沈阳城市森林小气候特征的研究

研究了沈阳城市森林不同生长期小气候温湿日变化特征.结果表明,城市森林不同生长期气温日变化趋势是早晨气温最低、午后气温最高,但受森林生态环境的影响,最高峰比太阳辐射峰值迟滞约2 h.一年四季气温日变幅为森林停止生长期(休眠期)＞生长季前期＞生长季后期＞生长季中期.森林生长季前期、中期、后期土壤温度为白天高于夜间,而停止生长期(休眠期)为夜间高于白天.不同生长期土温日振幅为上层(20 cm)＞中层(40 cm)＞下层(80 cm),而同一层不同生长期的土温日振幅为土层深20 cm时,生长季前期＞生长季后期＞停止生长期(休眠期)＞生长季中期;土层深＞40 cm(80 cm)时,生长季前期＞停止生长期(休眠期)＞生长季后期＞生长季中期.城市森林空气相对湿度日变化与气温和地温日变化则夜间的空气相对湿度高于白天,但不同生长期相对湿度值日变化为生长季中期＞生长季后期＞停止生长期(休眠期)＞生长季前期.     

长白山森林不同演替阶段植物与土壤氮磷的化学计量特征

以长白山森林不同演替阶段的典型群落为对象,研究了不同层次优势种茎和叶化学计量特征及其与土壤因子的关系,并对不同演替阶段群落化学计量进行了比较.结果表明: 叶氮浓度(LNC)与叶磷浓度(LPC)、茎氮浓度(SNC)呈极显著正相关,与茎磷浓度(SPC)显著正相关;LPC与SNC呈显著正相关,与叶N/P、茎N/P显著负相关;叶N/P与茎N/P呈极显著正相关;SNC与SPC呈极显著正相关;SPC与茎N/P呈极显著负相关.各演替群落间的乔木层化学计量特征均有显著差异,灌木层除了叶N/P差异显著以外,其他指标均无显著差异;随演替的进行, LNC明显增加,而LPC呈减少趋势.通过RDA约束排序分析发现,演替前期植物群落主要受氮素的影响,演替中后期主要受氮磷共同影响,以磷素的作用更为强烈.     

保护区对生物多样性的长期保护效果：长白山自然保护区北坡森林植物多样性43年变化分析

利用a多样性测度指标、物种丰富度、Shannon-Wiener和Pielou均匀度指数, 对长白山自然保护区北坡海拔800 ~ 1700 m的红松(Pinus koraiensis)针阔混交林、红松针叶混交林和云冷杉暗针叶林三种类型森林, 1963年和2006年的植物群落进行对比分析, 讨论了43年来该区域的植物多样性变化特点, 探讨了人类活动和生物多样性的关系, 为评价保护区的效果提供科学依据. 结果表明：(1) 长白山北坡森林植物群落的整体空间格局保存完好, 2006年各海拔的共建种组成符合1963年的划分方式, 乔木层的植物多样性与海拔高度呈负相关关系, 林下层植物多样性受小环境影响, 与海拔高度无明显相关性;(2) 乔木层植物多样性变化不显著, 针阔混交林乔木层多样性指数和均匀度指数均升高, 原优势种红松(Pinus koraiensis)有退化的趋势;针叶混交林和暗针叶林乔木层的均匀度指数都降低, 多样性指数前者增长而后者下降. (3) 在人类干扰条件下, 各群落类型的灌木层和草本层多样性下降明显, 针阔混交林演替层和林下层阴性植物种增加, 而针叶混交林和暗针叶林相反, 阳性植物种类增加. 造成这种变化的原因可能是：禁止砍伐等保护措施的实施, 基本保存了乔木层的垂直分布格局和相对稳定, 而采集松籽等人类生产及旅游活动对林下层植被影响破坏较大. 提议加强保护区内管理力度和规划, 以减缓红松退化和灌草多样性减少的趋势.     

