森林生态系统健康评估Ⅱ.案例实践

结合样地调查和他人对阔叶红松林生态系统相关指标的研究资料数据,利用健康距离(HD)评估法和上文建立的阔叶红松林生态系统健康评估指标体系框架,对不同人为干扰影响的长白山阔叶红松林生态系统进行系统健康的评估实践.结果按顺序依次为20%强度择伐林0.21<50%强度择伐林0.44<白桦中成林0.67<白桦中幼林0.72<红松人工林0.74<人工落叶松林0.77.     

小兴安岭典型阔叶红松林不同演替阶段凋落物分解及养分变化

2006年10月—2008年11月,以小兴安岭地区典型阔叶红松林不同演替阶段[白桦次生林、择伐后的阔叶红松林(简称择伐林)、原始阔叶红松林]的混合凋落叶以及阔叶红松林优势树种(枫桦、紫椴和红松)的凋落叶为对象,采用网袋分解法分析阔叶红松林演替阶段中凋落叶的残留率和养分元素的动态变化.结果表明:各种凋落叶的残留率与时间均呈指数关系,凋落叶年分解系数(k)在0.137～0.328,其分解50%和95%的时间分别在2.340～4.989 a和9.360～21.796 a;不同演替阶段凋落叶的k值差异不显著,其中混合凋落叶k值的大小顺序为阔叶红松林择伐林白桦林,而其他凋落叶没有表现出明显的规律;在凋落叶分解过程中,C、P和K不断释放,且形式有所差异,其中C为线性衰减模式,P和K为一元多次方程模式;N虽有不同程度的积累,但无明显规律性.     

森林生态系统健康评估Ⅰ.模式、计算方法和指标体系

生态系统健康评估是21世纪生态系统学研究的主要内容和迫切任务之一.简单实用的生态系统健康评估理论和方法需要可操作性的概念和一个全面、简明、易操作且规范化的指标体系,它们是进行生态系统健康评估的基础.以阔叶红松林生态系统为例,从对森林生态系统健康的理解和评价出发,通过引入模式生态系统集的思想,提出了对森林生态系统健康理解的独创看法,并以此提出生态系统健康评估的新方法--健康距离(HD)法,并推导出计算公式.同时,针对阔叶红松林生态系统的系统特征和面临的各种具体健康问题,提出了基于自然-经济-社会复合生态系统属性的阔叶红松林生态系统健康评估指标体系,并具体到各度量指标,为下一步的健康评估打下基础.     

择伐干扰后长白山阔叶红松林乔木竞争强度变化

以长白山区阔叶红松林为研究对象,采用空间代替时间的方法,对于不同年度进行中度择伐后形成的天然次生林进行群落学调查,并应用GIS软件将林木树干点位置及树冠投影数字化,得出树干点坐标及树干投影面积.运用Hegyi的竞争指数模型计算择伐干扰后不同恢复阶段红松阔叶林的竞争强度,从林分整体出发,分析和探讨了择伐干扰后28年恢复期间阔叶红松林乔木竞争强度变化.结果表明,中等强度择伐对阔叶红松林主林层竞争强度影响不大,择伐干扰后林分竞争主要发生在次林层,林分的竞争强度随时间推移不断增加,在28年后达到最大,树冠投影面积中重叠面积与非重叠面积比例的变化趋势与林分整体竞争强度的变化趋势相类似,从减弱林分对红松及其它珍贵阔叶树种的竞争角度看来,阔叶红松林的择伐周期至少应该在15年或更长一点,并应该在第一次择伐后15年时开始对次林层进行有针对性的抚育.     

择伐对阔叶红松林碳密度和净初级生产力的影响

准确量化森林碳密度和净初级生产力(NPP)对于评价森林生态系统在全球碳循环中的作用至关重要.本研究以小兴安岭原始阔叶红松林和择伐(择伐强度30%,择伐对象为大径级红松)34年后的阔叶红松林为对象,采用样地清查和异速生长方程法测定了不同林分的碳密度和NPP.结果表明: 原始林和择伐林的碳密度总量分别为(397.95±93.82)和(355.61±59.37) t C·hm^-2,其中植被碳密度、碎屑碳密度、土壤碳密度分别占总碳库的31.0%、3.1%、65.9%和31.7%、2.9%、65.4%,两者的总碳密度和各组分的分配比例均无显著差异. 原始林和择伐林的NPP总量分别为(6.27±0.36 )和(6.35±0.70) t C·hm^-2·a^-1,乔木层、灌木和草本层、细根所占比例分别为60.3%、2.0%、37.7%和66.1%、2.0%、31.2%,两者的总NPP和各组分的贡献率均无显著差异.而原始林和择伐林中针、阔叶的NPP比例分别为4724∶52.76和20.48∶79.52,两者差异显著.择伐34年后阔叶红松林的碳密度和NPP均达到了择伐前水平.     

