长白山阔叶红松林冬季雪面蒸发特征
长白山阔叶红松林冬季雪面蒸发特征
*
李辉东1,2
关德新
1**
王安志1
吴家兵1
金昌杰1
施婷婷
3
(1森林与土壤生态国家重点实验室,中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳110164;2中国科学院大学,北京100049;3南京信息工程大学,南京210044)
摘 要 利用2002 2005年冬季积雪期涡度相关水汽通量和微气象观测资料,对长白山阔叶红松林雪面蒸发动态及其与气象因子的关系进行分析.结果表明:该涡度相关观测系统积雪期能量平衡闭合度为79.9%,潜热通量占净辐射的21.4%.研究期间,该区蒸发日变化呈单峰曲线形式,蒸发速率在融雪期大于稳定积雪期.30min 平均蒸发速率与净辐射呈线性关系,与气温呈二次曲线关系;蒸发日总量与净辐射呈二次曲线关系,与气温呈指数关系.积雪期蒸发日总量呈下降?稳定?上升的动态变化趋势,且上升期>下降期>稳定期,蒸发日总量最大值为0.73mm 四d -1,最小值为0.004mm 四d -1.2002 2003二2003 2004和2004 2005年积雪期蒸发总量分别为27.6二25.5和22.9mm ,占同期降水量的37.9%二19.5%和30.0%,平均蒸发日总量分别为0.17二0.19和0.17mm 四d -1.关键词 涡度相关 雪面蒸发 潜热 日变化 气象因子
文章编号 1001-9332(2013)04-1039-08 中图分类号 P464;S715 文献标识码 A Characteristics of evaporation over broadleaved Korean pine forest in Changbai Mountains ,Northeast China during snow cover period in winter.LI Hui?dong 1,2,GUAN De?xin 1,WANG An?zhi 1,WU Jia?bing 1,JIN Chang?jie 1,SHI Ting?ting 3(1State Key Laboratory of Forest and Soil Ecology ,Institude of Applied Ecology ,Chinese Academy of Sciences ,Shenyang 110164,China ;2
University of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100049,China ;3Nanjing University of Informa?tion Science &Technology ,Nanjing 210044,China ).?Chin.J.Appl.Ecol .,2013,24(4):1039-1046.
Abstract :Based on the measurement data of water vapor flux by open?path eddy covariance system and of the micrometeorological factors in broad?leaved Korean pine forest in Changbai Mountains during the snow cover period from 2002to 2005,this paper analyzed the dynamics of snow cover evaporation and the relationships between the evaporation and meteorological factors.The energy balanced ratio during the snow cover period was 79.9%,and the latent heat flux accounted for 21.4%of net radiation.The diurnal variation of the evaporation presented a single?peak curve,and the evaporation rate during snow?melting period was higher than that during stable snow cover peri?od.The half?hour evaporation presented liner relationship with net radiation and quadratic relation?ship with air temperature.The daily evaporation presented quadratic relationship with net radiation and exponential relationship with air temperature.The daily evaporation presented a dynamic trend of decreasing?stable?increasing,with the maximum at increasing stage and the minimum at stable stage.The maximum value of the daily evaporation was 0.73mm四d -1,and the minimum value was 0.004mm四d -1.During the snow cover periods of 2002-2003,2003-2004and 2004-2005,the annual evaporation was 27.6,25.5,and 22.9mm,accounting for 37.9%,19.5%,and 30.0%of the precipitation in the same periods,respectively.The mean value of the daily evaporation in the three periods was 0.17,0.19,and 0.17mm四d -1,respectively.
Key words :eddy covariance;snow evaporation;latent heat;diurnal variation;meteorological factor.
*国家自然科学基金项目(41105112,31240041,31070546,30970483)资助.**通讯作者.E?mail:dxguan@https://www.wendangku.net/doc/c016836283.html, 2012?09?25收稿,2013?01?28接受.
应用生态学报 2013年4月 第24卷 第4期 Chinese Journal of Applied Ecology,Apr.2013,24(4):1039-1046
积雪具有独特的辐射和热力学特征,强烈影响地表的能量平衡[1-2]二大气环流和区域水量平衡[3-4],是区域乃至全球气候的主要影响因素之一[5-6],包括雪面蒸发在内的陆地表层积雪动态变化及其影响研究已成为当今气候学二水文学和生态学研究的热点[7-8].目前,全球季节性积雪覆盖约34%的地球表面,积雪时间长达26周[6],相较于生长季,尽管冬季雪面蒸发速率较小,但由于覆盖面广且积雪时间较长,故蒸发总量较大.因此,研究雪面蒸发对于正确理解区域水文过程和水量收支平衡二合理开发利用水资源二应对全球变化与水资源安全具有重要意义.
我国稳定积雪区达420×104km2,其中,包括内蒙古在内的东北地区多达120×104km2[9],是我国季节积雪水资源的主要蕴藏区之一.目前,中国关于积雪蒸发研究主要集中在天山和青藏高原等西部地区[10-11],对东北区域的积雪蒸发至今没有研究报道.长白山区常年积雪,作为中国北部积雪季节最长的地区之一,长白山区年均积雪日数达170d以上[9],是东北积雪区的典型代表,研究长白山区的积雪蒸发特征有助于理解东北区域的能量与水量平衡特征,可为应对气候变化和水资源短缺提供理论依据.
本文基于长白山阔叶红松林2002 2005年冬季积雪期涡度相关水汽通量和微气象观测资料,测定冬季雪面蒸发量,并分析其动态特征及其与气象因子的关系.
1 研究地区与研究方法
1.1 研究地概况
本研究在中国科学院长白山森林生态系统定位站1号标准地阔叶红松林内进行(42°24′N,128°6′E,海拔738m),该区年均气温3.6℃,最冷月(1月)平均气温-18.6℃,极端低温可达-32℃,年均降水量695mm,其中,冬季降雪可达131mm,年积雪期长达170d.研究区地势平缓二均质,有足够的风浪区长度(大于500m).林下为山地暗棕色森林土,主要建群种有红松(Pinus koraiensis)二椴树(Tilia amurensis)二蒙古栎(Quercus mongolica)二水曲柳(Fraxinus mandshurica)和色木槭(Acer mono).林分为复层结构,平均株高26m,立木约560株四hm-2,总蓄积量380m3四hm-2.
1.2 观测方法
观测点建有高62m的微气象观测塔,开路涡度相关系统(OPEC)安装在40m高度,包括三维超声风速仪(CSAT3,Campbell,USA)和CO2/H2O红外气体分析仪(Li7500,LiCor Inc,USA),脉动信号采样频率为10Hz,通过数据采集器(CR5000,Campbell, USA)采集并按30min计算通量平均值进行存储.塔上还安装了7层气象要素传感器,高度分别为2.5二8二22二25.5二32二50二62m,测量要素有空气温湿度(HMP45C,Vaisala,Helsinki,Finland),林地土壤温度的测量深度分别为0二5二20二50二100cm(105 Tand107T,Campbell,USA),在林内5cm土壤深处安置2个土壤热通量板(HFP01,HFP01SC,Hukse?Flux,Netherlands)测量土壤热通量,原始采样频率为2Hz,通过数据采集器(CR10X?TD,CR23X?TD, Campbell,USA)采集并按30min计算平均值进行存储.同时,在长白山森林生态系统定位站森林气象观测场同步进行温湿风压和雪深的气象常规观测.
1.3 数据处理与质量控制
1.3.1数据阈值判定 降水二凝露等天气,落在OPEC系统传感器感应窗口的水滴会导致测量值异常,需要对采集的数据进行阈值判断.根据当地冬季气候特征,各项观测值的合理取值范围规定为:净辐射(-200,800),土壤热通量(-100,100),气温(-35,30),潜热(-100,250),显热(-150,500).
1.3.2储热量的计算 储热量变化(△Q)公式如下:
△Q=S a+S v+S s+S g+G(1)式中:S a为观测高度下的气层储热量变化;S v为植被储热量变化;S s为积雪储热量变化;S g为表层土壤(5cm以上)储热量的变化;G为深层土壤(5cm以下)储热量的变化.G由安装在林内土壤5cm深处的土壤热通量板直接测量,S a二S v二S s和S g 参照文献[12-14]方法计算.
1.3.3积雪期阶段划分 根据气象站积雪观测及通量塔下方的地表温度观测数据,将整个积雪期划分为稳定积雪期和融雪期两个阶段.
