暖温带落叶阔叶林碳循环的初步估算

 森林生态系统碳循环过程与大气中二氧化碳含量有密切的关系,直接影响着大气成分的组成,进而对全球气候变化有重要影响。以我国暖温带落叶阔叶林生态系统近10年的定位研究为基础,初步建立了该类生态系统碳循环数值模式。结果表明：暖温带落叶阔叶林典型生态系统每年从外界主要是大气中吸收的碳是10.3 t·hm-2·a-1,植物呼吸释放到大气中的碳通量为5.5 t·hm-2·a-1。森林植物干物质积存的碳量为4.8 t·hm-2·a-1,通过凋落物分解释放到大气中的碳通量为2.46 t·hm-2·a-1。森林同化的碳绝大部分以活生物呼吸和凋落物分解的形式释放到大气中去了,存留在活生物体和凋落物中的很少。通过对碳现存量的研究发现,所研究的森林生态系统碳现存量为165.05 t·hm-2,其中活生物体碳现存量为61.2 t·hm-2,死生物体碳现存量为104.05 t·hm-2 (包括土壤中碳),土壤碳现存量为96 t·hm-2。土壤碳储量占总碳储量的58%,土壤是该地区森林生态系统主要的碳库,森林生态系统土壤中碳储量的变化必然引起整个区域碳储量整体动态的变化。     

西双版纳地区稻田CO2排放通量

采用静态暗箱-气相色谱法对云南西双版纳地区单季稻田CO2排放及氮肥、水热因子对CO2排放的影响进行田间原位观测研究.试验设3个氮肥水平处理:N0(0 kg N hm-2)、N150(150 kg N hm-2)和N300(300 kg N hm-2).结果表明,受一天温度变化的影响,西双版纳地区稻田生态系统呼吸日变化为单峰型,其最大值出现在11:00～13:00之间,最小值出现在凌晨.稻田土壤呼吸呈明显的季节变化趋势,土壤呼吸平均速率为水稻收获后休闲季节>种植前休闲季节>水稻生长季节,差异达到1%显著水平.不同季节影响土壤呼吸的环境因子不同.土壤水分含量低于34%时,土壤呼吸速率与土壤含水量呈正相关,达5%显著水平;地面淹水时,土壤呼吸速率与淹水深度呈1%极显著负相关;水分含量高于38%时,土壤呼吸速率与温度呈极显著指数相关.长期考虑(整个生长季节),氮肥的施用对稻田土壤呼吸和生态系统呼吸无影响;N300处理抑制植株呼吸作用,单位生物量呼吸速率下降.氮肥的施用对土壤呼吸有短期影响,氮肥用量增加,土壤呼吸速率增加.计算得出N0、N150和N300处理年土壤呼吸量分别为6.27、6.31 t C hm-2 a-1和5.89 t C hm-2 a-1;年净固定大气中CO2-C分别为1.41、2.22 t C hm-2 a-1和1 11 t C hm-2 a-1,表明西双版纳稻田生态系统是碳汇.     

秦岭巴山冷杉林粗死木质残体研究

 对秦岭巴山冷杉林粗死木质残体的研究表明：1)林内粗死木质残体的现存量为15.848t·hm-2,平均死亡增枯量1.877t·hm-2·a-1,平均分解量1.310t·hm-2·a-1,周转时间约为12.09年;2)粗死木质残体在碳素和养分的保持方面具有一定作用,在野生动植物生境构成中的作用较大。     

广东南亚热带马占相思林呼吸量的测定

 采用红外CO2分析仪离体测定了鹤山丘陵马占相思(Acacia mangium)的树干、树枝、树叶和树根等器官的呼吸速率,根据管道模型理论(Pipe model theory),测出马占相思各木质器官直径频度分布的函数表达式、呼吸速率与直径的幂函数关系表达式和林木各器官呼吸量的表达式。结果表明：各木质器官的呼吸速率与直径呈负相关,林木各器官的呼吸量则与胸径和树高(D2H)呈正相关;马占相思林的年总呼吸量(乔木层)为47.51 tCO2·hm-2, 其中树干、树枝、树叶、树根分别占总量的23.1％、13.9％、48.7％和14.4％,树叶占总量的近一半。     

