赣中亚热带森林植被碳储量

利用已发表的乔木生物量回归模型（乔木层）和样方收获法（灌木层、草本层）,沿江西省泰和县灌溪乡千烟洲至井冈山市大井林场一线,采用样带法研究了赣中地区亚热带湿润气候下的植被群落碳储量及其分配规律。研究结果表明：群落碳储量绝大部分集中于乔木层。乔木层单位面积碳储量与乔木密度的幂指数为一0．0756。碳储量的空间变化规律表现为植被的碳密度与经度之间没有显著的相关性,而与纬度和海拔间均存在着显著的相关关系,表现为随着纬度和海拔增加植被碳密度递减。各层片的碳密度与其Shannon-Wiener物种多样性指数之间没有显著的相关关系。     

甘肃小陇山锐齿栎群落生物多样性特征分析

生物多样性是当前群落生态学研究的一个重要方面。为此,选择了地处我国南北交界的秦岭西段北坡——甘肃小陇山的锐齿栎群落作为研究对象,经过大量野外实地调查和室内数据分析,认为：(1)研究区锐齿栎群落乔木层物种多样性测度结果为：平均物种多样性指数H=1．483,平均均匀度指数Jsw=0．67,平均丰富度指数R=9。这与亚热带常绿阔叶林和暖温带阔叶落叶林相比较,具有明显的过渡性特征;(2)乔木层物种多样性沿海拔梯度在阴、阳坡存在两种不同的分布模式。在阳坡,物种多样性沿海拔梯度呈直线上升分布模式;在阴坡,物种多样性对海拔梯度呈不很敏感的分布模式,对阴、阳坡进行对比,阴坡多样性、均匀度和丰富度均大于阳坡,优势度相反;(3)经过采伐干扰,恢复20年后,与保护区相比,乔木层物种丰富度有所增大,多样性和优势度有所降低,均匀度没有产生明显变化。     

太行山南段森林群落物种多样性研究

分别用多样性指数、丰富度指数、均匀度指数对山西太行山南段森林群落的物种多样性及其与环境的关系进行了分析.结果表明:(1)3个植被型的物种多样性指数的顺序为:落叶阔叶林>温性针阔叶混交林>温性针叶林.(2)落叶阔叶林中各群系的物种多样性指数的顺序为:漆树 青麸杨林>鹅耳枥 青榨槭林>青檀林>辽东栎林>栓皮栎林>白桦林>红桦林>山杨 白桦林.(3)温性针叶林中各群系的物种多样性指数的顺序为南方红豆杉林>油松林>白皮松林>侧柏林.(4)物种丰富度指数在群落梯度上的总体趋势表现为草本层>灌木层>乔木层;多样性指数的趋势则为灌木层>乔木层>草本层;各群落灌木层物种均匀度指数大于乔木层和草本层,乔木层均匀度与草本层相差不明显.(5)各群落多样性指数在海拔梯度上表现出明显的规律,呈单峰曲线变化,即中等海拔高度上的群落物种多样性较高,而高海拔和低海拔多样性较低,这主要是由于在中海拔(大约1 500 m)地段水热条件组合较好、人类活动干扰较少所致.     

昆嵛山老杨坟阳坡与阴坡半天然植被植物群落生态学特性的初步研究

本文对昆嵛山老杨坟阳坡与阴坡半天然植被植物群落的上层（乔木层）和下层（灌木层）的物种优势度、多样性指数、群落的均匀度、相似性指数以及群落的最小面积进行了分析。昆嵛山老杨坟半天然植物群落上层的最小面积应为３００ｍ２,下层应为２２５ｍ２。阳坡与阴坡植物群落的上层和下层优势种的分布格局存在一定差异;乔木层的物种多样性指数,阴坡大于阳坡,灌木层阳坡大于阴坡,但二者的差异水平不显著;两群落乔木层的均匀度指数存在显著差异。阳坡与阴坡植物群落乔木层的相似性指数低于灌木层,并且以相对盖度和相对优势度（相对重要值）为基础统计所得到的群落相似性指数更好地反映了群落间乔木层在结构和功能上的差异。     

