【目的】从生理角度探究阔叶红松林不同演替阶段的5个主要树种对光胁迫的适应性差异;揭示不同高度和不同冠层方向是否对叶片的光合特性、光谱反射特性以及相关生理功能性状产生影响;对各树种的有机物积累速率进行评估,为东北地区阔叶红松林初级生产力的研究提供参考。【方法】选取了阔叶红松林林冠层的5个乔木树种(春榆、紫椴、胡桃楸、蒙古栎和红松)进行研究,测定不同取样位置的叶片光合参数、光谱反射参数、比叶面积、元素含量等生理指标,进行方差分析与均值多重比较,建立各生理参数之间的相关关系,利用异速生长方程估算样地春榆、紫椴、胡桃楸、蒙古栎和红松种群的初级生产速率。【结果】(1)光合特性、光谱反射特性、比叶面积、叶片厚度和叶片元素含量等生理特征的种间差异显著(P 0.05);(3)阔叶树种的暗呼吸速率和光补偿点分别与光化学反射指数存在显著的种间负相关(P

【目的】阐明长白山阔叶红松林乔木树种和灌木树种凋落叶分解之间的差异，探讨光合参数与植物凋落叶分解速率之间的关系，为揭示叶片经济学谱的普适性提供依据。【方法】以19个乔木树种和11个灌木树种作为研究对象，采用网袋法做分解试验，2019年10月26日布设分解袋，2020年4月26日、6月26日、8月26日、10月26日回收分解袋；通过Olson负指数衰减模型拟合分解系数，使用Li-6400便携式光合测定仪测定原位活体叶片的光响应曲线，拟合光合参数，分析相关性，并进行回归分析。【结果】（1）乔木树种中，红松分解系数最小（0.24），黄檗最大（1.05）；灌木树种中，毛榛分解系数最小（0.52），瘤枝卫矛最大（1.63）；灌木树种分解系数总体高于乔木树种（P=0.003）。（2）光合参数表现为光饱和点处的净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、叶片羧化速率（CE）、光饱和点（LSP）、最大净光合速率（P_(max)）、光补偿点（LCP）、蒸腾速率（T_r）、气孔限制值（L_s）、暗呼吸速率（R_d）这9个光合参数的均值乔木树种高于灌木树种（P <0.05），胞间CO_2浓度（C_i）和水分利用效率（WUE）在乔灌木树种之间不存在显著差异（P> 0.05）。（3）乔灌木树种分解系数（k）与P_n、LSP、P_(max)、G_s、CE、LCP呈显著负相关关系，与Rd无明显相关性；P_n和P_(max)存在多重共线性，逐步回归结果表明P_n对k的解释和指示作用最强。【结论】光照强度通过影响叶片形态以及养分含量进而影响凋落叶的分解速率，使得乔木树种虽然有更高的光合参数，但分解系数比灌木树种更低，即分解速率更慢，存在光照强度—叶片形态、养分含量—凋落叶分解速率的连通关系；P_n、G_s、CE、LSP、P_(max)、LCP基本符合叶经济学谱理论，P_n可以解释和预测叶凋落物的分解速率。

大气氮(N)浓度日益升高,N沉降对森林生态系统生产力的影响成为当前研究的热点。本研究在典型阔叶红松林内,使用尿素(CO(NH_2)_2)作为N源,通过向森林地表施N肥的方式对森林生态系统进行为期6年的N添加试验,探究N对森林生态系统各组分碳(C)密度及净初级生产力(NPP)的影响。施N水平分别为N0(0 kg/(hm2·a))、N1(30 kg/(hm2·a))、N2(60 kg/(hm2·a))和N3(120 kg/(hm2·a))。结果表明:N添加对森林生态系统植被C库、碎屑C库及土壤C库C密度均无显

通过对长白山林区椴树阔叶红松林伐根的大量调查 ,认为红松种群是由不同年龄阶段的群团状斑块组成 ,以多世代群居 ,优势世代之间没有一定的严格间隔期 ,在年龄结构图上往往出现两个或两个以上高峰。阔叶树在天然红松林中的分布呈群团状或散生 ,阔叶树的年龄也为异龄性 ,也为多世代共居。红松与阔叶树之间存在明显的动态消长关系 ,同龄伴生 ,异龄混生 ,形成复层异龄的针阔混交林 ,年龄结构与年生长关系的数学模型表明年生长量与年龄有正相关趋势 ,但林木年龄达到老龄时 ,生长有所减缓

长白山阔叶红松林实际林隙面积小于 2 5 0m2 的林隙数量占被调查林隙的 70 %以上 ,扩展林隙面积大部分分布在 1 0 0m2 ～ 5 0 0m2 之间 (70 %左右 ) ,林隙最大面积大部分分布在 3 0 0m2 ～ 90 0m2 之间 ,林隙模型所模拟的面积应在 5 0 0m2 ～ 90 0m2 之间。 4 0 %的阔叶红松林林隙是风干扰形成的。每个林隙的平均林隙形成木的数量是 2 .65株。最大林隙形成木集中分布在 5 0cm～ 60cm和 60cm～ 70cm两个径级内 ,占总数的5 0 %以上 ,红松、紫椴、蒙古栎和春榆在最大林隙形成木中占 95 %以上 ,其中紫椴 (4 0...

