云雾山草地植被恢复过程土壤水库特性及影响因素

为了了解植被恢复过程土壤水库特征的变化及其驱动因子,为半干旱典型草原区植被恢复的土壤环境效应提供评价依据,研究了宁南半干旱典型草原区植被恢复80 a对土壤水库库容、实际贮水量和贮水效率的影响及驱动因子。结果表明:土壤水库总库容、吸持库容、实际贮水量、贮水效率以及土壤物理性质均在草原植被恢复25 a内不断提高,经37 a略微下降后随植被演替土壤水库特征和土壤物理性质继续改善。通过逐步回归分析,容重、有机质含量和水稳性团聚体分形维数是影响土壤水库总库容的主要因子,毛管孔隙度则是影响土壤实际贮水量和贮水效率的主要因子。土壤有机质含量与容重、分形维数呈显著负相关(P<0.05),与毛管孔隙度呈极显著正相关(P<0.01)。植被恢复促使有机质积累,从而改善了土壤结构状况,提高了土壤土壤贮水能力、贮水量和贮水效率。可以认为土壤有机质积累是土壤水库功能提高的直接动力。

黄土高原六盘山生态经济圈功能区规划研究

六盘山区位于黄河中上游,是黄土高原西部天然生态屏障和水源涵养区,在中国生态环境建设中具有重要战略地位。本区土地资源丰富,生态环境洁净,旱作农业潜力大,草畜业兴旺。六盘山生态经济圈规划了4个功能区和7大特色农业基地产业,以六盘山国家自然保护区为中心,加大退耕造林种草与管护力度,到2015年基本修复六盘山区受损的森林生态系统和灌丛草原植被;以旱作农业技术体系为支撑,建立高效可持续发展的生态农业系统和绿色农牧产品基地,为经济社会发展和新农村建设提供良好的生态环境和农业基础。

中国横断山区裂腹鱼亚科(Schizothoracinae)部分类群的系统分类和谱系地理学研究

论文以线粒体细胞色素b 基因对裂腹鱼属鱼类的两个分布广泛的物种 (灰裂腹鱼Schizothorax griseus 和光唇裂腹鱼Schizothorax lissolabiatus)进行了谱系地理学研究；对灰裂腹鱼进行了物种分化研究；对光唇裂腹鱼进行了地理变异研究；并进一步对横断山区分布的裂腹鱼属鱼类进行了谱系地理学研究；整理了中国境内伊洛瓦底江水系分布的裂腹鱼属鱼类。对灰裂腹鱼和光唇裂腹鱼的谱系地理学研究结果表明：1、来自不同水系的灰裂腹鱼和光唇裂腹鱼个体间存在明显的遗传差异，两个物种各自不呈单系；灰裂腹鱼和光唇裂腹鱼同域分布的个体有共享单倍型的情况；北盘江、牛栏江、乌江和元江的个体在系统树上有较近的亲缘关系。2、对灰裂腹鱼进行了重新描述并对来自于不同水系被认为是灰裂腹鱼的标本进行了查看，结果表明：灰裂腹鱼分布于金沙江下游及其支流；分布于澜沧江的，过去被认为是灰裂腹鱼的种类代表裂腹鱼属鱼类一新种——裸腹裂腹鱼Schizothorax nudiventris sp. nov.；分布于南盘江的过去被认为是灰裂腹鱼的种类代表一新种——异鳔裂腹鱼Schizothorax heterophysallidos sp. nov.；分布于北盘江的过去被认为是灰裂腹鱼的种类代表一新种——北盘裂腹鱼Schizothorax beipanensis sp. nov.。3、本研究还陈述了光唇裂腹鱼的各地理种群(怒江、澜沧江、元江、南盘江和北盘江)部分形态特征以及差异情况。主成分分析结果表明：怒江和澜沧江个体在形态上无差异；澜沧江上游和下游个体在部分特征上表现出一定程度上的渐变异。4、横断山区裂腹鱼属鱼类的谱系地理学研究表明：系统树不支持裂腹鱼属鱼类亚属的划分；本属不同种类Cyt b 基因序列的最大遗传距离为11.2%；怒江和澜沧江的个体以较高的支持率聚成一单系；伊洛瓦底江水系与雅鲁藏布江的个体以较高的支持率聚成一单系；金沙江流域与元江、南盘江、北盘江的个体聚成一单系；晚中新世(9.5 Ma) 和早上新世(3.6 Ma)的青藏高原的强烈隆升可能是横断山区裂腹鱼属鱼类物种分化的重要时间；裂腹鱼属鱼类的演化是历史生物地理学过程中隔离分化假说的一个实例；横断山区的古河道向南入海可能有3 个方向，它们是雅鲁藏布-伊洛瓦底江方向、怒江-澜沧江方向、金沙江及其支流-红河方向(包括南盘江-红河)；不支持长江第一湾为袭夺湾的观点，古金沙江入古红河可能不经剑川-洱海一线；滇中、滇东北水系发育复杂。5、本研究还对中国境内伊洛瓦底江水系分布的裂腹鱼属鱼类进行了整理。认为本地区裂腹鱼属鱼类共8 种(包括2 新种)：南方裂腹鱼Schizothorax meridionalis、奇异裂腹鱼Schizothorax heteri sp. nov.、独龙裂腹鱼Schizothorax dulongensis、软刺裂腹鱼Schizothorax malacathus、少鳞裂腹鱼 Schizothorax oligolepis、吸口裂腹鱼Schizothorax myzostomus、细身裂腹鱼 Schizothorax elongatus 和白体裂腹鱼Schizothorax leukus sp. nov.。

