%~71.76%,在异养呼吸中,以矿质土壤呼吸(R_m)为主,占土壤总呼吸的46.28%~58.18%,凋落物呼吸(R_l)的贡献只有8.34%~15.57%;R_r的土壤呼吸的贡献率为28.24%~38.16%。R_S与土壤10 cm温度(T₁₀)呈显著正相关指数关系,T₁₀可以解释土壤季节性变化的43.6%~57.0%;但R_S与土壤10 cm湿度(W₁₀)的相关性因林型而异。结论不同类型兴安落叶松林土壤呼吸及其组分之间差异显著;温度是土壤呼吸的主要影响因子,而湿度对土壤呼吸的影响较小。      

林火对大兴安岭典型植被土壤理化性质的影响

以大兴安岭地区西部呼中国家级自然保护区2008年受火烧干扰的林分为研究对象,对2个典型林型落叶松林和白桦林不同火烧强度的土壤理化性质进行了分析。结果表明:2个林型在不同火烧强度的作用下,其土壤含水率、土壤密度、pH值、有机质及营养元素质量分数等理化性质表现出显著的差异性。     

模拟增温对大兴安岭兴安落叶松林土壤CO2通量的影响

采用开顶增温室(OTC)对大兴安岭兴安落叶松林进行模拟增温,研究气温升高对土壤呼吸季节变化、月变化、昼夜变化规律的影响,同时通过同步测定环境因子的变化,分析增温导致土壤呼吸变化的机理。结果表明：增温处理的大气温度年均增温1.2℃,大气湿度降低2.5%,土壤5 cm增温0.5℃,土壤10 cm增温1.1℃,土壤20 cm温度下降0.08℃,土壤各层湿度分别下降2.9%、4.9%、8.8%。增温及各土层土壤温度月均值呈单峰值趋势,7、8月达到温度峰值,生长季土壤湿度也呈现逐渐升高趋势,增温使土壤湿度减少。土壤温度与土壤呼吸呈显著相关关系,土壤湿度和土壤呼吸呈负相关关系,相关性不显著;生长季增温样地CO₂通量变化的范围在(45.9±12.8～476.8±158.2)mg·m^-2·h^-1,对照样地CO₂通量变化的范围在(27.3±12.2～356.3±131.1)mg·m^-2·h^-1。增温处理使生长季期间土壤呼吸速率平均提高5.76 mg·m^-2     

兴安落叶松林土壤微生物分布

本研究利用选择性培养基,研究了原始林中的草类-落叶松林(HLV)、柴桦-落叶松林(BLV),被干扰林中的皆伐-落叶松林(CL)、渐伐-落叶松林(SL)的土壤微生物的数量和种群组成。结果表明:土壤微生物随季节的变化是7月大于5月9、月,微生物的垂直变化是随着土层深度的增加,微生物数量呈递减趋势。从原始林与干扰林中共分离到细菌18属,优势菌属为短杆菌属(Brevibacterium)、芽孢杆菌属(Bacillus)、棒杆菌属(Corynebacterium)、微球菌属(Micrococcus);放线菌8属,优势属为链霉菌属(Streptomyces)、诺卡氏菌属(Nocardia);真菌18属,优势菌属为青霉属(Penicillium)和头孢属(Cephalosporium)。     

兴安落叶松林土壤真菌的群落结构及物种多样性

利用选择性培养基,研究了杜香-兴安落叶松林(LLV)、草类-兴安落叶松林(HLV)、柴桦-兴安落叶松林(BLV)、皆伐-兴安落叶松林(CL)、渐伐-兴安落叶松林(SL)、火烧地(LFB)6个样地土壤真菌的数量、群落组成及多样性。结果表明,不同样地土壤真菌为CL(30.51×104cfu.g-1)>HLV(29.08×104cfu.g-1)>BLV(28.60×104cfu.g-1)>LLV(26.04×104cfu.g-1)>LFB(17.87×104cfu.g-1)>SL(13.39×104cfu.g-1),随着土层深度的增加,真菌数量呈递减趋势;从兴安落叶松林土壤中共分离到真菌19属,优势菌属为青霉属(Penicillium)、曲霉属(Aspergil-lus)、头孢属(Cephalosporium)、毛霉属(Mucor);兴安落叶松林土壤真菌的多样性指数(H)与优势度指数(D)随样地不同而发生变化,以皆伐-兴安落叶松林最大,渐伐-兴安落叶松林最小。     

