女儿寨小流域3种植被类型林冠层对降水再分配研究

对女儿寨小流域3种植被类型林冠层林冠层对降水再分配过程进行了研究。研究结果表明: 观测期内降雨量达到1971.80 mm, 降雨次数为83次。不同植被类型杜仲林、枫樟混交林和马尾松林的林冠截留量分别为289.75 mm、358.78 mm和351.46 mm, 林冠截留率分别为14.69%、18.19%和18.79%。随着降雨量增大, 不同植被类型的林冠截留量也增大, 二者呈正相关关系。混交林的穿透雨量和林冠截留量大于纯林, 而纯林的树干茎流量大于混交林; 不同植被类型林冠层对降雨的分配表现为穿透雨最多, 其次是林冠截留, 树干茎流最小。     

林冠受损对小坑林场土壤固碳微生物群落结构的影响

【目的】以典型南亚热带常绿阔叶林小坑林场土壤为研究对象,模拟2008年冰雪灾害对森林造成的损伤设置实验,分析不同林冠开度和凋落物输入量对土壤固碳微生物群落结构的影响。【方法】试验设置对照(CN)、损伤处理+移除处理枝叶(TR)、损伤处理+保留处理枝叶(TD)、未处理+添加处理枝叶(UD)4个处理,受损处理一年后,采用MiSeq高通量测序技术对土壤固碳微生物的功能基因cbbL进行测序分析。【结果】通过生物信息学及统计学分析表明,森林林冠损伤后林冠开度和凋落物输入量增加,导致土壤固碳微生物种群数量降低,多样性增加,群落结构也受到影响,亚硝化螺菌属(Nitrosospira)明显增加,成为优势种群,而原来的优势菌群慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)明显减少。主成分分析(PCA)表明,与对照相比,其他3个样地的土壤固碳微生物结构均发生明显改变。【结论】模拟林冠损伤处理一年后,凋落物的大量骤然输入和林冠开度增大提高了土壤固碳微生物群落多样性,但降低了其种群数量,影响了土壤固碳微生物群落结构,这为进一步的研究提供了依据。     

尖峰岭热带山地雨林林冠层乔木某些功能性状的系统发育信号、关联性及其演化模式

热带雨林林冠层具有丰富的物种、功能和系统发育(谱系)多样性,能够显著影响生态系统生物地球化学循环,调节大气水热平衡,缓解气候变化与人为干扰的负面作用。因此热带雨林林冠层功能和谱系生态学研究是目前群落生态学研究的热点之一。选取海南尖峰岭热带山地雨林3个1 hm2样地的林冠层为研究对象,利用样地林冠树种清查数据基于APG III系统发育结构重建样地林冠层系统发育树。利用Blomber's K对和Pagel'sλ指标结合系统发育独立性比较法对组成林冠层乔木树种的结构、化学计量和水力学功能性状(11个性状)的系统发育信号、关联性和演化模式进行研究,以探讨物种亲缘关系对尖峰岭热带山地雨林林冠层多维功能性状关联性及其动态演化的影响。结果表明,有8个功能性状(叶面积、叶厚度和潜在最大高度除外)具有显著的系统发育信号(通过P0.05的显著性检验),Blomber's K值和Pagel'sλ值分别介于0.202—0.392和0.277—0.847之间,表明尖峰岭热带山地雨林林冠层功能性状普遍存在系统发育保守性。在系统发育背景下,林冠层乔木树种结构、化学和水力学功能性状在物种水平普遍存在显著关联性(P0.05),表现出趋同或趋异进化;而且林冠层乔木随物种分化其功能性状分化模式大致呈水平"漏斗"状,姐妹类群功能性状间差异性在物种分化早期(大约1亿2千万年前至6000万年前)明显小于其在中后期(大约6000万年前至今)的差异性,导致了林冠层性状空间在中后期迅速膨大。然而林冠层主要功能性状在系统发育树内部每一节点上姊妹类群分化产生的系统发育独立性比较值绝大部分与零模型随机模拟值并无显著性差异。了解系统发育背景下林冠层功能性状的权衡关系及其随物种演化的分化模式与时间动态为进一步探究热带雨林林冠生态系统功能发挥奠定基础。     

