辽东山区不同树种幼苗根际土微生物性质及其对氮磷添加的响应

辽东山区是东北重要的生态屏障区，主要分布经干扰形成的次生林和人工林。与原始林相比，该区森林土壤有效氮、磷低。本研究比较了辽东山区主要树种幼苗的根际土微生物学性质及其对氮、磷添加的响应，以期为辽东山区树种优化提供依据。以该区6个主要树种幼苗(2年生):水曲柳(Fraxinus mandshurica)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、色木槭(Acer mono)、蒙古栎(Quercus mongolica)、落叶松(Larix gmelinii)、红松(Pinus koraiensis)为对象，采用盆栽试验，比较不同树种幼苗根际土的微生物生物量碳、氮和酶活性。结果发现，不同树种幼苗根际土微生物生物量碳、氮差异显著，表现为：水曲柳>落叶松、胡桃楸、色木槭>蒙古栎、红松，水曲柳幼苗根际土微生物生物量碳、氮分别比其他树种高27.2%～482.9%、15.7%～333.1%;根际土酶活性因树种和酶类型而异，其中胡桃楸β-葡萄糖甘酶和落叶松N-乙酰-β-葡萄糖甘酶活性分别比其他树种高25.0%～72.4%、50.0%～200.0%。与不同树种对土壤微生物生物量碳、氮的...     

张广才岭北部三大硬阔树木生长-气候关系的时空变异

树木年轮在时空尺度上的比较可以更好地反映环境变化对树木生长的影响,在认识气候变化对森林生态系统的影响上具有重要意义。采用树木年代学方法分析了张广才岭北部地区阔叶红松林中主要阔叶树种-水曲柳(Fraxinus mandshurica)、黄菠萝(Phellodendron amurense)和胡桃楸(Juglans mandshurica)径向生长与气候关系的时空变异。结果表明,在同一地点树种间气候响应差异明显,胡桃楸受降水和最低温度共同作用,而黄菠萝和水曲柳则主要受最低温度限制,这表明树木生长与气候因子的关系具有一定的物种特异性。随着温度和降水格局的改变,三大硬阔年轮与气候关系在空间水平上存在差异,方正和西大圈样点的胡桃楸与6—8月最低温度呈显著正相关(P0.05),而凤凰山样点与5、6月最低温度和降水呈正相关(P0.05);黄菠萝和水曲柳径向生长随着降水空间格局的变化,其生长季末期相关性程度逐渐减弱。1980年后张广才岭北部出现气温显著升高,在升温前三大硬阔的生长趋势相对一致,而在升温后黄菠萝和水曲柳树轮宽度随温度升高呈上升趋势,但胡桃楸却出现随温度升高而生长下降的"分异现象"。如果未来增温趋势持续发生或者加重,可以推断在张广才岭北部胡桃楸可能受干旱胁迫加剧,其可能出现生长衰退,但增温可能更有利于黄菠萝和水曲柳的生长。     

水曲柳落叶松根系之间的相互作用研究

 通过水曲柳(Fraxinus mandshurica)和落叶松(Larix gmelinii)两个树种苗木纯栽和混栽试验,在温室条件下研究两树种根系之间的相互作用。结果表明,水曲柳与落叶松混栽使水曲柳细根和粗根生物量比纯栽分别增加47％和46％,叶和茎生物量分别增加30％和48％,同时改变了水曲柳地下部分与地上部分比率,促进了水曲柳细根和叶协调生长。而混栽的落叶松细根和粗根生物量比纯栽分别减少19％和35％左右,叶和茎生物量减少22％和34％,但是落叶松地下部分和地上部分各生物量组分变化不存在显著差异。混栽改变了水曲柳根系的空间分布和根系的形态,导致根系密度和根长度分别增加47％和34％,有利于水曲柳吸收较多的养分和水分,提高其竞争效率。落叶松起到改变土壤环境作用。     