兴安落叶松林土壤物理化学性质的研究

为了探讨兴安落叶松林的生产机理,文章以大兴安岭地区现有不同森林类型为研究对象,应用土壤农化分析的常规方法对各林分类型的土壤水分、pH、有机质、全N、全P、全K、速效N、速效P、速效K含量进行测定并比较分析,土壤pH除溪旁兴安落叶松林pH在中性范围,其它显酸性;土壤水分随着土层厚度的增加表现出下降趋势,不同森林类型不同层次土壤水分性质存在明显差异;不同林分类型下的土壤肥力存在较大差异:同一林型的表层土壤因土层深度的增加各养分指标均有明显的差异,其它兴安落叶松林土壤肥力达到中上等养分水平。     

大兴安岭北部地区林火对土壤化学性质的影响

以大兴安岭北部塔河林业局地区的火烧迹地为研究对象,对不同过火方式和火烧强度的土壤化学性质进行分析,结果表明:火烧可以提高土壤中部分养分的含量,并且对于经过地表火火烧的土壤养分来说,多数表现为经过中度火烧的土壤各养分含量较其它火烧强度的土壤要高.合理的火烧方式和强度对提高土壤肥力有着极为重要的作用.     

不同干扰方式下兴安落叶松林小气候特征研究

采用小气候定点观测方法,从大气温度、大气相对湿度、表层土壤温度、风速等气象因子方面对兴安落叶松原始林、抚育间伐更新林、渐伐更新林、皆伐更新林和无林地等5种不同干扰方式下的兴安落叶松林进行对比分析。结果说明不同干扰方式下的兴安落叶松林小气候特征有区别,大气温度、表层土壤温度、风速气象因子方面原始林、抚育间伐更新林、渐伐更新林、皆伐更新林、无林地数值依次递减,而大气相对湿度则相反。     

兴安落叶松林林分健康评价研究——以杜香兴安落叶松林为例

以内蒙古大兴安岭西北坡杜香兴安落叶松林为例探索兴安落叶松林健康评价。在野外调查的基础上,运用主成分分析法提取指标、确定权重、构建评价模型,并用聚类分析法将杜香兴安落叶松林健康等级分为4级,对研究区内原始林、渐伐林、皆伐林3种类型的杜香兴安落叶松林进行了健康评价研究。结果显示:林分生产力、土壤养分、林分结构、抵抗力与恢复力4个方面的22个指标,能够初步构建兴安落叶松林林分尺度的健康评价指标体系。评价结果表明,原始林健康水平最高,为Ⅰ级健康;渐伐林次之,为Ⅱ级亚健康;皆伐林最差,其中,1/3的林分为Ⅲ级一般健康、2/3的林分为Ⅳ级不健康。     

大兴安岭塔河兴安落叶松天然林生长的研究

１９８６年－１９９３年，采用固定标准地法，调查研究了大兴安岭塔河地区安落叶松天然林的生长。结果表明：幼，中龄兴安落叶松天然林材积定期平均生长量分别是５．６８，３．７５ｍ＾３／（ｈｍ＾２．ａ）；成熟林的生长量约１．５９ｍ＾３／（ｈｍ＾２．ａ）。草类－落叶松林的生长量平均值最大（包括溪旁－落叶松林），４０年生左右林分的材积定期平均生长量是５．３６ｍ＾３／（ｈｍ＾２．ａ），以下依次为杜鹃－落叶松林，杜香     

