不同恢复方式下大兴安岭重度火烧迹地林地土壤温室气体通量

为研究大兴安岭重度火烧迹地在不同恢复方式下林地土壤CO₂、CH₄和N₂O排放特征及其影响因素,采用静态箱/气相色谱法,在2017年生长季（6月-9月）对3种恢复方式（人工更新、天然更新和人工促进天然更新）林地土壤温室气体CO₂、CH₄、N₂O通量进行了原位观测。研究结果表明：（1）3种恢复方式林地土壤在生长季均为大气CO₂、N₂O的源,CH₄的汇;生长季林地土壤CO₂排放通量大小关系为人工促进天然更新（（634.40±246.52）mg m^-2 h^-1） > 人工更新（（603.63±213.22）mg m^-2 h^-1） > 天然更新（（575.81±244.12）mg m^-2 h^-1）,3种恢复方式间无显著差异;人工更新林地土壤CH₄吸收通量显著高于人工促进天然更新;天然更新林地土壤N₂O排放通量显著高于其他两种恢复方式。（2）土壤温度是影响3种恢复方式林地土壤温室气体通量的关键因素;土壤水分仅对人工更新林地土壤N₂O通量有极显著影响（P < 0.01）;3种恢复方式林地土壤CO₂通量与大气湿度具有极显著的响应（P < 0.01）;土壤pH仅与天然更新林地土壤CO₂通量显著相关（P < 0.05）;土壤全氮含量仅与人工促进天然更新林地土壤CH₄通量显著相关（P < 0.05）。（3）基于100年尺度,由3种温室气体计算全球增温潜势得出,人工促进天然更新（1.83×10⁴ kg CO₂/hm²） > 人工更新（1.74×10⁴ kg CO₂/hm²） > 天然更新（1.67×10⁴ kg CO₂/hm²）。（4）阿木尔地区林地土壤年生长季CO₂和N₂O排放量为8.85×10⁶ t和1.88×10² t,CH₄吸收量为1.05×10³ t。     

大兴安岭火烧迹地恢复初期土壤微生物群落特征

对大兴安岭兴安落叶松2003年重度和中度火烧迹地以及未过火样地的土壤微生物群落进行了考察,旨在揭示火烧迹地恢复初期土壤微生物群落变化特征。研究结果表明火烧迹地土壤养分(全氮、全碳、土壤有机质、有效氮)和土壤水分与未过火对照样地存在显著差异;火烧迹地土壤微生物量碳氮、微生物代谢活性以及碳源利用能力均显著高于对照样地;但火烧迹地与对照样地土壤微生物群落结构指标土壤微生物量碳氮比(MBC/MBN)以及多样性指数没有显著差异。相关分析结果表明:土壤微生物量、代谢活性和碳源利用能力与土壤养分指标(全碳、全氮、速效氮、有机质)和土壤水分含量有显著相关性。主成分分析的结果表明火烧与否是火烧样地与对照样地土壤微生物对碳源利用能力差异的原因。所有样地土壤微生物群落真菌比例较高,可能与该地区土壤酸碱度有关(pH=4.12—4.68)。经过6a的恢复,重度和中度火烧迹地的土壤养分和水分、土壤微生物群落的生长、代谢、以及群落多样性仍存在差异,但均不显著,表明此时火烧程度对土壤微生物群落的影响已很微弱。     

大兴安岭北部火烧迹地人工更新造林鼠害调查报告

黑龙江省大兴安岭北部的塔河、阿木尔、图强和西林吉4个林业局地处北纬52°30′—54°51′,东经121°51′—125°5′之间,属大兴安岭寒温带明亮针叶林区,寒温带大陆性气候。气候严寒干燥,动植物组成种类贫乏,乔     

