不同营林面积情景下鹿科动物的潜在生境分布

在有人为干扰的森林景观中开展鹿科动物适宜生境分布研究,对于解决大尺度生境保护与小面积森林经营的矛盾问题有着重要的参考意义,也符合我国林区的现实需求.2013—2015年冬季进行的多次野外调查收集196处鹿科动物出现点信息,将这些点作为分布点数据,选取地形、景观类型、植被特征和人类干扰4类17种因子作为环境变量,利用最大熵模型方法,分析4种林下经营面积情景下小兴安岭铁力林业局马鹿和狍的潜在适宜生境分布特征及其对环境因子的响应.结果表明:模型预测精度达到优秀水平,稳定性好,鹿科动物的适宜生境主要集中在东部区域;不同情景下,两种鹿科动物的主要环境影响因子相似,均为距农田距离、距居民点距离、距河流距离、距营林区距离和海拔因子,其中,距营林区距离因子的贡献率稳定在4%～6%;两种鹿科动物躲避人类经营活动干扰的距离(1200～1300 m)较为接近.在无林下经营情景中,鹿科动物的适宜生境分布较广、面积较大;随着经营面积的增大,适宜生境面积减少;当经营面积扩大到现实情况的2～3倍时,鹿科动物栖息地面积缩减较为严重.     

择伐对小兴安岭针阔叶混交林土壤呼吸的影响

利用LI-8100土壤CO₂排放通量全自动测量系统,测定了黑龙江省带岭林业局东方红林场不同采伐强度林地的土壤表面CO₂通量和土壤表层10 cm处的温度和湿度,研究了择伐作业后林地土壤表面CO₂通量变化及影响因素.结果表明：伐后林分土壤温度和湿度与土壤表面CO₂通量季节变化呈较好的相关关系,解释了土壤呼吸的68%～98%;择伐作业使林地表面CO₂通量增加,年均增幅在7.17%～26.89%;采伐强度与土壤表面CO₂通量呈显著的二次相关关系（R²=0.961）.土壤有机质含量和采伐强度是导致择伐后土壤表面CO₂通量变化的主要影响因子.     

小兴安岭北部原始阔叶红松林红松结实气候敏感性及其种子年机制探讨

选取林分较为稳定的原始阔叶红松林作为研究地点,分析近16年的红松结实动态,研究红松（Pinus koraiensis）结实的气候敏感性及其种子年机制。首先按资源限制理论分析了红松结实的资源限制性,再根据资源匹配（气候假说）理论和Nicholls关于产量研究的建议将红松种子产量分解为趋势产量和气候产量,利用红松气候产量与前3年的气象数据进行气候影响分析,并且结合前期的物候观测,找出了红松结实的气候敏感阶段及其敏感的气象指标。结果显示：（1）红松当年种子产量与去年和前年产量和呈显著负相关,二者呈指数关系,表明了红松结实中资源限制机制的存在。并且资源限制可能是球果成熟对同年其它生殖发育的单向自我营养限制关系。（2）去年与前年6月平均气温的差值（ΔT₆）对当年红松种子产量具有很好的预测性。（3）花原基形成期是红松结实最为关键的气候敏感期,红松气候产量与此阶段气温和日照呈极显著负相关,与降水呈极显著正相关。（4）部分年份异常高温已经超出了花原基形成的最适温度范围,导致了红松产量的下降。（5）红松结实在生殖发育期内不同阶段都对气候变化表现敏感,红松种子年现象受到了资源限制机制和资源匹配机制的共同作用。本研究结果预示了温度升高,尤其是在气温升高过快的地区,红松结实对气候变暖具有一定的脆弱性并可能成为未来红松天然更新的重要瓶颈。     

采伐对小兴安岭落叶松-泥炭藓沼泽温室气体排放的影响

利用静态箱-气相色谱法,研究了择伐和皆伐对小兴安岭落叶松-泥炭藓沼泽CH4、CO2、N2O排放的影响.结果表明:采伐改变了落叶松-泥炭藓沼泽CH4和N2O的季节排放规律,其中对照样地的CH4为夏季吸收、秋季排放,N2O夏秋季吸收;择伐样地的CH4和N2O在夏季集中排放;皆伐样地的CH4在夏秋季排放,N2O则在夏季吸收、秋季排放.但采伐对CO2季节排放规律的影响,均为夏季春季秋季.采伐改变了CH4、CO2和N2O的源汇功能,对照样地为CO2的排放源、CH4和N2O的弱吸收汇;采伐地的CO2排放量下降了1/4,并转化为N2O弱排放源,为CH4的弱排放源或强排放源.择伐样地温室效应贡献潜力较对照样地下降了24.5%,皆伐地则提高了3.2%.     

