长白山源头溪流底栖动物群落结构季节动态

源头溪流是河流生态系统物质循环和能量流动的重要区域,对底栖动物的生物多样性维持具有重要意义。目前,针对我国源头溪流底栖动物群落结构的研究薄弱,对长白山源头溪流底栖动物季节动态的研究尚未见报道。采用野外原位定量取样的方法,力图阐释长白山源头溪流底栖动物群落结构的季节动态特征及其主要环境驱动因子。研究结果表明:(1)共计采集底栖动物90个分类单元,隶属于3纲9目38科。其中,水生昆虫85属,占绝对优势。底栖动物群落结构的季节动态明显,底栖动物密度及多样性在夏、秋季显著高于冬季和春季,并在冬季达到最低值。(2)底栖动物功能摄食类群以收集者占优势,其次为撕食者、捕食者和刮食者,滤食者相对丰度最低。不同功能摄食类群的季节动态不一致,但密度和物种丰富度整体表现为秋季最高。(3)水温、凋落叶分布和流速是长白山源头溪流底栖动物群落结构季节动态的主要环境驱动因子。本研究可为长白山源头溪流后续相关研究及长白山松花江水系生态修复提供基础数据支持及参考。     

长白山四种森林类型凋落物分解动态

2003年5月—2004年9月在长白山自然保护区北坡4个森林类型阔叶红松林、红松云冷杉林、岳桦云冷杉林和岳桦林内,利用凋落物原位减少法对4种森林类型的凋落物分解动态进行了研究。结果表明,凋落物现存量最大的为红松云冷杉林,依次为阔叶红松林、岳桦云冷杉林、岳桦林;凋落物分解速率与时间均呈指数关系,凋落物年分解常数为0.25～0.47,分解95%所需时间为18～39年,其中阔叶红松林凋落物年分解常数最大,依次为岳桦林、红松云冷杉林、岳桦云冷杉林。同一类型森林中,不同植物组分的年分解系数不同,一般是阔叶最大,针叶最小。     

长白山北坡主要森林群落凋落物现存量月动态

以长白山北坡4种主要森林群落类型为研究对象,于2006年群落生长季节(5-10月)每月初采用直接收获法对森林凋落物现存量进行连续定位调查研究。结果表明:各群落内凋落物现存量大小依次为阔叶红松林(6.43 t/hm²)>白桦林(6.02 t/hm²)>云冷杉林(5.51 t/hm²)>山杨林(5.50 t/hm²);凋落叶和枝现存量占现存凋落物总量的比例最大,达50%以上,其次为半分解物(>35%),花果皮等所占比例较少,各占总量的10%和5%以下。凋落物现存量月动态阔叶红松林、白桦林和山杨林呈双峰型变化,峰值出现在5月和7月;云冷杉林则呈单峰型变化,峰值仅出现在7月。位于相近海拔高度的阔叶红松林、白桦林和山杨林,凋落物各组分现存量月动态变化趋势相似,其中白桦林和山杨林变化趋势基本相同,凋落枝、皮及半分解物现存量5月和7月较高,凋落叶则呈现下降趋势,而阔叶红松林凋落叶和枝现存量5月和7月较高,而位于较高海拔的云冷杉林,则与前者呈现不同变化趋势,8月前波动较大,从5月开始明显上升,7月达到峰值,8月后曲线渐趋平缓或略有下降。进一步对阔叶红松林和云冷杉林内凋落叶现存量月动态进行比较得出,阔叶红松林7月份凋落叶现存量高不完全取决于红松叶现存量,主要由色木槭、紫椴和水曲柳等阔叶树种叶凋落物现存量变化决定,而云冷杉林则取决于红松和云冷落叶的凋落物的量。     