受干扰长白山阔叶红松林林分结构组成特征及健康距离评估

通过样地调查对不同干扰方式产生的过伐天然林、次生白桦林和人工落叶松林等群落的结构组成进行分析和分类探讨,并选取能够表征结构完整性和稳定性的一些指标因子,利用健康距离法对长白山阔叶红松林区的森林生态系统健康进行了评估实践,结果按顺序依次为：原始阔叶类0．14<结构转换型0．23<结构保留型0．32<结构破坏型0．33<严重干扰类型0．44<次生白桦林0．53<人工落叶松林0．68．以期对阔叶红松林生态系统的恢复和区域林业可持续发展提供参考．     

小兴安岭三种林型叶面积指数的估测

利用Winscanopy2006冠层分析仪测定2009年7月初至11月初小兴安岭白桦次生林、谷地云冷杉林、阔叶红松林的有效叶面积指数(LAI_e),并将经过木质部分所占比率、冠层水平集聚和簇内集聚校正的11月初LAI_e作为真实叶面积指数(LAI_t),结合凋落物法测定3种林型的LAI_t及其季节动态.结果表明： 调查期间,白桦次生林的LAI_e在7月达到峰值(2.21),谷地云冷杉林、阔叶红松林的LAI_e在8月达到峰值,分别为2.57、2.68.白桦次生林、谷地云冷杉林、阔叶红松林的LAI_t均在7月达到峰值,分别为3.44、3.86、6.93;相对于本文探讨的方法,光学仪器所测定的LAI_e在最高叶面积指数期分别低估33.1%、32.9%、66.0%;而在整个调查期内,谷地云冷杉林和阔叶红松林LAI_e平均低估22.8%和56.5%,白桦次生林平均高估13.2%.
     

中国东北地区阔叶红松林与兴安落叶松林的碳通量特征及其影响因子比较

北半球中高纬度的森林生态系统在全球碳循环过程中扮演着非常重要的角色。基于中国东北地区阔叶红松林与兴安落叶松林2007年和2008年2a生长季的涡度相关通量资料及气象观测资料,比较分析了两类生态系统的碳通量特征及其环境控制因子。结果表明:研究期间,阔叶红松林与兴安落叶松林都表现为碳吸收,强度分别为199gCm-2(阔叶红松林2a生长季平均值)与49gCm-2(兴安落叶松林2008年生长季);阔叶红松林碳吸收强度在生长季的大部分时段都大于兴安落叶松林。半小时尺度上,两类生态系统的呼吸作用均与10cm土壤温度呈显著的指数相关,兴安落叶松林生态系统呼吸的温度敏感性(Q10=3.44)显著大于阔叶红松林(Q10=1.90);日尺度上,阔叶红松林与兴安落叶松林碳释放/吸收的转变临界温度为10℃左右。研究期间,兴安落叶松林生态系统的水分利用效率高于阔叶红松林生态系统。     

长白山阔叶红松林退化生态系统的土壤呼吸作用

选择处于全球变化中国东北样带东部典型生态系统的长白山阔叶红松林作为研究区,采用动态气室-CO₂红外分析法测定了森林生态系统不同退化阶段的土壤呼吸作用.结果表明：在生长季,长白山阔叶红松林不同退化阶段的土壤呼吸动态变化呈单峰型曲线,在7-8月达到最大值;不同退化阶段林地土壤呼吸大小顺序为：杨桦林＞蒙古栎林＞阔叶红松林＞硬阔叶林＞裸地.其中,杨桦林和蒙古栎林样地的碳释放量分别为对照阔叶红松林的1.4和1.3倍,硬阔叶林和裸地的碳释放量分别为对照阔叶红松林的88%和78%.     

择伐对阔叶红松林资源可持续利用的影响

科学评估目前的择伐方式对森林结构与功能的影响对区域森林资源的可持续利用具有重要意义。以择伐过的阔叶红松林为研究对象,并以原始林为对照,分析了择伐对物种组成、林分结构以及对木材生产的影响。结果表明,低强度择伐(≤20%)对物种组成和蓄积结构均没有显著影响,而高强度择伐则显著改变了物种组成和蓄积结构。择伐后林分蓄积量均显著小于原始林,不同择伐强度间没有显著差异。择伐显著影响了用材树种的数量和质量,导致择伐后样地中用材树种的株数和蓄积量均显著减少,严重影响了林分的木材持续生产能力。因此,从阔叶红松林木材可持续利用角度来看,需要重新思考红松不作为采伐树种的用材林经营技术模式。     

