鼎湖山森林演替序列植物-土壤碳氮同位素特征

植物群落对水分利用和养分利用的优化策略, 土壤碳周转和氮循环过程对演替变化如何响应, 森林土壤有机碳积累机制等都是森林生态学需要解决的关键问题。然而, 这些生态学过程的变化在短时间内通过传统的研究手段难以被精确观测, 碳氮同位素(¹³C、¹⁵N)技术的应用或许能提供更多有价值的信息。该文通过对鼎湖山森林演替序列代表性群落——马尾松(Pinus massoniana)针叶林(PF)、针阔叶混交林(MF)和季风常绿阔叶林(BF)植物-土壤碳氮同位素自然丰度的测定, 分析了叶片稳定碳同位素比率(δ¹³C)和稳定氮同位素比率(δ¹⁵N)与其叶片元素含量的关系, 以及叶片-凋落物-土壤δ¹³C、δ¹⁵N在演替水平和垂直方向上的变化特征。结果显示: 1)主要优势树种叶片δ¹³C与其C:N极显著正相关(p < 0.01), 凋落物和各层土壤δ¹³C均表现为PF > MF > BF, 沿演替方向逐渐降低; 2)叶片δ¹⁵N与叶片N含量正相关(p = 0.05), 凋落物和表层土壤(0-10 cm) δ¹⁵N沿演替方向逐渐增大; 3)不同演替阶段土壤δ¹³C、δ¹⁵N均沿垂直剖面呈现增大的趋势。结果表明: 南亚热带地区植物群落的发展并不一定受水分利用和氮素利用的补偿制约; δ¹³C自然丰度法的应用有助于森林土壤有机碳积累机制, 尤其有助于成熟森林土壤“碳汇”机制的阐释; 植物-土壤δ¹⁵N值可作为评估土壤氮素有效性和生态系统“氮饱和”状态的潜在指标。     

气温上升对模拟森林生态系统影响实验的介绍

气温上升对森林生态系统结构和功能有重要的影响。该文简要介绍了鼎湖山森林生态系统定位研究站开展的大型实验——气温上升对模拟森林生态系统的影响。介绍了实验设计及其创新性, 实验研究内容等, 为相关实验的设计提供指导与依据。     

广州钟岭村风水林的群落结构及其珍稀濒危植物保护

风水林是区域乡土植物的重要栖息地和种源地, 也是一些珍稀濒危植物的生长地。以广州市增城钟岭村的风水林为对象, 研究其群落结构和生境特征, 并分析群落内珍稀濒危植物格木和土沉香的种群特征。在800 m2 样地内有维管束植物31种, 隶属于21 科28 属, 以热带分布科和属占优势。林内优势种有5 种。群落可分为乔木层、灌木层和草本层3 个层次, 缺少层间植物。生活型以中、小高位芽为主。该风水林内有珍稀濒危植物格木(Erythrophleum fordii)和土沉香(Aquilaria sinensis), 格木以大个体为主, 缺乏幼苗, 自然更新不良, 而仅有1株土沉香幼苗。为了保护区域内的乡土种种源, 建议将广州市内有珍稀濒危植物生长的风水林设为自然保护小区并进行严格管理。     

华南桉树人工林树液流通量及蒸散作用(英文)

通过对广东省湛江市雷州半岛桉树(Eucalyptus urophylla S.T.Blake)人工林的树液流通量、环境因子、土壤蒸发、林冠截留和林分特性相关指标一年多的连续观测,以及通过一个理论公式对日蒸散量的计算,得出了如下结论:(1)土壤特性及由此决定的土壤水势对树液流通量,以及树液流通量密度(SFD)与气温的关系有一定影响;(2)林冠层的VPD(空气饱和差)对SFD有显著影响;(3)由测定和计算得来的蒸散量在河头和纪家分别有5.26％和6.14％的偏差,可以认为这两种方法有较好的一致性;(4)河头和纪家的林分蒸腾量占总蒸散量百分比分别为62.2％和51.3％;(5)树种单位叶面积水平上的SFD是评价该树种水分利用的重要指标。     

1992-2015年鼎湖山季风常绿阔叶林群落结构动态

季风常绿阔叶林是中国南亚热带地区的地带性植被, 其群落结构及其动态变化直接影响着该森林能为该地区提供的生态系统服务功能质量。该文利用1992-2015年共24年的长期定点监测数据, 从群落种类组成、生物量、径级、密度等数量特征方面研究了鼎湖山季风常绿阔叶林群落结构的动态变化。结果表明: 1)到2015年该森林群落林分个体密度增加了42.7%, 总生物量减少了5.1%; 24年间基于生物量的β多样性指数群落差异为37.4%, 基于个体数的差异则高达65.6%; 2)灌木和小乔木的个体数剧增, 生物量增大, 中乔木和大乔木的个体数变化虽不显著, 但生物量显著降低; 3)小径级(胸径<15 cm)个体数呈显著增加趋势, 其他径级个体数也有显著变化, 但各径级生物量变化基本不显著; 4)香楠(Aidia canthioides)、鼎湖血桐(Macaranga sampsonii)、柏拉木(Blastus cochinchinensis)等物种个体数急剧增加, 锥(Castanopsis chinensis)、木荷(Schima superba)、黄果厚壳桂(Cryptocarya concinna)等树种生物量大量减少, 白颜树(Gironniera subaequalis)、窄叶半枫荷(Pterospermum lanceifolium)等树种生物量增加, 这些物种是群落结构变化的主要贡献者。鼎湖山季风常绿阔叶林群落结构在1992-2015年发生了巨大变化, 与演替、虫害和气候变化等影响有关。     

