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.     

长白山北坡植物群落相异性及其海拔梯度变化

在长白山北坡,从海拔700～2600m,每隔100m设置一个样地。运用群落多样性指数,分析了在不同海拔,两个群落之间,不同取样面积之间的差异性。结果表明。当取样面积超过16m^2时,在不同取样面积之间,群落之间的差异性表现出相同的规律性。群落差异性指数出现在海拔700～800,1000～1100,1700～1800m,这正是不同植被类型的分界点。群落相似性指数随着取样面积的增加呈线性增加。随着海拔差的增加,群落相似性指数增加率也是不同的。     

生态系统健康评价方法初探

生态系统是维持人类环境的最基本单元,生态系统功能主要体现在两个方面：一是生态服务功能（service);二是价值功能（goods)这两种功能是人类生态和发展的基础,生态系统健康是保证生态系统功能正常发挥的前提,结构和功能的完整性,具有抵抗干扰和恢复能力（resilience)、稳定和可持续性是生态系统健康的特征,生态系统健康评价需要基于生态系统的结构、功能过程来确定指标,包括生态系统的完整性,适应性和效率,生态系统健康评价主要有两种方法：一是指示物种评价,二是结构功能指标评价,结构功能指标评价包括单指标评价,复合指标评价和指标体系评价,指标体系评价中又包括自然指标体系评价,社会－经济－自然复合生态系统指标体系评价,本文针对生态系统健康的不同评价方法进行了对比研究,同时,针对不同的生态系统类型应选择其健康评价方法方面进行了简要的阐述。     

高CO2浓度对长白山阔叶红松林主要树种的影响

组成长白山阔叶红松林的主要树种红松、云杉、落叶松、大青杨、白桦、椴树、水曲柳和色木的幼树,盆栽于模拟自然光照和人工调节CO2浓度为700μl·L -1、400μl·L-1 的气室内两个生长季,以生长在400μl·L-1下的幼树为对照组 ,在各自生长条件下测定,高CO2浓度下生长的红松、云杉、落叶松、大青杨、白桦、椴树、水曲柳和色木的高生长比对照组的幼树提高10%～40%.高CO2浓度的幼树与对照CO2 下的幼树相比各树种蒸腾速率升降不一,但水分利用效率均有不同程度的提高,不同树种的可溶性糖和叶绿素含量对高CO2浓度反应不一,反映出幼树对高CO2浓度适应的复杂性.长期高CO2浓度环境下生长的阔叶树对CO2变化反应较针叶树敏感,供试树种均发生光合驯化现象.     

黑龙江大兴安岭地区森林害虫发生面积与气象因子的关系

对黑龙江大兴安岭地区6个气象台站的气象资料进行整理和分析,从中筛选出影响虫害发生面积的7个气象因子,并分别对其做相关分析,研究了气象因子对种群数量的影响,模拟虫害发生面积预测方程.结果表明:与虫害发生面积密切相关的因子有年积温(≥10℃)、年降水量和干燥度;虫害发生面积同三者的Pearson相关系数分别为0.701、-0.814和0.937;通过分析极端气候现象对虫害面积的影响,发现春季阴雨和虫害面积存在显著的正相关关系,冬冻和春寒对虫害发生面积并没有直接的影响.     

长白山地区红松树干呼吸的研究

采用土壤呼吸气室于2003年5～10月测定了长白山阔叶红松林主要树种红松不同径阶不同方位的树干呼吸,同时监测了树干温度和林内温度.结果表明,树干呼吸速率具有明显的季节变化趋势,呈单峰曲线,8月出现最大值,2月呼吸速率最低.树干呼吸速率与树干温度具有显著幂指数关系,同时表现出大径阶树干呼吸速率与温度因子间曲线拟合效果好于小径阶红松.不同径阶树干呼吸速率均呈南面高于北面,并随树干径阶的减小南北面呼吸速率差异降低.不同径阶红松树干平均维持呼吸占总树干呼吸63.63%,红松树干径阶越大维持呼吸所占比例越大.依树干径阶大小顺序分别为66.76%、73.29%和50.84%.不同径阶红松树干呼吸Q₁₀值在2.56～3.32之间,利用呼吸Q₁₀值分别获得不同径阶树干R_t和R_m的季节变化趋势.因此,当估算生态系统呼吸时应考虑树干不同部位和不同径阶之间的差异.     

