大兴安岭北部主要森林类型林内积雪特征

为研究大兴安岭北部地区不同森林类型的积雪特征,探索雪水文过程机理,选择该地区3种主要森林类型,于2014年10—12月对其降雪截留、积雪特征进行系统研究。对观测期内12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。结果表明:1)3种森林类型的降雪截留率随降雪级别的增大而增大,相同降雪等级中不同林型的降雪截留率不同。樟子松林对降雪的截留作用最大,其降雪截留率为22.54%,是兴安落叶松林的1.9倍,是杨桦林的5.4倍。2)森林类型对林内积雪深度有直接影响,常绿树种组成的林型林内积雪深度小于落叶树种组成的林型。其中落叶松林林内积雪深度最大,为27.92 cm,樟子松林最小,为23.56 cm。 3)不同林型林内积雪密度在观测初期会随降雪的输入而降低,无雪期有相应的升高。其中,落叶松林与杨桦林林内积雪密度变化基本相同,而樟子松林林内积雪密度变化幅度较小。4)不同林型林内积雪雪水当量差异显著(P0.05),总体表现为杨桦林落叶松林樟子松林,樟子松林最小,为26.49 mm,杨桦林最大,为39.18 mm。由此可见,不同森林类型的降雪截留效应主要受冬季林分郁闭度的影响。同时,郁闭度对林内积雪深度、积雪密度及雪水当量也有直接影响。      

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。      

Effects of major forest types of Xiaoxing＇an Mountains on the process of snowfall, snow cover and snow melting.

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32cm,较次生白桦林和落叶松人工林内的积雪厚度减少了约12cm。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0．5cm,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1．3cm,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。     

压实与融化情景下表层积雪性质反演的可行性研究

探究积雪光谱反演不同情景下表层积雪性质,可为利用遥感反演技术和加快大面积监测积雪的物理特性提供更丰富的理论和实践参考.积雪的雪水当量与密度是积雪出流、产流的关键指标,对其研究对东北地区春季融雪产流及融雪型土壤侵蚀具有现实意义.选择东北地区自然降雪,通过人工模拟压实、融化试验,得到不同压实程度与不同融化时间的雪样.观测表...     

辐射能量对不同深度和密度积雪持水能力及融雪水量的影响

为深入研究积雪融化过程中,积雪持水能力与融雪水量的变化特征及其影响因素,选取积雪密度、深度和辐射能量3个因素,采用室内模拟融雪试验,对试验数据进行极差分析与线性回归分析,得出辐射能量对不同积雪密度和深度积雪持水能力与融雪水量的影响规律。结果表明:积雪持水能力随密度的增大而减小。密度从100kg·m~(-3)增大到300kg·m~(-3)时,产流时持水能力从46.22减小到13.61,减小约3.4倍,同时产流前、后持水能力变化率也呈现减小趋势。融雪水量随积雪深度的增加而增加。深度从5cm增大到25cm,产流时融雪水量从1.58mm增大到10.70mm,增大约6.8倍。积雪深度对二者变化影响较小。辐射能量与积雪持水能力和融雪水量的相关性不显著,但对二者变化影响较为明显。积雪密度是影响持水能力的主要因素,且3种因素对积雪持水能力的影响强度分别为:积雪密度积雪深度辐射强度。积雪深度是影响融雪水量的主要因素,且3种因素对融雪水量的影响强度分别为:积雪深度积雪密度辐射强度。积雪密度与深度主要通过影响雪层间孔隙度、雪粒间毛管力以及融雪水类型而影响积雪持水能力与融雪水量。能量通过改变积雪特性进而影响积雪持水能力和融雪水量。     

祁连山不同海拔梯度下青海云杉林积雪消融过程研究

积雪消融是北方地表重要的水文过程,与森林植被有着极其紧密的关系。以祁连山大野口流域不同海拔梯度下青海云杉林内积雪为研究对象,在积雪消融期选择典型样地作为观测点,通过野外实测降雪量、积雪厚度、空气温度、土壤温度、郁闭度等观测指标,系统研究了积雪消融与温度、海拔高度和郁闭度等之间的关系。结果表明:1)积雪消融主要发生在10月到翌年4月,并随青海云杉林内温度和土壤温度先降低后增大,积雪消融速率呈"V"字形变化模式,在1月最小,不同海拔高度平均为0.51mm·d~(-1)。2)积雪密度、降雪量、积雪厚度和雪水当量都随海拔的升高而呈现递增的趋势,积雪厚度与雪水当量、郁闭度、差异极显著(P0.01),与降雪量差异显著(P0.05)。3)在同一海拔不同坡位的青海云杉林,积雪厚度大小为下坡上坡中坡,雪消融速率为下坡中坡上坡;不同坡向,积雪消融速率为半阳坡半阴坡阴坡。4)2 700m林缘和林内的积雪消融速率都呈现先减后增的变化趋势,1月份消融速率最小,林缘积雪消融值为1.35mm·d~(-1),林内积雪消融值为1.22mm·d~(-1);4月份消融速率最大,林缘消融值为12.03mm·d~(-1),林内消融值为9.01mm·d~(-1)。     

