长白山国家自然保护区及其周边地区生态脆弱性评估

在全球变化与人类活动的双重冲击下,探究自然保护区及其周边区域的生态脆弱状况对于保证区域的生态安全和人类自身的可持续发展至关重要.以长白山国家自然保护区及其周边30 km缓冲区为研究区域,结合“敏感度-恢复力-压力度”概念模型和空间主成分分析法评估保护区内外2005和2015年的生态脆弱状况并分析其背后的主要驱动因子.结果表明:2005和2015年,保护区内外的生态脆弱性等级均以潜在脆弱、微度脆弱和轻度脆弱为主,该区域的生态脆弱状况总体处于较好水平;2005—2015年间,保护区内外整体的生态脆弱性呈现略微上升趋势,区内、外发生退化的区域面积分别为254和967 km²,区内、外对该趋势的贡献占比分别为30.8%和69.2%;区内生态脆弱性在空间格局上的变化主要与净初级生产力(NPP)、植被覆盖度和距离道路最近距离的变化有关,而在区外,主要与NPP、植被覆盖度、国内生产总值(GDP)密度的变化有关.     

邻域竞争对长白山阔叶红松林关键树种生长的影响

林木间的竞争是影响树木生长、形态和死亡的主要因素.单木邻域竞争分析能够反映个体间相互作用规律及其距离范围,对于减缓林木竞争、促进林木生长具有重要意义.为弄清竞争对阔叶红松林林木生长的影响,本研究基于Hegyi单木竞争指数和邻域分析方法,探讨了长白山原始阔叶红松林中的5个关键树种——红松、紫椴、水曲柳、蒙古栎和春榆(胸高断面积合计占80%)竞争的邻域半径,并分析了竞争对关键树种生长和死亡的影响.结果表明:红松、紫椴、水曲柳和蒙古栎4个树种单木竞争的邻域半径均为11 m,春榆为13 m.关键树种单木邻域竞争强度与其生长量的对数呈显著负相关,与树木个体的大小呈显著正相关;竞争强度对树木生长影响的相对重要性随着个体的生长而降低.邻域竞争显著增加了关键树种的死亡率.本研究表明长白山阔叶红松林中邻域竞争对关键树种的生长和存活有重要影响,研究结果对阔叶红松林关键树种竞争环境的调整和生产力的提升具有指导意义.     

我国东北天然林保护工程区森林植被的碳储量

以东北天然林保护工程区森林生态系统为对象,通过对其主要森林类型进行调查,探讨天保工程经营区划对森林植被固碳现状的影响,并结合已有的东北林区生物量与蓄积量数据库,建立了东北林区主要树种组的生物量-蓄积量回归模型,然后以第7次森林资源清查为基础,对东北天保工程区森林植被碳储量进行估算,以期为全国森林生物量的估算和天保工程的评估提供参考。结果表明,不同经营区之间(重点公益林、一般公益林和商品林)森林植被碳密度的差异并不显著,这可能与天然林保护工程实施初期经营区划的标准、样地的选择以及天保工程实施过程中粗放的管理方式有关。东北天保工程区森林植被碳储量为1045 Tg C,占东北、内蒙古三省森林植被总碳储量的68%;工程区以天然林为主,占工程区总植被碳储量的97%。工程区森林植被平均碳密度为41 Mg/hm2,较东北、内蒙古三省平均植被碳密度高14%;工程区植被碳密度随林龄的增加逐渐增大,由幼龄林的13 Mg/hm2到过熟林的63 Mg/hm2。因此,继续加强天然林保护工程的实施,提高其林分质量,这对未来我国森林碳汇潜力的增加和森林的可持续发展都具有重要的意义。     

长白山风倒区自然恢复26年后土壤碳、氮含量特征

植物群落的变迁会引起土壤碳/氮分布格局的变化。本文在长白山1986年风倒区和对照区(未受风干扰的原始植被分布区)沿海拔梯度选择阔叶红树林、云冷杉林和岳桦林,采集0～10(表层)和10～20 cm(下层)土壤,分析其碳、氮含量,研究长白山西坡风倒区植被恢复以来土壤理化性质的变化。结果表明:土壤有机碳、全氮含量在对照区和风倒区均表现为表层显著高于下层。对3个林型来说,风倒区与对照区土壤有机碳、全氮含量无显著性差异,但对照区和风倒区2个土层的碳、氮含量及储量随海拔增加有上升的趋势;同时,3个林型表层土壤中有机碳、全氮的含量有显著性差异,而下层土壤中差异不明显。在阔叶红松林和云冷杉林表层土壤中,对照区土壤C/N显著高于风倒区。随着海拔的升高,对照区和风倒区2个土层的碳氮比都有降低的趋势。总的来说,长白山风倒区经过26年的自然恢复,其土壤有机碳、全氮含量及储量与原始植被区已无明显的差异,但碳氮比差异性显著,说明自然恢复26年后风倒区土壤质量已经基本恢复,但由于植被类型的差异导致碳/氮输入等差异依然存在,因而,用碳氮比可以更准确地反映植被变化对土壤的影响。     

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.     