模拟氮沉降对华西雨屏区慈竹林土壤呼吸的影响

2007年12月至2008年11月,在华西雨屏区采用0(对照)、50、150、300kg.hm-2.a-1施氮处理和红外CO2分析法,研究了模拟N沉降对慈竹林土壤呼吸特征的影响.结果表明:慈竹林土壤呼吸速率年内季节变化呈明显的单峰型曲线,7月末最高,为(3.36±0.20)μmol.m-2.s-1,2月末最低,为(0.33±0.07)μmol.m-2.s-1.土壤呼吸速率与土壤温度之间呈极显著指数相关(P0.001),10cm深的土壤温度解释了土壤呼吸速率季节变化的91.6%;而土壤含水量与土壤呼吸之间相关性不显著(R2=0.0758).2008年6—11月根呼吸对土壤总呼吸的贡献率在46%～59%.50、150和300kg.hm-2.a-1施氮处理的年CO2释放量分别比对照低23.6%、46.7%和50.5%.0、50、150和300kg.hm-2.a-1施氮处理的土壤呼吸速率Q10值分别为3.72、3.51、2.95和2.71.     

鼎湖山南亚热带森林细根生产力与周转

 报道了鼎湖山季风常绿阔叶林和针阔叶混交林群落0～40cm土层中细根(≤2mm和2～5mm)的现存量、死亡量、生产力和周转率,并比较了用“连续钻取土芯法”和“埋无根土柱法”来估算表层土(0～20cm)细根生产力的差异。结果表明：在0～40cm土层中,季风常绿阔叶林≤2mm和2～5mm细根现存量分别为6.59t·hm-2和4.81t·hm-2,死根比率各为29.9％和22.9％;针阔叶混交林≤2mm和2～5mm细根现存量分别为5.35t·hm-2和4.24t·hm-2,死根比率各为34.4％和24.0％。细根现存量的季节性变化不显著。季风常绿阔叶林细根年分解量、年死亡量和年净生产力分别为0.90,1.59,2.65t·hm-2·a-1 (≤2mm)和0.41,0.63,1.25t·hm-2·a-1(2～5mm),针阔叶混交林的相应数值各为0.80,1.4l,2.42t·hm-2·a-1(≤2mm)和0.37,0.62,1.21t·hm-2·a-1(2～5mm)。季风常绿阔叶林细根年周转率为0.57 (≤2mm)和0.34次·a-1(2～5mm),针阔叶混交林分别为0.69(≤2mm)和0.38次·a-1(2～5mm)。     

贡嘎山森林生物量和生产力的研究

对贡嘎山苞槲柯、香桦林,铁杉、槭、桦杉,峨眉冷杉林Ⅰ,峨眉冷杉林Ⅱ和鳞皮冷杉林的生物量和生产力进行了研究。它们的生物量分别是220．082t·hm-2、568．008t·hm－2、544．519t·hm-2、282．558t·hm-2和279．819t·hm－2;它们的生产力分别是9．962t·hm-2·a-1、10．067t·hm－2·a－1、12．936t·hm-2·a-1、4．692t·hm-2·a-1和1．389t·hm-2·a－1。通过对贡嘎山森林生物量和生产力与生态因素的相关分析表明,年降水量是制约森林生物量和生产力的主导因子。     