长白山苔原带凋落物生态化学计量特征及其对模拟氮沉降的响应

长白山苔原是我国乃至欧亚大陆东部独有的高山苔原,根据前人调查植被以灌木苔原为主要类型。在全球变暖背景下,近30年来,长白山岳桦林下的草本植物侵入苔原带,原生灌木苔原分化为灌木苔原、灌草苔原和草本苔原,形成了灌木、灌草混合和草本3种不同类型的凋落物,凋落物数量和质量发生显著改变。与此同时长白山苔原氮沉降量也在逐年增加,导致了土壤中氮的累积,势必影响凋落物的分解。凋落物作为连接植物和土壤的纽带,其分解过程中碳（C）、氮（N）、磷（P）等化学组分和化学计量比的变化直接和间接影响着土壤养分有效性和植物养分利用策略。为揭示氮沉降增加对长白山苔原带不同类型凋落物化学组分及生态化学计量特征早期变化的影响,开展了为期8个月的模拟氮沉降室内凋落物分解实验。在苔原带采集灌木优势种牛皮杜鹃和草本优势种小叶章的凋落物带回实验室,模拟灌木牛皮杜鹃群落、灌草混合的牛皮杜鹃-小叶章群落和草本小叶章群落的3种不同类型凋落物,设置三个施氮处理：对照（CK,0 g N m^-2 a^-1）、低氮（LN,10 g N m^-2 a^-1）、高氮（HN,20 g N m^-2 a^-1）。研究表明：（1）不施氮处理时,3种凋落物的C、P均呈释放状态,木质素（Li）呈先累积再略有降解趋势;牛皮杜鹃凋落物的N元素富集而其余两种凋落物N元素呈释放状态;灌草混合和草本凋落物比原生的灌木凋落物C和N元素释放快、Li累积少;而灌木凋落物的P释放略快于灌草和草本凋落物。3种植被类型凋落物的C/N、C/P、Li/N大小表现为：牛皮杜鹃凋落物>牛皮杜鹃-小叶章混生群落凋落物>小叶章凋落物;N/P表现为：小叶章凋落物>牛皮杜鹃凋落物>牛皮杜鹃-小叶章混生群落凋落物。（2）氮沉降促进3种类型凋落物分解过程中C、N和P化学组分的释放,且氮浓度越高促进作用越显著。在牛皮杜鹃凋落物分解过程中,氮素添加到达某一阈值后,其C/N、C/P、N/P、Li/N的降幅最大,后续若再增加氮素,其对化学计量比的影响均会减弱;本实验中的氮素添加量增加促进了小叶章凋落物的C/N、Li/N下降。（3）草本植物入侵引起凋落物类型的变化带来凋落物分解加快,将导致长白山苔原带养分循环的变化;氮沉降增加对小叶章凋落物化学组分的释放及C/N、Li/N的下降更为促进,小叶章凋落物内难分解化合物减少,分解受到促进。高氮沉降加快了小叶章凋落物与土壤、草本植物之间的养分循环。因此,随着未来苔原带氮沉降量的增加,将更有利于小叶章在与牛皮杜鹃的竞争中获胜,使苔原带呈现草甸化趋势。     

长白山高山冻原生态系统凋落物养分归还功能

研究了长白山高山冻原生态系统中凋落物量及其养分空间分布特征 ,并对凋落物在养分生物循环中的功能进行了讨论。结果表明 :长白山高山冻原植被凋落物量为 1.378～ 2 .4 76 t/hm2 ,通过对不同海拔凋落物量的数量特征进行分析 ,海拔是影响长白山高山冻原植被凋落物量的主要因子。长白山高山冻原生态系统凋落物中 S、N和 P含量分别为 0 .14 % ,0 .4 9%和0 .2 1% ;3种营养元素在凋落物中积累量为 81.99kg/hm2 ,其中 S、N和 P积累量分别是 15 .0 4 kg/hm2 ,4 5 .93kg/hm2 和2 1.0 2 kg/hm2 。长白山高山冻原生态系统中 5种植被型 (FA,L A,TA,MA和 SA)年归还量依次为 0 .72 ,1.35 ,14 .6 5 ,10 .88和 11.91kg/(hm2· a) ;平均归还率依次 0 .33,0 .4 2 ,0 .39,0 .39和 0 .4 8。典型高山冻原植被型的归还量最大 ,而归还率却较低。长白山高山冻原生态系统内 S、N和 P的利用效率分别是 7.14、2 .0 4和 4 .76。在整个长白山高山冻原生态系统中 S和P的利用效率大于 N的利用效率     