稳定积雪期指积雪稳定二无显著融雪现象的时期,初始日定义为气象站有连续积雪观测的初日,结束日定义为林内0cm地面温度上升到-0.2℃并趋于稳定的初日.本研究包括2002年11月1日至2003年3月22日二2003年11月27日至2004年3月11日二2004年11月26日至2005年3月20日二2005年11月29日至2005年12月31日.
融雪期指春季来临前有显著融雪现象的时期,定义为从林内地表温度稳定在-0.2℃开始到林内
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积雪融尽.本文包括2003年3月23日至4月9日二
2004年3月11日至4月10日二2005年3月20日至4月4日.
1.3.4数据插值 计算蒸发日总量时,对低于2h 的潜热通量异常值根据前后数据进行线性插补,对高于2h 的异常值不计其日总量,直接将该日排除.对缺失的蒸发日总量,利用微气象观测数据,采用蒸发日总量与净辐射的拟合方程进行插补,详见式(5).2 结果与分析
2.1 能量平衡闭合
能量平衡闭合度是评价涡动相关系统湍流通量观测数据质量的重要指标.本文采用能量平衡比率(EBR)计算整个冬季(10月1日至次年4月30日)和积雪期的能量平衡闭合度:
EBR =∑LE +Hs ∑R n -G -ΔQ
(2)
式中:LE 为潜热通量;Hs 为感热通量;R n 为净辐射.
研究区整个冬季EBR 为83.7%,积雪期EBR
为79.9%,达到国际平均闭合度(79%)水平[15].整个冬季和积雪期,潜热通量在净辐射中的比率分别达到26.8%和21.4%.
2.2 气象条件净辐射二气温二饱和差和风速在稳定积雪期与融雪期的平均日变化趋势相同,呈单峰曲线形式.数
表1 稳定积雪期和融雪期不同气象要素日平均值
Table 1 Mean values of different meteorological factors during stable snow cover period and snow?melting period
时期Period
净辐射Net radiation (J四m
-2四s -1)气温Air
temperature (℃)饱和差
Vapor pressure deficit (kPa)风速Wind speed (m四s -1)稳定积雪期
Stable snow cover period 24.71
-11.940.152.83融雪期
Snow?melting period
106.16
0.46
0.43
3.45
值夜间较低,日出后开始升高,中午前后达到峰值,之后开始下降,夜间重新趋于较低.稳定状态(图1)下,不同的是净辐射在12:00左右达到峰值,而温度二水汽压和风速的峰值都滞后于净辐射1~2h.融雪期和稳定积雪期的平均净辐射分别为106.16和24.71J四m -2四s -1,融雪期>稳定积雪期.融雪期的气温二饱和差二风速平均值和净辐射均大于稳定积雪
期的相应值(表1).
2.3 雪面蒸发日变化及阶段动态
2.3.1潜热日变化 研究区积雪期潜热的日变化特征表现为:夜间较低(接近0)且变化较小,日出后逐渐升高,中午(11:30 12:00)达到最大,然后降低直到日落后又趋于稳定(图2).积雪期雪面能量平衡中,感热所占的比例明显高于潜热,与生长季情况[13]相反,这主要是因为冬季积雪期植被处于休眠状态,植物蒸腾消耗潜热量较小
.
图1 稳定积雪期和融雪期不同气象要素的平均日变化
Fig.1 Mean diurnal variations of different meteorological factors during stable snow cover period and snow?melting period.
Ⅰ:稳定积雪期Stable snow cover period;Ⅱ:融雪期Snow?melting period.下同The same below.
1
4014期 李辉东等:长白山阔叶红松林冬季雪面蒸发特征
2.3.2不同阶段雪面蒸发平均日变化 稳定积雪期和融雪期的蒸发速率平均日变化趋势相同,呈单峰曲线形式:夜间较低且较稳定,日出以后开始升高,12:00达到峰值,蒸发速率的峰值分别为5.85×10-6和16.98×10-6mm四s -1,然后开始下降,夜间趋近于0(图3).这与净辐射二气温二饱和差和风速的平均日变化趋势相同,只是气温和饱和差峰值的出现时间
较蒸发速率延迟2h 左右.两期蒸发速率大小相差较大,融雪期大于稳定积雪期,这与两期辐射二气温二饱和差和风速的差异相同,辐射二气温二饱和差和风速较大的阶段,蒸发速率也相对较大.2.4 雪面蒸发与气象因子的关系
研究雪面蒸发与气象因子的关系有助于正确判断影响雪面蒸发的主要因子,更好地理解雪面蒸发的物理过程以及气象因子的影响规律.
2.4.1雪面蒸发与净辐射的关系 30min 平均蒸发速率(E 1/2h )与净辐射(R n )之间呈线性相关关系(图
4a),
图2 积雪期潜热日变化
Fig.2 Diurnal variation of latent heat during snow cover peri?od.
图3 稳定积雪期和融雪期蒸发的平均日变化
Fig.3 Mean diurnal variation of evaporation during stable snow cover period and snow?melting period.
E 1/2h =0.0218R n +2.3666 R 2=0.6884
(3)E 1/2h =0.0119R n +0.8329 R 2=0.5911
(4)
相同净辐射条件下,融雪期蒸发速率明显大于稳定积雪期,这是由于蒸发受净辐射二空气温度和饱和差等多个气象要素影响,在净辐射相同情况下,与稳定积雪期相比,融雪期空气温度和饱和差较高,更利于雪面蒸发耗热.
稳定积雪期和融雪期净辐射日总量差别明显,重合部分较少,将整个积雪期数据拟合为一个曲线,结果发现,蒸发日总量(E d )和R n 之间符合二次曲线关系(图4b),拟合方程为:
E d =0.0021R n 2+0.0203R n +0.0463 R 2=0.7915
(5)
2.4.2雪面蒸发与气温的关系 30min 平均蒸发速率(E 1/2h )与气温(T a )之间呈二次曲线关系(图
5a),稳定积雪期和融雪期拟合方程分别为:
E 1/2h =0.0346T a 2+0.601T a +2.5722R 2=0.5075(6)E 1/2h =0.0088T a 2+0.4203T a +4.9445
R 2=0.2634
(7)
融雪期T a 明显高于稳定积雪期.在相同空气温
度条件下,融雪期蒸发速率明显大于稳定积雪期,这是由于蒸发受净辐射二
空气温度和饱和差等多个气
图4 蒸发与净辐射的关系
Fig.4 Relationship between evaporation and net radiation.
Ⅲ:整个积雪期Snow cover period.a)30min 平均值30min mean val?ue;b)日总量Daily amount.下同The same below.
2401应 用 生 态 学 报 24卷
象要素影响,在空气温度相同情况下,与稳定积雪期相比,融雪期净辐射和饱和差相对较高,促进雪面蒸发.
稳定积雪期和融雪期气温差别明显,重合部分较少,将整个积雪期数据拟合为一个曲线,发现蒸发日总量(E d )与气温(T a )之间近似指数关系(图
5b),拟合方程为:
E d =0.3678exp(0.1057T a ) R 2=0.7634(8)
2.5 蒸发日总量及动态
2002 2005年,研究区蒸发日总量最大值为
0.73mm四d -1(2003年4月6日),最小值为0.004
mm四d -1(2002年12月4日).一个完整的积雪期内,蒸发日总量基本呈下降?稳定?上升的动态变化特征,与净辐射和气温的变化特征相同(图6),说明蒸发日总量与净辐射和气温密切相关,这与前面得到的结论相同.在波动程度方面,蒸发日总量和净辐射的波动较小,气温的波动程度明显大于蒸发日总量和净辐射,说明蒸发日总量与气温的相关性相对较低,而与净辐射相关性较高,这证实了利用净辐射插补蒸发日总量的合理性
.
图5 蒸发与空气温度的关系
Fig.5 Relationship between evaporation and air
temperature.
图6 积雪期蒸发日总量及气象因子的动态变化特征
Fig.6 Dynamic variation characteristics of daily evaporation and meteorological factors during snow cover period.
