阔叶红松混交林林隙大小和掘根微立地对小气候的影响

在小兴安岭阔叶红松混交林2.55 hm2样地内,选取由掘根倒木形成且具有坑和丘微立地的3个代表性林隙,并以空旷地和郁闭林分为对照,利用多通道HOBO自动气象站于2011年7-9月测定了不同大小林隙中心和丘顶部的光合有效辐射(PAR)、气温、相对湿度以及林隙中心的总辐射和降水量,比较了不同月份不同大小林隙中心和丘顶部微气候因子的差异,分析了不同大小林隙中心微气候因子的月变化以及不同大小林隙在典型天气条件下林隙中心和丘顶部微气候因子的日变化.结果表明:3个不同大小林隙的月均PAR和月均气温排序是大林隙＞中林隙＞小林隙,月均相对湿度排序是小林隙＞中林隙＞大林隙;同一林隙中,丘顶部月均PAR和月均气温大于林隙中心,月均相对湿度为林隙中心＞丘顶部;不同大小林隙和对照月均总辐射与月均气温均为7月＞8月＞9月,空旷地＞大林隙＞中林隙＞小林隙＞郁闭林分,月均相对湿度为郁闭林分＞小林隙＞中林隙＞大林隙＞空旷地.郁闭林分与各林隙以及与空旷地之间的月均相对湿度差异均显著;7-9月总降水量按照空旷地、大林隙、中林隙、小林隙、郁闭林分的次序依次递减;无论晴天与阴天,丘顶部日均PAR和日均气温都大于林隙中心,日均相对湿度则相反;无论丘顶部还是林隙中心,晴天日均PAR和日均气温都大于阴天,日均相对湿度则为阴天＞晴天.     

阔叶红松混交林林隙大小和掘根微立地对小气候的影响

在小兴安岭阔叶红松混交林2.55 hm²样地内,选取由掘根倒木形成且具有坑和丘微立地的3个代表性林隙,并以空旷地和郁闭林分为对照,利用多通道HOBO自动气象站于2011年7-9月测定了不同大小林隙中心和丘顶部的光合有效辐射(PAR)、气温、相对湿度以及林隙中心的总辐射和降水量,比较了不同月份不同大小林隙中心和丘顶部微气候因子的差异,分析了不同大小林隙中心微气候因子的月变化以及不同大小林隙在典型天气条件下林隙中心和丘顶部微气候因子的日变化.结果表明: 3个不同大小林隙的月均PAR和月均气温排序是大林隙>中林隙>小林隙,月均相对湿度排序是小林隙>中林隙>大林隙;同一林隙中,丘顶部月均PAR和月均气温大于林隙中心,月均相对湿度为林隙中心>丘顶部;不同大小林隙和对照月均总辐射与月均气温均为7月>8月>9月,空旷地>大林隙>中林隙>小林隙>郁闭林分,月均相对湿度为郁闭林分>小林隙>中林隙>大林隙>空旷地.郁闭林分与各林隙以及与空旷地之间的月均相对湿度差异均显著;7-9月总降水量按照空旷地、大林隙、中林隙、小林隙、郁闭林分的次序依次递减;无论晴天与阴天,丘顶部日均PAR和日均气温都大于林隙中心,日均相对湿度则相反;无论丘顶部还是林隙中心,晴天日均PAR和日均气温都大于阴天,日均相对湿度则为阴天>晴天.     

