丰林自然保护区景观生态评价： 量化与解释

丰林国家级自然保护区是我国目前原始天然红松生态系统保存最完整、面积最大的天然林集中分布区.本研究根据景观分类图、各景观类型的属性数据库及1997年186个样地系统空间抽样数据,选用多样性、自然性、代表性、稀有性、面积适宜性、稳定性和人类干扰7项指标,建立2个层次的生态评价指标体系,运用层次分析法对生态评价因子的等级化处理,评价指标权重的确定,计算出各生态评价因子的综合评价指数（CEI）.结果表明,区内有高等植物113科568种、高等动物近220种,物种多样性赋分3分;保护区地带性顶极植被类型：椴树红松林、枫桦红松林、云冷杉红松林,隐域性顶极群落云冷杉林以及仍具有原始林性质的针阔混交林、针叶混交林面积占森林总面积的90.0％和森林总蓄积的96.6％,代表性赋分3分;近20～30年内未受到强烈的外界干扰（人为和自然的）,自然生境完好,次生化演替得到有效控制,自然性和人类干扰赋分4分;原始森林植物仍保存着很多古老第三纪的孑遗种,如红松、水曲柳、核桃楸、黄檗、紫椴和色木槭等,稀有性赋分4分;保护区总面积18 165 hm²,其有效面积大小适宜,足以维持生态系统的结构和功能,面积适宜性赋分4分;保护区以红松为主体的红松混交林是一个稳定的群落,稳定性赋分4分.综合评价结果,该保护区生态质量CEI为0.87,表明其生态质量很好,保护价值高,在东北地区乃至全国均有典型的代表意义.目前保护区的面积、结构及经营管理能满足其可持续发展的需要.     

武夷山国家级自然保护区景观生态格局分析与评价

在GIS 软件支持下提取景观斑块的数量、面积、周长等信息, 运用相关的景观格局指数, 对武夷山国家级自然保护区的景观生态格局进行分析; 并利用层次分析法, 选取多样性、代表性、稀有性、自然性、面积适宜性、人类威胁、生态脆弱性等7 项指标对该自然保护区进行景观生态评价。结果表明: 针阔混交林、常绿阔叶林和竹林是研究区的主导景观类型且破碎化程度低, 植被的保护较完整; 居民点、农田和人工植被景观的斑块数多, 面积小, 破碎化程度高, 对景观类型的形成有较大的影响; 景观多样性指数为1.48475, 景观总体的异质性较低, 景观生态结构呈现出不合理性和简单化。武夷山国家级自然保护区景观生态质量的综合评价指数为0.9195, 说明该自然保护区的景观生态质量好, 保护价值高。     

1896年和1986年黑龙江省几种森林景观的特征变化

通过用地理信息系统软件对 1896和 1986年的黑龙江省的森林分布图中提取的 5种森林景观进行处理和计算得到 :在 90年中 ,云杉 (Picea)、冷杉 (Abies)林、樟子松 (Pinussylvestrisvar.mongolicaLitvin)林和阔叶红松 (PinuskoraieusisSieb .etZucc .)林斑块总面积分别减少 87%、40 %和 84%。北纬 5 1°以北地区阔叶林斑块面积增加 5 0 0 % ,北界向西北扩展约 2 90km。云杉、冷杉林和针阔混交林斑块在 1986年的斑块的分维数小于 1896年的斑块的分维数 ,而樟子松林、阔叶红松林和阔叶林的 1986年斑块分维数都分别大于 1896年的分维数。云杉、冷杉林、樟子松林、阔叶红松林和阔叶林景观破碎化增加。云杉、冷杉林 ,樟子松林和阔叶红松林转化为针阔混交林的比率大于各自保留的比率。     

长白山四种森林类型凋落物分解动态

2003年5月—2004年9月在长白山自然保护区北坡4个森林类型阔叶红松林、红松云冷杉林、岳桦云冷杉林和岳桦林内,利用凋落物原位减少法对4种森林类型的凋落物分解动态进行了研究。结果表明,凋落物现存量最大的为红松云冷杉林,依次为阔叶红松林、岳桦云冷杉林、岳桦林;凋落物分解速率与时间均呈指数关系,凋落物年分解常数为0.25～0.47,分解95%所需时间为18～39年,其中阔叶红松林凋落物年分解常数最大,依次为岳桦林、红松云冷杉林、岳桦云冷杉林。同一类型森林中,不同植物组分的年分解系数不同,一般是阔叶最大,针叶最小。     