3
4014期 李辉东等:长白山阔叶红松林冬季雪面蒸发特征
表2 积雪期雪面蒸发日总量及气象因子变化
Table 2 Dynamics of daily evaporation and meteorological factors during snow cover period
时间Time
下降期Descent phase 蒸发Evaporation (mm四d -1)净辐射Net radiation (MJ四m -2四d -1)气温Air temperature (℃)稳定期Steady phase 蒸发Evaporation (mm四d -1)净辐射Net radiation (MJ四m -2四d -1)气温
Air temperature (℃)上升期Rising phase
蒸发Evaporation (mm四d -1)净辐射Net radiation (MJ四m -2
四d -1)
气温
Air
temperature (℃)2002 20030.1031.88-8.610.0670.62-13.900.2764.94-6.512003 2004
0.202
5.56
-8.15
0.080
0.46
-12.64
0.354
5.10
-6.08
2004 2005---0.0490.34-11.920.1775.44-10.862002 2003年的下降期二稳定期和上升期分别为2002年11月1日至27日二2002年11月28日至2003年2月25日二2003年1月30日至4月9日,2003 2004年的下降期二稳定期和上升期分别为2003年11月27日至12月2日二2003年12月3日至2004年2月25日二2004年2月26日至4月10日,2004 2005年的稳定期和上升期分别为2004年11月26日至2005年1月9日二2004年1月10日至2005年4月4日During snow cover period of 2002-2003,the descent phase lasted from November 1st 2002to November 27th 2002,the steady phase lasted from November 28th 2002to February 25th 2003,and the rising phase lasted from January 30th 2003to April 9th 2003.During snow cover period of 2003-2004,the descent phase lasted from November 27th 2003to December 2nd 2003,the steady phase lasted from December 3rd 2003to February 25th 2004,and the rising phase lasted from February 26th 2004to April 10th 2004.During snow cover period of 2004-2005,the steady phase lasted from November 26th 2004to January 9th 2005and the rising phase lasted from January 10th 2004to April 4th 2005.
根据蒸发日总量的动态变化特征,研究区积雪
期蒸发日总量动态变化过程可划分为下降期二稳定期和上升期3个阶段.2002 2003年,下降期二稳定期和上升期的蒸发日总量平均值分别为0.103二
0.067和0.276mm四d -1,上升期>下降期>稳定期,与3个时期净辐射和空气温度平均值的变化相同.2003 2004年,3个时期的蒸发日总量二净辐射和空气温度平均值变化特征与前一年相同,但其下降期明显短于上一年,这是由于2003年下半年降雪天气出现时间晚于前一年.2004 2005年,这个现象更明显,蒸发日总量变化没有下降期而只有稳定期和上升期(表2).
2002 2003二2003 2004和2004 2005年积雪
期蒸发总量分别为27.6二25.5和22.9mm,平均蒸发日总量分别为0.17二0.19和0.17mm四d -1
,降雪总量分别为72.8二131.1和76.6mm,蒸发总量分别占降水量的37.9%二19.5%和30.0%.3 讨 论
3.1 雪面蒸发研究方法
地表积雪蒸发过程的早期研究主要是通过直接观测积雪特征(如雪深二密度等)对蒸发过程进行推算[16-17],但直接观测存在费时费力二采样频率低和数据量少等缺点,涡度相关技术的出现极大地解决了这些问题.作为国际公认的碳水通量研究的主流方法,涡度相关法具有响应速度快二采样频率高二连续性好和直接测量精度高等优势[18],不仅可以保证积雪蒸发速率的高精度连续长期测量,还具有测量
空间大(几百米到千米)等优点[19],在积雪蒸发研究问题上已被广泛采用[20-22].但是,由于大气中物理过程二地形二探头姿态以及极端寒冷天气等对仪器的
影响,涡度相关数据存在数据缺失和数据失真等问题[23].因此,冬季积雪蒸发的涡度相关数据分析工作还需要进一步加强.3.2 森林雪面蒸发
对于森林下垫面来说,一部分降雪被林冠截留,剩余部分直接落到林地,其积雪蒸发过程包括林下地表雪蒸发和林冠截留雪蒸发2个子过程[24].对不同森林类型,研究者对林下和林冠两个子过程关注度有所差别.对针叶林,特别是北方森林,一般几乎都关注林冠截留雪蒸发[25-26];对阔叶林,虽然研究者对树干截留雪蒸发表示关注[27],但大多都只强调林下地表积雪蒸发过程.目前,同时考虑林下地表和林冠截留雪蒸发的研究尚属罕见,尤其对针阔混交林积雪蒸发相关研究尚不多见[28].将森林下垫面看做一个整体,研究不同林分组成对森林生态系统雪面蒸发的影响以及森林与其他植被生态系统雪面蒸发比较研究都值得进一步探讨.3.3 不同区域雪面蒸发
对于积雪蒸发速率和蒸发量已有很多报道.
Kattelmann 和Elder [29]通过内达华山脉高山盆地1985 1987年2个积雪期的研究发现,雪面蒸发分
别占同期降雪量的18%和33%,差异在于后一时期处于干旱期,积雪量只有正常年份的三分之一.加拿大和美国学者分别在北极圈西部复杂地形区和内达华高山地区观测到蒸发速率很高的数值,分别为
2.35mm四d -1[30]和2.17mm四d -1[31].在加拿大西部的观测发现,冬季雪面蒸发总量占同期降雪量的
15%~40%
[32]
,占年均降雪量的12%~33%[33].
Suzuki 等[34]在西伯利亚东部观测发现雪面蒸发量占同期(10月至次年4月)总降雪量的25.6%.
4401应 用 生 态 学 报 24卷
Zhang等[35]分析欧亚蒙古冰冻圈19年的山区气象站和24年平原气象站的数据发现,平原地区和山地地区的年均积雪蒸发量分别为11.7和15.7mm,分别占降雪量的20.3%和21.6%.
由于涡度相关数据本身存在数据缺失和数据失真等问题,就冬季雪面蒸发研究方法还需结合常规观测和动气动力学等方法做深入探讨.同时,不同区域雪面蒸发研究结果差别较大,这是因为影响雪面蒸发的因素有很多,时空二地形地貌二植被类型和植被结构等差异都会造成雪面蒸发速率和蒸发量的不同.因此,研究雪面蒸发速率二蒸发量的大小和动态变化需要结合不同类型的研究区域做进一步研究.参考文献
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作者简介 李辉东,男,1989年生,硕士研究生.主要从事生态系统与大气间物质能量交换研究.E?mail:sdlihuidong@ https://www.wendangku.net/doc/c016836283.html,
责任编辑 杨 弘
6401应 用 生 态 学 报 24卷
长白山地形地貌
