三峡库区杉木马尾松混交林土壤C、N空间特征

自然和人为因素的强烈干扰直接影响三峡库区土壤C与土壤N贮量与分配特征.杉木马尾松混交林是三峡库区主要植被类型之一且分布面积最大,因而研究其不同干扰程度下土壤C、N分布特征对于准确评估三峡库区土壤C与N贮量具有重要意义.2008年秋季与2009年春季,采用对角线法取样法方法对三峡库区不同干扰条件下杉木马尾松混交林0-20cm土壤层中土壤C、N含量的季节与空间分布特征进行研究.结果显示,土壤N含量季节差异性显著,土壤C含量仅在人为严重干扰下呈季节性差异显著(P＜0.05);干扰强度对秋季土壤C、N影响显著(P＜0.05).土壤C、N与土壤含水量、pH值均存在显著相关关系(P＜0.01).研究区酸性土壤(pH值介于4.59-5.15)增加了土壤C、N的固定与积累.土壤碳氮比与表层土壤矿质化程度和人为干扰有关,强烈人为干扰和地表状况减弱了土壤C、N空间相关性.地统计学分析表明,半方差函数的曲线球状模型较好地反映了无人为干扰条件下土壤C、N的空间结构特征.土壤C、N空间结构变化与灌木层盖度、坡度、季节及人类干扰有关.     

高山植物对其环境的生理生态适应性研究进展

高山林线植物(林木和草本)由于生长环境特殊而形成其独特的适应环境的生理生态特性.该文对近年来国内外有关高山植物、特别是林线林木在形态解剖结构、光合作用、养分利用和碳水化合物及抗氧化系统等方面对高山环境的生理生态适应性的研究进展进行综述,指出了林线树种生理生态适应性研究方面的不足,并提出了今后高山林线树种生理生态需要研究的方向,以期为研究气候变化下高山林线植物的应对策略和适应机制提供参考.     

北亚热带生长期温度对马尾松径向生长的影响

近几十年由于温度升高导致的植物生长期的延长已经得到了证实,虽然生长期的长短变化会引起树木生产力变化,但不同起始温度的生长期对树木径向生长的影响尚不明确.为了探索不同起始温度的生长期变化对马尾松生长的影响,找出马尾松生长的敏感温度,本研究选择北亚热带西北边缘汉中地区的老龄马尾松为对象,应用树木年轮学的方法得到了马尾松从1945年到2009年的年轮宽度指数;同时利用汉中气象站的日均温度,计算每一年不同温度的初日、终日、持续时间以及生长期活动积温;分析生长期的变化规律和不同温度生长期对马尾松生长的影响.结果表明:6.0℃-7.5℃的开始时间对年轮宽度有负影响,6.0℃的初日对马尾松的生长最明显,10.5℃的终日时间对生长有显著促进作用;10.0℃和10.5℃的生长期与马尾松生长正相关最为显著,生长期活动积温对生长的影响也较为显著.这些敏感温度分别对应马尾松春季开始萌动、针叶出现以及秋季形成层活动停止时的温度,说明温度的变化导致物候期的变化进而影响植物的年生长量.     

马尾松林土壤微生群落结构对不同营林处理的响应

以不同营林处理措施(对照、除灌、采伐1(15%)、采伐2(70%)后不同时期(处理后2个月,2013年12月;处理后15个月,2014年12月)三峡库区马尾松飞播林为研究对象,采用磷脂脂肪酸分析法对其土壤微生物生物量、微生物群落结构进行测定,同时比较了不同处理土壤理化性质特征,结果表明:1)处理后1年,除丛枝菌根真菌外,除灌、采伐1和采伐2微生物群落各类群生物量以及总生物量与对照相比均呈现减少的趋势,而在处理后初期并无规律性变化;2)主成分分析表明(PCA)不同处理措施在实施后初期并未对微生物群落结构产生显著影响,而在处理后1年,除灌和采伐1、采伐2的微生物群落结构显著区别于对照,且与土壤微生物群落多样性相关的2个主成分分别解释变量变化的50.40%和26.70%;3)2013年真菌生物标记(20:1 w9c)与主成分1极显著相关,而在2014年与主成分1极显著相关的生物标记物变为革兰氏阴性细菌(16:1w7c);4)冗余度分析表明,土壤湿度、土壤温湿度比值、土壤微生物熵(微生物量碳(MBC)/土壤有机碳(SOC))是影响不同时期微生物群落结构的显著环境因子(P0.05)。     