徐州泉山自然保护区评价

选取自然性、多样性、代表性、稀有性、生态脆弱性、面积适宜性、人类威胁等指标对徐州泉山自然保护区进行评价．通过评价指标的等级化处理、评价指标权重的确定,算出泉山自然保护区的综合评价指数为０．３９,说明泉山自然保护区的生态质量较差．还分析了泉山自然保护区目前所面临的问题,提出了相应的建议．     

长白山北坡表土花粉组合及数量分析

吉林长白山植被垂直地带性是欧亚大陆从温带到寒带植被水平地带性的真实对照。通过对长白山北坡不同植物群落21个样点表土花粉组合及其与群落组成数量关系的分析,结果发现:(1)木本植物花粉占76.1%,木本植物与草本植物花粉比值(AP/NAP)约3.2,以桦属和松属为主;(2)岳桦云冷杉林和岳桦林花粉组合能较好地反映植物群落组成;红松云冷杉林花粉组合只能部分反映植物群落外貌;红松林的花粉组合不能较好反映植被特征;高山苔原花粉组合未能反映植物群落数量特征;(3)主要花粉类型中松属和桦属花粉具超代表性,云杉属、杜鹃花科和蔷薇科花粉具低代表性;(4)通过花粉相对含量,DCA分析能较好地区分不同植被类型,但是红松林与红松云冷杉林、岳桦云冷杉林无法区分。本研究可为本区古植被与古环境恢复提供新证据。     

长白山白桦林中红松种群动态的研究

山地红松、云杉、冷杉林(简称红松云冷杉林),是山地云冷杉林与红松阔叶林相连接带上的垂直地带性植被。在长白山分布于海拔1100—1400m之间,构成窄狭的山地红松云冷杉林亚带(周以良、李景文,1964)。红松云冷杉林受干扰后,白桦林是最为主要的派生森林类型之一。所以,红松云冷杉林演替过程中。白桦林阶段以及林下红松的更新居于重要的位置。本世纪以来,由于东北山地森林的大规模开发,红松云冷杉林面积急剧减小;而作为红松云冷杉林演替先锋阶段的白桦林比重相     

小兴安岭原始红松混交林林隙土壤不同形态氮含量

以小兴安岭地区红松混交林(椴树红松混交林、云冷杉红松混交林和枫桦红松混交林)大、中、小3个林隙为研究对象,对林隙和郁闭林分土壤铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、可溶性全氮(TSN)、可溶性有机氮(SON)、微生物氮(MBN)和全氮(TN)含量进行分析,探讨不同混交林林隙中土壤氮形态特征。结果表明:林隙和郁闭林分土壤以有机氮为主,占TN 98%以上。林隙中土壤NO3--N含量高于NH4+-N含量;SON含量高于NH4+-N和NO3--N含量。红松混交林中土壤NH4+-N、NO3--N、SON和MBN含量在大、小林隙之间以及林隙与郁闭林分之间差异显著,尤其是MBN含量表现为郁闭林分小林隙中林隙大林隙,与林隙面积呈极显著负相关;3个林型中NO3--N/TN和MBN/TN随着林隙面积增大而减小;椴树红松混交林和云冷杉红松混交林林隙中NH4+-N/TN、TSN/TN和SON/TN随林隙面积增大而减小,枫桦红松混交林林隙中随林隙面积增大而增大。林隙和郁闭林分中土壤TSN与SON均呈现极显著正相关;林隙土壤NH4+-N与NO3--N和MBN呈显著相关,但在郁闭林中未表现出此关系。     

凉水自然保护区松鼠和星鸦贮食生境选择差异

2003 年9 月30 日～2005 年10 月8 日,在黑龙江凉水国家级自然保护区,应用样方调查法, 采用Vanderploeg和Scavia 选择系数Wi和选择指数Ei作为衡量指标,对松鼠和星鸦贮食生境选择进行了研究。结果表明, 二者贮食生境选择优先顺序略有不同,松鼠偏爱的贮食生境依次是: 云杉林、原始红松林、人工红松林、针阔混交林、人工云杉林、白桦林、针叶混交林、人工落叶松林、阔叶混交林、冷杉林和其它。星鸦对贮食生境的偏爱程度依次为: 人工红松林、原始红松林、云杉林、人工云杉林、针阔混交林、阔叶混交林、白桦林、针叶混交林、人工落叶松林、冷杉林和其它。在对贮食微生境因子的选择利用上, 二者大致相同,只是在对优势灌丛的选择上略有差异, 松鼠优先选择在狗枣猕猴桃优势灌丛内贮藏红松种子, 而星鸦优先选择在刺五加优势灌丛内贮食。松鼠和星鸦贮食生境选择的差异将对随后的红松天然更新过程产生不同的影响。     

