山杨林的水文生态环境效应研究

 用定位观测的方法研究了山杨林(Populus davidiana)的水文生态效应。结果表明,山杨林6年林冠总截流量为309.5 mm,平均截留率为13.5%;山杨林的树干茎流率为3.3%;6年枯枝落叶的截流量为176.3 mm,截留率为7.7%;山杨林地的容重、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度分别比荒坡提高18.6%、13.8%、3.2%和59.8%;山杨林地的有机质、全氮、速效氮和阳离子交换量分别比农地增加1.6倍、1.1倍、1.3倍和0.65倍;山杨林地比采伐林木垦为农地的地表径流量和土壤侵蚀量大大     

山杨林的水文生态环境效应研究

用定位观测的方法研究了山杨林(Populus davidiana)的水文生态效应。结果表明,山杨林6年林冠总截流量为309.5 mm,平均截留率为13.5%;山杨林的树干茎流率为3.3%;6年枯枝落叶的截流量为176.3 mm,截留率为7.7%;山杨林地的容重、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度分别比荒坡提高18.6%、13.8%、3.2%和59.8%;山杨林地的有机质、全氮、速效氮和阳离子交换量分别比农地增加1.6倍、1.1倍、1.3倍和0.65倍;山杨林地比采伐林木垦为农地的地表径流量和土壤侵蚀量大大     

辽西低山丘陵区人工油松林和沙棘林的水文生态效应

利用设置在不同地类内的径流小区,对辽西大凌河流域的沟壑丘陵区进行定位观察,探讨辽西半干旱区主要造林树种油松和沙棘的水文生态效应.结果表明：2002年6月～2004年6月平均降水量为238.9mm时,油松和沙棘平均林冠截留量分别为55.5mm和76.05mm,其截留率分别为23.08%和32.28%,即约有1/4～1/3降水被林冠截留.油松林中凋落物平均截留率为14.17%,沙棘林为20.8%.油松林和沙棘林年均径流深分别为2.516mm和0.893mm;侵蚀量为15.57t km^-2和0.76t km^-2;林地内径流深和侵蚀量约为荒地（对照）的1/20和1/50.林地土壤理化性质,除土壤容重之外,0～20cm土层的总孔隙度、非毛管孔隙度、饱和含水量和非毛管持水量都高于2～40cm土层;油松林和沙棘林土壤有机质、全氮、全钾和速效钾含量均显著高于荒地;pH、全磷和速效磷在地类和不同土层深度中没有显著差异.沙棘林和油松林的非毛管持水量分别是荒地的275.9%和182.1%.     

黄土高原农牧交错带人工乔灌木林冠截留

在黄土高原农牧交错带的六道沟流域,通过2年观测,研究了主要人工造林树种油松、刺槐、柠条和沙柳的冠层截留特征。结果表明：4个树种林冠截留量和林内降雨量均与大气降水量呈正相关,其中林冠截留量与大气降水量呈幂函数关系;油松林平均截留率为16.7％,刺槐林为11.6％,沙柳林为12.8％,柠条林为11.2％。模拟结果表明,修正的王彦辉模型较原模型能够更好地反映黄土高原半干旱地区典型乔灌木树种冠层截留的大小。     

川西亚高山典型森林生态系统截留水文效应

截留是水文循环的一个重要过程,水文功能是森林生态系统功能的重要方面,林冠和枯落物截留实现对大气降水的二次分配过程.为深入认识生态系统截留的水文效应,采用野外观测和人工降雨模拟试验相结合的方法,研究了2008年和2009年5-10月贡嘎山亚高山峨眉冷杉中龄林、峨眉冷杉成熟林和针阔混交林的冠层枯落物截留能力.结果表明,峨眉冷杉中龄林2008年林冠截留率为20.9％,针阔混交林2008年和2009年林冠截留率分别为23.0％和23.6％,林冠截留率的年际间变化不大,林冠截留主要受到降雨特征影响.3种林型枯落物饱和持水能力分别为5.1、5.1和5.7 mm,显著高于林冠的饱和持水能力,但由于冠层的截留蒸发速率较高,林冠截留蒸发仍是生态系统截留蒸发的主要组成部分.     