子午岭地区辽东栎和油松林建群种的更新生态位宽度分析

通过实地调查并采用Levins生态位宽度指数对子午岭地区主要树种辽东栎(Quercus liaotungensis)和油松(Pinus tabulaeformis)的幼苗、幼树和成树在不同坡向的辽东栎林、油松 辽东栎混交林和人工油松林3种群落中的生态位宽度进行了分析研究。结果显示:(1)辽东栎和油松的更新生态位宽度在不同群落中各不相同,成树的生态位宽度与群落类型一致;(2)辽东栎幼苗和幼树在阳坡和阴坡人工油松林中的生态位宽度分别是0.951、0.95和0.98、0.94,且生态位宽度显著大于其它2个群落,表明辽东栎幼苗和幼树能很好地适应人工油松林的环境条件;(3)在阳坡,油松幼苗的生态位宽度在辽东栎林最大为0.79,且极显著大于其它2个群落,而阳坡油松幼树的生态位宽度在人工油松林中最大为1.00;在阴坡,油松幼苗的生态位宽度在人工油松林最大为0.63,而阴坡油松幼树的生态位宽度却在油松 辽东栎混交林最大为0.83,且极显著大于其它2个群落;表明油松幼苗适应阳坡的辽东栎林环境和阴坡的人工油松林环境,油松幼树适应阳坡的人工油松林环境和油松 辽东栎林环境。结果表明,人工种植油松林有利于该地区的植被恢复,人工油松林和油松 辽东栎混交林会在该地区存在较长时间,而阳坡的油松 辽东栎混交林存在时间会更长。     

环境因子对山西太岳山典型森林类型物种多样性及其功能多样性的影响

该研究采用典型样地法,调查群落内物种分布并测量植物功能性状(叶面积和植株高度),对山西太岳山不同坡位华北落叶松-白桦混交林以及辽东栎次生林物种多样性及其功能多样性进行比较分析,探究环境因子对不同群落层次(乔木、灌木、草本)物种多样性及其功能多样性的影响机制,以及环境因子与群落构建之间的联系,为森林生态系统多样性研究以及经营管理提供理论依据。结果显示:(1)华北落叶松-白桦混交林的物种分布更加均匀,物种多样性和功能多样性(乔木层)均显著高于辽东栎次生林。(2)华北落叶松-白桦混交林乔木层功能均匀度与功能分散指数显著高于辽东栎次生林,但灌木草本层低于辽东栎次生林。(3)不同群落层次的物种多样性与功能多样性均呈正相关关系,影响物种分布和性状分布的环境因子存在差异,物种多样性受多种环境因子的综合影响,而单个环境因子对功能多样性影响较大,环境解释力与林分类型和群落层次相关。(4)乔木层物种多样性主要受土壤pH、冠层结构(MLA、林分开度)以及光照影响,灌木层物种多样性与土壤pH和MLA密切相关,林下总辐射、土壤养分(SOC、STN)、土壤相对含水率是影响草本层物种分布的主要环境因子;冠层结构(MLA、林分开度)是影响乔木层功能多样性最主要的环境因子,土壤pH和坡位分别是华北落叶松-白桦混交林和辽东栎次生林灌木层功能多样性的主要影响因子,影响草本层功能多样性的主要环境因子是土壤相对含水率与LAI。研究表明,在垂直分层的森林生态系统中,不同群落层次竞争的主要环境资源存在差异,乔木层通过改变冠层结构和林内环境限制林下物种分布和性状分布。     

