腐烂等级、径级对阔叶红松林木质残体含水率和密度的影响

【目的】含水率和密度是木质残体重要的物理性质。为了更合理地评估森林生态系统养分含量和生产力变化,对阔叶红松林木质残体的含水率和密度进行研究。【方法】以东北典型阔叶红松林中主要树种红松、臭冷杉、枫桦、槭树、椴树、水曲柳、榆树的木质残体为研究对象, 对5个腐烂等级(Ⅰ—Ⅴ)下的3个径级(ⅰ—ⅲ)进行取样, 分析腐烂等级、径级、树种、结构组分(边材、心材)对木质残体含水率、密度的影响。【结果】随腐烂等级的增加, 木质残体含水率显著增加, 密度显著降低; 除腐烂等级Ⅲ和总体木质残体边材密度显著高于心材外, 其余腐烂等级木质残体含水率、密度在边材与心材之间均无显著差异; 除腐烂等级Ⅰ的木质残体心材含水率外, 其余腐烂等级木质残体边材、心材的含水率和密度在部分树种之间均有显著差异。木质残体含水率、密度在径级间均无显著差异; 径级ⅰ的木质残体边材、心材含水率在部分树种间有显著差异, 径级ⅰ、ⅲ的木质残体边材、心材的密度在部分树种间均有显著差异。【结论】受不同因素的影响,阔叶红松林木质残体的含水率、密度有不同的变化规律, 且腐烂等级以及树种是导致木质残体分解过程中引起含水率、密度显著变化的重要因素。     

小兴安岭3种槭树不同生长期叶性状变异及相关性分析

【目的】叶性状对植物资源获取、光合能力等起重要作用。本研究分析植物通过叶性状的调整以适应不同生长期的生存策略。【方法】以小兴安岭3种典型槭树：花楷槭(Acer ukurunduense)、青楷槭(A.tegmentosum)和五角枫(A.pictum subsp.mono)为研究对象,在展叶期(6月初)、叶稳定期(7月中旬)和叶凋落期(9月初)3个时期分别测定比叶面积、叶干物质含量、叶绿素含量及叶厚4个叶性状,分析叶性状的生长动态以及性状间的相关性。【结果】在不同生长期,3种槭树的叶性状均发生了显著变异,且随生长期变化存在相似的变异规律,展叶期的叶厚和叶稳定期的叶干物质含量显著高于其余两个时期。叶性状间的相关关系随生长期不同发生了显著变化。3种槭树在展叶期选择“快速投资-收益”型策略,在叶稳定期和叶凋落期则偏向于“缓慢投资-收益”型策略。叶性状及其相关性在不同树种间也存在显著差异。【结论】植物可通过叶性状变异及调整叶性状间的相关关系来适应生长期的变化,并最终形成不同的生存策略。     

模拟氮沉降对典型阔叶红松林土壤微生物群落特征的影响

【目的】探究氮沉降增加对阔叶红松(Pinus koraiensis)混交林土壤微生物群落特征的影响。【方法】对阔叶红松林进行模拟氮沉降实验,设置对照(N0,0 kg/(hm²·a))、低氮(N1, 30 kg/(hm²·a))、中氮(N2, 60 kg/(hm²·a))和高氮(N3, 120 kg/(hm²·a))共4组处理,在实验样地内采集0～10 cm、≥10～20 cm土层中的土壤,测定土壤微生物生物量碳(SMBC)及土壤微生物生物量氮(SMBN)含量及变化。【结果】① 模拟氮沉降未改变SMBC、SMBN及SMBC/SMBN的垂直分布; SMBC、SMBN在生长季月动态曲线均为以8月中旬为峰值的单峰型曲线,SMBC/SMBN的曲线波动较大,0～10 cm土层以N0处理的结果波动范围最小(2.83～6.97)。② 模拟氮沉降仅对0～10 cm土层6、8月中旬的SMBC以及5、6、8月中旬的SMBC/SMBN有显著影响(P<0.05),而对SMBC、SMBN及SMBC/SMBN的生长季平均值无显著影响。【结论】模拟氮沉降对阔叶红松林土壤微生物生物量的影响仅在个别月份中表现明显,而对于整个生长季而言,更长时间的模拟氮沉降实验才可能对土壤微生物生物量产生明显的影响。     

模拟氮沉降对典型阔叶红松林土壤呼吸的影响

阔叶红松(Pinus koraiensis)林是我国东北东部山区的地带性顶极植被,全球氮沉降增加可能影响其碳循环的各个过程。在2010年和2011年的5—10月,对典型阔叶红松林进行了模拟氮沉降实验。实验设置了对照(N₀, 0 kg/(hm²·a))、低氮(N₁, 30 kg/(hm²·a))、中氮(N₂, 60 kg/(hm²·a))和高氮(N₃, 120 kg/(hm²·a))4种模拟氮沉降处理,每隔半个月采用Li-6400-09便携式CO₂/H₂O气体分析仪对土壤呼吸速率进行测定,研究了氮沉降对典型阔叶红松林土壤呼吸的影响。结果表明:① 各处理土壤呼吸速率的季节变化与5 cm深度的土壤温度相似,均呈现出明显的季节变化趋势,最大值出现在6月中旬(3.84～4.55 μmol/(m²·s)),最小值出现在5月初(1.37～1.84 μmol/(m²·s)),土壤温度的变化可解释土壤呼吸速率季节变化的49.9%～69.2%。② 各处理的土壤呼吸速率与土壤温度呈指数相关(R²=0.499～0.692),土壤呼吸速率与土壤温度、湿度及其相互作用的回归模型可以解释各处理土壤呼吸速率52.2%～73.5%的季节变异; ③ N₀、N₁、N₂和N₃样地土壤呼吸温度敏感系数Q₁₀值分别为2.10、1.93、1.97和2.01; ④ 各处理样地土壤呼吸速率的平均值分别为3.09、2.78、3.06和2.90 μmol/(m²·s),与对照样地N₀相比,土壤呼吸速率和凋落物量无明显相关(P> 0.05)。     

