• ISSN 2096-4900
  • CN 23-1603/S
  • 主管 国家林业局
  • 主办 国家林业局哈尔滨林业机械研究所
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2019年 2卷 3期 出版日期:2019-09-28
综合评述
段玲玲,王 兵,牛 香

全面研究碳水循环机制、变化趋势和生态系统调控管理是解决全球变暖问题、 保护淡水资源、促进世界经济可持续发展的战略需要。只有深入探讨陆地生态系统的生理过程机制和环境控制原理,才能进而探明生态系统的碳汇功能和蒸发散过程,为应对气候变化的影响奠定理论基础。 植物功能性状是在生物地球化学过程中影响碳水循环、物质和能量循环的根本因素,进而会影响生态系统的服务功能。因此通过对植物功能性状与碳水通量的关系研究,探讨由物种层次拓展到群落层次再延伸至生态系统层次的研究方法,进而解决植物性状观测数据与宏观生态监测数据空间尺度不匹配的问题,以推动宏观生态学的发展,解决区域生态环境问题。结合文献报道,首先综述国内外碳水通量研究进展,并阐明植物功能性状的定义及分类方式;其次按照植物个体器官分别讨论各功能性状与碳水通量的关系研究,分析植物功能性状如何影响碳水输人和输出过程; 再次探讨不同功能性状间的协同作用,进而探讨植物性状与碳水通量的关系从物种到群落再到生态系统水平的尺度拓展的研究。 目前由物种功能性状进行尺度推绎的研究有多种方法,如基于过程的碳水通量耦合模型,可由单叶尺度拓展至区域甚至全球尺度;单叶尺度气孔导度-光合作用-能量平衡耦合模型采用多层模拟的方法进行尺度上推,得到林冠层尺度的碳水通量模型;植物群落生物量加权法,将单叶尺度的植物性状指标拓展到群落尺度,在相同尺度水平构建生态系统内土壤-植被-大气间的功能参数的定量关系等。今后应加强如何实现由点的性状到面性状拓展,如何定量评估天然群落性状功能,如何将群落性状与生态系统性状观测技术相联等研究。以群落性状为核心连接个体性状与生态系统性状, 推动微观性状指标研究与宏观性状指标研究相结合。

2019 Vol. 2 (3): 1-6 [摘要]( 0 HTML (1 KB)  PDF (6722 KB)  ( 21 )

张 强,张未红

生态文明是继农业文明、工业文明之后的人类文明形态,生态法是对生态文明建设的制度回应。但生态法并不是单一的法律规范集成,而是有其自身的逻辑结构,本文提出,生态法在三维模式基础上形成的,所谓三维模式是由生态伦理、 生态技术和生态法律制度相互联系、相互作用所组成的一种理想的模式, 该模式生态法建立的基础、 原动力、未来发展的方向指引,乃至在生态领域的法治运行的解释路径。 同时,在这种模式下生态伦理是生态技术和生态法律制度形成的伦理基础,生态技术则是将生态伦理和生态法律制度应用到社会生态保护实践中的重要方法和手段,生态法律制度则是对生态伦理的不断演进以及生态技术生产和实施的保障,三者共同组成生态法立体型结构模式。 本文从生态法三维模式的形成和发展、三维之间的关系以及其对生态法的作用等三个方面简要分析和讨论了生态法三维模式的重要作用。 但是由于生态法在具体内容的模糊性,以及在研究的深人细致的缺乏,目前,我国的生态法的三维模式在现阶段还处于一个理想的状态。 无论如何,国家加强生态伦理教育、创新和发展生态技术,完善生态法律制度,都是生态法走向完善的必要之举。