树木年轮分析在全球变化研究中的应用

树木年轮的宽度、密度、图像分析、同位素含量等都与气候因子温度、湿度以及大气成分的变化成复杂的相关关系。本文总结了树木年轮分析的几种主要研究方法以及在全球气候变化、大气污染以及重建大气CO2浓度中的应用,同时利用树木年轮分析对全球变化研究中存在的问题、争议等作了简要的探讨,并对未来全球变化中的年轮年代学研究的方向作了展望。     

气候变暖对长白山主要树种的潜在影响

应用LINKAGES模型对长白山自然保护区内主要树种在各斑块类型中对气候变化的潜在响应进行了模拟,模拟时选择了目前和未来变暖2种气候条件,对于目前气候状态,模型使用目前气象参数;而对于未来变暖气候,则按温度增加5℃,降水无明显变化作为模拟假设,温度的增加假定各月都相同,即各月均增加5度,模拟结果表明,对于高山岳桦林,气温变暖后岳桦依然扮演重要角色,但落叶松,云极,冷杉等目前这一林带的伴生树种,在气温上升后,其生物量均有较大辐度的增加,部分占据目前岳桦的位置,即目前下部的云冷杉林带有上移的趋势;对于亚高山云冷杉林,其优势种云杉和冷杉在气温变暖后,生物量有较大幅度的增加,落叶松虽有增加的趋势但幅度较小,即云杉和冷杉在未来气温变暖后依然是这一林带的优势种,但生长会加快,阔叶红松林的主要建群种在气温升高后,其生物量只有较小的增加,其它主要伴生种的生物量随气温上升的增加趋势非常相似,表明阔叶红松林在未来气候变暖情况下仍将维持目前的结构状态。     

长白山森林生态系统中椴树叶分解进程的研究

研究结果表明,椴树叶分解过程适合用指数衰减方程来表达,随海拔和植被类型的上升,在1－5号标准地,椴树叶分解常数分别为－0．391,－0．339,－0．257,－0．198和－0．125,即随海拔升高,分解速度下降,光水条件的实验表明,60％－80％的庇荫条件下,分解较快,浇水多的比浇水少的分解快,在实验区条件下,水分条件比光照条件影响更明显,与红松针叶的分解实验相比,二者规律极为相似,而且分解速率相差甚微。     

长白山北坡苔藓红松暗针叶林倒木分解及其养分含量

对长白山北坡苔藓红松暗针叶林中云冷杉倒木的分解及其养分元素的含量进行了研究。研究表明 ,云冷杉倒木的腐烂分解过程符合单项指数衰减模型 ,冷杉倒木的分解常数为 0 .0 1 6 8/a( r2 =0 .94 83) ,云杉倒木为 0 .0 1 5 0 /a( r2 =0 .8895 )。对云冷杉倒木中养分含量进行测定可得 :C平均含量为 1 8876 .90 kg· hm- 2 ,N为 2 99.0 0 kg· hm- 2 ,P为2 .5 0 kg· hm- 2 ,K为 4 0 .4 9kg· hm- 2 ,Ca为 4 4.1 2 kg· hm- 2 ,Mg为 1 2 .5 0 kg· hm- 2 。在云冷杉倒木腐烂分解过程中 C的百分含量会逐渐下降 ,N和 P的含量会逐渐增高。K、Ca和 Mg的含量则没有明显的变化趋势。     

长白山北坡暗针叶林倒木贮量和分解的研究

对长白山北坡海拔 12 6 0m和 16 2 0m暗针叶林中倒木蓄积、生物量和倒木的分解进行了比较研究 ,结果表明 ,暗针叶林中倒木的蓄积为 180 .87m3·hm-2 ,占林分蓄积的 2 1.83 % .低海拔的倒木蓄积和生物量均比高海拔的低 ,海拔 12 6 0m的倒木蓄积为 5 2 .5 7m3·hm-2 ,生物量为 2 6 .2 1t·hm-2 ;海拔 16 2 0m的倒木蓄积为 193.85m3·hm-2 ,生物量为 5 3 .33t·hm-2 .用单项指数衰减模型对倒木的分解进行模拟可知 ,倒木的分解常数随树种和海拔高度的不同而不同 .冷杉倒木的分解常数比云杉倒木大 ;倒木在低海拔的分解常数比在高海拔的大 ,表明云杉倒木完全分解需要较长的时间 .