从长白山自然保护区苔原带典型植物牛皮杜鹃、毛毡杜鹃、笃斯越橘、仙女木的根系分离获得深色有隔内生真菌(DSE)菌株,研究其侵染定殖情况.采用形态特征与rDNA ITS序列分析相结合进行分类鉴定,研究了 4种苔原植物的DSE真菌群落组成和物种多样性.结果表明:4种苔原植物的根系内均形成DSE的典型结构"微菌核".共分离出69株DSE菌株,分属于10个属12个种,分别是福廷瓶头霉、链格孢、细极链格孢、黑附球菌、小孢金丝酵母、白蜡树炭疽菌、茶树炭疽菌、小球腔菌属、枝状枝孢霉、茎点霉属、淡领瓶霉属、Discosia italica,具有丰富的物种多样性,且所有种均为我国高山苔原带首次报道的DSE真菌,其中福廷瓶头霉为各苔原植物的共有种和优势种.4种苔原植物DSE真菌的Simpson、Pielou和Shannon多样性指数均差异显著.表明苔原植物具有丰富的DSE真菌多样性,且二者能够形成良好的共生关系,增强苔原植物对环境的适应性.

本研究对长白山自然保护区长白落叶松林火烧迹地植物群落进行了两期调查,以明确林火干扰对该群落物种组成、径级结构及优势树种空间分布格局的短期影响.结果表明:(1)未受林火干扰的对照林分有14个乔木树种,火烧1年后的长白落叶松林有6个乔木树种,火烧4年后仅剩下4种.(2)未受林火干扰林分的群落径级结构呈偏倒"J"型分布,而火烧迹地均大致呈正态分布.不同径级优势种(长白落叶松和白桦)的抗火干扰能力表现出相似规律,都为大径级＞中径级＞小径级.(3)未受林火干扰林分中,各径级长白落叶松和白桦在0～25m尺度上均基本表现为随机分布.而林火干扰1年后的长白落叶松的小径级(DBH＜11 cm)在小尺度(r＜12m)上表现为聚集分布,在大尺度上(12 m＜r＜25 m)表现为随机分布;中径级(11 cm≤DBH＜21 cm)在0～25 m尺度上表现为聚集分布,大径级(DBH≥21 cm)则表现为随机分布;而白桦的中、大径级在0～25 m尺度上均表现为随机分布.林火干扰4年后,长白落叶松小径级和大径级的空间分布格局与火烧1年后分布格局相似,而中径级则在小尺度上表现为聚集分布,在大尺度上表现为随机分布;白桦的中径级基本呈聚集分布.本研究探明了火干扰后长白落叶松林的短期动态变化,为区域森林恢复与管理提供了指导意义.

望天鹅自然保护区位于长白山南坡,孕育了极为丰富的生物资源.本研究对望天鹅自然保护区中的大型真菌资源进行了详细调查,作者于2019?2021年在该保护区内共采集大型真菌1425份.结合形态学及分子系统学方法鉴定出大型真菌 161 种,隶属于 2 门 7 纲 17 目 48 科 101 属,其中包含 1 个中国新记录种帝王鹅膏Amanita regalis.该保护区内的大型真菌优势科(物种数≥10)为 4 个,轴腹菌科Hydnangiaceae、红菇科Russulaceae、小菇科Mycenaceae和多孔菌科Polyporaceae,含48种,占该保护区物种总数的 29.81%.优势属(物种数≥5)为 5 个,分别是小菇属 Mycena、乳菇属Lactarius、红菇属Russula、靴耳属Crepidotus和湿伞属Hygrocybe,含31种,占该保护区物种总数的 19.25%.对不同生态类型的大型真菌进行统计,发现针阔混交林型特有种为 65 种,阔叶林特有种15种,针叶林特有种20种,3种林型共有种为25种.α多样性指数显示在所调查的3种林型中,针阔混交林型的物种丰富度和物种多样性指数最高,针叶林型物种分布最均匀.大型真菌资源利用价值评估表明,保护区内有食用菌 59 种,药用菌 42 种,食药兼用菌 26 种,毒菌 27 种.以上研究结果将为该地区大型真菌资源的保护、合理开发和利用提供理论依据.

