长白山北坡土壤氮矿化时空分异特征

利用土壤温度连续观测数据,基于文献报道的土壤氮矿化测定数据,对长白山主要林型的年矿化量进行模拟计算,同时修正了以往利用气温计算造成的偏差以及相关模型中的参数错误.根据长白山各植被带的土壤温度观测数据,对各植被带的矿化量进行估计.位于基带的针阔混交林的矿化量为58.5 kg · hm-2 · a-1,红松云冷杉林为34.5 kg · hm-2 · a-1,岳桦云冷杉林为28.5 kg · hm-2 · a-1,苔原为19.6 kg · hm-2 · a-1.建立了通用于各植被带的土壤矿化对温度(t)的综合回归模型(y=0 038255e(0.1392t)).同时用所建立的综合方程,模拟计算了各海拔高度土壤氮矿化季节变化,并指出海拔每升高100m矿化速率降低2.31 kg · hm-2 · a-1.     

长白山北坡主要森林群落凋落物现存量月动态

以长白山北坡4种主要森林群落类型为研究对象,于2006年群落生长季节(5-10月)每月初采用直接收获法对森林凋落物现存量进行连续定位调查研究。结果表明:各群落内凋落物现存量大小依次为阔叶红松林(6.43 t/hm²)>白桦林(6.02 t/hm²)>云冷杉林(5.51 t/hm²)>山杨林(5.50 t/hm²);凋落叶和枝现存量占现存凋落物总量的比例最大,达50%以上,其次为半分解物(>35%),花果皮等所占比例较少,各占总量的10%和5%以下。凋落物现存量月动态阔叶红松林、白桦林和山杨林呈双峰型变化,峰值出现在5月和7月;云冷杉林则呈单峰型变化,峰值仅出现在7月。位于相近海拔高度的阔叶红松林、白桦林和山杨林,凋落物各组分现存量月动态变化趋势相似,其中白桦林和山杨林变化趋势基本相同,凋落枝、皮及半分解物现存量5月和7月较高,凋落叶则呈现下降趋势,而阔叶红松林凋落叶和枝现存量5月和7月较高,而位于较高海拔的云冷杉林,则与前者呈现不同变化趋势,8月前波动较大,从5月开始明显上升,7月达到峰值,8月后曲线渐趋平缓或略有下降。进一步对阔叶红松林和云冷杉林内凋落叶现存量月动态进行比较得出,阔叶红松林7月份凋落叶现存量高不完全取决于红松叶现存量,主要由色木槭、紫椴和水曲柳等阔叶树种叶凋落物现存量变化决定,而云冷杉林则取决于红松和云冷落叶的凋落物的量。     

Alpha diversity of communities and their variety along altitude gradient on northern slope of Changbai Mountain]

From 700 to 2600 m on northern slope of Changbai Mountain, twenty plots were investigated with an interval of 100 m in altitude, and alpha diversity of communities and their variety along altitude gradient were studied. The results showed that in different successional layers of trees, or shrub and herb layers, richness and diversity decreased linearly with the increase of altitude. Tree species decreased from 19 species at 700 m to only 1 species at timberline. Shrub and herb species decreased from 20 and 61 species at 700 m to 2 and 15 species at 2600 m respectively. The peak values of richness of trees and herbs along altitude gradient were appeared just in the ecotones between different types of vegetation, and it reflected the characteristics of high species richness in ecotones.     

长白山北坡草本植物分布与环境关系的典范对应分析

在长白山北坡海拔700～2600m的坡面上,海拔每上升100m设立一块样地,共计20个样地,计测样地中草本层植物的生态重要值和包括气候、土壤、林冠郁闭度等在内的13个环境因子,对获得的数据进行典范对应分析,作出了种类、样地分布与环境因子关系的二维排序图,排序图直观地反映了主要草本植物分布与环境因子间的关系。排序图中环境因子与前两个排序轴的相关系数大小表明,海拔高度作为诸多环境因子的综合反映,是影响长白山北坡草本植物分布的主导因素,除此之外,其它环境因子如林冠郁闭度、土壤有机质及有效N、P、K等因素,也对草本植物的分布有较大的影响。高山冻原与2000m以下森林群落内的草本植物明显不同,反映出二种不同类型植被间草本植物组成格局间质的差异。     