热带次生林、旱稻种植地和火烧迹地土壤节肢动物群落结构特征及季节变化

通过模拟刀耕火种过程 ,对刀耕火种前后的次生林、旱稻地 (第 2年 )和火烧迹地 (火烧后直接撂荒地第 2年 )土壤节肢动物群落结构特征及季节变化进行了调查研究。结果显示 :3块样地土壤节肢动物群落的优势类群组成相同 ,均为蜱螨目、膜翅目和弹尾目 ,但不同生境样地中各优势类群所占群落总数的比例不同 ,并且 3样地常见和稀有类群的组成差异较大 ;土壤节肢动物类群数、个体数和 DG多样性指数表现为次生林高于其它 2块样地 ,而旱稻地和火烧迹地则无较大差异 ,但一些类群在旱稻地、火烧迹地的数量分布与次生林具有差异 ,且在土壤层的表现较为突出 ;3块样地土壤节肢动物群落具有较好相似性 ,其中旱稻地与火烧迹地达到极相似水平 (D、DS>0 .9)。3种不同类型生境土壤节肢动物群落在类群数、个体数和多样性指数的季节变化总体呈现出雨量少的干季或雨季初末期高于雨量最大的雨季中期 ,与当地降雨量和气温变化有密切关系 ,同时各样地土壤节肢动物群落因生境条件不同及人为活动干扰强弱而形成各自的季节消长特点。研究表明刀耕火种后的旱稻种植对土壤节肢动物群落的恢复和发展在一定限制条件 (面积、周围次生林和坡度 )下无破坏性影响 ,但植被改变、农事活动等对直接撂荒地和旱稻地土壤节肢动物群落的季节消长产生     

大兴安岭火烧迹地不同恢复方式碳储量差异

为了探讨不同恢复方式对大兴安岭重度火烧迹地碳储量的影响,以人工恢复(兴安落叶松、樟子松)和天然恢复的林分为研究对象,采用干烧法对乔木层、灌木层、草本层和枯枝落叶层含碳率进行测定.采用全收获法和平均标准木法获得林分各组分生物量估算森林植被的碳储量,分析不同恢复方式下林分各组分碳储量的分配特征.结果表明： 人工恢复和天然恢复的林分灌木层平均含碳率高于乔木层和草本层.兴安落叶松人工林灌木层平均含碳率为45.8%、枯枝落叶层为45.3%、乔木层为44.4%、草本层为33.6%.樟子松人工林灌木层和乔木层平均含碳率高于50%.天然次生林乔木层、灌木层和枯枝落叶层平均含碳率在42%左右.森林植被层中,生物量贡献率从大到小依次为乔木层、灌木层和草本层.兴安落叶松人工林森林植被层和枯枝落叶层生物量总和为123.90 t·hm^-2,远高于樟子松人工林和天然次生林.火烧后人工恢复23年的兴安落叶松人工林森林植被碳储量为50.97 t·hm^-2,其中,乔木层碳储量为49.87 t·hm^-2,占森林植被层总碳储量的97.8%,草本层所占比重仅为0.02%.人工恢复的林分植被层总碳储量高于天然恢复的林分,火烧迹地在这一时段内采用人工恢复的方式较天然恢复碳汇能力更强.     

大兴安岭呼中林区火烧迹地粗木质残体特征

对大兴安岭呼中林区不同年份火烧迹地的粗木质残体特征进行了研究.结果表明：呼中林区火烧迹地粗木质残体贮量在24.87～180.98 m³·hm^-2,其中倒木和枯立木分别为6.03～93.91 m³·hm^-2和15.29～138.37 m³·hm^-2,且不同年份火烧迹地之间差异显著;倒木、枯立木所占比例分别为24.26％～86.00％和14.01％～75.4％,且不同年份火烧迹地之间差异显著;倒木和枯立木的优势径级分别为2.50～20 cm和1.50～15 m, 优势长度分别为2.50～15 cm和5～20 m;随着火烧迹地的恢复,粗木质残体贮量的动态变化不明显.粗木质残体特征与火前林分条件和火烧强度密切相关.     

