贡嘎山峨眉冷杉林凋落物的特征

 研究了贡嘎山峨眉冷杉（Abies fabri）林凋落物量、凋落物特征及其N、P、K、有机碳的归还量,并探讨了它们在演替进程中的变化。结果表明,峨眉冷杉成熟林、中龄林和幼龄林的凋落物量依次为：2 809.925、2 787.086、2 043.585 kg·hm-2·a-1;其中N、P、K的归还量依次为：34.850、33.917、42.571 kg·hm-2· a-1。峨眉冷杉林凋落物量及其N、P、K的归还量较少,与我国其它森林区针叶林存在一定差异,而与美国西北部冷杉林相近。     

贡嘎山不同林龄峨眉冷杉种子雨及土壤种子库

本文采用种子雨收集器、土壤种子库筛选、室内萌发实验及野外实地调查等手段,研究了贡嘎山海螺沟内不同林龄和海拔分布上下界限的6个峨眉冷杉(Abies fabri)林的土壤种子库、种子雨的组成和时空分布特征.结果表明:土壤种子库分布随土壤深度增加而减少,主要集中在凋落物层;在同一海拔,随着林龄增加,土壤种子库和种子雨大小先增加再降低,成熟林达到最大值,且其完整种子比例最高,整体质量最好;不同海拔,林龄相近的成熟林调查结果显示,海拔分布上下界限的峨眉冷杉林土壤种子库和种子雨显著小于海拔分布中段的成熟林,这可能与海拔引起的水热条件差异有关;峨眉冷杉林的最佳结实阶段在成熟林,其种子质量好,且散布后在林下保存得最好;树种生物学特性和林下微生境可能是主要原因.     

贡嘎山峨眉冷杉林原生扰动土壤溶质运移的持续降雨模拟研究

以人工持续(5d)降雨模拟方式研究了贡嘎山物眉冷杉林原生土壤地表覆被层破坏后土壤中矿质元素与营养盐的迁移输出动态与规律。模拟降雨采用当地最为常见的小到中雨雨型（5.7-26mm/h),壤中流以垂直入渗为主,并滞后于降雨0.2-4.2h,通过0模拟实验发现,降雨总量和降雨事件的持续时间对壤中流产生量的影响比单位时间降雨强度的影响更为明显,在持续降雨影响下,主要离子（Mg^2 ,Ca^2 ,Cl^-,SO4^2-和Na^ K^ ）和营养盐（NH4^ -N,NO3^--N和活性磷酸盐）在短期内急剧流失,模拟降雨的第1天,壤中流结束时离子浓度仅为初始时浓度的29%,营养盐浓度为初始浓度的21%-55%。至第3天,上述离子和营养盐输出浓度趋于恒定,约为首日降雨壤中流初始浓度的1%-15%,在主要矿质元素流失后,原生土壤内过程转为有机质控制的HCO3^-输出过程,伴随着土壤矿质养分的输出,土壤缓冲能力下降,壤中流pH值由6.1降为5.2,研究结果表明,贡嘎山区峨眉冷杉林原生土壤系统十分脆弱,养分易于流失,对人类活动的敏感性很高。     

