大兴安岭地区天然落叶松林乔木碳增量的研究

基于1990~2010年黑龙江省大兴安岭地区4期森林资源连续清查的602块固定样地数据,分析了大兴安岭地区天然落叶松林年均枯损木碳释放量、进界木碳储量、碳净增量的动态变化以及随立地质量、林分密度的变化规律。结果表明：该地区各龄组碳释放量在0.133 7~0.484 1 t·hm^-2·a,碳释放量随着龄组的增大而增大;进界木碳储量在幼龄林时较大,为0.128 2 t·hm^-2·a,近熟林最小,为0.040 0 t·hm^-2·a,其他龄组差异不大;碳净增量随着龄组的增大而减小,幼龄林、中龄林、近、成、过熟林分别为1.374 9、0.982 1、0.649 9、0.538 1、0.240 7 t·hm^-2·a;相同立地质量条件下,各龄组碳释放量与林分密度成正比。幼龄林、中龄林、成熟林随林分密度的增大进界木碳储量减小,近熟林和过熟林规律不明显。除幼龄林之外,各龄组在林分密度为中时,林分碳净增量最大;相同林分密度条件下,各龄组（近熟林、成熟林无明显规律）碳释放量与立地质量成负相关关系。各龄组（过熟林除外）立地质量越好,进界木碳储量越小;相同林分密度条件下,立地质量越好,碳净增量越大。     

杉木生长及土壤特性对土壤呼吸速率的影响

在江西大岗山生态站选择不同发育阶段杉木人工林,研究土壤呼吸速率、土壤性质和年凋落物量的变化特征以及它们之间的相互关系。结果表明:杉木人工林随林分发育过程中林龄增加,林分年凋落物量和土壤纤维素酶活性逐渐增加;蔗糖酶活性呈现出先增加后降低的变化趋势,而淀粉酶活性无明显变化规律。土壤理化性质表现为幼龄林阶段较好,中龄林最差、近熟林-过熟林又逐渐恢复的变化特征;但不同指标恢复速度不同。土壤呼吸速率从幼龄林到近熟林呈明显先降低后增加的变化规律;从近熟林到成熟林略有增加,但增加不显著;过熟林时又显著降低,达到中龄林水平。通径分析表明,不同土壤性质对土壤呼吸速率表现出不同程度的影响;在被研究的土壤性质中,年凋落物量、土壤有机碳含量和纤维素酶活性对土壤呼吸速率表现出更强烈的直接影响和间接影响作用。     

长白山原始红松林次生演替过程中土壤微生物生物量和酶活性变化

采用空间代替时间的方法,以我国东北地区温带森林长白山原始阔叶红松林成熟林(200年)和过熟林(＞200年)及其次生演替不同阶段——白桦幼龄林(20年)、白桦中幼龄林(30年)、白桦中龄林(50年)、白桦成熟林(80年)和白桦过熟林(100年)为研究对象,分析了长白山原始阔叶红松林次生演替过程中土壤有机碳、土壤微生物生物量碳、氮、磷及土壤酶活性变化.结果表明:白桦幼龄林和白桦成熟林的土壤腐殖质层(A层)有机碳含量最高,分别为154.8和154.3 g·kg-1,而顶极群落原始阔叶红松林A层有机碳含量相对较低,成熟林和过熟林分别为141.8和133.4 g·kg-1.白桦中龄林和白桦成熟林的微生物生物量碳和微生物熵均高于其他林地,纤维素酶、过氧化物酶、酸性磷酸酶和纤维二糖酶的活性到中龄林和成熟林达到最高,而此阶段的多酚氧化酶活性最低,提示白桦中龄林及白桦成熟林土壤有机碳周转速度快,土壤有机碳可能处于较强的积累过程中.统计分析表明,土壤微生物生物量碳与土壤有机碳、全氮和有效磷含量之间呈极显著正相关(r分别为0.943、0.963和0.953,P＜0.01).     

