长白山高山苔原研究的进展——献给中华人民共和国建国50周年

长白山高山苔原是我国唯一典型的极在自然景观类型。论述了１９５９年发现高山苔原的背景和依据。对高山苔原生态系统各组成要素的物理,生物,化学特性和过程以及与国外若干苔原比较研究的进展,作了回顾和综述。     

氮沉降对长白山苔原植被影响的试验研究

为了探讨氮沉降增加对苔原植被的影响,特别是对草本植物侵入苔原的作用,在长白山高山苔原带进行了连续4 a的人工氮沉降模拟实验,测定3种设定的氮沉降水平下牛皮杜鹃(Rhododendron chrysanthum)、笃斯越橘(Vaccinium uliginosum)和小叶章(Deyeuxia angustifolia)的生长状况和群落结构变化。研究结果表明:1与牛皮杜鹃、笃斯越橘等苔原本地种相比,氮沉降量增加更有利于侵入的小叶章生长;牛皮杜鹃生长对氮沉降量变化响应微弱,氮沉降量增加能明显抑制笃斯越橘的生长。2无小叶章侵入的牛皮杜鹃和笃斯越橘斑块在不同氮沉降量条件下,群落结构变化不明显,氮沉降增加不是小叶章侵入苔原带的直接原因。3在小叶章侵入牛皮杜鹃和笃斯越橘斑块后,氮沉降量增加强化了小叶章的竞争能力,逐渐取代牛皮杜鹃或笃斯越橘,成为优势种,推动高山苔原向高山草甸转化。因此,随着氮沉降量的不断增加,长白山苔原带将面临退化与草甸化。     

长白山西坡小叶章侵入苔原带调查与机理分析

受火山活动干扰,长白山各坡向植被演替进程表现出较大差异,东坡植被演替处于早期阶段;而北坡出现岳桦(Betula ermanii Charm.)上侵现象;南坡植被演替处于二者之间。经过多年野外调查对比分析,首次提出长白山西坡苔原带出现小叶章(Deyeuxia.angustifolia(Kom.)Y.L.Chang)侵入苔原的现象。调查显示小叶章呈现从低海拔处向高海拔逐渐侵入的趋势,威胁牛皮杜鹃(Rhododendron chrysanthum Pall.)及笃斯越橘(Vaccinium uliginosum Linn.)等苔原带植物的生存,并导致苔原带景观变化。在调查长白山西坡小叶章侵入苔原带的基础上,根据苔原带的环境变化设计了小叶章移栽与增温实验、小叶章种子着床实验。实证了小叶章上侵是火山喷发后植被演替的一个特殊阶段,并提出长白山苔原带西坡小叶章上侵代表了岳桦林带上移的理论。     

狼毒种群小尺度空间分布格局及空间关联性研究

空间分布格局、空间关联性对尺度具有较强的依赖性,种群在不同的尺度上往往表现出多种空间分布格局和空间关联性。在黑河上游高寒退化草地,采用点格局分析方法,研究了小尺度上狼毒(Stellera chamaejasme)种群的分布格局和空间关联性。结果表明:小尺度上随着种群的发育,狼毒种群的空间分布格局由聚集分布逐渐向随机分布过渡;两个形体大小程度越接近的种群之间,空间关联性越有可能表现为正关联,随着种群的共同发育,空间关联性逐渐向不显著过渡,形体大小差异程度越大,则越有可能表现为负关联,而较大尺度上空间关联性趋于复杂化。种群个体之间的相互庇护促使狼毒个体的数量不断增长,并通过种内竞争使斑块不断扩张,狼毒种群合作与竞争机制的相互转变实现了种群的扩散。     

甘肃敦煌西湖荒漠-湿地生态系统优势植物种群分布格局及种间关联性

基于25个样地、375个样方和150条样线的调查资料,采用扩散系数(C)、负二项参数(K)、平均拥挤度(m*)、丛生指标(D、聚块性指标(PI)、Green指数(GI)、Cassie指标(GA)和Moristia指数(Ⅰδ)等8个指标以及方差比率(VR)法,对甘肃敦煌西湖荒漠-湿地生态系统优势植物种群的空间分布格局、聚集强度和种间总体关联性进行了研究.结果表明:①研究区8种优势种群均为聚集分布(p＜0.01).其中,多枝柽柳群落、多枝柽柳沙包群落和胡杨群落均具有较高聚集程度,而疏叶骆驼刺群落和芦苇群落均具有较低聚集程度.②研究区优势种群中灌(乔)木层均为聚集分布(p＜0.05).③研究区优势种群在各海拔梯度上均为聚集分布(p＜0.05).随海拔梯度的增加,种群聚集强度增加,且种群聚集程度变化较为平缓.④研究区植物群落中,灌(乔)木层主要种群的种间联结表现为显著的正关联,乔灌草和草本层的主要种群的种间联结表现为显著的负关联.应用2×2联列表x2统计量、联结系数(AC)和共同出现百分率(PC)等方法,综合分析了敦煌西湖主要种群的种间联结显著性和关联强度.结果表明:研究区大多数种群种间关联程度不显著(p＞0.05),不关联的种对数明显要多于显著关联种对数,显著负关联的种对数多于正关,说明种群对生境和资源要求不一样,与总体种间相关性检验的方差比率VR值的结果一致,群落中优势物种处于不稳定阶段.     