长白山地形地貌 长白山自然保护区地貌为典型的火山地貌，随海拔自下而上主要由玄武岩台地、玄 武岩高原和火山锥体三大部分。区内海拔高差近Z000m。在广阔的玄武岩台地和玄武 岩高原上的东北最高峰是火山锥体—长白山主峰。山顶环绕着海拔2500m以上的奇 峰16个，陡峭险峻，雄姿各异。境内最高峰是白云峰，海拔269lm。玄武岩台地(又称 山前熔岩台地)地域面积比较广阔，海拔在100Om以下，相对高差Zoom，地势比较平缓。玄武岩高原(又称山麓倾斜高原)介于玄武岩台地和火山锥体之间，是比较明显的倾 斜地带，地面坡度一般在10“左右，海拔约在1000一1800m之间，是陡峻的火山锥体向玄武岩台地的过渡地带。整体地貌形态上，以长白山为中心，呈起伏状向四周逐渐降 低;在地貌成因上，大体包括火山熔岩地貌和流水地貌两种类型。火山熔岩地貌发育范 围较广，是该研究区内的主要地貌类型。流水地貌主要分布于研究区的边缘地区，包括 河谷平原，侵蚀剥蚀中山、低山、台地、丘陵等;大地构造上，该区位于中朝准地台的 东北边缘，次一级构造单元属于东隆起地区的太子河一浑江坳陷和铁岭一靖宇隆起。 2.1.1.2水文气象 该区属受季风影响的温带大陆性山地气候，除具有一般山地气候的特点外，还有明 显的垂直气候变化带。总的特点是:冬季漫长凛冽，夏季短暂温凉，春季风大干燥，秋 季多雾凉爽。年均气温一7℃一3℃，7月份平均气温不超过10℃，1月份平均气温一20℃左 右，最低气温曾出现过一44℃。年日照时数不足2300小时。无霜期100天左右，山顶只有60天左右。积雪深度一般在50cm，个别地方可达70cm。年降水量在700一1400~ 之间，6一9月份降水占全年降水量的60一70%。云雾多，风力大，气压低是长白山主峰气候的主要特点。尤其是夏季，风云莫测，长白山地区景观格局与过程遥感研究变化多端。年8级以上大风日数269天，年平均风速为n.7而s。年雾淞165天，山顶雾日265 天，年均日照数只有100天左右。 2.1.2小兴安岭林区概况 小兴安岭位于中国黑龙江省东北部，地处北纬46028‘至49021’，东经127042‘ 至130014，。北部以黑龙江中心航线为界，与俄罗斯隔江相望，边境线长249.5公 里，是中国东北边疆的重要门户。林业施业区面积386万公顷。林区森林茂密，树 种较多。有林地面积280万公顷，森林覆被率为72.6%，活立木总蓄积2.4亿立方 米。森林类型是以红松为主的针阔叶混交林。主要树种有红松、云杉、冷杉、兴安 落叶松、樟子松、水曲柳、黄菠萝、胡桃揪、杨、锻、桦、榆等，藤条灌木遍布整 个施业区。1998年木材生产总量为214.5万立方米，同时，每年还有100多万立 方米的采伐、造材、加工剩余物，可为木材综合利用提供充足的原料保证。 2.1.2.1地形地貌 小兴安岭属低山丘陵，地理特征是“八山半水半草一分田”。北部多台地、宽 谷;中部低山丘陵，山势和缓;南部属低山，山势较陡。最高峰为平顶山，海拔 1，429米。西部铁力市位于松嫩平原，地势呈波状。 2.1.2.2水文气象 小兴安岭属北温带大陆季风气候区。四季分明，冬季严寒、干燥而漫长;春季 回暖快;夏季温热湿润;秋季暂短、降温迅速。年平均气温一1℃至1℃，最冷为1 月份，一20℃至一25℃，最热为7月份，气温20℃至21℃，极端最高气温为35℃。 全年习0℃活动积温1，800℃至2，400℃，无霜期90天至120天。年平均日照数
马尾松阔叶树混交异龄林水源涵养功能的研究
作者简介苏孙卿（１９６８－），男，福建尤溪人，林业工程师，从事森林培育工作。 收稿日期 ２００７!０３!３１ 马尾松是我国南方的主要用材树种，具有适应性强、主根明显、用途广、速生丰产等特点。然而，随着马尾松造林面积的迅速扩大，单一针叶纯林的弱点逐渐暴露出来：地力衰退日益明显，林分产量降低，生态功能减弱等，已引起人们的广泛关注［１－２］。营造针阔混交林是克服这些弱点的有效途径。马尾松属阳性、深根性树种，林冠稀疏，林下透光度大，根系发达，在林下套种合适的阔叶树种，就能形成针阔混交复层异龄林的模式，从而达到提高其生态功能的目的。笔者就马尾松林下套种细柄阿丁枫形成的混交复层异龄林及马尾松纯林的水源涵养功能的差异进行比较研究，旨在为营造针阔混交林提供依据。 １试验区概况 试验区位于福建省中部的戴云山脉北侧，福建省尤溪国 有林场城关工区水南山场，属戴云山脉森林立地区闽中低山丘陵区。属中亚热带海洋性季风气候，年平均气温１８．９℃，年降水量１５８０ｍｍ，年均相对湿度８３％。试验地海拔２００￣ ４００ｍ，土层４０￣８０ｃｍ，土壤肥力一般。调查林分为１９９４年 在２２年马尾松林下间伐套种细柄阿丁枫形成的针阔混交复层异龄林及未间伐套种的马尾松纯林。林分基本情况见表１。 ２研究方法 分别在马尾松细柄阿丁枫混交复层异龄林和马尾松纯 林设置４个２０ｍ×２０ｍ标准地，在标准地内进行每木检尺。采用平均标准地法选择标准木，伐倒标准木，分别取叶、枝、干、根称重，并取样测定含水率，由此计算各器官生物量。在每个标准地内设４个１ｍ×１ｍ小样方，调查样方内的林下植被和凋落物量，并取样测定含水率，计算林下植物的生物量和凋落物现存量。在标准地内设１个主剖面和２个辅助剖面进行土壤调查，按０￣２０ｃｍ和２０￣４０ｃｍ土层取样，用环刀法测定土壤水分物理性质。 ３结果与分析 ３．１ 不同林分地上部分的持水能力 森林地上部分的持 水性能主要由林冠层、林下植被层和枯枝落叶层的持水性能体现。不同的森林类型，其树种组成不同，群落的结构存在差异，对降雨的拦蓄能力不同，这种差别是评价不同森林类型水源涵养功能的一个重要数量特征，也是区域内生态环境评价与维护的重要依据［３］。 ３．１．１林冠层的持水能力。降雨到达森林时，首先被林冠所 截持，林冠层持水能力的大小主要由林冠层枝叶生物量、叶面积指数及其持水率所决定。表２表明，林冠层持水量混交 马尾松阔叶树混交异龄林水源涵养功能的研究 苏孙卿 （福建省尤溪国有林场，福建尤溪３６５１００） 摘要［目的］为了研究马尾松阔叶树混交异龄林的水源涵养功能。［方法］通过对马尾松林下套种细柄阿丁枫形成的混交复层异龄林与马尾松纯林的地上部分和土壤层持水能力的比较，研究了混交异龄林的水源涵养功能。［结果］林冠层持水量混交林与纯林相当；林 下植被层持水量混交林为１３．００ｔ／ｈｍ２，纯林为２５．７４ｔ／ｈｍ２ ；枯枝落叶层持水量混交林为１１．２２ｔ／ｈｍ２，纯林为２４．２０ｔ／ｈｍ２；土壤０～４０ｃｍ层持水量混交林为１７２４．２ｔ／ｈｍ２，纯林为１５９１．６ｔ／ｈｍ２。林分总持水量混交林为１７９９．２ｔ／ｈｍ２，纯林为１６９１．３ｔ／ｈｍ２。［结论］马尾松细柄阿丁枫混交复层异龄林的水源涵养能力明显高于马尾松纯林。关键词马尾松；混交异龄林；水源涵养中图分类号Ｓ７１４．７文献标识码Ａ文章编号０５１７－６６１１（２００７）２０－０６１１０－０１ ＳｔｕｄｙｏｎＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎＦｕｎｃｔｉｏｎｏｆＭｉｘｅｄＵｎｅｖｅｎ－ａｇｅｄＦｏｒｅｓｔＣｏｎｓｉｓｔｅｄｏｆＣｈｉｎｅｓｅＲｅｄＰｉｎｅａｎｄＢｒｏａｄｌｅａｆＳＵＳｕｎ!ｑｉｎｇ（ＹｏｕｘｉＳｔａｔｅ!ｏｗｎｅｄＦｏｒｅｓｔＦａｒｍｏｆＦｕｊｉａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｙｏｕｘｉ，Ｆｕｊｉａｎ３６５１００）Ａｂｓｔｒａｃｔ［Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ］Ｔｈｅａｉｍｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｗａｓｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｗａｔｅｒｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｍｉｘｅｄｕｎｅｖｅｎ!ａｇｅｄｆｏｒｅｓｔｃｏｎｓｉｓｔｅｄｏｆＣｈｉｎｅｓｅｒｅｄｐｉｎｅａｎｄｂｒｏａｄｌｅａｆ．［Ｍｅｔｈｏｄ］Ｗａｔｅｒｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｍｉｘｅｄｕｎｅｖｅｎ!ａｇｅｄｆｏｒｅｓｔｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｔｈｒｏｕｇｈｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｗａｔｅｒｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｉｅｓｏｎｔｈｅａｅｒｉａｌｐａｒｔａｎｄｔｈｅｓｏｉｌｌａｙｅｒｆｒｏｍｔｈｅｍｉｘｅｄａｎｄｃｏｍｐｏｕｎｄｓｔｏｒｉｅｄｕｎｅｖｅｎ!ａｇｅｄｆｏｒｅｓｔｆｏｒｍｅｄｂｙｉｎｔｅｒｐｌａｎｔｉｎｇＡｌｔｉｎｇｉａｇｒａｌｉｌｉｐｅｓｕｎｄｅｒＣｈｉｎｅｓｅｒｅｄｐｉｎｅｆｏｒｅｓｔｗｉｔｈｔｈａｔｆｒｏｍｔｈｅｐｕｒｅｆｏｒｅｓｔｏｆＣｈｉｎｅｓｅｒｅｄｐｉｎｅ．［Ｒｅｓｕｌｔ］Ｔｈｅｗａｔｅｒ!ｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｉｅｓｏｆｆｏｒｅｓｔｃａｎｏｐｙｌａｙｅｒｏｆｍｉｘｅｄａｎｄｐｕｒｅｆｏｒｅｓｔｗｅｒｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ．Ａｓｆｏｒｔｈｅｗａｔｅｒ!ｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｉｅｓｉｎｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｌａｙｅｒｕｎｄｅｒｆｏｒｅｓｔ，ｔｈｅｍｉｘｅｄｆｏｒｅｓｔａｎｄｐｕｒｅｆｏｒｅｓｔｗｅｒｅ１３．００ｔ／ｈｍ２ａｎｄ２５．７４ｔ／ｈｍ２，ｒｅｓｐ．，ａｓｆｏｒｔｈｅｗａｔｅｒ!ｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｉｅｓｉｎｆｏｒｅｓｔｆｌｏｏｒｌａｙｅｒ，ｔｈｅｍｉｘｅｄｆｏｒｅｓｔａｎｄｐｕｒｅｆｏｒｅｓｔｗｅｒｅ１１．