西双版纳热带季节雨林的生物量及其分配特征

 根据3块1 hm² 样地的调查资料,利用123株样木数据建立以胸径(D)为单变量的生物量预测方程。采用样木回归分析法(乔木层、木质藤本)和样 方收获法(灌木层、草本层), 获取西双版纳热带季节雨林的生物量,并分析了其组成和分配特征。结果表明,西双版纳热带季节雨林的总生物 量为423.908±109.702 Mg•hm^－2(平均值±标准差,n=3) ,其中活体植物生物量占95.28%,粗死木质残体占4.07%,地上凋落物占 0.64%。在 其层次分配方面：乔木层优势明显,占98.09%±0.60%;其次为木质藤本,占0.83%±0.31%;灌木层和草本层生物量均小于木质藤本的生物量; 附生植物最低,仅为0.06%±0.03%。总生物量的器官分配以茎所占比例最高,达68.33%;根、枝、叶的比例分别为18.91%、11.07%和1.65 %。 乔木层生物量的径级分配主要集中于中等径级和最大径级。大树(D＞70 cm)具有较高的生物量,占整个乔木层的43.67%±12.67%。树种分配方 面,生物量排序前10位的树种占乔木层总生物量的63.43%±4.09%,生物量集中分配于少量优势树种。西双版纳热带季节雨林乔木层叶面积指数 为6.39±0.85。西双版纳热带季节雨林乔木层的地上生物量位于世界热带湿润森林的中下范围。     

千烟洲人工林主要树种地上生物量的估算

利用不同参数和函数,模拟了千烟洲人工林主要树种马尾松、湿地松和杉木的枝条、叶生物量和总生物量及单株各器官生物量,选择最佳函数计算生物量在各树种不同器官中的分配,估算不同林型的地上生物量.结果表明,不同树种的枝条基径(d)和枝条生物量(BW)、叶生物量(LW)之间,当d³为自变量时,相关系数最高,湿地松利用线性函数、马尾松和杉木利用幂函数模拟效果最佳;单木总生物量以利用D²H(胸径²×树高)为自变量的幂函数模拟相关系数最高;3个树种叶和枝生物量各有不同的最佳自变量和函数类型,但同一树种的叶、枝生物量最佳拟合方程的自变量和函数类型一致.马尾松林、湿地松林和杉木林的地上生物量分别为83.6、72.1和59 t·hm^-2,其中树干生物量所占比重最大,叶生物量最小.根据前人的研究结果推算3种林分地下生物量分别为10.44、9.42和11.48 t·hm^-2,其固碳量分别为47.94、45.14和37.52 t·hm^-2.     

CO2浓度升高与氮沉降对南亚热带森林生态系统植物生物量积累及分配格局的影响

 CO₂浓度升高与氮沉降增加对陆地生态系统的耦合作用已成为全球变化的研究热点。应用大型开顶箱(OTC)人工控制手段研究了人工生态系统在1)高CO₂(700±20 μmol·mol^–1)+高氮沉降(100 kg N·hm^–2·a^–1)(CN); 2)高CO₂(700±20 μmol·mol^–1)+背景氮沉降(C＋); 3)高氮沉降(100 kg N· hm^–2·a^–1)＋背景CO₂(N＋); 4)背景CO₂＋背景氮沉降处理(CK) 4种处理条件下荷木 (Schima superba)、红锥(Castanopsis hystrix)、海南红豆(Ormosia pinnata)、肖蒲桃(Acmena acuminatissima)、红鳞蒲桃(Syzygium hancei)等主要南亚热带森林植物的生物量积累模式及其分配格局。连续近3年的实验结果表明: 不同处理条件下, 各参试植物生物量积累具有不同的响应特征, N＋处理显著促进荷木、肖蒲桃及红鳞蒲桃生物量的积累; C＋处理显著促进肖蒲桃、海南红豆生物量的积累; CN处理显著促进除红锥外其他物种生物量的积累, 并且具有两者单独处理的叠加效应。不同处理改变物种生物量的分配模式, N＋处理降低植物的根冠比, 促进地上部分生物量的积累; C＋处理增加红锥和红鳞蒲桃地下部分生物量的分配, 却促进荷木和海南红豆地上部分的积累; CN处理仅促进红磷蒲桃地下部分的积累。群落生物量的积累与分配格局取决于优势物种的生物量及其分配格局在群落中所占的权重。     

