湖南会同杉木人工林生态系统碳素密度

利用定位观测数据 ,对杉木人工林生态系统的碳素密度进行了探讨。结果表明 :不同年龄的杉木枝、叶中碳素密度的季节变化规律均表现为冬季 >秋季 >夏季 >春季。叶的碳素密度平均为 0 .5 0 4 4 g C· g- 1 ,变异系数 2 .0 8% ,枝的碳素密度平均为0 .4 4 79g C· g- 1 ,变异系数为 2 .2 5 %。不同层次的叶碳素密度的变化范围在 0 .4 6 12 g C· g- 1 ～ 0 .5 5 2 4 g C· g- 1 之间 ,平均值的大小排列顺序为 :上层叶 >中层叶 >下层叶。不同层次枝条的碳素密度在 0 .3917g C·g- 1～ 0 .4 96 5 g C· g- 1之间 ,平均值的大小次序为 :中层枝 >上层枝 >下层枝。 10年生杉木各器官的碳素密度变化范围为 0 .4 5 2 9g C·g- 1～ 0 .4 972 g C·g- 1 ,11年生的为 0 .4 5 80 g C· g- 1 ～ 0 .5 0 2 2 g C· g- 1 ,14年生的为 0 .4 5 80 g C· g- 1 ～ 0 .5 0 93g C· g- 1 之间 ,变异系数范围为 1.6 8%～ 8.4 4 %。不同器官的碳素密度按高低排列基本上为树叶 >树皮 >树根 >树干 >树枝 >球果。随着杉木林年龄的增长 ,林下植被各组分、死地被物的碳素密度变化规律不明显。同一林分中各层次植物的碳素密度高低排列顺序为 :乔木层 >灌木层 >草本层。 10年生和 14年生杉木林土壤各层的碳素密度随土壤深度的增加而逐渐下     

马尾松与湿地松人工林生物量动态及养分循环特征

对乡土树种马尾松和引进外来树种湿地松人工林的生物量动态变化、养分积累与分配以及养分循环特征进行比较 ,结果表明 :在林分生长发育早期 ,马尾松生长慢 ,而湿地松生长快 ,生长发育后期马尾松生长速度比湿地松快。马尾松人工林生物量的数量成熟年龄为 36 a,采伐利用时的最大生物量为 4 34t/ hm2 ;湿地松的为 2 6 a,采伐利用时的最大生物量为 338t/ hm2。湿地松人工林各器官和总的养分积累量均高于马尾松 ,其中养分的总积累量是马尾松的 2倍多 ,树干高达 5倍多。在采伐利用时 ,不管是全树利用还是仅利用干材 ,同马尾松相比 ,湿地松林将带走更多的养分 ,对地力的养分消耗量更大。同时 ,湿地松林养分循环速率低 ,周转时间长 ,需要的养分多 ,比马尾松林维持地力的能力差。因此 ,在湿地松人工林的经营管理过程 ,更应处理好养地与用地之间的关系 ,否则会造成林地生产力的下降     

杉木林采伐迹地撂荒后植被恢复早期的生物量与养分积累

撂荒是传统杉木经营制度中的重要内容 ,其目的是通过植被的自然演替来恢复土壤肥力 ,从而实现杉木人工林的可持续经营。通过对湖南会同杉木人工林采伐迹地撂荒后 1～ 5 a内的植被生物量和养分积累的定位观测 ,重点分析撂荒后植被恢复过程中植物生长对策和植物养分积累在杉木人工林可持续经营中的作用。结果表明 :会同杉木林采伐迹地撂荒后的 1～ 4a为草本植物阶段 ,五节芒 ( Misocanthusfloridu-lus)、荩草 ( Arthraxon hispidus)、一年蓬 ( Erigeron annuus)为优势种 ,5 a后进入灌木植物阶段 ,阳性喜光树种占绝对优势 ,且植物的树高生长分化明显 ,大于 3m的树高等级中拟赤杨 ( Alniphyllum fortunei)和小果冬青 ( Ilex micrococca)占有最大的比例 ,在 2～ 3m的高度等级中枫香 ( Liquidambar formosana)、苦楝( Melia azedarach)、山苍子 ( Litsea cubeba)等植株数量最多。植被总生物量从 1 .798t/hm2 增加到 1 6.2 35 t/hm2 ,其中灌木层生物量为 1 .0 4 8～ 7.773t/hm2 ,草本植物生物量为 0 .75～ 6.92 9t/hm2 ,第 5年植被系统的年生产力为 4.1 8t/( hm2 ·a) ,接近 7a生第 2代杉木林年平均生产力。撂荒 2 a后植被系统就开始产生枯落物 ,随植被恢复时间增加死地被物生物量从 0 .892 t/hm2 增加到 2 .0     