黑龙江省红松林资源动态变化研究

利用黑龙江省1949~1998年的调查数据和1949、1986年的两期1∶2500000森林资源分布图,从资源统计和景观格局两个角度对黑龙江省红松林的变化进行了研究。结果表明,从数量上看,黑龙江省红松林的面积和蓄积急剧减少,占全省森林资源的比例不断降低,林龄结构趋于不合理;从景观格局来看,1949年和1986年两期景观相比,红松林面积急剧减少,斑块数量增多,斑块密度加大,平均斑块面积减小,总边缘长度减小,边缘密度增大,呈严重的破碎化,大部分红松林景观转变为阔叶混交林和非林地。     

长白山阔叶红松林演替序列水分利用效率特征

水分利用效率是反映植物水分利用的客观指标,对其研究有助于了解陆地生态系统的碳水耦合机制。本研究利用稳定碳同位素技术分析了长白山阔叶红松林演替序列下3种林分(中龄杨桦林、成熟杨桦林、阔叶红松林)中优势树种的水分利用效率。结果表明: 3种林分的水分利用效率在不同演替阶段存在阔叶红松林＞中龄杨桦林＞成熟杨桦林的大小顺序,且同一树种在不同林分中水分利用效率不同,中龄杨桦林中山杨和白桦的水分利用效率高于成熟杨桦林,阔叶红松林中水曲柳的水分利用效率远高于其在中龄杨桦林,阔叶红松林中色木槭和蒙古栎的水分利用效率高于其在成熟杨桦林;优势树种的水分利用效率存在木材类型上的差异,总体呈现环孔材树种＞散孔材树种;阔叶红松林优势树种中,阔叶树种和针叶树种的水分利用效率在生长季呈现两种不同的变化趋势,水曲柳、色木槭、蒙古栎、紫椴总体呈现先减小后增加的趋势,而红松呈现先增加后减小的趋势。生长季阔叶红松林的水分利用效率与温度呈显著负相关。不同的水分利用效率是长白山阔叶红松林优势树种适应演替进程、响应气候和环境变化的策略之一。     

邻域竞争对长白山阔叶红松林关键树种生长的影响

林木间的竞争是影响树木生长、形态和死亡的主要因素.单木邻域竞争分析能够反映个体间相互作用规律及其距离范围,对于减缓林木竞争、促进林木生长具有重要意义.为弄清竞争对阔叶红松林林木生长的影响,本研究基于Hegyi单木竞争指数和邻域分析方法,探讨了长白山原始阔叶红松林中的5个关键树种——红松、紫椴、水曲柳、蒙古栎和春榆(胸高断面积合计占80%)竞争的邻域半径,并分析了竞争对关键树种生长和死亡的影响.结果表明:红松、紫椴、水曲柳和蒙古栎4个树种单木竞争的邻域半径均为11 m,春榆为13 m.关键树种单木邻域竞争强度与其生长量的对数呈显著负相关,与树木个体的大小呈显著正相关;竞争强度对树木生长影响的相对重要性随着个体的生长而降低.邻域竞争显著增加了关键树种的死亡率.本研究表明长白山阔叶红松林中邻域竞争对关键树种的生长和存活有重要影响,研究结果对阔叶红松林关键树种竞争环境的调整和生产力的提升具有指导意义.     

长白山阔叶红松林红松种群年龄结构与数量动态特征

该研究以分布于长白山阔叶红松林内的红松(Pinus koraiensis)种群为对象, 通过编制种群静态生命表, 计算数量动态指数, 绘制存活曲线、死亡率曲线和消失率曲线, 应用4个生存函数并引入谱分析和时间序列预测模型, 分析红松种群年龄结构, 揭示其天然更新过程及未来发展趋势, 以期为野生红松种群的保护和恢复提供科学依据。结果显示: 红松种群数量变化具有阶段性, 幼龄(I-III龄级)和成龄(VII-X龄级)个体数量多, 中龄(IV-VI龄级)和老龄(XI-XIV龄级)个体数量少, 形成明显间断的两个优势年龄分布区。种群存活曲线趋近于Deevey-Ⅲ型, 表明幼龄个体死亡率高。忽略外部干扰时的总体数量动态变化指数大于>0, 表明红松种群为增长型; 考虑未来外部干扰时的种群动态变化指数趋近于0, 结合死亡率和消失率曲线呈现出连续先增后降的复杂动态变化趋势, 可知该种群受外界随机干扰时增长不明显。生存函数分析显示, 红松种群具有前期锐减、中期稳定、后期衰退的特点。谱分析表明红松种群天然更新呈周期性波动。未来2、3、4、5、6、7、8、9、10个龄级时间后, 红松幼、中龄个体数逐渐减少, 而成、老龄个体数量将逐渐增加。幼龄个体死亡率高、生存空间和资源条件有限, 老龄个体生理衰老明显是限制红松种群增长的主要原因。建议加强幼龄个体的抚育工作, 提高其存活率和生存质量; 保护和改善生存环境, 从而促进红松种群的自然更新和恢复。     

