大兴安岭呼中林区粗木质残体贮量及其环境梯度

对大兴安岭呼中林区主要植被类型、兴安落叶松不同林型内粗木质残体贮量进行对比研究,并利用除趋势典范对应分析对其环境梯度进行定量分析.结果表明：云杉林粗木质残体贮量较高,为0.20 m³·hm^-2,且不同植被类型之间呈显著性差异;兴安落叶松不同林型粗木质残体贮量在0～0.28 m³·hm^-2,其中偃松群落最高,为0.28 m³·hm^-2,泥炭藓-杜香-落叶松林最低（0）,且各林型之间差异不显著.粗木质残体贮量分布格局较复杂,受多因素交叉影响;海拔、坡位等地形因子和林分年龄、郁闭度等林分条件是影响森林粗木质残体贮量的主要环境因子,二者综合作用表达了该地区森林粗木质残体贮量的空间生态梯度.     

火干扰对大兴安岭呼中林区地上死木质残体碳储量的影响

基于野外样点实测数据,分析了不同烈度火烧对大兴安岭呼中林区地上死木质残体碳储量的影响.结果表明:不同烈度的火烧会对地上死木质残体碳储量产生显著影响.兴安落叶松林和针阔混交林(落叶松与白桦)中死木质残体碳储量大小为重度火烧>轻度火烧>未火烧,而白桦林中死木质残体碳储量大小为重度火烧>未火烧>轻度火烧.火干扰能显著改变森林中死木质残体碳储量的组成百分比.随着火烧烈度的增加,枯立木比重显著增大,枯落物比重显著减小,而不同火烧烈度下倒木和树桩的碳储量比重变化不显著.不同烈度的火烧对死木质残体碳储量特征的影响不同,轻度火烧下死木质残体碳储量的空间变异性最高,重度火烧下空间变异性最弱.不同火烧烈度下大兴安岭森林死木质残体碳储量差异显著,在进行森林死木质残体碳储量估算时,需要充分考虑这种差异性.     

粗木质残体贮量和分解进展

粗木质残体是指森林生态系统中的枯立木、根桩、倒木以及大枝,是森林生态系统的重要组分,发挥着重要的生态功能,是一个长期碳库,但在碳库研究中,经常被忽略。CWD贮量变化较大,从世界范围看,随着纬度降低,CWD体积下降;美国和我国CWD碳贮量亦呈现出随纬度的降低而降低;天然林CWD时间动态一般呈"U"型,但也存在其他模式,或者无明确的模式。CWD的分解受到温度和降水等气候因子的影响,并与木材特性密切相关。我国森林类型丰富,为CWD研究提供了良好条件。国内学者对CWD贮量和分解进行了大量研究,但与世界先进水平相比,仍处于初级阶段,需要结合野外调查、长期实验和模型模拟,明确CWD碳库当前和未来的地位。     

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。     

呼中林区与呼中自然保护区森林粗木质残体储量的比较

采用样线法研究了人为干扰对大兴安岭呼中林区粗木质残体(Coarse woody debris, CWD)储量的影响。结果表明, 未受人为干扰的呼中自然保护区中CWD变化范围集中在5.92~43.53 m³·hm^-2, 受到人为干扰的呼中林区中CWD变化范围集中在12.70~47.59 m³·hm^-2之间。人为干扰对混交林和针叶林的CWD储量影响显著, 而对阔叶林CWD储量影响不显著。人为干扰增加了混交林CWD储量, 减少了针叶林CWD储量, 同时减少了枯立木的数量, 增加了高度腐烂的CWD的比例。对兴安落叶松各林型的分析表明, 人为干扰条件下CWD储量(8.20~25.60 m³·hm^-2)是未受干扰条件下CWD储量(18.70~36.99 m³·hm^-2)的1/4~1/3。为促使采伐后的森林能维持原始林粗木质残体的结构特征, 建议保留采伐剩余物以维持一定储量的CWD。     