三峡库区消落带现存草本植物组成与生态位

为揭示经历长期水位变动后,三峡水库消落带优势植物对可利用资源的分享状况、不同资源环境下植物种群生态位特征以及植物种间竞争和共存机制,对三峡库区秭归段典型消落带现存优势草本物种的种群空间格局及生态位特征进行研究.结果表明: 该区共有草本植物39种,隶属18科32属,以禾本科、菊科、蓼科和大戟科植物为主;狗牙根、狗尾草、狼把草和毛马唐具有较大的重要值和生态位宽度,为主要优势种;海拔145～155 m段植物生态位宽度前3位依次为狗牙根＞酸模叶蓼＞狗尾草;海拔155～165 m段植物生态位宽度前3位依次为狗尾草＞毛马唐＞狗牙根;海拔165～175 m段植物生态位宽度前3位依次为狗尾草＞狼把草＞红蓼;不同海拔物种间生态位重叠均保持较高状态,生态位宽度较小物种也可与生态位宽度较大物种有较大的生态位重叠值,仅凭生态位宽度不能判定生态位重叠值.消落带经历7次水位涨落周年后,大多数优势物种为一年生草本植物,生态位分化程度较低,在资源匮乏且不稳定的生境中种间竞争强烈,消落带植被仍处于群落演替的初级阶段.     

马尾松林土壤呼吸组分对不同营林措施的响应

针对不同营林措施(对照、除灌、采伐1(15%)、采伐2(70%)后的三峡库区马尾松飞播林,采用LI-8100对其土壤呼吸组分的呼吸速率和土壤温度、湿度进行为期1年的连续观测分析表明,不同营林措施对土壤呼吸组分的影响不同。1)观测期内,各营林措施下凋落物层呼吸速率差异并不显著,对照、除灌、采伐1、采伐2的根呼吸速率均值分别为:1.00、0.83、0.86、1.11μmolCO_2m~(-2)s~(-1);采伐处理下矿质土壤呼吸显著高于对照和除灌(P0.05);2)与对照相比,营林措施并未显著改变凋落物呼吸对于土壤总呼吸的贡献率(18.78%-23.70%),但降低了根呼吸的贡献率,其中以采伐1最为显著(P0.05);除灌的矿质土壤呼吸贡献率(37.00%)与对照(38.32%)相近,而采伐1(45.63%)和采伐2(43.07%)均显著增加了矿质土壤呼吸的贡献率,矿质土壤呼吸的变化是造成采伐措施下土壤呼吸变化的主要土壤呼吸组分;3)营林后仅采伐2措施下土壤温湿度显著高于对照,土壤温湿度双因子模型较单因子模型能更好的解释土壤呼吸组分变化,但仅能解释其部分变化(4.6%-59.3%),仍需对营林后其他相关因子进行深入的综合研究。     

淹水对三峡库区消落带香附子生理特性的影响

为了阐明香附子对三峡库区消落带水淹的耐淹机理,该研究模拟三峡库区消落带夏季汛期水淹环境,设置常规水分管理(CK)、根部水淹(T1)、半淹(T2)以及全淹(T3)4个不同处理组,研究香附子对不同淹水环境的生理响应机制。结果显示:(1)经过45d的水淹处理,所有水淹处理香附子叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素以及总叶绿素的含量均显著下降,但叶绿素a/b值仍维持在CK水平;(2)淹水并没有增加T1和T3处理植株可溶性蛋白、脯氨酸和可溶性糖含量,但显著增加了T2植株叶片脯氨酸和可溶性糖的含量;(3)随着水淹时间的延长,各水淹处理植株叶片丙二醛含量逐渐升高,且自水淹15d后均与CK植株差异显著;(4)所有水淹处理香附子植株SOD、CAT和APX等抗氧化酶活性均有所增加,但随着水淹时间的继续延长,T3植株叶片SOD和CAT活性逐渐下降。(5)经过45d的水淹处理,各水淹处理植株淀粉含量在叶和根中均显著增加。研究表明,虽然淹水对香附子产生了一定的伤害,但香附子能够通过调节体内各种保护酶活性和渗透调节物质含量来增加对水淹的抵御能力,而且根部高浓度淀粉含量也为香附子耐受水淹胁迫提供了稳定的能量供应。     