杉木林林层指数及其与林下灌木物种多样性的关系

基于湖南省福寿林场不同龄组杉木林(幼龄林、中龄林、近熟林)18个固定样地的实测数据,对比分析了3个龄组杉木林林层指数与林下灌木物种多样性的变化特征,并对其相关性进行了分析。结果表明:不同龄组杉木林林层指数为0.134~0.507,不同龄组的杉木林林层指数存在显著性差异(P0.05);林层指数普遍较低,林木对林分垂直方向的空间利用不足,林木分化程度较弱。随着杉木的生长发育,林下灌木的物种丰富度、Simpson多样性指数、Shannon多样性指数表现出了先增大后减少的变化趋势,幼龄林与中龄林之间的丰富度指数存在显著性差异(P0.05),林下灌木的Simpson均匀性指数和Pielou均匀度指数随着杉木年龄的增加变化不大。林层指数与物种丰富度指数存在极显著的正相关性,说明林层指数是影响杉木林林下灌木丰富度的主要因素。     

大兴安岭5种典型林型森林生物碳储量

森林生态系统是陆地生态系统的重要碳库,森林生态系统的生物碳储量作为森林生态系统碳库的重要组成部分,对全球碳循环与碳平衡产生重要作用。以大兴安岭5种典型林型为研究对象,结合森林资源清查资料,采用地理信息技术(GIS),将5种林型分龄组分别对乔木层、林下的灌木层、草本层和凋落物层各组分的单位面积生物量、含碳率和生物碳储量进行测定和计量估算,并从林分水平上,采用分龄组的方法,计量估算了生物碳储量。结果表明:大兴安岭5种典型林型不同龄组的生物碳储量分别为:兴安落叶松幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林的生物碳储量分别为15.20、50.96、95.80t/hm2和109.33t/hm2;白桦幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林的生物碳储量分别为15.36、30.67、41.62t/hm2和64.35t/hm2;樟子松幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林的生物碳储量分别为29.89、59.92、90.01t/hm2和117.08t/hm2;蒙古栎幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林的生物碳储量分别为11.17、11.90、34.94t/hm2和59.49t/hm2;山杨幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林的生物碳储量分别为21.81、28.58、42.84t/hm2和64.39t/hm2。研究发现:5种典型林型不同龄组的森林生物碳储量均随着林龄(幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林)的增长而增加,但不同林型的碳汇功能存在差异,同一种林型在不同林龄的生物碳储量增幅差异亦较大。尤其是大兴安岭目前林分质量比较差,幼龄林和中龄林所占的比重较大,若能对现有林分加以更好地抚育和管理,该区森林植被仍具有较大的碳汇潜力,碳汇功能将进一步增强,大兴安岭在国家的生态功能区建设中将发挥更重要的碳汇功能,对此提出了森林生态系统碳增汇管理策略与管理路径。研究结果为正确认识森林生物碳储量对区域碳平衡及生态环境的影响具有重要意义,以及在未来营林、造林活动中充分发挥人工林碳汇效应提供参考依据。     

东北林区主要森林类型土壤有机碳密度及其影响因素

2011年在东北林区研究了5种主要森林类型(针叶混交林、针阔混交林、阔叶混交林、落叶松林和白桦林)4个林龄(幼龄林、中龄林、近熟林和过熟林)的土壤碳密度.结果表明: 东北林区不同森林类型的土壤有机碳含量和有机碳密度均以表层土壤最高,随土壤深度的增加逐渐减少,而随森林类型和林龄的变化并不显著;森林土壤有机碳主要集中在表层土壤,其中大兴安岭、小兴安岭和长白山森林0～20 cm土壤贮存了其剖面总有机碳密度的847%～86.1%、51.7%～59.8%和51.2%～53.4%.随纬度的增加,森林土壤总有机碳密度明显下降,可能与东北林区土壤发生层的厚度密切相关.     