温带半干旱地区不同管理水平下草坪杂草发生特征的比较研究

2000～2002年对呼和浩特地区不同草坪的杂草种类组成及其危害进行了调查,发现在3个不同管理水平的草坪中共出现80种杂草植物,其中管理水平较差、中等、较好的草坪分别有67种、37种和36种杂草,以菊科、豆科、禾本科植物占优势,不同草坪杂草群落的生活型谱有明显差异.根据危害度指数把草坪杂草分为极度、重度、中度、轻度、弱度危害5个等级,极度和重度危害杂草在管理水平较差、中等、较好的草坪中的种类比例分别为11.95%、21.63%和22.22%;在管理水平较差草坪中,极度危害杂草是早开堇菜和止血马唐,春季和秋季以早开堇菜的危害为主,夏季以止血马唐为主;在管理水平中等草坪中,极度危害杂草是赖草和止血马唐,赖草的高危害期在春秋季节,夏季以止血马唐为主要危害杂草;在管理水平较好的草坪中,极度危害杂草是鼠掌老鹳草、鹅绒委陵菜、赖草、欧亚旋复花,其中鼠掌老鹳草的危害度在整个生长季中占绝对优势.     

Genome relationships in polyploid Poa pratensis and other Poa species inferred from phylogenetic analysis of nuclear and chloroplast DNA sequences.

The genus Poa comprises approximately 500 species that occur throughout the world, including the widely grown Kentucky bluegrass (P. pratensis L.). Hybridization and polyploidization have played a prominent role in the evolution of this complex genus, but limited information is available regarding genome relationships in Poa. Thus, we amplified, cloned, and compared the DNA sequences of 2 nuclear genes (CDO504 and thioredoxin-like protein) and 2 chloroplast genome loci (ndhF and trnT-trnF) from 22 Poa species. Four distinct classes of sequences corresponding to 4 putative homoeologous loci from each nuclear gene were found within polyploid P. pratensis. Nuclear sequences from 15 other Poa species were found to group with at least 1 P. pratensis homoeolog, whereas 6 species displayed sequences not present in P. pratensis. The nuclear genome phylogenies presented here show the first evidence of diverse and related genomes in the genus Poa.     

Suitability of various turfgrass species and cultivars for development and survival of black cutworm (Lepidoptera: Noctuidae)

Black cutworm, Agrotis ipsilon (Hufnagel) (Lepidoptera: Noctuidae), feeding bioassays were conducted on young and mature turfgrass species to determine their potential resistance. Measures of resistance included larval weight, survival rate, instar development, pupal weight, duration of pupation, and days to pupation and adult emergence. Black cutworm reared on Poa pratensis 'Midnight', Poa arachnigera 'Tejas', and Poa pratensis X Poa arachnigera 'Reveille' exhibited slower development, lower weight, and higher overall mortality than those fed upon other turfgrasses tested. Larvae reared on Reveille did not survive to pupation and all died within 14 d. Black cutworm larvae reared on Midnight died within 17 d in trial 1 but attained pupation in trial 2. However, development of black cutworm larvae was slower on Poa pratensis Midnight compared with other susceptible turfgrass species such as Agrostis stolonifera 'Penncross', Poa annua ('DW194', 'Q98-4-6', and 'Q98-6-18'), Lolium perenne, and Poa supina 'Supranova'. Generally, larval performance on young plant tissues was better than on mature plant tissues. Larvae reared on P. pratensis 'Midnight' exhibited the most distinctive difference on young versus mature plant tissue. These results suggest that plant age may play an important role in turfgrass susceptibility and resistance.     

雾灵山草地早熟禾多胚囊和多胚现象的研究

无融合生殖是指未经精卵融合而产生后代的特殊生殖方式,它可以分为单倍体无融合生殖和二倍体无融合生殖;对于作物改良意义更大的是二倍体无融合生殖。多胚囊和多胚现象SHI是无融合生殖的表现形式。本文运用石蜡切片法、子房整体透明法研究了雾灵山草地早熟禾〖WTBX〗（Poa pratensis〖WTBZ〗 L.）多胚囊和多胚现象。结果表明,（1）草地早熟禾多胚囊来源有两种：一是来自大孢子母细胞,二是来自珠心细胞;（2）草地早熟禾多胚来源有四个：其一是有性生殖胚,其二是孤雌生殖胚,其三是无配子生殖胚,其四是珠心胚。     

雾灵山草地早熟禾多胚囊和多胚的研究

无融合生殖是指未经炷卵事例而产生后代的特殊生殖方式,它可以分为单倍体无融合生殖和二倍体无融合生殖;对于作物意义更大的是二倍体无融合生殖。多胚囊和多胚现象ＳＨＩ是无融合生殖的表现形式。本文运用石蜡切片法、子房整体透明法研究了雾灵山草地早熟禾（Ｐｏａ ｐｒａｔｅｎｓｉｓ Ｌ．）多胚囊和多胚现象。结果表明,（１）草地早熟禾多胚囊来源有两种：一是自大孢子母细胞,二是来自珠心细胞;（２）草地早熟禾多 来源有     

