内蒙古大兴安岭森林可燃物燃烧释放PM2.5中水溶性离子排放特性

研究森林可燃物燃烧释放的细颗粒物(PM_2.5)的排放因子对于揭示森林火灾对大气和生态系统的影响至关重要,而水溶性离子是细颗粒物的重要化学成分,对颗粒物的形成具有重要意义。利用自主设计的生物质燃烧系统,模拟内蒙古大兴安岭5种典型乔木(蒙古栎、白桦、兴安落叶松、黑桦、山杨)的3种组成部分(树干、树枝、树皮)及其地表死可燃物(凋落物层、半腐殖质层、腐殖质层)以及3种典型灌木(平榛、二色胡枝子、兴安杜鹃)树枝燃烧,采用ISC1100离子色谱分析仪测定2种燃烧状态(阴燃和明燃)下PM_2.5中水溶性离子(Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、F^-、Cl^-、NO₃^-、NO₂^-、SO₄^2-)的排放因子。结果表明:乔木所有组成部分及其地表死可燃物和灌木树枝燃烧所排放PM_2.5中检测到的水溶性离子,阴燃以K⁺、Cl^-和Na⁺为主要组分,明燃以K⁺、Cl^-和SO₄^2-为主要组分。不同燃烧状态下相同乔木树种及其地表死可燃物和相同灌木排放PM_2.5中检测到的水溶性离子总量均存在显著差异。灌木树枝在阴燃期间PM_2.5中水溶性无机离子的排放因子比明燃更高。乔木释放的PM_2.5中阳离子与阴离子的比率为1.26,地表死可燃物为1.12,灌木为2.0,表明颗粒物呈碱性。内蒙古大兴安岭的森林大火不会通过释放水溶性离子导致生态系统的酸化。     

半干旱区城市环境下油松林分蒸腾特征及其影响因子

在城市环境下,由于不透水地面面积的增加,土壤-植物-大气之间水汽循环减弱,水汽调节能力差,因而研究城市树木蒸腾对环境因子的响应对于城市进行合理的水汽调节具有重要意义。于2017年生长季,在内蒙古呼和浩特市区树木园内选择58年生油松(Pinus tabulaeformis Carr.)作为研究树种,采用热扩散法测定其树干液流,并同步监测气象因子和土壤含水量变化,利用彭曼公式计算冠层气孔导度。结果表明:(1)生长季内,油松林分蒸腾存在明显日、月变化,晴天天气下林分蒸腾日变化呈单峰曲线,月林分蒸腾量5月最大,其次是7月、8月、6月和9月,分别为20.96、19.89、18.09、17.25 mm和7.49 mm。(2)油松林分蒸腾与饱和水汽压差、太阳总辐射、土壤含水量和风速均存在极显著相关关系(P0.01),太阳总辐射、饱和水汽压差和土壤含水量是影响林分蒸腾的主要环境因子(R~2=0.47、R~2=0.31和R~2=0.16),风速对林分蒸腾的影响程度最小(R~2=0.12);不同降雨量对林分蒸腾的影响作用不同,10 mm以上的日降雨量对油松林分蒸腾作用明显。(3)除环境因子外,油松叶片气孔通过响应环境变化控制蒸腾作用,当饱和水汽压差1.5 kPa时,叶片气孔对饱和水汽压差的响应更敏感;当太阳总辐射250 W/m~2时,叶片气孔对蒸腾起促进作用,超过该阈值,叶片气孔关闭从而抑制树木蒸腾。     

内蒙古罕山国家级自然保护区大型真菌多样性

本文对内蒙古罕山国家级自然保护区800余份大型真菌标本进行了研究,结合形态特征和ITS序列鉴定出308种,隶属于2门4纲14目45科108属。在科属组成上,优势科为红菇科Russulaceae、蘑菇科Agaricaceae、丝盖伞科Inocybaceae等共8科,含195种,分别占总科数、总种数的17.78%和63.31%;优势属为红菇属Russula、丝盖伞属Inocybe、蘑菇属Agaricus等共15属,分别占总属数、总种数的13.89%和54.87%。在地理分布上,以世界广布种和北温带分布种为主,分别含有128种和107种,占总种数的41.56%和34.74%,表现出明显的北温带区系特征,但不同植被类型中大型真菌多样性差异显著。     

低覆盖度灌木群丛的水平配置格局与固沙效果的风洞试验

针对覆盖度为18%～20%的灌木固沙疏林,在风洞内,模拟了行带式、等株行距和随机不均匀等3种水平配置格局的风力侵蚀机理和固沙效果.结果表明:1.当风速为10m/s时,行带式内吹风30min后不出现风蚀,等株行距和随机模式内分别在吹风8min和3min出现风蚀;2.当风速增大为15m/s时,行带式仅在模式内出现微弱的风蚀和积沙,吹风30min后形成稳定的凹月形沙面,最大蚀、积厚度为0.4cm和0.7cm,没有形成风沙流,而等株行距和随机模式则出现强风沙流,吹风30min后,模式内65.57%和66.96%的沙被吹走;3.等株行距主要风蚀灌空隙丛间的沙面,随机配置主要风蚀灌丛分布的大空隙间的沙面,而在灌丛相对集中的部位积沙,因此形成非常复杂的沙面形状.     