湖南黄丰桥林场杉木速生丰产林健康评价

在科学性、整体性、代表性和可操作性原则的指导下,从二类调查等数据中选取13个评价指标,构建了杉木速生丰产林健康评价指标体系,并确定了其健康等级划分标准;评价了湖南黄丰桥林场817个杉木小班的健康状况.结果表明:该林场处于不健康、亚健康和健康状态的杉木小班数分别占总体小班数的24.7％、57.3％和18.0％;幼龄林健康状态较差,中龄林稍好,过熟林普遍处在亚健康状态下,而近成熟林和成熟林健康状况相对较好.该评价结果可为该林场展开相关的健康经营措施提供参考.     

基于Landsat时间序列的湖南省会同县杉木人工林干扰历史重建与林龄估算

本研究以湖南省会同县杉木人工林为例,利用1986—2016年Landsat历史存档数据构建了年度时间序列数据集,通过计算综合森林特征指数与时间序列分析逐像元检测森林变化动态,并获取相关干扰历史的时相信息;通过与树芯年轮信息对比分析与建模,最终实现了当前林龄空间分布制图。结果表明:1)会同县现存杉木林面积约为7.67×104hm2,主要分布于坡度小于25°山地; 2)现存杉木林干扰历史多早于1996年,其中1987—1992年的杉木林面积减少量占现存总量的17.54%,2000年以后杉木林面积减少量逐渐降低且恢复面积快速增长,约42%的现存杉木林是在近15年内恢复成林,且多分布于主要交通路线及河流沿线; 3)成熟林与中龄林分布面积较广,分别占杉木林总面积的47%与29%,幼龄林、近熟林与过熟林分别约占15%、3%和6%。研究表明,遥感时间序列数据分析可以有效获取人工林的林龄分布,为人工林区域尺度的林龄估计提供了方法借鉴,所得的结果可以为当地的林业资源经营与管理提供重要的参数指标。     

杉木林年龄序列地下碳分配变化

  森林地下碳分配在森林碳平衡和碳吸存中具有重要作用, 而揭示人工林生长过程中地下碳分配变化对于人工林碳汇估算和碳汇管理等有重要意义。通过采用年龄序列方法研究了杉木(Cunninghamia lanceolata)林生长过程中地下碳分配变化特点。年龄序列为福建省南平7 a生(幼龄林)、16 a生(中龄林)、21 a生(近熟林)、41 a生(成熟林)和88 a生(老龄林)的杉木林。细根净生产力测定采用连续土芯法, 根系呼吸测定采用壕沟法, 生物量增量测定采用异速生长方程, 地上年凋落物量采用凋落物收集框测定。结果表明: 杉木林细根净生产力在中龄林前没有显著差异, 维持在较高水平; 但此后则显著下降。细根净生产力/地上凋落物量比值随林龄增加而显著下降。老龄林的根系呼吸显著低于其它林龄林分, 根系呼吸与细根生物量间呈显著线性相关。中龄林和近成熟林的地下碳分配(Total belouground carbon allocation, TBCA)显著高于幼龄林和成熟林, 而老龄林的则最低。中龄林、近成熟林和成熟林的地上部分净生产力/TBCA比值显著高于幼龄林和老龄林, 而杉木林的根系碳利用效率(RCUE)则呈现出随林龄增加而降低的趋势。     

广西不同林龄杉木、马尾松人工林根系生物量及碳储量特征

为了解不同林龄杉木、马尾松人工林地地下根系生物量及碳储量特征,以广西杉木、马尾松主产区5个不同林龄阶段(幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林)的人工林为研究对象,采用全根挖掘法和土钻法获取标准木根系生物量、灌草根系生物量和林分细根生物量,并测定其碳含量,分析其不同林龄阶段地下根系生物量和碳储量分配特征。结果表明:杉木、马尾松林地下根系总生物量分别在9.06—31.40Mg/hm~2和7.91—53.40Mg/hm~2之间,各林龄阶段根系总生物量总体上呈现随林龄增加而增加的趋势,杉木林细根生物量随林龄的增加呈现出先减后增的趋势,马尾松呈现出逐渐减小的趋势;林分各层次根系碳含量表现为乔木灌木草本、细根;杉木、马尾松地下根系碳储量变化趋势与生物量变化趋势相同,杉木、马尾松林不同林龄阶段各层次根系和土壤细根总碳储量分别在7.56—21.97Mg/hm~2和8.86—29.95Mg/hm~2之间;地下根系碳储量总体上以乔木根系占优势,且随林龄的增大其比例呈增加的趋势。     