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     

鼎湖山季风常绿阔叶林粗死木质残体的研究

在3次样地调查的基础上对鼎湖山季风常绿阔叶林内粗死木质残体的贮量、输入量进行了研究,并通过比较林窗范围内土壤养分含量,初步评述了粗死木质残体在森林生态系统养分循环中的作用。研究结果表明:1)季风常绿阔叶林粗死木质残体的贮量为25.278t·hm~(-2),立木、倒木、大枝所占的比例分别为32.02％、49.62％和18.36％;2)1994～1999年间群落的死亡率为24％·a~(-1),死亡个体以胸径小于5cm的为主,粗死木质残体的平均输入量为4.128t·hm~(-2)·a~(-1);3)倒木主体所在的样方土壤有机质和速效钾的含量较高。     

秦岭巴山冷杉林粗死木质残体研究

 对秦岭巴山冷杉林粗死木质残体的研究表明：1)林内粗死木质残体的现存量为15.848t·hm-2,平均死亡增枯量1.877t·hm-2·a-1,平均分解量1.310t·hm-2·a-1,周转时间约为12.09年;2)粗死木质残体在碳素和养分的保持方面具有一定作用,在野生动植物生境构成中的作用较大。     

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.     

鼎湖山锥栗粗木质残体的分解和元素动态

选取锥栗(Castanopsischinensis)粗木质残体(coarsewoodydebris,CWD)的3个径级(径级1-3分别为5-10cm,10-20cm和20-30cm),并且将每个径级的锥栗粗木质残体分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ5个分解阶段。通过测定锥栗粗木质残体3个径级的Ⅰ-Ⅲ阶段的7种化学元素(C、N、P、K、Ca、Na、Mg)的浓度和CWD密度变化来研究其分解过程中的元素动态、分解速率及其分解过程中基质质量的变化。到分解阶段Ⅲ时,3个径级的重量与原来相比分别损失了36%、48%和43%。元素N、P、Mg、Ca、Na的浓度升高。元素N的累积可能和锥栗粗木质残体中寄生着固氮细菌和真菌有关。元素P、Mg、Ca、Na的浓度升高则可能是由于这4个元素因淋溶流失的速度小于锥栗粗木质残体质量的损失速度,造成元素积聚,元素C、K的浓度降低。N/P比值是较好的分解指示指标。虽然存在元素的净释放,但是由于C和其它主要元素的释放速率较慢,因而锥栗粗木质残体是森林中重要的C库和长期的元素来源。     

森林粗死木质残体的概念及其分类

森林粗死木残体 (Coarse woody debris,CWD)在不同的文献中有不同的定义 ,没有通用而确切的概念用来描述 CWD,对研究结果的比较造成了很大障碍。 2 0世纪 90年代以来 ,随着景观生态学的发展 ,以及对 CWD生态功能的深入研究 ,国外的森林管理和研究机构 (例如 USDA Forest Service和 L TER)为了把 CWD放在区域以及景观尺度上进行比较 ,对 CWD的概念等进行了统一 ,将其直径标准由原来的≥ 2 .5 cm调整到≥ 10 cm,但是我国在此方面还没有与国际接轨 ,仍采用旧标准 (≥ 2 .5 cm ) ,这样的研究结果难于和国外进行比较 ,不利于我国 CWD的长期深入研究。另外 ,有关 CWD的分类一直以来也没有形成一个完整的分类系统 ,我国也缺少 CWD分类方法的介绍。鉴于以上情况 ,综合国内外近年来在 CWD方面的研究动态 ,综述了 CWD的概念和分类情况 ,并初步提出较综合的 CWD概念及其分类系统 ,以供相关研究者讨论和参考 ,为我国的 CWD研究起到推动作用     

鼎湖山黄果厚壳桂粗死木质残体的分解

通过建立时间序列法、测定粗死木质残体的密度变化,研究鼎湖山黄果厚壳桂粗死木质残体三个直径(5~10cm、10~20cm和20~30cm)的分解过程,探讨粗死木分解过程中C、N元素及其C/N比值与分解速率的关系。结果表明粗死木质残体的分解常数K值随直径的增加从0.2225a-1呈指数降低到0.1257a-1,由粗死木质残体在分解过程中密度变化得出三个直径从小到大分解95%所需的时间分别为13a、19a和24a;黄果厚壳桂粗死木质残体在分解过程中不存在时滞效应,其树皮和心材的分解速度也相近,用单因素数指数方程能准确反映黄果厚壳桂的分解过程;与高纬度地区比较,鼎湖山黄果厚壳桂粗死木残体的分解速率常数K值显著高于前者。还就粗死木残体基质组成和性质、气候与环境条件、生物等因素对粗死木分解速率的影响进行了详细的讨论。     