横断山区果蝇科的区系分类及伊米果蝇种组各种亚组间的系统发育关系研究

本文新种部分，记述了分布在横断山地区、台湾以及苏门答腊、菲律宾等地果蝇科的新种55种，异物同名3种。在果蝇属果蝇亚属的伊米果蝇种组建立了一个新的种复组－弯头果蝇种亚组(Drosophila curviceps species subgroup)；在quadrilineata种亚组内建立了一个新的种复组－背条果蝇种复组(Drosophila notostriata species-complex)。对横断山地区的果蝇进行研究，计有119个种，主要由东洋种、古北种、特有种和广布种组成；对其渊源关系进行分析。运用分支分类学的观点和方法对伊米果蝇种组中5个种亚组间的系统发育进行研究显示，hypocausta种亚组最原始，位地分支图的最底部，是外群向伊米果蝇种组过渡的一个类群，进化中心在热带的苏门答腊及其附近；其次分化的immigrans种亚组其进化中心仍在热带的苏门答腊及其附近；但该亚组的特种逐渐向北扩散，在中国云南的西双版纳及其附近地区形成次级进化中心。伊米果蝇种组总的进化方向是从热带向温带的逐渐演化。

小兴安岭主要树种及林型对气候变化的潜在响应研究

本文采用了国际上可信度高、应用广泛的林窗模型LINKAGES，结合多个气候模式的预测结果，对小兴安岭地区的17个主要树种和4个主要林型对气候变化的潜在响应进行了系统研究。验证结果表明，LINKAGES模型能够较好地跟踪并再现小兴安岭现有林分及各主要林型的演替动态，适用于树种和林型对气候变化响应的预测研究。主要结论如下： 1）以树种为研究对象的模拟结果表明，不同树种均具有各自不同的生存温度临界值，因此对气候变化的敏感性也不同。当温度缓慢上升时，云冷杉、枫桦将面临退化危险，但红松及其他阔叶树种的生长优势均更加明显；当温度快速上升时，大部分树种均显示出不同程度的衰退趋势，仅蒙古栎等耐高温、干旱的阳性树种能够较好地适应未来的高温环境。 2）以整个林分为研究对象的模拟结果表明，在小幅增温情景下，林分中的云冷杉、枫桦趋于退化，而红松及其他伴生阔叶树种的比重则逐渐增加，森林总生物量呈上升趋势；在中幅增温情景下，现存的云冷杉红松阔叶混交林有可能逐渐演化为阔叶混交林，物种多样性明显减少；在大幅增温情景下，小兴安岭现有林分呈显著的退化趋势。 3）林分年龄影响森林的演替方向。不同年龄林分对气候变化的响应程度存在差异。当未来气候条件适于红松生长时，过熟林的恢复能力最强，而中幼林的适应能力最强；当未来气候条件不适于红松生长时，过熟林的恢复能力下降，而中幼林依然具有较强的适应能力。 4）季节增温方式是影响森林演替方向的另一重要因素。当冬季增温幅度大于夏季时，小兴安岭现存林分的演替受气候变暖的影响相对最小，树种组成仍然能够保持较为稳定的针阔混交状态；反之，当冬季增温幅度小于夏季时，现存林分的演替受气候变暖的影响最显著，树种衰退最迅速。小兴安岭针阔混交林的演替与未来的增温方式关系密切，上限温度是现存树种能否继续存活的重要决定因子。 5）以林型为研究对象的模拟结果表明，如果未来气候维持当前的状况不变，云冷杉红松林、枫桦红松林、椴树红松林和蒙古栎红松林四种主要林型的森林组分均将继续维持目前的优势地位，并一直保持较为稳定的动态平衡。 在变暖气候情景下，各林型中的云杉、臭冷杉和枫桦将退出森林演替；目前的云冷杉红松林、枫桦红松林和椴树红松林均将逐渐向椴树、色木槭阔叶红松林演变；蒙古栎红松林林型内部的树种组成基本不变，但蒙古栎所占比例将大幅上升。 6）气候变化幅度决定各林型未来的生物量水平。椴树红松林和蒙古栎红松林100年后的红松生物量和林分总生物量均在小幅增温情景（OSU和GISS模式）下达到最大，云冷杉红松林则在中幅增温情景（CGCM2和HadCM3模式）下达到峰值，而枫桦红松林在现行气候条件下已经为最理想状态，气温的小幅变化也会对其造成影响。在大幅增温情景（UKMO和GFDL模式）下，各林型均难以适应近8℃的增温而全部呈退化趋势。 此外，土壤水分越充足，各林型对高温的耐受范围就相对越大。故从林型角度进行预测分析时，除温度外还应进一步考虑土壤水分与林内的湿度状况。

