2013年12月至2015年5月、2014年4月至2015年5月利用红外相机分别对黑龙江凉水保护区和丰林保护区鸟兽多样性进行研究:凉水保护区累计10736个捕获日,获得有效照片总数14726张,兽类独立照片514张,共4目7科11种,鸟类独立照片107张,共4目8科11种;丰林保护区累计7460个捕获日,获得有效照片总数13677张,兽类独立照片638张,共3目6科9种,鸟类独立照片166张,共4目10科16种.凉水保护区实际监测到的鸟兽物种数约为全部鸟兽物种的70％-78％;丰林保护区实际监测到的鸟兽物种数目全部鸟兽物种的80％-89％,保护区内大部分物种被监测到.凉水和丰林保护区兽类相对丰富度最高的均为松鼠(Sciurus vulgaris)和花鼠(Eutamias sibiricus),其次为西伯利亚狍(Capreolus capreolu),鸟类相对丰富度最高的普通鳾(Sitta europaea)和白腹鸫(Turdus pallidus);物种多样性指数显示鸟兽多样性无显著差异;鸟、兽群落相似性指数Cs=0.621,凉水和丰林保护区鸟兽物种有较多重叠.利用红外相机对凉水和丰林保护区鸟兽多样性进行研究发现,兽类中对夜行性小型啮齿类监测不足,监测到的鸟类以林下活动为主.

Beta多样性用来衡量集群内物种组成的变异性,可以被分解为空间物种转换和物种集群镶嵌两个组分,是揭示群落构建机制的重要基础.目前开展了较多的地上生态系统beta多样性研究,然而地下生态系统beta多样性进展缓慢.以小兴安岭凉水和丰林自然保护区为研究地区,于2015年8、10月采用陷阱法对阔叶红松林进行调查,揭示地表甲虫(步甲科、隐翅虫科、葬甲科)的beta多样性.结果表明:(1)凉水共发现39种、856只地表甲虫,丰林共发现43种、1182只地表甲虫.8月凉水明显具有较高的全部甲虫(三个科的总和)物种多样性和丰富度,10月正好相反.(2)凉水和丰林之间地表甲虫beta多样性的差异仅发现于8月的步甲科和葬甲科之间.(3)凉水和丰林地表甲虫的beta多样性主要由空间物种转换组成,物种集群镶嵌对beta多样性的贡献很小,说明地表甲虫物种组成变异主要由本地物种之间较高的转换引起.研究表明小兴安岭阔叶红松林地表甲虫的beta多样性主要由空间物种转换组成,在揭示群落构建机制过程中,其内部物种交换和环境调控不容忽视.

生物间相互作用被认为是群落构建机制的重要驱动力,然而目前不同空间尺度土壤动物群落物种间相互关联性仍不清楚.为了揭示小尺度空间地表鞘翅目成虫的物种组成、多样性及种间关联性,并验证是否亲缘关系较近的同属(科)物种之间多表现为负关联性,本实验于2015年8月、10月在丰林自然保护区9 hm2阔叶红松林固定监测样地,采用陷阱法捕获地表鞘翅目土壤动物.结果表明:(1)两次实验共捕获地表鞘翅目成虫1394只,隶属9科58种,其中步行虫科和隐翅虫科为优势科.10月捕获的个体数量和物种数相较于8月明显减少,群落多样性在8月和10月间具明显差异.(2)8月份,葬甲科、步行虫科和隐翅虫科群落丰富度均为显著的正关联,不同科地表鞘翅目成虫物种之间空间生态位重叠度较低,种间关系多为随机关系;同科内物种之间大多数为随机关系,极少数物种之间表现为显著的正/负的关联性.本研究表明,小尺度空间地表鞘翅目成虫群落组成和多样性在2个月份间具有明显变化,群落内物种间多为随机性关系,亲缘关系较近的物种间并未表现较多显著的负关联性.

结合丰林国家自然保护区原始阔叶红松林1998-2017年表层(0～ 10 cm)土壤湿度监测数据,评估了全球变化背景下土壤湿度变化对东北主要森林树种红松、臭冷杉和白桦凋落物分解的影响.结果表明:在同一土壤湿度水平下,凋落物分解速率随着凋落物质量的增加而增大,即表现为白桦＞臭冷杉＞红松.凋落物的分解速率随着土壤湿度的降低而减小.白桦、臭冷杉和红松3种凋落物的土壤湿度敏感性指数(M1o)分别为0.782、0.789和0.827,土壤湿度水平每降低10％,初始分解速率分别减小21.8％、21.1％和17.3％.高质量凋落物(高氮含量、低碳氮比、低木质素含量)的分解速率对土壤湿度变化的响应更敏感.凋落物分解速率在不同凋落物类型间的差异随着土壤湿度的降低而缩小.近20年间,原始阔叶红松林土壤湿度呈显著减少趋势,对凋落物分解表现为抑制作用.在全球变化背景下,随着气温的升高,土壤湿度将继续降低,对凋落物的抑制作用会进一步增强,并将部分抵消因温度升高所带来的凋落物分解速率增大的压力.