山西吕梁山南段植物群落的生态梯度

吕梁山南段在中国植被区划上属暖温带南部落叶阔叶林亚地带向暖温带北部落叶阔叶林亚地带的过渡地带.采用TWINSPAN分类和DCCA排序法,从植物种、植物群落与环境因子之间的相互关系,对吕梁山南段植物群落的生态梯度进行了研究.结果表明:(1)TWINSPAN分类将74个样方划分为18个群丛.其中4个群丛为森林群落,14个群丛为灌丛.这18个群丛属南暖温带性质的次生植被类型,代表了吕梁山南段植物群落的主要类型,这些群丛都不同程度受到人类活动的干扰;(2)样方的DCCA排序较好地揭示了该区域植物群落的分布格局与海拔、坡度、土层厚度、枯枝落叶层厚度、坡向和人类干扰6个因子的关系,其中制约植物群落结构及分布格局的主导因子是海拔高度和人类干扰,另外,坡向和土层厚度也对植物群落特征产生一定的影响;(3)对环境因子的相关分析表明,海拔、人类干扰、土层厚度和枯枝落叶层厚度之间存在着极显著的相关性,是影响分布格局的主导因子;(4)结合TWINSPAN和DCCA的分析表明,吕梁山南段植物群落表现出明显的垂直分布格局,在海拔690～1 100 m的低山和沟谷中主要分布着荆条和酸枣灌丛;海拔1 100～1 300 m阳坡和半阳坡主要分布着灌木状檀子栎林,并伴生有少量的侧柏和鹅耳枥;在1 300～1 570 m主要分布着以辽东栎为建群种的森林群落;(5)灌木状檀子栎林的分布,是该地区处于暖温带南部落叶阔叶林亚地带向暖温带北部落叶阔叶林亚地带的交错区的主要标志.     

秦岭中段南坡油松林生态系统碳密度

在秦岭中段南坡油松林分布较为广泛的不同区域,采用典型取样的方法设置油松林标准地50块。通过样地调查和室内分析,对本区油松林生态系统植被层、枯落物层及土壤层有机碳密度进行了研究与估算,分析了油松林生态系统各层次的有机碳密度在不同立地因子下的分布规律。结果表明:秦岭中段南坡油松林生态系统总有机碳密度为150.12 t/hm2,其中土壤碳分库的碳密度占油松林生态系统总碳密度的56.74%,是构成油松林生态系统碳的主体组成部分。植被层碳密度为62.29 t/hm2,占油松林生态系统总碳密度的41.49%,高于我国森林生态系统植被碳密度平均值,且仍有较大的固碳潜力。枯落物层碳密度为2.66 t/hm2,占油松林生态系统总碳密度的1.77%。在植被碳分库中,乔木层碳密度是其主体构成部分,为61.22 t/hm2,占植被层碳密度的98.30%;灌木层、草本层碳密度及其所占植被层碳密度的比例分别为:0.65 t/hm2(1.04%)、0.41 t/hm2(0.66%)。碳在乔木不同器官中的分配大小顺序为:树干(55.82%)、树枝(21.25%)、树根(10.28%)、树叶(7.35%)、树皮(5.30%)。灌木层碳密度和草本层碳密度受地形因子影响不显著。随海拔的升高,乔木层碳密度呈先增后减的变化趋势,在海拔1500—1700 m处达到最大值,枯落物层碳密度、土壤层碳密度及总碳密度变化不显著;随着坡度的增大,油松林生态系统枯落物层碳密度、土壤层碳密度及总碳密度显著减小,乔木层碳密度呈先增后减的变化趋势,在坡度为26—35°范围达到最大值;下坡位土壤层碳密度高于中坡位和上坡位,而中坡位乔木层碳密度和生态系统总碳密度高于下坡位和上坡位,枯落物层碳密度受坡位影响不明显;阳坡乔木层碳密度大于阴坡,枯落物层碳密度、土壤层碳密度及总碳密度受坡向影响不明显。     

秦岭南坡红桦林土壤有机碳密度影响因素

以秦岭南坡红桦林为研究对象,利用标准地调查法获得林分、地形、土壤相关数据,分析红桦林土壤有机碳密度(SOCD)分异特征及其与林分因子和地形因子间的关系。结果表明:秦岭南坡红桦林土壤有机碳密度总体均值为(69.02±12.90)t/hm2,原始红桦林土壤有机碳密度均值为(76.21±10.83)t/hm2,次生红桦林为(65.24±12.32)t/hm2,原始红桦林土壤有机碳密度比次生红桦林高16.81%,t-检验结果显示两者存在显著差异;在不同林区间,红桦林土壤有机碳密度亦存在显著差异(P0.05)。从地形因子看,红桦林土壤有机碳密度在不同坡位和坡向间未表现出显著差异,而海拔和坡度对红桦林土壤有机碳密度有较为显著的影响。土壤有机碳密度与海拔、林龄、乔木生物量和草本生物量呈显著正相关,与坡度和林分密度呈显著负相关;主成分分析表明:特征值大于1的四个主成分对土壤有机碳密度的方差累积贡献率为85.62%,海拔、坡度、林分密度和郁闭度是影响秦岭南坡红桦林土壤有机碳密度的主要因子;通过逐步回归分析得到利用海拔、坡度、林龄、林分密度、乔木生物量和草本生物量估算红桦林土壤有机碳密度的模型:SOCD=0.015E-0.332G-0.026FD+0.304SA+0.105BA+21.673BH+36.358。     