Relative importance of tree genetics and microhabitat on macrofungal biodiversity on coarse woody debris

Understanding the contribution of genetic variation within foundation species to community-level pattern and diversity represents the cornerstone of the developing field of community genetics. We assessed the relative importance of intraspecific genetic variation, spatial variation within a forest and microhabitat variation on a macrofungal decay community developing on logs of the Australian forest tree, Eucalyptus globulus. Uniform logs were harvested from trees from eight geographic races of E. globulus growing in a 15-year-old genetic trial. Logs were placed as designed grids within a native E. globulus forest and after 3 years of natural colonisation the presence of 62 macrofungal taxa were recorded from eight microhabitats on each log. The key factor found to drive macrofungal distribution and biodiversity on structurally uniform coarse woody debris was log-microhabitat, explaining 42% of the total variation in richness. Differences between log-microhabitats appeared to be due to variation in aspect, substrate (bark vs wood) and area/time of exposure to colonisation. This findings demonstrates the importance of considering fine-scale (within substrate) variation in the conservation and management of macrofungal biodiversity, an area that has received little previous attention. While a number of recent studies have demonstrated that the genetics of foundation tree species can influence dependent communities, this was not found to be the case for the early log decay community associated with E. globulus. Despite genetic variation in wood and bark properties existing within this species, there was no significant effect of tree genetics on macrofungal community richness or composition. This finding highlights the variation that may exist among guilds of organisms in their response to genetic variation within foundation species, an important consideration in a promising new area of research.     

Characteristics in coarse woody debris mediated by forest developmental stage and latest disturbances in a natural secondary forest of Pinus tabulaeformis

Coarse woody debris (CWD) characteristics are expected to reflect forest stand features. Few studies evaluated logging-induced stand characteristics of secondary coniferous forests by quantifying the quality and quantity in CWD. After selective logging, the form of secondary forest of Pinus tabulaeformis in the Qinling Mountains is inferior and the regeneration is poor. We measured the CWD characteristics of the forest which had an average CWD biomass amount of 12.56 t hm⁻², and was predominated by abundant logs (65.68%), followed by snags (33.13%). The CWD biomass of P. tabulaeformis and Toxicodendron vernicifluum was significantly higher than that of other species, which took up 85.51% of the total. Although there was no significant difference among different diameter sizes (P > 0.05), the CWD biomass of diameter 30–40 cm occupied 46.26% of the total (5.81 t hm⁻²). Similarly, the CWD biomass of decay class I and II accounted for 39.89% (5.01 t hm⁻²) and 33.04% (4.15 t hm⁻²) of the total CWD biomass respectively, despite no significant difference among those 5 decay classes (P > 0.05). The results indicated that the combination of young forest developmental stage caused by past selective logging and natural and anthropogenic disturbances such as strong wind, tapping lacquer, firewood collection, and illegal tree felling played a crucial role in distribution characteristics of CWD in this secondary forest of P. tabulaeformis.     

小兴安岭阔叶红松林粗木质残体空间分布的点格局分析

采用点格局分析方法对小兴安岭典型阔叶红松林9hm2(300m×300m)固定样地内粗木质残体(CWD)的空间分布格局进行了研究。结果表明:固定样地内CWD的总密度为368.8株/hm2,径级结构呈现明显的正态分布,各径级密度差别较大。花楷槭(27.8株/hm2)和枫桦(26.1株/hm2)是阔叶CWD的主要组成树种。红松(41.6株/hm2)是针叶CWD的主要组成树种,针叶树种CWD的数量随着径级的增大而增加,呈典型的J型分布。在150m的空间尺度内,CWD总体在较小尺度上表现为集群分布,在40m尺度上聚集强度最大(0.40),随着尺度的增加,CWD趋于均匀分布。不同径级组在不同规模尺度聚集,随着径级的增加,聚集强度呈下降趋势。不同物种CWD在各径级下的空间分布格局有所不同,具体表现为集群分布和由集群分布向随机分布发展两种形式。不同存在形式的CWD在研究尺度内随着尺度的增加,由集群分布向随机分布发展。随着CWD腐烂等级的增高,其聚集强度和聚集尺度均增大。CWD的空间分布格局是阔叶红松林群落与其自然环境长期作用的结果,从某种程度上也反映了该林型天然更新的格局和机制。     

