毛竹林生态系统能量动态分室新模型

根据福建省建瓯市40块毛竹[Phyllostachys heterocycla(Carr.)Mitford cv.Pubescens]林标准地的能量测定资料,提出毛竹林生态系统能量动态分室新模型,进而对毛竹林各分室的能量进行模拟。结果表明：所建立的新的分室模型更能反映毛竹林生态系统能量动态规律,从而为毛竹林的丰产与稳产提供理论依据。     

扩鞭繁殖毛竹林碳氮贮量的动态变化特征

为探讨不同成林时间扩鞭繁殖毛竹林的碳、氮贮量变化特征,以撂荒地和14年生杉木林为对照,对不同成林时间扩鞭繁殖毛竹林的碳、氮变化动态进行了研究。结果表明,林地的碳、氮贮量均显著高于撂荒地;而14年生杉木林转化为毛竹林后,碳贮量短暂下降后快速上升,成林10年毛竹林的碳贮量达到最大,其后随着“林龄”的增长呈下降的趋势。成林时间超过10年的毛竹林的氮贮量显著高于14年生的杉木林,而成林5年毛竹林的氮贮量低于杉木林。几种类型林分系统的碳、氮贮量均为土壤层>乔木层>凋落物层>林下植被层,且乔木层碳、氮贮量比例越大,土壤层碳氮贮量比例越低。毛竹林凋落物碳、氮贮量高于撂荒地,低于杉木林;但毛竹林凋落物层碳氮贮量随着成林时间的延长而降低,毛竹林较低的凋落物碳氮贮量可能会影响毛竹林的持续固碳能力。因此,平衡乔木层和土壤层的碳氮贮量是森林实现科学经营的关键。     

集约经营对毛竹林土壤碳氮库及酶活性的影响

为探明集约经营对毛竹林土壤碳库、氮库以及酶活性的影响,在浙江省临安市选取相邻的粗放经营毛竹林和集约经营毛竹林(经营年限为15年),测定表层(0～20 cm)与亚表层(20～40 cm)土壤不同形态碳氮和蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶的活性.结果表明: 长期集约经营显著降低毛竹林土壤有机碳含量和储量,表层和亚表层土壤有机碳储量分别下降13.2%和18.0%;集约经营15年后,毛竹林表层和亚表层土壤水溶性碳、热水溶性碳、微生物生物量碳和易氧化碳含量均显著降低;与粗放经营毛竹林相比,集约经营毛竹林表层和亚表层土壤氮储量分别增加50.8%和36.6%;集约经营显著增加毛竹林土壤硝态氮和铵态氮含量,显著降低土壤水溶性氮和微生物生物量氮含量;集约经营15年后,毛竹林表层土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性均显著下降,亚表层土壤酸性磷酸酶活性显著下降,而其他酶活性均无显著变化.长期集约经营导致毛竹林土壤碳储量、活性碳库和微生物活性显著下降,在以后的经营过程中要注意化肥与有机肥配合使用,以保证毛竹林的可持续经营.     

利用异速生长关系和地统计方法估算武夷山南麓毛竹林生物量

澄清毛竹(Phyllostachys edulis)生物量与胸径之间的异速生长关系及毛竹林生物量密度与叶面积指数之间的关系有助于准确估算毛竹林生物量。本文结合异速生长关系和地统计方法对中尺度毛竹林生物量进行估算。利用收获法在武夷山南麓毛竹林分布区砍伐103棵标准竹,并用冠层分析仪获取毛竹林叶面积指数,建立毛竹生物量与胸径、林分生物量密度与叶面积指数的异速生长关系;再利用地统计方法对黄坑镇毛竹林生物量的空间分布进行模拟。结果表明:武夷山南麓毛竹单株生物量与胸径之间存在明显的幂函数关系(R~2=0.585,P=0.002);毛竹林生物量密度与叶面积指数间也存在着显著的幂函数关系(R~2=0.525,P=0.002);利用建立的异速生长方程和地统计方法对黄坑镇毛竹林地上生物量的模拟结果表明,黄坑镇毛竹林平均地上生物量密度为53.49 t·hm~(-2),全镇毛竹林地上生物量约为0.62 Tg。     