西双版纳热带湿性季节雨林生物量及其分配规律研究

 本文采用标准木回归分析法(乔木层、木质藤本)和样方收获法(灌木层、草本层)研究了西双版纳湿性季节雨林生物量及其分配规律。群落总生物量为360.909t·hm-2,其在各层的分配为：乔木层352.563t·hm-2(占群落生物量的97.69％)、灌木层4.737t·hm-2(占1.31％)、木质藤本3.108t·hm-2(占0.86％)、草本层0.501t·hm-2(占0.14％)。群落生物量绝大部分集中于乔木层。乔木层生物量的器官分配为：干241.270t·hm-2(占乔木层生物量的68.43％)、根69.614t·hm-2(占19.75％)、枝37.287t·hm-2(占10.57％)、叶4.392t·hm-2(占1.25％);乔木层生物量的径级分配主要集中于中等径级,胸径在20～80cm间的6个径级,生物量达255.460t·hm-2(占72.46％);生物量在乔木层中垂直分配为：Ⅰ亚层219.365t·hm-2(62.22％)、Ⅱ亚层107.743t·hm-2(30.56％)、Ⅲ亚层25.455t·hm-2(7.22％);生物量大于乔木层生物量0.5％的树种共计26种,其中大于5％的有番龙眼(Pometia tomentosa)(19.67％)、云南玉蕊(Barringtonia macrostachya)(5.44％)、千果榄仁(Terminalia myriocarpa)(5.27％),生物量种类分配反映出优势种明显的特点。乔木层叶面积指数为5.724。     

鼎湖山马尾松林生态系统碳素分配和贮量的研究

鼎湖山马尾松林中 ,马尾松各器官碳含量平均为 5 4.46%,灌木层植物 48.1 0 %,草本层植物40 .2 1 %,地表现存凋落物层 5 4.40 %,以上各组分总平均为 49.2 9%。土壤碳密度为 7.3 7kg· m- 2 (深 1 0 0cm)。生态系统各组分碳贮量分别为 :乔木层 68.876t·hm- 2 ,林下植物层 6.0 3 0 t· hm- 2 ,凋落物层 5 .892 t·hm- 2 ,土壤层 73 .70 5 t· hm- 2。根据研究结果 ,还对广东省马尾松林的现有碳贮量和碳吸存潜力进行了估算和讨论。     

南亚热带鹤山主要人工林生态系统C、N累积及分配格局的模拟研究

 以南亚热带鹤山的马占相思（Acacia mangium）、湿地松（Pinus elliotii）和荷木（Schima uperba）3种代表性人工林生态系统为对象,利用气象、水文、土壤及植物等方面的资料对CENTURY模型进行了参数化,模拟了3种人工林生态系统1985～2100年的C、N累积动态及其分配格局变化,并利用实测资料对模拟结果进行了独立样本的双尾t检验,模拟值与实测值之间没有显著差异（p=0.995）。模拟结果表明,马占相思林的净初级生产力（NPP）呈指数函数形式下降,约在20龄（2005年）时趋于稳定;荷木林的NPP持续缓慢增加;湿地松林的NPP基本维持恒定;20龄以前3种林分的年均NPP分别为12.2 t·hm-2·a-1、6.7 t·hm-2·a-1和2.5 t·hm-2·a-1。马占相思林生物量呈对数函数形式增加,20龄后增加很少;荷木林与湿地松林的生物量呈直线增加,约在2050年时,荷木林的NPP和生物量将超过马占相思林;2100年时马占相思、荷木与湿地松林的生物量将分别达到252.7 t·hm-2、352.4t·hm-2和226.3t·hm-2。荷木林具有更大C累积潜力。3种人工林生态系统的N累积动态与其生物量累积动态相似,但马占相思林生态系统的N累积量远高于荷木林与湿地松林,至2100年时它们的N累积量将分别达到7.2t·hm-2、1.9t·hm-2和2.2t·hm-2。3种林分的C、N随着林分的发育将更多地分配到茎、枝和根部。马占相思林的叶C、N累积量约在2005年后分别下降1.85t·hm-2和0.20t·hm-2,荷木林的叶C、N累积则分别增加0.09t·hm-2和0.05 t·hm-2,湿地松林叶C、N累积分别增加0.57t·hm-2和0.02 t·hm-2,这一模拟结果显示了马占相思林冠层萎缩的内在原因。外来树种组成的马占相思林先锋群落冠层衰退过早,阳生性灌木的大量入侵和定居可能会滞缓地带性森林植被的恢复进程。因此认为我国南亚热带地区进行地带性森林植被恢复时,先锋森林群落的构建应以荷木等本地树种为主。     

