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。     

土壤养分对辽东山区主要阔叶树种幼苗生长的影响

将人工针叶纯林诱导形成针阔混交林、促进阔叶树种在针叶林内的更新是解决辽东山区针叶纯林问题的关键。幼苗生长是树种更新过程的重要环节、决定着植物更新成功与否,而且对环境变化较敏感;土壤养分的变化是影响幼苗生长的主导因子之一。本文以辽东山区3种主要阔叶树种(胡桃楸Juglans mandshurica、花曲柳Fraxinus rhynchophylla和蒙古栎Quercus mongolica)幼苗为研究对象,初步探讨3种树种幼苗在3种林型(针叶(落叶松、红松)人工林、次生林(参照))土壤下的生长状况及其与土壤养分的关系。结果表明:除花曲柳外,其他2种阔叶树种幼苗各部位器官的生物量在不同林型土壤下未表现出显著差异;而且胡桃楸幼苗根、茎、叶的养分含量与土壤养分之间几乎无显著相关性(P0.05)。但是,蒙古栎和花曲柳幼苗的根茎叶生物量分配和养分含量均与土壤养分显著正相关(P0.05)。比较3种幼苗叶片的N/P发现,生长在次生林土壤(N/P=10.7)和红松人工林土壤(N/P=11.6)的胡桃楸幼苗生长可能受到N限制;生长在次生林土壤(N/P=25.0)和落叶松人工林土壤(N/P=19.4)的花曲柳幼苗生长可能受到P限制;蒙古栎幼苗生长并未表现出N或P限制。上述结果表明,花曲柳和蒙古栎幼苗生长对土壤养分变化的响应较大,而胡桃楸幼苗在落叶松人工林下的生长不易受到土壤养分的限制。今后研究中,需要探讨可能影响针叶林内的阔叶树种幼苗生长的其他因素(例如:光照、温度等),进而为促进阔叶树种在针叶林内的幼苗更新提供全面参考。     

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。     

辽东山区天然次生林的数量分类

结合DCA排序和TW IN SPAN分类结果,将辽东山区天然次生林划分为5个群落类型:花曲柳林、蒙古栎林、阔叶混交林、水曲柳林、胡桃楸林。DCA排序与TW IN SPAN分类产生了较一致的分类结果。DCA第一轴代表的环境意义为坡向。花曲柳林多分布于阳坡的中坡及中上坡,蒙古栎林多分布在中上坡。花曲柳与蒙古栎常混生在一起,随着坡位上升,花曲柳优势度下降,而蒙古栎优势度增加。阔叶混交林多位于阴坡,乔木层没有稳定和绝对优势种,多以假色槭、风桦、色木槭为优势种,但假色槭分布于乔木层第2亚层。水曲柳林多分布在中下坡。胡桃楸分布在山下部,喜潮湿生境。色木槭在辽东山区分布广泛,重要值较高,且更新良好,很可能是群落演替顶级物种。辽东山区天然次生林林下藤本植株数量多,以五味子、软枣猕猴桃、狗枣猕猴桃为主。     

三种人工林分的冠层结构参数与林下光照条件

以样方法为基础,用半球面影像技术测定了桉树林、湿地松林和混交林（木荷+青冈+银木荷）3种人工林分的冠层结构(叶面积指数LAI和林冠孔隙度CO)和林下光照条件(林下直射光TransDir和林下散射光TransDif),并分析了冠层结构与林下光照条件之间的关系.测定结果表明,桉树林、湿地松林和混交林的LAI平均值分别是1....     

粤北山地常绿阔叶林自然干扰后冠层结构与林下光照动态

以粤北车八岭2008年受冰灾破坏的山地常绿阔叶林为研究对象,设置2 hm2固定样地开展连续3a(2008—2010年)的群落调查,并采用半球面影像技术(Hemispherical photography)获取冠层结构和林下光照指标,分析灾后森林演替过程中冠层结构和林下光照的动态。研究发现:1)灾后森林恢复过程中,样地林下光照(直射光、散射光和总光照)均随林冠开度的减少、叶面积指数的增加而减少;2)从2008到2010年,各年度冠层结构和林下光照的差异均极显著(P<0.0001),但年间差异程度有逐年减少的趋势;3)灾后森林恢复前3a,林下直射光对林下总光照的贡献大于散射光,其时空波动性也大于散射光;4)林冠开度对冠层结构的反映程度比叶面积指数高,冠层结构对林下散射光的影响比对直射光大。灾后林木先是迅速生长然后生长速度缓慢下来并逐渐稳定,随森林逐渐郁闭林下光照也随之减少,其中林冠开度用于评价冠层结构动态的效果更佳,林下直射光比散射光的时空变化更复杂。     

