火干扰对小兴安岭白桦沼泽和落叶松-苔草沼泽凋落物和土壤碳储量的影响

火干扰在湿地生态系统中起着重要的作用,尽管湿地占全球陆地生态系统很小一部分,却是陆地生态系统一个重要的碳汇。然而关于火干扰对我国小兴安岭森林沼泽生态系统土壤碳库影响的研究鲜有报道。因此选取两种森林沼泽典型地段进行土壤取样,研究火干扰对小兴安岭白桦(Betula platyphylla)沼泽和落叶松(Larix gmelinii)-苔草(Carex schmidtii)沼泽地表凋落物和土壤碳储量(0—50 cm)的影响。研究结果表明:①重度火烧使得白桦沼泽地表凋落物量和碳储量降低了36.36%(0.50 kg/m2)和35.52%(0.23 kg C/m2),而轻度火烧无显著影响;轻度火烧和重度火烧落叶松-苔草沼泽地表凋落物量和碳储量分别减少了45.32%(0.99 kg/m2)和44.66%(0.42 kg C/m2)、50.42%(1.10 kg/m2)和49.71%(0.47 kg C/m2);②白桦沼泽和落叶松-苔草沼泽两者对照样地、轻度火烧样地、重度火烧样地的土壤碳储量(0—50 cm)分别为(23.55±6.34)kg C/m2、(18.50±8.16)kg C/m2、(32.50±7.22)kg C/m2和(20.89±2.59)kg C/m2、(23.52±16.03)kg C/m2、(21.75±6.60)kg C/m2,然而火干扰对两种森林沼泽土壤碳储量(0—50 cm)影响不显著。研究结果可为我国东北开展森林湿地计划火烧和碳管理提供理论依据。     

小兴安岭地区黑熊的食性分析

2004 年5 月至2005 年11 月,在黑熊主要分布区小兴安岭利用无线电遥测技术跟踪黑熊并判定黑熊取食生境,收集黑熊粪便51 堆,利用粪便组织学分析方法对黑熊食物组成成分以及食物的选择性进行分析。结果表明:春初、秋末黑熊觅食生境为海拔400 ～ 560 m 的针叶林、针阔混交林;春末、夏初觅食生境为阔叶林、针阔混交林;夏季、秋初觅食生境为阔叶林、针阔混交林、河岸杂木林等。黑熊的大宗食物为植物,即使是夏季食物种类丰富季节,食物中植物成分仍近70% 。黑熊食物表现出季节性变化,季节不同采食种类不同,采食植物性食物的部位也不同。春季黑熊的食物种类最少,食物多样性指数为2.317,食物均匀性指数为0.5923,夏季的食物种类最丰富,食物多样性指数2.628,食物均匀性指数0.6367,秋季食物种类比春季丰富,但没有夏季丰富,食物多样性指数为2.361,食物均匀性最小,仅为0 5173。黑熊对植物类食物具有选择性,对红松、蒙古栎、核桃楸等坚果和猕猴桃、山桃等浆果类食物表现为正选择性;而对木贼、禾本科、榆、宽叶苔草、色木、桦、杨、柳表现为负选择性。      

排水对小兴安岭森林沼泽湿地溶解性有机碳和有效氮磷的影响

选取不同排水年限的兴安落叶松人工林湿地(1974年排水、1985年排水、1992年排水、2003年排水)和天然森林沼泽湿地(兴安落叶松沼泽湿地)为研究对象,探讨排水对小兴安岭森林沼泽湿地土壤溶解性有机碳(DOC)和有效氮磷的影响。结果表明,天然沼泽排水后,在土壤垂直剖面上,不同排水年限的森林湿地与天然沼泽湿地的土壤溶解性有机碳含量均呈递减变化。与天然森林沼泽湿地相比,排水湿地各土层DOC含量均显著低于天然沼泽湿地(P0.05)。天然森林沼泽,表层(0—10 cm)的土壤SOC含量、DOC/SOC、土壤有效氮含量均大于排水森林沼泽,但是有效磷含量却低于排水森林沼泽(P0.05)。在土壤表层(0—10 cm),排水年限与DOC、SOC、DOC/SOC、土壤有效氮呈显著性负相关,与有效磷呈显著性正相关(P0.05)。天然沼泽排水后,表层(0—10 cm)土壤的DOC含量与有效氮(铵态氮、硝态氮)含量成正比,与有效磷含量成反比(P0.05)。     