氮沉降对长白山森林表层土壤碳氮周转过程的影响

在大气CO2升高和氮(N)沉降增加等全球变化背景下，N元素对生态系统碳(C)、N元素周转过程的影响开始引起越来越多的关注。作为陆地生态系统C库重要组成部分的森林土壤，也逐渐成为研究的重点之一。 本文选择长白山地区典型森林生态系统表层土壤和凋落物，利用人工施N，在实验室控制条件下，模拟N沉降对森林土壤表层C、N元素周转过程影响。旨在从微观上揭示N沉降对凋落物和土壤表层腐殖质分解过程中C、N元素周转过程和土壤C库的影响，主要结论如下: (1) 外源N输入加快了凋落物早期的分解。阔叶树种（岳桦 Betula ermanii、蒙古栎 Quercus mongolica、椴树 Tilia amurensis）的凋落物的分解速度明显快于针叶树种（红松 Pinus koraiensis、鱼鳞云杉 Picea jezoensis）。凋落物的木质素含量是控制其分解速度的主导因子。 (2) N添加对凋落物可溶性有机C（DOC）淋失没有显著影响。DOC淋失主要受凋落物基本性质的控制。阔叶树种的凋落物DOC淋失量明显高于针叶树种。 (3) 不同植被下的土壤性质和C、N周转过程有较大的差异，岳桦林下土壤的微生物生物量和N矿化速率都显著高于暗针叶林，而土壤的C矿化量却低于暗针叶林。岳桦林土壤的DOC和DON淋失量也高于暗针叶林。 (4) N添加显著降低了森林表层土壤的呼吸速率。外加氮对土壤DOC淋失的影响存在一个平衡点，过高的N输入可能加快土壤中DOC的分解速度，降低DOC的淋失量。 研究结果表明，尽管长白山森林生态系统还没有达到“N饱和”，但不断升高的N沉降水平将对长白山典型森林生态系统土壤的C、N元素的周转过程产生较大的影响。但要全面评估N沉降对长白山地区森林土壤C库的影响，还需在野外进行长期定位研究。