火山干扰下的长白山植被分布规律

距今约800 a前,长白山天池火山发生大规模普林尼式喷发,喷出的巨量火山浮石及火山灰毁灭性地破坏了长白山植被。由于受喷发倾角和强劲高空西北风影响,使各坡向火山灰和浮石的沉积厚度不同,东坡最厚,南坡和西坡次之,北坡最少。火山灰与浮石形成疏松的成土母质,在流水持续侵蚀下,对破坏后的植被演替产生了长期影响。利用野外调查和现有资料,论证了长白山植被分布独特性规律是长白山火山喷发及喷发物水蚀过程对生态系统作用的结果,确认火山喷发虽历经800多a,目前各坡向植被仍然处在演替的不同进程之中,呈现差异性分布规律。     

鄱阳湖洲滩优势植物种群的分布格局

根据野外样地调查数据,应用方差均值比率法、聚集强度指数法和相关分析法,对鄱阳湖洲滩优势植物种群分布格局进行了研究,分析了其形成的原因,并比较了各指数间的关系.结果表明,鄱阳湖洲滩优势植物种群都为聚集分布,它们的聚集强度存在差异,聚集度最高的是糙叶苔草(Carex scabrifolia),最小的是稻搓菜(Lapsana...     

阿拉善高原珍珠猪毛菜(Salsola passerina)种群空间分布格局

为探究阿拉善高原珍珠猪毛菜(Salsolapasserina)种群生长习性和空间格局分布机制,采用体积划分龄级方法和Ripley's K函数对具有代表性的珍珠猪毛菜种群年龄结构、空间分布格局及不同龄级间的空间关联性进行研究.结果表明:珍珠猪毛菜种群结构以稳定型为主,其次是增长型,成年个体占比高,种群整体趋于稳定.随干旱...     

基于3S技术的长白山自然保护区湿地分类及分布研究

利用3S技术与实地调查相结合对长白山自然保护区的湿地系统进行了分类,从ALOS卫星影像提取土地覆被信息,将其与研究区的地貌、地形、水系等环境因子进行空间叠加分析,把该地区的湿地划分为2个系统、5个子系统和14个类型,并绘制出湿地分布图,研究湿地分类及空间分布特征.研究表明:1)从水平分布上看,湿地受地貌和水文影响较为明显.北坡坡度较小,易积水,沼泽湿地分布较多;南坡地势起伏较大,河网稀疏且多季节性河流.2)从垂直分布上看,沼泽湿地在山体上垂直分布特点较明显,沼泽以各种森林沼泽为主.河流湿地以长白山火山锥体为中心呈放射状分布,随海拔降低、坡度变缓而加宽.3)从景观破碎度上看,长白山自然保护区湿地总体景观破碎度较小,森林沼泽和高山苔原景观破碎度较大,受人为干扰明显.     

青藏高原高寒草甸优势植物种对大气甲烷行为分异机制

采集青藏高原高寒草甸15种优势植物进行室内沙培实验,利用静态箱-气相色谱法测定其甲烷通量,以确定其对大气甲烷的源汇效应;对植物体实施横切、纵切处理,研究植物甲烷排放的机制.结果显示:8种植物为大气甲烷的源,多为草本植物,7种为大气甲烷的汇,多数灌木植物吸收甲烷;横切、纵切处理对于植物甲烷释放速率的影响显著(p＜0.05),释放甲烷的植物中5种植物纵切后甲烷释放速率增加,增幅10.9％～ 244.06％,6种植物横切后甲烷释放速率增加,增幅27.04％～37.44％,灌丛植物在横切、纵切处理后甲烷通量都呈降低的趋势;对植物纵切处理后甲烷释放速率显著高于未处理与横切处理后植物甲烷释放速率,推测是由于几种处理间对于植物维管束处的气腔破坏程度不同造成的;温度对于植物的甲烷行为影响显著(p＜0.05),随着温度的升高植物甲烷的源/汇效应均呈现增加趋势,甲烷源植物Q10=1.75,甲烷汇植物Q10 =1.44.     