浓度的时空动态及其成因分析

为探讨西双版纳独特地方气候背景下,热带季节雨林CO₂浓度的时空变化特征和不同时间尺度上环境因素对森林CO₂浓度时间分布的作用,以及 为研究热带季节雨林的碳通量、净生态系统交换量(Net ecosystem exchange, NEE)等提供支持,我们利用热带季节雨林林冠上方和林内近地层 CO₂浓度连续监测资料,结合同步气象资料进行了统计分析。研究结果表明：在植被生理活动、土壤呼吸以及林内湍流的共同作用下,西双版纳 热带季节雨林CO₂浓度表现出明显的日变化、季节变化和林冠上下差异。在日尺度上,林冠上方的CO₂浓度时间变化曲线为“单峰型”,林内近 地层CO₂浓度时间变化曲线为“双峰型”,造成林内近地层傍晚第二个峰值的主要因子是地形因子作用下形成的局地环流。在季节尺度上,林冠 上方CO₂浓度主要受林冠代谢作用的影响,呈现雨季低、干季高的特点,而林内近地层的CO₂浓度则主要受地表呼吸过程所控制,季节变化趋势 与林冠上方相反。林冠上方CO₂浓度低于林内近地层CO₂浓度,且差异较大;在日尺度上,各月（除12月外）CO₂浓度的最大差值皆大于80 mg·m ^－3,且出现在傍晚;在季节尺度上,最大值为-62.9 mg·m^－3,出现在10月,最小值为-8.4 mg·m^－3,出现在12月。     

西双版纳热带雨林干季林冠层雾露形成的小气侯特征研究

对西双版纳热带雨林干季林冠层雾露形成的小气候特征进行了观测研究。结果表明,雾露首先形成于最上林冠层,林下露水的形成迟于林上3－4h,林下雾是由上层雾变浓、下沉而来、夜间,雾形成前,气温高于叶表温;雾形成后,气温则低于叶表温,且气温及叶表温均有回升。雾露的形成不仅凝结了水汽进入森林,同时也对森林起到了一定的保温作用,这对热带雨林的生存和发展具有致关重要的作用。     

不同物候时期华西雨屏区四个树种新鲜凋落物可提取腐殖质碳动态

凋落物的可提取腐殖质碳可随着植物生长节律及物候时期的变化而变化,并进而影响物质循环的过程,为深入了解以凋落物为载体的生态系统物质循环特征,该研究以华西雨屏区麻栎(Quercus acutissima)、楠木(Phoebe zhennan)、柳杉(Cryptomeria fortune)和喜树(Camptotheca acuminate)为对象,通过定点动态收集萌芽期、展叶期、盛叶期和落叶期的不同类型凋落物,分析其可提取腐殖质碳(extractable humus carbon,HC)、胡敏酸碳(humic acid carbon,HAC)、富里酸碳(fulvic acid carbon,FAC)以及胡敏酸碳/富里酸碳(humic acid carbon/fulvic acid carbon,HAC/FAC)的差异。结果表明:相对于其他凋落器官,在同一物候时期凋落叶中的HC和HAC含量都最高,大致都表现为凋落叶>凋落枝>凋落果,且在落叶树种中更为显著;相对于其他时期,展叶期四个树种凋落叶均表现出较高的FAC含量,但不同物候期凋落枝和凋落果的HAC含量以及FAC含量受物种的影响较大。尽管HAC/FAC在各器官间差异并不显著,但落叶树种相同器官的HAC/FAC低于常绿树种,表明落叶树种凋落物富里酸相对含量较高,形成速度相对较快,难降解程度也相对较大。统计分析表明关键时期、物种类型、器官类型及其相互作用对凋落物中HC、HAC、FAC含量和HAC/FAC均具有不同程度的影响,这为进一步深入认识区域生态系统以凋落物为载体的物质循环过程提供了理论依据及新的思路。     

人工马尾松林下套种闽楠影响因素研究

采用完全随机区组设计,研究马尾松林下套种闽楠,不同经营模式与林冠层郁闭度调控对闽楠树高、胸径和单株材积影响。结果表明,三种林下套种的复层林经营模式较采伐迹地上造林均可显 著促进闽楠生长。闽楠人工林在1～12龄阶段树高、胸径和单株材积连年生长量及平均生长量均呈逐年上升的趋势,处在生长速生期。采用林下套种闽楠复层林经营模式,并进行林冠层郁闭度调控,长期保持林冠层郁闭度在0.4～0.5左右,可显著促进闽楠生长,是进行闽楠复层林经营的主要关键技术。     

