广西主要树种(组)异速生长模型及森林生物量特征

基于广西11类主要树种(组)5个龄组(245株样木、345块样地)的生物量实测调查,建立了各树种(组)的生物量优化异速生长模型,探讨广西森林生态系统总生物量及不同森林类型、不同龄组、不同层次的生物量组成与分配。结果表明:(1)广西11类树种(组)叶、枝、干、根、全株生物量(除了杉树叶、桉树叶生物量)、地上-地下、胸径-树高的优化回归模型均为幂函数,经t检验均达到显著水平(P0.05),其中11类树种(组)以全株生物量的模拟效果最好;(2)广西森林总生物量为1425.37 Tg,平均生物量为105.36 Mg/hm2,各森林类型总生物量为松树林(366.14 Tg)硬阔(291.08 Tg)软阔(239.75 Tg)石山林(165.51 Tg)杉木林(164.01 Tg)桉树林(99.55 Tg)栎类(46.34 Tg)八角林(20.21 Tg)油茶林(19.59 Tg)竹林(13.19 Tg),均随年龄的增加而增加,各层次生物量均以乔木层占绝对优势,所占比例为78.30%—97.47%,各龄组地上生物量均大于地下生物量;(3)考虑统计学与实际应用之间的平衡及异速生长模型的可解释量、回归系数的显著性,以胸径为变量的生物量模型能有效估算广西主要树种(组)各器官及总生物量;(4)优化筛选的广西各树种(组)的地上-地下优化异速生长模型及推算的地上-地下生物量比,对于估计广西森林地下生物量具有重要参考价值。     

喀斯特峰丛洼地不同植被类型碳格局变化及影响因子

采用样方法研究了西南喀斯特峰丛洼地草地、灌丛、次生林、原生林4种植被类型碳格局及其土壤碳的影响因子。结果表明:草地、灌丛、次生林、原生林4类生态系统总碳储量分别为133.84、160.79、179.08和261.24 Mg C/hm2,其中植被碳储量为5.02、6.59、20.87和60.20 Mg C/hm2,占总碳储量的3.75%—23.04%,随植被正向发展而增加;地被物碳储量为1.76、0.95、2.60和0.82 Mg C/hm2,仅占总碳储量的0.32%—1.45%;土壤层碳储量为127.06、153.25、151.61和200.21 Mg C/hm2,占76.64%—94.93%,随植被正向发展呈增加趋势,但对整个生态系统碳储量贡献率减少;由草地向原生林发展过程中,地下部分碳储量均大于地上部分碳储量,地上部分所占比例逐渐提高,地下部分所占比例逐渐减少;相关分析表明,土壤有机碳含量、储量与土壤容重、土壤深度存在良好的线性关系,喀斯特峰丛洼地石灰土土壤有机碳含量与水稳性团聚的分布关系密切,土壤氮素是影响有机碳含量的主要因素,2 mm细根和土壤微生物对石灰土土壤有机碳的积累具有重要的作用。     

新建果园几种作物间种模式生态系统结构及功能研究

从荒坡地新建果园10多种农作物间种模式中筛选出5种优化模式,分析和评价了各种种植模式的生态系统的结构和功能．结果表明,随着重复种植的增加,5种间种模式土壤有机质年增加5％一20％,全氮年增加7％一40％,全磷年增加8％一70％,全钾年增加15％一80％;水土保持最好的是花生-秋大豆、春大豆-秋大豆,其次为西红柿-白菜、辣椒-西红柿和早稻-红萝卜,土壤平均侵蚀量和地表径流量与对照相比分别降低44．19％、38．24％、39．52％、37．56％、37．30％和22．40％、9．28％、24．11％、21．60％、15．93％;在5种模式中,生物量最高的是辣椒—西红柿,年均达到100276kg.hm^-2,其次是花生-秋大豆,年均达到77026kg.hm^-2;而生产力最高的是花生—秋大豆,达到15619kg.hm^-2,其次是西红柿—白菜,为15394kg.hm^-2;投能效率最高的是辣椒—西红柿,年均达到3．06,其次为西红柿—白菜、花生—秋大豆、春大豆—秋大豆、早稻-红萝卜,分别为2．16、2．15、2．06和0．71．同时,有机、无机能输入效应表明,以生物能为主源输入进行转化利用太阳光能和水土资源,维护了果园生态系统的能量盈余,生态效益较高．     

