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[期刊] 林业科学  [作者] 马莉  牟长城  王彪  张妍  李娜  
【目的】从生态系统尺度揭示排水造林干扰对温带沼泽湿地碳源/汇功能的影响规律及其影响机制,以期为湿地碳汇管理提供科学依据。【方法】选取小兴安岭沼泽湿地排水造林后不同时期(10,30年)形成的人工兴安落叶松林及天然草丛沼泽为研究对象,采用静态箱-气相色谱法、碳/氮分析仪测定法与相对生长方程法,同步测定10,30年生人工兴安落叶松林及相应立地上天然草丛沼泽的土壤呼吸(CO_2、CH_4)碳排放量、植被净初级生产力与年净固碳量,并依据生态系统净碳收支平衡揭示排水造林对温带沼泽湿地碳源/汇的影响规律。【结果】排水造
[期刊] 中南林业科技大学学报  [作者] 申忠奇  韩丽冬  姜宁  郝丽  牟长城  
【目的】北方泥炭地对气候变暖引起的冻土退化可能具有正负反馈作用,但其对采伐干扰引起的冻土退化如何响应却仍不清楚。【方法】采用静态箱-气象色谱法和相对生长方程法,同步测定温带小兴安岭岛状冻土区落叶松-泥炭藓沼泽不同采伐处理(D-对照、Z_(15)-轻度择伐15%、Z_(45)-强度择伐45%、J-皆伐)(采伐试验已10 a)样地的土壤呼吸年净碳排放量(CO_2与CH_4)、植被净初级生产力及年净固碳量及相关环境因子(温度、水位、化冻深度及土壤碳氮含量等),并依据生态系统净碳收支平衡,揭示采伐干扰对温带岛状冻土区森林湿地碳源/汇的中期影响规律及影响机制。【结果】1)择伐(Z_(15)和Z_(45))使其土壤CH4年均通量(0.07~1.53 mg·m~(-2)h~(-1))提高5.7~6.4倍(P> 0.05),皆伐却使其显著提高20.9倍(P 0.05);3)采伐干扰改变了CH4排放的主控因子(由气温及5~10 cm土壤温度所控制转化为由气温、0~40cm土壤温度、水位、化冻深度及土壤碳氮比综合控制),但未改变CO_2排放的主控因子(由温度、水位、化冻深度、土壤有机碳含量及碳氮比综合控制);4)其植被净初级生产力(3.94~7.18 t·hm~(-2)a~(-1))和年净固碳量(1.79~4.46 tC·hm~(-2)a~(-1))呈现出随采伐强度增大而递减趋势,皆伐和Z_(45)使两者显著降低28.7%~45.1%和28.7%~59.9%(P 0.05);5)采伐干扰10 a后,择伐使其碳汇功能(-0.34~2.31 tC·hm~(-2)a~(-1))初步得到恢复(Z_(15)高于D 18.5%及Z_(45)低于D 48.7%,P> 0.05),而皆伐维持弱碳源(-0.34 tC·hm~(-2)a~(-1),P <0.05)。【结论】在中国温带小兴安岭岛状冻土区森林湿地碳汇管理实践中宜采取中、低强度的择伐方式,而应避免对其进行皆伐。
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 张功宝  蔡体久  徐飞  
以黑龙江省友好国家级自然保护区火烧、放牧和垦殖3种干扰类型退化森林沼泽湿地为研究对象,应用样地调查法和挖掘法对植物生长指标进行调查,分析不同栽植模式对退化沼泽湿地植被的恢复效果。结果表明:在火烧干扰湿地中,栽植红皮云杉纯林是最好的植被恢复模式,栽植3年成活率为89%,其他植被恢复模式的树木成活率都很低。在放牧干扰湿地中,红皮云杉纯林、落叶松纯林模式和红皮云杉与落叶松混交林的造林模式恢复效果好,3年平均成活率分别为94%、79%、85.5%。在垦殖干扰湿地中,栽植红皮云杉、落叶松纯林模式或红皮云杉与落叶松混交林的造林模式恢复效果好,3年平均成活率分别为92%、85%、83%。沙棘在3种退化森林湿...
