树冠结构对典型阔叶红松林生产力的影响

阔叶红松(Pinus koraiensis)林是东北东部山区的地带性森林植被, 阐明其生产力的影响因素, 对于理解温带森林生产力维持机制具有重要意义。该研究依托小兴安岭典型阔叶红松林9 hm²动态监测样地, 基于2005和2015年的30 m × 30 m样方内所有胸径>6.5 cm的木本植物的调查数据, 计算各样方的树冠结构复杂性、物种多样性和林分胸高断面积, 结合各样方的地形和土壤理化性质数据, 拟合结构方程模型, 定量分析影响典型阔叶红松林生产力的直接和间接因素。研究结果显示: 树冠结构复杂性和物种多样性与生产力显著正相关, 且树冠结构复杂性对生产力的影响显著高于物种多样性; 树冠结构复杂性对生产力的作用分为树冠垂直分层和树冠可塑性, 其中树冠垂直分层是树冠结构复杂性影响阔叶红松林生产力的主要因素, 而树冠可塑性无显著影响; 林分胸高断面积与生产力显著正相关, 其解释权重仅次于树冠结构复杂性, 树冠结构复杂性与物种多样性均通过影响林分胸高断面积对阔叶红松林生产力产生间接影响; 考虑不同树冠结构复杂性时, 坡度和土壤全磷含量代表的环境因素在调节生产力上发挥的作用存在差异, 移除树冠垂直分层的作用后两者与生产力呈显著的负相关关系。综上可知, 在典型阔叶红松林中, 树冠结构复杂性比物种多样性更有效地解释了生产力的变化, 同时不可忽视其他生物和非生物因素对生产力的作用。     

小兴安岭谷地云冷杉林粗木质残体碳密度特征

以小兴安岭谷地云冷杉林9.12 hm~2固定样地为研究对象,分析粗木质残体(CWD)碳密度的基础特征,揭示其与林分因子和物种多样性的关系。结果表明:(1)谷地云冷杉林CWD碳密度为13.25 t C/hm~2,其中云杉(Picea spp.)、冷杉(Abies nephrolepis)、兴安落叶松(Larix gmelinii)和未知种的CWD碳密度分别为3.59、2.61、3.06和2.85 t C/hm~2。(2)不同腐烂等级下CWD碳密度呈近正态分布,多集中在Ⅱ和Ⅲ等级,分别占总量的42.7%和35.4%。不同径级的CWD碳密度也呈近正态分布,主要分布在30—40 cm和40—50 cm径级上。干中折断、拔根倒、枯立木和干基折断为谷地云冷杉林CWD碳密度的主要存在方式。腐烂等级为Ⅰ和Ⅴ的CWD中,拔根倒的碳密度最高,其他腐烂等级中均为干中折断的碳密度最高。(3)CWD碳密度表现出较强的空间异质性,其随着林分平均胸径、最大胸径和胸高断面积的增加而下降,呈显著负相关关系(P0.05);而与林分密度、多样性指数和均匀度指数均无显著相关性(P0.05)。     

小兴安岭谷地云冷杉林的碳密度与生产力

采用样地清查和异速生长方程法,量化了处于衰退状态的小兴安岭谷地云冷杉林的森林碳密度和生产力.结果表明： 2011年森林碳密度总量为268.14 t C·hm^-2,其中植被碳密度、碎屑碳密度和土壤碳密度分别为74.25、16.86和177.03 t C·hm^-2.2006—2011年,乔木层碳密度从80.86 t C·hm^-2减少到71.73 t C·hm^-2,主要树种冷杉、白桦、云杉和兴安落叶松的碳密度年均减少比例分别为0.5%、1.2%、2.7%和3.7%,毛赤杨、红松和花楷槭的碳密度年均增加比例分别为2.9%、3.9%和7.2%.森林净初级生产力(NPP)为4.69 t C·hm^-2·a^-1,地下部和地上部NPP比值为0.56,凋落物损失部分是总NPP的最大组分,所占比例为34.5%.森林生态系统中2个主要碳输出途径异养呼吸和粗木质残体分解的年通量分别为293.67和119.29 g C·m^-2·a^-1.森林净生态系统生产力(NEP)为55.90 g C·m^-2·a^-1.研究结果表明,处于衰退状态的谷地云冷杉林仍具有一定的碳汇功能.     

择伐对阔叶红松林碳密度和净初级生产力的影响

准确量化森林碳密度和净初级生产力(NPP)对于评价森林生态系统在全球碳循环中的作用至关重要.本研究以小兴安岭原始阔叶红松林和择伐(择伐强度30%,择伐对象为大径级红松)34年后的阔叶红松林为对象,采用样地清查和异速生长方程法测定了不同林分的碳密度和NPP.结果表明: 原始林和择伐林的碳密度总量分别为(397.95±93.82)和(355.61±59.37) t C·hm^-2,其中植被碳密度、碎屑碳密度、土壤碳密度分别占总碳库的31.0%、3.1%、65.9%和31.7%、2.9%、65.4%,两者的总碳密度和各组分的分配比例均无显著差异. 原始林和择伐林的NPP总量分别为(6.27±0.36 )和(6.35±0.70) t C·hm^-2·a^-1,乔木层、灌木和草本层、细根所占比例分别为60.3%、2.0%、37.7%和66.1%、2.0%、31.2%,两者的总NPP和各组分的贡献率均无显著差异.而原始林和择伐林中针、阔叶的NPP比例分别为4724∶52.76和20.48∶79.52,两者差异显著.择伐34年后阔叶红松林的碳密度和NPP均达到了择伐前水平.     

黑龙江省不同地区红松人工林碳密度及其分配

森林碳密度及其分配格局是探究森林碳循环和全球碳循环的重要内容。本研究采用样地清查和异速生长方程的方法测定黑龙江省不同地区(小兴安岭南坡、张广才岭东坡、张广才岭西坡和完达山)红松人工幼龄林碳密度及其分配特征。结果表明:(1)不同地区红松人工林植被碳库、碎屑碳库差异显著,土壤碳库和总碳库碳密度差异不显著,分别在35.95~76.36、3.52~11.34、101.96~173.37和154.54~256.78 tC·hm-2波动;各组分分配比例差异显著,分别为18.78%~30.34%、1.79%~5.24%和65.58%~79.43%。(2)不同地区红松人工林乔木层各器官(除树叶)碳密度及其分配均差异显著,干、枝、叶和根的碳密度分别在22.47~47.11、2.30~12.31、2.90~5.80和7.02~17.16 tC·hm-2波动,各器官分配比例在51.98%~64.80%、6.68%~17.19%、6.55%~8.34%和20.23%~22.55%。(3)不同地区红松人工林根冠比(R/S)、土壤碳密度(含碎屑层碳密度)与植被碳密度比(SC/VC)均差异显著,各地区比值范围分别为0.26~0.29和2.31~4.69。(4)胸高断面积与乔木层碳密度、植被碳库和森林生态系统总碳库皆呈极显著正相关关系(P0.01),能够很好地反映其碳密度的动态变化。