湖南省森林植被碳储量、碳密度动态特征

利用湖南省4次(1983—1987年、1990—1995年、2003—2004年和2009年)森林资源清查数据,采用材积源-生物量法,结合湖南省现有森林植被主要树种碳含量实测数据,研究近20多年来湖南省森林植被碳储量、碳密度的动态特征。结果表明:从1987年到2009年,湖南省乔木林植被碳汇为66.40×106tC,碳密度提高了5.65 tC/hm~2,阔叶林碳汇最大(48.43×10~6tC),其次是杉木林(9.54×10~6tC)和松木林(6.68×10~6tC),各乔木林植被碳密度波动较大;除过熟林外,各龄组乔木林均为碳汇,中龄林碳汇最大,幼龄林、中龄林、近熟林植被碳密度依次提高了4.75、4.09、0.83 tC/hm~2,成熟林、过熟林分别下降了6.87、13.88 tC/hm~2;天然林、人工林植被碳汇分别为41.01×10~6tC、25.39×10~6tC,碳密度分别提高了7.19、4.91 tC/hm~2。湖南省森林植被(包括疏林)碳汇为84.87×10~6tC,乔木林碳汇最大,其次是竹林,分别占湖南省森林植被碳汇的78.24%和33.31%,碳密度提高了6.24 tC/hm~2,各森林类型植被碳储量随其面积变化而变化。表明近20多年来,湖南省乔木林植被单位面积储碳能力明显提高,天然林在湖南省乔木林植被碳储量占有重要地位。     

国内工业生态安全研究述评

经过对国内工业生态安全研究文献的梳理与评价,从一个侧面比较系统地反映了国内该领域研究的现状、重点内容及发展趋势,指出了研究的若干重要进展及存在的不足。在此基础上,对今后我国工业生态安全研究提出了展望与建议。调研发现,国内学者在基础研究、应用研究方面都取得了明显进展:借鉴、界定和运用了一些重要概念;开拓了工业生态安全应用研究的两个重点领域。但是其不足也比较明显:基础理论研究非常薄弱;应用研究的尺度主要是中观层次(区域、行业、工业园区等),企业及国家层面工业生态安全等微观和宏观层次的专题系统研究文献比较少;研究方法上综合交叉研究、实证研究、定量分析比较薄弱。因此,应该大力加强工业生态安全基础性理论问题研究,重视实证研究与定量分析,紧紧抓住工业生态安全研究综合性与交叉性强的特点,在重点研究高耗能行业及工业自然生态环境安全的同时,注意拓展对工业经济生态环境安全、社会生态环境安全以及工业自然-经济-社会复合生态系统综合生态安全的研究。为此,应该建立各相关学科与部门有效沟通、官产学研合作攻关的协调机制。     

森林生态系统碳氮循环功能耦合研究综述

在大气CO2浓度升高和氮沉降增加等全球变化背景下,森林生态系统减缓CO2浓度升高的作用及其对全球变化的响应和反馈存在诸多不确定性.森林生态系统碳氮循环相互作用及功能耦合规律的研究是揭示这些不确定性的基础,也是反映森林生态系统生物产量与养分之间作用规律,涉及林地持久生产力（sustainability of long-term site productivity）的生态学机理问题.森林生态系统碳氮循环的耦合作用表现在林冠层光合作用的碳固定过程,森林植物组织呼吸、土壤凋落物与土壤有机质分解、地下部分根系周转与呼吸等碳释放过程,这些过程存在反馈机理和非线性作用,最终决定森林生态系统的碳平衡.着重在生态系统尺度上,综述了碳氮循环耦合作用研究的一些进展与存在的问题,对今后研究方向进行了展望.     

血水草生物量及碳贮量分布格局

采用样方收获法,利用实测数据,研究了湖南桃江血水草的生物量、碳含量、碳贮量及其分配特征.结果表明,血水草生物量为1744.70 kg/hm2,其中以地下根系生物量最高,为1278.63 kg/hm2,占血水草生物量的73.9％,且地下根系部分生物量与地上叶、茎部分生物量比值为2.74.血水草各器官平均碳含量为450.54 g/kg,从高到低排序为叶＞茎＞根.土壤层有机碳含量为6.63-38.50 g/kg,各层次碳含量分布不均,表层(015cm)土壤碳含量较高,并随土壤深度的增加而逐渐下降.生态系统碳贮量为101.19 t/hm2,碳库的分布格局为土壤层＞植被层＞枯落物层.植被层的碳贮量为0.79 t/hm2,占整个生态系统总碳贮量的0.78％;在植被层中,地下根系碳贮量为0.57 t/hm2,占植被层总碳贮量的72.2％,是植被层的主要碳库.枯落物层碳贮量较少,为0.22t/hm2,仅占整个生态系统的0.22％,它是维系植物体地上碳库与土壤碳库形成循环的主要通道.血水草生态系统中的碳贮量绝大部分集中在土壤中,土壤层碳贮量可观,为100.18 t/hm2,占系统总碳贮量的99.0％,是血水草生态系统中的主要碳库.研究结果,可为深入研究亚热带地区草本植物的生态功能提供参考.     