长白山红松阔叶混交林森林天然更新条件的研究

研究长白山红松阔叶混交林森林天然更新的变化规律及其条件,红松阔叶混交林是长白山主要的森林类型,保存不多,对于研究以前森林经营有重要意义。研究的目的在于揭示红松天然更新规律及其与森林组成结构的关系。研究结果表明,红松阔叶混交林天然更新与森林群落类型,海拔,森林植物条件及人类活动等干扰极大关系,一般在陡坡或山脊上胡枝子作树红松林中,那里林冠郁闭度达到80％－90％或更大,林分中红松组成也更大,红松天然更新良好。每公顷有红松幼苗和小幼树万株以上,但是在郁闭的红松林冠下,很少能长大。在大部分的阔叶红松混次林中,除了林冠比较郁闭的地方外,针叶树包括红松在内的天然更新通常稀少,每公顷仅有幼苗幼树数千株,其中大部是阔叶树,随着海拔上升到一定范围,在更新中云冷杉的成分增加,老择伐迹地由于林下植被密,常常缺乏更新。74．2％耐荫树种的幼苗幼树是在林冠下观查到,它们70％以上分布于离立木2．5 m以内,这正好等于林木平均冠幅的半径,所以,红松和耐荫树种幼苗的更新最好是在郁闭的林分下。     

南亚热带森林演替过程中小气候的改变及对气候变化的响应

区域水热格局变化和系统演替深刻影响森林内部小气候,不同演替阶段森林内部水热环境对气候变化的响应和反馈作用有待进一步认识和评估。以南亚热带地区的3种不同演替阶段代表性森林生态系统统(人工恢复的马尾松针叶林(Pinus massoniana coniferous forest,PF)、马尾松针阔叶混交林(mixed Pinus massoniana/broad-leaved forest,MF)和季风常绿阔叶林(monsoon evergreen broad-leaved forest,MEBF))为研究对象,通过分析其林内小气候林型间差异以及时间序列上的动态变化,探讨森林系统内部水热环境的改变机理。结果表明:演替驱动下,随着PF→MF→MEBF的正向发展,林内温度条件如气温、土壤温度逐渐降低,林内相对湿度、土壤层及凋落物含水量等水分状况逐步升高。不同林型在"雨热同期"的南亚热带地区其"降温效应"有差,演替初期的PF干、湿季"降温效应"分别为7.9%和3.6%,中期MF分别为11.6%和6.4%,顶级群落MEBF干、湿季"降温效应"可达15.7%和10.5%。总体上,随演替"降温增湿"效应越来越显著,且"降温"表现为干季更明显,而"增湿"表现为湿季明显。此外,演替驱动下后期森林对高温及土壤温度的调节作用更为突出。时间序列上,区域降水趋于"极端化"的格局影响下,森林生态系统的水分固持能力下降。主要表现为:自1984年以来,3种林型0—50cm土壤含水量均呈显著降低的趋势(P0.001),且湿季土壤含水量下降速率高于干季,林型间在全年及湿季均为MFMEBFPF,干季为MEBFMFPF。虽然研究期间3种林型林内气温、土壤温度无明显趋势性变化,但顶级群落MEBF林内相对湿度(P=0.021)、凋落物自然状态下含水量(P=0.003)在年际尺度上均呈现显著下降的趋势。与土壤含水量干、湿季下降速率的格局一致,二者也均为湿季大于干季。研究认为,成熟森林可能在当前南亚热带区域气候变化及水热格局改变背景影响下更为敏感和脆弱。     

森林旅游资源评价中的空气负离子研究

空气负离子被喻为空气维生素或生长素,对人体健康有利。自英国学者威尔逊与法国学者埃尔斯特和格特尔证实空气负离子的存在,人们对空气负离子的研究经历了近百年的发展、应用阶段１）。在我国,解放区战地医院曾采用了空气雾疗法,５０年代有关文献中出现了空气负离子的...     

黑龙江长白山森林生物量的时空变化分析

森林生物量碳储量的空间分布及其变化信息, 对揭示地表空间变化规律及驱动因子、分析评价森林生产力及生态功能具有重要意义。该文以20世纪70年代、80年代、90年代和21世纪初4个时期的遥感数据和同期的森林资源清查样地数据为基础, 应用遥感信息模型, 估算了黑龙江长白山地区的森林生物量, 分析了该地区森林生物量的时空动态变化, 以及森林生物量随高程、坡度和坡向的变化规律。结果表明: 该地区4个时期的森林平均生物量分别为81.56、44.27、48.27和54.82 t·hm^-2。4个时期总的森林生物量分别为5.37 × 10 ⁸、2.83 × 10 ⁸、3.06 × 10 ⁸和3.46 × 10 ⁸ t。20世纪70年代到21世纪初森林平均生物量和总的森林生物量都呈现出先降低后增加的趋势, 呈先下降趋势的主要原因是20世纪70-80年代以森林采伐为主, 后增加趋势的主要原因是实施天然林保护工程起到了很大的作用。该地区4个时期森林生物量随高程、坡度和坡向都表现出一致性的变化规律, 森林生物量随高程和坡度变化都呈先增加后减少的趋势, 导致这一现象的主要原因是, 高程、坡度和坡向变化引起了局地气候条件的变化, 从而直接影响森林生长环境, 造成森林分布的变化。森林生物量在200-400 m高程所占的比例最大, 约为35%, 在坡度5°-15°所占的比例接近50%。森林生物量在南坡和西南坡所占的比例最小, 为7%; 平坡所占的比例最大, 为28%; 南坡次之, 为19%。     