火干扰对兴安落叶松林土壤轻组有机碳的影响

该研究基于土壤轻组有机碳在土壤碳循环中的重要作用,以大兴安岭林区兴安落叶松林土壤为研究对象,分析了火干扰后不同年份高强度火烧对土壤轻组有机碳的影响。用比重分离法对兴安落叶松林火干扰后3年（2008年）、火干扰5年（2006年）和火干扰后9年（2002年）样地及各对照样地的土壤样品进行测定。结果表明：不同年限火干扰后土壤轻组有机碳存在显著差异（P〈0．05）：火干扰后3年土壤轻组有机碳增加11．99％,而火干扰后5年土壤轻组有机碳含量减少了8．77％,火干扰后9年土壤轻组有机碳含量减少了6．27％,减少程度随着时间的推移有所下降。研究结果表明,土壤轻组有机碳与土壤含水率并无显著性关系;火干扰后3年和5年样地轻组有机碳与pH值呈显著性负相关,火干扰后轻组有机碳与土壤温度具有显著性负相关（P〈0．05）。火干扰后短期内土壤轻组有机碳表现出更加明显的季节动态性。该研究为进一步了解火干扰对北方森林土壤碳循环、碳平衡的影响机理以及火干扰后森林生态系统的碳效应提供基础数据。     

寒温带兴安落叶松林不同林型土壤微生物群落特征

为了研究不同林型兴安落叶松林土壤微生物生物量和群落结构特征,探讨土壤微生物生物量、群落结构的分布规律以及影响因子,选择了4个典型兴安落叶松林,即藓类兴安落叶松林、杜香兴安落叶松林、草类兴安落叶松林和杜鹃兴安落叶松林,采用磷脂脂肪酸生物标记法分析4个林型的土壤微生物量和群落组成。结果表明:4个林型中共检测出10种类型51种不完全分布的磷脂脂肪酸(PLFAs)生物标记,微生物量由多到少的排序为细菌、真菌、放线菌。4个林型中微生物总生物量、细菌生物量是藓类兴安落叶松林最高,草类兴安落叶松林最低;真菌生物量为杜香兴安落叶松林最高,草类兴安落叶松林最低;放线菌生物量为杜鹃兴安落叶松林最高,草类兴安落叶松林最低。冗余分析显示,土壤含水率对细菌影响最大,全钾、速效钾质量分数对真菌影响最大,土壤有机碳和碱解氮质量分数对放线菌影响最大。从而表明,寒温带兴安落叶松林不同林型的土壤微生物生物量和群落存在差异,土壤微生物群落与土壤性质之间具有相关性。     

大兴安岭兴安落叶松林土壤酶活性研究

研究了内蒙古大兴安岭杜香-兴安落叶松林(LLV)、草类-兴安落叶松林(HLV)、柴桦-兴安落叶松林(BLV)土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶活性季节动态和垂直变化规律.3种林型下土壤酶活性具有明显的季节变化特点,其动态趋势是酶活性先增加后降低,以7月达最大值,即7月酶活性＞5月、9月酶活性.土壤蔗糖酶活性5月在LLV、BLV与HLV样地间差异性显著,7月LLV与HLV样地间差异性显著(P＜0.05).5种土壤酶活性垂直变化规律是随着土层深度的增加,酶活性逐渐降低,表现为0cm-10cm层＞10cm-20cm层＞20cm-30cm层.     

大兴安岭兴安落叶松林土壤CO2、CH4的昼夜变化特征

以大兴安岭主要建群树种兴安落叶松林为研究对象,利用LGR全自动多通道长期土壤通量测量系统(动态气室法)于2019年3月—2020年3月四季中各选取晴朗的两天对兴安落叶松林土壤二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)进行连续原位观测.结果表明:兴安落叶松林土壤CO2、CH4在四季具有相同的昼夜变化特征.土壤CO2昼夜变化呈现白天高夜间低的单峰型变化特征,土壤CH4昼夜变化呈现白天低夜间高的变化特征,同时,10 cm深度土壤温度为土壤CO2昼夜变化的主导因素,10 cm深度土壤温度、水汽摩尔分数均不是影响土壤CH4昼夜变化的主导因素.在2019年3月—2020年3月期间,土壤CO2表现为释放源,土壤CH4表现为吸收汇.     

不同林龄兴安落叶松林土壤总有机碳与理化性质的关系

[目的]探讨不同林龄兴安落叶松林土壤总有机碳特征及其与理化指标的关系.[方法]在兴安落叶松林内,依据林龄不同(幼龄、中龄、近熟、成过熟)设置样地,分别采集0～10,10～20,20～40和40～60 cm土层的土样,测定不同林龄各土层土壤含水量、体积质量、pH及总有机碳、有机磷、总磷、无机磷、NH+-N、速效钾、有效磷...