南亚热带森林丛枝菌根真菌与土壤结构的关系

研究了南亚热带不同演替阶段森林土壤理化性质、团聚体组成、微生物群落结构以及球囊霉素相关蛋白(GRSP)含量,探讨丛枝菌根真菌(AMF)与土壤结构的关系。结果表明: 1)南亚热带森林土壤养分、大团聚体(粒径>2000 μm)含量、平均重量直径(MWD)、AMF 生物量以及GRSP 含量均随演替而增加。2)不同演替阶段森林土壤团聚体组成的差异主要发生在10—20 cm 土层, 该土层总GRSP 含量、易提取GRSP 占比、AMF 生物量、土壤有机碳(SOC)含量与其MWD具有显著正相关性。3)相关性分析表明, 在南亚热带森林, AMF 生物量与其总GRSP 含量、易提取GRSP 占比、土壤微生物量、SOC 含量具有显著正相关性; 总GRSP 含量、易提取GRSP 占比、AMF 生物量、土壤微生物量、SOC 含 量与其大团聚体含量、MWD 具有显著正相关性, 而与其中、小型团聚体含量具有显著负相关性。以上研究结果表明,AMF 能够通过分泌GRSP、改变土壤微生物群落、促进土壤碳固持等措施影响南亚热带森林土壤结构稳定性。     

鼎湖山森林生态系统智慧型野外台站建设

鼎湖山森林生态系统定位研究站(鼎湖山站DHF)是中国生态系统研究网络(CERN)的重要成员, 也是国家科技部重点野外台站(CNERN), 主要研究我国南亚热带森林生态系统结构、功能、格局和过程。根据鼎湖山站的数据管理和信息化实践, 结合信息化的发展趋势, 提出了智慧型野外台站建设的组成与结构, 重点介绍了基于互联网技术的数据监测、数据管理、信息服务与管理, 基于3S 技术的数字化台站建设等内容, 为野外台站的能力建设提供参考。     

华南桉树人工林树液流通量及蒸散作用

通过对广东省湛江市雷州半岛桉树(Eucalyptus urophylla S.T.Blake)人工林的树液流通量、环境因子、土壤蒸发、林冠截留和林分特性相关指标一年多的连续观测,以及通过一个理论公式对日蒸散量的计算,得出了如下结论:(1)土壤特性及由此决定的土壤水势对树液流通量,以及树液流通量密度(SFD)与气温的关系有一定影响;(2)林冠层的VPD(空气饱和差)对SFD有显著影响;(3)由测定和计算得来的蒸散量在河头和纪家分别有5.26%和6.14%的偏差,可以认为这两种方法有较好的一致性;(4)河头和纪家的林分蒸腾量占总蒸散量百分比分别为62.2%和51.3%;(5)树种单位叶面积水平上的SFD是评价该树种水分利用的重要指标.     

桉树人工林冠层气象因子对雨季土壤水分的影响

对雷州桉树人工林集水区土壤水分及林冠层气象因子一年内(1999／10／01—2000／09／30)雨季的定位观测结果进行了典型相关分析,得出如下结果：(1)在雨季,土壤含水量(SMC)随着土壤深度变化而变化,在0-4m范围内层间含水量差异显著;雨季各层SMC主要受降雨量的影响：(2)受充沛降雨量的强烈影响,雨季各层SMC随着时间推移而逐渐升高;雨季各层含水量变异系数较干季同层次的变异系数大;(3)雨季地下50cm深(SM50)处SMC变化曲线波动较大,与太阳辐射(N、降雨量(P)、风速(W)、水汽压差(VPD)、最高温度(Tmax)相关性极显著(α=0．001);(4)较深层次(即150cm,250cm,350cm)土壤含水量变化的影响因素具有某种程度的相似性：但与较浅层(50cm)SMC的主要影响因素和变化趋势均不同;(5)在雨季,三个典型相关系数均达到显著性水平(α=0．01)。三组典型相关及重叠数值以第一典型相关值较大,第二、第三的重叠量较小,故林冠层气象因子主要由第一典型因素影响土壤含水量。林冠层气象因子通过3个典型变量可说明SMC总变异量的30．9％。     

鼎湖山季风常绿阔叶林土壤有机碳和全氮的空间分布

运用地统计学分析方法,研究了2010年鼎湖山季风常绿阔叶林中土壤有机碳和全氮含量的空间分布特征.结果表明:在鼎湖山季风常绿阔叶林,土壤有机碳和全氮含量存在着较显著的空间自相关性,其空间异质性分别占总空间异质性的93.6%和53.7%,且土壤有机碳与土壤全氮空间分布特征的异质性一致.林地土壤碳、氮存在传统统计学上的线性相关,同时也具有景观层次上的空间自相关性.指数模型拟合结果表明,在17.4 m小尺度范围内,土壤有机碳存在空间自相关性.