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 崔巍  牟长城  卢慧翠  包旭  王彪  
采用样带调查与对比分析方法,研究大兴安岭人工落叶松沼泽林的生态系统碳储量(植被、凋落物及土壤)和年固碳量沿湿地过渡带环境梯度(0~400 m)分布格局,并与相应生境天然湿地对比分析,揭示排水造林对湿地碳储量及固碳能力的影响规律。结果表明:1)人工沼泽林与天然湿地的植被碳储量(6.49~59.95和3.24~78.97 t/hm2)沿过渡带环境梯度均呈递增趋势,排水造林使过渡带100~300 m生境植被碳储量显著提高了43.9%~240.8%(P
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 姜宁  牟长城  韩丽冬  申忠奇  
【目的】气候变暖引起冻土退化将会增加冻土之上湿地的温室气体排放,但有关采伐干扰对冻土湿地温室气体排放有何影响仍不清楚。【方法】运用静态箱-气相色谱,相对生长方程等方法,测定寒温带大兴安岭冻土生境毛赤杨沼泽林4种不同采伐处理(对照(D)、轻度择伐15%(Qz)、重度择伐45%(Zz)及皆伐(J))的土壤呼吸年碳排放量(ACE)(CO2和CH4),植被净初级生产力(NPP)与年净固碳量(VNCS)及相关环境因子(土壤温度、水位、化冻深度、土壤碳氮含量、雪被厚度等),依据生态系统净碳收支平衡,揭示采伐干扰对冻土生境毛赤杨沼泽林生态系统碳源/汇的影响规律及其机制。【结果】(1) Zz和J显著降低土壤CH4年均通量(0.008~0.019 mg/(m2·h))52.6%~57.9%,而Qz与对照相近(-10.5%,P>0.05),且其季节动态趋势存在2种类型(D、Qz双峰型-低排放及Zz和J双峰型-低吸收)。(2) Qz、Zz和J显著降低土壤CO2年均通量(103.69~133.65 mg/(m2·h))14.4%~22.4%(P 0.05),Zz和J显著低于D 13.7%~36.9%和14.2%~43.5%(P <0.05)。【结论】择伐干扰8年后寒温带冻土区毛赤杨沼泽林的碳汇功能已恢复,而皆伐后仍维持碳源,故在湿地碳汇管理中适宜采取择伐而应避免皆伐。
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 满秀玲  刘斌  李奕  
对小兴安岭草本泥炭沼泽湿地土壤有机碳、氮和磷含量分布特征进行研究。结果表明:漂筏苔草湿地土壤有机碳含量最高,有机碳平均含量为438.40g/kg,平均碳密度为88.99kg/m3,碳储量为35.40kt/km2,且10~20cm碳含量高于其他土层。修氏苔草湿地土壤有机碳含量随土层加深而逐渐减少,平均碳含量为98.74g/kg,碳密度为56.27kg/m3,碳储量为20.03kt/km2。2类湿地土壤全氮、水解氮和速效磷垂直变化均表现为随土层加深而逐渐减少,漂筏苔草湿地土壤全氮、水解氮、全磷和速效磷含量均高于修氏苔草湿地,分别是修氏苔草湿地的271%、548%、132%和216%。漂筏苔草湿地4...
[期刊] 林业科学  [作者] 牟长城  孙晓新  倪志英  杨明  张娜  
采用样带网格调查方法,研究大兴安岭22年生人工兴安落叶松沼泽林的群落结构、蓄积量、植物多样性及其沿沼泽-森林过渡带水分环境梯度的变化规律,并与天然沼泽森林进行对比分析,结合经济效益及环境影响,对沼泽-森林人工造林效果进行综合评估,提出沼泽-森林的分类经营模式。结果表明:1)天然沼泽林群落建群种沿沼泽-森林过渡带环境梯度发生明显的更替,而人工落叶松沼泽林均以落叶松为优势种;天然沼泽林的垂直结构比人工落叶松沼泽林完整;2)人工落叶松沼泽林的蓄积量沿着沼泽到森林方向的环境梯度呈增加趋势(4.3497~6.9905m3·hm-2a-1),而天然沼泽林呈减少趋势(6.6898~1.4118m3·hm-2...
