长白山阔叶红松林退化生态系统的土壤呼吸作用

长白山地区分布着极为丰富的阔叶红松林,这些植被不仅保证了当地的水土、环境资源的稳定,同时还吸引了中外无数的游客参观,但近几年的研究当中,长白山地区的各类植被退化情况比较明显,可能是与天气变化和环境污染有一定的联系。文章即是对长白山地区阔叶红松林退化生态系统的土壤呼吸作用进行分析选择当地阔叶红松林作为研究对象,采用动态气室co2红外分析方法来测定不同退化阶段当中红松林的土壤呼吸作用。研究结果表明不同退化阶段的土壤呼吸规律为单峰型曲线,并且在每年的7~8月之间达到峰值,其中土壤呼吸作用当中最大的为杨桦林,最小的为硬阔叶林。     

采伐对长白山阔叶红松林生态系统碳密度的影响

采伐对森林生态系统碳密度和固碳能力有重要的影响,且影响的程度因采伐强度和方式不同而有巨大差异.以长白山地区原始阔叶红松林在不同采伐方式、采伐强度干扰后形成的次生林为研究对象,通过对2007至2009年建立的11块1 hm2永久样地中植被层、凋落物层和土壤层碳密度在采伐前后变化特征的分析,研究了采伐强度与恢复时间对阔叶红松林生态系统碳密度的影响.结果表明:在短期内,采伐导致了植被层和土壤表层(0-20cm)碳密度值的减少,其中植被碳密度与采伐强度有显著的线性负相关关系(y=-0.9x+91.17,R2=0.626,P＜0.01),而后,随着植被的恢复,生态系统碳密度增加,其中植被、土壤层碳密度呈显著线性正相关关系.根据植被碳密度与恢复时间之间的相关关系,确定以生态系统恢复、木材生产与固碳三者兼顾的合适采伐强度为30％,轮伐期为45a.     

长白山阔叶红松林土壤CO2释放通量

利用静态箱/气相色谱法对长白山阔叶红松林林下土壤CO2释放通量进行了测定.结果表明:土壤CO2通量年变化具有明显的季节差异,在一年中温度最高的7～8月份,土壤CO2释放通量值最大,可达770.29mg·m-2·h-1,而在最冷的1～2月份土壤CO2释放通量最小,其通量仅为33.23 mg·m-2·h-1.土壤CO2通量的变化与大气、土壤表层、地下5 cm处温度的变化呈明显的正相关关系:CO2释放通量随温度的升高呈指数函数上升;地下5 cm处温度与土壤CO2通量的相关性最显著(R=0.80,P＜0.001,n=61);CO2释放通量与土壤含水量之间也存在着正相关关系,但显著性不高.     

长白山阔叶红松林林隙大小结构研究

该文应用高斯分布、对数正态分布和二阶对数分布模型对长白山阔叶红松林林隙大小结构进行研究,分析了模型的模拟效果,并对模型的拟合优度进行分析和评价.结果表明:长白山阔叶红松林主要以中小型林隙为主,大林隙极少出现. 林冠空隙总面积占调查样地总面积的12.5%,扩展林隙总面积占调查样地总面积的28.8%;冠空隙面积在20～100 m[[sup]]2[[/sup]]之间的林隙占林隙总数的80.7%,扩展林隙面积在80～240 m[[sup]]2[[/sup]]之间的林隙占林隙总数的81.8%. 冠空隙和扩展林隙的大小结构都呈峰值左偏的偏山状分布. 冠空隙大小结构服从高斯分布,扩展林隙大小结构可以用高斯分布、对数正态分布和二阶对数分布进行理论描述;根据复相关系数、决定系数、校正决定系数、回归标准误、预测残差平方以及模型拟合度（α=0.05）对模型拟合优度进行评价的结果一致,模型拟合优度顺序为:对数正态分布二阶对数分布高斯分布. 该文所采用的单峰分布模型能够从数学及生态学上对长白山阔叶红松林林隙大小结构进行较好的解释.       