海拔对辽东栎林地土壤微生物群落的影响

以北京东灵山辽东栎林地土壤为对象,运用氯仿熏蒸-浸提法及磷脂脂肪酸分析(PLFA)法,研究林木生长季节土壤微生物群落随海拔梯度的变化特征.结果表明:随着海拔升高,辽东栎林土壤微生物生物量碳、氮,以及微生物各类群含量均有差异但不显著;土壤细菌/真菌升高,而革兰氏阳性菌(G+)/革兰氏阴性菌(G-)降低.土壤微生物生物量碳、氮以及细菌、真菌、G+细菌、G-细菌的含量与土壤含水量、有机碳、全氮呈显著正相关,土壤真菌含量与土壤碳氮比值呈正相关.土壤微生物群落组成结构(细菌/真菌和G+细菌/G-细菌)的变化主要受土壤温度和土壤含水量的显著影响,说明土壤微生物群落结构对环境条件的变化敏感.随着全球变暖的加剧,暖温带辽东栎林地土壤真菌和G+细菌的比例有升高的趋势.     

亚热带杉木林土壤有机碳及其活性组分对氮磷添加的响应

通过野外氮、磷添加,分析N₀(0 kg N·hm^-2·a^-1)、N₁(50 kg N·hm^-2·a^-1)、N₂(100 kg N·hm^-2·a^-1)、P(50 kg P·hm^-2·a^-1)、N₁P和N₂P等6种处理3年后对亚热带杉木人工林土壤有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)和水溶性有机碳(WSOC)的影响.结果表明:氮、磷添加对0～20 cm土层SOC含量无显著影响.磷添加显著降低0～5 cm土层POC含量,与无磷处理相比,加磷处理POC含量降低26.1%.WSOC含量对氮、磷添加的响应主要表现在0～5 cm土层,低水平氮添加和磷添加显著提高WSOC含量.在0～5 cm土层,氮添加对POC/SOC值无显著影响,而与无磷添加相比,POC/SOC值在磷添加处理下显著降低15.9%.在5～10和10～20 cm土层,氮、磷添加处理对POC/SOC值无显著影响.在亚热带地区,森林土壤碳稳定性主要受磷含量的调控,短期磷添加易导致表层土壤活性有机碳分解,增加土壤碳稳定性.     

氮添加对中国陆地生态系统植物-土壤碳动态的影响

近年来,中国大气氮沉降水平不断增加,过量的活性氮输入深刻影响了我国陆地生态系统碳循环。虽然已有大量的研究报道了模拟氮添加实验对我国陆地生态系统碳动态的影响,但是由于复杂的地理条件和不同的施氮措施,关于植物和土壤碳库对氮添加的一般响应特征和机制仍存在广泛争议。因此,采用整合分析方法,收集整理了172篇已发表的中国野外氮添加试验结果,在全国尺度上探究氮添加对我国陆地生态系统植物和土壤碳动态的影响及其潜在机制。结果表明,氮添加显著促进了植物的碳储存,地上和地下生物量均显著增加,且地上生物量比地下生物量增加得多。同时,氮添加显著增加了凋落物质量,但对细根生物量没有显著影响。氮添加显著降低了植物叶片、凋落物和细根的碳氮比。总体上,氮添加显著增加了土壤有机碳含量并降低了土壤pH值,但对可溶性有机碳、微生物生物量碳和土壤呼吸的影响并不显著。在不同的地理条件下,土壤有机碳含量对氮添加的响应呈现增加、减少或不变的不同趋势。回归分析表明,地上生物量与土壤有机碳含量之间,以及微生物生物量碳与土壤有机碳含量之间呈负相关关系。虽然氮添加通过增加凋落物质量显著促进了植物碳输入,但同时也会通过刺激微生物降解来增加土...     