小兴安岭7种典型林型林分生物量碳密度与固碳能力

森林生物碳储量作为森林生态系统碳库的重要组成部分, 在全球碳循环中发挥着重要作用。以小兴安岭7种典型林型为研究对象, 通过外业样地调查与室内实验分析相结合的方法, 从林分尺度对林分生物量与碳密度进行计量, 分析了林分生物碳储量的空间分配格局, 并对林分年固碳能力与碳汇潜力进行了探讨。结果表明: 小兴安岭不同林型从幼龄林到成熟林的乔木层碳密度增长速率为: 蒙古栎(Quercus mongolica)林>兴安落叶松(Larix gmelinii)林>云冷杉(Picea-Abies)林>樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)林>山杨(Populus davidiana)林>红松(Pinus koraiensis)林>白桦(Betula platyphylla)林。7种典型林型不同龄组(幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林)林分生物量碳密度分别为: 红松林31.4、74.7、118.4和130.2 t·hm^-2; 兴安落叶松林28.9、44.3、74.2和113.3 t·hm^-2; 樟子松林22.8、52.0、71.1和92.6 t·hm^-2; 云冷杉林23.1、44.1、77.6和130.3 t·hm^-2; 白桦林18.8、35.3、66.6和88.5 t·hm^-2; 蒙古栎林25.0、20.0、47.5和68.9 t·hm^-2; 山杨林19.8、28.7、43.7和76.6 t·hm^-2。红松林、兴安落叶松林、樟子松林和蒙古栎林在幼龄林时林分年固碳量较高, 其他林型在成熟林时林分年固碳量较高。7种典型林型不同龄组的林分生物量碳密度均随林龄增长而增加, 但不同林型的碳汇功能存在差异, 同一林型不同林龄的生物量碳密度增幅差异也较大。林分年固碳量在0.4-2.8 t·hm^-2之间, 碳汇能力较强、碳汇潜力较大。尤其是小兴安岭目前林分质量较差, 幼龄林和中龄林所占的比重较大, 具有较大的碳汇潜力。研究结果可为森林经营管理及碳汇功能评价提供参考。     

利用凋落物法和林木因子模拟小兴安岭阔叶红松林叶面积指数

叶面积指数(LAI)是研究森林生态系统生理生态进程中关键的结构参数之一。目前,凋落物法是在非破坏性条件下能直接测定森林生态系统LAI的最有效的方法,然而将凋落叶按树种分类增加了该方法的实施难度。平均优势度模型、林分优势度模型和局域优势度模型基于凋落物法和林木因子(如胸高断面积basal area,BA;坐标)能精确地预测落叶阔叶林的LAI,而这些模型是否适用于针阔混交林仍未进行验证。以小兴安岭阔叶红松林(Pinus koraiensis)为研究对象,先利用凋落物法测定其LAI,依此为参考对3种模型预测LAI的有效性进行验证,并以红松、冷杉(Abies nephrolepis)、紫椴(Tilia amurensis)、五角槭(Acer mono)、枫桦(Betula costata)和裂叶榆(Ulmus laciniata)为例,探讨了基于凋落物法测定的LAI与BA的相关关系。结果表明:平均优势度模型不适于预测针阔混交林的LAI;林分优势度模型预测效果较好,精度达86%;局域优势度模型预测效果最优,精度高于90%。然而,为准确测定阔叶红松林的LAI,应最少选择测定8个主要树种的比叶面积。基于凋落物法测定的6个树种的LAI与其BA均显著相关(P0.01),最小R2为0.67。研究结果可为快速、准确地测定针阔混交林的LAI提供依据,为非破坏性条件下建立树种的LAI与其BA的相关关系提供参考。     

小兴安岭典型草丛沼泽湿地CO2、CH4和N2O的排放动态及其影响因素

2007年6～10月,采用静态箱-气相色谱法,同步研究了小兴安岭典型修氏苔草(Carex schmidtii)沼泽湿地CO2、CH4和N2O排放通量的季节动态及其与环境因子的关系,估算CO2、CH4和N2O的生长季排放量,探讨了沼泽湿地碳与氮的源汇关系.结果表明:草丛沼泽生长季节温室气体排放量以CO2占绝对优势(99.61%),CH4的排放量次之(0.39%),N2O的排放量最低(0.000 7%),且为碳、氮的吸收汇(分别为固定量的53.93%和0.04%);CO2、CH4和N2O生长季平均排放通量依次为487.89、1.88和0.004 mg·m-2·h-1,且具有明显的季节变化特征,CO2和N2O的最高排放量均出现在夏季(6月24日至8月14日和7月14日至8月14日),CH4的最高排放量出现在夏秋季(8月24日至9月24日),其中,CO2季节变化与空气温度和0～20 cm土壤温度具有显著相关性(p＜0.05),CH4与空气温度具有显著相关性(p<0.01),N2O与水位具有显著的负相关性(p＜0.05).     