底栖分解类群对金佛山森林溪流凋落物混合分解的影响

凋落物分解对于维持源头溪流生态系统碳和养分平衡有重要意义。以亚热带典型源头溪流金佛山溪流为代表,选取3种河岸带常见凋落叶为分解对象,设计3个单种和4个混合物种的凋落物组合,在原位放置3种孔径的分解袋（0.05mm、0.25mm和2mm）,探讨混合凋落物的性状与底栖分解类群对叶片质量损失和混合效应的影响。结果表明：（1）微生物在凋落物分解过程中相对贡献均大于50%,小型和大型底栖动物进一步加速了凋落物的分解过程。（2）单种凋落物分解速率存在显著差异：八角枫（Alangium chinense,质量损失率为53.05%）>缺萼枫香（Liquidambar acalycina,30.00%）>薄叶润楠（Machilus leptophylla,12.63%）。（3）混合凋落物中仅微生物参与的处理均表现为负的非加和效应,其中八角枫+缺萼枫香、八角枫+薄叶润楠、八角枫+缺萼枫香+薄叶润楠三个处理的效应显著;小型底栖动物加入后均表现为正的非加和效应,但不显著;在微生物、小型和大型底栖动物的共同作用下,缺萼枫香+薄叶润楠和八角枫+缺萼枫香+薄叶润楠的两个处理的正的非加和效应显著。亚热带源头溪流中凋落物分解功能与河岸植物和分解者类群的复杂性密切相关。     

南亚热带4种人工林凋落物动态特征

森林凋落物是森林生态系统能量与物质过程的重要环节。研究了南亚热带4种常见人工林凋落物特征,材料取自中国科学院鹤山丘陵综合试验站,人工林栽植于1984年,从2002年至2003年进行了每月凋落物测定,同时测定了地表凋落物量。人工林凋落物总量大小依次为马占相思(10.433 t/(hm2.a))>大叶相思(7.538 t/(hm2.a))>湿地松(6.445 t/(hm2.a))>荷木(5.541t/(hm2.a)),凋落物量年度间无显著变化,凋落叶量占总凋落物量的83.2%(马占相思)至93.7%(湿地松)。上半年凋落物量通常较平稳,下半年7~9月份多有一个峰值凋落期,主要原因是台风雨及叶子进入成熟期。除台风等因素引起激烈变化的月份外,二年度对应月份凋落物量极为相似。除大叶相思外,其它林型从14a林龄开始凋落物量有所下降。4种林型中,只有马占相思与湿地松的凋落物量与气温或降雨有显著的相关,特别是马占相思的总凋落物量与这些气候因素相关性最高。地表凋落物蓄积量大小为湿地松(13.81 t/hm2)>马占相思(13.53 t/hm2)>大叶相思(6.46 t/hm2)>荷木(5.02 t/hm2),马占相思的高蓄积量源于大凋落物量及较慢的分解速率,湿地松的高蓄积量源于针叶的难分解性。与世界其它类型的比较显示,低气温高纬度地区,地表凋落物蓄积量大大高于凋落物量,高温高湿的低纬度地区,地表凋落物蓄积量通常低于年凋落物量,但松林在不同纬度区,地表凋落物量均高于年凋落物量。     

沂蒙山区不同森林类型凋落物量及其动态特征

凋落物在森林养分循环中起重要作用,受森林类型、气候带等因素的影响。本文研究了沂蒙山区黑松(Pinus thunbergii Parl.)人工林、栓皮栎(Quercus variabilis Bl.)人工林和天然次生林的凋落物总量和组分的动态特征。天然次生林年凋落物总量(3368 kg/hm2)高于栓皮栎人工林(3256 kg/hm2)高于黑松人工林(3212 kg/hm2),森林类型间差异不显著。3种森林类型的凋落物月总量呈双峰曲线,最大峰值在10—11月,次峰值在4—5月,最小峰值出现时间不同:黑松人工林为12月,另两种森林类型为7月。针叶凋落量和比例、碎屑凋落量表现为黑松人工林高于天然次生林高于栓皮栎人工林,而阔叶凋落量和比例、果凋落量的比例则相反。枝凋落量在森林类型间无显著差异。线性回归分析表明,凋落物总量月动态受最低和最高气温的影响。针叶凋落量受最低气温、最高气温和最大降水量影响;阔叶凋落量受最低气温影响;枝凋落量受降水量、风速和最大降水量影响;果凋落量受气温、风速和降水量影响。结果阐明了暖温带森林类型对凋落物量及组分动态特征的影响,可为其养分循环特征提供数据支撑。     