川西贡嘎山峨眉冷杉成熟林生态系统CO2通量特征

成熟森林的碳收支对陆地生态系统碳循环研究具有重要意义。目前,我国关于西南亚高山暗针叶林成熟林碳通量的研究还相对较少,尚不明确对碳循环的作用。以涡度相关技术为基础,对川西贡嘎山东坡峨眉冷杉成熟林生态系统尺度的CO_2通量进行长期定位观测。利用2015年6月至2016年5月观测数据,分析了峨眉冷杉成熟林净生态系统CO_2交换量(NEE)、生态系统呼吸(Re)和总生态系统生产力(GPP)的季节变异特征及其源汇状况,并结合环境因子,分析CO_2通量的主要控制因子。结果表明:(1)峨眉冷杉成熟林NEE具有明显的日变化特征,呈现"U"形变化,白天为负值,夜间为正值,中午前后CO_2通量达到最大;各月间日平均NEE变化差异显著,NEE峰值最大出现在2015年6月(-0.64 mg CO_2m~(-2)s~(-1)),峰值最小出现在2016年1月(-0.08 mg CO_2m~(-2)s~(-1));日平均NEE由正值变为负值的时间夏季最早,冬季最晚,NEE由负值变为正值的时间冬季最早,夏季最晚。(2)峨眉冷杉成熟林NEE、Re和GPP具有明显的月变化。2015年6月和12月NEE分别达到最大值(-46.02 g C m~(-2)月~(-1))和最小值(-1.42 g C m~(-2)月~(-1));Re呈现单峰变化,最大和最小值分别出现在2015年6月(84.78 g C m~(-2)月~(-1))和2016年1月(12.82 g C m~(-2)月~(-1));GPP最大值和最小值分别出现在2015年6月(130.81 g C m~(-2)月~(-1))与2016年1月(16.15 g C m~(-2)月~(-1))。(3)空气温度(T_a)、5 cm土壤温度(T_(s5))和光合有效辐射(PAR)是影响峨眉冷杉成熟林CO_2通量的主要环境因子。T_a与CO_2通量呈指数相关(R~2=0.5283,P0.01);白天CO_2通量与PAR显著相关(R~2=0.4373,P0.01);夜晚CO_2通量与T_(s5)显著相关(R~2=0.4717,P0.01)。(4)全年NEE、Re和GPP分别为-241.87、564.81 g C m~(-2)和806.68 g C m~(-2),表明川西贡嘎山峨眉冷杉成熟林具有较强的碳汇功能。     

长江上游峨眉冷杉林结构特征的研究

通过对长江上游贡嘎山不同演替阶段峨眉冷杉（Abies fabri）林的野外调查和对比分析,探讨了峨眉冷杉林的结构特征。结果表明,成熟峨眉冷杉林下有丰富的峨眉冷杉种源,小于20年的峨眉冷杉更新幼树幼苗数量少,但却为唯一的优势更新树种,在冬瓜杨、峨眉冷杉混交林中,冬瓜杨、桦木等树种在最初30年高生长非常迅速并能很快占据优势地位。峨眉冷杉是一耐荫性很强的树种,幼龄期生长缓慢,但将更替其它树种形成稳定群落。贡嘎山海拔2900－3400m地区大规模泥石流为100多年发生一次,在泥石流发生地,川滇柳、冬瓜杨、桦树等树种首先出现在迹地并占据优势,在自然条件下恢复峨眉冷杉林将需要较长时间,可通过人为干预措施加以促进和调控。     

短期增温对贡嘎山峨眉冷杉幼苗生长及其CNP化学计量学特征的影响

2009年5月至10月,在中国科学院贡嘎山高山森林生态系统观测站附近,采用红外灯加热人工模拟气候变暖研究了增温对峨眉冷杉(Abies fabiri (Mast) Craib)幼苗生长和养分及其化学计量特征的影响。由于红外灯的增温作用,在幼苗的整个生长季节,增温样地地表下5 cm、10 cm、20 cm处土温平均高于对照样地5.04 ℃、4.81 ℃、4.35 ℃,而土壤含水量则分别降低了7.03%、6.10%、6.40%;地表20 cm处空气温度相比对照样地上升了1.12 ℃,而空气相对湿度则降低了6.30%。除茎重比外,增温处理降低了峨眉冷杉幼苗的根长、基径、株高、总生物量、根重比、叶重比、根冠比和比叶面积。经方差分析发现,增温处理后幼苗根、茎和叶的C平均含量与对照差异性均不显著(P>0.05),其中除茎的提高了2.76%外,根和叶分别降低了7.15%和2.29%;N平均含量除茎显著降低之外(P<0.05),根、叶分别提高了9.78%和5.70%;幼苗根、茎、叶的P平均含量均低于对照11.97%、10.69%和2.99%,并且根和茎与对照存在显著性差异(P<0.05)。增温处理后幼苗根、茎、叶各器官的C︰N、C︰P 、N︰P与对照均不存在显著性差异(P>0.05),其中C︰P均大于对照,而C︰N和N︰P与对照相比,均有不同程度的减小;C︰N、N︰P和C︰P的平均值(标准差)大小顺序依次为茎(92.594.92)>根(61.891.65)>叶(60.813.23)、叶(4.990.22)>根(4.440.58)>茎(3.640.10)和茎(336.358.70)>叶(302.854.49)>根(274.865.27)。实验结果表明：增温对幼苗生长和生物量积累具有明显的限制作用,对叶片生长的阻碍作用尤为突出;增温改变了幼苗根茎叶的CNP含量及其化学计量比格局;在养分供应上,增温和对照处理下幼苗生长均受N素限制。     