红松阔叶混交林不同大小林隙内丘坑复合体微气候动态变化

2012年5月,在小兴安岭凉水国家级自然保护区阔叶红松混交林2.55 hm²的固定样地内,调查了由掘根风倒形成的38对丘坑复合体所处的7个小林隙、5个中林隙和3个大林隙以及7个郁闭林分的基本状况.于2012年6—9月,每月选定6个典型晴天,测定处于大林隙、中林隙和小林隙以及郁闭林分内每个丘坑复合体不同微立地(坑底、坑壁、丘顶、丘面及完整立地)的土壤温度、土壤含水量和空气相对湿度.结果表明: 6—9月,丘顶的土壤温度平均值最大,坑底最小;坑底土壤含水量和空气相对湿度的平均值最大,丘顶最小.上述指标在大多数微立地之间差异显著.6—9月,位于不同大小林隙和郁闭林分的丘坑复合体土壤温度总平均值依次为:大林隙>中林隙>小林隙>郁闭林分;各月份土壤水分大小次序并不一致;6月、8月和9月丘坑复合体各个微立地月均空气相对湿度大小顺序均为郁闭林分>小林隙>中林隙>大林隙,7月的排列次序有所不同.上述指标在不同大小林隙及郁闭林分内丘坑复合体大多数微立地之间差异显著.不同大小林隙和郁闭林分内丘坑复合体各微立地月均土壤温度和空气相对湿度均为7月最大,9月最小;除完整立地6月月均土壤含水量最大以外,其余微立地均为7月最大,9月最小.丘坑复合体微气候的变化主要受林隙大小、微立地和时间等的影响.     

红松阔叶混交林不同大小林隙小气候特征

利用HOBO自动气象站对小兴安岭红松阔叶混交林不同大小林隙、郁闭林分和空旷地的小气候因子进行了为期一个生长季的测定.结果表明：红松阔叶混交林林隙与对照样地的光照、地面温度和气温的日变化及其在生长季的变化趋势均呈单峰型曲线.林隙和对照样地空气相对湿度的日变化均为早晨和傍晚较高,正午较低,呈高-低-高的变化趋势;生长季内呈单峰型曲线,其中郁闭林分相对湿度最大,其次为小、中、大3个林隙,空旷地最小.林隙和对照样地降水量及降雨次数随林冠层郁闭程度的增加呈递减趋势,大林隙降雨量约为小林隙的1.4倍.在生长季内,空旷地、大、中和小林隙以及郁闭林分最大风速分别为3.34、2.97、2.87、2.41和1.84 m·s^-1.     

红松阔叶混交林林隙光量子通量密度、气温和空气相对湿度的时空分布格局

以小兴安岭原始红松阔叶混交林林隙为研究对象,通过对林隙内光量子通量密度(PPFD)、气温和空气相对湿度进行连续观测,比较其间的时空分布格局.结果表明：晴天和阴天阔叶红松林林隙的PPFD日最大值均出现在11:00—13:00,晴天林隙内各个时段最大值出现位置不同,日最大值出现在林隙北侧林冠边缘处;而阴天各个时段最大值均处于林隙的中心.林隙内月平均PPFD 为6月最高、9月最低,极差7月最大.林隙内晴天气温的峰值出现在9:00—15:00,而阴天气温峰值在15：00—19：00,均位于林隙中心南8 m.5:00—9:00林隙各点阴天的气温都高于晴天,9:00—19:00则相反.月平均气温为6月最高、9月最低.晴天和阴天空气相对湿度的峰值均出现在5:00—9:00,日最大值在林隙西侧林冠边缘处,且阴天的相对湿度始终大于晴天.月平均相对湿度为7月最高、6月最低.晴天PPFD的异质性大于阴天,而气温和相对湿度的异质性则不明显.生长季内不同月份PPFD、气温和空气相对湿度的最大值所处位置不同.PPFD和气温的月均值在林隙中心及附近变化梯度较大,而相对湿度的月均值则在林隙边缘变化梯度较大.     

红松阔叶混交林林隙光量子通量密度的时空分布格局

以小兴安岭原始红松阔叶混交林林隙为对象,采用网格法布点,对生长季林隙内各样点光量子通量密度(photosynthetic photon flux density,PPFD)进行连续观测,利用基本统计学和地统计学方法分析其时空分布格局.结果表明:红松阔叶混交林林隙的PPFD高值区日变化明显,最大值出现在12:00,位于林隙北侧.林隙的PPFD 6月最高,7、8、9月依次递减,其中7月PPFD不同位置间的变异系数最大;各月均为中等变异.不同月份林隙PPFD空间异质性的强度和尺度不同,6月变程最大,7月基台值和结构比最大;各月林隙PPFD斑块复杂程度不同,最大值均位于林隙东北侧.郁闭林分和空旷地的月平均PPFD变化次序与林隙一致.各样点月平均PPFD为空旷地最高,林隙次之,郁闭林分最低.     