基于生物量回归方程估算黔中喀斯特常绿落叶阔叶混交林木本植物的根系生物量

常规根系生物量研究方法在我国西南喀斯特森林地区实施困难,根系挖掘法所得研究结果不确定性高,导致目前根系生物量数据匮乏。选择贵州中部喀斯特常绿落叶阔叶混交林为对象,建立常规的根系生物量回归方程,结合群落调查数据,以期研究该森林木本植物的根系生物量特征及其空间分布格局。利用106株乔木、34株灌木和34株藤本标准木根系数据,构建了5种优势乔木(安顺润楠Machilus cavaleriei、化香树Platycarya strobilacea、云贵鹅耳枥Carpinus pubescens、云南鼠刺Itea yunnanensis和窄叶石栎Lithocarpus confinis)、3种优势灌木(刺异叶花椒Zanthoxylum dimorphophyllum、倒卵叶旌节花Stachyurus obovatus和异叶鼠李Rhamnus heterophylla)和2种优势藤本(藤黄檀Dalbergia hancai Benth和小果蔷薇Rosa cymosa)以及乔木通用、灌木通用和藤本通用共13个根系生物量回归方程。利用这些方程计算得到该喀斯特森林木本植物总根系生物量为22.72Mg/hm2。乔木根系生物量(22.57 Mg/hm2)远高于灌木和藤本,占森林总根系生物量的99.30%。5个优势乔木树种的根系生物量(19.67 Mg/hm2)占森林总根系生物量的86.54%。物种根系发达程度是影响根系生物量空间分布格局的重要因素。研究可为喀斯特地区植被地下生物量与碳储量的全面估算提供一个新途径。     

哀牢山湿性常绿阔叶林木质藤本植物地上部分生物量及其对人为干扰的响应

 木质藤本植物是森林, 尤其是热带和亚热带森林中的重要组分。由于野外调查的困难, 对其生态学的研究相对较少。对哀牢山原生山地湿性常绿阔叶林和4类次生林中的藤本植物进行了调查, 利用48株藤本植物样木实测数据, 采用样本回归分析法, 选取藤本植物的不同参数作为自变量, 分别对冠层和林下两类藤本混合种生物量模型进行了拟合比较, 结合样地内长度≥50 cm的所有藤本植物的调查资料估算了各森林群落藤本植物地上部分生物量, 探讨了原生林中藤本植物地上部分生物量的组成与分布特征, 以及人为干扰对藤本植物地上部分生物量的影响。结果表明: 1)以藤本基径为自变量建立幂函数回归模型, 其相关系数较高, 具有较高的实用价值; 2)该区山地湿性常绿阔叶林中藤本植物地上部分生物量为9.82×10³ kg·hm^–2, 其中冠层藤本(基径≥1.0 cm, 长度≥5.0 m)生物量占藤本植物总生物量的99.70%, 林下藤本(基径<1.0 cm, 长度<5.0 m)的地上部分生物量很低; 3)人为干扰后林下藤本植物的生物量相对增加, 而冠层藤本植物的地上部分生物量显著减少; 经过约100年恢复演替的老龄栎类萌生林藤本植物地上部分生物量才达到接近原生林的水平。     

江西千烟洲人工针叶林下狗脊蕨群落生物量

 根据野外调查和实验分析研究了江西省千烟洲人工针叶林下狗脊蕨（Woodwardia japonica）群落的生物量、细根生物量、净初级生产力(Net primary productivity, NPP)、 比叶面积（Specific leaf area, SLA） 和叶面积指数（Leaf area index, LAI）等。通过叶片参数和地上生 物量的相关关系建立了狗脊蕨单株地上生物量估算模型，分别 为W1=0.021H^1.545（R²=0.790）和W1=2.518（D²H）^{0 .616}（R²=0.894；H为株高 ，D为地径）。人工针叶林下灌草层地上生物量为367.8 g&;#8226;m^－2（52～932 g&;#8226;m^－2），凋落物为1 631 g&;#8226;m^－2（672～2 763 g&;#8226;m^－2），分别占 乔木层地上生物量的4.7%（1.55%～13.2%）和20.7%（7.6%～32.1%）。狗脊蕨群落地上生物量和NPP分别为266.6 g&;#8226;m^－2和88.67 g&;#8226;m^－2&;#8226;a ^-1 ，其中狗脊蕨种群占73.7%；地下生物量为212.6 g&;#8226;m^－2。狗脊蕨的SLA和叶干物质含量（Leaves day mutter content, LDMC）分别为144.0 cm²&;#8226;g^-1和31.99%，二者之间呈显著负相关；最佳叶面积估算模型为S=21.922 6-0.152L²+0.000 9L³（9.0≤L（叶片长度）≤23.5；1.4≤W （ 叶片宽度）≤5.9）。狗脊蕨种群的LAI为1.8。土壤含水量对狗脊蕨生物量有显著影响。群落生物量与土壤有机质和全氮含量正相关     