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 闫苏  牟长城  王伯炜  王彪  
【目的】数据性分析了几种沼泽类型的长期碳汇作用、碳储量和固碳能力。目的是为了揭示几种沼泽类型的空间变异规律。【方法】采用年轮分析仪及相对生长方程法与碳/氮分析仪测定法,研究了生态系统的植被年净固碳量及净初级生产力,主要研究温带长白山沿湿地过渡带环境梯度顺序分布的4种天然沼泽的生态系统碳储量(土壤和植被),这4种沼泽类型包括:白桦沼泽、毛赤杨沼泽、灌丛沼泽和草丛沼泽。并分析了这几种类型的沼泽沿过渡带水分环境梯度的分布格局。【结果】(1)各个不同的沼泽植被碳储量分布((3.18±0.17)t/m~2~(54.04±23.76)t/m~2)沿过渡带环境梯度呈递增趋势,2种阔叶林沼泽显著高于草丛沼泽和灌丛沼泽15.9~16.0倍和9.3~9.4倍(P0.05)。(2)土壤碳储量为((459.67±7.11)t/hm~2~(824.5±50.79)t/hm~2)跟随过渡带环境梯度出现递减趋势,草丛沼泽显著高于2种森林沼泽和灌丛沼泽30.8%~79.4%(P<0.05),灌丛沼泽显著高于2种森林沼泽20.4%~37.1%(P<0.05),这表明沿过渡带环境梯度生态系统碳储量总体上也呈递减趋势,灌丛沼泽高于白桦沼泽23.8%(P0.05)。(4)植被年净固碳量((2.44±0.03)t/(hm~2·a)~(6.36±0.53)t/(hm~2·a))沿过渡带环境梯度呈现出阶梯式递增趋势,2种森林沼泽显著高于草丛沼泽与灌丛沼泽1.4~1.6倍和1.3~1.4倍(P<0.05),且高于中国陆地植被年均固碳量20%~30%及全球植被年均固碳量45%~55%。【结论】这表明森林沼泽湿地的固碳量远远高于陆地植被固碳量,故温带长白山2种阔叶林沼泽应属于高固碳湿地类型。
[期刊] 林业科学研究  [作者] 卢慧翠  牟长城  王彪  包旭  崔巍  
对比分析了大兴安岭不同采伐强度(未采伐—对照、轻度择伐—25%、中度择伐—35%、强度择伐—50%)下落叶松-苔草沼泽土壤密度、土壤有机碳含量与土壤有机碳储量的变化,揭示了采伐干扰对森林湿地土壤有机碳储量的影响规律。结果表明:①中度择伐与强度择伐显著提高了其土壤密度,轻度择伐则对土壤密度无显著影响;②轻度择伐显著提高了其表层和深层土壤的有机碳含量,中度择伐与强度择伐显著降低了其各土壤层和中上部土壤层的有机碳含量;③轻度择伐显著提高了其深层土壤有机碳储量,中度择伐和强度择伐则分别显著降低了中下部和中部土壤层的有机碳储量;④轻度择伐样地土壤有机碳储量较对照提高了16.2%(P>0.05),中度择伐...
[期刊] 林业科学  [作者] 牟长城  程伟  孙晓新  吴云霞  
采用静态箱-气相色谱法,研究小兴安岭兴安落叶松-油桦-修氏苔草沼泽林、兴安落叶松-油桦-笃斯越橘-藓类沼泽林和兴安落叶松-狭叶杜香-中位泥炭藓沼泽林生长季节土壤温室气体(CO2,N2O和CH4)排放通量的季节变化规律、季节排放量及其主控因素。结果表明:1)3种落叶松沼泽林土壤CO2排放通量均呈现夏季高(651.4~823.6mg·m-2h-1)春秋季低(233.3~310.0mg·m-2h-1)的单峰型季节变化,N2O排放通量(0.010~0.049,0.012~0.020和0.010~0.080mg·m-2h-1)分别呈现夏季>春季>秋季,春季>夏季>秋季和秋季>春季>夏季的变化规律,CH4...
[期刊] 林业科学  [作者] 郭辉  董希斌  姜帆  
针对择伐后的小兴安岭低质林分,采用LI-8100碳通量自动监测系统在春、夏、秋、冬4个季节对低质林分土壤碳通量进行观测,运用统计分析方法,分析采伐强度对土壤碳通量、土壤温度与湿度的影响。结果表明:采伐区的土壤碳通量高于对照区,随采伐强度的增加土壤碳通量呈现波动性,从采伐强度22%~47%,碳通量逐渐减小,之后趋于平稳,春、夏、秋、冬4个季节土壤碳通量的最大值出现在低度和中度采伐强度林分条件下;随采伐强度增加土壤温度增加,土壤湿度减少,土壤碳通量与距地表10cm处的土壤温度的关系符合指数模型,土壤碳通量与土壤湿度的关系符合一元二次模型;从标准化回归方程看出,土壤碳通量主要由土壤温度与湿度共同影响...