渫水流域森林和降水量的变化对径流及泥沙影响分析和GM模型

通过对亚流域内森林蓄积量和降水量的变化,分析其对年输沙模数、年平均含沙量、年最大含沙量、年平均流量、年最大流量、年最小流量、年平均水位、年最高水位、年最低水位的影响,而且也就森林蓄积量的变化对逐月的平均流量、最小流量、平均水位影响进行了分析,并建立引起以上各种水文要素时间变化的灰色系统GM(1,N)动态模型,还建立了各种林种(杉木、马尾松、阔叶林)蓄积量、不同龄组(幼林、中龄林、成过熟林)蓄积量、降水量对各种水文要素影响的GM模型,并对时间变化进行了分析.     

安徽大别山区不同森林植被类型土壤蓄水能力研究

通过对安徽大别山区上舍小流域不同森林植被类型土壤持水特性的测定结果表明:马尾松中龄林、马尾松成熟林、毛竹林、杉木中龄林土壤蓄水能力在48 129~69 487t/km²之间,比坡耕地的26 684t/km²高出1~2倍。为实现森林土壤水库的功能,各森林地类蓄存1亿m³水分所需相应的面积为1 439.1~2077.7km²,而坡耕地则需3 747.5km²。     

庐山风景名胜区景观格局动态及其模拟

在遥感和GIS技术支持下,以1988和2000年的TM影像为主要数据源,采用景观格局指数方法分析了庐山风景名胜区的景观空间格局特征和变化情况。结果表明,庐山的景观格局在过去的12a内发生了较大的变化,阔叶林由1988年的25.88%上升到2000年的54.51%,年均增加782.43hm2,总增加面积与针叶林、灌草地和耕地的总减少面积相当。针叶林、灌草地、建设用地和未利用地的斑块数量和斑块密度呈现出快速增长的趋势,其中以灌草地年均增加123.42块为最高;与此相反的是水体、阔叶林和耕地的衰减,其中耕地以年减少约246.42块的减速最为迅速。针叶林和灌草地的破碎化进一步加强,而阔叶林则填补了前两者减少面积的空白。1988年灌草地的最大斑块指数列居各景观类型之首,12a后这一优势为阔叶林景观所取代。建设用地总体变化幅度不大,但已经呈现出明显的扩散化趋势。两期的灌草地的景观形状指数和分维度位居各类型景观之首,表明受外来干扰强度最小;耕地的复杂性变化最快,形状指数和分维度分别下降了44.5744和0.0726。庐山的香农多样性和香农均匀度随时间的迁移而有所下降,分别下降了0.2394和0.1231,同期景观破碎化指数上升了0.1633。基于马尔柯夫模型的景观格局模拟值与实测值大致相当,结果表明目前景区的景观生态安全格局面临严重危机。导致庐山景观格局动态变化的驱动力主要来自于城市化的快速推进、旅游业的快速发展和政策的调控作用。     

长沙市4种人工林生态系统碳储量与分布特征

采用标准地调查和生物量实测方法,研究了长沙市区4种人工林生态系统生物量、碳储量及其分布特征。结果表明:马尾松林、杉木林、毛竹林和杨树林生态系统生物量分别为135.390、100.578、64.497、63.381 t/hm~2;林下植被及死地被物层分别为18.374、22.321、1.847 t/hm~2和2.602 t/hm~2。乔木层林木各器官含碳率为0.405—0.551 g C/g,林下植被层为0.421—0.518 g C/g,死地被物层为0.230—0.545 g C/g,土壤层有机碳含量为15.669—19.163 g C/kg。4种人工林生态系统总碳储量为208.671、176.723、149.168 t/hm~2和164.735 t/hm~2,其中植被层为32.789—67.8661 t/hm~2;死地被物层为0.394—6.163 t/hm~2;土壤层为134.642、116.911、115.985 t/hm~2和126.860 t/hm~2。4种森林年净固碳量为15.167 t hm-2a-1,固定CO_2量55.602 t hm-2a-1。研究结果可为深入研究城市森林碳平衡提供基础数据。     