不同林龄尾巨桉人工林的生物量及其分配特征

根据1,2,3,5,8a共5个不同年龄的15块1000 m2尾巨桉样地(3次重复)调查资料,利用18株不同年龄和径阶的样木数据,建立以胸径(D)为单变量的生物量回归方程。采用样木回归分析法(乔木层)和样方收获法(灌木层、草本层、地上凋落物)获取不同林龄尾巨桉人工林的生物量,分析了其组成、分配及不同林龄生物量的变化趋势。结果表明:林分总生物量随林龄而增加,1,2,3,5年生和8年生尾巨桉人工林生物量分别为12.49,47.75,64.51,105.77和137.51 t/hm2,其中活体植物占85.60%—97.61%,地上凋落物占2.39%—14.40%;层次分配方面乔木层占绝对优势,占54.80%—91.56%,且随林龄的增加而增大,其次为凋落物,灌木层和草本层生物量较小,分别占1.02%—6.47%和0.28%—24.33%,均随林龄的增加呈递减趋势;乔木层以干所占比例最高,占51.07%—98.48%,且随林龄而增加,枝、叶、根分别占5.76%—11.80%,2.17%—21.01%和6.72%—14.87%,均随林龄而下降;灌木层以枝所占比例最高,为37.89%—56.79%,叶和根分别占16.35%—34.24%和19.52%—39.52%,随林龄的变化均不大;草本层分配1—5年生以地上所占比例较大,8年生地下所占比例高达63.87%;尾巨桉人工林乔木层各器官、地上凋落物及总生物量具有良好的优化增长模型,其总生物量的增长模型为Y=-1.693×104+3.337×104X-1.761X2;8年生尾巨桉人工林总生物量与30年生的木莲人工林持平,低于热带雨林,但其年均净生产量高达17.19 t/hm2,是一个光合效率高、固碳潜力大的速生丰产优良造林树种。     

峡谷型喀斯特不同生态系统土壤团聚体稳定性及有机碳特征

通过野外调查与室内分析相结合的方法,对峡谷型喀斯特水田(ST)、旱地(HD)、草地(CD)、灌丛(GC)、人工林(RGL)、次生林(CSL)6种生态系统的土壤团聚体及其有机碳的分布特点进行了研究.结果表明: 干筛处理下(除HD外)均以>8 mm的土壤团聚体含量最高,总体上不同粒径土壤团聚体含量呈现随粒径减小先降低后增加再降低的趋势;湿筛处理下(除HD外)均以>5 mm的土壤团聚体含量最高,总体上不同粒径土壤团聚体含量随粒径减少而降低.干筛处理土壤团聚体的平均质量直径(MMD)为ST>CD>RGL>CSL>GC>HD;几何平均直径(GMD)为ST>CD>RGL>CSL>HD>GC;湿筛处理的MMD为RGL>CSL>GC>CD>ST>HD,GMD为CSL>RGL>GC>CD>ST>HD,用湿筛的MMD特别是GMD评价喀斯特石灰土土壤团聚体质量性状比干筛指标更准确.团聚体机械稳定性的分形维数D表现为CD>HD>ST>RGL>CSL>GC,水稳定性表现为GC>CSL>RGL>HD>CD>ST.土壤SOC含量越高,D、MMD和GMD值越大,土壤结构越合理.不同生态系统下各粒径团聚体SOC含量均以0.053～0.25 mm粒径最高,部分>5 mm粒径含量最低,但以>5 mm团聚体对土壤SOC的贡献率最高,且贡献率随着粒径的减小逐渐降低.     