辽东山区次生林生态系统主要林型穿透雨的理化性质

2008年7-9月,测定了辽东山区次生林生态系统5种主要林型（落叶松人工林、花曲柳林、杂木林、红松人工林和蒙古栎林）中穿透雨和林外雨的理化性质.结果表明：与林外雨相比,5种林型穿透雨均出现明显的酸化(P＜0.05),其酸化程度为：红松林＞落叶松林＞杂木林＞蒙古栎林＞花曲柳林;各林型的穿透雨电导率和总溶解固体含量显著升高 (P＜0.05),为蒙古栎林＞花曲柳林＞落叶松林＞杂木林＞红松林;穿透雨的溶解氧浓度显著降低(P＜0.05),为红松林＞杂木林＞花曲柳林＞蒙古栎林＞落叶松林;穿透雨中Cl^-浓度较林外雨明显升高,为落叶松林＞蒙古栎林＞杂木林＞花曲柳林＞红松林;花曲柳林、蒙古栎林和杂木林穿透雨中NO₃^-浓度均高于林外雨,而落叶松林和红松林NO₃^-浓度低于林外雨.     

不同林龄胡桃楸林下植物多样性的差异

以黑龙江省帽儿山地区不同林龄胡桃楸(Juglans mandshurica)人工林为对象,在考虑化感物质影响的基础上,研究了不同林龄林分植物多样性的差异.结果表明:随着胡桃楸林龄的增加,林下灌木丰富度指数(IMa)、多样性指数(Isw)及Pielou均匀度指数(J)均呈现递增趋势;林下草本,除均匀度指数外,其他2个指数随着林龄的增长呈递减趋势;随着胡桃楸年龄的增加,草本种类由14种逐渐减少到10种;16年生的胡桃楸林分重要值较大的物种有蔷薇科的山楂叶悬钩子,菊科的一年蓬、蒲公英和蔷薇科的蛇莓委陵菜;23年生胡桃楸林分重要值较大的灌木物种有榆科的春榆和木犀科的暴马丁香,草本植物有禾本科的龙常草和蕨类植物;51年生胡桃楸林分中重要值较大的灌木物种为木犀科的暴马丁香,重要值较大的草本物种为木贼科的木贼和紫草科的山茄子;胡桃楸林植物多样性受胡桃醌的影响较小,土壤有效磷、速效钾对灌木的多样性指数影响较大;灌木与草本植物对pH值的适应范围明显不同;其他土壤指标,如容重、含水率、有机质、全氮等对灌木及草本多样性指数的影响均表现出相反的作用.     

濒危植物夏蜡梅及其伴生植物的光合日进程

用LCA4型便携式全自动光合测定仪,在自然条件下,于7月下旬的晴朗天气测定了群落冠层和林下两种不同光环境下夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis)的净光合速率（Pn）、胞间CO₂浓度(Ci)、呼吸速率（Rd）、气孔阻力（rs）的日进程,并与其伴生植物悬铃叶苎麻(Boehmeria platanifolia)、盐肤木(Rhus chinensis)、水马桑(Weigela japonica var. sinica)的光合日进程相比较。结果表明：夏蜡梅冠层的光合速率日进程呈“双峰”曲线,有明显的“午休”现象,经分析其“午休”的原因主要是由非气孔因素引起的;林下夏蜡梅则表现为“单峰”曲线,净光合速率较低,最大净光合速率不及冠层的1/2,相关分析结果表明其最重要的影响因子是光合有效辐射（p=0.001）;与其它伴生植物相比,夏蜡梅的日均光合速率、最大光合速率、水分利用效率和光合速率/呼吸速率都明显偏低,在群落竞争中处于不利地位。     

蒙古栎和紫椴幼苗对光环境转变的光合作用响应

比较研究了从温室5%光强转到10%、30%和100%光强处理下,蒙古栎（Quercus mongolica）和紫椴（Tilia amurensis）幼苗的光合能力和叶绿素荧光的响应,揭示了两个树种对光环境变化的不同适应情况及其光保护机制。结果表明,光强转换后两种幼苗都发生了严重光抑制,蒙古栎幼苗的最大光化学效率（F_v/F_m）在光强转变后第3天降到最低（0.52）,紫椴幼苗在光强转变后第1天就降到了最低（0.67）,蒙古栎降低幅度明显高于紫椴。之后随着光适应时间的延长逐渐恢复到原有水平,说明短时期的光抑制没有对两种幼苗的光合机构造成光损伤;从不同光照条件来看,无论是最大净光合速率（P_max）,还是实际光化学效率（ФPSⅡ）,2种幼苗均为30%光强下的值高于10%和100%光强,说明过低或过高的光强都不利于幼苗的生长发育,只有适当的中光才利于幼苗的生长发育;与30%光强相比,蒙古栎幼苗100%光强下P_max、F_v/F_m、ФPSⅡ、NPQ的变化幅度远大于紫椴幼苗,表明高光强对蒙古栎幼苗的影响要大于紫椴;100%光强下,2种幼苗均通过大量增加非光化学淬灭（NPQ）、类胡萝卜素和叶绿素之比（Car/Chl）耗散过剩光能,降低单位鲜重叶绿素含量（Chl）以减少光能吸收,避免了光合机构光破坏。     