长白山北坡河岸带群落植物区系分析

对吉林省二道白河河岸带植物区系的研究结果表明,河岸带植被中共有维管束植物68科169属288种,其中包括蕨类植物11科16属26种,种子植物57科153属262种．种子植物中,裸子植物3科6属9种,被子植物54科147属253种;被子植物中,双子叶植物45科118属212种,单子叶植物9科29属41种．由此可见二道白河河岸带的植物种类较为丰富．对其中被子植物分布区类型的分析表明,二道白河流域河岸带种子植物区系科、属的分布类型较为丰富,在科级水平上有6个分布类型2个变型,在属级水平上有9个分布类型7个变型．河岸带植物区系呈温带特性,各类温带分布类型117属,占河岸带种子植物153属的76．5％．二道白河流域河岸带植物区系地理联系广泛,与热带植物区系和东亚区系具有一定的联系,但与地中海植物区系的联系甚少．表明河岸带在生物多样性保护中的重要作用．     

Changes in leaf nitrogen and phosphorus stoichiometry of woody plants along an altitudinal gradient in Changbai Mountain,China

Aims Leaf is the organ of plant photosynthesis, and it is important to understand the drivers for the variations of leaf nitrogen (N) and phosphorus (P) stoichiometry along geographical and climatic gradients. Here we aimed to explore: 1) the changes in leaf nitrogen (N) and phosphorus (P) stoichiometry of woody plants along an altitudinal gradient in Changbai Mountain, and 2) the relative contribution of climate, plant characteristics, and phylogeny to the changes in leaf N, P concentration and N:P.     

长白山北坡植物群落相异性及其海拔梯度变化

在长白山北坡,从海拔700～2600m,每隔100m设置一个样地。运用群落多样性指数,分析了在不同海拔,两个群落之间,不同取样面积之间的差异性。结果表明。当取样面积超过16m^2时,在不同取样面积之间,群落之间的差异性表现出相同的规律性。群落差异性指数出现在海拔700～800,1000～1100,1700～1800m,这正是不同植被类型的分界点。群落相似性指数随着取样面积的增加呈线性增加。随着海拔差的增加,群落相似性指数增加率也是不同的。     

长白山树木径向生长对气候因子的响应

长白山是我国东北地区树木年轮学研究的热点区域之一,迄今已在学术期刊上发表了大量相关的研究论文.为了弄清当前长白山树木年轮研究的进展,阐明树木径向生长对气候因子的响应规律,本文总结了发表在学术期刊上的有关文献,依据研究的树种、采样点海拔和去趋势方法等,对比分析了不同研究结果的差异及其形成原因.总的来看,长白山树木径向生长受温度和降水的共同作用,且温度的影响更大;树木径向生长-气候关系具有明显的树种和海拔差异.大多数研究支持: 针叶树主要受当年生长季前(4—5月)温度和生长季(6—8月)降水的显著影响;阔叶树则主要受当年、上年生长季温度和休眠期(上年11月至次年3月)、当年生长季降水的显著影响;上年9月降水对针、阔叶树种径向生长均有显著作用.同时,许多研究也出现了不同甚至截然相反的研究结果.研究结果差异最大的多出现在低、中海拔,表明在低、中海拔,采样点的选择可能对研究结果有较大影响.另外,年表去趋势方法也是造成研究结果不同的主要原因之一.相比较而言,采用线性或负指数去趋势方法在研究结果中显著增加了降水的作用,尤其是显著增加了休眠期降水对树木生长的影响,同时也显著增强了当前生长季末期(9—10月)温度的作用.本研究表明,采样点的小生境和年表构建时采用的去趋势方法是造成研究结果差异的主要原因,因此,在长白山开展树木年轮学研究,应增加采样点的数量,慎重选择去趋势方法.     

长白山北坡森林土壤汞的含量和形态分布

分别于2009年4月和9月对长白山北坡的土壤样品进行了采集,研究北方森林地区不同海拔土壤样品中的总汞和甲基汞的分布情况.长白山土壤THg和MeHg含量分别为0.08～0.73 mg·kg-1和0.05～0.56 μg·kg-1,库存量分别为97 kg·km-2和128 g·km-2,高于吉林省背景值,MeHg的最高含量...     