芦芽山阳坡不同海拔华北落叶松径向生长对气候变化的响应

为研究树木生长对气候变化的响应状况,选取芦芽山阳坡的3个海拔高度建立了华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)的树轮宽度年表。年表的统计参数表明,3条年表均为研究气候信息的可靠资料。结果表明,芦芽山阳坡华北落叶松的径向生长和生长与气候的关系均具有海拔差异,中海拔(2440 m)和高海拔(2540 m)的华北落叶松具有相似年际生长变化,而二者均与低海拔(2330 m)华北落叶松的年际生长不同。低海拔华北落叶松的生长与4月平均气温和上一年11月降水量显著负相关,而中海拔和高海拔的生长均与上一年10月平均气温和6月降水量显著负相关。通过年表与气候因子之间的滑动相关分析发现,3个海拔高度华北落叶松生长与气候因子的关系均不稳定,生长与气温条件之间的显著相关关系是随着气温升高而出现的。气温的升高引起了华北落叶松生长与气温因子关系的海拔差异,以及径向生长的海拔差异。这一结果对于气候变化对植被垂直梯度影响的研究具有一定参考价值。     

树种对土壤有机碳密度的影响:5种温带树种同质园试验

树种通过改变凋落物输入与周转及根系活动影响土壤的理化和生物学性质及固碳功能。合理选择树种是碳汇林业中一个亟待解决的理论和实践问题。为了减少林分特征和立地条件差异的影响,2004年在相同气候、土壤和经营历史的立地上建立了东北地区常见树种同质园,10年(2013–2014年)后测定了其中的3种阔叶树(白桦(Betula platyphylla)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、水曲柳(Fraxinus mandshurica))和两种针叶树(落叶松(Larix gmelinii)、樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica))人工纯林的土壤有机碳(SOC)及土壤容重、全氮、微生物生物量碳、微生物生物量氮、p H值等相关因子,旨在比较探索树种对SOC含量及其垂直分布的影响。结果表明:(1)树种显著影响0–40 cm土层SOC总密度(p0.05)。其中,0–10 cm土层SOC密度变化范围为2.79–3.08 kg·m–2,表现为胡桃楸林水曲柳林白桦林落叶松林樟子松林;10–20 cm土层变化范围为1.56–2.19kg·m–2,表现为樟子松林胡桃楸林水曲柳林白桦林落叶松林;20–30 cm土层变化范围为1.17–2.10 kg·m–2,表现为白桦林、水曲柳林显著高于其他树种纯林;30–40 cm土层变化范围为0.84–1.43 kg·m–2,表现为白桦林显著高于其他树种纯林。(2)SOC密度垂直分布格局因树种和土层而异。胡桃楸林、落叶松林0–10 cm土层SOC密度占0–40 cm土层总密度的相对量显著高于其他树种纯林,白桦林20–40 cm土层的SOC密度相对量显著高于其他树种纯林,这说明不同层次SOC密度的主控因子因树种而异。(3)不同树种纯林SOC浓度、容重差异显著,且两者呈负相关。胡桃楸林、水曲柳林和落叶松林SOC密度与土壤微生物生物量、土壤p H值均呈正相关关系。5个树种纯林SOC密度均与全氮密度呈正相关关系。研究表明,树种通过改变土壤理化性质和微生物活动而显著影响SOC密度,不同树种SOC密度垂直变化格局可能是由不同树种在各个土层中的SOC密度主控因素不同所致。     