２２ｔ／ｈｍ２ａｎｄ２４．２０ｔ／ｈｍ２ｒｅｓｐ．，ａｓｆｏｒｔｈｅｗａｔｅｒ!ｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｉｅｓｉｎｓｏｉｌｌａｙｅｒ（０～４０ｃｍ），ｔｈｅｍｉｘｅｄｆｏｒｅｓｔａｎｄｐｕｒｅｆｏｒｅｓｔｗｅｒｅ１７２４．２ｔ／ｈｍ２ａｎｄ１５９１．６ｔ／ｈｍ２ｒｅｓｐ．ａｎｄｔｈｅｔｏｔａｌｗａｔｅｒ!ｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｉｅｓｉｎｆｏｒｅｓｔｓｔａｎｄ，ｔｈｅｍｉｘｅｄｆｏｒｅｓｔａｎｄｐｕｒｅｆｏｒｅｓｔｗｅｒｅ１７９９．２ｔ／ｈｍ２ａｎｄ１６９１．３ｔ／ｈｍ２ｒｅｓｐ．［Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ］Ｗａｔｅｒｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｉｅｓｏｆｍｉｘｅｄａｎｄｃｏｍｐｏｕｎｄｓｔｏｒｉｅｄｕｎｅｖｅｎ!ａｇｅｄｆｏｒｅｓｔｆｏｒｍｅｄｂｙｕｎｄｅｒｓｏｗｉｎｇＡｌｔｉｎｇｉａｇｒａｌｉｌｉｐｅｓｕｎｄｅｒＣｈｉｎｅｓｅｒｅｄｐｉｎｅｆｏｒｅｓｔｗｅｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｐｕｒｅｆｏｒｅｓｔｏｆＣｈｉｎｅｓｅｒｅｄｐｉｎｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＣｈｉｎｅｓｅｒｅｄｐｉｎｅ；Ｍｉｘｅｄｕｎｅｖｅｎ!ａｇｅｄｆｏｒｅｓｔ；Ｗａｔｅｒｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ 林分类型树种年龄∥年郁闭度胸径∥ｃｍ树高∥ｍ密度∥株／ｈｍ２ 混交林马尾松３２０．８２６．１１９．５４２０ 阿丁枫１０６．８６．５１０６５ 纯林马尾松３２０．８２０．０１７．０８９０ 表１试验区林分基本情况 林为５０．８ｔ／ｈｍ２，纯林为４９．８ｔ／ｈｍ２，两者非常接近。 ３．１．２林下植被层的持水能力。不同林分结构影响了林下 （下转第６１１３页） 表２ 不同林分地上部分持水性能比较 林分类型林冠层林下植被层 枯枝落叶层 生物量∥ｔ／ｈｍ２ 持水率∥％持水量∥ｔ／ｈｍ２生物量∥ｔ／ｈｍ２ 持水率∥％持水量∥ｔ／ｈｍ２生物量∥ｔ／ｈｍ２ 持水率∥％ 持水量∥ｔ／ｈｍ２ 纯林４９．０１０２．０４９．８１７．８８１４３．９８２５．７４１６．８８１４３．４１２４．２０混交林６２．３８１．５５０．８８．００１６２．４７１３．００９．１３１２２．９８１１．２２ 安徽农业科学，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｈｕｉＡｇｒｉ．Ｓｃｉ．２００７，３５（２０）：６１１０，６１１３责任编辑张杨林责任校对王淼
红松果林承包合同
XXX林业局 红松果林承包合同书 合同编号：号 发包方（甲方）：XXX林业局 承包方（乙方）：
为了使现有红松果林资源发挥更大经济效益和社会效益，根据国有山林管护经营承包的有关规定和市林业局红松果林承包方案，结合本单位的资源情况，现将对国有林场各龄级的红松果林实行管护经营承包。 第一条目的和原则 以达到合理开发利用红松果林资源，加强承包山林的管护和经营，明确双方权利、义务，维护双方的合法权益为目的，本着合理、公平、公正、公开的原则。 第二条承包内容（人工红松林） 第三条甲方权利、责任、义务 1、甲方提供给乙方红松果林地块、面积，确定经营方式和承包金额，享有执行国家林业政策的权利，负责乙方进行“森林法”等有关林业法律、法规政策教育。 2、对林地拥有经营管理权，有权依据林木生长情况和林业生产需要，组织营林生产和抚育采伐。 3、甲方有权按承包合同以及其他有关规定向乙方收取承包费和管理费。 4、对乙方承包区域内的林政、防火、病虫害防治、野生动植物保护、水土保持等工作进行经营性的检查监督。 5、做好乙方承包林地的档案管理，随时掌握承包区域内的资源变化情况和红松果结实情况。 第四条乙方权利、责任、义务 1、对所承包林地拥有管护权和经营权，并享有独立承担民事责任的权利，认真履行管护经营合同，及时发现和制止各种破坏森林资源的违法行为，并报林权所有者处理。 2、在甲方批准的情况下，可以在承包区域中的宜林地造林、幼林抚育、透光抚育等作业。
3、如甲方在乙方所承包的区域内组织生产经营活动时，乙方享有优先承包权。 4、在管护经营承包期间要自觉遵守国家的法律、法规和各项政策，尊重当地群众的民风民俗。管护经营期间出现与管护经营工作没有直接关系的事宜，无论有无后果，均由乙方自己承担。 5、负责承包区域内的森林防火宣传和巡查，制止防火期野外吸烟、野外用火及其它违反《XXX省森林防火条例》的行为。制止猎捕野生动物的违法行为，及时报告森林病虫害疫情。 6、负责对承包区域的巡护，及时发现和制止滥砍盗伐林木、毁坏幼树和擅自破坏林地及森林资源的行为。 7、无条件接受甲方的各项正常监督检查，并积极予以协助。严禁借故阻碍林场或其他承包户的正常生产经营活动。 8、乙方承包期满后享有续包合同签定的优先权。 9、乙方为林场职工的，经营红松果林承包者仍享受职工的一切待遇。 第五条有关规定 1、乙方在合同生效后必须按规定的指定区域内从事生产经营活动，严禁越界经营。 2、甲方要在分类经营的基础上，本着集中成片、方便管理的原则，合理划定适宜承包的地块。 3、每年采集松籽时由林场统一管理。 4、有关XXX林业局红松果林承包方案，承包费标价由林权所属单位进行核定。 5、由于甲方违约给乙方造成经济损失，甲方负责赔偿乙方直接损失。 6、乙方在承包期内因违反有关规定而中止承包合同或中途自行退出的，不予退回交纳甲方的各种费用，并赔偿甲方一切直接经营损失。 7、在承包期内如因自然灾害或政策变动所造成的特殊情况，可由甲、乙双方共同协商解决。 8、参加竞价承包经营者，参照上述甲、乙双方的权利和义务，服从林权所属单位的管理。
长白山动植物介绍
长白山介绍 长白山脉是鸭绿江、松花江和图们江的发源地。是中国满族的发祥地和满族文化圣山。长白山脉的“长白”二字还有一个美好的寓意，即为长相守，到白头，代表着人们对忠贞与美满爱情的向往与歌颂。长白山最早见于中国4000多年前的文字记载中，《山海经》称“不咸山”，北魏称“徒太山”，唐称“太白山”，金始称“长白山”。 长白山脉区域总面积1964平方千米，核心区758平方千米，长白山系的最高峰是朝鲜境内的将军峰，海拔2749米。中国境内最高峰白云峰，海拔2691米，是中国东北的最高峰。 长白山植被垂直景观及火山地貌景观是首批进入《中国国家自然遗产、国家自然与文化双遗产预备名录》的国家自然遗产地。2010年曾先后被确定为首批国家级自然保护区、首批国家5A级旅游景区、联合国“人与生物圈”自然保留地和国际A级自然保护区。长白山及其天池、瀑布、雪雕、林海等等，曾经入选“吉尼斯”世界之最记录，其中更有中华十大名山、中国的五大湖泊、中国的十大森林等。长白山在生态、生物、地质和历史等诸多方面都具有突出的普遍价值和卓越的自然品质以及丰富的文化内涵。 动物资源 长白山景区野生动物种类繁多，资源丰富动物资源，有1225种，分属于73目219科。其中，森林昆虫害虫6目48科387种；森林昆虫天敌7目29科94种；圆口类1目1科3种；鱼类2目4科8种，两栖类2目6科13种，爬行类1目3科11种，鸟类18目48科277种；哺乳类6目19科58种；脊椎动物30目61科370种。在1225种野生动物中，属国家重点保护动物有50种。其中，国家一级保护动物有东北虎、金钱豹、梅花鹿、紫貂、黑鹳、金雕、白肩雕、中华秋沙鸭等；国家二级保护动物有豺、麝、黑熊、棕熊、水獭、猞猁、马鹿、青羊（斑羚）、鹗、鸢、峰鹰、苍鹰、雀鹰、花尾榛鸡等。在这些动物中，药用类15种，食用类14种，毛皮类2种，观赏类1种。 植物资源 长白山景区植物种类十分丰富，已发植物资源现的有2277种，分属73目246科。其中低等植物17目59科550种；高等植物56目187科1727种。高等植物中有36种珍稀濒危物种。其中，人参为国家一级保护植物，刺人参、岩高兰、对开蕨、山楂海棠、瓶尔小草为国家二级保护植物；长白松、草丛蓉、平贝母、松毛翠、牛皮杜鹃、苞叶杜鹃为国家三级保护植物。省一级保护植物有红松、偃松、钻天柳、东北红豆杉、西伯利亚刺柏等。名贵药用植物有人参、党参、云芝等。食用植物有山果类、野菜类、真菌类等。 长白山许多野生植物都因采挖过度，导致资源严重不足，濒临绝迹，如轮叶党参等。为了保护并推广长白山林下资源，长白山市集的种植基地全模拟野生环境，顶尖的种植技术，保证了珍稀物产的延续，也让越来越多的人知道了长白山脉“遍地宝藏”。 长白山市集团队，愿与您“看见生长，共同成长！”
长白山阔叶红松林的零平面位移和粗糙度
