大兴安岭林火干扰对森林更新和演替初期NPP的影响

林火干扰对森林更新的机制、更新苗特征和生态过程有非常重要的影响，火后演替初期(<15年)更新苗的特征(幼苗的树种组成及比例)可以很好地预测生态系统未来的林分结构、演替轨迹和功能动态。本研究以野外实地调查和实验室分析为主要手段，系统评估不同影响因素(主要包括火前植被、地形条件、林火干扰特征、土壤性质、随机因素如草灌层盖度、火烧季节、倒木等)对火烧迹地森林更新和演替初期生态系统生产力的影响，核心解决以下两个科学问题：(1)火后演替初期幼苗更新影响因素及其相对重要性如何？(2)影响火后演替初期生态系统生产力的关键因素是什么？本研究更加注重林火干扰特征对土壤性质的影响及其与未来森林更新特征和生产力的关系，为深入理解格局(林火干扰)-过程(生态系统结构和功能)之间的关系提供理论依据，为火烧迹地生态恢复和精确评估区域碳平衡提供科学支持。

本项目严格按照申请书计划以及预算执行，实现了项目计划书“核心解决以下两个科学问题：(1)火后演替初期(<15 年)影响幼苗更新因素及其相对重要性如何？(2)影响火后演替初期生态系统生产力的关键因素是什么”的预期目标。开展了：1）林火干扰特征对土壤理化性质的影响；2）火后演替初期更新苗特征的形成机制；3）火后演替初期生态系统净初级生产力（Net primary productivity: NPP）的影响因素等方面的具体科学问题的研究，得出了以下结论：1）火烧对森林土壤理化性质影响显著，火烧显著增加了土壤有效氮(NH4+-N and NO3--N)含量，但是对对土壤总碳、总氮影响不显著; 2）火烧烈度与更新苗密度呈负相关关系，这种负相关关系对针叶树和阔叶树均适用。虽然地形因子对更新苗密度影响较小，但是对更新苗组成相对比例（针阔叶幼苗比例）影响较大。因此地形因子与火烧烈度的交互作用决定未来林分的演替过程和结构；3) 火烧烈度显著影响演替初期生态系统NPP。火烧烈度与草灌层NPP呈正相关关系，与更新苗NPP呈负相关关系，总的效果是高烈度火烧区的NPP主要由草灌层贡献。土壤有效N限制更新苗的NPP，但并不限制草灌层NPP。这些结果已经以学术论文形式发表于国际、国内相关学术期刊，其中包括SCI 7篇以及中文核心期刊1篇。包括1篇在生态学顶级期刊（Global Chang Biology）和1篇在林学顶级期刊（Forest Ecology and Management）。