长白山阔叶红松林早春草本属植物的数量特征

通过对长白山西部５０年代择伐过的阔叶红松林早春阶段草本植物的调查，结果表明其分布是均匀的，没有明显的优势种，生态优势度较低，Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ多样指数，种数及个体总数明显与坡向，坡位有关。     

长白山阔叶红松林土壤有机碳空间异质性

采用地统计学方法,对长白山北坡原始阔叶红松林内土壤有机碳的空间分布特征进行了研究,并对其与细根生物量的相关性进行了分析。结果表明:3块样地土壤有机碳密度的变程分别为3.568、5.866、2.773 m,结构比为40%～65%,表明研究区域内土壤有机碳密度具有中等空间相关性;土壤有机碳质量分数随土壤深度的增加而减少,与细根的垂直分布特征相似;3块样地分别在5.011、4.590、4.912 m空间距离范围内土壤有机碳密度与细根生物量存在相关性,土壤有机碳密度与细根生物量协方差函数的结构比为50%～80%。     

长白山阔叶红松林热量平衡和蒸散的研究

利用长白山阔叶红松林铁塔观测数据。采用鲍恩比一能量平衡法（BREB)和布辛格普适函数法，，计算出长白山阔叶红松林的热量平衡各分量与蒸散量，并利用长白山气象站的数据对蒸散的气候因子进行了分析。确认降水量，日总辐射，风速是影响长白山阔叶红松林蒸散的主要因子。     

长白山阔叶红松林早春草本层植物的数量特征

通过对长白山西部５０年代择伐过的阔叶红松林早春阶段（４月２５日～２９日）草本植物的调查，结果表明其分布是均匀的，没有明显的优势种，生态优势度较低．ＳｈａｎｎｏｎＷｉｅｎｅｒ多样指数、种数及个体总数明显与坡向、坡位有关．     

采伐对长白山阔叶红松林乔木竞争关系的影响

[目的]研究不同采伐方式与强度对阔叶红松林群落结构和功能的影响。[方法]通过调查乔木的胸径、树高以及在样方中的位置等指标。采用Hegyi单木竞争指数模型,对长白山地区受不同采伐方式以及强度干扰的阔叶红松林群落中乔木竞争强度进行定量分析。[结果]不同采伐方式和强度对阔叶红松林中乔木竞争强度有不同影响,低强度择伐后变化最小,皆伐后变化最大。不同林层间乔木竞争强度有明显差异,主林层〈次林层〈林下层。无论采伐方式与强度如何,红松的胸径与其竞争指数都严格服从CI=A（DBH）B的幂函数关系。采伐对红松种内竞争强度有重要影响,随着采伐强度的加大,红松种内竞争压力减小,红松幼树更新得到促进。[结论]采伐经营应保持17％以下的小强度择伐,而择伐时应选择那些胸径大且在竞争中占绝对优势的针、阔叶树种。     

阔叶红松林的研究综述

根据５０多篇阔叶红松林研究文献综合论述我国阔叶红松林研究历史，并根据这些文献对阔叶红松林研究所关心的演替，经营等主要问题进行了全面系统地论述。     

长白山阔叶红松林典型森林群落功能多样性及其与地形因子的关系

【目的】探讨影响长白山阔叶红松林内典型森林群落功能多样性指数的主要环境因子,初步揭示植物群落功能多样性与群落重要生态过程之间的关系,为该区植被恢复和生态系统保护提供理论与技术支持。【方法】对长白山阔叶红松林内的4种典型森林群落(杨桦林、白桦林、臭冷杉红松林和紫椴红松林)进行群落学调查,采用Rao’s Q指数和Shannon-Winner指数对不同群落和群落整体的功能多样性指数、物种多样性指数进行计算分析,利用DPS软件对其环境影响因子进行灰色关联度分析。【结果】对于长白山阔叶红松林内的4种典型森林群落,就不同层次而言,Shannon-Winner指数在乔木层和草本层排序均为白桦林臭冷杉红松林杨桦林紫椴红松林;Rao’s Q指数乔木层和灌木层各群落排序均为紫椴红松林臭冷杉红松林杨桦林白桦林;长白山阔叶红松林群落的Rao’s Q指数随演替的进行先下降后上升,物种多样性指数随着演替的进行而呈现先上升后下降的趋势;就环境因子而言,海拔对植物群落的物种多样性影响最大,而坡度对群落功能多样性的影响最大。【结论】不同森林群落和植物不同生活型在群落中的地位对评价群落动态及生态系统过程的重要性有较大影响,不同群落和植物生活型在物种多样性及功能多样性上均表现出明显的差异,这不仅与植物本身的生物学特性有关,也与群落所处生境有着密切的联系。     

长白山阔叶红松林早春植物群落特征研究

研究了长白山阔叶红松林内早春植物群落特征，为进一步深入研究其在森林生态系统中物质循环和能量流动等生态功能奠定基础。早春植物主要有12种2变种，隶属于8属4科。按Raunkiaer生活型分类标准统计，早春植物都属于地下芽植物。分别以相对多度、相对频度、相对显度和重要值为标准对各种早春植物进行排序，重要值排在前5位的植物分别是黑水银莲花、朝鲜银莲花、荷青花、五福花、大人字果。早春植物群落物种多样性的Shannon指数为2．5229，群落均匀度为0．9560，生态优势度为0．3212。     