森林管理对动物生境影响的模拟研究——以小兴安岭友好林业局为例

理解森林管理对野生动物生境的累积效应，需要对不同森林管理预案作出预测、分析和评价。本文，以小兴安岭友好林业局为研究区，利用空间直观景观模型LANDIS模拟其在6种森林管理预案—无采伐、皆伐、择伐I（禁伐区不采伐，限伐区和商品林区每10年采伐面积分别为5%和10%）、择伐II（限伐区和商品林区10%和15%）、造林I（采伐同择伐I，伐后人工更新）和造林II（采伐同择伐II，伐后人工更新）下200年内的森林景观变化。在查阅文献、野外考察和咨询相关专家的基础上，以GIS为平台，构建有着不同生境需求的3种动物：松鼠（Sciurus vulgaris）、马鹿（Cervus elaphus）和花尾榛鸡（Bonasa bonasia）在景观尺度上的生境适宜度指数（Habitat suitability index, HSI）模型，利用Arc的宏语言AML（Arc Macro Language）将LANDIS的输出结果与3种动物的HSI模型相结合，借助生境单元和类水平（Class level）上的景观指数（结合度指数等）评价动物生境，以反映不同森林管理预案对动物生境的影响。研究结果表明： 1）对于LANDIS的模拟结果而言，不同森林管理预案往往导致不同的森林演替动态：无采伐和2造林方案下，森林逐渐向成、过熟林演替，且造林方案显著增加了营林树种的分布面积；择伐I和择伐II下，由于成、过熟林被采伐，森林向后期演替的速度较为缓慢，而皆伐下，中、幼龄林的比重较大。定性而言，对于偏好早期演替的动物而言，皆伐下的生境适宜性较高；对于偏好中、后期演替森林的动物而言，2种择伐方案下生境适宜性较高；对于偏好后期演替的动物而言，无采伐和2造林方案下生境适宜性较高。 2）对于松鼠，无采伐和2造林预案下的生境单元和适宜生境（HSI≥0.5）结合度指数较高，适宜生境的平均斑块面积较大，表明这3种预案下的生境适宜性较高，而2择伐预案由于移去了大量成、过熟林，导致松鼠生境适宜性的下降，对于皆伐，尽管采伐量比2择伐预案的小，由于其不利于针叶林的天然更新，对松鼠的生境破坏更为严重。 3）对于马鹿，皆伐和2造林预案下的生境单元和结合度指数较高，而无采伐下的生境单元和结合度指数整体上又小于2择伐预案下的，这表明，适当的干扰反而利于提高马鹿的生境适宜性，因为，若没有这些采伐、造林等干扰活动，森林的郁闭度会随着树冠的封闭而逐渐加大，下层的许多不耐荫的树种就会消失或减少，降低马鹿的食物来源。 4）对于花尾榛鸡，若不考虑营林活动对其干扰，2造林预案下的生境单元和结合度指数较高，其次为无采伐预案，而皆伐和2择伐方案下较低，这表明，单纯的采伐的将减小花尾榛鸡的生境适宜性。 生态系统是一复杂的系统，因此，不可能存在适于所有动物的森林管理预案，对于管理预案的选择取决于管理者多方面（经济、生态和社会）的权衡。本文是将LANDIS与HSI相结合模拟评估森林管理预案对动物生境影响的一次尝试，研究结果表明了这一方法的实用性。尽管这一方法存在一定的局限性，但利用这一方法，能够可视化和量化结果，并比较不同森林管理预案，从生物多样性保护出发，为森林管理提供决策支持。最后，需要声明的是，本研究侧重方法的探讨，作为实际应用，还需要大量的野外工作来验证HSI模型。

辽东山区次生林生态系统主要树种幼苗对光环境的响应

辽东山区森林是辽宁省重要的水源涵养基地与用材林资源，在维系区域内生态环境和林产品的可持续供应方面占据十分重要的战略位置。该区的天然林已基本绝迹，因此该区的森林生态恢复具有重要意义。 已有研究表明，影响辽东山区森林更新演替最主要的环境因素是光环境。核桃楸（Juglans mandshurica）、水曲柳（Fraxinus mandshurica）、黄菠萝（Phellodendron amurense）和红松(Pinus koraiensis)是阔叶红松林的优势树种；这些树种幼苗对光环境的适应性差异，在群落演替和森林生态恢复中发挥重要作用。 本论文采用人为控制遮光试验测定了核桃楸、水曲柳和黄菠萝幼苗对光环境的响应，同时，采用自然光环境试验和人为控制遮光试验相结合的手段测定了红松幼苗对光环境的适应性。人为控制遮光试验设置的光环境类似于自然中的典型林窗、林缘和林下的光环境；在人为控制遮光试验中，研究材料于2007年4月末栽植于4个不同光环境（全光、全光的60%、30%和15%，分别记为FI、II、LI和WI处理）下，在2007年7~9月测定了树种幼苗的光合生理、叶片特征、生长和冠层形态特征等方面的变化，结果表明： 1）不同光环境处理区内的光合有效辐射（PAR）具有显著差异，形成一定的光强梯度，而气温，相对湿度和土壤含水量差异并不显著。全光处理区内的日平均PAR为842.4μmol∙m-2∙s-1，最大PAR为1884.1μmol∙m-2∙s-1，显著高于其它处理区。 2）生长在高光强下4个树种幼苗的叶片有较高的光合能力（Amax），随生长光强的下降，Amax显著下降；光补偿点（LCP）和光饱和点（LSP）也表现出随着生长光强的下降而降低的趋势。核桃楸和水曲柳净光合速率Pn的日变化最大值约为16μmol∙m-2∙s-1，黄菠萝的约为13μmol∙m-2∙s-1，这与温带阔叶树种叶片的最大净光合速率Pn在10~15μmol∙m-2∙s-1范围内的结论相符；3个苗龄红松针叶的Pn日变化均呈单峰型，没有光合“午休”现象，峰值出现在11:00~13:00期间。 3）4个树种幼苗的比叶重（LMA）和单位叶面积鲜重（LFA）均随着光环境的降低而下降；三个阔叶树种幼苗的叶长L、叶宽W、叶周长C和单叶面积A均具有随着光强的降低而呈增大的趋势，表明叶片通过调节叶片的形态来适应多变的光环境。 4）不同光环境对阔叶树种幼苗的植株冠形和生长有显著影响，而红松幼苗植株冠形和生长的变化无明显的规律性。 综上，本研究得出以下结论：○1.通过可塑性分析和模糊隶属函数分析，核桃楸和黄菠萝较水曲柳能适应更宽的光强幅度；同时，核桃楸和黄菠萝较水曲柳的需光性更强，核桃楸和黄菠萝的需光性差异不大。○2.与3年、5年生红松相比，7年生红松对光强的适应幅度最小；同时，7年生红松的需光性强于3年和5年生红松。○3.本研究结果支持前人的观点：红松在幼年阶段能耐一定程度的遮光，在全光的20%~60%光条件下生长较好，随着年龄的增大，红松的需光性增加。