红松阔叶混交林林隙大小对土壤水分空间异质性的影响

2011年8-10月采用嵌套的网格化方法布点,利用土壤时域反射仪连续测定了小兴安岭阔叶红松混交林不同大小林隙内不同深度的土壤水分,并根据地统计学原理与方法分析其空间异质性.结果表明:研究区中林隙的土壤含水量最丰富,其次是大林隙和小林隙;大林隙空间样点的土壤水分极差最大,其次是中林隙和小林隙;大、中、小林隙各深度土壤含水量的块金值分别为0.001～0.404、0.001 ～0.273、0.001 ～0.261.随机部分引起的土壤水分异质性和系统总的空间异质性程度依次为大林隙＞中林隙＞小林隙.中林隙土壤水分的空间分布格局最复杂,大林隙土壤水分格局变异的空间依赖性最强;中林隙高等级土壤水分斑块(土壤含水量为50％～60％)占据的面积最大,其次是大林隙,小林隙没有最高等级斑块的分布.对于相同月份、相同深度的土壤含水量,小林隙等级分布最简单,大林隙和中林隙则相对复杂;土壤含水量最大值随着林隙的增大而增大.     

林隙大小对不同林型天然红松混交林土壤有机碳和全氮的影响

在天然红松混交林3种不同林型(椴树红松混交林(TP)、云冷杉红松混交林(PAP)、枫桦红松混交林(BP))内,各选取小、中、大3个林隙,并分别以各自的郁闭林分作为对照,分析了2012年6—9月各林型不同大小林隙及其郁闭林分0~10 cm的土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量,旨在阐明林隙大小对不同类型天然红松混交林土壤有机碳和全氮变化的影响,从而为小兴安岭林区天然红松混交林林隙更新和森林可持续经营提供基础数据。结果表明:在3种天然红松混交林内,林隙大小对SOC含量影响不显著;仅在PAP内,林隙大小对TN含量影响显著,在其他林型内均不显著;SOC、TN含量在3种林型内均呈现随月份不同差异显著的趋势(P0.05),而且相同月份不同林型之间的SOC和TN含量均差异显著(P0.05);PAP和BP林隙内SOC含量表现为大林隙小林隙中林隙,TN含量为大林隙中林隙小林隙,TP林隙内SOC、TN含量随林隙大小变化均为中林隙小林隙大林隙;SOC含量在3种林型内均表现为林隙内郁闭林分,TN含量在TP和BP内均为林隙内郁闭林分,PAP内却相反;SOC含量在不同林型林隙内的大小次序均为PAPTPBP,TN含量却为TPPAPBP;SOC、TN含量随月份变化大部分呈现单峰型曲线,在7或8月达到峰值,PAP林隙内TN含量在9月达到峰值;土壤碳氮比(C/N)在3个林型内不同大小林隙及郁闭林分之间均没有显著差异(P0.05)。     

红松阔叶混交林林隙大小及光照对草本植物的影响

在小兴安岭红松阔叶混交林中选取的6个林隙内,以每个林隙中心为起点,沿东西和南北两个方向,每隔2 m平行布置1个1 m×l m的固定样方.2011年6月和9月利用估测法测定样方内不同高度等级草本植物的覆盖度和多度,记载样方内基质特征.6-9月每月选择阴天,利用冠层分析仪拍摄鱼眼照片,用Gap Light Analyzer 2.0软件计算相对光强.分析不同林隙间相对光强、草本植物覆盖度和丰富度的差异,以及各物种覆盖度与直射光、漫射光和基质的关系.结果表明:开阔区和林冠下的大林隙相对光强均大于小林隙,而且从林隙中心到林隙边缘的漫射光、直射光变化范围也大于小林隙;不同区域大、小林隙到达地面的直射光大小顺序为北部大于南部;在Z1～Z4区域内,大林隙的草本植物覆盖度和丰富度均大于小林隙,其中大、小林隙物种丰富度之间的差异达到了显著水平.另外,大多数草本植物覆盖度与漫射光和基质之间显著相关,只有少数草本植物覆盖度与直射光呈相关关系.     