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...

【目的】探究不同间伐措施下树木的竞争环境差异是否影响树木生长变化趋势及其对气候因子的响应策略，为气候变化背景下森林经营和管理提供科学依据。【方法】以吉林蛟河林业实验管理局阔叶红松林优势树种红松、水曲柳、色木槭和紫椴为研究对象，选取4块面积为1 hm~2的间伐处理固定样地，间伐强度分别为0（对照CK）、15%（轻度间伐LT）、35%（中度间伐MT）、50%（重度间伐HT）。采用Hegyi竞争指数量化竞争并进行竞争压力组划分，比较分析不同间伐强度和竞争作用下各树种生长差异，构建不同竞争压力组树木与气候因子的关系，探讨间伐强度和竞争差异是否影响树木对干旱事件的响应策略。【结果】（1）不同间伐强度下低竞争组树木生长量显著高于高竞争组生长量（P <0.05）。（3）间伐增强了树木对干旱的适应能力，高竞争压力的红松和紫椴的恢复力，低竞争色木槭的抵抗力和恢复力均得到增强。红松、色木槭和紫椴恢复力均在重度间伐后呈现最大值。【结论】本文研究结果表明保留木竞争环境是影响树木生长的关键要素，并改变了树木生长与气候因子的相关关系。轻度和中度间伐能够有效提高保留木低竞争株数比例，促进保留木的生长，重度间伐增强保留木对干旱事件的恢复力。因此，间伐能够缓解气候暖干化带来的生长下降。

演替能显著改变森林群落结构和生态系统功能,叶片功能性状和生态化学计量学分别将叶片性状和元素平衡关系与生态过程联系起来。长白山自然保护区拥有完整的原始阔叶红松林生态系统,并与周边分布的不同林龄的杨桦次生林,共同形成了从先锋到顶级群落的次生演替系列。本论文研究了长白山阔叶红松林演替过程中主要树种的叶片功能性状和生态化学计量学的变异性,为深入理解森林演替过程中群落结构和生态系统功能的动态及其机制提供新的见解。本文主要研究结果如下:1.基于11个20 m×20 m不同林龄的样地数据,发现随着阔叶红松林演替系列的进

【目的】气候变暖背景下生态系统碳循环的温度敏感性研究是全球变化生态学的主要研究内容之一,森林生态系统生产力对温度的响应和适应机制是理解生态系统的温度敏感性的重要手段,长白山阔叶红松林作为典型的温带森林生态系统及重要的碳汇,研究其生产力对环境温度的响应,对提升中国森林植被碳循环模拟的准确性至关重要。【方法】本研究以长白山阔叶红松林为对象,收集长白山通量站2003—2011年共9年的观测数据,通过进行整合分析,量化了生态系统碳循环的3个关键过程:生态系统总初级生产力、净生态系统生产力和生态系统呼吸的温度响应曲线,并进一步分析环境因子对其最适温的影响。【结果】研究发现总初级生产力、净生态系统生产力的温度响应均表现为一条峰值曲线,并存在最适温,GPP的最适温(tGPP)与NEP的最适温(tNEP)存在显著线性正相关关系。在年际尺度上,一年中最高空气温度的改变是引起tGPP和tNEP变化的主要因素,而年均温和夏季温度对tGPP和tNEP的变化没有显著影响。当最高温度升高1℃时,tGPP和tNEP分别增加0.41和0.66℃。降水、光和有效辐射、饱和蒸汽压差等环境因子对tGPP和tNEP无显著影响,但夏季降水能够降低温度对tGPP的影响。【结论】通过上述研究说明,生态系统的初级生产力及净生产力存在温度适应现象,当研究碳循环与气候变化相互作用的模型时需要充分考虑生态系统生产力的温度适应,从而更加准确地预测碳循环对气候变暖的响应和反馈。

本文通过对长白山脉西部蛟河林场３２ｈｍ２原始红松阔叶林中７７个林隙的调查，研究了红松阔叶林中１３个主要乔木树种对林隙大小和发育阶段的更新反应规律。结果表明：树种更新密度随林隙大小的变化呈现出单峰型的反应，除沙松、紫椴和花楷槭在林隙面积为４０～６０ｍ２时更新密度最大外，其它１０个树种的更新密度都在林隙面积为２０～４０ｍ２时最大。树种更新密度对林隙发育阶段有单峰型、双峰型和变化不明显３种反应类型。所有树种在林隙内的更新密度都大于其在非林隙林分下的密度。