北京地区野生草地早熟禾引种驯化研究

通过对野生草地早熟禾在黄土及沙壤土上的引种驯化研究。结果表明：野生草地早熟禾在试验地能够完成出苗、分蘖、拔节、抽穗、开花、种子成熟等年生育周期,年生长期241天;能通过播种及分株方法繁殖;具有较强的耐寒性及耐高温性;能够在黄土、沙壤土上正常生长。刈割处理能够显著提高野生草地早熟禾产量。草地早熟未是北京地区畜牧业及园林绿化中优良的野生乡土草种。     

8种草坪禾草的抗逆性研究

选取８种不同的草坪禾草为材料,对其抗逆性进行了多指标的生理测定,并引种试验,结果表明,４种冷型草即草地早熟禾,瓦巴斯、苇状羊茅及匐茎剪股颖有较强的抗旱,耐热能力,所测的８种禾草均适合于在武汉地区推广,此外,还就所用方法与指标进行了比较和探讨。     

黑龙江省老鹳草属植物的资源调查

目的:了解老鹳草属(Geranium)植物在黑龙江省的分布及其广布种居群所在的主要植物群落类型以及其单位面积蓄积量,为更科学合理地开发和可持续利用老鹳草提供资源学方面的依据.方法:查阅文献、腊叶标本和实地考察.结果:记录所调查的居群中老鹳草的生长环境及主要伴生植物并测量、计算单位面积蓄积量.结论:佳木斯地区地榆、蚊子草、杂类草草甸群落类型的鼠掌老鹤草单位面积蓄积量为73.57 kg/667.7 m2,凸脉苔草、榛子灌丛群落类型的粗根老鹳草单位面积蓄积量为18.24 kg/667.7 m2.     

青藏高原东部高寒草甸54种禾本科植物种子的萌发特性

在实验室条件下观测了青藏高原东部高寒草甸54种禾本科植物的种子萌发特点。结果发现:在54种植物中,有43种植物种子萌发率都达到了50%,其中萌发率80%以上的物种有26种,60%~80%的有11种,40%~60%的有8种,20%~40%的有5种,小于20%的有4种; 萌发开始时间为3~5 d的植物有14种,6~8 d的植物有29种,9~10 d的植物有10种,大于10 d的有1种;萌发持续时间为1~7 d的植物有16种,8~14 d的植物有28种,15~21 d的有10种;达50%萌发率的时间为1~7 d的植物有11种,8~14 d的植物有27种,大于14 d的植物有5种,萌发率一直没达到50%的植物有11种。这些植物显示了4种萌发类型:爆发型、过渡型、缓萌型(萌发率大于50%的物种)和低萌型(萌发率小于50%的物种)。     

Comparison of early development of three grasses: Lolium perenne, Agrostis stolonifera and Poa pratensis

BACKGROUND AND AIMS: To improve the management of grass communities, early plant development was compared in three species with contrasting growth forms, a caespitose (Lolium perenne), a rhizomatous (Poa pratensis) and a caespitose-stoloniferous species (Agrostis stolonifera). METHODS: Isolated seedlings were grown in a glasshouse without trophic constraints for 37 d (761 degrees Cd). The appearance of leaves and their location on tillers were recorded. Leaf appearance rate (LAR) on the tillers and site-filling were calculated. Tillering was modelled based on the assumption that tiller number increases with the number of leaves produced on the seedling main stem. Above- and below-ground parts were harvested to compare biomass. KEY RESULTS: Lolium perenne and A. stolonifera expressed similar bunch-type developments. However, root biomass was approx. 30 % lower in A. stolonifera than in L. perenne. Poa pratensis was rhizomatous. Nevertheless, the ratio of above-ground : below-ground biomass of P. pratensis was similar to that of L. perenne. LAR was approximately equal to 0.30 leaf d(-1) in L. perenne, and on the main stem and first primary tillers of A. stolonifera. LAR on the other tillers of A. stolonifera was 30 % higher than on L. perenne. For P. pratensis, LAR was 30 % lower than on L. perenne, but the interval between the appearance of two successive shoots from rhizomes was 30 % higher than the interval between two successive leaf stages on the main stem. Above-ground parts of P. pratensis first grew slower than in the other species to the benefit of the rhizomes, whose development enhanced tiller production. CONCLUSIONS: Lolium perenne had the fastest tiller production at the earliest stages of seedling development. Agrostis stolonifera and P. pratensis compensated almost completely for the delay due to higher LAR on tillers or ramets compared with L. perenne. This study provides a basis for modelling plant development.