西双版纳地区热带季节雨林与橡胶林林冠水文效应比较研究

季节雨林和橡胶林是西双版纳热带森林系统中可以代表原始林和大面积种植的人工林两种林型,采用水量平衡法,利用对以上两种林分林冠水文各分量1996～2001年的观测结果,初步分析其林冠水文效应,结果表明：一年内,季节雨林林冠截留量660．6mm,树干径流量80．7mm,穿透降雨量,853．2mm,分别占同期降雨总量的41．43％、5．24％、53．74％;橡胶林林冠截留量393．5mm,树干径流量104．1mm,穿透降雨量1096．8mm,分别占同期降雨总量的24．68％、6．68％、67．85％;两种林分森林水文各分量干、雨季差异显著,在研究中还发现,季节雨林中树干径流量随径级的增大而减小,干季出现密林(季节雨林)的穿透降雨量大于疏林(橡胶林)的反常现象;与我国其他地区相比,季节雨林和橡胶林有较大的林冠截留率及干流率。     

黄土区次降雨条件下林地径流和侵蚀产沙形成机制

以黄土区两种常见森林植被(次生山杨林和人工油松林)长期定位观测试验为基础,从水量平衡和径流产沙机理出发,分析了次降雨条件下两种林地和荒地坡面产流产沙过程.结果表明,次降雨量在5.0～50.0 mm范围内,油松林和山杨林的林冠和枯枝落叶层总截留率分别为15.45%～56.80％和20.56%～47.81％,且随降雨量的增大而减小.与荒坡地相比,林地土壤入渗性能显著增强,尤其是0～20 cm土层.分析表明,在一般降水条件下林地无径流产生;而在降雨雨强为2.5 mm·min^-1和历时30 min条件下,山杨林地无地表径流产生,荒坡地的径流流速和径流挟沙浓度均为油松林地的23.5倍,而其径流剪切力和径流能量均为后者的8倍;油松林地的径流量和产沙量比荒地分别减少了87.6%和99.4%,与径流小区多年(1988～2000)观测平均值(分别为87.0%和99.9%)相近.     

鼎湖山顶级森林生态系统水文要素时空规律

运用连续7a(1993～1999)的水文观测资料,对南亚热带顶级生态系统鼎湖山季风常绿阔叶林集水区水文要素时空规律进行分析,得到如下一些主要结论：(1)鼎湖山多年平均降水量为1910mm,湿季降水量占年降水量80％,干季仅占20％。6月份的降水量最大,1月份最小。(2)季风常绿阔叶林冠层截留率为31．8％,湿季的截留量占全年截留量的66．7％,截留量最大值和最小值所在的月份分别为7和1月份。各月的截留率差异很大,截留量大的月份,截留率较低;截留量小的月份,截留率较高。(3)季风常绿阔叶林集水区多年平均总径流量953．0mm,总径流系数49．9％,其中地表径流量为252．3mm,地表径流系数13．2％;地表径流与降水量之间存在二次抛物线型回归关系,与降水强度的关系不大,这说明季风常绿阔叶林的产流形式是是蓄满产流。(4)季风常绿阔叶林多年平均蒸散948．2mm,占同期降水量的49．7％;蒸散力1031．4mm,年蒸散系数为0．92,蒸散月变化规律较降水量的月变化规律有所滞后。(5)系统贮水量的月变化很大,2～8月份,系统处于蓄水阶段;9月份至翌年1月份,系统处于失水阶段。蓄水和失水的最大值分别出现在湿季和干季的第一个月,即4月份和10月份。(6)集水区多年平均水量总输入2129．9mm,实际输入1910mm(降水量),其中219．9mm的水量输入是由系统贮水量变化而产生。支出的总水量2129．9mm,实际支出1901．3mm(径流和蒸散量),其中228．6mm的水量支出是由系统贮水量变化引起的。     

