兴安落叶松林生产力影响因子综合评判

本文运用层次分析法对定性因子进行量化处理，建立了较为理想的落叶松林生产力回归模型。研究结果表明：平均胸径和树种组成是影响落叶松林生产力较为重要的因子，而林型在人为干扰的条件下对落叶松林生产力的影响已被削弱。     

环境因子对兴安落叶松林生态系统CO2通量的影响

采用涡度相关技术,研究了主要环境因子与兴安落叶松林生态系统CO2通量的关系。结果表明: 1)生长季,CO2通量表现出较显著的日变化特征,白天为碳吸收阶段, 12:30—13:30 CO2通量吸收出现峰值,而夜间为碳排放阶段,昼夜CO2通量变化幅度在-1.09~0.11mg/(m2·s)之间,生态系统整体表现出较强的碳汇特征;非生长季,昼夜CO2通量变化幅度在0~0.3mg/(m2·s)之间,生态系统整体表现为碳源。2)生长季光合有效辐射(PAR)与CO2通量呈对数相关(R2=0.4861),随PAR增强,生态系统碳汇能力增大,PAR是CO2通量的直接影响因子;非生长季CO2通量与PAR相关性不显著。3)在生长季,兴安落叶松林CO2通量与气温(ta)有很好的相关性,决定系数R2为0.6272,CO2通量随ta的升高而降低,ta是兴安落叶松林生态系统CO2通量的主要限制因子;非生长季的12月至次年2月份,气温的变化对CO2通量无显著作用。4)土壤温度(ts)和含水率(RH)对CO2通量的影响,主要体现在生态系统呼吸(Re)上,兴安落叶松林生态系统的土壤含水率在62%~87%之间,土壤含水率达到67%以上时,CO2通量基本上不受土壤水分大小的影响。在水分不成为CO2通量限制因子的情况下,土壤温度对兴安落叶松林生态系统CO2通量影响起主要作用,研究表明:土壤温度与CO2通量呈指数相关(生长季R2=0.2826,非生长季R2=0.2223);即在适当的温度范围内,土壤温度的升高会加速植物和微生物的代谢,从而增强森林生态系统的呼吸作用,促进CO2排放。      

兴安落叶松林径级分布格局及其关联性

基于大兴安岭1.05 hm2兴安落叶松原始林样地调查数据,采用点格局分析法的O-ring统计,分析兴安落叶松原始林不同径阶的空间分布格局及其空间关联性,探讨形成原因及动态变化趋势。结果表明:林分主要由兴安落叶松(Larix gmelini)和白桦(Betula platyphylla)组成,伴生少量山杨(Populus davidiana),林分整体及3个树种的直径结构呈倒"J"型分布,属增长型种群。林分空间分布格局随空间尺度和林木径级的增大从聚集分布转为随机分布。兴安落叶松和白桦间的空间关联性为负相关;小径级和大径级林木的种内关联性呈负相关,而中径级与小径级、大径级之间主要表现为不相关。     

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)。     

不同土壤水分条件下杨树人工林水分利用效率对环境因子的响应

运用涡度相关(Eddy covariance,EC)开路系统和微气象观测系统,于2007年对位于北京市大兴区永定河沙地杨树(Populus euramertcana)人工林与大气间碳、水和能量交换进行了连续测定.通过分析总生态系统生产力(GEP)、蒸发散(ET)以及水分利用效率(WUE=GEP/ET)随相对土壤含水量(REW)的变化趋势,探讨杨树人工林不同土壤水分条件下水分利用效率对气象因子以及下垫面因素的响应,为杨树人工林经营管理提供理论依据.研究结果表明:当REW＜0.1时,GEP和ET受到严重水分胁迫的影响维持在较低水平,环境因子对GEP、ET和WUE的影响较小;当0.1＜REW＜0.4时,GEP和ET随着土壤体积含水量(VWC)的增加而增大,WUE随VWC的增大而减小;REW＞0.4时,气象因子是影响碳固定和水分损耗的主要原因,由于ET对气象因子变化的响应较GEP更为敏感,因此,WUE随空气饱和水汽压差(VPD)的增大而减小.沙地土壤保水能力较差,不能保证土壤水分被植物有效利用,因此当VWC处于5.2%-8.8％(0.1＜REW＜0.4)范围时,碳固定与水分消耗达到最高效率.研究表明杨树人工林WUE随降水变化而变化,未来气候变化和变异有可能影响杨树林耗水和生产力之间的关系.     