[期刊] 林业科学  [作者] 牟长城  包旭  卢慧翠  王彪  崔巍  
对比分析大兴安岭未火烧、轻度火烧与重度火烧兴安落叶松瘤囊苔草湿地的植被碳储量、凋落物碳储量及土壤碳储量,揭示火烧干扰对寒温带森林湿地生态系统碳储量的短期影响规律。结果表明:兴安落叶松瘤囊苔草湿地轻度与重度火烧样地的植被碳储量(6.35和0.26kg·m-2)较未火烧样地(7.12kg·m-2)降低了10.8%和96.3%,重度火烧使其显著降低(P<0.05);轻度与重度火烧样地的凋落物碳储量(0.23和0.15kg·m-2)较未火烧样地(0.34kg·m-2)降低了32.4%和55.9%,仅重度火烧使其显著降低(P<0.05);轻度与重度火烧样地的土壤碳储量(15.46和16.33kg·m-2...
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)  [作者] 周文昌  张曼胤  郭子良  史玉虎  庞宏东  杨佳伟  
湿地生态系统碳氮磷(C、N、P)生态化学计量比已成为当前探索群落生态动态过程的热点.然而,人类活动对沼泽湿地生态化学计量比的影响规律及其影响机制尚未明确.以神农架大九湖沼泽湿地为研究对象,探索植被—土壤碳氮磷生态化学计量比及其对人类活动的响应规律,以期为该区域湿地保护恢复提供决策支撑.研究表明:随着人类活动的影响,与泥炭沼泽比较,放牧区沼泽草甸和退耕区沼泽草甸土壤碳、氮、磷含量及其碳磷比、氮磷比显著降低(50%~90%),对碳氮比无显著影响.旅游干扰区沼泽除了显著降低土壤氮磷比外,其它无显著变化.放牧区沼泽草甸、退耕区沼泽草甸植被磷含量较泥炭沼泽和旅游区沼泽明显增加(40%~130%),植被碳、氮含量之间无明显差异.与泥炭沼泽比较,旅游区沼泽、放牧区沼泽草甸和退耕区沼泽草甸植被碳磷比显著降低(30%~50%),但植被碳氮比和氮磷比数据组之间无显著差异.植被—土壤生态化学计量比分析结果显示,氮磷比数值均小于阈值14,表明了该区域泥炭沼泽、草甸生态系统植被生长发育受到氮元素的限制,可能导致沼泽趋向富磷植被生长,为该区域沼泽湿地应对气候变化和氮沉降的研究提供理论支撑.
[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 王勇  张宝莉  刘灏  程鸿宇  吴文良  
为了解人工湿地中固体外加碳源的碳溶出规律及添加量对反硝化效果的影响,本研究选择竹子、木块和木本泥炭作为外加C源材料,在厌氧下测定3种材料的碳溶出量,同时应用于人工湿地中试试验,为人工湿地外加碳源的应用提供依据。结果表明:单位质量的试验材料C的溶出量是竹子>木块>木本泥炭,竹子、木块和木本泥炭的C溶出量均值分别达577、266和59mg/(kg·d);材料C溶出量随时间变化的回归曲线拟合度较高,溶出稳定。人工湿地中试试验中,添加62kg木块为外加碳源时的湿地系统对总氮和铵氮的去除率明显高于添加31kg木块的
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 高菲  林维  崔晓阳  
采用室内培养法研究了过筛处理对小兴安岭阔叶次生林和原始红松林土壤有机碳(SOC)矿化的影响,测定了土壤有机碳矿化速率和累积矿化量(Cm),以及培养前后土壤冷水提取碳水化合物(CWEC)和热水提取碳水化合物(HWEC),利用一级动力学模型拟合土壤有机碳矿化参数:潜在可矿化碳(C0)、易矿化有机碳(C1)等,并分析了土壤Cm与冷水提取碳水化合物和热水提取碳水化合物的关系。结果表明:阔叶次生林土壤有机碳矿化速率和Cm均大于原始红松林。过筛处理使2种森林类型土壤有机碳矿化速率和累积矿化量增加,其中1 mm过筛土壤
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