长白山阔叶红松林径级模拟研究——林分模拟

该文利用指数分布、Weibull分布和混合分布3种类型7个方程模拟长白山阔叶红松林径级分布.研究结果表明,长白山阔叶红松林的径级分布不是理想的倒“J”型,基本为“S”型;用3个负指数方程和修正指数方程模拟均为倒“J”型,在半对数图上为直线;Weibull方程模拟出了单峰,但是效果一般;用2个和3个组分的Weibull混合模型对长白山阔叶红松林径级分布进行了成功模拟,3个组分的Weibull混合模型的模拟效果有所提高,但是并没有显著改善.      

长白山阔叶红松林大样地木本植物组成及主要树种的生物量

在长白山阔叶红松林25 hm2森林大样地的基础上,研究阔叶红松林木本植物组成,同时应用徐振邦等关于阔叶红松林主要树种的干、枝、叶生物量与其胸径的相关关系公式以及地上地下的生物量关系,直接推算阔叶红松林中红松、紫椴、蒙古栎、水曲柳、色木槭的生物量,进而得到单位面积的生物量.结果表明,长白山阔叶红松林25 hm2样地内胸径≥1 cm的木本植物共51个种,59 158个活的个体.5种主要树种的生物量以紫椴最高,为101 039.489kg/hm2;红松次之,为81 012.335 kg/hm2.水曲柳为54 767.362 kg/hm2,蒙古栎为35 035.157 kg/hm2,色木槭最低,为22 921.594 kg/hm2.对比分析以往的生物量测定结果,除了水曲柳的生物量外,笔者的测定结果都远高于徐振邦等的测定结果,紫椴的生物量高了近2倍,红松和蒙古栎的生物量都高了1倍.测定结果的不同可能源于大的取样面积及精准的仪器应用提高了对单位面积植物组成及其数量测定的精度,加之20年的植物生长以及全球变化等一系列因素的影响.     

长白山阔叶红松林土壤呼吸对氮沉降增加的响应1）

通过原位模拟氮沉降的试验研究了长白山阔叶红松林土壤呼吸及其对氮沉降的响应。分别在6、7、8月的月初采用喷洒尿素进行施氮处理,处理水平为对照、低氮（23 kg· hm－2· a－1）、中氮（46 kg· hm－2· a－1）和高氮（69 kg· hm－2· a－1）（以氮素质量计）,每月用红外分析法测定各处理水平的土壤呼吸速率3、4次。结果显示：在生长季内长白山阔叶红松林土壤呼吸有明显的季节变化,10月份最低（0．72μmol· m－2· s－1）,7月份最高（2．27μmol· m－2· s－1）;低、中氮处理提高了土壤呼吸速率,分别比对照高出55．4％和60．3％,高氮则降低了土壤呼吸速率,比对照低21．7％;模拟氮沉降没有改变土壤呼吸的昼夜变化趋势,其变化趋势与土壤温度一致,土壤呼吸速率与5cm 土壤温度呈显著的指数关系;模拟氮沉降增加改变了土壤呼吸对温度的敏感性,对照、低氮、中氮和高氮处理的Q10值分别为1．93、2．34、2．94和1．54。结果表明,在我国北方温带森林地区,未来氮沉降增加会促进土壤呼吸排放,并增加呼吸的温度敏感性,但过高的氮沉降会抑制土壤呼吸并降低呼吸的温度敏感性。     

长白山阔叶红松林不同群落类型的植物功能性状与功能多样性

【目的】对长白山阔叶红松林群落进行调查,并对植物功能性状进行分析,为森林群落功能多样性研究奠定理论基础。【方法】对长白山阔叶红松林4种主要植物群落(白桦林、杨桦林、臭冷杉红松林和紫椴红松林)进行群落学调查,选择比叶面积、叶厚度及叶枝中N、P含量6个功能性状及土壤、地形因子进行调查,分林层(乔木层、灌木层、草本层)和群落总体测算群落的物种多样性指数(香农威纳指数)、Walker功能多样性指数、Petchry和Gaston指数、Rao’s二次熵指数、功能丰富度指数、功能均匀度指数和功能分歧指数,对长白山阔叶红松林不同群落、不同林层的功能多样性及各指数间的相关性进行分析。【结果】在100个10m×10m的样方中,植物功能性状的差异比较明显,其中比叶面积变化幅度已高达716.16%;植物功能性状与环境因子密切关联,其中叶片厚度与土壤含水量呈显著负相关,与坡向呈极显著正相关;比叶面积与坡度呈显著正相关;对于群落整体,Walker功能多样性指数与香农威纳指数呈显著正相关,功能丰富度指数与香农威纳指数呈显著负相关。【结论】长白山阔叶红松林群落的功能多样性指数与物种多样性之间的相关性,与群落类型及其所处的演替阶段相互关联,功能丰富度指数随演替的进行而下降,而植物本身的遗传特性和环境因素对群落间功能多样性指数的差异也有必然影响。     