植物特性和环境因子对阔叶红松林暗多样性的影响

可能栖息在局域群落但在局部地区不存在的物种集合构成了暗多样性。为探究物种特性和环境因子对阔叶红松林内暗多样性的影响, 该研究利用比尔指数模型估计了黑龙江凉水国家级自然保护区的9 hm²阔叶红松(Pinus koraiensis)林动态监测样地内的主要组成物种的暗多样性概率。基于物种水平, 评估了耐阴性指数、重要值和暗多样性概率之间的相关性, 并分析了生活型和耐阴性对暗多样性概率的影响; 基于样方水平, 分析了群落完整性与环境因子、物种多样性的相关性。结果表明: (1)该样地物种的暗多样性概率平均值为77.79%, 对于乔木, 胡桃楸(Juglans mandshurica)的暗多样性概率最高, 为97.21%; 对于灌木, 暗多样性概率最高的是鸡树条(Viburnum opulus subsp. calvescens)和鼠李(Rhamnus davurica), 为98.01%。(2)暗多样性概率与重要值呈显著负相关关系, 耐阴性指数与重要值呈显著正相关关系。(3)乔木和灌木的暗多样性概率无显著差异, 喜光物种的暗多样性概率显著高于耐阴物种。(4)坡度和地面凹凸度均与群落完整性呈显著正相关关系; 土壤有机质含量、土壤速效钾(K)含量、土壤密度、土壤质量含水率、土壤pH、土壤有效氮(N)含量和土壤全N含量均与群落完整性无显著相关关系, 土壤体积含水率、土壤速效磷(P)含量、土壤全P含量均与群落完整性呈显著的负相关关系。物种多样性指数与群落完整性呈正相关关系。综上, 在阔叶红松林内喜光物种和稀有种的暗多样性概率较高, 坡度、地面凹凸度、土壤体积含水率、土壤速效P含量、土壤全P含量是导致群落完整性差异的主要环境因素; 群落完整性越高, 群落物种多样性越高。     

冠层光谱组成对红松和蒙古栎幼苗生长和光合荧光特性的影响

本研究选择长白山阔叶红松林优势树种红松和蒙古栎幼苗为对象,研究其植株形态、生长和光合荧光特性对5种光谱处理的响应。结果表明: 红松与蒙古栎的形态结构与生长主要受蓝光与紫外B区(UV-B)辐射调控。滤除蓝光后两种幼苗的植株叶面积比和相对生长速率均显著降低,而滤除UV-B辐射显著增加了红松的叶面积比和相对生长速率,分别上升了41.8%和47.7%,降低了蒙古栎的株高、总叶面积和生物量积累。滤除UV-B辐射显著降低了2种幼苗的光合荧光调节能力,红松的下降幅度较低,其非调节性耗散的量子产量(Φ_NO)升高31.6%,反映光合荧光调节能力的Φ_NPQ/Φ_NO值降低37.5%。2个树种幼苗具有明显不同的光谱适应策略,蒙古栎幼苗偏向于利用光谱变化调整自身形态增加光捕获能力,而红松更注重调整光合荧光特征以提高碳同化效率。     

长白山阔叶红松林3个常见树种径向生长的影响因素

为探究树木径向生长的影响因子,基于对长白山阔叶红松林25 hm²样地中3个常见树种红松、紫椴、蒙古栎连续5年的生长环监测数据,分析各树种的季节生长变化,比较树种间的生长速率差异,并分析初始径级、邻体树木竞争、土壤、地形因素等对不同树种径向生长的作用.结果表明: 3个树种径向生长的季节变化趋势一致,树木于5月末开始生长,7月是生长旺盛期,8月底生长开始减缓,于10月中下旬停止生长.3个树种的径向相对生长率存在显著差异,蒙古栎相对径向生长率显著高于红松和紫椴,该差异在小、中径级个体中表现更为显著.3个树种径向生长的主要影响因子不同,邻体树木的竞争显著抑制了红松和蒙古栎的径向生长,而紫椴的径向生长主要受初始径级、土壤和地形等因子的影响.     