广西主要森林植被碳储量及其影响因素

广西森林面积和覆盖率位居全国前列,在全国和区域碳平衡中起着至关重要的作用。正确评价广西森林植被碳储量、碳储量的时空格局及其影响因素对我国碳循环及碳汇研究具有十分重要的意义。为阐明广西森林植被碳储量分布格局及其主要影响因素,基于广西10类主要森林类型345个样地的调查,结合森林资源清查资料,估算广西主要森林植被碳储量,探讨广西不同森林类型、不同龄组、不同层次的碳储量组成与分配。采用地统计学方法描绘了植被碳密度空间分布,并采用主成分分析方法和回归分析方法分析了植被碳储量的影响因素。结果表明:广西主要森林植被总碳储量达到746.06 Tg(1Tg=10~(12) g),平均碳密度为55.37 t/hm~2,松树、杉木、桉树、栎类、软阔、硬阔、石山林、竹林、八角和油茶林对广西植被碳储量的贡献比例分别为26.83%、12.28%、6.67%、3.03%、20.37%、16.32%、10.84%、0.88%、1.38%和1.39%。各森林类型植被碳密度介于20.77—108.28 t/hm~2,大小顺序为硬阔软阔松树杉木栎类石山林桉树八角竹林油茶。广西区森林植被碳密度在7.05—219.73 t/hm~2之间,总体表现为广西北部、西南部和广西东部存在高值区,广西中部和东南部有明显的低值区。碳储量以乔木层占优势,且随林龄增大呈逐渐增加的趋势。影响广西植被碳储量的主控因子是平均胸径、林龄和林分密度,经度、碱解氮、全氮、有机碳是影响碳储量的关键因子。     

广西主要人工林生态系统氮储量格局

森林生态系统作为陆地最大氮素储存库,在维系氮素生物地球化学循环方面发挥了重要作用。以我国人工林主产地广西马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolate)、桉树(Eucalyptus robusta)3种主要人工林为研究对象,探讨了3种林型不同龄组、不同层次的氮储量组成与分配格局,结果表明:(1)随着林龄的变化,不同林龄马尾松、杉木、桉树林氮储量大小范围在6.64-15.15、8.44-14.90、3.22-11.29 Mg/hm²之间,其中马尾松、杉木、桉树分别在幼龄林、过熟林、成熟林达到最大,除幼龄阶段马尾松氮储量最高外,其他各林龄阶段均为杉木林最大。(2)各个林龄总体来看,3种人工林生态系统氮储量生态格局基本一致,绝大部分氮储存于土壤中(0-100 cm),乔木层氮储量仅次于土壤层,灌木层氮储量最小。0-100cm土层范围内,按10 cm每层进行划分,三种人工林各个林龄均是0-10 cm表层土壤氮储量最高。马尾松、杉木除幼龄林外土壤层氮储量均随着林龄增大而逐渐升高,在过熟林分别达到了10.71和16.63 Mg/hm²,桉树则幼龄林到成熟林逐渐升高,成熟林氮储量为11.26 Mg/hm²,过熟林则下降。同一林分各层次不同器官氮储量存在着差异,3种人工林乔木层中树干氮储量均占比最高,树干是乔木层的主要氮库;灌木层中叶片中含有更多的氮储量;草本层地上部分>地下部分,地上部分是氮储存的主要场所;细根氮储量0-20 cm>20-40 cm。不同造林树种生态系统氮固持能力有所差异,总体上,人工造林后期生态系统固氮能力逐渐增强,而速生桉树人工林收获期生态系统固氮有所下降。     