环境因素对黑水滩河上游河段潜流层大型无脊椎动物群落的影响

在黑水滩河上游河段选取5个断面调查了潜流层大型无脊椎动物及其生境特征,研究微观尺度环境因素对潜流层大型无脊椎动物群落组成及分布的影响。结果表明:调查河段共发现大型无脊椎动物29种,其中水生昆虫种类最多;各断面大型无脊椎动物的密度、生物量和丰富度均随着潜流层深度的增加而降低;潜流层沉积物的中值粒径、垂向水力梯度和垂向渗透系数是影响大型无脊椎动物组成和分布的主要因素,其中最重要的是中值粒径。潜流层无脊椎动物群落变化也可能受到食物源和生物之间相互作用等因素的影响,所有这些因素共同形成了一个复杂的自然过滤系统,控制着潜流层无脊椎动物的群落结构和空间分布。     

Effects of external nitrogen additions on soil organic carbon dynamics and the mechanism

What would be the impact of external nitrogen additions on soil carbon, an issue still under debating, as reported experimental results were either positive, negtive or neutral. Several factors may be related to these seemingly controversial results: differences in ecosystem types and soil properties, soil carbon detection methods, soil depths, and contents of soil labile and recalcitrant carbon that affect the responses to nitrogen additions, all could cause discrepancies and variations in carbon sequestration. The several processes that contribute to enhance soil organic carbon storage include increasing litter input, decresing soil carbon output, particularly, by supressed decomposition of recalcitrant carbon, promoting soil humifiction and formation of recalcitrant carbon storage. However, there are still many uncertainties associated with these issues. To improve our understanding, the research about carbon in deep soil layers, dissolved organic carbon leaching and accumulation, and the effect of labile and recalcitrant soil C ratios on N addition responses, should be further investigated in the future studies.     

稻田土壤有机碳矿化及其激发效应对磷添加的响应

采用室内模拟培养和¹³C同位素标记技术相结合的研究方法,探讨了在葡萄糖与无机氮肥共施的条件下,土壤有机碳矿化及其激发效应对外源磷添加的响应,以揭示土壤有机碳矿化的碳磷耦合调控机制.结果表明:外源磷的输入加快了CO_2的释放,但抑制了CH_4的释放;在整个土壤淹水培养期间,磷添加抑制了土壤碳矿化释放CH_4总量的53.1%,其中外源葡萄糖-¹³C矿化成¹³CH_4的总量降低了70.5%;磷添加促使通过微生物转化的葡萄糖-¹³C向易利用态碳库的分配比例增加了3.6%,显著提高土壤有机碳快库矿化速率,缩短土壤碳矿化周期.土壤培养前期,外源有机质的添加表现为短暂的负激发效应;随着葡萄糖不断矿化分解,CO_2累积激发效应(PE_{CO_2})总体上呈现先增加后下降的趋势,而CH_4累积激发效应(PE_{CH_4})稳步增加最终保持基本稳定状态;培养结束时(100 d),在磷添加条件下,PE_{CO_2}增强32.3%,PE_{CH_4}显著降低93.4%.冗余分析和Pearson分析表明,电导率、氧化还原电位和溶解有机碳对稻田土壤碳矿化的影响最为显著;速效磷与¹³CH_4、PE_{CH_4}呈极显著负相关.在外源有机质添加条件下,磷的添加能够抑制CH_4排放及其激发效应,促进土壤有机质的矿化和养分释放,提高土壤原有有机碳的可利用性,促进稻田土壤有机碳循环.     