辽东山区主要树种叶片氮、磷、钾再吸收

养分再吸收作为植物保存养分的重要机制之一,在凋落物分解和养分循环中起着重要作用。为明确辽东山区主要树种养分再吸收状况,选择4种次生林树种:蒙古栎(Quercus mongolica)、色木槭(Acer mono)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、花曲柳(Fraxinus rhynchophylla)和人工林落叶松(Larix spp.)为对象,测定了各树种叶片凋落前(成熟叶)后(凋落叶)全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)浓度,并分析了养分再吸收特征。结果表明:所测树种凋落叶N、P、K浓度均显著低于成熟叶(落叶松K不显著);胡桃楸N再吸收率与蒙古栎、色木槭、花曲柳差异显著,花曲柳与蒙古栎、色木槭P再吸收率差异显著,色木槭K再吸收率与蒙古栎、胡桃楸、花曲柳差异显著(P0.05);总体上,落叶松N、P、K再吸收率低于次生林树种,尤其是P再吸收率显著低于花曲柳、K再吸收率显著低于胡桃楸和花曲柳(P0.05)。上述结果表明,落叶松通过降低养分再吸收率,提高凋落物养分输入量,对土壤养分有效性做出正反馈。     

胡桃楸、落叶松纯林及其混交林根际土壤有效磷特性的研究

用剥落分离法采集胡桃楸(Juglans mandshurica)、落叶松(Larix gmelinii)纯林及其混交林根际与非根际土壤并分析有效P含量特性. 结果表明, 落叶松纯林根际土有效P含量较其非根际土高出55.8%,而胡桃楸纯林根际土有效P含量较其纯林仅高出10.1%,表现出落叶松根系对根际P较强的活化能力.树种混交后,借助落叶松根系的作用使混交林中胡桃楸根际土有效P含量较其纯林高出45.2%. 通过P的吸附/解吸及无机P分级等方面,对落叶松根际土壤有效P含量较高的原因进行了分析.     

Leaf hydraulic traits of larch and ash trees in response to long-term nitrogen addition in northeastern China

兴安落叶松和水曲柳叶片水力性状对长期氮添加的响应 大气氮沉降影响树木水力结构，进而影响树木的生长和生存。然而，目前关于叶片水力性状对氮沉降的响应尚不明确，而且该响应可能与物种或植物功能型有关。本研究以中国东北地区水曲柳 (Fraxinus mandshurica，阔叶被子植物)和兴安落叶松(Larix gmelinii，针叶裸子植物)人工林为研究对象，利用长达16年的施氮(10 g N m⁻² yr⁻¹)试验研究了氮添加对两种树种叶片水力性状的影响。用自然干燥法测定了叶片压力-容积曲线，用复水动力学法量化了叶片最大水力导度(K_{leaf_max})和抗栓塞阻力(P_50leaf)。研究结果表明，与水曲柳相比，兴安落叶松具有较高的K_{leaf_max}和较强的干旱容忍性(即较低的质壁分离点的相对含水量(RWC_tlp)和弹性模量(ε)，较负的P_50leaf)。此外，氮添加增加了水曲柳的叶膨压损失点水势(π_tlp)、叶饱和含水量时的渗透势(π₀)和叶水容(C_{leaf_mass})，但对兴安落叶松的这些性状影响不显著，表明水曲柳对氮添加更敏感。氮添加增加了水曲柳和兴安落叶松的K_{leaf_max}和P_50leaf。水曲柳的π_tlp和π₀均与叶密度(LD)正相关，而C_{leaf_mass}与LD负相关。兴安落叶松的K_{leaf_max}与LD正相关，P_50leaf与LD负相关。两个树种的K_{leaf_max}与P_50leaf均呈负相关关系。我们的研究表明，长期氮添加降低了这两个重要造林树种的叶片干旱容忍性，这一发现加深了我们对氮沉降背景下树木水力表现的理解。     