祁连山青海云杉林冠生态水文效应及其影响因素

以位于祁连山中段大野口关滩森林站的青海云杉林为研究对象,利用2008年观测期间(6月12日至10月8日)34场降雨的大气降雨量、穿透雨量和树干茎流量观测资料,对青海云杉林的降雨再分配特征及其影响因素进行综合分析。结果表明:青海云杉林的总穿透雨量、截留量和干流量分别为212.6、64.5 mm和3.4 mm,分别占大气降雨量的75.8%、23.0%和1.2%;穿透雨在林内具有较大的空间变异性,其变异程度随降雨量的增大而减小,叶面积指数和冠层郁闭度在一定程度上也影响穿透雨的空间分布,且降雨量越小其影响效果越明显;青海云杉林的总干流量为3.4 mm,平均干流率为0.58%,雨前林冠的湿润程度对树干流的产生有很大影响,导致当降雨量为5.6 mm时就开始产生树干茎流;青海云杉林冠截留率的大小主要取决于降雨量,且随着降雨量的增大先减小并逐渐趋于稳定,林冠截留量总体上随冠层郁闭度和叶面积指数的增大而增大,但当观测点位于树冠边缘或多个树冠重叠处时出现负截留现象。所以,就特定林分而言,冠层结构特征对于其林冠生态水文效应起着重要的作用。     

人工沙棘林水文水土保持作用机理研究

对黄土丘陵半干旱区人工沙棘林冠层、枯枝落叶层、根系土壤层的水文水保作用的研究结果表明：7～10龄沙棘林冠平均年截留率为8．5％;5～10龄沙棘林地枯枝落叶层单次可截留0．89mm的降水。和农地相比,沙棘成林、幼林分别可减小50cm、25cm土层深度的容重。沙棘枯枝落叶层自身和覆盖土壤具有增强土壤抗冲刷的能力,林地覆盖2cm以上厚度的枯枝落叶层可保护表层土壤免受降水侵蚀}沙棘林具有增强土壤抗冲刷和侵蚀的性能,其中：抗冲性能的强弱与同土层中毛根数量呈显著的幂相关,抗蚀性能的强弱与土层中腐殖质含量有关。     

Effects of biodiversity,stand factors and functional identity on biomass and productivity during the restoration of subtropical forests in Central China

恢复梯度上华中亚热带森林生物多样性、林分因子及功能特性对生物量、生产力的影响 草地群落上进行的控制实验大都发现生物多样性对生态系统功能有显著促进作用。然而,在天然林中,多样性与林分因子、群落功能特性的相对作用大小仍存在争议。本文在森林恢复梯度上,研究这3类因素对生物量和生产力的相对影响。我们在湖北神农架设置了处于不同恢复阶段的24块(600 m²)亚热 带森林样地,计算了林分生物量和生产力。选择5个关键的植物功能性状,并计算了群落的功能多样性(功能丰富度、功能均匀度和功能离散度)和性状的加权平均值(CWM)。使用一般线性模型(GLMs)、变异分离等方法探究林分因子(密度、林龄、群落最大树高等)、功能特性、物种和功能多样性对生物量和生产力的相对重要性。研究结果表明,随着森林恢复,林分生物量和生产力显著增加,群落物种丰富度显著增加,而功能离散度显著降低。变异分离结果表明,多样性对生物量和生产力的单独效应不显著,但可能通过与林分因子和功能特性的协同效应来影响生物量和生产力。总体而言,我们发现林分因子对亚热带森林生物量和生产力的影响最大,功能特性显著影响生产力,但不影响生物量。这些结果说明,在森林经营中,调整林分结构和群落物种特性是提高森林碳储量和固碳潜力的有效途径。     

Hornbeam-broad-leaved-spruce-Korean pine forest in the period from 1926 to 2003 (Ussuriysk Natural Reserve, Southern Primorsky Krai)

Long monitoring (1926–2003) on the permanent test plot laid by B. A. Ivashkevich in the overmature virgin hornbeam-Korean pine forest with spruce shows that the Korean pine is subject to dying-off and has lost its prevailing role in the tree stand. At the same time the tree species dominating the lower layer of tree stand that have completed their life cycle fall off. The dead trees of these species are quickly replaced by young growth, whereas the young generation of Korean pine able to shape a new tree stand has not formed. All this indicates that the cyclicity of the alternation of the Korean pine generations is disturbed. The phase of dominance of deciduous species begins.     