以原始阔叶红松林、次生林土壤NH+4-N与NO-3-N为研究对象,采用原位顶盖埋管法,研究2个林地土壤矿质氮供应水平与组成的差异动态。结果表明:观测期内原始阔叶红松林土壤NH+4-N含量均高于次生林,5、6、7月原始阔叶红松林土壤NO-3-N含量低于次生林,其他时段高于次生林;观测期内原始阔叶红松林土壤NH+4-N始终占优势,5、6、7月次生林土壤NO-3-N占优势,其他时段NH+4-N占优势。以红松、白桦分别作为顶级群落优势树种与退化演替群落先锋树种的代表植物,根据各器官氮含量动态与生长动态,对2个树种氮素获取行为模式进行连续研究。结果表明:红松、白桦氮吸收动态与原始阔叶红松林、次生林土壤矿...

利用树木年轮学方法,通过研究长白山阔叶红松林建群树种红松和先锋树种山杨生长特征及其对气候因子的响应,以期揭示不同物种对气候因子的响应差异。结果表明:红松和山杨对气候因子响应关系存在差异。红松主要受上年冬季温度和降水的负作用,山杨主要受到生长季末降水的限制作用。在极端情况下,上一年冬季的高温和较多降水以及当年生长季高温是导致红松形成窄轮的主要原因,而上一年生长季的较多降水和当年春季高温是影响山杨生长的主要原因。因此,树木生长—气候因子的关系具有一定的物种特性。此外,还发现随着温度上升和降水格局的改变,春季降水对红松生长的正效应以及月最低温度对红松和山杨的负效应将逐渐突显,这可能是导致红松适宜区面...

【目的】通过遥感数据分析长白山阔叶红松林不同演替阶段冠层光谱变化特征,为揭示长白山群落内部种间变化以及植被生产力对气候因子的响应机制提供理论依据。【方法】通过Google Earth Engine平台提取1984-2019年长白山原始阔叶红松林与次生白桦林Landsat和Sentinel多年冠层光谱数据并计算植被绿度参数,分析二者冠层光谱特征季节变化、植被绿度的季节与年际变化,计算植被年际绿度变化与同期月均温的Pearson相关系数。【结果】(1)原始林与次生林冠层可见光反射率在非生长季较高,生长季下降,而近红外光变化趋势则与此相反。在生长旺盛季节(5-10月底)原始林与次生林可见光波段冠层反射率相近,近红外波段差异明显,次生林冠层反射率更高。二者都具有明显的"红谷"、"绿峰"、"蓝谷"和"红边"现象,原始林冠层光谱反射率年变化幅度小于次生林。(2)原始林与次生林的绿度表现为相同的变化趋势,即春季展叶期间增长、秋季落叶期衰减。非生长季,原始林植被指数变化较为稳定且大于次生林,次生林林下透光度高。生长季,次生林增强植被指数(EVI)和哨兵二号红边位置(S2REP)均大于原始林,植被冠层生理活动更为旺盛,不同的卫星影像数据表现一致,且次生林的EVI峰值比原始林出现得略早。(3)1985-2019年的35年期间,长白山气温呈上升趋势,植被绿度也随之变化,即:二者EVI在增加,且夏季(生长季)增长幅度大于其他季节,春、秋季的年际差异较大。(4)与原始林相比,次生林EVI年际变化受春季气温影响较大,在生长季初期,二者的EVI与气温呈显著正相关;在整个生长季期间,当气温增加达到一定阈值后,EVI增长显著。【结论】长时间的连续冠层光谱变化监测与分析,可有效反映原始林与次生林植被物候变化差异。气温上升可能是引起长白山阔叶红松林绿度变化的重要因素之一。

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20～100m2之间的林隙占林隙总数的80.7%,扩展林隙面积在80～240m2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、...

在对我国桉树、落叶松及樟子松主要栽培区进行实地调查的基础上 ,利用有关地区森林资源二类调查及样地测定资料 ,以气候生产力为指标 ,比较评价了广东和海南桉树人工林、广西桉树人工丰产林和黑龙江省国有林区落叶松、樟子松人工林现实生产力。结果表明 ,广东粤西、海南省桉树人工林现实生产力分别是当地气候生产力的 2 2 .81%和 4 1.0 8% ;广西速丰林平均达73.78%。落叶松、樟子松分别达当地气候生产力的 2 5 .70 %～ 4 1.6 8%和 2 8.4 5 %～ 5 1.5 5 %。以典型局、场或丰产林项目为基础 ,对各研究树种人工林生产潜力进行了系统分析 ,提出在现有技术与经济条件下 ...