大兴安岭森林火烧恢复年限对土壤磷及其有效性的影响

林火是大兴安岭地区森林生态系统的重要影响因子,对地下土壤养分,特别是磷及其有效性变化长时间序列研究,将有助于林火后植被恢复管理、模型模拟及科学评价。选择呼中、南瓮河、双河、图强、塔河、加格达奇、满归等地区火后恢复2-50年样地48块,并以火烧区域周边相似地形地貌、未经火烧区域为配对对照样地,野外调查记录地形地貌和地理位置数据,室内分析土壤全磷和速效磷。配对t检验、冗余排序分析、趋势分析、离散性分析等处理相结合,试图找出火烧后土壤磷及其有效性变化特征。研究结果表明：（1）整体数据平均值及离散程度表明,火后全磷及速效磷均值均稍低于对照,火后二者的离散程度为37%-49%,低于对照样地6-22个百分点;区分不同恢复时间,配对t检验未发现火烧样地土壤磷与对照间的显著差异。（2）以火烧对照比值及差值进行趋势分析发现,相对于对照,火烧后全磷呈现先增加后降低的变化趋势（R²=0.89-0.95,P=0.07-0.15）,火后20-30年间开始低于对照样地。速效磷也呈类似变化趋势,但是相关性较低（R²=0.44-0.67,P=0.44-0.66）;速效磷占比年代变化趋势不明显（R²=0.08-0.12,P > 0.95）。（3）RDA排序分析表明,火烧导致恢复年限成为影响磷变化的最主要因素（15.3%）,其次是经度（10.7%）;而在对照样地中,纬度是土壤磷变化最关键影响因素,能够解释其变化总量的27.6%。研究结果为森林火后土壤养分管理以及森林演替生态评价提供重要参数。     

重度火烧迹地微地形对土壤微生物特性的影响——以坡度和坡向为例

通过对大兴安岭重度火烧迹地不同坡度和坡向的土壤微生物群落进行调查研究,旨在揭示重度火烧迹地过火6a后森林恢复过程土壤微生物群落的变化规律与影响因素.研究结果表明:平地土壤微生物生物量碳含量(MBC)和土壤微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)均高于坡地,其中MBC/MBN达到差异极显著水平.平地土壤微生物的代谢活性AWCD值、对31种4类碳源(糖类、脂类、氨基酸、代谢物)的利用能力和Shannon-Winner多样性指数(H')均极显著低于坡地.西坡土壤微生物AWCD值和H'高于南坡,但AWCD和H'与土壤养分、pH值、EC无显著相关关系,说明坡向可能与土壤微生物代谢活性和多样性的关系并不密切,反映了两坡向土壤微生物群落结构的相似性.坡度由于影响了土壤养分和水分条件,进而影响了土壤微生物的生物量、群落结构、物种多样性和碳源利用能力.火烧迹地恢复初期平地土壤微生物量碳高于坡地,西坡高于南坡;恢复6a后,土壤微生物量碳的差异己不显著,但土壤微生物群落结构、物种多样性以及代谢特性仍具有显著差异,这可能与地形坡度仍然显著影响土壤水分含量的因素有关.     

西双版纳次生林火烧前后土壤养分变化的研究

研究了火烧对西双版纳热带次生林下土壤养分的影响。火烧后０～１０ｃｍ土层的ｐＨ、有机质、全Ｎ、Ｐ、Ｋ和有效Ｎ、Ｐ、Ｋ都显著提高,ｐＨ、有机质、全Ｎ、Ｋ和有效Ｎ、Ｋ达０．１％显著水平,有效Ｐ达１％水平,全Ｐ达５％水平。但１０～３０ｃｍ土层的上述各指标均无显著变化。火烧前后各土层的Ｃ／Ｎ比率变化均不显著。     

大兴安岭中部天然次生林种子雨动态

本研究于2018—2019年对大兴安岭中部白桦林、针叶林和针阔混交林3种林型的种子雨落种量进行了动态监测,并对3种林型主要树种的种子雨季节动态、落叶动态、种子雨千粒重、种子雨年际变化和种子雨空间格局进行了分析。结果表明: 各林型中兴安落叶松种子雨和白桦种子雨呈现明显的单峰型分布。针阔树种(落叶松、樟子松、云杉、白桦、山杨)的落叶量呈现出明显的季节动态,各林型落叶量大多在9月中上旬达到高峰。在针阔混交林和针叶林中,处于高峰期的兴安落叶松种子雨千粒重明显大于初始期和末尾期的兴安落叶松种子雨千粒重,3种林型下白桦千粒重在季节上未表现出明显的差异。兴安落叶松和白桦的种子雨均呈现出明显的年际变化,2018年为种子散种量的丰年,2019年为歉年。两年时间内,所有种子雨的空间格局在总体上均表现为聚集分布,种子雨和幼苗幼树在空间分布格局上存在一致性。     

