江西大岗山不同密度杉木林枯落物持水与土壤贮水能力研究

对江西大岗山地区不同密度杉木林枯落物层和土壤层水文功能进行研究,结果表明:(1)枯落物总厚度、蓄积量以及土壤总孔隙度、饱和蓄水量大小均表现为N3500>N4700>N2700>N1700>N900,土壤容重大小顺序与之相反。(2)N3500林分枯落物最大持水量最大,为12.60t/hm2;N1700林分枯落物最大持水率最高,为254.98%。N2700林分最大持水量、持水率均最小,分别为9.69t/hm2,229.07%。各林分枯落物层有效拦蓄量在5.18～6.35t/hm2之间,大小排序为N3500>N4700>N1700>N900>N2700。(3)不同密度杉木林未分解层和半分解层持水率同浸泡时间呈显著对数关系(Q=aln t+b),吸水速率与浸泡时间呈显著幂函数关系(V=ktn)。(4)N3500林分毛管孔隙度、毛管蓄水量均最大,分别为40.04%,3 153.16t/hm2,N900林分最小,分别为38.56%,3 059.76t/hm2;土壤非毛管孔隙度为N4700>N3500>N2700>N900>N1700,变化范围为9.42%～11.33%,有效蓄水量表现为N3500>N4700>N2700>N900>N1700,大小在721.93～894.70t/hm2之间。(5)不同密度杉木林土壤稳渗速率在1.34～3.52mm/min之间。综上,林分密度在3 500株/hm2左右表现出很好的水源涵养能力,建议在今后的森林经营中选择合理的造林密度,以便更好地发挥森林水源涵养功能。     

鸡西矿区采石废弃地植被恢复技术

以鸡西矿区采石废弃地为研究区,采取客土、保水剂、营养袋等栽培方式进行造林,选择樟子松、兴凯赤松、中国沙棘、紫穗槐和小叶锦鸡儿等树种进行植被恢复。结果表明：1）客土栽培方式下,中国沙棘成活率最高,达95.2%,平均高度（179.1 cm）、冠幅（130.6 cm）和盖度（65.3%）均为最高,林下土壤全N、水解N含量最高,分别为1.97 g/kg和294.01 mg/kg,有机质含量为0.91%;樟子松成活率为67.3%,平均高度为70.5 cm,但土壤全N、水解N和有机质含量均为最低,分别为0.45 g/kg、52.36 mg/kg和0.46%;兴凯赤松和紫穗槐成活率分别为64.1%和50.1%,小叶锦鸡儿成活率仅有9.4%。2）在不同栽培方式中,保水剂栽培方式对兴凯赤松影响最大,成活率达85.3%,比对照提高103%,林下土壤N、P、K和有机质含量都有很大程度的提高,有机质和水解N含量分别是对照的2.6和3.1倍;营养袋栽培方式对樟子松影响最大,成活率达88.3%,成活率和高生长分别比对照提高116%和23%,土壤有机质、全N和水解N含量分别是对照的1.8、1.8和1.4倍。3）保水剂和营养袋栽培方式可有效增加林下草本植物数量和盖度。     

不同林龄白桦次生林土壤特性及其水源涵养功能

以小兴安岭地区4个林龄的白桦次生林为研究对象,对其土壤特性、土壤贮水性能、凋落物持水量进行研究。结果表明：白桦次生林凋落物的蓄积量、最大持水量均以38 a为最大,70 a相对较低,凋落物蓄积量与最大持水量有显著正相关关系;土壤非毛管孔隙度随林龄变化呈波动性变化,38 a白桦次生林0-30 cm土层非毛管孔隙最大,有利于降水的下渗,而25 a白桦次生林0-30 cm土层非毛管孔隙最小,不利于水分下渗。土壤水源涵养功能大小排序为70 a（3 628.445 t/hm^2）〉56 a（3 524.015 t/hm^2）〉25 a（3 433.626 t/hm^2）〉38 a（3 275.820 t/hm^2）。     

寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量生长季内动态变化

【目的】研究寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量的动态变化,为揭示森林土壤碳氮养分利用机制和碳氮循环提供参考,为研究区森林保护与合理经营提供科学依据。【方法】以我国寒温带针阔混交林为研究对象,选择主要组成树种樟子松、兴安落叶松、白桦和山杨,采用抖落法采集根际和非根际土壤样品,对土壤微生物量碳氮含量动态特征进行研究,探讨不同树种根际土壤微生物量碳氮的富集程度、差异性和生长季变化以及其对土壤营养库的贡献率。【结果】不同树种根际土壤微生物量碳氮含量月际变化差异显著,根际土壤微生物量碳含量波动范围为114.14~451.05 mg ·kg -1 ,氮含量波动范围为40.38~185.00 mg ·kg -1 。根际土壤微生物量碳富集率依次为樟子松(87.99%)>白桦(78.22%)>兴安落叶松(73.14%)>山杨(56.96%),微生物量氮富集率依次为山杨(81.50%)>白桦(77.63%)>樟子松(76.42%)>兴安落叶松(51.40%)。土壤微生物量碳氮比为1.42~5.24,樟子松、兴安落叶松、白桦、山杨根际和非根际土壤微生物量碳氮比生长季变幅分别为1.42~5.24、1.57~3.79、1.67~4.55、1.55~2.59和1.79~3.53,其均值分别为2.64、2.63、2.81、2.11和2.36。根际微生物量碳对土壤有机碳库的贡献率为0.83%~0.95%,微生物量氮对土壤有机氮库的贡献率为3.63%~5.08%。【结论】寒温带针阔混交林主要树种生长季根际土壤微生物量碳氮含量均显著高于非根际,根际效应显著;在生长季末期,针叶树种根际效应相比阔叶树种更为强烈;针叶树种根际土壤微生物量对土壤结构和功能的影响高于阔叶树种。     

凉水自然保护区红松结实规律及可持续经营

选择凉水自然保护区内典型红松过熟林、成熟林和中龄林研究其结实规律,结果表明:①在2005—2009年期间,凉水自然保护区红松结实量为(720 292.9±346 261.3)kg,其中丰年(2008年)占71.998%;平年(2005年、2007年)占22.336%;欠年(2006年)占5.666%。②红松结实丰年和欠年,红松种子收获量:成熟林过熟林中龄林;而结实平年松子收获量为:成熟林和过熟林高于中龄林;单株红松的松子收获量均有:成熟林过熟林中龄林。③为确保红松林的可持续经营,红松结实丰年,老龄林、成熟林和中龄林均可收获松子,收获量小于储量的84%;红松结实平年,收获红松老龄林和成熟林内松子,收获量小于储量的50%;红松结实欠年,全区封闭,严禁一切收获松子的行为。     

紫穗槐种子萌发对水分胁迫的响应

以紫穗槐为材料观测了聚乙二醇(PEG)模拟水分胁迫对紫穗槐种子萌发的影响.结果表明,紫穗槐种子的吸水率随着PEG胁迫强度的增加而呈明显下降的趋势;发芽率、发芽势也呈下降趋势.紫穗槐种子的萌发临界PEG水分胁迫值小于25%.经过复水处理,发现高浓度的PEG胁迫降低种子的活力,紫穗槐种子失去活力的临界PEG值可能大于60%.10%PEG胁迫时,胚根、胚轴长度很短,胚轴/胚根的比值随PEG模拟水分胁迫的增加而减少,表明紫穗槐种子萌发后对水分胁迫具有较强的适应性.     

云冷杉林土壤酶活性与植物多样性

以小兴安岭谷地云冷杉林为研究区,对不同生长状况云冷杉林地土壤酶活性与林下植物多样性进行了分析。结果表明：云冷杉林木死亡率增加,其林下植物多样性指数亦呈增加趋势。不同土层的土壤酶活性对云冷杉死亡程度响应不同,0～15cm土壤酶活性变化最为显著。随土层深度的增加,酶活性减小,且对云冷杉的死亡响应程度减弱。5种土壤酶活性对云冷杉死亡程度响应表现不一,脲酶和过氧化氢酶活性随死亡程度的加大对云冷杉死亡率响应较大,而转化酶、磷酸酶及多酚氧化酶活性随云冷杉死亡程度的增加下降幅度较小。林下植物Shannon—Wiener指数和Pielou指数与土壤多酚氧化酶活性的相关性最强,其次是过氧化氢酶。     