测算辽东山区主要林分类型的蒸发散量

本试验运用固定标准地观测的方法测定辽东山区几种主要林分类型的蒸发散量,根据布兰尼-尼里德尔模型推算的后楼水库集水区邻域范围内的年土壤和枯落物水分蒸发量分别为落叶松幼龄林720 mm/a、落叶松中龄林751 mm/a,红松幼龄林762 mm/a、红松中龄林826 mm/a、柞树林677 mm/a、杂木林741 mm/a.影响单位面积蒸发量的主要因子为地表枯落物量,同时蒸发量又与郁闭度呈弱的负相关关系,地表至20 cm的表层土壤的水分蒸发量约占总蒸发量的绝大部分;各个林分类型间的蒸腾量差异显著.     

寒温带非生长季环境气象要素对兴安落叶松影响分析

通过对2005.10.1~2006.4.30非生长季寒温带兴安落叶松原始林气象要素分析发现,在非生长季期间,兴安落叶松林的气温最低可达-40℃以下,大气湿度却能够始终保持在50%以上,最高可达90%以上;土壤温度的变化随土壤深度的增加而减小,在1月底到2月初土壤温度达到最低值,但也只有-12℃左右;原始林林内积雪从11月份初开始不断增加,最高达18 cm,到次年4月末基本融化。分析表明:在寒温带兴安落叶松森林生态系统中,低温、高湿、稳定的土壤温度和深厚的积雪可能是非生长季兴安落叶松获得生理需要所必需的水分和其它营养元素,以维持非生长季微弱得水分代谢的基本途径之一,是兴安落叶松在极端恶劣的气候环境下能够良好生长的基本环境保证。这一分析,可以为研究兴安落叶松林生态系统的存在和发展提供基本的科学假设。     

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。      

小陇山林区日本落叶松人工林林冠截留特征

2011年4月—10月7个月在秦岭西段小陇山林区对25年生日本落叶松人工林共33次降水事件的林冠截留特征定位观测,期间,林外大气降水总量为951.30 mm,林冠截留率、树干茎流率、穿透率分别为16.63%、0.86%和82.51%; 不同雨量级分析,穿透降水量和穿透降水率、树干茎流量和树干茎流率、林冠截留量均随着总降水量的增加呈递增趋势,而林冠截留率则随着大气降雨量和林内净降水量的增加呈递减趋势。比较相近雨量下的不同降雨强度林冠截流变化,降雨强度越大林冠截留量和截留率越小,表明持续时间较短强度大降雨,林冠截留量少,截留率亦小; 强度小历时较长的降雨,截留量和截留率都大。当林外降水量> 0.5 mm时才观测到林内穿透雨。树干茎流的变化幅度不大。     

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     

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。      

大兴安岭北部不同降水梯度下兴安落叶松生长对升温的响应差异

目的为了解大兴安岭北部不同降水梯度下,兴安落叶松径向生长与气候关系是否存在差异,尤其是对最近的升温是否存在不同的响应。方法本文在大兴安岭北部沿降水梯度选择3个采样点?莫尔道嘎（Moerdaoga,ME,年降水量363 mm）、图里河（Tulihe,TLH,454 mm）和阿里河国家森林公园（Alihe,ALH,525 mm）进行树轮取样。运用树轮气候学方法,分析了气候变暖背景下兴安落叶松生长?气候关系随降水梯度的时空变异规律,并探讨兴安落叶松生长应对极端气候的抵抗力、恢复力和弹性力。结果不同降水梯度下,降水对兴安落叶松径向生长影响差异较小,仅有TLH兴安落叶松生长与当年8月和上年秋季降水呈显著正相关。温度是兴安落叶松径向生长的主要限制因子,但在不同降水区存在显著差异。在低降水区域（ME）,生长季最低温度是兴安落叶松生长的主要限制因子;在中降水区域（TLH）,上年9月最低温度对兴安落叶松径向生长的影响最强;在高降水区域（ALH）,均温和低温是影响兴安落叶松生长的主要气候因子,上年秋季和冬季温度升高不利于当年兴安落叶松生长增加。综合温度与降水的帕默尔干旱指数（Palmer Drought Severity Index,PDSI）表明,ME采样点兴安落叶松生长与PDSI关系不显著,TLH兴安落叶松生长与PDSI显著正相关,ALH兴安落叶松与PDSI显著负相关。20世纪80年代快速升温后,3个采样点兴安落叶松的径向生长出现与升温相反的趋势。ALH采样点相比其他两个采样点应对极端气候有较高的抵抗力,但恢复力较弱。结论我们的结果表明环境水分的多少会影响兴安落叶松对未来气候变暖的响应,尤其是在生长应对极端气候的抵抗力和恢复力上可能会存在较大差异。      