长白山林线交错带形状与木本植物向苔原侵展和林线动态的关系

采用样带调查法测定了长白山岳桦林缘形状对入侵苔原木本植物和分布,树木生长和死亡的影响,阐述了林缘形状形成与生境小气候的关系,探讨了不同形状林缘更新格局形成的原因和林线的动态,林缘入侵物种主要由岳桦和东北赤杨组成。凹型林缘外入侵权地木向苔原侵展的距离和茎数,以及平均基径,基面积主平均高度均明显高一直线型和凸型林缘,其中凸型林缘的值最低,且锭离林缘降低最为迅速,随远离林缘入侵植株枯梢率增高分枝数增殖,     

长白山北坡不同海拔红松径向生长-气候因子关系对气温突变的响应

树木径向生长受复杂环境的影响。为预测气候变化背景下未来红松(Pinus koraiensis)径向生长动态变化,在长白山北坡采集3个海拔梯度(745、1134、1280 m)红松树轮样芯,运用树木年轮学研究方法,分析不同海拔红松径向生长-气候因子关系对气温突变的响应差异。结果表明:(1)通过对采样点附近气象站气温数据的M-K检验发现,年均温在1987年发生显著突变;(2)低海拔红松径向生长主要受当年生长季6—7月降水的影响,中、高海拔红松径向生长主要受当年7月平均最低气温的影响;(3)气温突变以后,低海拔红松径向生长-气候因子关系较为稳定,中海拔红松径向生长对前一年11月降水量的响应关系发生显著改变,高海拔红松径向生长对当年5月降水量的响应关系发生显著改变。因此,气温突变背景下,低海拔红松树轮年表更适用于区域气候重建等研究。同时随着气温持续升高,低海拔红松径向生长可能呈现下降趋势,中、高海拔红松径向生长可能呈现先增加后下降的趋势。     

长白山北坡土壤动物群落物种共有度的海拔梯度变化

群落间各生活型土壤动物科及所有土壤动物科的共有度,一定程度上反映了群落间的相关性及沿环境梯度的物种替代关系。应用梯度格局法在长白山北坡海拔550～2650m地段,每隔100m海拔高度设置一块样地,共计22块样地,并应用Jaccard指数,对各海拔不同土壤动物群落间物种共有度的海拔梯度变化进行了分析。结果表明,不同海拔土壤动物群落间物种的共有度,无论以哪一生活层的土壤动物科来表达,基本都以与其最相邻的群落间为最高,群落间物种共有度峰值与谷点反映了群落类型随海拔具有间断性变化。线虫、甲螨、弹尾等各生活型土壤动物的共有度以及所有土壤动物科的共有度,均随着海拔差的增加呈下降趋势,但并非与植被情况完全吻合。     

长白山北坡植物群落间物种共有度的海拔梯度变化

群落同各生活植物及种所有植物种的共有度,一定程度上反映了群落间的相关性及沿环境梯度的物种替代关系。应用梯度格局法在长白山北坡海拔700－2600m之间,海拔每上升100m设置一块样地,共计20块样地,应用Jaccard指数,对各海拔植物群落间物种共有度的海拔梯度变化进行了分析,不同海拔群落间物种的共有度,无论以哪一层次的植物来表达,基本都以与其最相邻海拔的群落之间为最高;如相邻海拔的两个群落属于不同植被类型,其共有度较低。群落间物种共有度的峰值与谷点反映了群落类型随海拔具有间断性变化,乔、灌、草各生活型物种的共有度以及所有植物物的共有度,在同一海拔差群落间的数值都非常接近,并均随着海拔的增加呈明显的下降趋势,表明群落各层次物种的构成有很大的相关性以及物种之间的共存性。     

长白山北坡森林群落结构组成及其海拔变化

对长白山北坡海拔700～1900m的13个森林群落进行了群落组成、结构随海拔上升变化情况的研究。结果表明,随着海拔的升高,群落的建群种组成、层次结构等,都表现出由复杂多样逐渐向简单单一过渡的变化趋势,从700m至1700m,针叶树所占的比例随海拔的升高呈明显的增加趋势,阔叶树比例随之减少,到林线时针阔叶树种均急剧减少,沿海拔梯度存在明显的树种更替现象。从群落的平均胸径及胸高断面积和可知。最大值出现于900～1100m及1600m,这2个海拔段正是不同森林群落类型间的过渡区。除海拔1800m的岳桦林之外,其它群落径级结构都呈倒J形分布,即各径级树木中,更新幼苗、幼树在数量上占绝对优势,随着胸径的增大,立木株数逐渐减少,这种径级结构表明,长白山北坡各海拔群落更新良好,群落处于稳定的发展状态。     

长白山北坡椴树阔叶红松林群落木本植物种间联结性与相关性研究

应用X²显着性检验公式、Pearson相关系数r公式研究了椴树阔叶红松林群落木本植物种间联结性与相关性,得出乔木层9个和下木层19个显着水平以上的联结种对,并对其结果的生态学意义进行分析,认为种间联结的显着与否,是群落生境差异以及物种生态位重叠与分离的反映,并由此提出群落中生态种组的稳定配置模型.     