采伐干扰下长白山阔叶红松林优势树种生态位变化动态

利用Levins、Hurlbert和Pianka生态位指数分析了采伐干扰下长白山阔叶红松林优势树种的生态位动态特征.结果表明:在研究时段内假色槭(Acer pseudo-sieboldianum)、花楷槭(A.ukurunduense)和白牛槭(A.mandshuricum)生态位宽度较大.原始林与伐后不同年度资源维上...     

土壤温、湿度对长白山阔叶红松林不同土壤层呼吸速率的影响

在实验室条件下,研究土壤温度与湿度对长白山阔叶红松林不同深度土壤呼吸速率的影响。结果显示:枯枝落叶层、半分解层和壤土层的呼吸速率均随温度的升高呈指数增加趋势,而白浆土层与黄土层的呼吸速率先随温度的升高而增大;当温度超过15℃时,呼吸速率随温度升高而减小。枯枝落叶层、半分解层的呼吸速率随含水量的增加而呈线性增大;壤土层的呼吸速率随土壤含水量的增加呈先增大后减小的趋势,当土壤含水量约为36%时,土壤呼吸速率达到最大;白浆土层与黄土层的呼吸速率与土壤含水量没有明显的相关关系。浅层土壤对土壤温度和湿度的响应要比深层土壤敏感;各层土壤的呼吸速率贡献率会随着温度变化而发生改变,深层土壤呼吸速率在低温时期的贡献率要大于高温时期。     

用涡动相关技术观测长白山阔叶红松林蒸散特征

该文利用开路涡动相关系统测定了长白山阔叶红松林2003年蒸散量(潜热通量LE),并分析了其日、季变化特征.结果表明,该观测系统的能量平衡闭合度为86.5%,处于国际同类观测闭合度范围(60%～90%)的中上水平,说明长白山涡动相关法观测数据可信度较高.潜热通量与净辐射(Rn)呈二次曲线关系,与气温(Ta)呈指数关系,模拟出的LE日总量与Rn、Ta经验关系式,可对LE缺值进行插补.森林蒸散量日变化特点是白天高于夜间,中午最高,夜间潜热通量和显热通量(H)有低估的现象;季节变化特点是7、8月份蒸散量最高,冬季较低,且蒸散量在净辐射中所占的比例为生长季明显高于非生长季.该森林蒸散年总量为1 126.99 MJ/m2,相当于450.8 mm降水量,占年总降水量(538.4 mm)的83.7%. 关键词:森林蒸散, 能量平衡, 涡动相关法, 阔叶红松林      

长白山阔叶红松林通量观测的footprint及源区分布

该文根据通量观测塔上2003年12个月连续的通量观测资料,应用Schmid (1994)的FSAM(The Flux_Source Area Model)模型,分析不同大气条件下源区分布.结果表明:①源（汇）区分布的基本特点是:不稳定条件下,传感器测得的通量信息源区比稳定条件时近,源区面积相对小;相同水平下非生长季的信息源区比生长季的信息源区大.②在主风方向200°～290°,生长季不稳定条件下,通量测量的信息源区（P=0.8）迎风方向范围在0～600 m之间,垂直于迎风方向范围在-300～300 m之间;稳定条件下,分别为0～1 500 m,-1 000 ～1 000 m;在非生长季相同大气条件下,迎风方向和垂直迎风方向的范围较均值略大些,而风向在0°～90°、 90°～200°、 290°～360°时,相同大气条件下,其范围与主风向生长季的范围近似.③12个月统计结果表明,76 %的信息来自于西南至西北方相对均质的阔叶红松原始林,其中footprint取得最大值的源区在塔西南方100～400 m范围内,几乎没有来自北偏东方向的城镇下垫面的信息,而在塔东南方0.5 km以外的其他类型下垫面对通量测量的影响约3%左右.