大兴安岭冻土湿地泥炭有机碳矿化对气候变化因子的潜在响应

大兴安岭地区是我国地带性多年冻土和冻土湿地的主要分布区，近30年来，大兴安岭地区整体增温显著，气候变化的幅度加大，加之人类活动的频繁，冻土退化严重，冻土湿地出现了原有湿地萎缩和新生湿地扩张的现象。目前，对大兴安岭多年冻土湿地的研究还非常有限，且定性的研究较多，定量的研究极少，多数研究集中于冻土湿地的分布，冻土与湿地之间的机理探讨及描述多年冻土退化对湿地产生的影响等方面。 本论文通过室内培养实验，分析不同温度和湿度梯度及冻融作用下，大兴安岭不同多年冻土区湿地两层泥炭有机碳的矿化状况。结合回归模型，分析大兴安岭多年冻土湿地泥炭有机碳矿化对不同温度和湿度的响应，探讨在气候预案下，大兴安岭多年冻土湿地对气候变化的潜在响应。获得的主要结论如下： （1）大兴安岭多年冻土湿地存在着碳储层，其不同的冻土湿地区由于自然条件、融深等因素的不同，碳储层的厚度也存在着差异。多年冻土湿地含碳量和含氮量都很高，有机碳含量随剖面深度的增加有降低的趋势，泥炭全氮的含量随剖面深度变化复杂，这与湿地土壤形成的气候条件、微地貌和植被类型等有关。大兴安岭连续多年冻土区泥炭，C/N比要高于不连续多年冻土区湿地，并且有机碳含量与全氮含量存在着很好的耦合关系。 （2）大兴安岭多年冻土湿地泥炭有机碳矿化随温度的升高而升高，在培养温度5-20℃下，总的泥炭有机碳矿化量变化范围为18.55~112.91 mg g-1。虽然连续多年冻土区湿地泥炭有机碳矿化率和矿化量都要高于不连续多年冻土区湿地，但经过温度敏感性系数Q10分析，大兴安岭不连续多年冻土区湿地泥炭矿化对温度的响应更显著。从一元动力学方程分析结果来看，大兴安岭多年冻土湿地泥炭有机碳的矿化对15℃响应更显著。 （3）土壤湿度对大兴安岭多年冻土湿地泥炭有机碳矿化产生一定的影响，泥炭总矿化量出现了先随湿度的增加而增加，达到最适宜值后降低的趋势。从本论文的实验设置来看，大兴安岭多年冻土湿地泥炭有机碳矿化的最适宜湿度为60%WHC。利用二元回归模型很好地反映了湿度对大兴安岭多年冻土湿地泥炭矿化的影响，模型推测大兴安岭连续多年冻土区湿地泥炭有机碳矿化的最优湿度为10-20cm层63%WHC，20-30cm层65%WHC；不连续多年冻土区湿地有机碳矿化的最优湿度为10-20cm层65%WHC，20-30cm层59%WHC。 （4）大兴安岭多年冻土湿地泥炭有机碳矿化受温度和湿度的影响显著，其之间的交互作用同样显著。连续多年冻土区湿地有机碳矿化量要高于不连续多年冻土区湿地，这与其含有更高的有机碳和全氮有关。温度和湿度对泥炭有机碳矿化的影响可以用二元二次回归方程很好的表示（P<0.001），通过回归方程和方差分析，结果表明温度和湿度对大兴安岭多年冻土湿地泥炭有机碳矿化都非常重要。 （5）通过培养实验结果显示，虽然温度仍是影响大兴安岭多年冻土湿地泥炭有机碳矿化的主要因子，但随冻融作用处理次数的增加，冻土湿地泥炭有机碳矿化量和温度敏感性系数Q10值有增加的趋势，这意味着冻融作用对大兴安岭多年冻土湿地泥炭矿化产生了不小的影响。虽然冻融作用对大兴安岭多年冻土湿地的影响并不是很大，但大兴安岭处于寒温带，在气候变暖下，冻融过程的频率将加高，冻融作用对大兴安岭多年冻土湿地的影响不容忽视。 （6）大兴安岭地区近30年气候变化趋势分析表明，年均温增长显著，年降水量变化幅度大。在气候变化下，对于不连续多年冻土区，多年冻土不断的退缩及最终的消失，会使冻土湿地萎缩和消失，原有的典型的贫营养的泥炭藓沼泽湿地可能演化为富营养的苔草沼泽湿地或灌丛沼泽湿地，对于大片连续多年冻土区，冻土湿地的变化更加复杂，出现的湿地类型会更多。通过线性气候预案下的大兴安岭多年冻土湿地泥炭有机碳矿化分析，结果显示大兴安岭多年冻土湿地对气候变化响应显著，特别是对于变湿的环境。气候变化下，大兴安岭多年冻土湿地泥炭存在着潜在的分解，多年冻土湿地与气候变化之间存在着正反馈机制。 目前研究表明，大兴安岭地区对气候变化特别敏感，对大兴安岭冻土湿地的研究既填补了国内研究的空白，又对全球的碳循环研究提供了数据支持，并且加深了对冻土湿地生态过程的了解。