长白山各植被带主要树种凋落物分解速率及模型模拟的试验研究

2001～2003年在长白山自然保护区内3个垂直植被带的典型群落红松阔叶林、云冷杉林和岳桦林内,利用网袋埋藏法对群落内的6个主要优势乔木树种凋落物进行埋藏分解试验,研究凋落物分解速率及其变化动态;同时利用分解模型,模拟预测凋落物的分解进展,为深入研究这6个树种的营养策略、群落养分循环等奠定基础,也为森林生态系统管理提供理论依据.研究结果表明,所研究的6个树种凋落物都表现出随时间进程失重率增大的现象,但失重率并不与时间呈线性相关.在分解的638d（1.75a）后,6种叶凋落物的分解速率明显升高.到分解实验结止时（699d）,叶凋落物干重剩余率从小至大依次为白桦（24.56%）、紫椴（24.81%）、红松（38.48%）、鱼鳞云杉（41.15%）、岳桦（41.53%）和臭冷杉（42.62%）.枝凋落物分解速率明显低于叶,枝干重剩余率从小至大依次为紫椴（44.98%）、臭冷杉（64.62%）、红松（72.07%）、鱼鳞云杉（73.51%）、白桦（77.37%）和岳桦（80.35%）.在同一海拔高度,阔叶树种叶凋落物分解速率大于针叶树种.并且随着海拔的升高,叶凋落物分解速率逐渐减慢.模型分析预测结果表明,长白山北坡各垂直植被带的优势树种叶凋落物分解95%需4.5～8.0a;年分解系数为紫椴（0.686）〉白桦（0.624）〉 红松（0.441）〉 鱼鳞云杉（0.406）〉 臭冷杉（0.397）〉岳桦（0.385）;枝凋落物分解95%需7.8～29.3a,不同树种间的差异明显.枝年分解系数为紫椴（0.391）〉臭冷杉（0.204）〉红松（0.176）＞鱼鳞云杉（0.157）〉白桦（0.148）〉 岳桦（0.102）.     

亚热带4种森林凋落物量及其动态特征

通过对枫香林、樟树林、马尾松林、樟树—马尾松混交林4种森林生态系统的凋落物数量及组成进行为期1a的定位研究。结果表明,樟树—马尾松混交林的年凋落总量(4.30 t.hm^-2)＞枫香林(3.66 t.hm^-2)＞马尾松林(3.41 t.hm^-2)＞樟树林(3.26 t.hm^-2)。各组分凋落物中,凋落叶占绝对优势(70%以上),表现为樟树—马尾松混交林(3.09 t.hm^-2)＞枫香林(2.78 t.hm^-2)＞马尾松林(2.46 t.hm^-2)＞樟树林(2.32 t.hm^-2);凋落枝表现为樟树—马尾松混交林(0.73 t.hm^-2)＞樟树林(0.53 t.hm^-2)＞马尾松林(0.30 t.hm^-2)＞枫香林(0.22 t.hm^-2);凋落果表现为马尾松林(0.37 t.hm^-2)＞樟树—马尾松混交林(0.17 t.hm^-2)＞枫香林(0.12 t.hm^-2)＞樟树林(0.09 t.hm^-2);碎屑表现为枫香林(0.55 t.hm^-2)＞樟树林(0.33 t.hm^-2)＞樟树—马尾松混交林(0.31 t.hm^-2)＞马尾松林(0.27 t.hm^-2)。枫香和樟树林年凋落量的最大值分别在10月(1.22 t.hm^-2)和8月(0.58 t.hm^-2),而马尾松林和混交林年凋落量的最大值都在11月(分别为0.77 t.hm^-2和1.23 t.hm^-2)。     

长白山地区溪流冻结初期凋落叶分解与底栖动物定殖的关系

长白山森林源头溪流每年11月至次年4月有约70%的河面被冰覆盖,季节性冻融过程特征明显.为了揭示溪流冻结初期凋落叶分解与底栖动物定殖的关系,在长白山地区1条源头溪流中,利用2种孔径(5和0.3 mm)的尼龙分解袋对色木槭、紫椴、蒙古栎的单一及混合凋落叶进行了为期35 d的分解研究.结果表明: 凋落叶质量损失率在单一树种间差异显著,表现为:色木槭＞紫椴＞蒙古栎,而在4种混合凋落叶间差异不显著;除紫椴和3树种混合凋落叶外,粗、细分解袋间凋落叶质量损失率差异不显著;凋落叶混合效应仅出现在紫椴-蒙古栎混合的粗分解袋内;定殖在不同凋落叶分解袋内的底栖动物群落结构差异较大,但撕食者密度在3种凋落叶间差异不显著,撕食者对凋落叶混合效应的响应也不显著.由结果可知,溪流冻结初期微生物是凋落叶的主要分解者,底栖动物的贡献率较低.虽然撕食者密度较低,但撕食者的活动是凋落叶混合效应出现的必要条件.底栖动物对食物和栖息地有一定的选择性,但由于定殖时间较短,凋落叶对撕食者定殖的影响不显著.本研究对源头溪流生态系统的冬季生态过程研究及生态系统管理具有一定的理论意义.     