长白山森林生态系统服务功能

长白山森林生态系统是亚洲东部最典型的、保存最完好的温带山地森林生态系统, 对维持松花江、鸭绿江和图们江三大流域生态系统的结构和功能具有重要的作 用. 采用物质量和价值量相结合的评价方法, 对长白山北坡森林生态系统的生态旅游、森林林副产品、木材、涵养水源、水土保持、净化空气、营养元素循环等服务价值及其总体服务价值进行了评估及动态分析. 结果表明, 1999年服务功能价值达3.38 ´ 10⁸万元. 涵养水源服务价值是长白山森林生态系统服务价值的主要部分, 占66%, 涵养水源和净化空气作为森林生态系统最重要的生态功能, 其服务价值占总服务价值的80%, 而木材生产的服务价值仅占总价值的7%. 由此可见, 木材生产并不是森林生态系统服务价值中的主要部分, 充分发展长白山森林生态系统其他的生态功能, 才是发挥其生态系统服务价值的最佳途径.     

长白山森林地区河流中汞的时空分布特征

采集并测定了枯水期和丰水期长白山北坡几条河流的水样,研究了长白山地区河流中总汞和甲基汞的时空变化规律.长白山北坡地区河流总汞的变化范围为2.0～20 ng·L-1,受北方燃煤等人为活动影响,枯水期总汞含量高于丰水期;甲基汞的变化范围为0.12～0.55 ng·L-1,不同季节的甲基汞变化不大.水体汞含量随海拔的升高而降低,汇入松花江的几条河流对松花江水体的影响较为明显,随着河流的汇入溶解态汞含量下降,颗粒态汞含量升高.与世界上其他一些森林水体对比发现,长白山水体甲基汞含量较低,但总汞含量较高.估计研究地区河流一年将向下游地区输出33 kg的总汞以及200 g甲基汞,这将进一步加剧下游水体汞的负担.     

积雪对长白山阔叶红松林土壤温度的影响

2004-2007年对长白山阔叶红松林林地进行遮雪试验,观测了有雪、无雪覆盖的森林土壤温度和气温.结果表明:积雪对土壤温度变化有明显的缓冲作用,有雪覆盖减缓了土壤温度的变化; 积雪对浅层（0～20 cm）土壤有较好的保温作用,随雪深的增加,保温作用增大,雪深从10 cm 增至20 cm时保温作用的增幅最大,当雪深超过30 cm时,保温作用的增幅不明显; 融雪期土温经历0 ℃左右的恒温期后缓慢上升,恒温期的持续时间主要由冬季的雪深及其时间分布所决定.     

长白山阔叶红松林凋落物组成及其季节动态

为了解群落尺度上凋落物组成及其时空变化,对长白山阔叶红松林25 hm² 样地内2008年度收集的凋落物进行统计分析.结果表明: 一年间,150个收集器内收集的凋落叶分属35种树木,占样地内胸径≥1 cm树种数(52种)的67.3%;凋落物总量为29.39 kg,折合3918.4 kg·hm^-2,其中,阔叶、杂物、针叶和枝条凋落量分别占凋落物总量的61.7%、18.0%、11.7%和 8.6%;紫椴、水曲柳、蒙古栎、色木槭和春榆5个树种的叶凋落量占阔叶总凋落量的83.8%;不同树种的凋落量季节差异很大,61.9%的凋落物产生于9月13日至10月10日.其中,红松和紫椴叶凋落高峰出现在9月13-26日,蒙古栎、春榆和色木槭叶凋落高峰出现在9月27日-10月10日.收集器间凋落物量差异较大,其中68个收集器的年凋落量在150～200 g,1个收集器大于500 g;单个收集器全年最多可收集到18个树种的凋落叶,凋落叶种数为12种的收集器最多(32个).叶凋落量与样地内该树种的胸高断面积总和成正比.样地内凋落叶的分布存在明显的空间异质性,且收集器内凋落物的收集量与其所处的位置有关.     