桂西南28年生米老排人工林生物量及其分配特征

应用相对生长法对桂西南28年生米老排人工林生物量及其分配特征进行了研究。结果表明:28年生米老排人工林生物量为281.47t·hm-2,生态系统生物量分配格局为乔木层(97.89%)>凋落物层(1.87%)>灌木层(0.16%)>草本层(0.08%);其中,乔木层生物量为275.54t·hm-2,其生物量在各器官的分配规律为树干(63.01%)>树根(21.01%)>树枝(9.64%)>树皮(4.38%)>树叶(1.72%)>果实(0.25%);乔木生物量的径级分布接近正态分布,生物量主要集中在径级为25～29cm的林木,占乔木层生物量总量的48.15%;28年生米老排人工林林分年均净生产力为15.61t·hm-2·a-1,各组分净生产力大小顺序为乔木层(81.50%)>凋落物层(16.82%)>灌木层(0.98%)>草本层(0.70%);乔木层年均净生产力为12.72t·hm-2·a-1,各器官净生产力大小顺序为树干(48.76%)>树叶(18.64%)>树根(16.26%)>树枝(7.46%)>果实(5.50%)>树皮(3.39%)。     

密云水库水源保护区板栗林主要养分元素生物循环研究

对密云水库北京集水区板栗林主要养分元素循环进行了研究。结果表明,22年生板栗林的生物量为38638kg·hm^-2;板栗林5种主要养分元素N、P、K、Ca、Mg贮存量为315．38kg·hm^-2,各器官中5种元素贮存量大小排序是干>枝>根>叶>花>果苞>果。板栗林生态系统乔木层每年从土壤中吸收的5种养分元素量为79．17kg·hm^-2,吸收量占0～30cm土层5种养分元素总量的0．15％,占0～30cm土层中5种元素有效养分量的1．95％。年吸收量中存留量为11．25kg·hm^-2,枯落物归还量为58．08kg·hm^-2。雨水及雨水淋溶输入到板栗林生态系统的养分元素量为38．63kg·hm^-2,果实输出量为9．84kg·hm^-2。雨水和雨水淋溶量与枯落物归还量之和大于吸收量,表明研究期间板栗林生态系统养分元素的收入略大于支出,5种元素的吸收系数排序为N>P>K>Ca>Mg,利用系数排序为K>N>Mg>P>Ca。循环系数排序为K>N>P>Mg>Ca。周转期排序是Ca>P>Mg>N>K。     

黑石顶自然保护区南亚热带常绿阔叶林生物量与生产量研究——生物量增量及第一性生产量

本文研究了黑石顶自然保护区南亚热带常绿阔叶林的生物量增量及其分配规律,净第一性生产量及其分配规律,生物量增量为10．680hm^-2.a^-1,其中干6．127(57./37%),枝2．195（20.55%),叶0．514（4.81%),根1．844（17.27%),乔木层8．8786（82.27%),灌木层1．679（15．72％）,草本层0．215（2．01％）,生物量增量的垂直分布以20－25米的林冠层比较最高,其次是10－15米的乔木层第二亚层。生物量增量的径级分布近于正态分布。净第一性生产量为29．612t.hm^-2.a^-1,其中干8．181（27．63％）,枝3．403（11．49％）,叶4．281（14．46％）,根13．165（44．46％）,花果0．582（1．97％）,细根（D≤3mm),生产量占根系生产量的81％;根系生产量约占净第一性生产量的45％,传统假定的根系生产量占森林生产量的15－25％,可能是太低的估计,森林的生产效率为1．897t.t^-1叶或1．733tt.hm^-2叶各器官的生产效率有如下顺序,细根＞叶＞根（包括细根）＞枝＞干,EVI法用于该森林树干生物量增量的估计,得到较低的值（约低27％）。     