近自然毛竹林空间结构动态变化

2009年7月在浙江省天目山国家级自然保护区,建立了1块100 m×100 m的近自然毛竹林固定标准地,采用相邻网格法进行每竹调查,利用全站仪测量毛竹的三维坐标(X,Y,Z),结合2010—2012年的3次毛竹复查数据,利用角尺度、大小比数和年龄隔离度3个结构指数,分析毛竹林空间结构的动态特征。结果表明:天目山近自然毛竹林大小年现象明显,平均胸径逐年增加;空间分布格局特征表现为2009、2012年毛竹林呈随机分布,2010、2011年毛竹林呈聚集分布;各年份毛竹林角尺度均服从左偏近似正态分布,且各年份的角尺度无显著性差异(P0.05);各年份毛竹林的平均大小比数均接近0.5,林分处于中庸状态;各年份毛竹林大小比数分布频率出现均衡分布特征,林分较稳定,且各年份间的大小比数无显著性差异;各年份毛竹林的年龄多样性及年龄隔离程度均较高;年龄隔离度逐年增加,毛竹小年向大年过渡期毛竹林年龄隔离度有显著性差异(P0.05),大年向小年的过渡期则无显著性差异。     

大气校正对毛竹林生物量遥感估算的影响

基于Landsat TM影像对毛竹林生物量进行了估算,并利用6种大气校正方法(FLAASH、6S、DOS1～DOS4)分析了大气校正对毛竹林生物量遥感估算的影响.结果表明：6种大气校正模型均能有效地消除大气影响;不同大气校正模型校正后,归一化植被指数(NDVI)与毛竹林生物量之间的关系得到很好改善;对于同一种大气校正方法而言,NDVI、红外指数（II）和近红外指数（MI）与生物量之间关系的差异较大,说明在探讨植被指数的生物物理意义时必须进行大气校正;与其他5种模型相比,DOS3模型校正后的Landsat TM数据与毛竹林生物量之间具有最高的相关系数,但6种校正模型校正前后Landsat TM数据与毛竹林生物量之间的相关系数没有显著差异,说明采用单一时相遥感影像建立多元线性回归模型估算生物量时,可以不进行大气校正.     

闽北毛竹林生态系统能量分配规律的研究

通过在建瓯市设置的４０块标准地的调查资料的基础上,进行毛竹林生态系统能量分配规律的研究。结果表明,毛竹林生态系统能量分配规律是秆、枝叶和地下部分的平均能量依次为４．２３２２＊１０＾８、０．９２３０＊１０＾８和１．７６４３＊１０＾８ｋＪ．ｈｍ＾－２,所占比例分别为６１．３２％、１３．１１％和２５．５７％。,从而为毛竹林的经营与开发提供科学依据。     

天然毛竹林竞争空间关系分析

以浙江天目山天然毛竹(Phyllostachys edulis)林为研究对象, 在毛竹林样地测量和调查的基础上, 利用地理信息系统和空间分析方法, 从天然毛竹林生存竞争的微观视角, 研究毛竹林生存竞争的空间自相关分布特征、竞争强度与毛竹密度和年龄的关系、竞争强度各向异性及与其所在样地坡向间的关系。研究结果发现: 毛竹林竞争呈现出空间自相关的特征, 竞争强度呈现出高与高、低与低集聚生长的特点; 天然毛竹林的空间分布密度与竞争强度呈现出正相关的趋势, 高强度竞争区域的毛竹密度显著大于低强度竞争区域的密度; 年龄在不同竞争强度区域的分布具有差异, 分布在低强度竞争区域上的毛竹年龄显著低于中、高强度竞争区域的年龄; 生长在中、高强度竞争区域上的毛竹年龄之间没有显著差异; 天然毛竹林竞争强度呈现出各向异性的特点且与其所在坡向相互垂直, 垂直于坡向方向上的竞争强度高于平行于坡向方向的竞争强度。通过研究表明, 空间分析方法能够有效地应用于研究天然毛竹林的生长规律, 为毛竹的合理经营与采伐提供指导意义。     

基于几何光学模型的毛竹林郁闭度无人机遥感定量反演

基于几何光学模型,探讨无人机遥感数据在毛竹林郁闭度定量反演中的应用,并分析了无约束和全约束两种混合像元分解对反演结果的影响.结果表明:利用无人机遥感数据与几何光学模型在一定程度上能够实现毛竹林郁闭度的估算,但不同混合像元分解方法反演精度差异较大;相对于无约束混合像元分解而言,全约束混合像元分解反演得到的郁闭度精度高,其反演郁闭度与野外实测数据的相关系数达显著水平,决定系数R2为0.63,且均方根误差也很小,为0.04左右,能够较真实地反映毛竹林的实际情况.     

