鼎湖山森林群落演替之研究

鼎湖山森林群落在自然状态下遵循一定的客观规律向更优化的气候顶极群落演变。本文分析其1955年至1989年(35年)来的演替结果,总结出鼎湖山森林群落演替的进程和模式,进一步应用植物群落演替系统的线性模型和非线性模型对演替进程进行定量研究,并做出相应的演替进程的数量预测。     

鼎湖山桫椤的繁殖栽培

桫椤为国家一级保护植物,分布于我国台湾、福建、海南、广东、广西、贵州、四川、云南、西藏等省区（１）,在我国最北可达北纬３０°,海拔２５０—７５０ｍ的静风、高湿、荫蔽的生境中．鼎湖山自然生长的桫椤已人为砍伐殆尽,为保存植物的种质资源,恢复鼎湖山为华南植物种于基因库的作用,进行了桫椤的引种和孢子繁殖栽培,并模拟高湿、荫蔽的生境建立自然的生态群落进行就地保护．     

广东鼎湖山自然保护区森林景观的动态模拟研究

在遥感和GIS系统支持下,以1991年和1999年两个时期的Landsat-TM合成影像为基础,利用马尔科夫模型,模拟鼎湖山自然保护区森林景观的动态演变。结果表明:常绿阔叶林面积增加,除水域外,其它面积相应减少,到达稳定期,区域内大多为常绿阔叶林,少量的混交林,其它类型几乎消失。这个趋势是和该地区森林的演替规律相符的,但是这种结果对维持保护区内的景观多样性是不利的。     

鼎湖山针阔叶混交林冠层下方CO2通量及其环境响应

精确估算典型森林生态系统冠层下方CO2通量（Fcb）对验证陆地生态系统碳平衡模型具有重要意义。采用开路涡度相关法对鼎湖山针阔叶混交林Fcb进行定位测定,根据1周年数据分析Fcb及其对环境要素的响应特征,结果表明：（1）白天Fcb呈下降趋势表明地表植被全年具有光合能力,但总体上地表植被和土壤表现为CO2排放源;（2）Van’tHoff方程、Arrhenius方程和Lloyd-Taylor方程均可以较好反映土壤温度（Ts）与Fcb的关系,其中仅Lloyd-Talor方程能够反映温度因子敏感性指标Q10随温度的变异性特征;（3）Lloyd-Talor方程模拟的Fcb完全由Ts控制,而连乘模型由Ts和土壤水分（Ms）控制,可以反映水热条件的综合影响,对Fcb具有更强的拟合能力;（4）在Ms较大时连乘模型对Fcb的估算高于Lloyd-Talor方程,反之在干旱时段连乘模型模拟结果低于Lloyd-Talor方程,表明当存在水分胁迫时,Ms可以成为影响Fcb的主导因子;（5）2003年鼎湖山针阔叶混交林Fcb总量（（787.4±296.8）gCm^-2a^-1）比静态箱-气相色谱法测得的土壤呼吸偏低17%。与箱式法相比,涡度相关法通量测定结果普遍存在偏低估算现象。     

广东鼎湖山

鼎湖山生物圈保护区位于广东省肇庆市东北郊,总面积11．54平方公里．以保护南亚热带常绿阔叶林（又称季风常绿阔叶林）为主。1979年加入联合国教科文组织世界生物圈保护区网络。驾车路线：北京→石家庄→郑州→武汉→长沙→广州→肇庆。     

鼎湖山季风常绿阔叶林大气降雨、穿透雨和树干流的养分特征研究

对鼎湖山季风常绿阔叶林大气降雨、穿透雨和树干茎流中的5种养分元素K、Ca、Mg、N、P进行了测定,结合水量分配规律,研究了森林降雨过程中养分在水相中的含量变化特征和输入规律。结果表明：(1)所有离子浓度均为大气降水<穿透雨<树干流,且增幅较大,而平均浓度以K+和总氮(TN)含量最高;总磷(TP)、磷酸盐(HPO42-)、总有机磷(TOP)含量均最低。(2) 大气降雨中的离子平均浓度中以总有机氮(TON)的变异系数最大,为1.282;最小的是NO3-(0.502);穿透雨中变异系数最大的是TOP(2.357);最小的是TN(0.621)。树干流中各养分元素浓度与树种的相关性不显著(P>0.05)。(3) 季风常绿阔叶林树干流和穿透雨各养分对森林土壤的年输入量为TN>K+>Ca2+>Mg2+>TP,树干流和穿透雨对森林土壤层Ca2+的输入大于凋落物分解输入。因此,大气降雨是养分从林冠层转移到土壤层的重要因素。     