长白山阔叶红松林的零平面位移和粗糙度 3 赵晓松 1,233 关德新1 吴家兵1 金昌杰1 韩士杰 1 (1中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳110016;2 中国科学院研究生院,北京100039) 摘 要 根据长白山阔叶红松林气象观测塔上16个月的风速、温度、湿度及气压的连续观测 资料,根据中性层结条件下风速随高度的对数变化规律,利用廓线法中的牛顿迭代法计算了该森林的零平面位移d 和粗糙度z 0,结果表明,d 和z 0均存在着较明显的季节变化,在生长季d 较大,z 0较小,而非生长季恰好相反,标准化的零平面位移d/h 和粗糙度z 0/h 在生长季和非生长季平均分别为01867,01764和4147×10-2,3159×10-2。与叶面积指数对比分析发现,d/h 和z 0/h 与叶面积指数分别存在正相关和负相关的关系。敏感性分析表明,牛顿迭代法求d 和z 0对风速的精度要求较高,需要精度高的仪器和长期的数据积累。关键词 零平面位移,粗糙度,阔叶红松林,牛顿迭代法 中图分类号 S716 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2004)05-0084-05 Z ero 2plane displacement and roughness length of the mixed forest of broad 2leaved and K orean 2pine in Changb ai Mountain.ZHAO Xiaosong 1,2,GUAN Dexin 1,WU Jiabing 1,J IN Changjie 1,HAN Shi 2jie 1(1Institute of A pplied Ecology ,Chinese Academy of Sciences ,S henyang 110016,China ;2 Graduate School of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100039,China ).Chinese Journal of E 2cology ,2004,23(5):84～88. Based on logarithm law of wind profile under neutral stratification ,zero 2plane displacement d and roughness length z 0of the mixed forest of broad 2leaved and K orean 2pine in Changbai Mountain were calculated with Newton iteration according to the 16months profile measurements of wind speed ,air temperature ,humidity and pressure.The results showed that d and z 0had obvious seasonal variation.In growing season was relatively high and z 0was lower.Normalized values ,d/h and z 0/h ,were in the magnitude of 01867,01764and 4147×10-2,3159×10-2in growing season and dormant sea 2son ,respectively.d/h and z 0/h were positively and negatively correlated with leaf area indexes of the forest.Sensitive analysis showed that the iteration approach of calculating d and z 0demanded high precision measurements of wind speed in the profiles.This work should be based on the long term measurements with high 2precision instruments. K ey w ords zero 2plane displacement ,roughness length ,mixed forest of broad 2leaved and K orean 2pine ,Newton iteration approach. 3国家自然科学基金项目(30370293)和中国科学院知识创新工程重大资助项目(KZCX12SW 201201A1)。33通讯作者 收稿日期:2004-02-27 改回日期:2004-07-01 1 引 言 零平面位移(d )和粗糙度(z 0)是植被动量、热量 和气体交换等参数化过程的重要因子,用来表达这些量的湍流交换系数[17]。随着涡动相关技术越来越广泛地应用于森林等高大植被的CO 2、水汽等气体交换的测量,作为空气动力学分析中的重要因子,同时也是footprint 等多种模型的重要输入参数,d 和z 0得到了很大的关注。求解d 和z 0的方法主要有廓线法[6,9,23]、解析分析[3,12,13,14,19]、数值模拟[20,22]和湍流综合法[1,5]等方法。廓线法的优点是反映了流场实际观测结果,但需要高精度、运行稳定的自动观测仪器;数值模拟方法的流体力学机理明确,但需要野外实际观测的验证;湍流综合法建立 在湍流统计关系的基础上,并需要超声风温仪等精 密仪器,应用较少。 获取观测数据的方法主要有风洞模拟实验和野外实地观测,由于风洞模拟实验具有模型可随意改变的优点,所以很多学者进行了不同类型模型的风洞实验研究[2,4,7,8,16,24],但风洞实验中的模型很难实现与野外实际植被之间严格的几何相似(如枝叶尺度及其分布)和物理相似(如层结稳定度、枝杆的力学性质等),所以只能模拟特定条件的情况,与野外实际观测结果相互补充是十分必要的。因为d 生态学杂志Chinese Journal of Ecology 2004,23(5):84～88
长白山植物资源
长白山野生药用植物 长白山是我国五大天然药库之一。野生经济植物达146０余种,其中药用植物800多种。主要有：人参、草苁蓉、木灵芝、药景天、平贝母、五味子、天麻、细辛、不老草等。 人参 野山参，一种名贵中药材,价值不菲。因其生长年代久远,故认为它品质最好、药效最佳。在多年的挖掘中，越发的减少,在吉林大部分地区绝迹。目前在长白山国家自然保护区内或周围的山区存在一些。按叶子的多少来分品级,最好的是六品叶。 草苁蓉 传说从前长白山里有个屯子，屯子里的人都得到了一种怪病，浑身水肿，起不来炕。有一天，一位头戴用紫色小花编的花冠的仙女指点大家吃了一种草药。大家的病就都奇迹般地好了。并且都比从前年轻了很多。于是人们就把这种草叫做“不老草”。不老草是仙人指给人类的礼物。据说用它泡酒,能延年益寿。这“不老草”就是草苁蓉. 木灵芝 木灵芝是灵芝的一个别名。灵芝自古以来就被认为是吉祥、富贵、美好、长寿的象征，有“仙草”、“瑞草” 之称，中华传统医学长期以来一直视为滋补强壮、固本扶正的珍贵中草药。民间传说灵芝有起死回生、长生不老之功效。 红景天 高山红景天：属珍稀濒危植物。生于海拔１700米-２６00米环境恶劣多变的长白山苔原带,生命力极强，因而具有其它植物所没有的独特功能,具有快速补能、抗寒冷、抗疲劳、抗辐射、抗缺氧等功效，其“扶正固本”作用在某些方面优于人参。清朝作为宫廷供品，被康熙皇帝钦封为“仙赐草”。 平贝母 平贝母是我国东北地区的一种名贵药用植物。由于分布范围较狭窄,生长地区的林木不断受到砍伐,自然植被遭受破坏,林地环境恶化，加之不断采挖，因而野生植株逐渐减少。 五味子 北五味子宜寒冷气候，不受晚霜危害;宜生长在腐殖质土或疏松肥沃土壤；喜阴光照，不耐涝。在长白山区,北五味子分布于海拔１０00米以下垂直地带，针阔灌多林植被，暗棕色森林土壤的构成的特殊生态环境，这一自然环境为北五味子创造了优良生态条件和营养成份的形成因素。 天麻 天麻是一种珍贵的药用植物,目前虽全国各大产区均已广为栽培。但其野生资源,由于长期采挖和森林的过度采伐，严重破坏了其生态环境,有的地区已濒临绝灭。 细辛 细辛又名细参、烟袋锅花。属马兜铃科,多年生草本植物。为常用中药。《神农本草经》列为上品。因其根细、味辛，故得名。 牛皮杜鹃：属珍稀濒危植物，高１0－30厘米。长于海拔17０0米至2400米的岳桦林带和高山苔原带。叶常绿,５至７月开花,花色淡黄，与洁白的余雪中相映，愈显美丽。 美人松:学名长白赤松，是长白山特有的观赏树种,常成片生长于瘠薄的火山灰土壤中。因其婷婷玉立，丰姿绰约，故被称为“美人松”。树高二三十米,桔黄色的树干光滑发亮;苍翠的枝条全部集中在树干顶部，形成美丽的伞状树冠;斜长的枝条酷似少女在招手致意。
长白山地理概况