贡嘎山峨眉冷杉成熟林碳利用效率季节动态及其影响因子

碳利用效率(CUE)是植被生态系统的一个重要功能参数, 反映了植被生态系统的固碳能力, 适用于分析不同时间段内器官、个体和群落等不同层次的碳收支趋势, 因而有助于对陆地生态系统碳功能的确定与预测, 引起了广泛关注。该研究采用生物计量法, 测定和计算了川西贡嘎山东坡峨眉冷杉(Abies fabri)成熟林树木不同器官的呼吸与净生产力动态, 分析了乔木层及其各器官CUE动态及主要影响因子, 并估算了乔木层不同径级树木CUE。主要结果: (1)乔木层各器官月呼吸速率与温度呈正相关关系, 以细根月呼吸速率为最大; 不同径级树木年呼吸量无显著差异, 以小径级树木树干的年呼吸量为最小。(2)乔木层细根和树干月净初级生产力(NPP)均随温度增加而增加, 以细根月NPP为最大。小径级树木年NPP最大, 其针叶年NPP也显著高于中径级和大径级树木。(3)林分乔木层及其各器官CUE大多集中在0.30-0.60之间, 其中细根、树干CUE具有相似的月变化动态, 均随温度的升高而上升。不同径级树木CUE及树干和针叶CUE均随树木个体的增大而明显下降。(4)气温和土壤温度与乔木层树干和细根CUE呈正相关关系, 而降水量与针叶CUE呈负相关关系。细根CUE与树干CUE呈正相关关系,与针叶CUE呈负相关关系。峨眉冷杉成熟林乔木层CUE主要取决于树干和细根CUE。该研究证实了川西亚高山暗针叶成熟林仍具有较强的碳汇功能, 在区域碳储存和森林生态系统碳循环中发挥着极其重要的作用。     

贡嘎山海螺沟林线附近峨眉冷杉种群的结构与动态

通过对贡嘎山海螺沟海拔 35 80m处 1.0hm2 峨眉冷杉 (AbiesfabriCraib)林的定位调查 ,分析了峨眉冷杉的个体生长、种群结构与动态、干扰及更新特征。结果表明 :1)林线附近的环境胁迫影响了个体的形态发育和高、径生长 ,但对其更新繁殖无明显影响 ;2 )静态生命表和种群生存曲线反映了 2 0a以前和 6 0～ 140a分别经历的强烈环境筛选和竞争自疏 ,以及后期与环境变化相关的死亡率波动 ,峨眉冷杉寿命极限为 40 0a左右。 3)林线种群遭受高频率、小规模的林隙干扰。尽管 86 .4%的林隙由多木形成 ,但死亡的峨眉冷杉以枯立为主导致林隙较小 ;病害、冰雪和死树的打压是林隙形成的重要因素 ,而风不是这里林线环境的主要自然干扰。 4)峨眉冷杉的幼苗表现了相当的耐荫性 ,尽管其更新依赖林隙的存在 ,但更新格局存在多尺度的成因     

华南人工林凋落物养分及其转移

对华南 5种人工林凋落物量、凋落物养分及绿叶养分含量的测定结果表明 ,各种人工林凋落物量大小依次为 :马占相思 (11.1t·hm-2 ) >湿地松 (7.3t·hm-2 ) >荷木 (6 .5t·hm-2 ) >大叶相思 (4.8t·hm-2 ) >柠檬桉(2 .6t·hm-2 ) .马占相思通过落叶回归土壤的养分量高于其它类型 .5种人工林均通过养分转移机制 ,大量从枯老叶中转移N、P、K养分 ,其中马占相思转移的养分量最大 ,营养转移的季节性差别较大 .各种人工林对其它元素的转移现象不确定 .     