江西千烟洲不同恢复途径下白栎种群生物量

利用不同自变量和函数，建立白栎枝条和单株地上各器官的生物量模型，选择其中的最佳模型估算了千烟洲人工造林和自然封育两种恢复途径下白栎种群地上生物量及其年增长量，并利用地上生物量和地下生物量的线性关系，估算了白栎种群地下生物量及其年增长量.结果表明:模拟白栎枝条和单株地上各器官生物量的最佳函数均为幂函数，而最佳自变量分别为d²l和D²H.白栎种群各器官生物量和总生物量均为天然次生林大于人工湿地松林.次生林中白栎种群地上和地下生物量分别为3.592和1.723 t·hm^-2，其中树干生物量>枝生物量>叶生物量；湿地松林中白栎种群地上和地下生物量分别为0.666和0.462 t·hm^-2，其中树干生物量>叶生物量>枝生物量.2004—2006年，两种恢复途径下白栎种群地上、地下及总生物量的年增长量均逐年增加.其中地上生物量年增长量占总年增长量的比重呈逐年升高趋势，湿地松林中由54.35%增至62.20%，次生林中由67.27%增至68.94%.与次生林相比，湿地松林中白栎种群各器官生物量年增长量较小，但其相对增长速率较快.     

模拟氮沉降对杂草生长和氮吸收的影响

以杂草早熟禾、黑麦草、野燕麦、天蓝苜蓿、白车轴草、北美车前、婆婆纳、无芒稗、牛筋草和刺苋为试验材料,以4.0 g·m^-2·yr^-1的N输入为模拟氮沉降浓度,研究了不同杂草功能类群对模拟氮沉降的响应.结果表明,模拟氮沉降处理下,杂草的生物量（总生物量、地上部分生物量、根生物量）呈增加趋势,但不同功能类群对氮增加的响应明显不同,C₄禾本科、C₃豆科及C₃禾本科植物的生物量受到氮沉降的显著促进,但C₃非禾本科和C₄非禾本科植物的生物量则受氮沉降的影响不显著;不同功能类群的根冠比、植株含氮及植株吸收氮的总量对模拟氮沉降的响应无明显规律,但物种间差异显著.氮沉降提高野燕麦和北美车前的生物量的根冠比,但对其他生物种类没有显著影响.没有发现氮沉降对植物体内的含氮量有显著的影响,但氮沉降却显著地提高了除刺苋、早熟禾及婆婆纳之外的所有杂草物种对N的摄收.由于物种对氮沉降的响应不同,未来氮沉降的增加将加速杂草群落组成的变化.     

天山南麓山前平原柽柳灌丛地上生物量

基于天山南麓山前平原柽柳灌丛样地调查和实验,研究了柽柳的地上生物量及其分布规律.结果表明,不同地貌带柽柳的地上生物量差异较大.在溢出带,柽柳的地上生物量最大,达1428.53 kg·hm^-2,其次是三角洲带和洪水剥蚀带,柽柳的平均地上生物量分别为745.97和544.37 kg·hm^-2,而两河交汇区柽柳的地上生物量最小,仅为111.18 kg·hm^-2.造成这种差异的主要原因是不同地貌带柽柳的密度不同.在轮台天山南麓山前平原4个地貌样带中,柽柳的地上生物量与表层土壤盐分含量均随地下水埋深的增加而下降,呈良好的相关性,但土壤盐分并不是影响柽柳地上生物量的主要因素,影响柽柳生长的主要生态因子是地下水埋深.     

利用皆伐法估算黔中喀斯特森林地上生物量

精确估算森林生物量对理解全球碳循环至关重要。已有的喀斯特森林地上生物量估算研究存在很高的不确定性,缺乏校准数据检验研究结果的精度。利用皆伐法,首次精确估算了我国西南贵州省中部喀斯特森林的地上生物量,并检验了已有生物量回归方程和平均标准木法对该喀斯特森林地上生物量的估算效果。该喀斯特森林的地上生物量为122.81 Mg/hm~2,胸径(D)≥1 cm的木本植物、D1 cm的木本植物和草本植物的地上生物量分别为120.00、2.56、0.24 Mg/hm~2。D在10—30 cm范围内的植株(83.89 Mg/hm~2)是地上生物量的主要贡献者。4个优势树种(云南鼠刺Itea yunnanensis、川钓樟Lindera pulcherrima、猴樟Cinnamomum bodinieri和化香树Platycarya strobilacea的地上生物量为103.03 Mg/hm~2,占森林总地上生物量的83.89%。干(61.04 Mg/hm~2)和枝(40.56 Mg/hm~2)的生物量远高于皮(11.61 Mg/hm~2)和叶(6.80 Mg/hm~2)。在物种水平上,已有生物量回归方程(误差-56.10%—84.61%)和平均标准木法(误差-36.43%—-5.14%)对该喀斯特森林地上生物量的估算效果均较差。最后,建立了5个新的生物量回归方程。本研究可为我国西南喀斯特地区精确估算森林碳储量提供基础校验数据和方法指导。     