长白山地理概况 广义的长白山是中国辽宁、吉林、黑龙江三省东部山地以及俄罗斯远东和朝鲜半岛诸多余脉的总称。狭义的长白山是指位于吉林省东南部地区，东经 127°40'～128°16'，北纬41°35'～42°25'之间的地带，是中朝两国界山。 长白山处于东亚大陆边缘，濒临太平洋的强烈褶皱带，是一座复合式盾状的休眠火山，典型的火山地貌，随海拔自下而上主要由玄武岩台地、玄武岩高原和火山锥体三大部分构成，海拔高差近2000米。在广阔的玄武岩台地和玄武岩高原上矗立着一座巨大的火山锥体——长白山主峰。长白山主峰由16个海拔2500米以上的奇峰组成，陡峭险峻，雄姿各异。最高峰是位于朝鲜境内的白头峰（朝鲜称将军峰），海拔2750米，中国境内最高峰为白云峰，海拔2691米。在火山锥体顶部中央处的火山口，经久积水而成湖——长白山天池，面积 9.82平方公里，呈椭圆形，是世界海拔最高的火山口湖，水面海拔2189.1米，平均水深204米。玄武岩台地（又称山前熔岩台地）地域面积比较广阔，海拔在1000米以下，相对高差200米，地势比较平缓。玄武岩高原（又称山麓倾斜高原）介于玄武岩台地和火山锥体之间，是比较明显的倾斜地带，地面坡度一般在10度左右，海拔约在1000—1800米之间，是陡峻的火山锥体向玄武岩台地的过渡地带。长白山已入选“国家火山地质公园”，其独特的火山地质地貌具有重要的科研价值，是研究地球演化历史的重要材料，是揭示地球生物形成演变的重要论据。 长白山属受季风影响的温带大陆性山地气候，冬季漫长凛冽、夏季短暂温凉、春季风大干燥、秋季多雾凉爽。年均气温-7—3℃之间，无霜期100天左右，年降水量700—1300mm之间。土壤和植被呈垂直带谱分布，大体可分为山地暗棕壤
长白山森林生态系统CO_2和水热通量的模拟研究
中国科学 D 辑 地球科学 2004, 34 (增刊Ⅱ): 131~140 131 长白山森林生态系统CO 2和水热通量的模拟研究* 王秋凤 ①④ 牛 栋② 于贵瑞① ** 任传友①④ 温学发 ①④ Chen Jingming ③ Ju Weimin ③ (①中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 100101; ②中国科学院资源环境科学技术局生态处, 北京 100864; ③Department of Geography, University of Toronto, Toronto M5S 3G3, Canada; ④中国科学院研究生院, 北京 100039) 摘要 以基于过程的BEPS 模型为基础, 根据长白山温带阔叶红松林生态系统的生态过程机制, 建立了能够描述半小时尺度生态系统通量日变化的模拟模型BEPS. 应用该模型对2003年长白山温带阔叶红松林生长季内的CO 2和水热通量的模拟结果表明: 模型模拟的净生态系统生产力 (NEP ), 潜热通量(LE ), 显热通量(H s )与涡度相关系统的实测数据相关性较好, R 2值分别达到0.68, 0.75, 0.71. 模拟的长白山温带阔叶红松林生态系统的年累积NEP 为300.5 gC ·m ?2, 与实测值也非常接近, 说明应用该模型可以较好地模拟长白山温带阔叶红松林生态系统的CO 2, 水和热量交换过程. 根据模型对不同气候变化情景下的NEP 和蒸散(ET )的分析得出: 长白山温带阔叶红松林生态系统的NEP 对气候变化比较敏感, 在气候变暖条件下该生态系统的碳汇功能可能会减弱. 此外, 作为基于过程的模型, BEPS 对最大羧化速率(V cmax )和最大气孔导度(g max )等植物生理生态特征参数的变化反应也比较敏感. 关键词 碳循环 水循环 BEPS 模型 涡度相关技术 ChinaFLUX 2004-07-14收稿, 2004-11-02收修改稿 * 国家自然科学基金项目(批准号: 30225012)和国家重点基础研究发展规划项目(编号: 2002CB412501)及中国科学院知识创新工程重大项目(编号: KZCX1-SW-01-01A)共同资助 ** E-mail: yugr@https://www.wendangku.net/doc/c016836283.html, CO 2等温室气体排放所导致的全球变暖, 以及世界范围内的淡水资源短缺问题, 已经向科学家、政策制定者和公众们提出了严峻的挑战, 从而使陆地生态系统碳循环和水循环研究成为全球变化科学(global change science)研究中的核心科学问题. 为了能准确地预测未来的全球变化趋势, 寻求地球生态系统碳循环和水循环调控管理的有效途径, 必须要 了解陆地生态系统碳循环和水循环的各种过程与反馈机制. 生态系统能量与物质(水和碳)通量动力学模型是分析陆地生态系统碳循环和水循环过程机制和预测循环通量的一种有效手段. 20世纪90年代以来这一领域的研究取得了重大进展, 许多科学家从各自不同的学科角度建立了一系列碳水耦合循环模型. 这些模型大致可以分为生物地理模型、生物物理模
长白山阔叶红松林冬季雪面蒸发特征
长白山阔叶红松林冬季雪面蒸发特征 * 李辉东1,2 关德新 1** 王安志1 吴家兵1 金昌杰1 施婷婷 3 (1森林与土壤生态国家重点实验室,中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳110164;2中国科学院大学,北京100049;3南京信息工程大学,南京210044) 摘 要 利用2002 2005年冬季积雪期涡度相关水汽通量和微气象观测资料,对长白山阔叶红松林雪面蒸发动态及其与气象因子的关系进行分析.结果表明:该涡度相关观测系统积雪期能量平衡闭合度为79.9%,潜热通量占净辐射的21.4%.研究期间,该区蒸发日变化呈单峰曲线形式,蒸发速率在融雪期大于稳定积雪期.30min 平均蒸发速率与净辐射呈线性关系,与气温呈二次曲线关系;蒸发日总量与净辐射呈二次曲线关系,与气温呈指数关系.积雪期蒸发日总量呈下降?稳定?上升的动态变化趋势,且上升期>下降期>稳定期,蒸发日总量最大值为0.73mm 四d -1,最小值为0.004mm 四d -1.2002 2003二2003 2004和2004 2005年积雪期蒸发总量分别为27.6二25.5和22.9mm ,占同期降水量的37.9%二19.5%和30.0%,平均蒸发日总量分别为0.17二0.19和0.17mm 四d -1.关键词 涡度相关 雪面蒸发 潜热 日变化 气象因子 文章编号 1001-9332(2013)04-1039-08 中图分类号 P464;S715 文献标识码 A Characteristics of evaporation over broadleaved Korean pine forest in Changbai Mountains ,Northeast China during snow cover period in winter.LI Hui?dong 1,2,GUAN De?xin 1,WANG An?zhi 1,WU Jia?bing 1,JIN Chang?jie 1,SHI Ting?ting 3(1State Key Laboratory of Forest and Soil Ecology ,Institude of Applied Ecology ,Chinese Academy of Sciences ,Shenyang 110164,China ;2 University of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100049,China ;3Nanjing University of Informa?tion Science &Technology ,Nanjing 210044,China ).?Chin.J.Appl.Ecol .,2013,24(4):1039-1046. Abstract :Based on the measurement data of water vapor flux by open?path eddy covariance system and of the micrometeorological factors in broad?leaved Korean pine forest in Changbai Mountains during the snow cover period from 2002to 2005,this paper analyzed the dynamics of snow cover evaporation and the relationships between the evaporation and meteorological factors.The energy balanced ratio during the snow cover period was 79.9%,and the latent heat flux accounted for 21.4%of net radiation.The