长白山三种林型对蛾类群落结构和多样性的影响

选择长白山阔叶红松林、白桦林和落叶松林3种林型,对各林型蛾类的群落结构和多样性进行了比较。结果表明:蛾类各科(亚科)在3种林型中的比例分配明显不同。阔叶红松林中尺蛾科数量占优绝对优势,占47.0%,其次是舟蛾科,为9.3%。优势种为台褥尺蛾,占17.2%;从蛾类总种数和蛾类个体总数上看,白桦林中蛾类物种丰富度、多度和多样性指数明显高于阔叶红松林和落叶松林,优势度指数则最低;白桦林的优势种有尘尺蛾、枞灰尺蛾和双星白枝尺蛾;在落叶松林中,灯蛾科、波纹蛾科和枯叶蛾科的多度都比阔叶红松林和白桦林高,其优势种为阿泊波纹蛾。     

长白山针阔混交林紫椴的泌蜜量

紫椴是东北东部地区原始针阔混交林中优势种或共优种之一,是优质的用材树种,更是重要的蜜源植物。本文研究长白山地区紫椴从单株到种群(林分)的泌蜜量,建立单株泌蜜量回归模型,并估计林分尺度泌蜜量,分析紫椴泌蜜量与胸高断面积以及材积或蓄积之间的关系。结果表明: 紫椴单花开花时间为6～8 d,泌蜜时间为5 d,平均每朵花总泌蜜量为8.58 mg。花蜜的糖浓度在一天中有变化,中午高于早晨和傍晚,平均糖浓度为37.7%。样地紫椴的平均胸径为40 cm,单株开花量为18万个,泌蜜量为1.56 kg(或纯糖0.588 kg)。每公顷紫椴的泌蜜量为79～147 kg(或0.0686～0.1285 m³,纯糖29.78～55.42 kg)。林分泌蜜量与总断面积以及蓄积量密切相关,可以利用森林资源调查数据估算紫椴泌蜜量。     

长白山红松阔叶混交林林冠空隙树种更新动态规律的研究

分析了长白山红松阔叶混交林林冠空隙(Gap)内更新树种的数量特征.结果表明, 在34个林冠空隙中, 更新乔木树种出现频度为7.27%, 更新灌木树种出现频度为21.02%, Gap形成后, 阳性先锋树种首先侵入, 出现频度较高, 占据较宽的生态位, 随着Gap年龄的增加, 树种间的竞争逐渐增大, 阳性树种的生长逐渐受到限制, 阴性树种逐渐增多;Gap年龄与Gap郁闭度和Gap面积呈负相关, Gap面积与树种出现频度呈负相关;Gap年龄主要分布在5～15a和46～55a两段期间, 树种出现频度与Gap年龄存在着密切关系, 当Gap年龄小于25a时, 二者呈正相关;当Gap年龄在25～40a时, 二者呈负相关;当Gap年龄大于40a时, 树种出现频度趋于稳定;34个Gap内4种主要乔木更新树种和4种主要灌木更新树种的胸径均基本上呈正态分布, 乔木更新树种的最高点胸径为4～6cm径级, 灌木更新树种的最高点胸径为1.2cm径级.     

长白山阔叶红松林昆虫多样性研究

通过季节性观察,系统地研究了长白山阔叶红松林昆虫类群及其多样性．结果表明,长白山阔叶红松林已知的森林昆虫26目131科1162属1960种,其中森林害虫11目105科881种、重要森林害虫638种;森林昆虫群落中植食性昆虫类群总数所占比重最大,天敌昆虫群落中以捕食性类群总数所占比重最大．植食类群、寄生性类群和捕食类群全年的均匀度指数分别为0．884、0．830和0．806．各类群问季节变动系数的大小顺序为捕食类群>寄生性类群>植食类群．     

2006—2017年长白山阔叶红松林木本植物种子雨的时空动态

种子是森林更新的基础.为研究长白山阔叶红松林种子雨组成及时空变化,在长白山阔叶红松林25 hm²样地内设置150个面积为0.5 m²的收集器.自2006年5月至2017年12月收集252次,共收集到成熟、未成熟种子764299粒,隶属12科17属27种,其中,主林层树种13种704231粒,占总数的90%以上.种子最多的4个树种依次为紫椴、水曲柳、色木槭、假色槭,每年各个收集器都收集到这4个树种的种子;种子雨大爆发现象在各林层树种均存在,次林层和林下层较主林层树种滞后1~2年;各林层树种集中在秋季产生种子,各树种的种子雨都存在较大的时空变异性,相对而言,多数树种的空间变异性大于时间变异性;与科罗拉多岛(BCI)热带森林样地和浙江古田山亚热带常绿林样地种子产量的年际变异系数相比,长白山阔叶红松林种子产量年际变异系数较大,支持高纬度地区种子产量变异性高于低纬度地区的假说.     