鼎湖山土壤有机质δ13C时空分异机制

根据鼎湖山若干海拔部位土壤剖面薄层取样样品有机质含量、¹⁴C测年及δ¹³C结果,研究土壤有机质δ¹³C时空分异机制.结果表明,不同海拔土壤剖面有机质δ¹³C深度特征受控于剖面发育进程,与有机质组成及其分解过程密切相关.植被枯落物成为表土层有机质以及表土层被埋藏后的有机质更新过程,均存在碳同位素分馏效应,有机质δ¹³C显著增大.相对于地表植被枯落物δ¹³C,表土层有机质δ¹³C增幅取决于表土有机质更新速率.表土有机质δ¹³C与植被枯落物δ¹³C均随海拔升高而增大,说明植被构成随海拔升高呈规律性变化.这与鼎湖山植被的垂直分布一致.不同海拔土壤剖面有机质δ¹³C深度特征类似,有机质含量深度特征一致,有机质¹⁴C表观年龄自上向下增加.这是剖面发育过程中有机质不断更新的结果.土壤剖面有机质δ¹³C最大值深度与¹⁴C弹穿透深度的成因和大小不同,均反映地貌与地表植被对有机碳同位素深度分布的控制.     

鼎湖山生物圈保护区层间植物物种多样性的研究

本文研究了鼎湖山生物圈保护区的层间植物（含藤本植物和附生、寄生维管植物）的特点及其在8个自然植被类型的分布格局。结果表明,低海拔的河岸林和沟谷雨林中的层间植物不仅物种数和个体数多,而且多样性指数高。反映了层间植物与环境湿度呈正相关。季风常绿阔叶林中的藤本植物的种类和个体数最少,而且多样性指数最低,这与其郁闭度较大导致林下光照强度弱有关。就演替系列而言,附生植物物种多样性的顺序为：季风常绿阔叶林＞针阔混交林＞针叶林＞稀树灌丛。但藤本植物多样性指数的顺序排列为：稀树灌丛＞针叶林＞针阔混交林＞季风常绿阔叶林。在没有人类干扰的条件下,随着群落演替的进行,藤本植物的物种多样性逐渐减少。因此在某些地区,可以将藤本植物物种多样性的高低作为衡量森林演替阶段的一个指标。     

鼎湖山4种主要森林的温度和湿度差异

利用3-5年的观测数据。分析了鼎湖山4种不同海拔高度森林温湿度的差异及其原因。结果表明：鼎湖山马尾松林,针阔叶混交林,沟谷雨林和山地常绿阔叶林的年平均气温和大气相对湿度分别为22.7℃,80%,20.9℃,82%,20.4℃,87%和19.2℃,81%。这4种森林的年平均日较差依次为5.9℃,4.6℃,3.6℃和3.1℃,且月变异生活费数逐渐减小,森林主要通过降低日最高温而减少林型间气温日较差。年平均湿润度计算结果表明各林型均为湿润,但月湿润度差异明显。分离综合法分析说明,局部小地形和植被类型的差异是造成林内气温在不同林型间差异的原因。而海拔高度的差异造成马尾松林与山地常绿阔叶林温度极显著差异。也加剧了与针阔叶混交林温度的显著差异。要正常评价不同森林类型改善小气候功能的强弱,必须准确区分开海拔高度,小地形,植被类型等各因素造成的差异。才能得出比较可靠的结论。     

鼎湖山马尾松、荷木混交林生态系统碳素积累和分配特征

选取鼎湖山保护区3个马尾松9Pinus massoniana),荷木（Schima superba)针阔混交林样地,研究其生态系统的碳素积累和分配特征。结果表明,鼎湖山马尾松,荷木混交林乔木尾生物量（thm^-2)为：174.41-270.11。平均227.36,且均以马尾松的生物量居多（占54.9%-84.4%)。林下层植物生物量和地表现存凋落物量（thm^-2)分别为7.41-28.28和7.06-11.56。平均14.41和9.03。三个混交林生态系统总碳贮量（thm^-2)分别为146.35,215.30和205.79。平均为189.15,其中植被层碳贮量贡献率最大,依次占62.9%,61.9%和69.9%。平均65.0%;土壤层贡献率次之,依次占34.3%,35.5%和28.5%。平均32.8%;而地表现存凋落物层的贡献最小,仅占2.8%,2.6%和1.6%。平均为2.3%。此外,本文还对该生态系统植被碳吸存潜力进行了讨论。