大兴安岭地区兴安落叶松林的根系呼吸

兴安落叶松是欧亚大陆北方针叶林的重要组成部分,同时也是寒温带针叶林的主要群种,该树种具有生长周期短、速度快、蓄积量多等优点,而我国的兴安落叶林则主要分布在东北地区.文章简要介绍了兴安落叶松林的重要作用,并对兴安落叶松的根系呼吸作用对生态环境的影响进行了分析.     

天然兴安落叶松林年龄结构的分析

本文利用天然兴安落叶松林分7块标准地资料,对林分年龄结构进行了分析。结果表明:林木年龄与林木直径之间存在着A=α+βlog(D)关系,林木年龄与林木树高之间存在着A=α+β(H)关系。另外,在本文中,利用林分年龄结构特征,把天然兴安落叶松林划分为三个类型,并提出了确定林分年龄的方法。     

环境因子对水稻叶片水分利用效率的影响

在水稻不同生育期测定了不同环境因子控制下的水稻叶片光合速率、蒸腾速率,并计算出其叶片水分利用效率,分析了CO2浓度、高温、光强、土壤水分等环境因子变化对水稻叶片水分利用效率的影响,结果表明:水稻LWUE随CO2浓度增加呈极显著的二次曲线变化,CO2浓度增加有利于水稻LWUE的提高。当光强高于1 000μmol/(m2·s)时,随着光强的增强,两优培九的LWUE降低幅度比南粳44大。2个水稻品种LWUE各时期日变化规律较为相似,曲线总体呈"L"形。适当的土壤水分亏缺有利于提高水稻LWUE。     

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.     

黑河林区兴安落叶松林生物量研究

以黑河沾河林业局的7种典型兴安落叶松林为研究对象,共选择21块样地,采用野外样方调查法和样本采集称重法,数据均用平均值对照法和单因素方差分析法进行分析。沾河林区7个典型林型中,羊胡子苔草绣线菊兴安落叶松林和小叶章柴桦兴安落叶松林乔木生物量和总生物量没有明显差别,其他5个林型生物量差别显著。各林型平均总生物量并非是均匀增长。     

兴安落叶松天然林自然整枝特征及其影响因子

【目的】分析天然林自然整枝规律,确定表征自然整枝指标及其主要影响因子,为森林抚育、优化林分结构、促进自然整枝提供依据。【方法】以中幼龄兴安落叶松Larix gmelinii天然林为对象,利用32块样地共1 279株立木实测数据,以活枝下高、活枝下高占树高比例、死枝下高、死枝下高占树高比例、活枝下高与死枝下高差作为自然整枝指标同林木和林分因子进行相关分析,探讨不同结构林分自然整枝规律。在此基础上,进行逐步回归分析确定影响自然整枝的主要因子。【结果】兴安落叶松天然林的活枝下高、活枝下高占树高比例、死枝下高、死枝下高占树高比例、活枝下高与死枝下高差平均值分别为4.8 m、46.4%、2.8 m、25.2%、1.4 m。不同密度和聚集系数的林分自然整枝差异极显著(P<0.01)。相关性分析表明：林木胸径、林木树高、林木冠幅、林木年龄、林分平均胸径、林分平均树高、林分密度、聚集系数等因子影响自然整枝。除死枝下高占树高比例以外,其他4个自然整枝指标均受多个因子的影响,但各因子所影响的指标不完全一致。其中,林分密度和聚集系数同死枝下高、死枝下高占树高比例、活枝下高与死枝下高差等3个指标呈显著负...     