Coarse woody debris in virgin and managed forest

This study treats dead trees and their remnants in the managed and virgin forest of Rajhenavski Rog, Slovenia, at a location of Omphalodo-Fagetum omphalodetosum plant community. The study plots were selected in four forest cycle developmental phases (optimal, mixed, regeneration and juvenile phase) of both managed and virgin forest. The quantity (volume and dry matter) and the structure of coarse woody debris (CWD) were compared between the selected plots within the particular type of the forest, and between the virgin and the managed forest. Belowground CWD was quantified by modeling the tree's biomass and decaying processes of the trees. The results show significant differences in CWD between the virgin forest developmental phases. The highest concentration of CWD in the virgin forest was found in the regeneration phase (626.0 m³/ha and 179.3 t_dry matter/ha), while the juvenile phase (248.3 m³/ha and 40.2 t_dry matter/ha) has the smallest amount of CWD. Managed forest has very evenly distribution of CWD between developmental phases and it ranges from 41.0 m³/ha and 49.0 t_dry matter/ha in the mixed developmental phase to 67.0 m³/ha and 56.2 t_dry matter/ha in the juvenile phase. The main reasons for such a large differences are forest management measures (e.g. wood extraction, short rotation time, reduction of natural tree mortality), which decrease quantity, distribution and size of CWD. It was identified that forest management causes reduction and homogenization of CWD on our study plots, which can trigger degradation processes (e.g. soil erosion, reduction of site productivity, reduction of habitats). Tree heights curves show significant differences in maximum tree's height between the virgin and the managed forest. Maximum tree's height is lower in the managed forest which may indicate the reduction of forest productivity due to reduction of CWD. Study has shown some positive effects of forest management on accumulation of underground CWD in the managed forest (from 40.0 t_dry matter/ha to 48.2 t_dry matter/ha), which significantly exceeds underground CWD in the virgin forest (from 2.0 t_dry matter/ha to 22.8 t_dry matter/ha).     

大兴安岭呼中森林景观的空间点格局分析

基于呼中林业局林相图,采用点格局方法,分析了森林景观的空间格局及各景观间的关联性。结果表明:针叶林在0～25km尺度范围内呈聚集分布;阔叶林在0～14km为聚集分布,在14～25km为随机分布;灌木林在0～10km为聚集分布,在10～25km为随机分布;草甸在0～15km为聚集分布,在15～25km为随机分布。针叶林与灌木林在4.5～25km、阔叶林与草甸在12～24km尺度范围内无关联性;针叶林与阔叶林、针叶林与草甸、阔叶林与灌木林、灌木林与草甸在0～25km尺度范围内均存在空间关联性。这种分布格局对大兴安岭林区森林的可持续经营具有重要的指导意义,小范围内的植被恢复可以采用集中连片的造林方式,而大范围内则可以根据立地条件类型采取随机造林模式。     

落叶松毛虫对大兴安岭呼中林区森林的景观长期影响模拟

应用空间直观景观模型(LANDIS)模拟了落叶松毛虫对呼中林区森林景观的长期影响,利用统计软件APACK计算了落叶松毛虫、代表性树种的分布面积以及反映物种分布格局的聚集度指数和森林斑块的平均面积,模拟了300年(1990—2290年)内有无落叶松毛虫干扰预案下大兴安岭呼中林区森林景观的动态变化.结果表明:研究区落叶松毛虫的分布面积呈先增加后降低的趋势;在落叶松毛虫干扰预案下,落叶松在模拟前150年的分布面积、平均斑块面积均低于无干扰预案,聚集度指数在前190年低于无干扰预案;干扰预案下白桦的分布面积和平均斑块面积百分比均高于无干扰预案,聚集度指数只在模拟的80～190年高于无干扰预案;樟子松的分布面积、聚集度指数和平均斑块面积在干扰预案下略低于无干扰预案.落叶松毛虫在一定程度上导致森林景观的破碎化.