长白山森林生长动态及其影响机理

Forest growth has long been receiving considerable attention because it economically yields great revenues and ecologically maintains ecosystem health and affects global carbon cycle. Until now, however, current status and influencing factors of forest growth in different regions still remain uncertainty. This project will study annual and seasonal growth dynamics of trees and seedlings in different large-scale forest plots in Changbai Mountain, Northeastern China. The main objectives are to analyze: 1) forest aboveground biomass stocks and dynamics; 2) the relationships between growth rate and size of trees and seedlings; 3) the key biotic and abiotic factors and their relative importance in influencing forest growth. The project aims to elucidate whether forest growth is increasing or decreasing in different forests in Changbai Mountain, to explore the influencing factors and their relative contributions to forest growth , and to examine and develop some theories and hypotheses, such as metablic ecology theory and negative density dependence. The project will enhance our understanding on forest dynamics in the region, provide theoretical support for sustainable forest managemnt, and offer scientific information in response to climate change.

森林生长是林业经济发展的核心，对维持生态系统健康和全球碳循环起着关键作用，长期以来受到广泛关注。但目前对不同区域森林生长现状及其影响因子的研究仍有很多不确定性。本项目拟以在长白山主要森林类型建立的大型样地为研究平台，通过分析森林树木和幼苗年季生长动态及其在不同森林类型中的差异，主要研究：1)森林地上生物量大小及动态；2）森林树木和幼苗生长速率与个体大小的关系；3）影响森林树木和幼苗生长的关键生物和非生物因子及其相对作用。本项目旨在阐明长白山不同类型森林的生长究竟是在持续增加还是下降，探讨影响该区森林生长的显著性因素及其相对作用，验证并发展代谢生态学理论和负密度制约效应等相关理论和假说，用以解释该区森林生长规律，进而为该区森林资源的可持续管理及合理应对气候变化提供科学理论依据。

森林生长之所以长期以来广泛关注，不仅因为其在经济上产生巨大收益，而且在生态上维持生态系统健康和影响大气二氧化碳浓度。尽管人们希望森林生长速率增加可以减缓大气二氧化碳浓度升高的趋势，然而，即使针对同一个地区森林生长速率是否增加的研究也有很大争议。本项目以在长白山主要森林类型建的大型样地为研究平台，分析了森林树木年季生长动态及差异,研究了森林树木生长与个体大小关系，探讨了影响不同森林树木生长的关键生物和非生物因子，主要结果如下：1）长白山森林树木生长速率随着径级的增加而增加，验证了老龄林的持续固碳能力，该研究突破了过去关于老树生长速率较慢的假设，对重新认识森林碳储存及评估全球森林固碳能力具有重要的意义；2）生物多样性的不同维度与森林生产力都呈正相关，但谱系多样性对森林生产力的预测力更好，且生物多样性对森林生产力的促进作用在演替阶段后期更强，表明生物多样性与生态系统功能的关系是一个动态的过程，考虑真实生态系统中多因果关系、多时空尺度和生物多样性的多维性，将成为正确理解和把握生物多样性与森林生产力关系的突破口；3）揭示了邻体竞争对树木生长具有显著负作用，验证了负密度制约效应对于温带森林生长动态的重要性，改变了以往关于负密度值约效应在温带地区较弱的观点；4）土壤养分和地形对该区森林树木生长具有重要影响，尤其对常见种、耐阴种及小径级个体。上述结果不仅揭示了长白山森林生长规律，还将为该区森林资源的可持续管理提供科学理论依据。