长白山北坡苔原/岳桦景观边界的定量检测

景观边界是不同景观类型之间的过渡带,是生态系统与环境(包括地形和地貌等)相互作用的产物,运用地理信息系统和多变量分析方法(主成分分析PCA和移动窗口分析法MSWA)分别对样线数据和TM遥感影像数据进行分析,定量判定长白山北坡苔原和岳桦景观边界的宽度和位置。结果表明:长白山北坡苔原和岳桦景观边界的宽度为60m左右,这与野外样线调查的结果——该边界的宽度为50m相一致;研究结果表明:与地理信息系统和其它统计方法相结合,TM遥感影像数据可以用于森林景观边界的定量检测;在景观边界的检测方面,移动窗口法比主成分分析法更可靠;只要样线布设合理,主成分分析法也可以用于景观边界的定量检测。     

长白山锦北雨养泥炭剖面元素富集规律分析

为了揭示长白山锦北泥炭沼泽区泥炭沉积环境和重金属元素的历史变化及其对环境的指示意义,利用荷兰W ardenaar泥炭采样器采取泥炭样品并对样品进行高分辨率切割。用原子吸收分光光度计和等离子体发射光谱仪测定不同深度剖面Ca,Mg,Na,K,A l,Ti,Cu,Zn,Fe,Mn,Pb,Cr,N i和Co的浓度。研究分析了Ca,Mg,Na,K,A l,Ti,Mn,Zn,Cu,Pb,Cr,N i和Co在泥炭剖面的分布趋势并对其进行了相关分析和富集分析,得出Mn,Zn,Cu,Pb,Cr,N i和Co呈显著相关且在泥炭表层明显累积,揭示出泥炭表层重金属元素的大气沉降来源,表明近年来人类重金属消耗量及排放量的增加是大气沉降重金属元素的主要释放源,而且环境中重金属污染有加重的趋势。     

长白山苔原湿地资源及可持续利用研究

本文按照海拔、坡向、地貌特征及植被结构把长白山苔原湿地划分为5个类型，并分别概述了各类苔原湿地的分布特征。长白山独特的生境蓄育了独特的植被与植物资源、土壤资源、水资源和旅游资源；为使其开发与保护协调发展，就必须对苔原湿地资源进行可持续开发利用。     

长白山玄武岩台地土壤动物多样性及其生态地理分布

于2014年春、夏和秋季对长白山玄武岩台地原始针阔混交林、次生针阔混交林、次生落叶阔叶林及耕地土壤动物进行研究。结果表明：大型土壤动物的多样性,春季次生针阔混交林为最高,夏季和秋季原始针阔混交林为最高,耕地在3个季节均为最低;中小型土壤动物的多样性,春、秋两季原始针阔混交林为最高,夏季次生针阔混交林为最高,耕地在3个季节仍为最低。根据一维方差分析可知春、夏、秋3个季节原始针阔混交林、次生针阔混交林和次生落叶阔叶林土壤动物类群和平均密度均显著高于耕地（p<0.05）;而各生境土壤动物的类群和平均密度季节变化差异不显著（p>0.05）。各生境土壤动物的多样性呈现出随土层深度的增加而降低的趋势。土壤温度、速效P、有机质和土壤湿度的变化是影响长白山玄武岩台地土壤动物多样性地理分布的主要因子。     

高寒草甸植物群落物种多样性研究概况

人类活动、小型哺乳动物行为活动以及自然因素是引起高寒草甸植物群落物种多样性变化的主要因子。一般情况下，高寒草甸植物群落物种多样性与放牧、施肥强度呈单峰曲线。长期过牧使高寒草甸退化严重，而围栏封育能使这种情况受到一定程度的控制，但围栏封育有时不符合“放牧优化假说”。工程活动，小型哺乳动物的活动、冻土退化使高寒草甸植物群落发生演替，物种多样性也随之变化。此外，地形引起水、热、养分的再分配，使不同的生境有着不同的物种多样性。概述各干扰因子及不同干扰频率的不同作用。为保护高寒草甸植物群落物种多样性及制定合理的草地利用制度提供科学依据。     

长白山景区旅游安全风险动态评价研究

以长白山景区旅游安全为研究对象,以鱼骨图、动态贝叶斯、GIS技术等为基本研究方法,从研究区自然环境、社会环境及责任人为3个方面出发,筛选景区致险因子,构建景区旅游安全风险危险性评价指标体系,利用动态贝叶斯方法综合构建景区旅游安全风险动态评价模型;并以实测数据及景区统计数据为依据,划分景区旅游安全风险评价的4个动态时段,综合实现景区旅游安全风险动态风险评价。研究结果表明：① 中等以上风险区域呈条带状分布;② 高风险区域与主要景点重合;③ 长白山景区安全风险发生高概率的时段发生在第三个时段（12:00~14:00）;较高概率发生分别在第二个时段（10:00~12:00）与第四个时段（14:00~16:00）;中等概率发生较高的时段在第四个时段（14:00~16:00）;较低概率发生在第一个时段（8:00~10:00）。