适应全球气候变化的中国林业适应对策探讨

全球气候变化对生态系统的影响是当今世界上人们普遍关注的问题[1～3],目前我国林业界正在研究大气二氧化碳浓度增加及全球气候变化对我国林业的影响,并取得了一些研究成果。现有研究表明,全球气候正在变化而且有可能发生更剧烈的变化。因为气候变化是生态因子变化的先兆,进而会影响到林木生长季节的长短、雨量分布、树种分布和进化、边际生境、树木生长、病原体和害虫的活动及火灾发生频度和强度,所以气候变化将对我国林业产生很大的影响[4～6]。为此,研究我国适应全球气候变化的林业对策已是刻不容缓的事。本文在现有研究的基础上,根据我…     

落叶松人工林生态系统净初级生产力形成过程中的能量特征

 本文在生物生产力研究的基础之上,通过热值测定,对东北东部帽儿山地区21年生人工落叶松(Larix gmelinii)生态系统净初级生产力形成过程中的能量特征做了系统研究。结果表明：(1)植物热值随植物种类、器官、分布层次、年龄及季节而发生变化。(2)生态系统中活植物体的能量现存量为269.719×1010J／ha,而枯死体中的能量现存量为36.817×1010J／ha,其中凋落物层和立枯体中能量贮量各占84.04%和15.96%。 (3)生态系统能量净固定量为264.346×109J／ha·yr,其中29.49%的能量存留在植物体中,用于植物净生长。生态系统年能量归还量为88.809×109J／ha,其中32.39%的能量在当年被分解释放,余下能量积累于凋落物层之中;生态系统的能量转化效率为2.299%,与其它森林植物群落相比,落叶松人工林系统是高效率的能量代谢系统。     

落叶松人工林群落能量积累,分配,固定和转化的研究

生态系统中的能流测定是生产力研究中一项重要因素,这需要测定组成群落主要种类的热值或者是构成群落各成分的热值。能量值的测定比干物质能更好地评价物质在生态系统     

赤杨对辽东落叶松人工林土壤氨基糖积累的影响

微生物残留物是土壤稳定性碳库的重要组成部分,然而其对固氮树种的响应还不清楚。以辽东山区日本落叶松(Larix kaempferi)人工纯林和落叶松-赤杨混交林为研究对象,以氨基糖作为微生物残留物的生物标识物,研究了赤杨对落叶松人工林根际和非根际土壤氨基糖积累的影响。结果表明,混交林中落叶松根际和非根际各氨基糖单体含量均显著高于纯林,说明赤杨引入有利于土壤微生物残留物的积累。其中,混交林落叶松根际及非根际土壤氨基糖葡萄糖含量分别比纯林高出99.5%(P0.01)和154%(P0.01);胞壁酸含量分别比纯林高出66.1%(P0.01)和132.3%(P0.01)。赤杨引入对氨基葡萄糖/胞壁酸比值的影响不显著,但显著增加氨基糖对土壤有机碳的贡献。冗余度分析表明全氮是驱动土壤中氨基糖发生变化的主要因子。表明赤杨引入显著提高微生物固持的土壤碳库和有机碳稳定性,这对落叶松人工林合理经营具有重要意义。     

模拟降雨减少对马尾松人工林凋落物量及其化学性质的短期影响

为研究气候变化背景下降水格局变化对森林生长和碳固持的影响,2012年在我国南亚热带地区选择广泛分布的马尾松(Pinus massoniana)人工林为研究对象,分别设置3块20 m×20 m的模拟降雨减少50%和对照样地,每个样地随机设置5个距地面40 cm的1 m×1 m的凋落物收集框,2016年1—12月每隔1月收集各样地林冠层凋落物,比较研究减水处理对凋落物组分产量和基本化学性质的短期影响。结果表明:马尾松人工林针叶凋落物量及其所占比例显著高于其他凋落物组分(P0.05),减雨处理对马尾松人工林凋落叶和总量无显著影响(P0.05)。与对照相比,减雨处理分别增加凋落针叶含碳量和凋落果含氮量27.4 g/kg和5.1 g/kg,以及凋落针叶的木质素含量、阔叶纤维素含量和皮半纤维素含量3.9%、5.2%和4.0%(P0.05),但显著降低凋落皮碳、纤维素含量和凋落果的碳氮比(P0.05)。凋落物N、P含量具有协同性,含碳量与木质素含量显著正相关(P0.05)。模拟降雨减少处理初期并未显著改变南亚热带马尾松人工林总凋落物量,但增加了凋落针叶的木质素含量和含碳量。本研究预示短期穿透雨减少可能降低南亚热带马尾松人工林凋落物的分解能力,由此降低马尾松人工林土壤中凋落物源性碳的输入量。     