广西岑溪县七坪林区土壤微生物生态分布及生化活性的研究

广西气候温和,雨量充沛,亚热带和热带森林资源十分丰富。为了合理利用和开发广西梧州、玉林等地区南亚热带的土地资源和充分发挥该地区森林资源的经济效益,1987年我们     

湖南省优势树种森林资源资产负债表编制研究

选取湖南省2016年优势树种森林资源为研究对象,核算了林地、林木、生态服务、森林资源负债与净资产的价值。根据核算结果编制了森林资源资产负债表。结果表明,2016年优势树种林地总价值4938.00亿元,较上年增长12.84%,其中杉木、阔叶林和马尾松林地价值合计占比达91.86%。林地单位面积价值为54797.23元/hm~2。林木账面价值达到3385.06亿元,较上年增长2.19%。其中阔叶树、杉木和马尾松林木账面价值占总价值比重为95%;单位面积平均价值为37564.15元/hm~2。2016年生态服务价值3304.39亿元,较上年增长2.36%,单位面积生态服务价值36669元/hm~2。各生态服务价值在总价值中占比在1.81%(积累营养物质)到25.68%(涵养水源)之间。征占林地等4类森林资源损害因素共计减损森林面积和蓄积分别为1.35万hm~2和48.77万m~3。因此造成的森林资源负债金额由高到低依次为征占林地(618.26亿元)森林火灾(505.48亿元)乱砍滥伐(236.65亿元)毁林开荒(67.12亿元)。林地资产、林木资产和生态服务价值占森林资源总资产价值的比重分别为42.47%、 29.11%和28.42%。森林资源资产负债率为0.26%,资本积累率为6.50%。     

神农架龙门河地区的植被制图及植被现状分析

依据龙门河地区所处位置的植被地理分布规律性 ,绘制了该地区 1∶50 0 0 0的植被复原图。并在野外调查、资料搜集的基础上 ,辅以全球定位系统 (GPS)、GIS软件及TM影像数据 ,绘制了该地区 1∶50 0 0 0的植被类型图。结果表明 :1 )植被海拔分布由低至高依次为常绿阔叶林 (海拔 90 0m以下 ) ,硬叶常绿阔叶林 (海拔 90 0～ 1 30 0m)、常绿落叶阔叶混交林 (海拔 1 30 0～ 1 60 0m)以及落叶阔叶林 (海拔 1 60 0～ 2 2 0 0m)。 2 )龙门河地区林地面积 441 9.2hm2 ,占该地区总面积的 93 .71 % ,共计 8个植被型 65个群系。其中常绿落叶阔叶混交林面积最大 ,为 1 674.0 9hm2 ,占林地面积的 37.88%。另外 ,果园 (3种类型 )和农田两种农业用地面积 2 2 8.1 2hm2 ,占总面积的 4 .84%。 3)由植被复原图与现状植被类型图叠加分析可知 ,干扰后增加了针叶林、针阔混交林、灌丛、草地 4种植被类型 ,占龙门河地区总面积的 34 .6 %。其中针阔混交林所占面积最大 ,996 .79hm2 。     

大兴安岭呼中林业局森林景观格局变化及其驱动力

以大兴安岭呼中林业局为研究区,利用TM数据、森林资源清查数据和采伐统计资料,结合野外调查,以GIS为技术手段,剖析研究区1989～2000年景观变化,结果表明该区主要景观类型为针叶林、针阔混交林和阔叶林,这3种类型面积总比例达90%以上,其他景观类型面积比例小于10%,主要有荒草地、火烧迹地、采伐迹地、沼泽、居民点和道路.10a间景观由原有的大面积连续的针叶林为基质、小面积的阔叶林和针阔混交林斑块散布其中的格局,转变成大面积针阔混交林为基质的格局.研究区1989年是成过熟林、高公顷蓄积量、高郁闭度占优势的景观,2000年中幼龄林、低公顷蓄积量和低郁闭度森林面积增大,并趋于连续,形成低质量的相对均质化的景观.最后,结合历史资料,通过比较分析火烧、人工更新、土地利用和人为采伐活动这几种主要驱动力的特征,论证了采伐活动在该地区景观变化中所发挥的主导作用.     