高通量测序分析大兴安岭典型森林土壤细菌和真菌群落特征

[背景]大兴安岭地区是我国对气候变化响应最敏感的区域,而土壤微生物在维持寒区森林生态系统结构和功能中发挥重要作用.[目的]探究大兴安岭不同森林类型土壤微生物群落结构及与环境因子的关系.[方法]采用Illumina MiSeq高通量测序技术,分析3种典型森林(白桦林、落叶松林和樟子松林)土壤细菌和真菌群落组成和多样性.[...     

大兴安岭北部不同海拔天然林土壤胞外酶化学计量特征及其季节动态

研究了大兴安岭北部奥克里堆山不同海拔(750～1420 m)天然林土壤胞外酶活性(EEA)和酶计量比的变化特征及影响机制。结果表明:海拔、季节及其交互作用对β-葡萄糖苷酶(BG)、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(AP)活性均存在显著影响。5月,BG和NAG活性随海拔升高呈逐渐增大趋势,AP活性随海拔升高呈先升高后降低的趋势。7月,NAG活性随海拔升高而增大,AP活性则先升高后降低。9月,不同海拔上NAG活性变化幅度较大,在1420 m处活性最高,为124.22 nmol·h^-1·g^-1。随着海拔的升高,酶化学计量比ln(BG)∶ln(NAG+LAP)呈降低的趋势。除海拔830 m外,7月化学计量比值最高。土壤C、N、P转化酶活性对数转换后的比值为1∶1.25∶0.82。海拔和土壤温度是影响土壤胞外酶的主要因素,土壤温度与BG、NAG和AP呈显著正相关。ln(BG)∶ln(NAG+LAP)和ln(NAG+LAP)∶ln(AP)与pH分别呈显著正相关和负相关,与DOC分别呈显著负相关和正相关,而ln(...     

大兴安岭南部山地苔藓植物区系多样性研究

于2009～2012年对大兴安岭南部山地6个自然保护区的苔藓植物进行了野外实地调查,对所采集的1 800余号标本进行室内分析鉴定,并计算分析其种类组成、区系地理成分、地区之间相似性系数和相异系数的欧氏距离比较,及其8种生境中苔藓植物多样性指数、丰富度指数、均匀度指数和优势度指数等,为保护区的管理和建设提供基础资料。结果表明:(1)大兴安岭南部山地6个自然保护区共有苔藓植物48科,134属,330种,其中苔类16科,21属,38种,1变种;藓类32科,113属,274种,14变种,2变型,1亚种。(2)首次发现中国新记录4种:长柄紫萼藓(Grimmia longirostris Hook.),毛尖连轴藓[Schistidium lancifolium(Kindb.)Blom.],平叶真藓(Bryumlaevifilum Syed.),凹叶毛灰藓[Homomallium adnatum(Hedw.)Broth.],首次发现本地区新记录12种。(3)以丛藓科为代表的旱生藓类在本区占有优势地位;区系地理成分以温带成分(60.79%)和东亚成分(16.19%)为主。(4)大兴安岭南部山地与兴安北部和燕山北部山地亲缘关系较近;生境条件的变化对苔藓植物多样性产生了一定的影响,湿润土生和石生生境为本区苔藓植物最丰富的生境,水生生境中苔藓植物分布最少。研究发现,大兴安岭南部山地苔藓植物区系是连接华北区、东北区、蒙新区和阴山地区的过渡性地带;与燕山北部和兴安北部相比,大兴安岭南部山地大面积苔藓植物地被层分布较少的主要原因是森林密度和湿度较低。因此,建立保护区对保护大兴安岭南部山地脆弱的森林、草原过渡生态系统,保护中国野生动植物类群及其他珍稀动植物的繁衍均具有十分重要的意义。     