小兴安岭天然森林沼泽湿地生态系统碳源/汇

采用静态箱-气相色谱法与相对生长方程法,同步测定小兴安岭7种天然沼泽湿地(草丛沼泽-C、灌丛沼泽-G、毛赤杨沼泽-M、白桦沼泽-B、落叶松苔草沼泽-L-T、落叶松藓类沼泽-L-X、落叶松泥炭藓沼泽-L-N)的土壤呼吸(CO_2、CH_4)净碳排放量、植被年净固碳量,并依据生态系统净碳收支平衡,揭示温带天然沼泽湿地的碳源/汇作用规律。结果表明:(1)7种天然沼泽CH_4年通量(0.006—7.756 mg m~(-2)h~(-1))呈M(高于其他类型1.0—1291.7倍,P0.05)C、G、B(高于针叶林沼泽17.7—649.0倍,P0.05)针叶林沼泽变化趋势,其季节动态存在3种类型(C、G单峰型、M、B多峰型及针叶林沼泽排放与吸收交替型);(2)其CO_2年通量(157.40—231.06 mg m~(-2)h~(-1))呈G(高于森林沼泽28.7%—46.8%,P0.05)C(高于森林沼泽7.4%—22.5%,P0.05)森林沼泽的变化趋势,其季节动态存在2种类型(C、G、L-X和L-N双峰型和M、B、L-T单峰型);(3)C、G、M、B、L-N CH_4排放仅受0—40 cm不同土壤层温度所控制;7种天然沼泽土壤CO_2排放均受气温及0—40 cm不同土壤层温度所控制,但B、L-X、L-N受温度与水位综合控制;(4)其植被年净固碳量((2.05±0.09)—(6.75±0.27)t C hm-2a-1)呈C(高于其他类型65.4%—229.3%,P0.05)G、B、L-T、L-X、L-N(高于M 80.0%—99.0%,P0.05)M变化趋势;(5)7种天然沼泽的碳源/汇(-2.32—2.09 t C hm-2a-1)作用不同,C、B和L-N为碳吸收汇(C强汇、B和L-N弱汇),M、G、L-T和L-X则为碳排放源(M、G强源、L-T和L-X弱源)。因此,温带小兴安岭草丛沼泽为碳强汇、灌丛沼泽为碳强源、森林沼泽基本维持碳平衡(除M外)。     

新疆玛纳斯河流域绿洲生态安全评价

利用层次分析法和模糊综合评判法建立了生态安全评价指标体系,从水资源、环境和社会经济3个方面选取了18个评价指标对2006年新疆玛纳斯河流域绿洲生态安全进行了综合评价.结果表明：2006年,研究区生态状况处于基本安全水平,其隶属度值为0.3347,综合评分值为0.551;水资源安全指数和社会经济指数分别处于比较安全和非常安全水平,而环境安全指数则处于不安全水平状态.水资源是绿洲实现可持续发展的保障,社会经济指数和环境安全指数展示了绿洲的发展水平和环境状况,三因素极大程度上决定了绿洲的生态安全水平.     

火干扰对小兴安岭白桦沼泽温室气体排放的短期影响

利用静态箱-气相色谱法,研究了火干扰对小兴安岭白桦沼泽生长季CH4、CO2和N2O排放的季节变化、源/汇功能的影响,以及其与环境因子的关系.结果表明:轻度火干扰使白桦沼泽的气温和地表温度升高1.8℃～3.9℃,水位下降6.3 cm;重度火干扰使气温和0～40 cm土壤温度升高1.4 ℃～3.8℃,水位下降33.9 cm.轻度火烧、未火烧样地CH4呈春季吸收、夏秋季排放,重度火烧样地则呈春夏季吸收、秋季排放;未火烧样地CO2呈夏季>秋季≈春季,火干扰样地呈夏季>秋季>春季;未火烧样地N2O呈春季>夏季>秋季,轻度火烧样地呈秋季>春季>夏季,重度火烧样地呈夏季>秋季≈春季.未火烧样地CO2通量与气温、地表温度呈显著正相关,轻度火烧样地CO2通量与气温、5～10 cm土壤温度和水位呈显著正相关,重度火烧样地CO2通量与5～40 cm土壤温度呈显著正相关.火干扰使其CHM4排放量提高169.5%(轻度)或转变为弱吸收汇(重度),CO2和N2O排放量分别下降21.2%～34.7%和65.6%～95.8%,全球温暖潜势下降22.9%～36.6%.火干扰能够减少白桦沼泽温室气体排放,湿地管理实践中可适当开展有计划的火烧.     