2019 Vol. 2 (3): 7-12 [摘要]( 1 HTML (1 KB)  PDF (6562 KB)  ( 18 )

卢康宁,段经华,纪 平,李惠鑫,陈欢欢,杨振寅

生态系统长期定位观测是对生态系统研究的重要手段,通过在典型自然或人工生态系统地段建立长期定位观测设施,对生态系统的组成、结构、生物生产力、养分循环、水循环和能量平衡等在自然状态或人为干扰下的变化过程进行长期连续观测,以阐明生态系统发生、发展、演替的内在机制。单个站点的长期定位观测、实验和研究往往具有其局限性,难以揭示更普遍性的规律。 多站联合,从站到网的模式成为生态定位观测发展的必然趋势。20世纪70年代,生态定位观测研究站的网络化、全球化迅速发展。生态系统定位观测研究网络是开展生态系统长期定位观测的重要平台,为全球环境变化和陆地生态系统相互作用关系的研究提供了重要手段。为全面了解我国陆地生态系统定位观测研究网络的发展现状,本文从发展情况、取得成果等方面重点介绍我国陆地生态系统定位观测研究的三个主要网络:中国陆地生态系统定位观测研究站网(CTERN)、中国生态系统研究网络(CERN)和国家生态系统观测研究网络(CNERN),并对我国陆地生态系统观测研究网络存在的问题,发展趋势进行了探讨。

2019 Vol. 2 (3): 13-17 [摘要]( 1 HTML (1 KB)  PDF (5706 KB)  ( 16 )

研究论文
高国强,程云环,王政权,谷加存

【目的】随着森林的发育过程,林木个体的生长和生物量分配,以及林分水平的结构和功能均发生了明显的变化。然而,细根生物量与林分年龄的联系,目前仍然了解有限。本研究以黑龙江省帽儿山地区兴安落叶松人工林为研究对象,比较了同一林分在 19年和32年生时林分水平(单位面积)和单株水平细根生物量的垂直分布和季节动态,分析了影响细根生物量变化的林分与土壤因子, 旨在明确林分年龄对细根生物量的影响和潜在的机制。【方法】在生长季内的5月、7月和9月,采用土钻法获取土壤 0~30 cm深度细根并测定生物量,同时测定林分特征和土壤养分和水分含量。【结果】随林龄增加,落叶松人工林单位面积细根生物量显著下降,而单株细根生物量变化不显著;与19年生林分相比,32年生林分土壤表层(0~10 cm)细根生物量占总细根生物量的比例明显下降,土壤亚表层(10~20 cm)和底层(20~30 cm)细根生物量所占比例增加,呈现出细根向深层土壤增生的趋势。土壤表层(0~10 cm)单位面积细根生物量随林分年龄的变化趋势与林分密度和胸高断面积、土壤铵态氮浓度变化关,但是单株细根生物量受林分和土壤因子的影响均不显著。【结论】林分发育过程中,落叶松细根生物量降低,细根的资源吸收策略发生了明显的改变。

2019 Vol. 2 (3): 18-24 [摘要]( 0 HTML (1 KB)  PDF (6256 KB)  ( 21 )

孟繁丽,冯宇倩,陈 军,理永霞

【目的】为了揭示热激蛋白90(Heat shock protein 90,HSP90)基因在杨树抗溃疡病中的功能,克隆获得毛白杨 HSP90 基因的全长序列,以期明确 HSP90 基因的表达与溃瘍病菌侵染间的关系。【方法】采用 RT-PCR 技术和 Gateway 克隆的方法,获得了毛白杨的 HSP90 基因序列,并利用相关软件对该基因编码的蛋白的理化性质、疏水性、结构域、功能及亚细胞定位等进行了生物信息学分析。【 结果 】毛白杨的 HSP90 基因序列( NCBI 登录号:AGU99972.1)全长为2 100 bp, 其中A+T占 52.90%, C+G占47.10%, 共编码699个氨基酸。毛白杨 HSP90 基因的生物信息学分析结果显示,该基因编码的蛋白相对分子质量为 80.08 kDa,理论等电点为 4.96。毛白杨 HSP90 蛋白主要位于细胞核和细胞质膜中,且在N端含有1个基因保守结构域HATPase_c,可与ATP结合,具有内源ATPase活性,属于 HSP90 家族,为亲水性蛋白,可能具有离子通道的功能。 同时,对毛白杨的 HSP90 基因进行系统进化分析,发现毛白杨的 HSP90 基因与毛果杨(gi 539331543)、大豆(gi 358248990 和 gi 356552478)的亲缘关系较近,而与毛果杨(gi 224124864)的亲缘关系相对较远,说明同一物种的 HSP90 进化可能有所不同。【结论】首次从毛白杨中成功克隆得到与抗溃疡病相关的 HSP90 基因,并对其序列和生物学信息进行了分析,为下一步研究 HSP90 基因在杨树抗溃瘍病中的功能奠定基础,也为进一步研究 HSP90 基因在杨树抗逆胁迫中的生理功能提供了理论支持。