大岗山毛竹林与常绿阔叶林碳储量及分配格局

基于固定样地,对江西大岗山毛竹林与常绿阔叶林生态系统碳储量及分配格局进行了研究.结果表明:毛竹各器官碳含量介于42.22%～47.53%,其大小顺序依次为秆(47.53%)＞枝(46.49%)＞鞭(46.10%)＞根(45.30%)＞叶(42.22%).丝栗栲不同器官碳含量介于43.09%～45.53%,其干、叶、枝、...     

施肥对麻栎人工林碳密度及休眠期土壤呼吸的影响

以安徽省滁州市红琊山林场麻栎人工林为研究对象,测定了4种施肥处理(0、0.15、0.30和0.45kg·株-1)林分碳密度,并采用开沟隔离法对不同处理林分休眠期土壤呼吸组分进行测定。结果表明:4种施肥处理林分总碳密度分别为73.68、84.49、87.20和91.70t·hm-2。与对照相比,各施肥处理麻栎树干碳密度、树枝碳密度和枯落物碳密度均有极显著提高(P<0.01)。不同处理林分的土壤总呼吸速率和异养呼吸速率随着施肥量增加呈递增趋势,施肥量为0.45kg·株-1样地土壤总呼吸速率和异养呼吸速率较对照样地分别增加了48.9%和38.6%。不同施肥样地土壤异养呼吸对土壤总呼吸的贡献率远大于根系呼吸,施肥量为0、0.15、0.30和0.45kg·株-1时分别是根系呼吸的5.0、3.8、3.4和3.2倍。土壤呼吸受生物因子和非生物因子共同调控,在所选取的4个指标中(土壤含水量、土壤C/N、根生物量和枯落物有机碳含量),土壤含水量和枯落物有机碳含量与土壤总呼吸及土壤异养呼吸速率均有显著相关性(P<0.05)。     

Distribution,Accumulation, and Cycling of Several Mineral Elements of the Lower Subtropical Evergreen Broad-Leaved Forest in Heishiding Nature Reserve

The distribution, accumulation, and cycling of N, P, K, Na, Ca, and Mg in terms of their concentration in the biomass was quite different from those in soil in Heishiding Nature Reserve (111°53′ E, 23°27′ N). The concentrations of N, Ca and P were higher in plant, and much lower in soil. The average content of the elements in different organs was in the order as: leaf>branch>bark>root>wood, although this was not true for all the elements. Trunk and leaf had the most and the least accumulation of the elements, respectively, and branch and root were comparable. In the forest, most of the elements (97 %) were concen- trated in the tree layer. The total amount of elements in the ecosystem was 3324.2 kg· ha-1 among which N amounted 1470.5, P 51.0, K 1097.7, Na 22.6, Ca 566.2, and Mg 116.2. Yearly absorption of the elements was 432.2 kg · ha-1 among which N amounted 207.1, P 6.5, K 144.9, Na 6.9, Ca 52.6, and Mg 14. 1; and element absorption among different organs accounted as 35.0 kg · ha-1 · a-1 in wood, 14.8, in bark, 66.1 in branch, 143.2 in leaf, 25.3 in root, and 147.7 in fine root (D<3 mm). Total return of the elements from litterfall, death and fallen trees was 311.8 kg · ha-1 · a-1, among which N accounted for 154.3, P 4.7, K 102.1, Na 6.2, Ca 34.5, and Mg 10.0. Return from different organs was: wood 10.2, bark 4.3, branch 17.0, leaf 123.0, root (not in- cluding fine root) 9.4, and fine root 147.7. Total retention was 120.4 kg · ha-1 · a-1 among which N accounted for 52.8, P 1.8, K 42.8, Na 0. 7, Ca 18. 1, and Mg 4.1; retention in different organs was: wood 24.8, bark 10.5, branch 49.1, leaf 20. 2, and root 15.9. Ca, Mg and P have higher cycling and utilization efficiencies.     