兴安落叶松天然林不同分化等级林木树干液流对综合环境因子的响应

[目的]以大兴安岭北部典型寒温带针叶林优势建群树种兴安落叶松为对象,分析不同分化等级林木树干液流对环境因子的综合响应,构建不同分化等级林木树干液流模型。[方法]利用热扩散式液流监测系统和通量塔的梯度气象系统连续监测树干液流及环境因子的变化。[结果]表明:1)观测期间,优势木具有较强的蒸腾能力,其平均液流密度分别为中等木和被压木的1.9倍、2.5倍。总体上,分化程度越高的林木日树干液流持续时间越长,液流密度峰值出现时间越早,液流密度的峰值也越高。2)利用主成分分析将降雨、净辐射、空气温度、空气湿度、风速、土壤温度、土壤含水量和水汽压亏缺降维为蒸发需求因子(EDI)、土壤水热因子和降水因子。EDI(与净辐射、温湿度、水汽压亏缺显著相关)是影响该地区林木树干液流的关键环境要素,其携带环境数据信息量的45%;土壤水热因子和降水因子分别携带20%和13%。3)各分化等级林木树干液流密度对EDI呈顺时针时滞,对净辐射和水汽压亏缺则分别呈逆时针、顺时针时滞,且EDI的时滞效应明显较小。不同分化等级林木液流密度对EDI和水汽压亏缺的时滞表现一致,对净辐射的时滞则以优势木最小。4)各分化等级林木树干液流密度对EDI的响应均符合"S"型模型,即液流升高到阈值后,不再随蒸发需求的增加而增大。模型中,中等木(0.458)和被压木(0.457)的过渡斜率略高于优势木(0.443),表明优势木树干液流对环境因子的敏感性略低。该模型对不同分化等级林木液流密度的模拟精度均在90%以上,考虑EDI的时滞效应或引入土壤水热因子、降水因子对模型精度的影响较小。[结论]兴安落叶松树干液流对综合环境因子存在较强的响应性,且在不同分化等级间存在差异;利用"S"模型和综合环境因子可有效估算不同分化等级兴安落叶松的树干液流。     

东北东部山地主要林分类型土壤特性及其水源涵养功能

通过对东北东部山地主要林分类型土壤特性及水源涵养功能进行研究。结果表明：有机质含量和土壤总孔隙度从大到小的顺序均为：落叶松人工林〉天然次生林〉红松人工林〉针阔人天混交林。土壤容重为：针阔人天混交林〉天然次生林〉红松人工林〉落叶松人工林。0～40cm土层饱和蓄水量落叶松人工林最大，为2326．24t／hm^2；天然次生林较好，为2258.6t／hm^2；红松人工林次之，为2252．29t／hm^2；针阔人天混交林最差。为1851．11t／hm^2.落叶松人工林枯落物持水量最好，为136．63t／hm^2；针阔人天混交林较好，为56．08t／hm^2；红松人工林次之，为54.29t／hm^2；天然次生林最差，为40．1t／hm^2。水源涵养能力依次为：落叶松人工林（2462．87t／hm^2）〉红松人工林（2306.58t／hm^2）〉天然次生林（2298．87t／hm^2）〉针阔人天混交林（1907．19t／hm^2）。     

大兴安岭主要林型土壤Zn、Mn形态及潜在生态风险分析

使用BCR连续提取法和重金属形态评价方法(RSP),分别对大兴安岭北部3种主要林型(落叶松、樟子松和白桦)土壤重金属Zn、Mn的形态特征及其潜在生态风险进行分析。BCR连续提取法是将重金属分为以下4种形态:可交换态及弱酸可提取态(EX)、可还原态(RED)、可氧化态(OXI)和残渣态(RES)。RSP表示重金属的污染程度,并将其分为4个等级:无污染,轻度污染,中度污染,重度污染,其值为土壤中次生相中的重金属含量(Msec)与原生相中的重金属含量(Mprim)的比值。研究结果表明:土壤全Mn含量显著高于土壤全Zn含量。3种林型中,落叶松林土壤全Mn含量最高(1169.01±0.74)mg/kg,白桦林最低(470.62±0.65)mg/kg,且3种林型间差异达极显著水平(P<0.01);土壤全Zn含量按降序排列为樟子松林(103.09±0.40)mg/kg>落叶松林(61.02±0.14)mg/kg>白桦林(46.15±0.15)mg/kg。土壤Mn的主要赋存形态为RED-Mn,而土壤Zn的主要存在状态为RES-Zn和OXI-Zn,2种重金属的可提取态比例均大于40%,具有较高的二次释放潜力,且主要分布于表层土壤中。2种重金属的RSP指数为Mn(18.24)>Zn(1.32),均表现为白桦林>樟子松林>落叶松林,且空间分布特征明显。