Biomass estimation models and allocation patterns of 14 shrub species in Mountain Luya,Shanxi, China

Aims Shrub species have evolved specific strategies to regulate biomass allocation among various organs or between above- and belowground biomass and shrub biomass model is an important approach to estimate biomass allocation among different shrub species. This study was designed to establish the optimal estimation models for each organ (leaf, stem, and root), aboveground and total biomass of 14 common shrub species in Mountain Luya, Shanxi Province, China. Furthermore, we explored biomass allocation characteristics of these shrub species by using the index of leaf biomass fraction (leaf to total biomass), stem biomass fraction (stem to total biomass), root biomass fraction (root to total biomass), and root to shoot mass ratio (R/S) (belowground to aboveground biomass).
Methods We used plant height, basal diameter, canopy diameter and their combination as variables to establish the optimal biomass estimation models for each shrub species. In addition, we used the ratios of leaf, stem, root to total biomass, and belowground to aboveground biomass to explore the difference of biomass allocation patterns of 14 shrub species.
Important findings Most of biomass estimation models could be well expressed by the exponential and linear functions. Biomass for shorter shrub species with more stems could be better estimated by canopy area; biomass for taller shrub species with less stems could be better estimated by the sum of the square of total base diameter multiply stem height; and biomass for the rest shrub species could be better estimated by canopy volume. The averaged value for these shrub species was 0.61, 0.17, 0.48, and 0.35 for R/S, leaf biomass fraction, stem biomass fraction, and root biomass fraction, respectively. Except for leaf biomass fraction, R/S, stem biomass fraction, and root biomass fraction for shrubs with thorn was significantly greater than that for shrubs without thorn.     

西双版纳原始热带季节雨林生物量研究

用标准木回归分析法（ 乔木、木质藤本） 和样方收获法（ 灌木、草本） , 研究了西双版纳原始热带季节雨林生物量及其分配。雨林总生物量为６９２－５９０ ｔ／ｈｍ２ , 其分配为： 乔木层占９８－６６ ％ 、灌木层占０－７６ ％ 、木质藤本占０－５０ ％ 、草本层占０－０９ ％ , 生物量主要集中于乔木层。乔木层生物量的器官分配向树干和树根集中： 树干占６９－８０ ％ , 树根占２１－５６ ％ , 树枝占７－７７ ％ ,树叶占０－７７ ％ ; 生物量径级分配向中等径级（６０ ～７０ ｃｍ） 和最大径级（１５０ ～１６０ ｃｍ） 集中; 生物量垂直分配向上层集中; Ⅰ亚层（ 高度＞ ４０ ｍ） 占６０－５５ ％ 、Ⅱ亚层（２０ ～４０ ｍ） 占３６－７２ ％ 、Ⅲ亚层（３ ～２０ ｍ） 占２－７３ ％ ; 优势种番龙眼生物量占乔木层的２０－０７ ％ ; 乔木层叶面积指数为６－９１ 。     

Forest Structure and Biomass of a Tropical Seasonal Rain Forest in Xishuangbanna,Southwest China1

Xishuangbanna is a region located at the northern edge of tropical Asia. Biomass estimates of its tropical rain forest have not been published in English literature. We estimated forest biomass and its allocation patterns in five 0.185–1.0 ha plots in tropical seasonal rain forests of Xishuangbanna. Forest biomass ranged from 362.1 to 692.6 Mg/ha. Biomass of trees with diameter at 1.3 m breast height (DBH) ≥ 5 cm accounted for 98.2 percent of the rain forest biomass, followed by shrubs (0.9%), woody lianas (0.8%), and herbs (0.2%). Biomass allocation to different tree components was 68.4–70.0 percent to stems, 19.8–21.8 percent to roots, 7.4–10.6 percent to branches, and 0.7–1.3 percent to leaves. Biomass allocation to the tree sublayers was 55.3–62.2 percent to the A layer (upper layer), 30.6–37.1 percent to the B layer (middle), and 2.7–7.6 percent to the C layer (lower). Biomass of Pometia tomentosa, a dominant species, accounted for 19.7–21.1 percent of the total tree biomass. The average density of large trees (DBH ≥100 cm) was 9.4 stems/ha on two small plots and 3.5 stems/ha on two large plots, illustrating the potential to overestimate biomass on a landscape scale if only small plots are sampled. Biomass estimations are similar to typical tropical rain forests in Southeast Asia and the Neotropics.     