长白山主要树种对水氮变化的响应特征

探讨全球及区域性降水变化和大气氮沉降增加对植物的影响，能够为预测未来气候变化背景下植物相对竞争能力的变化及陆地生态系统的植被组成及其演替动态提供科学依据。本实验以我国温带典型红松针阔叶混交林主要组成树种紫椴（Tilia amurensis）、水曲柳（Fraxinus mandshurica）、蒙古栎（Quercus mongolica）和红松（Pinus koraiensis）为研究对象，采用控制试验的方法，在自然条件下模拟降水和氮素变化，研究幼树的光合特征、形态、生长及生物量分配对水氮变化的响应。主要结论如下： (1) 降水变化后，紫椴幼树保持自身的光合、形态、生物量及其分配特征不变；氮素添加后，紫椴幼树通过茎部的快速生长来提高对水分和养分的传输能力，植株的生物量也有较大增长。 (2) 在增加30%自然降水时，水曲柳幼树的光合速率降低，但并没有影响到整个生长季的生物量积累的提高；氮素添加后，水曲柳幼树各器官生物量和植株生物量都有增加。 (3) 蒙古栎幼树的光合碳同化能力受水、氮变化的影响不明显。蒙古栎幼树调节各器官的生物量分配，作为应对降水格局变化的策略，即减少30%自然降水时分配给茎部的同化物也减少，增加30%自然降水时茎干生长加速以适应水分传输的要求；氮素添加后，蒙古栎幼树通过增加对叶的同化物的分配，以调节各器官的生物量分配策略。 (4) 红松幼树的光合碳同化能力受水、氮变化的影响不明显。为适应水分的变化，红松幼树在减少30%自然降水时地上生物量减少、增加30%自然降水时地下生物量增加；氮素添加后，红松幼树总体生物量保持增加。 因此，面对全球变化背景下的水、氮变化，水曲柳幼树和红松幼树能更有效地利用增加的降水和氮素，而氮素增加对这两个树种生长的促进作用在降水减少时将被削弱；紫椴幼树的生长更多地受到氮素添加的促进，对降水格局变化响应不明显；蒙古栎幼树则通过调节生物量分配来适应变化的生存环境，但光合特征和植株生物量变化不大。在同龄的针阔叶幼树的竞争中，针叶树种在光合能力和形态特征等方面均占弱势。因此，在比较适应水氮变化的两个树种中，水曲柳幼树的竞争优势更加明显。