红松阔叶混交林林隙光量子通量密度、气温和空气相对湿度的时空分布格局

以小兴安岭原始红松阔叶混交林林隙为研究对象,通过对林隙内光量子通量密度(PPFD)、气温和空气相对湿度进行连续观测,比较其间的时空分布格局.结果表明：晴天和阴天阔叶红松林林隙的PPFD日最大值均出现在11:00—13:00,晴天林隙内各个时段最大值出现位置不同,日最大值出现在林隙北侧林冠边缘处;而阴天各个时段最大值均处于林隙的中心.林隙内月平均PPFD 为6月最高、9月最低,极差7月最大.林隙内晴天气温的峰值出现在9:00—15:00,而阴天气温峰值在15：00—19：00,均位于林隙中心南8 m.5:00—9:00林隙各点阴天的气温都高于晴天,9:00—19:00则相反.月平均气温为6月最高、9月最低.晴天和阴天空气相对湿度的峰值均出现在5:00—9:00,日最大值在林隙西侧林冠边缘处,且阴天的相对湿度始终大于晴天.月平均相对湿度为7月最高、6月最低.晴天PPFD的异质性大于阴天,而气温和相对湿度的异质性则不明显.生长季内不同月份PPFD、气温和空气相对湿度的最大值所处位置不同.PPFD和气温的月均值在林隙中心及附近变化梯度较大,而相对湿度的月均值则在林隙边缘变化梯度较大.     

Impact of soil mesofauna on the decomposition of two main species litters in a Pinus koraiensis mixed broad-leaved forest of the Changbai Mountains

In most terrestrial ecosystems, the majority of aboveground net primary productivity enters the decomposition system as plant litter. The decomposition of plant litter plays a critical role in regulating build up of the forest soil organic matter, releasing of nutrients for plant growth, and influencing the carbon cycling. Soil fauna are considered to be an important factor in the acceleration litter decomposition and nutrient transformations. Mechanisms of soil faunal contribution to litter decomposition include digestion of substrates, increase of surface area through fragmentation and acceleration of microbial inoculation into litter. The Pinus koraiensis mixed broad-leaved forest is one of the typical forest vegetation types in Changbai Mountain. Previously, major studies carried here were focused on climate, soil and vegetation; however, on litter decomposition and the role of soil fauna in this forest ecosystem were limited. In this paper, we conducted a litter decomposition experiment using litterbag method to explore the contribution of soil fauna on litter decomposition and provide a scientific basis for maintaining a balanced in P. koraiensis mixed broad-leaved forest in Changbai Mountains. During 2009 and 2010, we used litterbags with different mesh sizes to examine the decomposition of two dominant tree species (P. koraiensis, Fraxinus mandshurica) in studied site. The results showed that the process of litter decomposition can be separated into two apparent stages. The initial decomposition process at former six months was slow, while accelerated the final six months. The former six months (from October 2009 to April 2010) was winter and spring. There was low temperature and almost no activity of soil fauna and microbes. The final six months (from June to October 2010), decomposition rates increased. In summer and autumn, both temperature and moisture increases, abundance of soil fauna was much than before and was most active. The remaining mass of P. koraiensis was higher than that of F. mandshurica in two mesh size litterbags after 1 year decomposition, meanwhile litter in 2 mm mesh size litterbag had higher decomposition rate than that of 0.01 mm for two species litter. The Collembola, Acari, Enchytraeidae Lithobiomorpha and Diptera larvae were mainly fauna groups in the litterbags. The composition of soil fauna community was difference between P. koraiensis and F. mandshurica during litter decomposition. 24 different soil fauna groups and 1431 individual were obtained in P. koraiensis litterbags; Isotomidae, Tomoceridae and Oribatida were dominant groups; while 31 different soil fauna groups and 1255 individual were obtained in F. mandshurica litterbags; Isotomidae, Hypogastruridae Oribatida and Mesostigmata were dominant groups. The rate of litter decomposition was positively correlated with the individual and group density of soil fauna. Contribution rate to litter decomposition was 1.70% for P. koraiensis and 4.83% for F. mandshurica. Repeated measures ANOVA showed that litter species, time and soil fauna had a significant impact on the rate of litter decomposition (P < 0.05). Our results suggested that soil fauna could accelerate litter decomposition and, consequently, nutrient cycling in P. koraiensis mixed broad-leaved forest, Changbai Mountains.