兴安落叶松林凋落物量动态对模拟氮沉降的响应

通过野外控制性实验,对兴安落叶松林进行凋落物量与氮沉降响应研究。试验设计以NH4Cl、KNO3和NH4NO33种氮肥为氮源,分低氮、中氮、高氮和对照4个处理。通过野外观测发现:对照区凋落物量的范围在3 215.67~4 748.82kg·hm-2之间,低氮和中氮处理均没达到显著差异(p0.05);高氮处理后NH4Cl和KNO3、NH4Cl和NH4NO3、NH4Cl和对照均达到p0.01上的显著差异;NH4Cl处理后,随着氮浓度的增加凋落物量逐渐减少,具有抑制作用;KNO3处理后,氮浓度越高对凋落物产量越具有促进作用。月凋落量表现出明显的季节动态,季节变化呈现单峰型,凋落高峰出现在9月。     

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。     

不同起源兴安落叶松林结构特征的比较

比较了兴安落叶松天然林(3种林型)与人工林生产力、林木竞争分化、水平格局、林分更新、林下地被物等方面的特征.结果表明:①人工林生产力明显高于天然林.在密度和林龄相近情况下,人工林蓄积量、生物量和生产力较天然林分别高65.0％、35.8％、48.8％.②天然林直径分布反J型,人工林单峰型.天然林和人工林1～5级木的比例由大到小排序:4(32.4％)＞3(30.5％)＞2(14.7％)＞1(12.9％)＞5(9.5％);3(32.2％)＞2(30.5％)＞4(25.4％)＞1(10.2％)＞5(1.7％).③天然林聚集系数与林分密度呈正相关,其随机分布和聚集分布比例为52.9％、47.1％.人工林为随机分布.④天然林林分更新较好,人工林无林分更新.人工林藓类盖度、草本盖度、植被种类等明显低于天然林平均水平.     

冬小麦水分利用效率相关驱动因子及其预测模型构建

【目的】水分利用效率能够综合反映冬小麦生长适宜度和能量转化效率,筛选并探究冬小麦各生育时期响应标准化水分利用效率(WP*)的驱动因子,构建相关驱动因子的WP*预测模型,对黄淮海平原冬小麦水分利用效率监测及水资源高效利用具有重要意义。【方法】以冬小麦为研究对象,设置3个水分处理,包括水分亏缺处理(W1):35 mm和(W2):48 mm,对照处理(W3):68 mm,获取冬小麦拔节期、孕穗期和灌浆期的冠层温度参数、生理指标和标准化水分利用效率(WP*)。通过逐步回归和通径分析筛选各生育时期响应WP*变化的主要驱动因子,探究WP*与相关驱动因子间关系,最后采用偏最小二乘回归(PLSR)和支持向量机(SVM)方法构建各生育时期基于驱动因子的WP*预测模型。【结果】较对照处理(常规灌溉),水分亏缺处理下冬小麦冠层温度参数、生理指标和WP*均表现出显著差异。基于逐步回归方法筛选出了各生育时期响应WP*的主要驱动因子,并采用通径分析得到各驱动因子响应WP*敏感程度排序,即拔节期依次为冠层温度极差(MTD)、气孔导度(G_s)、叶片含水量(LWC)和POD;孕穗期依次为冠层相对温...     

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。     

兴安落叶松和白桦细根形态对环境变化的响应

目的细根是树木吸收养分和水分的主要器官,在陆地生态系统养分循环和能量流动中发挥着重要作用。尽管人们已经理解了细根对碳和养分循环的重要性,但是对细根在不同环境条件下的响应和适应机制仍需深入探索。本文通过比较同一树种在不同环境条件下细根形态的可塑性以及不同树种细根形态上的差异,了解环境因子和外生菌根侵染对细根形态特征的影响。方法以东北大兴安岭和小兴安岭多年冻土区（伊春冻土退化区、南翁河冻土退化敏感区、漠河永久冻土区）的优势树种兴安落叶松和白桦为研究对象,在植物生长季节采样,挖掘法获取完整根系,测定初级发育根（1、2级根）的细根直径,比根长,比表面积,组织密度,等形态特征和外生菌根侵染率。结果土壤有效氮、土壤全碳以及生长季月均温是影响细根形态特征的主要因素。在伊春冻土退化区、南翁河冻土退化敏感区、漠河永久冻土区条件下,兴安落叶松细根形态差异均不显著（P > 0.05）,外生菌根侵染率差异显著（P < 0.05）;白桦细根直径、比根长、比表面积和外生菌根侵染率差异显著（P < 0.05）,组织密度差异不显著（P > 0.05）,白桦细根直径在南翁河冻土退化敏感区最小,而比根长和比表面积最大。兴安落叶松和白桦两树种之间细根形态特征和外生菌根侵染率存在较大差异（P < 0.05）。兴安落叶松和白桦菌根侵染率与细根直径显著正相关（r = 0.64,P < 0.01;r = 0.61,P < 0.01）,与其他细根形态特征相关性不显著。结论土壤养分和生长季月均温是影响不同冻土区兴安落叶松和白桦细根形态的主要因素,兴安落叶松主要依赖外生菌根真菌适应环境变化,而白桦则是通过调整细根直径、比根长、比表面积以及外生菌根侵染率以响应环境空间异质性,外生菌根真菌的存在是兴安落叶松和白桦的重要替代性吸收策略。      