氮素添加和CO2浓度升高对白羊草根际和非根际土壤水溶性有机碳、氮的影响

采用盆栽控制试验对黄土丘陵区白羊草在不同CO₂浓度(400和800 μmol·mol^-1)和施氮水平(0、2.5、5.0 g N·m^-2·a^-1)条件下根际和非根际土壤水溶性有机碳(DOC)和水溶性有机氮(DON)的变化特征进行研究.结果表明: CO₂浓度升高对白羊草根际和非根际土壤DOC、水溶性总氮(DTN)、DON、水溶性铵态氮(NH₄⁺-N)、水溶性硝态氮(NO₃^--N)含量均无显著影响.施氮显著提高了根际和非根际土壤DTN、NO₃^--N含量和根际土壤DON含量,显著降低了根际土壤DOC/DON.在各处理条件下,根际土壤DTN、NO₃^--N和DON含量均显著低于非根际土壤,根际土壤DOC/DON显著高于非根际土壤.短期CO₂浓度升高对黄土丘陵区土壤水溶性有机碳、氮含量无显著影响,而氮沉降的增加在一定程度上改善了土壤中水溶性氮素缺乏的状况,但并不足以满足植被对水溶性氮素的需求.     

Microbial decomposition of dissolved organic matter in a hypertrophic pond

Planktonic heterotrophic bacteria in lakes utilize the labile fraction of dissolved organic carbon (DOC), although information about seasonal changes in labile DOC in hypertrophic lakes in terms of absolute amount and relative proportion of the total DOC is still limited. We conducted DOC decomposition experiments using GF/F filtrates in water samples from hypertrophic Furuike Pond, together with monitoring of DOC concentration and bacterial abundance in water samples from the pond, to examine seasonal changes in the amount of labile DOC and growth of bacteria on labile DOC. DOC concentrations fluctuated between 2.7 and 11 mg C l⁻¹, and bacterial abundance fluctuated between 1.5 × 10⁶ and 1.0 × 10⁸ cells ml⁻¹. In the DOC decomposition experiment when grazers of bacteria were removed, small portions of DOC (18% ± 12%) were labile for decomposition by bacteria, and the growth yield of bacteria on labile DOC ranged between 3.3% and 19%. Furthermore, addition of nitrogen to water samples enhanced bacterial growth. Thus, not only labile DOC but also nitrogen limited bacterial growth in the pond. Considering the results in the present study together with those of previous studies, bacterial abundance in Furuike Pond is subjected to bottom-up control, such as by limitation of DOC and nitrogen throughout the year, although top-down control of bacterial abundance such as by grazing is seasonally important. Received: May 1, 2001 / Accepted: July 22, 2001     

鼎湖山亚热带常绿针阔叶混交林凋落物及矿质氮输入对土壤有机碳分解的影响

2010年7-12月,选取鼎湖山国家级自然保护区亚热带针阔叶混交林,采用全因子控制试验,研究不同类型的凋落物(针叶和阔叶凋落物)添加及氮处理(加氮模拟氮饱和、减氮模拟根吸收)对表层(0～10 cm)和下层(20～30 cm)土壤有机质分解(呼吸)的影响.结果表明:2010年7-11月间,两种凋落物的添加使土壤-凋落物系统的呼吸速率显著增加,但这种影响在12月消失.减氮和加氮处理均显著增加了土壤-凋落物系统的呼吸.叶凋落物短期内完全分解,对土壤碳分解和积累的影响十分有限,可能不是该系统中土壤有机质的主要来源.通过减少土壤可利用氮模拟根系对氮的吸收能够明显促进土壤有机质的分解.     

黄土高原植被景观多尺度变化及其与地形的响应关系

基于RS和GIS技术,利用黄土高原近30年不同分辨率的归一化植被指数(NDVI),采用基于小波分析的多尺度空间统计学方法,研究不同时期黄土高原植被景观的多尺度变化特征及其与地形的响应关系。结果表明:(1)黄土高原植被景观1982—2011年期间发生了周期性变化。其中,1990年以前为植被恢复阶段,1990—2001年为植被退化阶段,2001年以后为植被恢复阶段。(2)植被景观的空间异质性与数据获取的时间、数据分辨率、空间位置和地形均有关。一方面,植被指数和数据分辨率越高,植被景观的空间异质性就越大,而且沿经度方向植被景观的空间差异性大于纬度方向;另一方面,NDVI的多尺度变化特征与地形因子有不同程度的相关性,表现为:高程地形湿度坡度坡向,这对于今后黄土高原植被景观的合理布局,提高生物多样性,控制水土流失,增强景观的连续性具有特别重要的意义,也可为指导生态环境建设提供基础资料。