diurnal variation of the evaporation presented a single?peak curve,and the evaporation rate during snow?melting period was higher than that during stable snow cover peri?od.The half?hour evaporation presented liner relationship with net radiation and quadratic relation?ship with air temperature.The daily evaporation presented quadratic relationship with net radiation and exponential relationship with air temperature.The daily evaporation presented a dynamic trend of decreasing?stable?increasing,with the maximum at increasing stage and the minimum at stable stage.The maximum value of the daily evaporation was 0.73mm四d -1,and the minimum value was 0.004mm四d -1.During the snow cover periods of 2002-2003,2003-2004and 2004-2005,the annual evaporation was 27.6,25.5,and 22.9mm,accounting for 37.9%,19.5%,and 30.0%of the precipitation in the same periods,respectively.The mean value of the daily evaporation in the three periods was 0.17,0.19,and 0.17mm四d -1,respectively. Key words :eddy covariance;snow evaporation;latent heat;diurnal variation;meteorological factor. *国家自然科学基金项目(41105112,31240041,31070546,30970483)资助.**通讯作者.E?mail:dxguan@https://www.wendangku.net/doc/c016836283.html, 2012?09?25收稿,2013?01?28接受. 应用生态学报 2013年4月 第24卷 第4期 Chinese Journal of Applied Ecology,Apr.2013,24(4):1039-1046
长白山森林分布
长白山森林分布 长白山自然保护区内植物属长白山植物区系，生态系统比较完整，植物资源十分丰富。区内植被主要以红松阔叶林、针叶林、岳桦林、草甸、高山苔原等组成，从保护区边缘至山顶，高程相差近2000米，而水平距离仅45公里。在这么短的水平距离内，随着海拔高度的增加，气候、土壤、生物等变化悬殊，呈现的山地垂直分布带谱。并从下到上依次形成红松阔叶林带、针叶林带、岳桦林带、高山苔原带四个植被分布带，包罗了从温带到极地几千公里的景象，是欧亚大陆从中温带到寒带主要植被类型的缩影，具有明显的垂直分布规律。 针阔叶混交林景观带分布在海拔1100米以下，是玄武岩构成的平缓山前台地。地势平缓，山地棕色森林土为本带主要土壤类型，同时在排水不良的地区也发育着沼泽土。该地带气候温和、湿润，植被类型为红松针阔叶混交林，林相层次明显，生物群落复杂，灌木种类也较丰富，藤本植物非常发达，林下草本植物更为繁多。针阔叶混交林的代表植物中，针叶树以占优势的红松为代表。此外，尚有长白落叶松、鱼鳞松、红皮云杉、长白松等；阔叶树有春榆、蒙古栎、水曲柳、胡桃楸、白桦、山杨等。 由于植物种类繁多、生长茂密、优越的自然环境给野生动物提供了良好的栖息场所及丰富的饵料，所以这一带动物种类较多，且多为广布型种类。如东北虎、梅花鹿、麝、紫貂、马鹿、青羊、野猪、猞猁、水獭以及中华秋沙鸭、鸳鸯、金雕、黑琴鸡、榛鸡等。还有脊椎动物中的多种鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和兽类等。
针叶林景观带分布在海拔1100－1800 米之间。地形为倾斜玄武岩高原，气候冬寒夏凉，土壤主要为山地棕色泰加林土。植被以针叶林为主，种类较针阔混交林贫乏，针叶树占绝对优势，以红松、云杉、冷杉、落叶松为主。除针叶树之外，伴生有槭树、花楸等阔叶树，但林下灌木、草本种类较针阔混交林带明显减少。树冠郁闭度很大，林下阴暗潮湿，苔鲜类发达，厚度可达10厘米以上。本带动物种类大为减少，除部分鸟类、兽类和两栖类中的极北鲵外，鱼类很少出现，爬行类也只有极北蝰和腹蛇。由于气候冷温，林深树密，适于古北界树栖动物的栖息和繁殖，如紫貂、黑琴鸡等在本带仍较多。 岳桦林景观带分布在海拔1800－2000 米之间，地处长白山火山锥体的下部，坡度较陡，一般超过20以上。气候处在针叶林气候型与山地苔原气候型之间，气温低，降水多，相对湿度较大。土壤类型为山地生草森林土。风力强，树木矮小弯曲，植被为岳桦林，同时山地苔原与针叶林成分彼此互相渗透，形成复杂的植被镶嵌类型。乔木以岳桦为主，亦分布有云杉、冷杉、落叶松，伴有散生的长白落叶松、东北赤杨、花楸等。灌木以耐寒种类为主。主要有牛皮杜鹃、笃斯越桔等。动物种类较单调，数量亦少，这里仅在夏季成为偶蹄类动物如马鹿、梅花鹿等”避暑”、取食的场所。 高山苔原景观带分布在海拔2000米以上，地处长白山火山锥体中上部，地表覆盖着厚的火山灰、火山砾、浮石等。气候为高山苔原型，湿度大不，风力特强，土层脊薄。随着海拔的增高，植物逐渐稀疏，种类逐渐减少，生长期很短。该带植物矮小为葡匐状，根系肥
阔叶林 针叶林
第2章人类活动对阔叶红松林的影响 红松（Pinus koraiensis）是我国东北地区珍贵的乡土树种，它以优质的木材和独特的生态学及经济学价值而驰名中外。红松除在局部地段能形成小片纯林外，多数情况下与其他针阔叶树种混生组成以红松为优势的针阔混交林，习惯称之为“阔叶红松林”或“红松林”。阔叶红松林作为我国东北东部山区的地带性顶极生态系统，在中温带森林类型中以其建群种独特、物种丰富及含有较多的亚热带成分而著称。 2．1 阔叶红松林分布区的自然条件 红松在世界上的分布并不广，自然分布区的中心在中国境内的长白山、老爷岭、完达山和小兴安岭的低山和中山地带。日本列岛是在第三纪后半期才同我国大陆分离的，因此目前在日本的四国爱媛县东赤石山（北纬33°50＇）和本州福岛县枯木山（北纬37°）也有零散的红松分布；在朝鲜半岛的釜山（北纬35°）也有小面积的天然红松分布。除此之外，红松在俄罗斯远东地区的阿穆尔州和沿海地区以及朝鲜半岛的北部都有较大面积的天然分布。所以红松林的总分布区面积约50万km2，其中中国境内约占60％。 中国境内的阔叶红松林分布区域基本与自然植被分区上的“温带针阔混交林区域”相吻合，在地理上位于北纬40°45＇～49°20＇、东经124°45＇～135°之间。西北界沿黑龙江境内的爱辉县胜山林场与德都、哈尔滨一线；西南界为辽宁的开原县与铁岭县的东部山区；南界为辽宁省丹东市、沈阳一线（17世纪后退至宽甸、本溪一线）；北界为小兴安岭北坡、黑龙江省孙吴县东南的毛兰顶子附近；东界为完达山的东北麓、黑龙江省的饶河县。红松在我国的天然分布区南北幅度约1 000 km，东西约500 km，全部区域红松林面积约30万km2。 阔叶红松林区地处欧亚大陆东缘，东濒日本海，南临黄海，深受海洋的影响，具有湿润型的海洋气候和温带季风气候特征。年降水量丰富，多达500～1 100 mm，且主要集中于生长季的6、7、8月份，这3个月的降水量占全年降水量的70％～80％。夏季气温较高，如7月份平均气温多在20～26℃，最高可达39℃。年平均气温介于0～6℃，1月份平均温度为－28～－14℃。温暖时期较长，无霜期及日温持续≥10℃时期约有4个多月。林区空气潮湿，蒸发很弱，为典型的温带湿润型季风气候，极有利于特有林木的生长。由于红松分布区的纬度、地形及距离海洋远近的不同，气候条件有一定的差异，北部的小兴安岭比较寒冷，南部的长白山地区则温和而湿润，而辽东山区则更加湿润，生长期也更长，因此形成了红松伴生树种的不同和多样化，呈现出类型各异的红松阔叶树混交林。 阔叶红松林区域，其土壤为暗棕色森林土，其成土过程主要是温带湿润森林中弱酸性腐殖质的积累过程及弱酸性淋溶过程和粘化过程。红松林中每年有大量的凋落物，含有比较丰 _____________________ 本章作者：赵士洞，郝占庆，陶炎，李世纯，刘喜悦，孙悦华，王丽，朴正吉，赵振英，张素贤，张惠文