大兴安岭典型区森林景观变化及人为驱动力分析

森林景观在人类活动影响下的变化规律，是森林景观生态学研究的热点和焦点问题之一，也是森林经理学研究的重要内容。本文以大兴安岭呼中林业局为研究区，呼中自然保护区为其对照，充分利用TM数据、森林的资源清查图件资料和采伐设计资料，结合大量的野外调查，以GIS为核心技术，综合空间分析和各种统计方法，剖析呼中林业局1989-2000森林景观变化过程；分析道路、采伐的时空格局对景观格局和生态功能的影响，旨在更准确地揭示人类活动与森林景观变化的关系；同时为森林景观管理和森林经营提供科学依据。主要结论如下： ①呼中林业局1959-2000年的景观变化主要驱动力是采伐活动：优势类型从原有的大面积连续针叶林转变成大面积针阔混交林；森林景观功能指标，从一种高质量的匀质状态（原始状态）经过一个异质化程度增大（1989年）的过程，又形成一种低质量的匀质状态（2000年）。②采伐量、采伐面积、采伐方式和伐区的时空分布影响森林景观的结构和功能，采伐设计不合理甚至无设计的开发早期，主要导致针叶林面积下降，1989年后采伐，主要导致林龄下降。只要合理经营，该林业局森林有望获得较好的恢复，天保工程的实施为此提供了良好契机。③道路分割生境，使景观破碎化程度增加。移动窗口法判定道路对路旁植被影响阑的宽度为24-34m，且各个等级的道路之间无显著区别。④亚里河林场水源涵养、固土保肥、吸收二氧化碳和释放氧气四项服务功能总价值，1989年1.85亿，2000年1.37亿，下降25.9％。1989-1999年采伐当年损失的生态效益0.67亿元；由于道路的影响，该损失增加2％左右；该损失价值为当年生产木材所创造的经济效益的2倍。⑤呼中林业局野生动物的最适宜生境面积十年间减少41％，分布趋于破碎化；道路的存在使野生动物的适宜生境面积分别下降6.7％（1989年）和9.6％（2000年）。

辽宁东部山区天然次生林恢复的研究

辽东山区的天然次生林是辽宁的森林资源宝库和辽中城市群的天然屏障，在辽宁的经济建设和生态建设中发挥着不可替代的重要作用。辽东山区的天然次生林是原生植被阔叶红松林遭破坏后形成的次生群落，现大部分为低产、低质、低效的“三低”林分，因此天然次生林的恢复具有重要意义。本文对辽东天然次生林的演替动态、干扰对天然次生林的影响、恢复目标林分主要树种的生理生态学特性、恢复的生态过程及恢复技术等进行了系统研究，得出以下主要结论：（1）辽东山区的天然次生林，经聚类分析，分成四种主要类型即：柞木林、阔叶混交林、硬阔叶林和杨桦林。杨桦林在演替序列中的定位应属原生群落遭破坏后初级阶段即软阔混交林阶段。阔叶混交林主要是以锻属、榆属、械属、柞属等阔叶树种组成的群落，在演替序列中的定位应为软硬阔混交林阶段。硬阔叶林系指以辽东山区三大硬阔叶树种水曲柳、、黄菠萝、核桃揪等为主要树种组成的群落，在演替序列中的定位应为硬阔叶林阶段。柞木林是以栋属树种为优势树种的森林群落，它与阔叶红松林同时存在，是长白植物区系的一个亚顶极群落；（2）通过放牧对不同林分类型林木生长、森林环境以及部分生态功能的影响研究表明，天然次生林与其它林分类型比较，其抵御外来干扰的缓冲能力较强，具有一定稳定性。因此在天然次生林中可以适当放牧。科学地解决了辽东山区林牧矛盾问题。试验结果证明：不同采伐方式对天然次生林环境因子有明显影响。择伐是天然次生林较好的恢复途径，既不使森林环境发生大变化，同时择伐后还可以在林冠下引进针叶树，形成针阔混交林；（3）对天然次生林恢复所涉及到的主要树种红松、云杉、水曲柳、花曲柳、黄菠萝、蒙古柞、紫锻等进行了生理生态学特性与光环境关系的研究。红松是阳性树种，具有喜光的特性，但同时幼年又有一定的耐荫性。在透光10％条件下最大净光合速率为5.743μmofco2．m-2．s-1，全光条件下为8.233μmolco2．m-2.s-1。随树龄的增长趋于喜光。利用红松等针叶树的幼年耐荫特性，进行林冠下更新，使人工恢复阔叶红松林成为可能：在一定的光照范围内，水曲柳、花曲柳、黄菠萝、蒙古柞、紫锻这五种阔叶树的最大净光合速率随光照强度的增加而提高，在光照极弱的条件下生长不良，多数树种在透光70％条件下净光合速率最大；光饱和点、暗呼吸速率这五种阔叶树有所差异，蒙古柞和黄菠萝相对喜光，花曲柳和水曲柳居中，紫极相对耐荫；（4）天然次生林的人工恢复是多途径的。人工恢复阔叶红松林组成类型主要有：红松杂木林、红松花曲柳和蒙古柞林、红松水曲柳林、红松核桃揪林4种类型。各类型中红松重要值（相对密度＋相对频度十相对优势度）均超过100；在天然次生林下人工栽植红松，经过20年大部分林分已形成三层垂直结构；人工恢复过程中林木的生长，上层保留木随着林冠的伐开，生长加快，迅速郁闭，这对林冠下栽植红松的成活有利。因光照条件改善，林下阔叶树生长迅速，并大量萌生新的个体。林冠下红松的初期高生长与全光条件下比较几乎无差异，巧年后开始低于全光条件下的生长。红松径生长，栽植10年后明显低于全光条件下的；（5）根据辽东山区天然次生林的形成、现状、在群落演替中的定位以及功能定位等确定辽东天然次生林主要恢复目标为：阔叶红松林、柞树林和阔叶混交林，面积比例分别以30％、65％和5％为宜；以对天然次生林现状、人为干扰对其影响、恢复目标群落所需要的引进种和天然次生林中的主要建群种的生理生态学特性以及人工诱导过程中，系统所发生的变化的研究为基础，并结合林龄、密度、立地条件等确定恢复途径，采取人工诱导、抚育间伐、人工营造针阔棍交林以及封育保护等技术措施完成恢复过程，达到恢复目的。天然林保护是我国正在实施的重大生态建设工程，辽宁省也出台了天然次生林禁止商业性采伐的措施，使辽东天然次生林的保护得到了政策保障。本文研究成果将为辽东天然次生林的保护、恢复以及可持续经营提供可靠的理论依据和技术支撑。