太湖地区长期施肥条件下水稻-油菜轮作生态系统净碳汇效应及收益评估

以太湖地区水稻-油菜轮作系统长期施肥处理试验田为研究对象,利用历年作物产量、凋落物固碳和农田CO₂排放等实测资料,以及生态系统的物质投入和管理投入等调查资料,估算了该系统的年碳平衡和经济收益.结果表明：不同施肥处理的年碳汇量在0.9～7.5 t C·hm^-2·a^-1,有机无机肥配施的净碳汇量是单施化肥的3倍.系统物质投入的碳成本在0.37～1.13 t C·hm^-2·a^-1,人工管理的碳成本在1.69～1.83 t C·hm^-2·a^-1,年度经济收益在5.8×10³～16.5×10³ CNY·hm^-2·a^-1,有机无机肥配施下的经济效益是单施化肥下的1.1倍.与单施化肥相比,有机无机肥配施单位碳汇的边际成本为217.1 CNY·t^-1 C,与欧盟碳交易市场的碳价格每吨20欧元相近.与单施化肥相比,有机无机肥配施下生态系统不仅生产力较高,而且表现出更高的碳汇效应和经济收益.     

冰雪灾害对粤北天然次生林的损害及产生的林冠残体量

采用样地调查和取样,研究了2008年初中国南方冰雪灾害对粤北天然次生林的损害特征及其产生的林冠残体量.结果表明,灾害对粤北天然林造成严重损害,林木受害特征主要是胸径较大的植株断枝、断梢和断干较多,胸径较小的容易压弯,坡度大的林分翻蔸受害率增加.灾后林地林冠残体总量为38.12～43.52 t hm-2,平均41.25 t hm-2;地表凋落叶11.79～12.87 t hm-2,平均12.47 t hm-2;灾害产生的枝、干木质残体量为24.27～30.65 t hm-2,平均28.41 t hm-2.天然常绿阔叶林产生的林冠残体量较常绿与落叶混交林和杉木人工林大,造成林地林冠残体量骤增,一方面使林地存在严重安全隐患(如发生火灾和病虫害的风险增加),另一方面大量的林冠残体归还林地、改变了森林生态系统的结构与功能.     

野生扁穗牛鞭草无性系构件组成及生物量结构变异性

对60份野生扁穗牛鞭草的无性系种群构件数量、质量性状及生物量结构进行比较分析,结果说明：不同种群构件性状与数量呈现出变异性,叶长、叶宽、单蘖叶片数、无性系叶片数的变异系数分别为24．95％、20．00％、14．12％、43．56％;茎直径、节直径、节间长、单蘖节数、直立茎长度、匍匐茎长度、直立茎数、匍匐茎数的变异系数分别为21．11％、22．42％、20．10％、12．14％、46．73％、20．14％、72．76％、37．97％;根系深度、根系分布范围、分蘖面积的变异系数分别为19．81％、37．65％、33．68％;花序长、花序宽、花序厚、单蘖花序数、直立茎生殖蘖比例、匍匐茎生殖蘖比例的变异系数分别为13．33％、13．42％、14．80％、36.10％、118．96％、81．44％。不同种群构件生物量结构变异性丰富,叶生物量、茎生物量、根生物量、花序生物量变异系数分别为78．51％、91．66％、45．64％、192．24％;构件的数量差异高于性状差异,无性系种群差异主要体现在分蘖能力与空间拓展能力上。野生资源生态型变异性和对环境的适应性,为优异性状选择、品种选育、资源开发利用提供了丰富的物质基础。