遥感在森林地上生物量估算中的应用

生物量是地表C循环研究的重要组成部分,生物量研究有助于深入认识区域乃至全球的C平衡。森林作为地球最重要的陆地生态系统,区域乃至全球尺度的森林地上生物量估算一直是生态学研究的难点之一。在大的空间尺度上,遥感技术是估算森林地上生物量的有效手段。TM、AVHRR、SAR等数据以及多源数据的融合在森林生物量估算方面广泛应用,并取得了显著效果。运用遥感技术进行森林生物量估算时,所采用的数据源不同,分析方法也不相同,主要分析方法有:相关分析、多元回归分析、神经网络和数学模型模拟等。随着测定不同空间、时间和波谱分辨率的各种传感器的广泛使用,以及生物量遥感估算模型的进一步发展和完善,大尺度森林生物量的遥感估算研究必将向前迈进一大步。     

大宁河流域生态系统服务权衡关系梯度效应

深入理解生态系统服务权衡关系是推动生态系统有效管理和实现区域高质量发展的基础。然而,目前涉及生态系统服务权衡关系梯度效应的研究仍相对较少。选取三峡库区大宁河流域为研究区域,对典型平水年份2018年粮食生产、碳固持、土壤保持和产水量4种生态系统服务进行了量化评估和空间制图,探讨了海拔、降雨量、植被覆盖度3种环境因子梯度下生态系统服务的空间分异规律,采用均方根偏差进一步分析了生态系统服务权衡关系梯度效应。研究结果表明：粮食生产在空间上呈现中部、南部高,北部低的趋势,碳固持由西北向东南递减,土壤保持和产水量高值区均分布在西部。海拔、降雨量和植被覆盖度显著影响了生态系统服务,碳固持、土壤保持总体上随着环境梯度的增加而增加,而粮食生产随着3种环境因子梯度的增加呈下降的趋势。从生态系统服务权衡方面来看,碳固持与产水量为弱权衡关系,土壤保持与粮食生产为中度权衡,生态系统服务之间多为强权衡关系。由于多种环境梯度的相互作用,生态系统服务权衡关系随海拔梯度变化无明显规律,植被覆盖度增加显著加强了生态系统服务权衡关系,而降雨量增加显著减弱了生态系统服务权衡关系。因此,今后以流域生态系统服务协调和功能整体提升为目标的生态修复工程中,应更加注重统筹不同环境梯度区域内生态系统服务权衡关系。     

秭归县防护林健康评价指标体系的建立及应用

以秭归县防护林为研究对象,通过传统生态学调查和相关室内分析,在林分水平上建立了包括林分结构、林分功能、生态环境和健康风险4个一级指标、20个二级指标的防护林健康评价指标体系。在综合相关林分健康评价的基础上,制定防护林健康评价指标优劣等级表,采用Delphi-AHP法设置指标权重,利用生态系统健康综合指数模型计算防护林健康指数,分析秭归县防护林健康状况。结果表明:秭归县防护林健康综合指数的范围在0.5000—0.9000之间,健康指数均值为0.6921,秭归县防护林整体处于亚健康状态;9种防护林类型健康状况排序为:阔叶混交林针阔混交林针叶混交林阔叶纯林马尾松纯林柏木纯林其它针叶纯林经济林灌木林,即是混交林纯林经济林灌木林;秭归县防护林健康指数具有空间变异性,在水平方向上,秭归县辖下乡、镇防护林健康指数从南向北有逐渐递减的趋势,在垂直方向上,防护林健康指数随海拔增高逐渐增大,海拔1000 m以上逐渐降低,健康指数表现出随海拔升高由小变大、又由大变小的变化特点。