集约和粗放经营下毛竹林土壤活性有机碳的变化

以集约和粗放经营的毛竹(Phyllostachys heterocycla ‘Pubescens’)林为研究对象, 探讨了春季毛竹林集约经营后土壤有机碳的变化。结果表明: (1)集约经营后毛竹林0-10和10-20 cm土层土壤总有机碳含量分别下降了7.01%和18.90%, 易氧化碳含量分别下降了31.22%和46.03%, 0-20 cm土层轻组有机质含量下降了19.87%。(2)两种毛竹林的土壤有机碳含量在剖面上整体上均随土层深度的增加而呈下降趋势, 但下降幅度不同。粗放经营的毛竹林土壤易氧化碳的剖面特征与总有机碳相似, 而集约经营的毛竹林存在明显差异。轻组有机质具有表聚性, 主要分布在土壤表层(0-20 cm)。(3)土壤总有机碳、易氧化碳、轻组有机质与土壤养分之间的相关性均达到极显著水平(p < 0.01), 总有机碳与速效磷显著相关(p < 0.05)。(4)集约经营后, 毛竹林0-10 cm土层土壤易氧化碳的碳素有效率和土壤碳库活度分别下降了26.01%和50.52%, 差异显著(p < 0.05); 10-20 cm土层分别下降了35.51%和54.41%。因此, 施加适当配比的有机肥和无机肥, 有利于土壤中各种有机碳的积累, 也可改善土壤的生物化学活性。     

江西省大岗山主要森林类型降雨再分配特征

以江西大岗山地区杉木林、常绿阔叶林和毛竹林为研究对象,分析其对降水再分配过程的影响.结果表明: 2012年4-6月,研究区降水量为531.6 mm,以小到中雨为主,单次最大降雨量为61.7 mm.研究期间,毛竹林总穿透雨量最大,常绿阔叶林最小.降水量相同条件下,毛竹林与杉木林的穿透雨量相差不大;降水量较大且相同时,常绿阔叶林的穿透雨量明显小于另外两种林型;穿透雨在林内有明显的空间变异性.杉木林、常绿阔叶林和毛竹林的树干径流率分别为1.4%、8.9%和8.8%.杉木林树干径流与另外两种林型差异极显著(P<0.01).3种林型树干径流量均与前期降水条件有关,毛竹林相关程度最小,杉木林最大.3种林型林冠截留量大小依次为杉木林(30.5%)>阔叶林(25.5%)>毛竹林(19.2%).在该地区常见降雨条件下(小雨),杉木林截留率明显高于另外两种林型.     

林下植物剔除对毛竹林土壤微生物群落结构的影响

本研究以中亚热带地区广泛分布的毛竹林为对象,采用随机区组实验设计,分析了林下植物剔除对毛竹林土壤微生物群落结构和土壤理化特性的影响,探讨林下植物对毛竹林土壤微生物群落结构的调控机制。结果表明: 林下植物剔除对土壤理化特性产生显著影响,主要表现为土壤全氮、 硝态氮和有效磷含量增加,而土壤铵态氮、全磷含量及土壤pH值降低。此外,林下植物剔除显著降低了总微生物和细菌(B)的PLFAs,增加了真菌(F)PLFAs,从而增加了F/B值。冗余分析表明,林下植物剔除驱动下的土壤pH值降低是土壤真菌含量增加的主要原因;而全磷含量及pH值的降低是土壤细菌含量显著降低的主要原因,其中i14:0、i15:0及i16:0含量的降低主导了细菌总量的降低。毛竹林剔除林下植物降低了土壤微生物生物量,使微生物群落结构由细菌为主导向真菌为主导转移,可能降低微生物的分解功能。建议在发展毛竹人工林过程中保留林下植物。     

濒危植物永瓣藤的种群结构及与环境的关系

基于相邻格子法调查资料,分析了安徽省南部山区——祁门县棕里村次生灌丛、毛竹林、杉木林和马尾松林4种类型群落中永瓣藤种群的基径、结构以及环境因子对其种群特征的影响.结果表明：不同群落中永瓣藤种群的平均基径依次为毛竹林（10.5mm）〉马尾松林（9.1mm）〉杉木林（7.2mm）〉次生灌丛（7.0mm）,其中次生灌丛、杉木林与毛竹林、马尾松林之间的差异均达到显著水平（P〈0.05）.不同群落中永瓣藤种群的结构有一定差异,次生灌丛和马尾松林群落的径级呈非典型的金字塔型分布,为稳定型种群;毛竹林群落属于纺锤形,以中等级别个体最多,种群处于衰退的早期阶段;杉木林群落属于典型金字塔型,永瓣藤幼苗数量最多.棕里村永瓣藤种群的存活曲线属于DeeveyⅡ,为增长型种群,未出现衰退迹象.永瓣藤适于生长在海拔低、土壤含水量和有机质含量高、坡度缓和、乔木层盖度较高的生境中,频繁的人为干扰将对其种群更新产生不良影响.最后就有关永瓣藤的保护提出了一些建议.     