大兴安岭兴安落叶松林土壤微生物分布特征

采用稀释平板法,在内蒙古大兴安岭森林生态系统定位站研究了5种不同林型的土壤微生物数量组成及垂直分布特征。结果表明,兴安落叶松Larix gmelinii林中分布的微生物以细菌占优势,占微生物总数量的80.19% ～ 96.83%;微生物的总数量是杜香Ledum palustre-兴安落叶松林（28.85 × 106个·g^-1）＞草类-兴安落叶松林（20.67 × 106个·g^-1）＞柴桦 Betula fruticosa-兴安落叶松林（10.08 × 106个·g^-1）＞火烧迹地（2.95 × 106个·g^-1）＞皆伐兴安落叶松林（2.07 × 106个·g^-1）;细菌是杜香-兴安落叶松林（27.18 × 106个·g^-1）＞草类-兴安落叶松林（19.80 × 106个·g^-1）＞柴桦-兴安落叶松林（9.76 × 106个·g^-1）＞火烧迹地（2.69 × 106个·g^-1）＞皆伐兴安落叶松林（1.66 × 106个·g^-1）;真菌是皆伐兴安落叶松林（28.05 × 104个·g^-1）＞柴桦-兴安落叶松林（20.86 × 104个·g^-1）＞杜香-兴安落叶松林（12.20×104个·g^-1）＞草类-兴安落叶松林（7.93 × 104个·g^-1）＞火烧迹地（7.32 × 104个·g^-1）;放线菌数量是杜香-兴安落叶松林（15.44 × 105个·g^-1）＞草类-兴安落叶松林（7.94 × 105个·g^-1）＞火烧迹地（1.86 × 105个·g^-1）＞皆伐兴安落叶松林（1.28 × 105个·g^-1）＞柴桦-兴安落叶松林（1.08 × 105个·g^-1）。土壤中,微生物垂直分布除杜香-兴安落叶松林、草类-兴安落叶松林、柴桦-兴安落叶松林的放线菌为10 ~ 20 cm高于0 ~ 10 cm,其他均是随着垂直深度的增加,各类微生物数量逐渐减少。不同林型土壤微生物的数量、类型及垂直分布存在显著差异（P＜0.05）。图4表1参15     

兴安落叶松过伐林林木分类管理技术

从兴安落叶松Larix gmelinii林分整体出发,围绕优化林分结构,调控演替,促进林分生长,提高林分生产力和自然更新能力为目的,根据林木个体大小、年龄、位置、作用、用途和其他重要程度,提出了林木分类管理方法与技术。(1)目前林木分类方法应为一般性的指导,针对现实林分,要注重考虑林木格局、更新、演替、空间利用等因素,以符合结构优化经营要求。(2)将林木分为用材树、用材后备树、伴生树、演替树、母树、更新幼树和间伐树等7类,从而明确了结构优化目的性,有效分解了结构优化途径,方便抚育经营操作,可为确定合理的间伐强度及方式提供依据。(3)不同结构的林分各类林木株数比例不同,相应的间伐强度、间伐树组成也不同。伐除一定比例的被压木以外,选定间伐树时应考虑主林层、演替层和更新层等各个层次。(4)依据林分结构现状、各类林木株数比例及构成,从林分整体上考虑优化问题,确定了较低间伐强度(5.1%~19.5%)。这将更有利于减少干扰,促进更新,调整树种组成,优化林分结构。     

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。