华北落叶松和白杄径向生长对干旱的生态弹性差异

为揭示混交林中阳性树种华北落叶松和阴性树种白杄径向生长对气候因子的响应及对干旱的生态弹性差异，构建河北塞罕坝头道沟和山西宁武县、岢岚县3个混交林中华北落叶松和白杄的标准年表，分析气候因子与各年表之间的相关性，研究华北落叶松和白杄应对干旱胁迫的抵抗力(R_c)、恢复力(R_t)、恢复弹力(R_s)差异。结果表明：在3个混交林中，华北落叶松和白杄径向生长与当年5—7月的平均气温、最高气温呈显著负相关，并且均与5—9月的帕默尔干旱指数(PDSI)呈显著正相关。干旱胁迫导致的树木径向生长下降在不同树种间具有明显差异，这种差异在树种间不同的生理生态调节策略中有所体现。在3个研究地点，白杄的抵抗力均显著高于华北落叶松，而华北落叶松的恢复力、恢复弹力显著高于白杄。因此，白杄比华北落叶松表现出更好的抗旱能力。在全球变暖背景下，相较于白杄，该地区华北落叶松可能面临更大的生长波动风险。     

树木年轮揭示的东灵山主要树种间干旱耐受性差异

近年来北京地区的森林随极端干旱加剧表现出脆弱性特征,为了解气候变化下不同树种的干旱耐受性,选择北京东灵山森林内3个乔木树种(华北落叶松、油松和辽东栎),利用树木年轮生态学方法分析了径向生长与气候的关系,以及对极端干旱事件的抵抗力和弹性。结果表明: 华北落叶松和油松与5—6月气温呈显著负相关,辽东栎与5月气温呈显著负相关;华北落叶松与6月降水量、5—6月和8—9月相对湿度呈显著正相关,油松与6—8月降水量和相对湿度呈显著正相关,辽东栎与2月和5月降水量、5月相对湿度呈显著正相关;所有树种均与当年5—7月标准化降水蒸散指数(SPEI)呈显著正相关。华北落叶松是干旱耐受性最弱的树种,径向生长在所选极端干旱事件中(1994年、2001—2002年和2007年)下降幅度最大(46.6%～69.6%),抵抗力(0.534、0.304、0.530)和弹性(0.686、0.570、0.753)显著低于辽东栎和油松,辽东栎在2007年抵抗力显著高于油松,弹性无显著差异。生长季持续的高温或降水减少引起的极端干旱是树木径向生长下降的主要原因,树种间各异的生理生态策略是干旱耐受性差异的可能原因。研究结果可为未来造林树种选择和森林管护措施制定提供新依据,以在气候压力持续增加背景下维持森林生态系统功能和服务。     

若干北方落叶树木叶片养分的内外迁移：Ⅰ.浓度和含量的变化

研究了北方 1 2个落叶树种单位面积叶干重、叶片灰分、有机物质和 7个元素的浓度和含量在落叶前后的变化 ,同一元素不同树种间及同一树种不同元素间有着不同的变化模式 .单位面积叶干重、叶片有机物质浓度和含量在落叶后均表现下降的趋势 ;所有树种叶片灰分浓度和大部分树种的灰分含量 (除刺槐、胡颓子、核桃楸外 )均有增加 ;落叶时 N、P、K的单位叶面积含量均可减少约 1 / 3～ 2 / 3;Mg含量的减少在胡颓子、核桃楸、春榆、蒙古栎、日本落叶松等 5个树种中发生 ,其余树种表现增加 ;落叶中 Fe含量除胡颓子下降外 ,其余均表现升高 ;落叶中 Ca、Si浓度和含量在所有分析树种中均表现增加趋势     

蒙古栎群落交错带(ecotone)的研究

通过群落学的样地法对蒙古栎(Quercus mongolica)群落和核桃楸(Juglans mandshurica)群落、蒙古栎群落和长白落叶松(Larix olgensis)群落、蒙古栎群落和杂灌丛群落及其交错带进行了研究,分析了在三个地点的几种群落结构和物种组成方面的差异,计算了各群落的物种丰富度指数(d_Gl)、Simpson 物种多样性指数(D)、Shannon-Weiner物种多样性指数(H′)及Pielou均匀度指数(J)。研究发现在通化和大青沟两个地区群落交错带的物种丰富度及Shannnon多样性指数最高;而在桦甸群落交错带的物种丰富度和物种多样性指数要比核桃楸群落低,比蒙古栎群落高,没有表现出特别强烈的边缘效应。本文也分析了群落乔木层、灌木层和草本层盖度之间的关系。     