长白山地表藓类分布格局与环境因子的关系

对长白山自然保护区41个样地中的42种主要地表藓类分布与6种重要环境因子间的关系进行了定量研究。应用双向指标种分析法（TWINSPAN）发现调查的41个样地可分成4个样地组,42种地面藓 类可分成4种藓类群,应用除趋势典范对应分析（DCCA）的研究结果表明,海拨高度、土壤含砂量、土壤酸度、林冠层郁闭度、土壤含水量是5个影响42种地表藓类分布格局的主要环境因子,在DCCA排序图上,显示出藓类群与样地类型良好的对应性,藓类群1－4分别在落叶松（Larix olgensis）沼泽地、高山苔原、暗针叶林、亚高山岳松（Betula ernanni）林和岳松－落叶松林中占优势。     

Distribution Patterns of Ground Moss Species and Its Relationships with Environmental Factors in Changbai Mountain,Northeast China

The relationships of 42 species of ground moss with six environmental factors in 41 sites on Changbai Mountain Biosphere Reserve were analyzed. Four site groups and four groups of ground moss ecological species were identified using the method of Two-way Indicator Species Analysis (TWINSPAN). The results of Detrended Canonical Correspondence Analysis (DCCA) showed that altitude, soil sand content, soil acidity, forest canopy coverage and soil water content are the five major environmental factors influencing the distributional patterns of the moss species. The four groups of ecological species, which correspond well with the four site groups, are projected on the species-environment biplot of DCCA. Group 1 dominated in the bogs of Larix olgensis forest, group 2 in the alpine tundra, group 3 in the dense conifer forest, and group 4 mainly in the Betula ermanii community and the Betula ermanii-Larix olgensis forest in sub-alpine respectively.     

长白山北坡阔叶红松林草本植物物种多样性及其季节动态

通过对原始阔叶红松林草本植物早春（5月5～20日）、夏季（6月20日～7月10日）和秋季（8月20日～9月10日）的三次调查,结果表明其物种多样性是很丰富的,一年内共有123种（包括6个变种）草本植物在该森林内出现。同时其季节变化也比较明显,早春、夏季和秋季的草本植物物种数分别为：79,101,和98;Shannon多样性指数分别为：3．1829,3．3140,2．9677;Shannon均匀度指数分别为0．7284,0．7181和 0．6473。早春的草本植物以银莲花（Anemone spp）、延期索（Corydalis spp）、顶冰花（Gagealutea）等为主,夏秋季则美汉草（Meehania urticifolia）和一些苔草（Carex spp．）占优势。草本植物一年内的水平及垂直结构也有很大变化。     

长白山阔叶红松林凋落物组成及其季节动态

为了解群落尺度上凋落物组成及其时空变化,对长白山阔叶红松林25 hm² 样地内2008年度收集的凋落物进行统计分析.结果表明: 一年间,150个收集器内收集的凋落叶分属35种树木,占样地内胸径≥1 cm树种数(52种)的67.3%;凋落物总量为29.39 kg,折合3918.4 kg·hm^-2,其中,阔叶、杂物、针叶和枝条凋落量分别占凋落物总量的61.7%、18.0%、11.7%和 8.6%;紫椴、水曲柳、蒙古栎、色木槭和春榆5个树种的叶凋落量占阔叶总凋落量的83.8%;不同树种的凋落量季节差异很大,61.9%的凋落物产生于9月13日至10月10日.其中,红松和紫椴叶凋落高峰出现在9月13-26日,蒙古栎、春榆和色木槭叶凋落高峰出现在9月27日-10月10日.收集器间凋落物量差异较大,其中68个收集器的年凋落量在150～200 g,1个收集器大于500 g;单个收集器全年最多可收集到18个树种的凋落叶,凋落叶种数为12种的收集器最多(32个).叶凋落量与样地内该树种的胸高断面积总和成正比.样地内凋落叶的分布存在明显的空间异质性,且收集器内凋落物的收集量与其所处的位置有关.     

Discovery of a moss family Schistostegaceae in Changbai Mountain,China

The luminous moss, Schistostega pennata (Hedw.)Web. et Mohr belonging to the family Schistostegaceae was discovered from Changbai Mountain, Northeast China. The morphological characteristics, ecology and distribution of this species are described and dis-cussed.