乌拉山自然保护区白桦种群的年龄结构和点格局分析

白桦群落是乌拉山森林植被的主要类型之一,在高海拔阴坡、半阴坡以纯林形式分布.根据乌拉山自然保护区白桦林不同林龄结构设置3个典型样地,采用种群径级结构代替年龄结构、点格局分析(Ripley's K-Function)方法探讨了乌拉山白桦种群年龄结构、空间分布规律和种群动态.结果表明:(1)乌拉山自然保护区白桦种群径级结构呈典型的“金字塔”型,种群自然更新良好,属增长型种群;(2)由于种内不同个体间为争夺空间和资源,种群在第Ⅲ、Ⅳ径级死亡率较高,自疏作用明显;(3)白桦种群的存活曲线接近于Deevey Ⅰ型曲线;(4)在研究尺度内白桦种群以幼树、中龄树为主时呈聚集分布,而成龄树或老龄树占多数时呈随机分布,即随着种群年龄的增加,其分布格局逐渐由集群分布向随机分布转变.乌拉山白桦种群在小于1.5m的尺度呈聚集分布,即具有2株以上个体“丛生”现象.在环境条件相似的情况下,白桦种群自身的生物、生态学特性是影响其分布格局的最主要因素.     

内蒙古赛罕乌拉国家级自然 保护区黑鹳繁殖记述

黑鹳(Ciconia nigra)种群数量稀少,成活率低,为国家Ⅰ级重点保护物种,加强对黑鹳的保护已刻不容缓。内蒙古赛罕乌拉国家级自然保护区是黑鹳的重要繁殖栖息地,开展繁殖行为研究有助于提高对黑鹳的保护成效。2012至2015年对2处黑鹳繁殖巢址进行了繁殖期观察。2012年5月15日首次发现1巢内有4枚卵并有亲鸟在巢中孵卵,6月7日孵化出4只幼雏,8月底全部成功离巢。2013年4月黑鹳利用该巢产卵5枚,孵化1只雏鸟,孵卵期约33 d,后期卵、雏鸟均消失,推测为来自蛇类的捕食。2014、2015年该巢未被利用。2014年4月24日发现另外一处巢址,8月12日观察到3只幼鸟已开始练习飞行,至8月19日全部离巢。2015年该巢孵化雏鸟4只,6月初死于恶劣天气。通过监测发现黑鹳连续多年在保护区内栖息繁殖,所发现的两巢成功出雏7只个体。本研究初步获得保护区境内黑鹳的繁殖信息,为后续促进黑鹳种群恢复与栖息地保护提供了基础数据。     

低覆盖度固沙林的乔木分布格局与防风效果

低覆盖度植被是我国干旱、半干旱区经过漫长的自然演替过程逐步发育形成且广泛分布的植被类型。前人研究认为,植被覆盖度达到40%为固定沙地,40%-20%为半固定-半流动沙地。但在实践观察中发现:在低密度(或覆盖度)时,灌丛的水平分布格局对固定流沙和阻止风沙流的作用差异显著。在干旱区、半干旱区,存在着大量天然的乔木疏林,其覆盖度均在低于40%,地表处于半流动状态,而配置成行带式后,即使覆盖度降低到20%时,地面也不会出现风蚀现象。因此,在内蒙古浑善达克沙地,针对覆盖度在20%左右的乔木疏林,同时测定了随机与行带式两种分布格局的防风阻沙效果。结果表明:(1)在不同的对照风速下,行带式配置的林内的相对风速均低于随机分布,其中在200 cm高度处行带式配置的平均相对风速比随机分布的低53.89%,在50 cm高度处低36.82%;(2)行带式林内的水平风速流场变化有一定规律,而随机分布林内风速流场变化主要受树冠在空间的分布影响,变化非常复杂;(3)随机分布的疏林内出现风速超过旷野对照的现象,在50 cm和200 cm的两个观测高度上分别有约27.45%和22.55%的风速测定值超过对照风速,说明出现明显的局部风速"抬升"现象,形成了强的涡流;(4)行带式配置林内的平均地表粗糙度达到1.01 cm,比随机分布的疏林内增大约5倍之多;(5)总体而论,行带式分布格局第1带降低风速的作用最显著,第2带及其以后各带间的风速均比第1带后的风速小,但逐带降低的叠加效益不明显;(6)由于乔木基本(枝下高)没有枝条对风的阻碍,乔木行带式固沙林在迎风面的第1林带的基部有一定的风力"抬升"作用,对林带基部地面产生较强的侵蚀作用,多数第1带树木的根系被侵蚀裸露,过境的风沙流只能在林带后树冠外侧堆积;(7)随机分布林内在许多位置出现了非常低的地表粗糙度,地表粗糙度低的位置基本与风速"抬升"区相吻合,这种"抬升"区形成的强的涡流是疏林内出现风蚀坑的重要因素,这也是浑善达克沙地出现榆树与风蚀坑相间分布的主要原因。     