本文以长白山国家级自然保护区及其外围的4个林业局为研究区,基于2004年和2015年的Landsat遥感影像数据,分析了保护区与周边林业局的森林景观格局在空间分布、形状、破碎化程度和多样性等方面的变化.结果表明:长白山保护区与周边林业局之间的森林景观格局变化既有一致性,也存在着差异.与2004年相比,2015年保护区与周边林业局的林地景观形状均变得简单规则,针叶林景观面积减少,主要转变成了针阔混交林.保护区内林地总面积基本不变,而保护区周边林业局内的林地总面积共减少了7326 hm2,转出的林地主要变成了耕地,其次是裸地及采伐地和建设用地.保护区及周边林业局普遍表现为景观破碎化加重,景观异质性和景观多样性增加,受人为干扰明显.另外,不同林业局之间的景观格局变化不一致.例如,白河林业局内林地景观形状趋于简单规则,破碎化得到改善,而泉阳和松江河林业局却表现出相反的趋势.

木腐真菌是一类能够降解木材基质并利用其营养物质进行生长的生物类群,在森林生态系统的物质循环中起关键作用,是森林生态系统重要的组成部分.温带次生林生态系统是木腐真菌生长的重要区域,为了解木腐真菌在温带次生林生态系统中的群落组成,本研究选取吉林长白山次生杨桦林、辽宁白石砬子自然保护区、北京东灵山自然保护区、河南宝天曼自然保护区4个具有代表性的温带次生林开展了木腐真菌的调查.结果发现,长白山杨桦林中木腐真菌种类为73种,白石砬子为104种,东灵山为106种,宝天曼为124种,这4个地区的共有物种为18种.4个地区的优势属分别是Phellinus、Trametes、Hymenochaete和Polyporus,分别占各地区总种数的9.8％、6.7％、8.5％和8.1％.比较不同地区寄主频度-物种数的稀疏曲线发现,4个地区优势物种与当地林分中的优势寄主有着明显相关性.从4个地区木腐真菌的多样性、优势寄主选择和降解方式差异来看,林分的树种组成对木腐真菌的群落组成具有关键作用.上述地区多孔菌的属地理成分均以世界广布和北温带分布为主,具有明显的北温带成分区系特征.

木腐真菌是森林生态系统中非常重要的组成部分,能够降解倒木,实现生态系统中的物质循环.长白山阔叶红松林林分结构复杂,林内植物种类多样,倒木数量极多,为木腐真菌的生长提供了丰富的基质.为了解该林分中不同树种对木腐真菌的影响,本研究选取了长白山自然保护区25 hm2永久性大样地中325块20 m×20 m的样方,对样方中的木腐真菌进行了调查和记录,并对其中4类优势树种槭属、椴属、栎属和松属倒木上的降解真菌分别进行了统计和分析,结果发现:阔叶红松林中这4种优势寄主上的木腐真菌占所调查真菌总数的86.6％,物种数占总数95.3％,囊括了该林分中木腐真菌的绝大多数.但不同树种上的真菌种类有很大差别,4种树种上木腐真菌的种类韦恩图显示,这4类优势树种共有种类仅为7种,而各自独特种至少占本类树种倒木上真菌种类的25％,尤其松属上的独特种类数占松属真菌总数的45.7％.倒木的腐烂程度和径级对木腐真菌也有着极为重要的影响.不论哪个树种,腐烂程度为2级的倒木均生长有种类最多、数量最大的真菌;而径级大于10 em的倒木也是木腐真菌的优先选择.

为了弄清树木径向生长对气候响应的稳定性及其海拔差异,本研究以长白山自然保护区北坡3个海拔(1200 m(低海拔)、1400 m(中海拔)和1600 m(高海拔))的鱼鳞云杉(Picea jezoensis var.komarovii)为研究对象,利用年轮学方法分析了其径向生长的年际变化与气候的关系及其动态.结果表明,鱼鳞云杉的总体气候敏感度不高,在0.12～0.16之间,相比较而言,低海拔鱼鳞云杉的气候敏感度较大.鱼鳞云杉径向生长主要与5月的最高温度呈正相关,而中、低海拔鱼鳞云杉还与当年5月降水呈显著负相关.在3个海拔,鱼鳞云杉径向生长与气候的关系都不是稳定的.自1986年以来,5月平均最高温度表现出降低的趋势,导致高海拔鱼鳞云杉生长与5月温度的相关性减弱,且敏感性由显著相关到不相关的转折点位于5月均温的11.8℃,最高温度的19.9℃;中、低海拔鱼鳞云杉与5月降水相关性增强主要受近年来5月份降水量增加的影响,相关性发生转折的5月降水量为72.2mm.本研究为鱼鳞云杉年轮气候重建、气候变化情境下的生长预测等提供了数据参考.