喀斯特森林林隙梯度物种多样性变化规律

采用Margalef物种丰富度指数(R1)、Shannon-Wiener指数(H′)及Pielou均匀度指数(J)来研究物种多样性的林隙梯度变化。结果表明:从林隙中心至非林隙林地的水平梯度上,林隙不同区域的种类组成存在较大差异,一些阳性树种如圆果化香等在林隙中心分布较多,青冈等耐荫性强的树种则在郁闭林下较为丰富,而中度耐荫种类如香叶树、大叶冬青等则集中分布在林隙近中心和林隙边缘处。从非林隙到林隙中心,物种丰富度逐渐升高,即非林隙<林隙边缘<林隙近中心<林隙中心;物种多样性的变化则总体呈中间高两头低的现象,均匀度的变化与其一致;物种多样性林隙梯度变化程度受林隙发育期和面积的影响较大,变化程度为早期林隙>中期林隙>晚期林隙,大林隙>中等林隙>小林隙,早期林隙和大林隙的边缘效应显著。     

火对森林土壤的影响

林火是林地上自由蔓延的火,主要有计划火烧(控制火烧)和野火2种类型.火烧的严重程度决定了火灾的效果及其影响的持续时间.火能够通过燃烧有机质和改变粘土矿物来影响土壤结构,导致土壤容重增加和持水能力降低.长期来看,火烧引起土壤有机质减少.火烧之后土壤温度和pH值的升高会促进土壤呼吸,而微生物数量的减少、根系的死亡和可分解物质的减少则减弱土壤呼吸.林火消耗了森林的枯落物层,通过氧化、挥发、灰分颗粒对流、淋溶等途径减少了森林土壤的养分含量.火灾对土壤生物有重要影响,火灾引起的高温可直接杀死土壤微生物,同时通过改变土壤的各种理化性质及林地微环境,间接影响土壤微生物生存和群落的组成.火对土壤动物的影响显著小于对土壤微生物的影响,原因是前者具有更高的灵活性来逃避火灾.中低程度火烧主要通过土壤环境变化间接影响土壤酶,而严重火烧则通过高温直接使其变性.今后应开展跨学科的森林火灾长期研究,加强对火烧后土壤动物、微生物和生态系统之间相互关系的研究,注重计划用火、火灾对土壤有机碳、土壤养分库的稳定、土壤斥水性、水土流失强度和生物多样性影响方面的研究.     

林隙干扰对森林生态系统的影响

林隙干扰通过改变森林微生境异质性和群落演替进程,对森林物种组成、林分结构和系统功能产生重要影响。本研究评述了有关林隙干扰对森林生态系统影响的最新研究进展,从物种生物学特性和环境因素两个方面分析了林隙干扰对森林物种组成变化的影响规律,基于群落组件和群落架构阐述了林隙干扰对森林结构的作用关系,梳理了林隙干扰对森林生态系统功能的影响机制。基于已有研究的分析和目前森林生态系统经营亟需解决的问题,提出未来研究所需关注的重点领域和问题: 林隙面积阈值确定方法;林隙闭合机制;林隙干扰对森林生态系统过程的影响;林隙干扰与森林生产力的关系。林隙干扰在促进物种更新和提升森林结构复杂性等方面具有优势,因此本研究可为我国低产低效人工林改造提供科学依据。     

Organic matter and nutrient dynamics of the forest and forest floor in the Hubbard Brook forest