Carbon storage of the forests and its spatial pattern in Nei Mongol,China

Aims
Forest carbon storage in Nei Mongol plays a significant role in national terrestrial carbon budget due to its large area in China. Our objectives were to estimate the carbon storage in the forest ecosystems in Nei Mongol and to quantify its spatial pattern.
Methods
Field survey and sampling were conducted at 137 sites that distributed evenly across the forest types in the study region. At each site, the ecosystem carbon density was estimated thorough sampling and measuring different pools of soil (0-100 cm) and vegetation, including biomass of tree, grass, shrub, and litter. Regional carbon storage was calculated with the estimated carbon density for each forest type.
Important findings
Carbon storage of vegetation layer in forests in Nei Mongol was 787.8 Tg C, with the biomass of tree, litter, herbaceous and shrub accounting for 93.5%, 3.0%, 2.7% and 0.8%, respectively. Carbon density of vegetation layer was 40.4 t·hm^-2, with 35.6 t·hm^-2 in trees, 2.9 t·hm^-2 in litter, 1.2 t·hm^-2 in herbaceous and 0.6 t·hm^-2 in shrubs. In comparison, carbon storage of soil layer in forests in Nei Mongol was 2449.6 Tg C, with 79.8% distributed in the first 30 cm. Carbon density of soil layer was 144.4 t·hm^-2. Carbon storage of forest ecosystem in Nei Mongol was 3237.4 Tg C, with vegetation and soil accounting for 24.3% and 75.7%, respectively. Carbon density of forest ecosystems in Nei Mongol was 184.5 t·hm^-2. Carbon density of soil layer was positively correlated with that of vegetation layer. Spatially, both carbon storage and carbon density were higher in the eastern area, where the climate is more humid. Forest reserves and artificial afforestations can significantly improve the capacity of regional carbon sink.     

种源地气候对蒙古莸光响应特性的影响

植物对环境的长期适应所形成的遗传特性对其光合、生长等有着重要影响。通过测定8种不同种源地蒙古莸在相同环境条件下的光响应曲线,分析、比较了不同种源地蒙古莸光合响应参数的差异及种源地气候对其影响大小,以期了解蒙古莸光合特性响应环境变异的机理。结果表明:(1)在相同环境条件下,蒙古莸的光合能力与其种源地有密切关系。随种源地从东到西、从北到南,光合能力逐渐降低,其中内蒙古苏尼特左旗、二连浩特种源的最大净光合速率(Pnmax)最高,甘肃民勤种源Pnmax最小。(2)种源地气候对蒙古莸光响应特性有着显著影响,其中温度和海拔是主要因素,温度、海拔与最大净光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(Rd)均显著负相关(P0.01)。(3)种源地气候对各个光合参数的解释程度为:16.65%—73.52%,对表观量子效率(α1)、最大净光合速率(Pnmax)、光补偿点(Ic)和暗呼吸速率(Rd)有着重要影响,解释力均大于40%。由此可见,种源地气候差异引起的遗传变异是造成不同种源间光响应特性差异的重要因素之一。不同种源蒙古莸光合能力的差异是其适应特有环境的体现。     

浑善达克沙地生物土壤结皮及其下层土壤中好氧不产氧光营养细菌群落结构及多样性

【目的】揭示浑善达克沙地不同类型生物土壤结皮(Biological soil crusts,BSCs)及其下层土壤好氧不产氧光营养细菌(Aerobic anoxygenic phototrophic bacteria,AAPB)群落结构及多样性。【方法】利用Illumina Mi Seq二代高通量测序平台对puf M基因进行测序,使用生物信息学分析方法对序列进行比对分析AAPB的群落结构和多样性。【结果】生物土壤结皮及其下层土壤中,Proteobacteria和Alpha-Proteobacteria是优势门和纲,主要有6个属Bradyrhizobium(9.69%–90.02%)、Brevundimonas(0.83%–16.04%)、Methylobacterium(1.74%–12.56%)、Rhodospirillum(0.91%–32.87%)、Roseiflexus(0.02%–1.79%)和Sphingomonas(0.13%–11.23%);结皮层样品间及下层土壤样品间AAPB种类相似,但丰度有差异;随结皮的发育,结皮层及其下层土壤中AAPB群落多样性升高。【结论】浑善达克沙地BSCs中AAPB群落结构相对复杂,与水体和一般土壤环境中的组成区别明显;AAPB多样性高,且多样性随发育阶段升高而升高,预示着AAPB在荒漠生态系统稳定中有重要的作用。