一种测量林窗面积的改良方法:等角椭圆扇形法

目前测量林窗面积较精确的方法为:测量从林窗中心沿8或16个罗盘方向到林窗林冠边缘的距离,再将林窗近似成等角8或16边形估测其面积(本文称这类方法为等角多边形法)。研究表明,等角8或16边形法均会低估林窗面积,本文提出一种改良方法:等角椭圆扇形法,野外测量与前者相同,计算时将相邻距离间的部分近似为椭圆扇形,以所有椭圆扇形面积之和估测林窗面积。用配对t检验对等角多边形法和等角椭圆扇形法的林窗面积进行比较,结果表明:(1)等角16边形法与等角8或4边形法存在极显著差异(P<0.001),比后两者,分别高10.96%和61.66%,这表明等角条边形法均会低估林窗面积;(2)等角椭圆扇形16分法比等角16边形法大10.16%,且二者之间存在极显著差异(P<0.001),因此,等角16边形法的测量值位于等角椭圆扇形16分法和等角8边形法之间;由(1)和(2)可推断等角椭圆扇形16分法比等角8边形法更准确;(3)等角椭圆扇形8分法与等角椭圆扇形16分法没有显著差异(P=0.715),但与等角8边形法存在显著差异(P<0.05),因此,等角椭圆扇形8分法比等角8边形法更准确。另外,本文的两个等角8边形法(基于两组不同罗盘方位的测量距离)求得的林窗面积之间存在极显著差异(P<0.01),而两个等角椭圆扇形8分法之间却没有差异(P=0.778),这表明等角椭圆扇形8分法的结果更稳定。     

不同群落冠层环境下紫耳箭竹笋期生长发育研究

对金佛山国家级自然保护区内3个不同类型群落(落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林)下紫耳箭竹(Fargesia decurvata J. L. Lu)幼笋的生长发育进行研究。结果显示:(1)落叶阔叶林和常绿落叶阔叶混交林下的紫耳箭竹出笋期早而长,历时110 d,出笋量大,出笋率高;常绿阔叶林下的出笋期晚而短,历时88 d,出笋量少,出笋率低;常绿落叶阔叶混交林中出笋量最大。(2)出笋期分为3个阶段:初期、盛期和末期,各群落中的紫耳箭竹进入每个时期的时间有所差异,常绿落叶阔叶混交林中最早进入出笋盛期,落叶阔叶林次之,常绿阔叶林最迟。出笋盛期也是退笋的高峰期,退笋率的大小为:常绿落叶阔叶混交林落叶阔叶林常绿阔叶林。(3)同一群落冠层环境下,紫耳箭竹不同时期出土的幼笋地径无显著差异。在落叶阔叶林和常绿落叶阔叶混交林林冠环境中,各时期出土的幼笋地径间无显著差异,但均显著大于常绿阔叶林(P 0.05)。(4)紫耳箭竹幼笋出土后80 d左右完成高生长过程,且符合Logistic方程,呈"慢-快-慢"的生长趋势。高生长速率为:常绿落叶阔叶混交林落叶阔叶林常绿阔叶林,且差异显著(P 0.05)。(5)紫耳箭竹的克隆繁殖与分株密度间有密切关系。随着分株密度的增加,出笋数量增加,成竹数量降低。本研究表明不同群落冠层环境下紫耳箭竹生长发育存在显著差异,在常绿落叶阔叶混交林中发育最好,常绿阔叶林中发育最差,种群密度对竹类的更新发展起重要调节作用。     

长白山红松阔叶林林冠空隙特征的研究

将林冠空隙干扰作为红松阔叶林动态维持的重要因素,对长白山红松阔叶林林 冠空隙的形成方式、出现频度、分布格局、结构及林冠空隙内形成本的数量、年龄分布、种 群特征等进行了系统分析．结果表明．长白山阔叶红松林多数林冠空隙由双形成本形成, 每个林冠空隙拥有的形成木为２．４４株;林冠空隙形成的速率为０．９２个ｈｍ２·ａ－１,林冠空 隙干扰的间隔期（周转期）为７５１ａ;扩展林冠空隙面积大多在１００～６００ ｍ２之间,其中以 ４００～５００ ｍ２所占比例最大．冠空隙在５０～３５０ ｍ２之间,其中以２００～２５０ ｍ２所占比例最 大;每个形成本所形成的扩展林冠空隙平均面积为 １４１ ８２ ｍ２,形成的冠空隙面积平均为 ６７．６３ ｍ２．