2019 Vol. 2 (3): 25-30 [摘要]( 1 HTML (1 KB)  PDF (6284 KB)  ( 9 )

梁慧敏,魏江生,贺 敏,周 梅,赵鹏武

【目的】华北落叶松是内蒙古大兴安岭南段主要的人工林树种,分析华北落叶松年轮宽度指数的变化以及与气象因子的相关性,以此判断华北落叶松人工林在大兴安岭南段地区的适应性,为可持续经营管理提供理论依据。【方法】赛罕乌拉是大兴安岭南段次生林的典型地段,并且是内蒙古最大的次生林区。在1986年种植的华北落叶松人工林区域内,按国际树木年轮库(ITRDB)的要求,2013年随机采集54棵华北落叶松108根树芯,其中死树14棵。运用树木年轮气候学方法,建立华北落叶松年轮宽度年表,利用相关函数分析 1986—2013年的气温和降水气象因子与年表的相关性,揭示华北落叶松径向生长对气候响应规律。【结果 】(1)华北落叶松径向生长与上一年 5、7月的平均最高温和平均气温呈显著性负相关(P<0.05),与当年冬季11月的降水量具有显著性正相关(P<0.05),和其它月份也均成正相关但显著性不明显,表明华北落叶松主要受到冬季降水量的影响。 (2)通过年轮与气象因子的响应分析得出,华北落叶松对气候的响应具有明显的“滞后性”,具体表现为,干旱胁迫对当年树木的径向生长量影响不显著,对第2年树木的径向生长量影响显著。 2006年发生极端干旱年,发生后第4年内华北落叶松发生死亡现象。【结论】大兴安岭南段华北落叶松人工林的径向生长主要受到当年冬季 11 月降水量的显著性影响。华北落叶松受到干旱胁迫时有明显的“滞后性”,影响体现在第 2 年即形成窄轮。这可能意味着,随着未来干旱的加剧,冬季降水对华北落叶松的生长变得更加重要。

2019 Vol. 2 (3): 31-36 [摘要]( 0 HTML (1 KB)  PDF (5617 KB)  ( 14 )

韦昌雷,王立中,刘芳蕊,刘学爽,赵希宽,王 峰

【目的】本文利用黑龙江嫩江源森林国家生态系统定位观测研究站冻土观测场 2012-2013年冻土活动层与土壤热通量观测资料,分析了大兴安岭南瓮河湿地多年冻土活动层地温变化规律,以期为大兴安岭地区冻土观测研究提供合理的科学依据。【方法】用地温传感器(109, CSI,USA)和土壤含水量传感器(CS616, CSI,USA)分别测量不同深度(5、10、20、30、40、50、60、70、80、100、120、140、160、180 cm)土壤温度和土壤体积含水量;用空气温湿度传感器(HMP45C, Vaisale, USA)测量地上150 cm处空气温度和相对湿度;用土壤热通量(HFP01SC,Hukseflux, USA)测量5和10 cm深度的土壤热通量。通过数据采集器(CR1000, Campbell, USA)采集,每10 min自动记录一次平均值。【结果】多年冻土活动层地温与气温的变化规律相一致, 气温对土壤温度的影响具有一定的时滞,滞后时间随着土壤深度的增大而增大;在整个年度冻融循环中,土壤各层都经历降温、开始冻结、完全冻结、升温、开始融化、完全融化的过程。不同深度开始冻结的时间相差不大,但融化时间相差较大,在冻融循环中,冻结过程耗时明显小于融化过程;多年冻土活动层土壤热通量与表层温度均呈现周期性变化。在表层冻结过程中,土壤热通量变化剧烈,完全冻结全变化趋于平缓。【结论】通过研究南瓮河湿地多年冻土活动层地温的动态变化,对该区冻土活动层地温变化过程及规律有了初步了解,为进一步研究湿地冻土奠定基础。