云南横断山与吉林长白山赤杨根瘤内Frankia菌遗传多样性

本文应用nifD-nifK IGS及16S-23S rDNAIGSPCR-RFLP方法，系统研究了分布于云南横断山的旱冬瓜以及吉林长白山的西伯利亚赤杨、色赤杨和东北赤杨根瘤内Frankia菌的遗传多样性。该研究可加深对Frankia菌起源与进化的认识，并为保护和利用这一固氮共生资源提供科学依据。从113株赤杨的根瘤样品中共检测到48种基因型的Frankia菌株。首次确切报道了自然条件下不同基因型Frankia菌可与同一宿主植株同时共生，并且这种混乱性在横断山区普遍存在。通过对Frankia菌群体遗传结构的分析，查明云南省横断山旱冬瓜Frankia菌群体内遗传变异水平由高到低的顺序是苍山群体、高黎贡山群体、鸡足山群体、来凤山群体和无量山群体。酶切带型9为云南横断山旱冬瓜Frankia菌群体中最古老的类型；大部分（75.63％）遗传变异发生在Frankia菌的各群体内，同一气候区的Frankia菌群体有较近的亲缘关系。旱冬瓜Fran辰a菌遗传多样性特点与横断山气候特征及冰川运动历史密切相关。宿主赤杨的进化地位不同，其共生Frankia菌的群体遗传多样性水平也不同。古老的旱冬瓜共生Fran舫“菌群体内遗传分化最大，分化最晚的东北赤杨共生Frankia菌群体内遗传变异最小；属同一生活型的西伯利亚赤杨和色赤杨共生Fronkia菌间存在着较近亲缘关系；早冬瓜Fran舫。菌群体可能为其它赤杨共生Fran舫“菌提供祖先，因此认为赤杨与其共生Frankia菌间存在着协同进化。

长白山阔叶红松林生产力对气候变化响应的模拟研究

本论文以长白山阔叶红松林为研究对象，观测了阔叶红松林主要树种的光合生理生态特征，建立了单叶化汁卜片的光合作用模型，上推出群落的生产力模型，采用基于干物质生产过程的模型Sim-CYCLE，模型了该生态系统对·气候变化的响应。得到主要结论如下：（1）、在不同的CO2浓度和光合有效辐射条件下，长白山阔价卜红松林主要树种净光合速率月动态规律不同；气孔导度随着瞬时光合有效辐射强度和C02浓度的增加而有下降趋势。（2）、建立的适用于阔价f一红松林的单叶化气孔导度对环境因子气温（Ta）、光合有效辐射（PAR）、饱和水汽压（VPD）的响应模型：gs＝PAR（-1.606Ta2＋118.192Ta＋1878.67）／（355.700+PAR）（-430.433+VPL），这是一个基于叶片光合机理的群落生产力模型，在模拟了长白山阔叶红松林群落生产力时取得了满意的效果。（3）、采用干物质产量理论的Sim-CYCLE模型，通过样地尺度的参数化模拟表明，长白山阔叶红松林生态系统的总初级生产力（GPP）为14.89Mgcha-1、净初级生产力（NPP）为8.22MgCha-1、净生态系统生产力困EP）为2．67MgCha-1；在CO2倍增和温度上升时碳积累在增加，净初级生产力（NPP）为9.03±1.51MgCha-1、净生态系统生产力（NEP）为2.95±0.47MgCha-1。