排水造林对小兴安岭沼泽甲烷排放的影响

沼泽排水造林是近年来小兴安岭湿地遭受到的主要干扰类型之一.以小兴安岭天然沼泽湿地-苔草(Carex schmidtii)沼泽和灌丛沼泽,以及沼泽排水后营造(大垄排水造林)的10a和20a兴安落叶松(Larix gmelinii)人工林为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法观测兴安落叶松人工林甲烷通量与天然苔草沼泽和灌丛沼泽的差异及其相关环境影响因子,探讨排水造林对甲烷通量的影响及其影响机制.结果表明:天然沼泽和落叶松人工林甲烷通量都有明显的季节变化规律,但人工林甲烷通量峰值出现的时间和频率与天然沼泽不同,峰值相对较小,有吸收甲烷的现象出现.10a和20a落叶松人工林甲烷排放通量显著(10a落叶松人工林p=0.005,20a落叶松人工林p=0.009)低于天然苔草沼泽和灌丛沼泽的平均值.苔草沼泽、灌丛沼泽、10a和20a落叶松人工林生长季(150d)甲烷排放总量分别为(6.66±8.31)g · m-2 · a-1,(0.32±0.31)g · m-2 · a-1,(0.13±0.50)g · m-2 · a-1和(-0.11±0.20)g · m-2 · a-1.沼泽排水造林后甲烷排放量减少的主要原因为水位下降和维管植物的减少;此外,排水沟相对面积减少也是导致人工林甲烷排放速率降低的原因之一.     

红松阔叶混交林凋落物-土壤动物-土壤系统中N、P、K的动态特征

根据对小兴安岭凉水国家级自然保护区红松阔叶混交林的凋落物、土壤动物和土壤2a的连续采样及测定主要营养元素N、P、K的含量,研究凋落物-土壤动物-土壤系统中主要营养元素在各分室的动态变化,并通过比较主要营养元素在不同分室中的分异,进而分析了土壤动物在该系统营养循环中的作用。结果表明,研究区内不同凋落叶分解过程中元素含量的动态变化比较复杂,阔叶落叶中营养元素含量的变化大于针叶落叶,但不同凋落叶在分解过程中的元素损失量之间的差异不显著。在研究时段,腐殖土层各种营养元素的含量高于土壤层;蚯蚓、蜈蚣和马陆大型土壤动物体内的营养元素含量之间差别较大,其中蚯蚓体内全N含量最高,而马陆体内全P含量最高,蜈蚣则全K含量最高。土壤动物和土壤中营养元素含量的动态变化和凋落叶中的变化趋势不同。N和P在土壤动物分室中表现出一定的富集,而K的富集不明显。土壤动物可以通过其新陈代谢活动加速凋落物-土壤动物-土壤系统中营养元素的循环速率。不同凋落物分解过程中养分含量变化复杂可能是由于不同凋落物种类特性差异造成的。土壤动物在营养元素循环,尤其是N、P元素循环中具有重要意义。     

大、小兴安岭植物区及交错区物种多样性比较研究

在中国东北大兴安岭植物区、小兴安岭植物区及交错区,选择典型群落,采用物种丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数及均匀度指数,研究了大兴安岭植物区、小兴安岭植物区及交错区物种构成和不同分布区群落的结构。分析比较了3个植物区物种多样性指数及不同生活型物种多样性指数及均匀度指数,结果表明：大、小兴安岭植物区与交错区植物种类过渡性明显,小兴安岭植物区和交错区植物群落结构以落叶松、红松、白桦针阔混交林为主,大兴安岭植物区以兴安落叶松、东北白桦、樟子松为主;大、小兴安岭植物区及交错区物种多样性指数表现为小兴安岭植物区＞交错区＞大兴安岭植物区;大、小兴安岭植物区及交错区不同生活型物种多样性指数变化为草本层＞灌木层＞乔木层,乔木层物种多样性指数差异显著,灌木层和草本层差异不显著。