火对森林土壤的影响

林火是林地上自由蔓延的火,主要有计划火烧(控制火烧)和野火2种类型.火烧的严重程度决定了火灾的效果及其影响的持续时间.火能够通过燃烧有机质和改变粘土矿物来影响土壤结构,导致土壤容重增加和持水能力降低.长期来看,火烧引起土壤有机质减少.火烧之后土壤温度和pH值的升高会促进土壤呼吸,而微生物数量的减少、根系的死亡和可分解物质的减少则减弱土壤呼吸.林火消耗了森林的枯落物层,通过氧化、挥发、灰分颗粒对流、淋溶等途径减少了森林土壤的养分含量.火灾对土壤生物有重要影响,火灾引起的高温可直接杀死土壤微生物,同时通过改变土壤的各种理化性质及林地微环境,间接影响土壤微生物生存和群落的组成.火对土壤动物的影响显著小于对土壤微生物的影响,原因是前者具有更高的灵活性来逃避火灾.中低程度火烧主要通过土壤环境变化间接影响土壤酶,而严重火烧则通过高温直接使其变性.今后应开展跨学科的森林火灾长期研究,加强对火烧后土壤动物、微生物和生态系统之间相互关系的研究,注重计划用火、火灾对土壤有机碳、土壤养分库的稳定、土壤斥水性、水土流失强度和生物多样性影响方面的研究.     

林隙干扰对森林生态系统的影响

林隙干扰通过改变森林微生境异质性和群落演替进程,对森林物种组成、林分结构和系统功能产生重要影响。本研究评述了有关林隙干扰对森林生态系统影响的最新研究进展,从物种生物学特性和环境因素两个方面分析了林隙干扰对森林物种组成变化的影响规律,基于群落组件和群落架构阐述了林隙干扰对森林结构的作用关系,梳理了林隙干扰对森林生态系统功能的影响机制。基于已有研究的分析和目前森林生态系统经营亟需解决的问题,提出未来研究所需关注的重点领域和问题: 林隙面积阈值确定方法;林隙闭合机制;林隙干扰对森林生态系统过程的影响;林隙干扰与森林生产力的关系。林隙干扰在促进物种更新和提升森林结构复杂性等方面具有优势,因此本研究可为我国低产低效人工林改造提供科学依据。     

森林采伐对森林景观的长期影响模拟

应用空间直观景观模型(LANDIS),模拟了小兴安岭友好林业局在有无采伐方案下400年内森林景观的动态变化,并利用统计软件APACK计算代表性树种的分布面积、年龄级和反映物种分布格局的聚集度指数.结果表明:与无采伐相反,采伐下的火干扰模式为高频率小面积低强度火烧;采伐对各种群的分布面积影响不大,但显著改变了种群的年龄结构,主要表现为降低了过熟林的分布面积,而增加了其他年龄级森林的分布面积;采伐降低了各树种的聚集度,导致森林景观一定程度上的破碎化.     

Organic matter and nutrient dynamics of the forest and forest floor in the Hubbard Brook forest

Summary The forest floor is a major reservoir of organic matter and nutrients for the ecosystem and as such it influences or regulates most of the functional processes occurring throughout the ecosystem. This study reports on the nutrient and organic matter content of the forest floor of the Hubbard Brook Experimental Forest during different seasons and attempts to correlate results from studies of vegetation, litter, decomposition, stemflow, throughfall, and soil. An organic matter budget is presented for an undisturbed watershed.Average weight of the forest floor on an undisturbed watershed ranged from 25,500 to 85,500 kg/ha. The weighted watershed average was 46,800 kg/ha. Although the F and H horizons did not vary significantly with time, the L horizon increased significantly during the period June to August largely as a result of a severe hail storm. The order of abundance of elements in the forest floor was N;CaFe>S>P>Mn>K>Mg>Na>Zn>Cu. The concentrations of Ca, K, and Mn decreased with depth in the forest floor while N, P, S, Na, Fe, Zn, and Cu concentrations increased. N:P ratios were similar in decomposing leaf tissue, the forest floor, litterfall, and net stemflow plus throughfall suggesting a similar pattern of cycling. S was proportional to N and P in decomposing leaf tissue, the forest floor, and litterfall. Net stemflow and throughfall were affected by a relatively large input of SO₄=-S from the atmosphere. Residence times for elements in the forest floor were affected by inputs other than litterfall (precipitation, stemflow, and throughfall). Calculation of residence times using all inputs caused smaller values than if litterfall alone was used. While all residence times were reduced, the major differences occurred for K, S, and Na. N and P showed relatively long residence times as a result of retranslocation and immobilization by decomposers. The slow turnover rate because of the strong demand and retention by all biota must account for the efficiency of the intrasystem cycling process for N and P. K showed the shortest residence time. A rapid and efficient uptake of K by vegetation seems to account for the efficient cycling of this element. The patterns of nutrient cycling are several depending on the chemical properties of the forest floor, and nutritional requirements of the biota.This is contribution No. 67 of the Hubbard Brook Ecosystem Study. Financial support was provided by the National Science Foundation.     