贡嗄山海螺沟林线附近峨眉冷杉种群的结构与动态

通过对贡嗄山海螺沟海拔3580m处1.0hm^2峨眉冷杉（Abies fabri Crabi）林的定位调查,分析了峨眉冷杉的个体生长、种群结构与动态、干扰及更新特征。结果表明：1）林线附近的环境胁迫影响了个体的形态发育和高、径生长,但对其更新繁殖无明显影响;2）静态生命表和种群生存曲线反映了20a以前的60-140a分别经历的强烈环境筛选和竞争自疏,以及后期与环境变化相关的死亡率波动,峨眉冷杉寿命极限为400a左右。3）林线种群遭受高频率、小规模的林隙干扰。尽管86.4%的林隙由多木形成,但死亡的峨眉冷杉在枯立为主导致林隙较小;病害、冰雪和死树的打压是林隙形成的重要因素,而风不是这里林线环境的主要自然干扰。4）峨眉冷杉的幼苗表现了相当的耐荫性,尽管其更新依赖林隙的存在,但更新格局存在多尺度的成因。     

Season dynamics of carbon use efficiency and its influencing factors in the old-growth Abies fabri forest in Gongga Mountain,western Sichuan,China

碳利用效率(CUE)是植被生态系统的一个重要功能参数, 反映了植被生态系统的固碳能力, 适用于分析不同时间段内器官、个体和群落等不同层次的碳收支趋势, 因而有助于对陆地生态系统碳功能的确定与预测, 引起了广泛关注。该研究采用生物计量法, 测定和计算了川西贡嘎山东坡峨眉冷杉(Abies fabri)成熟林树木不同器官的呼吸与净生产力动态, 分析了乔木层及其各器官CUE动态及主要影响因子, 并估算了乔木层不同径级树木CUE。主要结果: (1)乔木层各器官月呼吸速率与温度呈正相关关系, 以细根月呼吸速率为最大; 不同径级树木年呼吸量无显著差异, 以小径级树木树干的年呼吸量为最小。(2)乔木层细根和树干月净初级生产力(NPP)均随温度增加而增加, 以细根月NPP为最大。小径级树木年NPP最大, 其针叶年NPP也显著高于中径级和大径级树木。(3)林分乔木层及其各器官CUE大多集中在0.30-0.60之间, 其中细根、树干CUE具有相似的月变化动态, 均随温度的升高而上升。不同径级树木CUE及树干和针叶CUE均随树木个体的增大而明显下降。(4)气温和土壤温度与乔木层树干和细根CUE呈正相关关系, 而降水量与针叶CUE呈负相关关系。细根CUE与树干CUE呈正相关关系,与针叶CUE呈负相关关系。峨眉冷杉成熟林乔木层CUE主要取决于树干和细根CUE。该研究证实了川西亚高山暗针叶成熟林仍具有较强的碳汇功能, 在区域碳储存和森林生态系统碳循环中发挥着极其重要的作用。     

峨眉山冷杉森林群落研究

依据 5 1个 40 0 m2乔木层和 1 0 2个 1 6m2灌木层、草本层与地被层样方调查资料 ,分析了峨嵋山冷杉森林的林型、环境、植物地理成分、群落结构和乔、灌层植被数量特征。结果表明 :当地冷杉森林分布区内生境多样 ;植物区系复杂 ,有一定的热性地理成分入侵和残遗性 ;各层次水平盖度具有精巧的消长关系 ,垂直结构在亚层水平上的发育与海拔和“混交”程度有关 ;冷杉在乔木层占绝对优势 ,但由于其种群衰退 ,冷杉所构成的森林有退化演替的趋势 ;灌木层的优势植物以竹类为主 ,亚优势种的变化多样。生物地史、生境和植物区系的种种特点 ,共同决定了当地冷杉林型的多样性及其某些少见的种群组合式样。     