典型阔叶红松林林隙对幼苗建立的影响

林隙干扰是阔叶红松林林分结构维持和发展的重要驱动力,然而大多研究只考虑林隙对幼苗建立初期和末期总体的数量变化,忽视了此阶段中曾经出现而又死亡的动态过程.本文以9hm2凉水典型阔叶红松林动态监测样地915个2 m×2 m小样方内的多年生幼苗(H≥30 cm,DBH1 cm)为研究对象,基于2006,2008,2010和2012年4次调查数据,分析了幼苗的新增、死亡、高生长及其动态,探讨了林隙与非林隙下幼苗的建立过程.结果表明,样地内共有幼苗42种,其中林隙对11种幼苗的建立具有显著的促进作用.在林隙内稠李、枫桦、裂叶榆、龙牙楤木、珍珠梅、山槐和红皮云杉的幼苗新增显著高于非林隙,而稠李、裂叶榆、龙牙楤木、珍珠梅和山槐幼苗的死亡数量显著高于非林隙;林隙对冷杉、春榆、红皮云杉、花楸和山槐幼苗的高生长具有促进作用.2008年新增并在以后调查中死亡的幼苗有31种,其中5种幼苗的密度变化在林隙内显著高于非林隙;而2010年新增在2012年调查时死亡的幼苗中只有水曲柳在林隙内显著高于非林隙.本研究还发现,阔叶红松林幼苗的建立不仅对不同的林冠条件有偏好,还与地形因子及其他生物因子密切相关.     

小兴安岭丰林阔叶红松林木质物残体的贮量特征分析

木质物残体(WD)包括粗木质残体(CWD,直径D≥ 10 cm)和细木质残体(FWD, 1 cm≤D＜10 cm),是森林生态系统中重要的组成部分。以小兴安岭丰林阔叶红松(Pinus koraiensis)林30 hm²监测样地木质物残体为研究对象,分析了WD的物种组成、径级结构、存在形式、腐烂等级的分布及其与林分因子的相关关系。结果表明: 样地内D≥ 1 cm的WD材积为104.26 m³/hm²,其中FWD与CWD的材积比为0.5:99.5; WD密度的径级分布呈典型的倒“J”形,且以小径级(≤ 20 cm)的WD为主(52.9%)。WD的材积呈近“J”形,红松WD的材积随着径级的增加而增加,其余树种呈近正态分布。 WD的存在形式主要以树段、拔根倒和干基折断为主,随着径级增加,树段的密度和材积比例逐渐减小,拔根倒和干基折断的密度和材积比例先增加后减少。 CWD的腐烂等级呈近正态分布,主要集中在Ⅲ、Ⅳ等级。 WD的总密度与活立木的总密度显著正相关(P ＜ 0.05)。WD的总断面积与活立木的总体积、最大胸径(DBH)、平均DBH均显著负相关(P ＜ 0.05)。WD总体积与活立木的总断面积、总体积显著负相关(P ＜ 0.05)。总体来看Ⅲ、Ⅵ、Ⅴ腐烂等级WD的密度、断面积和体积均与活立木的基本参数显著相关。     

小兴安岭凉水谷地云冷杉林群落组成与空间格局

谷地云冷杉林是小兴安岭地区谷地的顶极群落,在我国温带植被类型中占有重要地位.本研究基于凉水谷地云冷杉林9.12 hm2动态监测样地,分析了群落物种组成和径级结构,并运用点格局方法分析16个主要物种不同生活史阶段的空间分布格局,探讨密度制约效应在优势种不同生活史阶段所发挥的作用.结果表明:(1)样地内木本植物共有44种,胸径?1 cm的独立个体35656株,隶属于14科29属;(2)林冠层、林下层树种和优势种冷杉与红皮云杉的径级分布均呈倒"J"型,灌木层的径级分布呈"L"型;(3)主要物种幼树Ⅰ(1 cm?胸径5 cm)在1~50 m尺度上主要呈现聚集分布,随着尺度增大,聚集强度逐渐减小;幼树Ⅱ(5 cm?胸径10 cm)随着尺度增大呈现出由聚集分布向随机分布变化;成年树(胸径?10 cm)则呈近似随机分布或均匀分布;(4)优势种冷杉幼树Ⅰ和幼树Ⅱ与成年树利用生境的方式均不同,而红皮云杉幼树Ⅰ与成年树利用生境的方式不同,幼树Ⅱ与成年树利用生境的方式相同;冷杉与红皮云杉的幼树Ⅰ与幼树Ⅱ均在1~50 m尺度上呈现相对于成年树额外的聚集,在尺度5 m时,随着径级增大,这种额外的聚集逐渐减小,说明密度制约效应起作用.