辽东山区次生林与人工林大型地表节肢动物多样性

采用陷阱法在地表节肢动物活动高峰期(7—8月)对辽东山区蒙古栎(Quercus mongolica)林、胡桃楸(Juglans mandshurica)林和阔叶混交林3种次生林以及红松(Pinus koraiensis)人工林和落叶松(Larix spp.)人工林地表节肢动物群落进行了调查。共捕获地表节肢动物5135头,隶属于7纲18目66个类群,优势类群为蚁科(20.4%)、葬甲科(19.5%)、蜣螂科(17.2%)和步甲科(14.5%);地表节肢动物的功能群丰度依次为:腐食性杂食性捕食性植食性;系统聚类分析表明,地表节肢动物群落和地表甲虫群落均显示红松人工林、落叶松人工林和胡桃楸林群落结构聚为一类,蒙古栎林和阔叶混交林群落聚为一类;冗余度分析表明,凋落物厚度、植被盖度与树高因子可以解释地表节肢动物及地表甲虫群落差异的85.9%和81.9%。研究结果表明,研究区森林植被及凋落物状况、人为干扰是影响研究区大型地表节肢动物群落多样性的重要因素。     

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.     

微根管在细根研究中的应用

细根（直径≤2 mm）的周转在植物生态系统碳分配过程中具有重要意义.已往细根周转研究主要采用根钻法、分室模型法和内生长法等.这些方法由于不能直接观测到细根生长动态,导致细根周转估计不准确.微根管法是一种非破坏性野外观察细根动态的方法.本文从微根管的发展、功能、安装步骤、图像采集、参数计算、影响观测因素和存在问题等方面逐一进行介绍,并通过水曲柳和落叶松微根管细根观测实例介绍在细根周转过程研究中的应用. 结果表明,微根管可以比较精确地估计出细根长度、单位面积上根长密度、单位体积上根长密度、细根生长量、细根死亡量和细根周转等.微根管是一个观察细根生长、衰老、死亡和分解过程的有效工具.微根管观测精度主要取决于微根管安装的质量和数量、微根管取样间隔期和取样数量、微根管图像分析技术等.此外,土壤质地、石砾多少、微根管材料选择、减少光系统对根系的干扰等也是影响微根管测定精度的因素.如何提高微根管测定精度将成为今后微根管在细根研究中的主要问题.     

微根管法和同位素法在细根寿命研究中的应用及比较

细根的生产和周转在陆地生态系统的碳和养分循环中起着重要作用,并且对全球环境变化具有一定的指示意义。细根寿命是估计细根周转的关键,其长短决定了养分和碳消耗与循环的速度。由于采用的研究方法不同,导致所得细根寿命估计值存在较大差异,目前最新的同位素和微根管2种方法之间寿命估计值差异可达10倍以上。本文对这2种研究方法的原理和优点进行了阐述,并从细根定义、细根寿命理论分布假设、细根取样误差等方面对导致这2种方法研究结果存在差异的原因进行分析,以期有助于今后根系研究的发展。     

一种测量林窗面积的改良方法:等角椭圆扇形法

目前测量林窗面积较精确的方法为:测量从林窗中心沿8或16个罗盘方向到林窗林冠边缘的距离,再将林窗近似成等角8或16边形估测其面积(本文称这类方法为等角多边形法)。研究表明,等角8或16边形法均会低估林窗面积,本文提出一种改良方法:等角椭圆扇形法,野外测量与前者相同,计算时将相邻距离间的部分近似为椭圆扇形,以所有椭圆扇形面积之和估测林窗面积。用配对t检验对等角多边形法和等角椭圆扇形法的林窗面积进行比较,结果表明:(1)等角16边形法与等角8或4边形法存在极显著差异(P<0.001),比后两者,分别高10.96%和61.66%,这表明等角条边形法均会低估林窗面积;(2)等角椭圆扇形16分法比等角16边形法大10.16%,且二者之间存在极显著差异(P<0.001),因此,等角16边形法的测量值位于等角椭圆扇形16分法和等角8边形法之间;由(1)和(2)可推断等角椭圆扇形16分法比等角8边形法更准确;(3)等角椭圆扇形8分法与等角椭圆扇形16分法没有显著差异(P=0.715),但与等角8边形法存在显著差异(P<0.05),因此,等角椭圆扇形8分法比等角8边形法更准确。另外,本文的两个等角8边形法(基于两组不同罗盘方位的测量距离)求得的林窗面积之间存在极显著差异(P<0.01),而两个等角椭圆扇形8分法之间却没有差异(P=0.778),这表明等角椭圆扇形8分法的结果更稳定。     

土壤有效氮及其相关因素对植物细根的影响

细根(直径≤2mm)作为植物吸收水分和养分的主要器官之一,在陆地生态系统养分循环和能量流动中起重要作用。开展土壤有效氮变化对植物细根影响研究对于了解全球气候变化条件下的陆地生态系统养分循环具有重要意义。本文就相关研究进行了综述:1)土壤有效氮变化对植物细根生长、发育、寿命及呼吸的直接影响;2)土壤质地、温度、大气CO2浓度和氮沉积等相关因素对植物细根的影响。由于研究方法及物种间差异等的影响,研究结果不尽相同。今后,应在不同空间尺度上深入研究土壤有效氮对植物细根的影响,而植物细根-土壤-微生物三者间相互关系变化对土壤氮变化的潜在响应将可能成为今后研究的热点问题之一。     