长白山阔叶红松林昆虫多样性研究

通过季节性观察,系统地研究了长白山阔叶红松林昆虫类群及其多样性．结果表明,长白山阔叶红松林已知的森林昆虫26目131科1162属1960种,其中森林害虫11目105科881种、重要森林害虫638种;森林昆虫群落中植食性昆虫类群总数所占比重最大,天敌昆虫群落中以捕食性类群总数所占比重最大．植食类群、寄生性类群和捕食类群全年的均匀度指数分别为0．884、0．830和0．806．各类群问季节变动系数的大小顺序为捕食类群>寄生性类群>植食类群．     

长白山北坡静水水体中水甲虫分布与环境关系的典范对应分析

应用典范对应分析（CCA）对长白山北坡静水水体12个样点中28种水甲虫与环境关系的研究表明,长白山5种环境因子中水底腐殖化程度和海拔对水甲虫的分布起主要作用,与排序轴的相关系灵敏分别高达0.8371和0.7206,而水温和植被密度也有较大的影响,在环境因子的影响下不同生境中水甲虫分布的种群不同,深刻斜凹龙虱,端钩切眼龙虱,布朗沟牙甲,沼梭科水甲虫等主要分布在深水区,与水温没有关系。而异毛龙虱和舟型牙甲等与海拔和水泡子的腐殖化程度呈正相关。     

高CO_2浓度对长白山阔叶红松林主要树种的影响

组成长白山阔叶红松林的主要树种红松、云杉、落叶松、大青杨、白桦、椴树、水曲柳和色木的幼树 ,盆栽于模拟自然光照和人工调节CO2 浓度为 70 0 μl·L-1、40 0 μl·L-1的气室内两个生长季 ,以生长在 40 0 μl·L-1下的幼树为对照组 ,在各自生长条件下测定 ,高CO2 浓度下生长的红松、云杉、落叶松、大青杨、白桦、椴树、水曲柳和色木的高生长比对照组的幼树提高 10 %～ 40 % .高CO2 浓度的幼树与对照CO2 下的幼树相比各树种蒸腾速率升降不一 ,但水分利用效率均有不同程度的提高 ,不同树种的可溶性糖和叶绿素含量对高CO2 浓度反应不一 ,反映出幼树对高CO2 浓度适应的复杂性 .长期高CO2 浓度环境下生长的阔叶树对CO2 变化反应较针叶树敏感 ,供试树种均发生光合驯化现象 .     

长白山西坡风灾区森林恢复状况

以长白山西坡风灾迹地（阔叶红松林、云冷杉林、岳桦林）的样地调查资料为基础,研究了各林型森林群落遇灾23年后的恢复特征.结果显示：3种林型的恢复速度为阔叶红松林>云冷杉林>岳桦林,并且它们与各自对照的群落共有度指数分别为0.49、0.44、0.33.风灾对各林型的乔木组成和多样性的影响不同：阔叶红松林中,风灾显著增加了乔木总数量,但对乔木种数和α多样性指数没有显著影响（P>0.05）;云冷杉林中,风灾仅显著降低了Shannon多样性指数和Simpson优势度指数;岳桦林中,除Pielou均匀度指数,其余多样性指数都因风灾而显著降低.各林型优势树种组成变化及更新情况对风灾的响应也与林型相关：阔叶红松林与对照区的优势树种组成显著不同,而云冷杉林及岳桦林受灾前后的优势树种组成差异均不大;阔叶红松林的幼树更新情况较好,云冷杉林有少量更新,岳桦林带几乎没有林木更新.表明风灾对森林群落的影响在23年后仍未消除,森林在风灾干扰后的恢复需要一个漫长的过程.