喀斯特峰丛洼地小流域表层土壤矿物的空间异质性

基于网格取样(80 m×80 m),利用经典统计学和地统计学方法分析了典型喀斯特峰丛洼地小流域163个表层(0～20 cm)土壤样点矿物质(SiO₂、Fe₂O₃、CaO、MgO、Al₂O₃、MnO、TiO₂)的空间变异特征.结果表明: 研究区土壤7种矿物含量的差异及变异系数均较大,平均含量大小顺序为SiO₂>Al₂O₃>CaO>MgO>Fe₂O₃>TiO₂>MnO,平均变异程度依次为CaO>MgO>Fe₂O₃>TiO₂>SiO₂>Al₂O₃>MnO.7种矿物占土壤总质量的69.4%,不同矿物质具有不同的空间结构和最佳拟合模型,7种矿物元素均呈强烈空间自相关,变程均较短,空间依赖性均较强.SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO、TiO₂的Kriging等值线图大致相似,表现为南部高、北部低、东部高、西部低、洼地高、坡地低,CaO和MgO的Kriging等值线图则与之相反.自然条件(植被、裸岩率、坡度、坡向等)和人为干扰是土壤矿物质空间异质性的主要影响因素.     

杉木人工林生物量及其分配的动态变化

根据5个年龄(6、16、23、32和50年生)共15块1000 m2样地的调查资料,利用15株不同年龄和径阶的杉木样木数据,建立以胸径(D)为单变量的生物量回归方程.采用样木回归分析法(乔木层)和样方收获法(灌木层、草本层、地上凋落物)获取不同林龄杉木人工林的生物量,并分析了其组成、分配特征及不同林龄生物量的变化趋势.结果表明:林分总生物量除16 ～23年生因间伐略有下降外均随林龄而增加,6、16、23、32和50年生杉木人工林生物量分别为62.73、172.51、141.65、192.30、247.32 Mg·hm-2,其中活体植物占95.76％ ～98.39％;层次分配方面乔木层占绝对优势,为89.77％ ～96.55％,其随林龄的变化与总生物量一致,其次为地上凋落物,占1.61％ ～4.24％,灌木层和草本层生物量较小,分别占0.01％ ～4.26％和0.27％ ～4.07％,分别以6和23年生最大;乔木层器官分配以干所占比例最高,占54.89％ ～75.97％,根占11.91％ ～ 12.66％,均随林龄而增加,枝、叶分别占11.86％～15.19％和4.80％～13.17％,均随林龄而下降;灌木层器官分配除50年生杉木人工林枝相对生物量小于叶,23和50年生杉木人工林根相对生物量大干枝外,其大小顺序为枝＞根＞叶;草本层分配以6和23年生杉木人工林地上相对生物量最大,其他林龄相反;杉木人工林乔木层各器官、各层次及总生物量具有良好的优化增长模型,其32年生人工林总生物量与其他森林类型相比,处于中上等,是一个光合效率高、固碳潜力大的速生丰产优良造林树种.     

桂西北喀斯特区原生林与次生林凋落物储量及持水特性

对桂西北典型喀斯特区3种原生林--青檀(Pteroceltis tatarinowii)林、白花檵木(Loropetalum chinensis)林和枫香(Liquidambarformosana)林与3种次生林--圆叶乌桕(Sapium rotundifolium)、八角枫(Alangium chinense)和黄荆(Vitex negundo)的凋落物储量、持水量、持水率及凋落物吸水速率进行了比较.结果表明,八角枫林的凋落物储量(3.3t·hm-2)最大,其次为圆叶乌桕和枫香林(3.2和2.9 t·hm-2),青檀林最小(1.8 t·hm-2)o不同林型的凋落物持水量大小依次为八角枫＞白花檵木＞黄荆＞圆叶乌桕＞枫香＞青檀.青檀、白花檵木、枫香、圆叶乌桕、八角枫和黄荆林的凋落物最大持水率分别为301%、342%、224%、253%、288%和328%.凋落物的持水量及持水率随浸泡时间的增加呈对数增长.6种林型中,白花檵木林凋落物的吸水速率最大,黄荆、青檀和八角枫次之,而圆叶乌桕和枫香较小,凋落物的吸水速率随浸泡时间的增长而降低.综合比较得出,研究区次生林凋落物的持水量大于原生林,但原生林凋落物的持水率与吸水速率大于次生林,可见原生林凋落物的累积更具生态水文意义.