胡桃揪、落叶松纯林及其混交林根际土壤有效磷特性的研究

用剥落分离采集胡桃揪（Juglans mandshurica）、落叶松（Larix gmelinii）纯林及其混交林根际与非根际土壤并分析有效P含量特性。结果表明,落叶松纯林根际土有效P含量较非根际土高出55．8％,而胡桃揪纯林根际土有效P含量较其纯林仅高10．1％,表现出落叶松根第泽根际P较强的活化能力。树种混交后,借助落叶松根系的作用使混交林中胡桃揪根际土有效P含量较其纯林高出45．2％,通过P的吸附／解吸及无机P分级等方面,对落叶松根际土壤有效P含量较高的原因进行了分析。     

光质对东北次生林生态系统主要树种种子萌发的影响

以东北次生林生态系统5个主要树种（日本落叶松、黄檗、色木槭、水曲柳和红松）种子为对象,采取室内控制(5个主要树种)和野外模拟(红松和日本落叶松)相结合的方法,研究光质对种子萌发的影响.室内和实际林分下分别设置了4种不同光质类型处理（以黑暗为对照）和3个红光/远红光比值(R/FR)梯度.结果表明： 不同光质类型除对日本落叶松种子萌发的影响不显著外,对其他4个树种种子萌发影响均显著.其中,黄檗种子萌发率在白光下达到最高,色木槭、水曲柳和红松种子萌发率在红光-远红光-红光照射下达到最高.林分内试验结果与室内一致,红松种子萌发率随林内R/FR下降而明显下降,落叶松种子萌发则不受光质的影响.在自然林分条件下,R/FR随着光斑活动不断变化,色木槭、水曲柳和红松种子萌发格局可能是对森林光斑环境适应的结果.大粒种子萌发显著受光质的影响.     

东北主要造林树种的营养元素含量特征分析

 本文分析测定了东北地区9个主要针阔叶树种的营养元素含量和季节动态,并应用主成分分析和系统聚类分析方法,分析了各树种之间的营养元素相互关系。从而证明了N,P,Ca是植物重要的临界营养元素,Fe和Mn是表土中高度积累元素,树木对前者的吸收与土壤表土中含量有关,而对后者则表现相对的独立性和选择吸收能力。从营养元素的吸收与利用角度考虑,红松与胡桃楸混交,落叶松与水曲柳混交,硬阔叶树与软阔叶树混交,针阔叶树之间混交或白桦与其它各树种混交都是合理的。     

实验条件下华北落叶松和白杄苗期生长策略的差异比较

以华北落叶松和白杄为研究对象,通过人工控制条件下的幼苗栽培实验,设置光照、基质水分和基质氮素3个环境因子的多个水平,分析了华北落叶松和白杄苗期生长对3个环境因子变化的响应,对两个树种苗期生长策略的差异进行了综合比较分析。研究结果表明,华北落叶松的苗期生长对光照条件的变化有显著响应,而对基质水分和氮素水平变化的响应不显著,一定程度的遮荫有利于幼苗生长,该树种虽为阳性树种,但苗期具有一定耐阴性。白杄的苗期生长与华北落叶松相比较为缓慢,对光照条件的变化不敏感,但对水分条件的变化有显著响应,阴湿环境不利于白杄幼苗的生长,一定程度的干旱反而可能促进幼苗的生长,基质氮素含量过高可能还会对幼苗生长带来抑制作用。华北落叶松和白杄苗期生长对环境条件异质性的不同响应模式,必将影响两者的种间关系及其在群落中的共存机制,影响群落的动态趋势和过程。     