2019 Vol. 2 (3): 37-40 [摘要]( 0 HTML (1 KB)  PDF (3772 KB)  ( 13 )

邹 璐,何 平,厉月桥

【目的】泡桐轻基质容器苗的是利用泡桐良种脱毒组培苗移栽至轻基质容器中培育形成的苗木,在其工厂化培育过程中,由于培育水肥和光照微生境的异质性,使同批泡桐组培苗生长形成为生长势不同的轻基质容器苗,为明确不同等级泡桐轻基质容器苗移栽至大田后苗木间生长和质量的差异;【方法】在河南省通许县建立生长对比试验林,对泡桐轻基质容器苗壮苗和弱苗的大田移栽苗木的苗高、地径、根幅、根茎叶器官组织中全氮、全磷、全钾和有机碳浓度、单位面积产苗数和优质苗产出率进行了测定分析。 【结果 】1 个生长季后,泡桐轻基质容器苗壮苗培育的大田苗苗高、地径、根幅和大田保存率为 3. 96 m、5. 77 cm、1. 34 m 和 92.22%,分别比弱苗提高了 40.43%、19.21%、103.03% 和 18.41%。方差分析表明,各生长指标均极显著高于弱苗培育的大田苗; 泡桐壮苗培育的大田苗茎组织内各矿质元素浓度均高于弱苗大田苗,组织内全磷、全钾浓度分别为0.49g?kf和 2. 56 g?kg'1, 均极显著高于弱苗培育的大田苗;而壮苗根 、叶组织中全氮、全磷、全钾和有机碳浓度与弱苗差异不显著; 壮苗单位面积大苗产出数 6 403 株? hm_2和优质苗产岀率达 58.24%,分别比弱苗提高了 1. 17倍和 8. 73倍。【结论 】利用泡桐轻基质容器苗壮苗培育的大田苗的优质苗产出数、苗木质量均优于利用弱苗培育大田轻基质容器苗,应在生产中推广应用。

2019 Vol. 2 (3): 41-44 [摘要]( 1 HTML (1 KB)  PDF (3809 KB)  ( 19 )

研究简报
杨圆圆,张东宏,董振洁侯琳,张胜利

【目的】秦岭山地是铅锌矿重要分布区,铅锌矿的开采导致铅锌元素以不同形式扩散。 林地土壤中铅锌元素的累积对森林生态系统服务功能有显著影响。【方法】以秦岭山地广布的华山松和锐齿栎天然林为研究对象,测定并分析了两种不同龄组林分林地土壤 Pb、 Zn含量及分布特征,并以陕西省土壤环境背景值为标准,采用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法,评价了Pb、Zn污染状况。【结果】结果表明:(1)锐齿栎林地0~40 cm 土层Pb 平均含量显著高于华山松林地;两种林分幼龄林林地土壤 Pb 含量均最低;中龄锐齿栎林地土壤 Pb 含量高于同林分其它龄组; 除0~10 cm 土层外,中龄华山松林地土壤 Zn 含量低于同林分其它龄组; 两种林分Pb、Zn 含量在0~40 cm土层无明显垂直分布特征。(2)华山松天然林地0 40 cm 土层的 Zn 含量与土壤 C: N 显著正相关,与土壤 N:P 则极显著负相关;锐齿栎天然林地0 40 cm 土层的 Pb 含量与土壤 N: P 比极显著正相关。(3)华山松中龄林和锐齿栎林林地土壤中 Pb 的单项污染等级为重度污染,其余为中度污染; 锐齿栎中龄林土壤的内梅罗综合污染为重度污染,其余各林分为中度污染;两种林分土壤中 Zn 的单项污染污染等级均为为警戒级和安全。【结论】树种、林龄和土壤化学计量特征对天然林林地土壤 Pb、Zn 的积累有一定影响;林地土壤铅污染必须受到重视。