博克图地区近30年积雪变化特征分析

对博克图地区近30年（1981———2010年）积雪变化特征进行分析发现,博克图年平均积雪日数为139.5 d,年平均降雪日数为83.5 d,最大积雪深度为35 cm,出现在1998年11月15日。降雪主要出现在春季、秋季和冬季,年平均月降雪日数最多为1月份,全年降雪日数在56～129 d,降雪日数以15.504 d/10 a的速度递减。     

2022 年 8 期目录

  目的  建立基于气候因子的兴安落叶松天然林单木直径生长模型用于预测胸径生长,为内蒙古大兴安岭地区兴安落叶松天然林经营管理提供理论依据。  方法  基于内蒙古大兴安岭地区2013、2018年森林资源连续清查数据中的187块兴安落叶松天然林固定样地及样地位置对应的气候数据,运用逐步回归法建立考虑气候因子的传统单木直径生长模型,并在此基础上,加入样地效应构建兴安落叶松单木直径生长混合效应模型。最后,利用独立检验样本数据对基础模型和混合效应模型进行检验。  结果  年平均气温MAT、生长季平均降雨量P_gm是影响该地区兴安落叶松胸径生长量的主要气候因素,二者与胸径生长量均呈正相关。其余显著影响胸径生长量的因子包括初期胸径的倒数（1/DBH）、大于对象木的断面积和（BAL）、每公顷株数（NT）,3个变量都与胸径生长量呈负相关。胸径混合效应模型的决定系数（R2）为0.760 4,平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）分别为0.386 6和0.486 3 cm2。与基础模型相比,混合效应模型的R2提高了0.321 7,MAE和RMSE减少了0.230 6 和0.267 4 cm2。在模型检验中,混合效应模型也呈现出了较好的拟合效果。  结论  基于气候因子的单木直径生长混合效应模型可以较好地描述内蒙古大兴安岭地区的兴安落叶松胸径生长过程。      

辽东山区两种针叶人工林土壤真菌群落结构特征

目的为探讨辽东山区两种典型针叶人工林土壤真菌群落多样性及结构特征,揭示真菌群落结构与树种、土壤环境因子的相关性。方法本研究以辽东山区白石砬子自然保护区内落叶松（LGe）、红松（PKe）人工林和辽宁省森林经营研究所实验林场落叶松（LGd）、红松（PKd）为研究对象,采用Illunima Miseq高通量测序技术和OTU分析法比较不同针叶人工林土壤真菌群落结构差异,分析优势菌群与土壤理化性质的相关性。结果（1）与红松人工林相比,落叶松人工林有助于提高土壤全碳、全氮和速效氮的含量。（2）该区落叶松和红松人工林土壤共检测到9个土壤真菌门,优势菌门为担子菌门、子囊菌门、接合菌门和隐真菌门。（3）LGe和PKe,LGd和PKd土壤真菌的多样性和丰富度指数存在差异,但都不显著。（4）Venn和Heatmap表明落叶松和红松人工林土壤真菌群落组成和相对丰度存在差异,LGe和PKe间的差异较LGd和PKd间的差异小。（5）RDA分析与Pearson相关性分析表明,土壤pH、土壤全碳、速效氮、土壤碳氮比是该区针叶人工林土壤真菌群落结构变化的关键影响因素。结论土壤真菌群落结构、多样性指数在不同树种间存在一定差异,LGe和PKe土壤有机质和真菌群落结构多样性差异较小,表现趋同性,LGd和PKd差异较大。      

兴安落叶松林冠截留与降雨量及降雨强度的关系

基于大兴安岭北部2004年和2005年的定位观测数据,对兴安落叶松林冠截留与降雨量及降水强度的关系进行了研究。结果表明:2004年兴安落叶松林冠的平均林冠截留率在生长季为18.61%,兴安落叶松林冠截留量随降雨量的增大而增加,但在开始降雨时递增的幅度不大。林冠截留与降水强度的关系也非常密切:降雨雨强越小,林冠截留量越大,林冠截留率越高。     

秦岭火地塘林区不同林分对降雪的分配影响

秦岭火地塘林区5种林分类型对冬季降雪的影响研究表明:冬季降雪量占全年雨量的6.38～8.16％;林分拦雪量占总降雪量的19.22～48.60％;针叶林和阔叶林的最大拦雪量分别为8mm和4mm;影响林地上雪的水平分布和雪量的主要因素为林分类型和降雪量及降雪类型。