小兴安岭红松径向生长对未来气候变化的响应

基于SRES A1B温室气体排放情景,由全球气候模式(MPI_ECHAM5)产生的逐日气候模拟数据驱动TREE-RING树轮生态机理模型,模拟了小兴安岭红松(Pinus koraiensis)树木径向生长变化.结果表明:在A1B情景下,随着大气CO2浓度的不断增加以及局地气温的不断升高,红松树木生长开始和结束时间显著提前,2011-2060年比1961-2010年径向生长开始时间平均提前约5d左右,生长结束时间平均提前约3d左右.红松树木的径向生长量不断增加,2011-2060年比1961 -2010年径向生长量平均增加约35％,径向生长量的增加主要是CO2施肥作用的结果,在不考虑CO2施肥效应下,只考虑降水量变化使树木径向生长量增加约2％,而未来50a的气温变化使树木径向生长量相对于1961 -2010年减少约23％.     

小兴安岭白头鹤繁殖地种群数量初步调查

2004年通过地面和航空调查等方法,对繁殖于小兴安岭沾河流域的白头鹤(Grusmonacha)种群进行了数量调查,共统计到白头鹤30只。发现了3对鹤的巢;2对以及2只单只的个体,虽然没有发现巢,但根据其保护领域的行为,可以确定其为繁殖个体。同时统计到13只没有参加繁殖的个体,以及3只不能判明是否参加繁殖的个体。通过本次调查表明,小兴安岭沾河流域的森林沼泽是我国白头鹤的重要繁殖地。     

小兴空安岭南坡红松林动态模拟

用林窗模型研究了小兴安岭南坡红松针阔混交林长期动态变化过程。通过有效性检验证明所得模型能够合理地预测森林的组成、结构和动态。以经营数据估计模型的参数后，运行模型模拟１２个树种６００ａ的演替动态，结果表明次生裸地的森林在几个世纪后能恢复到以红松为主的针叶树占优势群落，演替呈现为树种组成差别很大的３个阶段：第１个阶段为０到７０ａ，这时阳性先锋树种在群落中占据优势，无论树种组成、生物量，生产力，阳性树种     

N2O排放规律及其影响因子

采用野外静态箱-气相色谱法,研究了小兴安岭典型阔叶林沼泽生长季节土壤CO2、CH4和N2O排放季节变化规律、源/汇功能及主要影响因子。结果表明：①苔草沼泽、毛赤杨沼泽和白桦沼泽生长季节土壤CO2、CH4、N2O排放分别集中在夏季、夏秋季、春夏季,平均排放通量依次为514.63、487.89、382.27 mgm-2h-1,1.88、1.03、0.04 mgm-2h-1,58.61、11.73、3.70µgm-2h-1。②三者生长季节土壤CO2排放通量与气温和0~20 cm土壤温度均呈显著正相关;苔草沼泽CH4排放通量与30~40 cm土壤温度呈显著正相关,毛赤杨沼泽CH4排放通量与地表温度呈显著负相关;白桦沼泽N2O排放通量与地表温度呈显著正相关。苔草沼泽N2O排放与水位呈显著负相关;毛赤杨沼泽CH4排放与水位呈显著正相关;白桦沼泽CO2排放与水位呈显著负相关。③三者生长季节土壤均为CO2、CH4、N2O排放源（17.56、13.76、18.53 thm-2;67.54、37.05、1.30 kghm-2;0.13、2.11、0.42 kg.hm-2）,三者CO2排放量相近（5.5%~21.6%）;苔草沼泽为CH4的强排放源,毛赤杨沼泽为中排放源,白桦沼泽为弱排放源;毛赤杨沼泽为N2O的强排放源,白桦沼泽为中排放源,苔草沼泽为弱排放源。