自然保护区作为保护生物多样性最主要的手段之一,得到了世界各国的重视.如何科学客观地评价自然保护区的保护价值,并依据保护价值对其进行分类管理是当前我国自然保护区建设与管理的重要课题之一.以我国东北地区40个国家级自然保护区为研究对象,分别对其物种多样性保护价值和遗传种质资源保护价值进行了评估.通过选取物种的濒危性、特有性和保护等级等指标来计算野生动植物的多样性保护价值;选取分类独特性、近缘程度和濒危性等指标来计算遗传种质资源保护价值,进而计算出各自然保护区的综合物种保护价值.研究结果显示:该评价方法能够很好的反映自然保护区生物多样性及其各个层次和类群的保护价值,能够较准确地识别其物种保护优先性.不同自然保护区其保护价值存在一定差异;同一自然保护区中野生动物与植物之间的物种多样性保护价值没有显著差异,但其野生动物与植物之间的遗传种质资源保护价值存在一定差异性;绝大多数自然保护区其植物遗传种质资源保护价值大于动物遗传种质资源保护价值;虽同为国家级自然保护区,其综合物种多样性保护价值差异很大.吉林长白山国家级自然保护区、吉林珲春东北虎国家级自然保护区、吉林松花江三湖国家级自然保护区的综合保护价值显著高于同类型的其他自然保护区,而辽宁章古台国家级自然保护区、黑龙江双河国家级自然保护区和黑龙江三环泡国家级自然保护区的综合物种保护价值较低,不同类型自然保护区之间其综合保护价值则没有明显差异.该评价方法能较好地进行自然保护区物种保护价值评价,并用于进行自然保护区之间的比较,并不会因自然保护区所处生境、所分布物种不同而产生评价结果上的偏差;该方法在对自然保护区遗传种质资源部分的计算方面需要进一步完善;总体上来说该评价方法不会因自然保护区类型的不同产生差异;今后在对东北地区自然保护区管理分类研究中可将此评价结果作为参考,并作为评价该地区自然保护区能否晋升为国家级自然保护区的辅助工具.这在一定程度上减少了人为主观性,具有较大可行性.

运用树木年轮气候学方法,研究原始阔叶红松林分布区内白石砬子自然保护区(40.9° N)、长白山自然保护区(42.4° N)、凉水自然保护区(47.2° N)和胜山自然保护区(49.4° N)4个纬度样地的2个径级红松径向生长对气候变化的响应,分析不同径级红松对气候因子响应的异同,以及影响不同纬度红松径向生长的关键气候因子,探讨气候变化显著的40多年中红松径向生长的变化动态.结果表明:2个径级红松对气候因子的响应具有很大的相似性,但是小径级(胸径为10～20 cm)红松对当年生长季的平均最低气温以及上一年的气候因子更敏感,而大径级(胸径＞40 cm)红松对当年生长季的平均最高气温和平均相对湿度更敏感.影响4个纬度样地红松径向生长的关键气候因子存在一定差异:在最南端的白石砬子自然保护区是当年生长季的季均气温和季均最高气温;最北端的胜山自然保护区是低温因子,包括所有季节的平均最低气温、冬季的平均最高气温,以及除上一年生长季末期和当年生长季以外所有季节的平均气温;中间纬度的长白山自然保护区是当年生长季和生长季末期的帕尔默干旱指数(PDSI)和当年生长季的降水量;凉水自然保护区是当年生长季的平均气温.在气温不断上升的40多年,最南端的2个径级红松径向生长均显著下降,最北端均显著上升,中间2个纬度样地变化均不显著.

通过形态学数据和分子序列数据分析,报道了产自长白山的中国东北地区1新记录子囊菌——波托绿杯菌(Chlorociboria poutouensis P.R.Johnst.).基于产自长白山自然保护区的材料对该种进行描述,并提交ITS序列至GenBank数据库.凭证标本保存于长白山科学研究院菌物标本馆.