封育年限对毛竹林群落结构和林下植物多样性的影响

为探讨自然封育对毛竹林群落结构和林下植物多样性的影响,采用空间代替时间的方法,以浙江省杭州市余杭区常规经营(0年)和不同封育年限(10,20,30年)的毛竹林为对象,对毛竹林分结构和林下植物多样性进行了全面研究。结果表明:随着封育年限的延长,竹林密度增大,胸径变小;封育毛竹林中2度以上活立竹的密度显著高于常规经营(P0.05),枯立竹的密度随着封育年限的延长而显著增加(P0.05);封育20年后的2度以上活立竹和枯立竹的胸径显著减小(P0.05)。封育0,10,20,30年的毛竹林下灌木种类分别为68,35,58,77种,而草本植物种类则分别为64,23,31,44种。封育10年的林下灌木的Simpson指数显著低于其他林分(P0.05),封育20年后的Shannon-Wiener指数显著高于前期年份(P0.05),封育显著提高了Pielou指数(P0.05);封育显著降低了草本植物的Simpson指数(P0.05),常规经营林下草本多样性指数Shannon-Wiener显著高于封育20年后的林分(P0.05),封育10年的林下草本均匀度指数Pielou显著高于其他林分(P0.05)。     

安吉毛竹林生态系统水汽通量的变化特征

2012—2014年利用涡度相关技术观测安吉毛竹林生态系统的水汽通量,同时结合降雨量对该生态系统的水分收支数据进行比较,以揭示毛竹林的水分利用能力,进而为其水分管理提供理论指导。结果显示:2012—2014年毛竹林生态系统水汽通量均为正值,表现为较好的水汽源作用,7月份最大,12月最小;各年水汽通量分别为695.96、749.07和656.47 kg·m-2,并表现出明显的季节变化,即夏季最高,春秋季次之,冬季最低。3年中月降雨量与月蒸散量呈显著正相关(r=0.67,P0.05);此外,各年降雨量和蒸散量均主要集中在6—8月。2012—2014年降水总量为2018、1509和1476 mm,5 cm土壤含水量分别为3.173、3.045和3.013 m3·m-3,水分利用效率分别为2.84、2.10和3.37 g·kg-1,且各年蒸散量分别占到全年降雨量的34.49%、49.66%和44.48%,表明毛竹林的径流量较大,水分利用效率较低。饱和水汽压差和环境温度对毛竹林水分利用效率有显著影响,表明水热资源分布的不一致是影响毛竹林水分高效利用的主要原因。因此,经营时要注意调节温度和湿度(即高温高湿或低温低湿),以提高毛竹林的水分利用及其产量,从而避免水资源的浪费。     

濒危植物永瓣藤的种群结构及与环境的关系

基于相邻格子法调查资料,分析了安徽省南部山区——祁门县棕里村次生灌丛、毛竹林、杉木林和马尾松林4种类型群落中永瓣藤种群的基径、结构以及环境因子对其种群特征的影响.结果表明：不同群落中永瓣藤种群的平均基径依次为毛竹林(10.5 mm)＞马尾松林(9.1 mm)＞杉木林(7.2 mm)＞次生灌丛(7.0 mm),其中次生灌丛、杉木林与毛竹林、马尾松林之间的差异均达到显著水平(P<0.05).不同群落中永瓣藤种群的结构有一定差异,次生灌丛和马尾松林群落的径级呈非典型的金字塔型分布,为稳定型种群;毛竹林群落属于纺锤形,以中等级别个体最多,种群处于衰退的早期阶段;杉木林群落属于典型金字塔型,永瓣藤幼苗数量最多.棕里村永瓣藤种群的存活曲线属于Deevey Ⅱ,为增长型种群,未出现衰退迹象.永瓣藤适于生长在海拔低、土壤含水量和有机质含量高、坡度缓和、乔木层盖度较高的生境中,频繁的人为干扰将对其种群更新产生不良影响.最后就有关永瓣藤的保护提出了一些建议.     