Understorey plant community structure in lower montane and subalpine forests, Grand Canyon National Park, USA

Aim Our objectives were to compare understorey plant community structure among forest types, and to test hypotheses relating understorey community structure within lower montane and subalpine forests to fire history, forest structure, fuel loads and topography. Location Forests on the North Rim of Grand Canyon National Park, Arizona, USA. Methods We measured understorey (< 1.4 m) plant community structure in 0.1‐ha plots. We examined differences in univariate response variables among forest types, used permutational manova to assess compositional differences between forest types, and used indicator species analysis to identify species driving the differences between forest types. We then compiled sets of proposed models for predicting plant community structure, and used Akaike's information criterion (AIC_C) to determine the support for each model. Model averaging was used to make multi‐model inferences if no single model was supported. Results Within the lower montane zone, pine–oak forests had greater understorey plant cover, richness and diversity than pure stands of ponderosa pine (Pinus ponderosa P. & C. Lawson var. scopulorum Engelm.). Plant cover was negatively related to time since fire and to ponderosa pine basal area, and was highest on northern slopes and where Gambel oak (Quercus gambelii Nutt.) was present. Species richness was negatively related to time since fire and to ponderosa pine basal area, and was highest on southern slopes and where Gambel oak was present. Annual forb species richness was negatively related to time since fire. Community composition was related to time since fire, pine and oak basal area, and topography. Within subalpine forests, plant cover was negatively related to subalpine fir basal area and amounts of coarse woody debris (CWD), and positively related to Engelmann spruce basal area. Species richness was negatively related to subalpine fir basal area and amounts of CWD, was positively related to Engelmann spruce basal area, and was highest on southern slopes. Community composition was related to spruce, fir and aspen basal areas, amounts of CWD, and topography. Main conclusions In montane forests, low‐intensity surface fire is an important ecological process that maintains understorey communities within the range of natural variability and appears to promote landscape heterogeneity. The presence of Gambel oak was positively associated with high floristic diversity. Therefore management that encourages lightning‐initiated wildfires and Gambel oak production may promote floristic diversity. In subalpine forests, warm southern slopes and areas with low amounts of subalpine fir and CWD were positively associated with high floristic diversity. Therefore the reduction of CWD and forest densities through managed wildfire may promote floristic diversity, although fire use in subalpine forests is inherently more difficult due to intense fire behaviour in dense spruce–fir forests.     

晋西北生态脆弱区土地利用动态变化及驱动力

基于遥感和GIS技术,结合相关统计资料,以典型生态脆弱区晋西北为研究对象,利用获取的1980、1990、2000及2010年4期土地利用信息,对该区1980—2010年的土地利用动态变化特征及驱动因素进行分析.结果表明： 1980—2010年,研究区土地利用结构发生了明显变化,耕地面积持续减少,草地和林地面积分别经历了增-减-增和减-增-减的过程,工矿居民地面积持续增加,水域和未利用地面积持续减少.耕地主要流向草地和林地;工矿居民地的增加主要以耕地面积的减少为代价;减少的水域面积转为草地和耕地;未利用地的持续减少则是由于生态工程实施和城市扩张占用所致.2000年之前,研究区总体土地利用变化程度高于后期;单一土地利用动态度的变化,以工矿居民地、未利用地及林地和草地的变化程度较剧烈.驱动力分析表明,人口增加和经济发展共同驱动了区域耕地和工矿居民地的演变;多个林业生态工程的实施是驱动林草面积变化的主要对策因素;干旱化加剧的气候特征是水域面积持续减少及林地恢复较慢的主要驱动因素.