天然次生林中水曲柳种子库的空间格局与过程

 研究土壤种子库的空间格局与过程是认识林木更新的基础。应用地统计学方法定量分析了东北林业大学帽儿山实验林场天然次生林中土壤种子库水曲柳（Fraxinus mandshurica）种子的统计特征、空间格局、尺度和格局的变化过程。结果表明,落种后水曲柳种子库的平均密度有很大变幅（5.8～105个·m-2）,平均年削减率为91.6%～92.7%,5～8月的削减率高达98%以上。变异函数分析及理论模型拟合显示,一年之内种子库的空间格局强度及尺度变化非常明显。种子雨可形成较强的异质性格局,空间自相关尺度较大,为36.     

杉木(Cunninghamia lanceolata)、火力楠(Michelia macclurei)纯林及其混交林细根分布、分解与养分归还

用土钻法研究了杉木（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａ）、火力楠（Ｍｉｃｈｅｌｉａｍａｃｌｕｒｅｉ）纯林和混交林的细根分布,用分解袋法研究了杉木和火力楠细根的分解,计算了３个林分中细根分解的Ｎ,Ｐ,Ｋ,Ｃａ,Ｍｇ的归还量。活细根的垂直分布以火力楠纯林层次性最强,混交林次之,杉木纯林最差。火力楠细根的养分含量比杉木细根高,而Ｃ／Ｎ比低。火力楠细根年分解率比杉木快,火力楠为５７．７％,而杉木为３２．７８％。细根分解的养分归还量多少顺序依次为：火力楠纯林、杉木火力楠混交林和杉木纯林。混交林中,细根分解的Ｎ,Ｐ,Ｋ,Ｃａ和Ｍｇ归还量分别为枯枝落叶的３３．３８％,５．８２％,２６９．３３％,３４．１２％和３７６．０８％。细根在３个林分的物质循环和周转中起着不可忽视的作用。     

The morphology of bracken (Pteridium aquilinum (L.) Kuhn) in the North York Moors—a comparison of the mature stand and the interface with heather (Calluna vulgaris (L.) Hull) 2. The rhizome

The rhizome system of mature bracken (Pteridium aquilinum (L.) Kuhn) contains large reserves of both biomass (mean 8.63 kg m?² fr. wt) and buds (mean 565 m^-2) which are largely responsible for both its persistence and its often rapid rates of vegetative encroachment. Within areas such as the North York Moors the spread of bracken into areas previously dominated by heather and grass is considered undesirable because of reduced land value in terms of both agriculture and ecological diversity. In this paper we describe the morphology of bracken rhizome within a mature bracken stand, and at advancing and stationary stand margins where bracken-heather interfaces occur. Stationary margins, i.e. those where bracken is not encroaching into heather at a significant rate, often have morphological characteristics intermediate to those of a mature stand and an advancing margin. In the mature stand rhizome biomass is dominated by carbohydrate-storing long shoots which comprise 63% of the total fresh weight, whilst the majority of rhizome buds (89% of all active and 86% of all dormant buds) are found on frond-bearing short shoots. At the margins of a bracken stand the proportion of rhizome which is composed of long shoots is even greater, and that of short shoots small relative to that in the mature stand. More transitional shoots are also found at the stand margins. Hence close to the margin a greater proportion of fronds is found on transitional rhizome than is the case in more mature parts of the stand. The majority of buds on all types of rhizome are in a dormant state. The proportion of buds which are active is, however, greater on long and transitional shoots than on short shoots. Hence, a larger proportion of buds are active close to the margin where the rhizome is composed less of short shoots than is the case further into a mature stand. The differences in the morphology of bracken in a mature stand and at the stand margins which are identified here support the idea of controlling bracken at stand margins in preference to the spraying of large areas of dense, mature bracken. Morphological differences include an increased proportion of active buds, greater frequency of fronds per unit rhizome biomass, reduced biomass reserves. Improved conditions for the re-invasion and re-establishment of alternative vegetation are also available at stand margins in comparison with the centre of a dense bracken stand.     

