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。     

小兴安岭4种原始红松林群落类型生长季土壤呼吸特征

为阐明小兴安岭地带性植被原始红松林土壤呼吸各组分的碳排放速率及其对土壤水热变化的响应规律,采用挖壕法和红外气体分析法测定土壤表面CO2通量(Rs),确定4种原始红松林群落类型生长季的土壤总呼吸(Rt)中土壤微生物呼吸(Rh),根系呼吸(Rr)和凋落物呼吸(Rl)的贡献量动态变化及其影响因子。结果表明:生长季内,4种原始红松林群落类型的Rt、Rh、Rr具有明显的季节性变化,7-9月份较高,6月份和10月份较低。Rh对Rt的贡献量最高,平均在58.8%;Rr对Rt的贡献量次之,平均为26.5%;Rl对Rt的贡献量相对较小,平均为12.5%。生长季土壤呼吸速率与5cm深土壤温度相关性极显著(P0.01)。Rr和Rh的Q10值分别为2.88和2.23。表明根呼吸对土壤温度的敏感性高于微生物呼吸。生长季平均土壤呼吸速率的依次为:椴树红松林(6.38μmol·m-·2s-1)云冷杉红松林(6.32μmol·m-·2s-1)枫桦红松林(5.95μmol·m-·2s-1)蒙古栎红松林(2.86μmol·m-·2s-1)。4种原始叶红松林群落类型间的Rh和Rr也存在一定差异。     

土壤湿度对东北3种主要树种凋落物分解的影响

结合丰林国家自然保护区原始阔叶红松林1998-2017年表层(0～10 cm)土壤湿度监测数据,评估了全球变化背景下土壤湿度变化对东北主要森林树种红松、臭冷杉和白桦凋落物分解的影响.结果表明: 在同一土壤湿度水平下,凋落物分解速率随着凋落物质量的增加而增大,即表现为白桦>臭冷杉>红松.凋落物的分解速率随着土壤湿度的降低而减小.白桦、臭冷杉和红松3种凋落物的土壤湿度敏感性指数(M₁₀)分别为0.782、0.789和0.827,土壤湿度水平每降低10%,初始分解速率分别减小21.8%、21.1%和17.3%.高质量凋落物(高氮含量、低碳氮比、低木质素含量)的分解速率对土壤湿度变化的响应更敏感.凋落物分解速率在不同凋落物类型间的差异随着土壤湿度的降低而缩小.近20年间,原始阔叶红松林土壤湿度呈显著减少趋势,对凋落物分解表现为抑制作用.在全球变化背景下,随着气温的升高,土壤湿度将继续降低,对凋落物的抑制作用会进一步增强,并将部分抵消因温度升高所带来的凋落物分解速率增大的压力.