Summary The forest floor is a major reservoir of organic matter and nutrients for the ecosystem and as such it influences or regulates most of the functional processes occurring throughout the ecosystem. This study reports on the nutrient and organic matter content of the forest floor of the Hubbard Brook Experimental Forest during different seasons and attempts to correlate results from studies of vegetation, litter, decomposition, stemflow, throughfall, and soil. An organic matter budget is presented for an undisturbed watershed.Average weight of the forest floor on an undisturbed watershed ranged from 25,500 to 85,500 kg/ha. The weighted watershed average was 46,800 kg/ha. Although the F and H horizons did not vary significantly with time, the L horizon increased significantly during the period June to August largely as a result of a severe hail storm. The order of abundance of elements in the forest floor was N;CaFe>S>P>Mn>K>Mg>Na>Zn>Cu. The concentrations of Ca, K, and Mn decreased with depth in the forest floor while N, P, S, Na, Fe, Zn, and Cu concentrations increased. N:P ratios were similar in decomposing leaf tissue, the forest floor, litterfall, and net stemflow plus throughfall suggesting a similar pattern of cycling. S was proportional to N and P in decomposing leaf tissue, the forest floor, and litterfall. Net stemflow and throughfall were affected by a relatively large input of SO₄=-S from the atmosphere. Residence times for elements in the forest floor were affected by inputs other than litterfall (precipitation, stemflow, and throughfall). Calculation of residence times using all inputs caused smaller values than if litterfall alone was used. While all residence times were reduced, the major differences occurred for K, S, and Na. N and P showed relatively long residence times as a result of retranslocation and immobilization by decomposers. The slow turnover rate because of the strong demand and retention by all biota must account for the efficiency of the intrasystem cycling process for N and P. K showed the shortest residence time. A rapid and efficient uptake of K by vegetation seems to account for the efficient cycling of this element. The patterns of nutrient cycling are several depending on the chemical properties of the forest floor, and nutritional requirements of the biota.This is contribution No. 67 of the Hubbard Brook Ecosystem Study. Financial support was provided by the National Science Foundation.     

Fungicides for forest trees,shade trees and forest products

The Botanical Review -     

森林采伐对森林景观的长期影响模拟

应用空间直观景观模型(LANDIS),模拟了小兴安岭友好林业局在有无采伐方案下400年内森林景观的动态变化,并利用统计软件APACK计算代表性树种的分布面积、年龄级和反映物种分布格局的聚集度指数.结果表明:与无采伐相反,采伐下的火干扰模式为高频率小面积低强度火烧;采伐对各种群的分布面积影响不大,但显著改变了种群的年龄结构,主要表现为降低了过熟林的分布面积,而增加了其他年龄级森林的分布面积;采伐降低了各树种的聚集度,导致森林景观一定程度上的破碎化.     

Traffic noise affects forest bird species in a protected tropical forest

The construction of roads near protected forest areas alters ecosystem function by creating habitat fragmentation and through several direct and indirect negative effects such as increased pollution, animal mortality through collisions, disturbance caused by excessive noise and wind turbulence. Noise in particular may have strong negative effects on animal groups such as frogs and birds, that rely on sound for communication as it can negatively interfere with vocalizations used for territorial defense or courtship. Thus, birds are expected to be less abundant close to the road where noise levels are high. In this study, we examined the effects of road traffic noise levels on forest bird species in a protected tropical forest in Costa Rica. Data collection was conducted in a forest segment of the Carara National Park adjacent to the Coastal Highway. We carried out 120 ten minute bird surveys and measured road noise levels 192 times from the 19th to the 23rd of April and from the 21st to the 28th of November, 2008. To maximize bird detection for the species richness estimates we operated six 12 m standard mist nets simultaneously with the surveys. The overall mist-netting effort was 240 net/h. In addition, we estimated traffic volumes by tallying the number of vehicles passing by the edge of the park using 24 one hour counts throughout the study. We found that the relative abundance of birds and bird species richness decreased significantly with the increasing traffic noise in the dry and wet season. Noise decreased significantly and in a logarithmic way with distance from the road in both seasons. However, noise levels at any given distance were significantly higher in the dry compared to the wet season. Our results suggest that noise might be an important factor influencing road bird avoidance as measured by species richness and relative abundance. Since the protected forest in question is located in a national park subjected to tourist visitation, these results have conservation as well as management implications. A decrease in bird species richness and bird abundance due to intrusive road noise could negatively affect the use of trails by visitors. Alternatives for noise attenuation in the affected forest area include the enforcement of speed limits and the planting of live barriers.