植物群落的冗余结构——对生态系统稳定性的一种解释

应用冗余理论探讨植物群落的稳定性机理。植物群落的冗余是由植物体的器官冗余、种群内遗传结构冗余、物种冗余和层次冗余组成的。植物群落的抵抗力主要来自物种冗余和种群内遗传结构冗余,而恢复力来自层次冗余和器官冗余。植物群落的冗余结构决定了其稳定性是抵抗的,或是恢复的,或即是抵抗的又是恢复的。研究表明,冗余理论比多样性导致稳定性更能合理地解释植物群落的稳定性。植物群落冗余按其组成万分的性质可分为两种：数量冗     

Efficient long-distance gene flow into an isolated relict oak stand

Geographically isolated and small populations outside a species' central distribution range are likely to be of major importance to a species' ability to quickly adjust its distribution range to global change dynamics. Gene flow from the outside plays a pivotal role in the fate of these marginal populations. It has been proposed that spatial fragmentation and perceived geographic isolation do not necessarily reflect a loss of genetic connectivity in tree species. However, the spatial limits of long-distance gene flow, as well as its magnitude and impact, are still generally unknown. In the present study, we analyzed long-distance pollen-mediated gene flow into an isolated relict stand consisting of 7 individuals of Quercus robur L. based on a total sample of 177 trees and 9 microsatellite loci. We show that pollen-mediated gene flow across more than 80 km in this wind-pollinated tree species contributed at least 35% of all successful pollinations in the investigated isolated and small oak stand at the eastern limit of the species' distribution. The observed pollen immigration shaped the genetic diversity of acorn progenies in the stand and might explain the comparably high genetic diversity in the persisting adult population.     

应用全天空照片估计林分透光孔隙度(郁闭度)

林分结构通过影响林内环境与生物因子,决定森林生态系统服务功能发挥;同时,通过调整林分结构亦可达到森林合理经营的目标。林分透光孔隙度(郁闭度)是决定林分结构的重要因子之一,它可以用来表征光、水等环境因子通过林冠进入林内的再分布状况。因此,合理、精确地确定林分内的郁闭状况,无论在森林经营与管理,还是在森林生态精细研究中,都显得十分重要。本文在以往研究的基础上,详细介绍了应用全天空照片(Hemispherical photograph/whole sky photograph)确定林分内一定高度(通常为1 m)的林分郁闭度或林分透光孔隙度(两者互补)的方法与步骤,重点讨论了在应用全天空照片确定林分郁闭度/透光孔隙度时选择的有效范围和应注意的实际问题。     

近自然化改造对马尾松和杉木人工林生物量及其分配的影响

近自然化改造作为森林新增碳汇的最有希望的选择之一,将如何通过改变林分结构影响林分生物量和生产力进而影响林分固碳能力和潜力目前尚不清楚,因此,了解近自然化改造对人工林生物量及其分配的影响,对人工林生态系统碳管理具有重要意义。以马尾松近自然化改造林(P(CN))、马尾松未改造纯林(P(CK))、杉木近自然改造林(C(CN))和杉木未改造纯林(C(CK))4种人工林为研究对象,采用样方调查和生物量实测的方法,分析4种林分生物量差异,旨在揭示近自然化改造对马尾松和杉木人工林生物量及其分配的影响。结果表明:马尾松杉木人工林近自然化改造通过调整林分结构显著提升马尾松和杉木人工林生物量和生产力,8a后马尾松和杉木林分生物量分别增加46.71%和37.24%。乔木层生物量在林分生物量总量中占主导地位(95.48%-98.82%),并对林分生态系统总生物量变化起决定性作用。林分生物量和生产力的增加主要因为近自然化改造改变了林分群落结构,进而提高了乔木层生产力。研究结果表明,合理的经营措施不仅可以改善林分结构,提升林分生产力,并可为增强植被固碳能力创造有利条件。     

川西亚高山次生桦木林恢复过程中的生物量、生产力与材积变化

采用空间代替时间的样地调查方法,利用异速生长方程和一元材积表计算不同林龄桦木林的生物量、生产力与材积,结果表明,桦木林乔木层及平均单株地上生物量均随林龄增加而增加,在50 a时达到最大;生产力则先增加而后逐渐减少,乔木层30 a时生产力为7.88 t.hm-.2a-1,到40 a和50 a时,分别下降到5.17 t.hm-.2a-1和1.19.thm-.2a-1;单株平均生产力在30 a时达到最大值1.13 kg.a-1,40 a时下降为0.96 kg.a-1,50 a时略有上升。林分蓄积量随林龄增加而增加,平均生长量在50 a达到最大值3.78 m.3hm-2,连年生长量在30 a时达到最大值6.07 m.3hm-2。平均单株材积增长速度随林龄增加而增加,50 a时平均生长量和连年生长量达到最大值。