锐齿栎水力结构和生长对降雨减少的响应

为探究气候变化背景下降雨减少对森林的影响,2013年在宝天曼锐齿栎天然次生林原位建立了3块降水减少(截雨)样地,研究降雨减少对锐齿栎水碳关系和生长的影响。结果表明:降雨减少后锐齿栎枝条水势显著低于对照,最低水势为(-1.36±0.11)MPa,但锐齿栎木质部栓塞88%的水势值为-3.19MPa,叶片气孔关闭时的水势值为-2.5MPa,故降雨减少在这一地区没有对锐齿栎水力结构造成严重的干扰。降雨减少后,锐齿栎的叶片、韧皮部和木质部的总非结构性碳浓度与对照没有显著差异。木质部导管密度和叶片气孔密度变大,而导管直径和气孔长度变小。在天气较为干旱时,降雨减少处理的锐齿栎气孔导度日变化呈"双峰"曲线,而在湿润天气时呈"单峰"曲线且中午峰值显著大于对照。降雨减少处理的锐齿栎木材密度、Huber值、比叶面积和胸径生长与对照没有显著差异。降雨减少后锐齿栎树木没有遭受水力失衡或碳饥饿的危害,生长也没有受到显著影响,但是水力输导系统发生了适应性调节。     

马尾松人工林土壤和团聚体有机碳矿化对穿透雨减少的响应

为研究气候变化背景下降水格局对森林土壤碳排放机制的影响,在南亚热带马尾松人工林中模拟穿透雨减少50%,采用室内恒温培养法研究减水处理对土壤和不同粒级团聚体有机碳矿化的影响.结果表明: 1～2 mm团聚体有机碳累积矿化量高于其他粒级团聚体.干湿季减雨样地表层土壤含水量分别是对照样地的82.1%和82.7%,而其0.106～0.25 mm土壤团聚体质量分数分别比对照增加1.8%和4.2%.与对照相比,穿透雨减少显著降低了干季土壤和微团聚体易矿化碳库的矿化速率(k₁),增加了土壤和<1 mm团聚体难分解碳库的分解速率(k₂),但对土壤有机碳累积矿化量无显著影响.相关分析表明,土壤和微团聚体k₁呈显著正相关,土壤和0.25～1 mm团聚体k₂呈显著正相关.受团聚体结构、水分条件和土壤有机碳含量的影响,穿透雨减少对干季土壤易矿化和难分解有机碳的矿化分别起抑制和促进作用.     

基于冠层塔吊原位测定长白山温带阔叶红松原始林群落主要树种的光合特征

为了更好地理解温带阔叶红松原始林群落主要树种的生理生态学特征,为森林生态系统碳动态的模拟预测提供基础数据,本研究依托中国科学院长白山森林生态系统定位站,首次利用冠层塔吊原位测定了阔叶红松原始林群落4个主要树种成熟大树的CO₂响应曲线,并利用FvCB模型计算了一些重要的光合生理参数.结果表明: 红松的光合速率(A)、最大羧化速率(V_{c max})和气孔导度(g_s)均最小,而其气孔对光合的限制性(L_s)最大.水曲柳、蒙古栎和紫椴这3个阔叶树种的光合特征也存在显著差异.基于叶片面积的V_{c max}大小顺序为:水曲柳(83.2 μmol·m^-2·s^-1)、蒙古栎(89.3 μmol·m^-2·s^-1)>紫椴(68.4 μmol·m^-2·s^-1)、红松(68.8 μmol·m^-2·s^-1)(P<0.05),而基于叶片质量的V_{c max}大小顺序为:水曲柳(1.36 μmol·g^-1·s^-1)>蒙古栎(1.03 μmol·g^-1·s^-1)>紫椴(0.90 μmol·g^-1·s^-1)>红松(0.42 μmol·g^-1·s^-1)(P<0.05).7—9月,水曲柳和蒙古栎的A值显著降低,而紫椴和红松的A值变化不显著;所有树种V_{c max}都随季节发生显著下降.在温带阔叶红松林生态系统碳动态的模拟预测中,应该考虑V_{c max}的季节变化.