广东黑石顶常绿阔叶林生物量及其分配的研究

 本文采用标准木和回归分析法(乔木层)及样方收获法(灌木层、草本层)研究了黑石顶自然保护区南亚热带常绿阔叶林的生物量及其分配规律。1．四种回归模型：(a)Y=a+bX,(b)Y=aXb,(c)Y=acbx,(d)Y=a+blnX都能成功地应用于该森林的生物量研究,但一般以(b)及(c)的相关系数较高。对较大胸径的样木组(D≥10cm)直线方程是唯一显著的模型。2．森林总生物量为357.976t·ha-1,其中树干223.017(62.30%),枝45.834(12.80%),叶15.609(4.36%),根(D≤3mm的细根除外1))73.517(20.54%)。生物量绝大部分集中于乔木层(353.520t·ha-1,98.76%)。总生物量及树干生物量随高度分布呈金字塔形,而枝的生物量相反。叶生物量以15m以上的林冠层比例较大,但林下层仍有相当比例,反映了森林结构的复杂性。叶面积指数为17.1。生物量径级分布显示出正态分布特点。3,地上部分生物量和总生物量分别是树干生物量的1.27倍和1.60倍。对其他热带亚热带森林分析也得到相似的结果。     

广西马山岩溶次生林群落生物量和碳储量

岩溶植被在岩溶生态系统碳循环和全球碳平衡中具有重要的作用。通过对马山县岩溶次生林年龄序列(幼龄林、中龄林和老龄林)3个演替阶段9个样地(20 m×50 m)的系统取样调查,研究了停止人为干扰后岩溶次生林生物量和碳储量的变化。结果表明:沿幼林、中林和老林群落的顺向演替发展,群落生物量显著增加(P0.05),从幼林群落的48.17 t/hm2、到中林群落113.47 t/hm2,再到老林群落242.59 t/hm2。老林生态系统的碳储量较高,平均为236.69 t/hm2,中林和幼林较低且非常相近,分别为225.17 t/hm2和224.76 t/hm2,各次生林生态系统的碳储量差异不显著(P0.05)。土壤碳储量的大小顺序为幼林(198.44 t/hm2)中林(167.39 t/hm2)老林(113.43 t/hm2)。沿群落正向演替,各次生林生态系统中植物碳储量和土壤碳储量的比例发生明显的变化。幼林的土壤碳储量占生态系统碳储量的88.29%,植物碳储量只占11.71%;中林相应为74.34%和25.66%;而老林为47.92%和52.08%。可见,随着岩溶植被的正向演替,土壤碳转变为植物碳的趋势十分明显,这是岩溶森林不同于酸性土森林的一个显著特征。     

中国西南地区热带季节雨林及山地常绿阔叶林热值及能量分配格局

 能量分配格局是研究生态系统能量流动的基础,但是由于热带森林结构的高度复杂性和物种多样性,对它的热值和能量分配格局的全面研究还 很少。该文研究的热带季节雨林位于西双版纳,是分布于热带亚洲北缘的一种森林类型;山地常绿阔叶林位于云南省中部的哀牢山,属于我国 西部亚热带地区的山地常绿阔叶林。该研究的目的是探讨这两种重要森林类型的热值和能量分配格局,验证Golley（1961,1969）提出的世界 范围内植被的热值由低纬度向高纬度、由低海拔向高海拔升高的规律。热值的测定采用SDCM-Ⅲa氧弹测量仪。两个森林样地面积都是1 hm²,能 量分配格局及年固定量根据生物量和生物量增量计算。研究结果表明,热带季节雨林样地的热值低于山地常绿阔叶林,乔木层的热值>灌木层> 草本层,所有器官中叶片的热值较高。由于以前种植砂仁（Amomum villosum）的影响,热带季节雨林样地的能量现存量小于山地常绿阔叶林, 但是因为地处高温高湿、光照充足的地区,热带季节雨林的能量年固定量高于山地常绿阔叶林。对于热带季节雨林样地来说,97％的能量储存 在乔木层中;山地常绿阔叶林样地的乔木层储存了88％的能量,可见乔木层是维持森林能量结构的关键层。研究结果为Golley的结论提供了更 加丰富的实验证据。