土壤碳氮转化过程是维持土壤肥力、生态系统稳定的基础。土壤碳氮转化过程由微生物驱动，并受多种环境因子影响，具有空间变异的特性。随海拔升高，气候、植被、土壤性质等环境因子发生改变，可能导致土壤碳氮转化功能及其相关微生物的空间分异。长白山是地球上为数不多保存完整的自然生态系统之一，植被类型随海拔分异明显。本申请项目拟采集长白山不同海拔下的土壤样品，采用高通量测序、基因芯片、稳定性同位素核酸探针等技术，研究不同海拔下土壤碳氮转化相关微生物的群落特征及其与碳氮转化的关联；结合气候环境因子，利用生物信息分析来阐明土壤碳氮转化微生物的垂直分布规律及其驱动机制。结果将有助于加深对土壤微生物垂直分布与碳氮循环关联机制的理解，并可为长白山生态系统的综合管理提供科学依据。

【中文摘要】在以往研究的基础上，对长白山火山进行深入地野外调查，广泛收集资料，解译遥感图象，系统采集样品，查明长白山地区全新世火山灰的空间分布特征，在天文峰、白云峰等地建立完整的火山灰剖面，在沉积物中寻找火山灰；调查鸭绿江大峡谷、锦江大峡谷火山灰的时代、规模和成因；准确确定一千年前长白山火山大喷发的时间、产物及空间分布；运用各种有效方法对各期火山灰精确定年；绘制火山灰空间分布图；建立长白山地区全新世火山灰喷发序列，重建全新世以来长白山火山喷发历史；恢复当地火山活动的历史和特征；评估当时火山喷发的规模，对气候环境的影响及其引起的灾害，了解火山潜在的危险，为防治火山灾害提出科学依据。同时，借此工作，建立和完善火山灰鉴定分离技术和年龄测定技术，推动我国火山灰研究的进展。

【中文摘要】以地衣为主的植被约占全球地面植被的8%，地衣区系与地衣多样性的调查研究对全面理解陆地生态系统的结构和功能是不可或缺的。选择分别位于我国自然地理三个不同台阶，又属于具有国际意义的陆地生物多样性关键地区的四川贡嘎山、陕西太白山和吉林长白山进行大型地衣多样性比较研究，一方面可在查清我国这三个关键地区的地衣种类、数量、化学成分、地理分布及其经济价值的基础上，确定各个地区的优势种、濒危种、关键种、特有种及资源种，为其资源的合理利用及有效保护提供可靠的信息；另一方面可为东亚北美地衣区系的比较研究、及地衣型真菌的系统演化研究积累基本科学资料。在研究过程中将采取整体的物种多样性比较、在各个垂直分布带设置样方进行物种组成的比较以及地衣多样性与高等植物区系相结合的比较研究方法。预计累计鉴定10,000号地衣标本，涉及50－60科，100－120属，450－500种的大型地衣及在分类学上重要的微型地衣种类。

【中文摘要】过去的研究过分强调了温度在决定树线位置及其分布中的作用，而相对忽略了其它环境因子的重要性。实际上，树线树木生长和树线动态是各种外部因子和内部生态过程共同作用的结果。除温度和生长季长度外，降雪量、积雪分布、土壤水分有效性和冬季生理性干旱对幼嫩组织的损伤等对树线动态的影响均非常重要。本项目将在树线环境因子、生理生态特征参数实测和前人研究的基础上，利用Biome－BGC的MT－CLIM模块在DEM模型中反演山地气候，以Biome－BGC模型为框架，将积雪分布、冬季生理性干旱的伤害、土壤水分有效性等特殊因子有机地耦合到模型中，建立能反映树线交错带碳循环和水分循环的生态系统过程模型，并通过尺度转换扩展为景观尺度过程模型，模拟树线碳平衡及其对环境因子的敏感性，确定树线分布的主要限制因子，预测未来气候变化情景下树线动态和空间格局。本项目对揭示树线碳平衡的生理生态机制和预测其对环境变化的反应具有重要意义。