大兴安岭森林火烧后不同演替阶段土壤细菌多样性动态

【目的】研究我国最大的林区之一——大兴安岭森林火烧后不同演替阶段土壤细菌多样性动态,为天然林保护工程对于生物多样性的影响增添新的认识。【方法】以空间替代时间的方法分析大兴安岭森林演替对于土壤细菌多样性动态的影响。大兴安岭森林火烧后典型的自然演替序列为火烧迹地(LG-BA)、灌丛(SHR)、白桦林(BP)、白桦落叶松混交林(BP-LG)、落叶松林(LG-OM)。在演替序列的每个典型样地上采集0-10 cm土样,采用Illumina Mi Seq高通量测序技术测定土壤细菌群落组成及其多样性。【结果】细菌操作分类单位(OTU)数量从少到多的顺序为火烧迹地落叶松白桦混交林灌丛落叶松林白桦林。随着森林演替,多样性指数Simpson先增高后降低;Shannon指数先增加后减少再增加;OTU的丰度变化比较平缓,表明物种变化较小。在各演替阶段中,土壤细菌种类主要有变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes),4个门的种类含量随演替顺序都呈现先增加后减少的趋势。主成分分析表明不同演替阶段土壤细菌群落存在一定的差异性。冗余分析表明有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)和p H对于土壤细菌群落变化有影响。【结论】随着森林演替,大兴安岭地区土壤细菌种类和生物多样性会发生变化,其变化与土壤化学成分和p H有关。     

冀北山地天然次生林土壤生态化学计量特征及影响因素

为了探究天然次生林植被及立地因子对土壤养分含量的影响,量化植被与立地因子对土壤养分的影响比例,为合理抚育冀北山区次生林,提高次生林生产力提供依据,以冀北山地分布的天然次生林为研究对象,选取代表性的地段并设置面积为20 m×20 m的样地,以均匀布点与多点混合为原则,按照0-20、20-40、40-60 cm土层取样。测定土壤pH值、土壤有机碳（Soil organic carbon,SOC）、全氮（Total nitrogen,TN）、全磷（Total phosphorus,TP）、全钾（Total potassium,TK）、速效磷（Available phosphorus,AP）、速效钾（Available potassium,AK）含量,并计算土壤碳、氮、磷计量比。结果表明：不同深度土层土壤TN与SOC之间保持显著相关（P<0.001）,SOC、C∶N与AK之间呈显著正相关（P<0.01）;研究区域冀北山地次生林3层不同深度土壤C∶N平均值（27.74、29.96、29.44）与C∶P平均值（158.86、128.63、119.20）明显高于全国土壤C∶N（11.90）与C∶P（60.00）平均值,N∶P平均值（6.45、4.59、4.70）与全国平均水平（3.56）基本相当,对各深度层土壤N∶P值与土壤TN、TP值进行相关性分析发现,TN值与N∶P的相关性更加显著,说明影响N∶P值的主要因素为氮素量的限制。环境因子对3层不同深度土壤的养分指标分别做出48.64%、53.45%及49.23%的解释比例（P<0.001）,因子交互后的解释能力相较因子自身的解释能力更强,地形因子与其他因子相交互后,解释比率分别为其单独解释比例的6.45、8.06、3.21倍。从立地条件角度讲,地形因子能够对土壤养分空间分布产生一定的影响,抚育过程中对地形因子的作用应当予以重视。     

中国亚热带典型天然次生林土壤微生物碳源代谢功能影响因素

天然次生林地比人工林地不仅土壤肥力较高,且土壤碳代谢功能更强。然而维持天然次生林高碳代谢功能的原因尚不十分清楚。分析天然次生林中土壤微生物碳源代谢功能的影响因素对于调控土壤微生物的功能乃至天然次生林的保护具有重要意义。本文选择中国亚热带地区典型天然次生林,研究了土壤微生物碳源代谢功能与土壤化学和物理因素及植物因素的关系。结果表明,3类因素能显著解释土壤微生物碳源代谢功能54.4% 的变异。乔木层植物多样性、土壤碳氮比、pH值和含水量是导致天然次生林碳代谢功能差异的主要因素,分别显著解释了土壤微生物碳源代谢16.7%、12.4%、10.5%和10.5%的变异。天然次生林较低的土壤碳氮比、较高的土壤含水量和土壤pH值（酸性范围内）,有利于土壤微生物碳源代谢功能的提高,同时天然次生林较高的阔叶树种的比例也能增加土壤微生物碳源代谢功能。