Restoration of the understorey layer of recent forest bordering ancient forest

Abstract. Recently established forests are commonly characterized by an impoverished understorey. Restoration is mostly based on spontaneous secondary succession, but little is known about the time period needed to achieve a community species pool with species composition equal to that of ancient forests. Vegetation in transects of 197 plots in 13 recent forest stands contiguous to the Meerdaalwoud ancient forest complex was surveyed. The recent forest stands ranged in age from 36 to 132 yr. The community species pool was described with an ecological, functional and phytosociological approach and based on groups derived from a CCA. Differences in community species pool between age classes of recent forest stands were analysed. During establishment of a new forest competitive species, forest edge species and species with high Ellenberg values for light and nitrogen and a more persistent seed bank will dominate the understorey. After 90 yr of succession the cover by these species decreases and reaches equal values to ancient forest after ca. 105 yr. A large number of forest species will be able to colonize the forest in less than 90 yr. Some typical forest species, however, have very low colonization rates and still have low cover in recent forest more than 105 yr old, so that complete restoration of the understorey requires a time period of over a century. Anthropogenic introduction of forest plant species may reduce the time required for ancient forest vegetation equality.     

Differences in forest composition in two boreal forest ecoregions of Quebec

Abstract. In order to describe and compare the post‐fire succession patterns of the two ecological regions (mixed‐wood and coniferous ecoregions) of northwestern Quebec, 260 forest stands were sampled with the point‐centred plot method. The mixed‐wood ecological region belongs to the Abies balsamea‐Betula papyrifera bioclimatic domain whereas the coniferous ecological region belongs to the Picea mariana‐moss bioclimatic domain. In each plot, tree composition was described, surficial deposits and drainage were recorded, and fire history was reconstructed using standard dendro‐ecological methods. Ordination techniques (Correspondence Analysis and Canonical Correspondence Analysis) were used to describe the successional patterns of forest vegetation and to correlate them with the explanatory variables. The results showed the importance of surficial deposits, the time since fire and the ecoregion in explaining the variation of stand composition. Abies balsamea tends to increase in importance with an increase in time since fire, and this trend is more pronounced in the mixed‐wood region. Even when controlling both for surficial deposits and time since fire, differences in successional trends were observed between the two ecoregions. As all the species are present in both ecoregions and as they are all observed further north, our results suggest that both the landscape configuration and fire regime parameters such as fire size and fire intensity are important factors involved in these differences.     

长白山典型林区森林资源利用适宜性分析

天然林保护不是简单的禁伐,东北林区作为天然林保护的限伐林区,目前仍有一定数量的成过熟林采伐任务,如何科学合理地选择伐区非常重要．鉴于传统森林资源采伐利用操作中存在顾此失彼的问题,现代科学的森林资源经营理论认为,森林资源利用要坚持可持续利用原则,并且要更多考虑森林资源的生态效益,遥感(RS)数据及地理信息系统(GIS)技术,通过提供空间选择技术支撑,可以准确定位符合采伐标准的森林资源地理位置,并确定其面积、森林类型等信息,从而促进森林资源的科学合理利用．本文综合考虑各方面要素,以长白山典型林区露水河林业局为例,以最大程度发挥森林生态系统的生态功能为原则,进行了森林资源利用状况评价,对研究区森林资源未来利用的空间选择以及采伐利用方式进行了探讨,以期为将来制订科学的森林经营策略提供依据。     

广州市帽峰山森林公园森林景观多样性分析

城市森林对改善和美化城市景观起着重要作用.文中在景观分类的基础上,应用景观生态学原理,选取多样性指数、优势度、分离度和斑块密度指数四个指标,从景观的类型多样性、格局多样性和斑块多样性三个方面,对广州市帽峰山森林公园森林景观进行多样性分析.结果表明,经济果林、竹林破碎化程度较高;阔叶混交林类型保持完好,分离度也最小,黎葫林分离度最大;景观类型比例分布最不均衡,组成帽峰山森林公园的各景观类型所占比例差异小于广州地区.