遮阴对黄波罗幼苗的光合特性及光能利用效率的影响

一直以来黄波罗(Phellodendron amurense)被认为是不耐阴树种, 然而引入美国纽约后, 发现它具有一定的耐阴性, 在全光和林下均能更新, 在纽约已经成为生物入侵种。为了探讨黄波罗的耐阴性问题, 通过设置自然光与遮阴(15%自然光)两种光环境, 观测了三年生黄波罗幼苗(遮阴1 a后)光合生理参数、光能利用效率、叶绿素和比叶重的变化。结果表明, 与自然光处理相比, 遮阴处理的黄波罗幼苗最大光合速率、表观量子效率和暗呼吸速率略有下降, 但差异不显著(p>0.05), 光补偿点下降显著(p＜0.05); 同时, 单位面积叶绿素含量无显著差异(p>0.05), 而单位干重叶绿素含量显著升高, 比叶重显著下降, 叶面积显著增大(p＜0.05)。上述结果说明: 遮阴的黄波罗幼苗通过降低光补偿点和暗呼吸速率利用环境中的弱光, 同时通过减小比叶重、增大叶面积和提高叶绿素b相对含量来增强对光的捕获, 使其在弱光时的光能利用效率提高。由此推断, 黄波罗幼苗能适应一定程度的遮阴。     

树木根系碳分配格局及其影响因子

根系作为树木提供养分和水分的“源”和消耗C的“汇”,在陆地生态系统C平衡研究中具有重要的理论意义。尽管20多年来的研究已经认识到根系消耗净初级生产力占总净初级生产力较大的比例,但是,根系（尤其是细根）消耗C的机理以及C分配的去向一直没有研究清楚。主要原因是细根消耗光合产物的生理生态过程相当复杂,准确估计各个组分消耗的C具有很大的不确定性,常常受树种和环境空间和时间异质性、以及研究方法的限制。综述了分配到地下的C主要去向,即细根生产和周转、呼吸及养分吸收与同化、分泌有机物、土壤植食动物,及有关林木地下碳分配机理的几种假说,分析了地下碳分配估计中存在的不确定性。目的是在全球变化C循环研究中对生态系统地下部分根系消耗的C以及分配格局引起重视。     

辽东山区次生林生态系统不同林型树干茎流的理化性质

为明确森林对降雨水质的影响,于2011年6-8月,对辽东山区次生林生态系统5种主要林型:落叶松人工林(Larix olgensis)(Lo)、花曲柳林(Fraxinus rhynchophulla)(Fr)、杂木林(Mb)、红松人工林(Pinus koraiensis(Pk)和蒙古栎林(Querus mongolica)(Om)中树干茎流和林外雨理化性质进行了监测.与林外雨相比,5种林型树干茎流均出现明显酸化(P＜0.05),酸化程度为:Pk＞ Lo＞ Fr＞ Om＞ Mb;各林型树干茎流的电导率、总溶解固体含量、氯离子浓度、硝酸根离子浓度、铵根离子浓度浓度和总磷浓度显著升高(P＜0.05),溶解氧浓度明显下降(P＜0.05).林型间相比,Lo与Pk的电导率和总溶解固体含量和Lo的氯离子浓度较高;Lo和Pk的硝酸根离子浓度和总磷浓度明显低于其它林型(P＜0.05);Mb的硝酸根离子浓度和总磷浓度显著高于其它林型(P＜0.05).各林型树干茎流的硝酸根离子浓度和胸径与树高的乘积呈显著正相关.上述结果主要受降雨因素(降雨前干沉降时间长度等)、林分特征(叶面积指数、树皮特征)、树木枝叶表层积累物质的理化性质等影响.结论:各林型树干茎流水质均明显下降,其中Mb树干茎流对雨水化学性质影响较大;Pk和Lo树干茎流水体纯度下降最为显著.     

施肥对日本落叶松人工林细根生物量的影响

以辽宁东部山区16年生日本落叶松人工林为研究对象,探讨施肥对落叶松细根总生物量、不同层次生物量及不同根序生物量的影响.结果表明,与对照相比,施氮肥显著降低细根总生物量(P<0.01),而施磷肥及施氮+磷肥处理的细根总生物量差异不显著(P>0.05).落叶松人工林表层土壤(0～10 cm)细根生物量明显高于亚表层(10～20 cm)(P<0.01),各处理样地表层生物量占总生物量的64％～73％.施肥对不同层次、不同级别根序细根生物量的影响不同.与对照相比,施氮肥显著地降低了表层土壤1、3、4、5级根生物量(P<0.05),施磷肥(5级根除外)、施氮+磷肥(2级根除外)表层土壤各级根序细根生物量降低均不显著(P>0.05).在亚表层土壤,施氮肥和磷肥对各级根序生物量均没有显著影响(P>0.05);施氮+磷肥显著增加了1级根生物量(P<0.05),而其余各级根序细根生物量差异不显著(P>0.05).