中国东北样带树种（属）的空间特性及变化

对中国东北样带上１６个树种（属）在１９８６年与１９９４年景观水平的地理分布、出现频率、优势度及空间相关性等空间特性的分析得出,红松（Ｐｉｎｕｓ ｋｏｒａｉｅｎｓｉｓ Ｓｌｅｂ．ｅｔ Ｚｕｃｃ．）与花曲柳（Ｆｒａｘｉｎｕｓ ｒｈｙｎｃｈｏｐｈｙｌｌａ Ｈｅｍｓｌ．）分别是向西和向东扩展最快;种群的分布边界形态与该边界的移动有密切关系;红松、山杨（Ｐｏｐｕｌｕｓ ｄａｖｉｄｉａｎａ Ｄｏｄｅ．）、黄檗     

芦芽山华北落叶松林不同龄级立木的点格局分析

华北落叶松林是芦芽山自然保护区的重要林型。对其建群种华北落叶松不同龄级个体的分布格局及其相互关系进行了研究。植物种群在群落中的分布格局与空间尺度有着密切关系,这里采用能够分析各种尺度下格局的分析方法——点格局分析法,其是以种群个体空间分布的坐标点图为基础。结果表明,芦芽山华北落叶松不同龄级密度差异较大,高龄级密度较大;目前华北落叶松是稳定型种群,但从长远看．,仍需人工协助更新;华北落叶松5个龄级集群分布特征比较明显,且随着龄级的增加,集群特征有更明显的趋势;各个龄级个体之间在各种尺度下都有比较显著的正关联,3～5龄级个体关联更为显著;点格局分析法能够分析各种尺度下的种群格局和种间关系,所描述的结果更符合实际,尤其是对群落结构的描述。     

哈尔滨市不同类型人工林土壤重金属含量

以东北林业大学城市林业示范研究基地9种人工林(兴安落叶松林、樟子松林、黑皮油松林、黄波罗林、胡桃楸林、水曲柳林、白桦林、蒙古栎林和针阔混交人工林)为对象,分析林地土壤不同层次(0～10 cm和10-30 cm)A8、Cd、Cu、Ni、Pb、Zn 6种重金属含量,并以哈尔滨市土壤背景值为标准,采用综合污染指数法评价各林型土壤重金属污染状况.结果表明:不同类型人工林同一土层重金属含量差异显著;除了As和Ni,同一人工林土壤重金属含量均随土壤深度增加呈下降趋势.各类型人工林同一土层重金属含量以Zn最高(62.29～126.35mg·kg-1),Cd最低(0.06～0.47 mg·kg-1).6种重金属含量由高到低顺序为:Zn＞Pb＞Cu(Ni)＞Ni(Cu)＞As＞Cd,累积程度为:Cd＞Pb＞Zn＞Cu＞Ni＞As.林地土壤Pb、Cd、Cu、Zn间(除水曲柳林)及其与土壤有机质、N、P、K(除水曲柳林和蒙古栎林)显著相关,且以上4种重金属含量高于背景值,为人为输入;Ni和As含量与本地背景值相当,为自然因素,不同林型土壤内梅罗综合污染指数依次为:水曲柳林＞黄波罗林＞针阔混交林＞胡桃楸林＞樟子松林＞黑皮油松林＞兴安落叶松林＞白桦林＞蒙古栎林.     

东北珍贵阔叶树适地适树的研究

本文以森林类型为基础,利用数值分析法对东北地区珍贵阔叶树种适地适树进行了研究。白石砬子自然保护区可划分为3个森林类型组和8个森林类型,用逐步回归和立地指数法进行树种立地生产力评价,结果表明A层土厚、坡向、坡度、土壤湿度等是影响人工林生长的主导因子。在阔叶红松混交林,造林树种选择顺序为紫椴、裂叶榆、黄波罗、胡桃楸、水曲柳;而在阔叶杂木林,则是紫椴、胡桃楸、裂叶榆、黄波罗、水曲柳。