黑龙江胜山保护区阔叶红松林不同演替阶段径向生长与气候变化的关系

黑龙江黑河为我国红松(Pinus koraiensis)分布的北界, 在研究红松林的生长、演替、分布, 及其对气候变化的响应上有独特的意义。该文通过研究胜山保护区内阔叶红松林的演替系列(软阔叶林、硬阔叶林、阔叶红松近熟林和成熟林4个阶段), 分析了树木径向生长与气候变化的关系在不同演替阶段的差异。结果表明: 从演替早期的软阔叶林到晚期的红松成熟林, 年表统计特征表明树木径向生长对气候波动的敏感性逐步降低。对年轮-气候关系的分析结果也表明气候对树木径向生长的影响随着演替的进展呈现规律性的变化。上年6月和12月的气温与红松成熟林的径向生长显著正相关, 表现出明显的“滞后效应”。红松成熟林的轮宽指数与当年6月气温显著负相关, 而与当年6月降水量显著正相关, 反映出生长季水分对红松生长的限制。上述这些限制作用均随着演替的进展而增强, 但在演替的早期影响不显著。相反, 上年6月降水量与软阔叶林的生长显著负相关, 但该限制作用在演替的中晚期消失。这些差异反映出随着演替的进展, 优势树种对水分的需求逐步提高。滑动相关分析表明研究区近几十年明显的气候干暖化趋势对各林型的生长兼具有利和不利的影响。不同因素综合作用下, 软、硬阔叶林阶段生长尚未产生清晰的长期变化趋势。但由于水分对红松林生长的限制作用增强, 红松林生长明显下降。今后气候进一步干暖化可能对红松林的生长、恢复演替和分布有不利影响。     

长白山阔叶红松林优势树种叶际真菌群落结构

森林作为陆地生态系统的主体,其林冠承载了地球上大约40%的现存物种,叶际微生物作为冠层生物多样性的重要组成部分, 在维持植物健康、提高宿主抵御能力和参与全球生物地球化学循环等生态功能中发挥着重要作用,然而相对于根际微生物,目前关于冠层叶际微生物群落组成的研究还比较缺乏。本研究以吉林省长白山自然保护区内阔叶红松林为主要研究对象,使用高通量测序技术分析6种优势树种(红松、紫椴、蒙古栎、色木槭、水曲柳、春榆)的叶际真菌群落特征,并测定宿主的14种叶片功能性状,对比研究了不同优势树种叶际真菌群落组成与功能群异同,探讨真菌群落组成与叶片功能性状的关联性。结果表明:叶际真菌的优势门和纲分别为子囊菌门、担子菌门,座囊菌纲和外囊菌纲;不同树种林冠叶际真菌组成存在明显差异。LEfSe分析表明,除春榆和色木槭外,其余树种都有显著的差异指示种,如红松的圆孢多臂菌属和蒙古栎的柱隔孢属;对比FUNGuild数据库发现,叶际真菌主要功能群为病理寄生型;冗余分析和envfit分析结果表明,与植物养分获取和抵御病虫害相关的性状是影响林冠叶际真菌群落结构的主要因子。     

小兴安岭两种林地的黏菌物种多样性

黏菌广泛分布于森林生态系统中, 并在生态系统的物质循环过程中发挥重要的功能。为了探讨黏菌在小兴安岭森林中的物种多样性及其分布, 本文对该地区的汤旺河兴安石林森林公园和胜山国家级自然保护区系统开展黏菌多样性调查研究。在2个地区共采集黏菌标本248份, 基于形态学特征共鉴定出4目8科17属44种黏菌, 其中Craterium dictyosporum、垂头绒泡菌(Physarum album)和Reticularia splendens var. jurana等10个种为黑龙江省首次报道。多样性分析结果显示, 汤旺河兴安石林森林公园针阔混交林的黏菌物种多样性(36种)高于胜山国家级自然保护区红松(Pinus koraiensis)林内的黏菌物种多样性(25种), 其中两地间共有的黏菌有17种, 黏菌物种组成的相似性(C_S)为55.7%。绿绒泡菌(Physarum viride)是针阔混交林内的优势种, 蛇形半网菌(Hemitrichia serpula)是红松林内的优势种。研究结果表明植被类型对黏菌的物种组成和多样性有着重要的影响。