峨眉山冷杉衰亡原因的初步研究

本文是对峨眉山冷杉衰亡原因的多学科综合考察结果,研究结果表明,峨眉山冷杉衰亡与毁灭性病虫害以及土壤、植物中Al的含量没有明显相关,但与沼泽化程度关系极为密切。峨眉山金顶附近的酸性降水,促进了泥炭藓的生长和沼泽的发展。     

峨眉冷杉幼苗叶片功能特征及其N、P化学计量比对模拟大气氮沉降的响应

通过人工施氮模拟大气氮沉降,研究了施氮对峨眉冷杉(Abies fabiri)幼苗叶片功能特征、氮和磷含量及其化学计量比的影响,以及幼苗对氮素的积累效应。结果表明:经过2个生长季节的施氮处理(2009年和2010年,N2)幼苗的总生物量、叶干重、叶重比、叶片氮和磷含量及其N:P分别高于对照处理11.29%、46.70%、41.40%、37.30%、22.33%和6.43%,而比叶面积则降低了6.61%,其中叶干重、叶重比和叶片氮含量与对照处理差异显著(P<0.05),N:P差异极显著(P<0.01),并且叶干重与叶片氮含量具有较强的线性相关;与经1个生长季节施氮处理(2009年,N1)的幼苗总生物量、叶干重、叶重比、比叶面积、叶片氮和磷含量及其N:P的比较分析表明,除叶重比和比叶面积外,其他指标N2均高于N1;人工施氮显著促进了幼苗叶片的生长,提高了叶片氮、磷含量及其N:P,但也反映幼苗生长仍受氮素限制,同时,峨眉冷杉幼苗具有氮素积累效应。     

峨眉山冷杉种群研究

依据 5 1个 2 0 m× 2 0 m冷杉乔木层样方和 1 0 2个 4 m× 4 m灌木层样方有关冷杉种群的调查资料和典型区域内冷杉种群的年龄和生长指标的测定 ,对峨眉山冷杉种群配置、重要参数、更新与生长状况进行了研究 ,揭示了当地冷杉种群及其所组成的森林的现状与演替趋势。指出 ,峨眉山冷杉种群的径级配置与海拔高度为主导的环境要素变化相关 ,2 80 0 m以下的冷杉种群缺乏胸径 5～ 2 0 cm的小径个体 ;尤其是在“混交”状的冷杉林下株高小于 5 m的幼龄个体稀少且其年龄与应有的生长量相差甚远 ,由此作者认为该海拔段以下的冷杉种群正面临衰退 ,其构成的冷杉森林正处于退化演替的过程之中 ,并有可能在今后 5 0 a或许更短的时间内显现严重后果。同时 ,本研究表明冷杉主要通过林窗和林缘更新。通过对冷杉 -箭竹 -泥炭藓森林群落中冷杉种群状况的研究 ,阐述了冷杉种群在特定的逆境条件下生殖策略由 K选择向 r选择方向的转化趋势 ,讨论了冷杉种群在泥炭藓发育的局部沼泽化的环境中得以生存的机制 ;本文还就冷杉种群在林内自然更新和迹地更新条件下的胸径生长规律作了比较研究 ,说明密度制约机制对冷杉种群更新具有重要作用 ;并就更新情况相对较好的冷杉 -箭竹 +金顶杜鹃 -草类林、冷杉 -箭竹 -藓类林和冷杉 -峨眉玉山     

贡嘎山地区不同海拔冷杉比叶质量和非结构性碳水化合物含量变化

以贡嘎山地区磨西山谷东北坡和康定山谷西南坡为样地,研究了高山林线和低海拔冷杉休眠期和生长旺盛期针叶比叶质量和组织非结构性碳水化合物含量.结果表明:生长在温暖湿润的磨西山谷东北坡的冷杉针叶比叶质量和组织非结构性碳水化合物含量均高于炎热干燥的康定山谷西南坡;高山林线冷杉比叶质量大于低海拔冷杉;高山林线冷杉组织非结构性碳水化合物含量总体高于低海拔冷杉,且生长期比休眠期更为显著.研究结果不支持"碳供应不足导致高山林线形成"的假说.