模拟酸雨对盆栽樟树（Cinnamomum camphora）幼苗叶矿质元素含量的影响

采用盆栽方法,以不同pH值（3.0、4.0、5.0）的模拟酸雨溶液对樟树幼苗进行浇灌处理,研究不同酸度酸雨对樟树幼苗叶矿质元素含量的影响。结果表明,各酸雨处理后樟树幼苗叶矿质元素含量都受到一定程度的影响,N、P、Ca、Mg、Fe、Al、Cu、Mn、Ni含量均较对照有所增加;C、K、Zn含量有所减少。S、Cd、Pb含量变化表现为：pH3.0处理S、Cd含量增加,Pb含量下降;pH4.0处理S、Cd、Pb含量均下降;pH5.0处理S、Cd含量减少,Pb含量增加。相关分析则表明,酸液pH值与樟树幼苗叶中N、Mn含量呈显著负相关。该项研究可为南方城市绿化树种的选择提供理论依据。     

湖南会同5个亚热带树种的细根构型及功能特征分析

细根(直径2mm)具有复杂的分枝系统,不同树种间的细根在空间分布、形态和大小上有较大差异,研究不同树种的细根构型及不同根序的养分特征,对认识不同树种的细根形态和化学成分的变异格局,及其对树种地下生态位分离(niche segregation)、共存和森林生态系统功能过程的影响有着重要意义。在湖南会同林区选择青冈(Cyclobalanopsis glauca)、枫香(Liquidanbar formosana)、拟赤杨(Alniphyllum fortunei)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)等5个亚热带树种,用挖掘法采集完整的细根根系,按照Pregitzer细根分级方法对细根分级,用Win-RHIZO根系测定系统对细根构型的参数进行测定,同时测定各级根系的C、N含量,以探讨各树种各级细根的功能特征,揭示不同树种细根构型与养分策略之间的关系。结果表明:5个亚热带树种细根1级根比根长、比表面积最高,直径最细;3级根比根长、比表面积最低,直径最粗。不同树种之间细根形态特征和构型也表现出差异性:枫香的1级根序比根长最大,为31.45m·g-1,杉木的最小,为16.34m·g-1,枫香和杉木之间差异显著。马尾松的1、2级根序的比表面积最大,杉木的1级根序的比表面积最小,青冈2级根序的比表面积最小,3级根序比表面积杉木最大,青冈最小。不同树种之间的细根直径差异达到极显著水平,各根序的平均直径以杉木的最大,拟赤杨的最小。5个树种细根根尖密度大小顺序为马尾松青冈枫香杉木拟赤杨,各树种细根分叉数以拟赤杨和马尾松的较高,杉木最低。除杉木和枫香外,5个树种细根C含量均呈现出随着根序上升而增加的趋势,C/N比也随根序的上升而增加,而细根N含量呈现出随着根序上升而明显下降的趋势。细根平均C含量以杉木的最高,拟赤杨的最低,马尾松、青冈与枫香之间的差异不显著。细根平均N含量以拟赤杨的最高,马尾松的最低。C/N比以马尾松的最高,拟赤杨的最低。5个树种中,马尾松的外生菌根有很强的拓展能力,因此能显著地增强植物根系的养分、水分吸收能力,即使在贫瘠和干旱的土壤环境中,也能有效地利用有限的养分和水分,促进个体生长。而杉木细根吸收养分和水分的效率及能力最小。     

4种绿化树种盆栽土壤微生物对柴油污染响应及对PAHs的修复

采用室内盆栽实验,利用柴油按不同比例混合土壤0 g/kg(CK),2 g/kg(L1),10 g/kg(L2)和50 g/kg(L3)制备了含不同浓度PAHs的污染土样,选择1年生樟树(Cinnamomum camphora)、广玉兰(Magnolia grandiflora)、栾树(Koelreuteria bipinnata)、马褂木(Liriodendron chinense)幼苗为供试植物,进行了土壤微生物对柴油的响应及对PAHs的修复研究。结果表明:(1)4个树种土壤微生物区系组成以细菌占优势,放线菌次之,真菌最少。(2)在各测定时间树种间土壤微生物总数对污染处理响应差异较大。栾树各污染处理组土壤微生物总数均高于对照组;樟树各污染处理土壤微生物在实验前期低于对照;广玉兰为污染处理组在4月份显著低于对照,而在其他月份多高于对照;马褂木在4月份均低于对照,其他月份为L1处理低于对照,L2、L3处理高于对照(1月L2除外)。(3)4个树种对照土壤中微生物总数随时间的变化都是从10月逐渐增加至翌年4月,然后不断减少至10月;污染处理土壤微生物总数呈现峰值提前或滞后现象,主要出现在1月或7月。真菌是控制PAHs降解的重要因素。(4)经过1a实验,各树种L1、L2处理土壤中的PAHs浓度已与对照土壤相当;L3处理各树种土壤中PAHs含量为马褂木>栾树>广玉兰>樟树。