Metacommunity理论框架为理解生物群落的时空格局及其构建机制提供了一个强有力的方法.然而,少有研究揭示土壤动物metacommunity的格局及其构建机制,小尺度空间的研究更是少见.于2015年分别在凉水和丰林小兴安岭典型阔叶红松林长期动态监测样地内,通过空间直观定位调查监测的方法获得地表甲虫群落,揭示小尺度空间(300 m)地表甲虫metacommunity的格局,并进一步分析地形、土壤因子与这种metacommunity格局的相关性.结果表明:镶嵌型(nestedness)和随机型(random)是小尺度空间地表甲虫metacommunity的常见格局.地表甲虫的metacommunity格局具有类群依赖性,步行虫科和葬甲科多形成镶嵌型格局,而隐翅虫科则仅形成随机型格局.地表甲虫metacommunity格局具有季节波动性,在相对温暖的季节易形成显著的镶嵌型格局,而在相对寒冷的季节多为随机型格局.凉水和丰林地表甲虫的metacommunity格局没有明显差异.地形和土壤因子对地表甲虫metacommunity格局有重要的影响,该影响过程相对复杂,依类群和时间而异.本实验表明镶嵌型和随机型是小尺度空间小兴安岭典型阔叶红松林地表甲虫的常见格局,地形、土壤因子对这些格局的形成有重要的影响.

木腐真菌是一类以木材为生长基质的大型真菌,通过分泌各种水解酶全部或部分降解木材中的木质素、纤维素和半纤维素,促进森林生态系统的物质循环,具有重要的生态功能.本研究调查了丰林国家级自然保护区固定样地中木腐真菌的多样性和倒木特征,并进行了木腐真菌的物种多样性和数量与倒木的种类、数量、腐朽程度、直径大小等的相关性分析.结果 显示:在样地内共采集木腐真菌标本295份,经鉴定为93种,Shannon多样性指数为3.86,Simpson指数为0.96.相关性分析发现木腐真菌的数量和种类与直径为2-5 cm和5-10 cm的倒木、2级腐烂的倒木和红松倒木均显著相关.样地中优势倒木寄主分别为槭属(Acer)、榛属(Corylus)、云杉属(Picea)和松属(Pinus),这4类倒木上生长的木腐真菌种类组成具有明显的差异,槭属和榛属倒木上的共有优势种主要是三色拟迷孔菌(Daedaleopsis tricolor)、云芝(Trametes versicolor)和桦附毛孔菌(Trichaptum pargamenum),而松属和云杉属的共有优势种主要有白囊耙齿菌(Irpex lacteus)、云芝、冷杉附毛孔菌(Trichaptum abietinum)和褐紫附毛孔菌(T.fuscoviolaceum).倒木产生真菌子实体的概率研究表明,同一类寄主倒木上发生木腐真菌子实体的概率在调查面积增加到0.36 ha后趋于一个定值,松属倒木中仅有10.2％产生真菌子实体,槭属和云杉属分别是12.9％和13.4％,榛属最高,达到53.7％.本研究结果对于预测森林生态系统中木腐真菌的发生具有重要理论意义.

植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)是判定生态系统质量状况和碳汇的重要因子,反映了植被群落的生产能力和生态过程,对调节全球碳平衡、增强生态服务功能具有重要的意义.本文基于MODIS卫星遥感资料和改进的CASA模型,利用2000-2019年MOD17A3HGF的NPP年际数据和气象资料,对伊春森林植被NPP变化特征及气温降水、人类活动等主要因素进行分析.结果 表明:2000-2019年,伊春全域年均森林植被NPP为477.76 g C·m-2·a-1,NPP值主要集中在400～500 g C·m-2·a-1,占伊春全域面积的83.30％,呈现南北部局部高,中部平均,嘉荫、铁力平原区域最低的分布特点;伊春落叶阔叶林植被对NPP高值区域贡献率最高,其次为常绿针叶林,针阔混交林大部分NPP值处于伊春NPP平均水平,而落叶针叶林、常绿落叶林总体面积分布很少;2000-2019年伊春森林植被NPP年际变化呈现波动但总体上升的趋势,其中极显著增加趋势为主,占总面积的81.43％;年尺度上,年降水量与伊春年均NPP相关性高,而年平均气温与年均NPP相关性不高;月尺度上,伊春植被受气温影响显著,受降水量影响较小,尤其是伊美区和金林区交界处山地等高海拔地区和汤旺县南部及丰林自然保护区、五营国家森林公园等红松集中区域,而平原和低海拔地区植被NPP受气温和降水共同影响;伊春天保工程等生态工程和各项保护举措在促进植被生态恢复过程中发挥重要作用.