长白山几种主要森林群落木本植物细根生物量及其动态

2005年在长白山北坡选择5种垂直植被带典型植物群落类型阔叶红松林、白桦林、山杨林、云冷杉林和岳桦林,利用钻取土芯法对细根分布及细根生物量进行了研究.研究结果表明,不同森林群落细根现存生物量存在一定的差异,其中白桦林最高,月平均细根现存生物量为5.1340 t/hm^2、其次为云冷杉林（5.0530 t/hm^2）、岳桦林（4.9255 t/hm^2）、阔叶红松林（4.4919 t/hm^2）和山杨林（3.9372 t/hm^2）;不同群落细根现存量月动态变化也有较大差异,月均最高最低相差阔叶红松林约为72﹪、白桦林近73﹪、山杨林26﹪、云冷杉林56﹪、岳桦林144﹪.在生长季节内不同群落细根发生和死亡也是不均匀的,春季所有群落都会产生大量的细根,一些群落在初秋（9月份）出现另一个较高的峰值,同时发现每次细根大量发生后,都随之产生大量细根的死亡,生长季末群落死亡细根生物量往往是最高的.调查群落72.9﹪以上的细根集中于土壤表层0～10cm的范围内,不同群落略有差别,在所研究的5种森林群落中,不同月份0～10cm土层中细根生物量几乎都表现出白桦林＞阔叶红松林＞云冷杉林＞岳桦林＞山杨林.     

长白山三种主要林地土壤甲烷通量

森林土壤甲烷(CH4)通量及主要影响因素的研究对于降低全球温室气体收支评估的不确定性具有重要价值.本研究通过室内培养实验,分析了土壤湿度、温度和氮添加对长白山3种主要林型(白桦林、山杨林和阔叶红松林)土壤甲烷通量的影响.结果表明:3种林型土壤均为甲烷汇,15 d平均吸收速率分别为2.27 μg·kg-1·h-1(山杨林)、1.54μg·kg-1·h-1(阔叶红松林)和1.46 μg·kg-1·h-1(白桦林).重复测量多元方差分析结果显示:林型、温度、土壤湿度及氮素处理对甲烷通量均有极显著影响(P＜0.0l),林型与其他因子交互作用显著;3种林型土壤甲烷吸收的最佳含水量为45％ ～ 60％;在10 ～20℃条件下,甲烷吸收速率随温度增加而增加;氮对甲烷吸收有明显抑制作用.     

长白山北坡不同土壤N2O和CH4排放的初步研究

用箱法技术原位测定了长白山北坡不同土壤（苔原土、生草森林土、棕色针叶林土和暗棕色森林土）６—８月间的Ｎ２Ｏ和ＣＨ４排放．结果表明,这些土壤既是Ｎ２Ｏ的源,又同时是ＣＨ４的汇．Ｎ２Ｏ通量变化于６．１７—１２．３３μｇ·ｍ－２·ｈ－３之间（平均９．３７μｇ·ｍ－２·ｈ－１）,ＣＨ４通量为－８５．６３—－７．５８μｇ·ｍ－２·ｈ－１（平均－４１．４５μｇ·ｍ－３·ｈ－１）,并观察到在Ｎ２Ｏ排放和ＣＨ４吸收之间有着相互消长关系．实验室培养实验表明,最大反硝化作用活性存在于土壤上层（０—６ｃｍ）;不同土壤的反硝化作用活性明显不同．山地暗棕色森林土的ＣＨ４吸收作用也主要发生在土壤的上层（０—１２ｃｍ）．     

长白山北坡椴树阔叶红松林群落木本植物种间联结性与相关性研究

应用Ｘ２显著性检验公式、Ｐｅａｒｓｏｎ相关系数ｒ公式研究了椴树阔叶红松林群落木本植物种间联结性与相关性,得出乔木层９个和下木层１９个显著水平以上的联结种对,并对其结果的生态学意义进行分析,认为种间联结的显著与否,是群落生境差异以及物种生态位重叠与分离的反映,并由此提出群落中生态种组的稳定配置模型．