2019 Vol. 2 (3): 45-51 [摘要]( 0 HTML (1 KB)  PDF (5387 KB)  ( 17 )

于宏影,王思瑶,闰晓娜,丛日征,王晓红,黄艳

【目的】偃松种子种皮坚硬,在自然状态下难于萌发,这严重制约了偃松的发展,本试验以大兴安岭呼中区种子为研究试材进行种子萌发试验,为制定实用、经济、快速、有效的解除偃松种子休眠、促进萌发的技术措施提供理论和技术参考。 【方法】试验为单因素试验,采用三种不同浓度的H2S04(1%,5%,10%),NaOH (0.1%,1%,2%),KN03(1%,2%,4%),PEG6000(5%, 10%,15%),GA3((10 mg? L-1, 100 mg? L-1,300 mg? L-1) , IAA (10 mg? L-1, 100 mg-L-1, 300 mg?L-1),ABA(10 mg?L-1,100 mg?L-1, 300 mg?L-1))溶液处理经过雪藏的偃松种子,浸种时间为 24 h,进行偃松种子的萌发试验。【结果】不同处理间的发芽率、发芽势及发芽指数的差异均达到极显著水平。对种子的发芽率、发芽势和发芽指数做相关性分析,显示三者之间呈极显著正相关关系,且相关系数都高于 0.9, 说明这三个性状之间的联系尤为密切。经过萌发试验,发现 4% KN03、10% PEG6000、100ml?L-1GA3能有效提高偃松种子的发芽率、发芽势和发芽指数。 三个处理的种子发芽率、发芽势和发芽指数的平均值为83.56%、67.55%和37.22%,分别超过对照发芽率、发芽势和发芽指数的 14.99%、51.22% 和 54.63%。【结论】在实际生产实践中,对这几种方法加以推广利用,可以显著提高偃松种子的发芽势、发芽率和发芽指数,也可以把几种方法相结合进行,以期更进一步促进偃松种子的萌发。

2019 Vol. 2 (3): 52-57 [摘要]( 0 HTML (1 KB)  PDF (5221 KB)  ( 22 )

王晓红,黄 艳,于宏影,杨 兰,韦 睿,张吉利

【目的】气象要素的分析可以揭示森林内小气候的动态变化规律,是森林生态系统定位观测研究的主要内容之一。通过对大兴安岭地区森林内部和森林外部主要气象因子进行系统地比较分析和研究,揭示大兴安岭地区森林与气象因子之间的相互作用关系。【方法】采用林外对照区与大兴安岭林内定位观测的实验方法,以大兴安岭地区森林连续 3 年气象观测数据为基础,采用对森林内外气象因子定位观测的实验方法,对大气温度、相对湿度、降水量和风速风向等气象因子进行对比研究,并分析其差异特征。【结果】研究结果表明:(1)大兴安岭地区 5—10月间,林外平均气温、平均最高气温大于林内气温只有 5 月的平均最低气温林外高于林内,6—10月,林内平均最低气温高于林外平均最低气温; (2)6月到8月间,林内外相对湿度差较大,最高出现在6月,5月、9月和10月相对湿度差较小,由于地理位置的特殊性,大兴安岭地区9月以后树木开始掉叶,减少蒸腾作用,保持树木的水分,抵抗寒冷的气候,所以9月后相对湿度差值逐渐减小,10月森林内外相对湿度值接近;(3)四个月森林内外降水量相近,分别是5月、6月、9月和10月,7月和8月森林外降水量观测值大于林内的,而且7、8两个月林外降水量较大;(4)5月平均风速最大,8月平均风速最小。【结论】森林内外温湿度岀现差异的主要原因是由于林冠对太阳辐射的吸收和对地面长波辐射的发射作用导致的,茂密的林冠层也阻挡林内外空气交换,降低林内风速,使林内林木及其他森林植物蒸腾和林地蒸发等产生的水汽在林内保持较多,导致林内的空气湿度高于林外。 由于地理位置的特殊性,大兴安岭地区森林到了9月份大部分树木开始落叶,林冠对林内降水的截留作用减小,导致林内外降水量差值逐渐减小。

2019 Vol. 2 (3): 58-62 [摘要]( 0 HTML (1 KB)  PDF (4498 KB)  ( 17 )