我国亚热带毛竹林CO2通量的变异特征

2010年12月至2011年11月,利用涡度相关技术研究了我国亚热带(浙江)毛竹林生态系统的CO₂通量,分析了毛竹林净生态系统交换量(NEE)、生态系统呼吸量(RE)和生态系统总交换量(GEE)的变化.结果表明: 研究期间,毛竹林各月的NEE均为负值,7月最大,为-99.33 g C·m^-2,11月最小,仅-23.49 g C·m^-2,其变化曲线呈双峰型.各月CO₂通量平均日变化差异明显,9月最大,为-0.60 g CO₂·m^-2·s^-1,1月最小,为-0.30 g CO₂·m^-2·s^-1,且在NEE正负转换的时间点上呈明显的季节变化特征;全年RE呈单峰型变化,夏季最高、冬季最低,夜间RE与土壤温度呈极显著正相关.全年NEE、RE和GEE分别为-668.40、932.55和-1600.95 g C·m^-2·a^-1,NEE占GEE的41.8%.与其他生态系统相比,毛竹林的固碳能力极强.     

桃江县毛竹林生态系统碳储量及其空间分布

采用标准地调查和生物量实测方法,研究了湖南省桃江县毛竹林生态系统生物量、碳含量、碳储量及空间分布格局。结果表明,不同年龄毛竹林生态系统总生物量分别为:28.147、30.889 t/hm~2和57.763 t/hm~2,其中竹林层生物量为20.254、25.036、55.685 t/hm~2,各器官生物量均以竹竿最高,占器官生物量的63.0%以上。不同年龄毛竹各器官碳平均含量为0.466—0.483 g C/g;灌木层碳含量为0.474—0.489 g C/g;草本层为0.472—0.490 g C/g;死地被物层为0.213—0.276 g C/g;土壤层有机碳含量为14.790—34.503 g C/g。各年龄毛竹林生态系统总碳储量分别为131.273、139.089 t/hm~2和167.817 t/hm~2,其中植被层碳储量为13.627—28.419 t/hm~2,占系统总碳储量的9.935%—16.935%;死地被物为0.307—0.420 t/hm~2,占0.234%—0.265%;土壤层为117.339—138.978 t/hm~2,占82.815%—89.799%。毛竹林生态系统碳储量分布格局为:土壤层植被层死地被物层。研究结果可为深入研究毛竹林的碳平衡提供基础数据。     

Weibull分布参数辨识改进及对浙江毛竹林胸径年龄分布的测度

非线性模型迭代参数初始值的选取及拟合的结果能否可用非常重要且一直是一个难题.传统的方法只是凭感觉偿试不进行定量评估,对于用阻尼最小二乘进行拟合只注重精度高低,没有从理论上研究和分析评价得出的结果能否可用.为了克服这一不足,使参数选取较好,阻尼最小二乘得出结果可用.利用非线性回归原理在这两方面做了探讨,提出了二个判别指标：β^T＜1,β^N＜1,分析了每一指标在参数不同状态的控制作用,并在Weibull分布函数参数辨识中做了应用.针对目前毛竹林林分结构规律研究的不足,利用浙江省230个毛竹林样地资料研究了省域尺度的毛竹林胸径分布规律,经SPSS软件中的P-P图检验与柯尔莫哥洛夫检验,表明毛竹林胸径结构服从Weibull分布;再经对Weibull分布模型拟合求解与作图对比,结果显示Weibull分布能很好地描述毛竹林胸径分布规律.利用Weibull分布三参数与林分特征因子间的相关关系,经分析研究,导出了一个改进的二元分布模型,用该二元分布模型很好地测度了浙江省毛竹林胸径和年龄分布规律,最后得到了浙江省毛竹林株数按胸径年龄分布的理论频数.     

福建武夷山自然保护区地形对毛竹(Phyllostachys pubescens)林分布的影响

用PC-ORD4．0软件对保护区内31个毛竹(Phyllostachys pubescens)林样方进行聚类分析,把毛竹林划分成9类。利用保护区1980年航空相片、1998年和2000年Lnndsat TM卫星影像,并结合保护区森林资源调查资料,绘制武夷山保护区毛竹林分布图。利用保护区1：50000的地形图数字化100m等高距生成数字高程模型(DEM),并从中获取海拔、坡向、坡度等地形参数,对毛竹林分布进行空间叠加分析。结果表明：保护区内毛竹纯林和毛竹一甜槠(Gastanopsis eyrei)林面积最大,分别占毛竹林总面积的40．6％和20．3％。分析毛竹林与海拔的关系时得出,海拔500-700m范围内毛竹林面积最大;随着海拔升高,毛竹林面积逐渐减少,Shannon-Wiener指数(H‘)增加;毛竹最大胸径减小。毛竹在东南坡和西北坡分布的面积比例最大。随着坡度的增加,毛竹分布的面积减少。