Estimation of biomass allocation and carbon density of Rhododendron simsii shrubland in the subtropical mountainous areas of China

Aims As an important potential carbon sink, shrubland ecosystem plays a vital role in global carbon balance and climate regulation. Our objectives were to derive appropriate regression models for shrub biomass estimation, and to reveal the biomass allocation pattern and carbon density in Rhododendron simsii shrubland.
Methods We conducted investigations in 27 plots, and developed biomass regression models for shrub species to estimate shrub biomass. The biomass of herb and litterfall were obtained through harvesting. Plant samples were collected from each plot to measure carbon content in different organs.
Important findings The results showed that the power and linear models were the most appropriate equation forms. The D and D²H (where D was the basal diameter (cm) and H was the shrub height (m)) were good predictors for organ biomass and total biomass of shrubs. All of the biomass models reached extremely significant level, and could be used to estimate shrub biomass with high accuracy. It was more difficult to predict leaf and annual branch biomass than stem biomass, because leaf and annual branch were susceptible to herbivores and inter-plant competition. The mean biomass of the shrub layer was 20.78 Mg·hm^-2, in which Rhododendron simsii and Symplocos paniculata biomass accounted for 93.63%. Influenced by both environment and species characteristics, the biomass of the shrub layer organs was in the order of stem > root > leaf > annual branch. The root:shoot ratio of the shrub layer was 0.32, which was less than other shrubs in subtropical regions. The relative higher aboveground biomass allocation reflected the adaptation of plants to the warm and humid environment for more photosynthesis. The mean total community biomass was 26.26 Mg·hm^-2, in which shrub layer, herb layer and litter layer accounted for 79.14%, 7.62% and 13.25%, respectively. Litter biomass was relatively high, which suggested that this community had high nutrient return. There were significant correlations among aboveground biomass, belowground biomass and total biomass of shrub layer and herb layer. The mean biomass carbon density of the community was 11.70 Mg·hm^-2 and the carbon content ratio was 44.55%. The carbon density was usually obtained using the conversion coefficient of 0.5 in previous studies, which could overestimate carbon density by 12.22%.     

复层林对闽楠幼树生长、叶片形态和光合特性的影响

以杉木(Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook.)、闽楠(Phoebe bournei (Hemsl.) Yang)异龄复层混交林(简称杉楠复层林)和檫木(Sassafras tzumu (Hemsl.) Hemsl.)、闽楠异龄复层混交林(简称檫楠复层林)中的7年生闽楠幼树为研究对象,以纯林中的7年生闽楠幼树为对照,研究3种林分中闽楠幼树的生长量、叶片表型、叶片显微结构、光合色素含量、光合参数日变化和光合-光响应曲线的变化规律,分析复层林和纯林中闽楠幼树生长、叶片形态和光合特性的差异。结果显示：(1)与闽楠纯林相比,杉楠复层林中闽楠幼树的胸径增量和树高增量分别高46.61%和43.87%;檫楠复层林中闽楠幼树的胸径增量和树高增量分别低20.75%和26.53%;(2)与闽楠纯林相比,两种复层林中闽楠幼树的叶片鲜重和含水率减小,叶片变薄变“细长”,同时其中脉厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度显著降低;(3)两种复层林中闽楠幼树的叶绿素a、b、总叶绿素和类胡萝卜素含量显著高于纯林中的闽楠;(4)纯林和杉楠复层林中闽楠幼树的净光合速率除上午8∶00外差异不大,檫楠复层林中闽楠的净光合速率在10∶00和14∶00时均显著小于前两者。研究结果表明杉楠复层林下闽楠幼树的生长状况更优,檫楠复层林因为遮阴程度高等原因,对闽楠幼树的生长造成抑制。     

细叶楠种子休眠与萌发对低温层积的生理响应

细叶楠(Phoebe hui Cheng ex Yang)是我国特有的珍贵树种,种子具有生理休眠特性。本文以细叶楠种子为实验材料,研究不同低温层积处理时间(0、20、40、60 d)对细叶楠种子发芽率、营养物质(淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白)、过氧化物酶(POD)以及内源激素脱落酸(ABA)、赤霉素(GA₃)、生长素(IAA)、玉米素核苷(ZR)的影响,分析细叶楠种子萌发与其生理指标的相关性。结果显示：(1)低温层积可以有效打破细叶楠种子的休眠,且处理60 d效果最佳。(2)在低温层积过程,细叶楠种子萌发时间缩短,发芽率提高;种子内淀粉含量降低,可溶性糖和可溶性蛋白含量升高;POD活性上升;ABA含量下降,GA₃、IAA含量增加,而ZR含量先上升后下降。(3)细叶楠种子休眠的解除与萌发与其体内营养物质含量、POD活性以及内源激素含量的变化密切相关。     

杉木林林层指数及其与林下灌木物种多样性的关系

基于湖南省福寿林场不同龄组杉木林(幼龄林、中龄林、近熟林)18个固定样地的实测数据,对比分析了3个龄组杉木林林层指数与林下灌木物种多样性的变化特征,并对其相关性进行了分析。结果表明:不同龄组杉木林林层指数为0.134~0.507,不同龄组的杉木林林层指数存在显著性差异(P0.05);林层指数普遍较低,林木对林分垂直方向的空间利用不足,林木分化程度较弱。随着杉木的生长发育,林下灌木的物种丰富度、Simpson多样性指数、Shannon多样性指数表现出了先增大后减少的变化趋势,幼龄林与中龄林之间的丰富度指数存在显著性差异(P0.05),林下灌木的Simpson均匀性指数和Pielou均匀度指数随着杉木年龄的增加变化不大。林层指数与物种丰富度指数存在极显著的正相关性,说明林层指数是影响杉木林林下灌木丰富度的主要因素。     

未来气候变化情景下中国自然湿地CH4排放的时空变化

应用TRIPLEX GHG模型,模拟未来气候变化背景下2006—2100年中国自然湿地生态系统CH₄排放的时空变化.结果表明： 保持中国现有自然湿地分布不变,在3种相对浓度路径(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5）情境下,21世纪末,中国自然湿地CH₄排放量与当前水平相比将分别增长32.0%、55.3%和90.8%.中国大陆南方自然湿地CH₄排放高于中部和北方,且自西向东呈现上升趋势.CH₄高通量排放区域主要集中在长江中下游湿地、东北湿地和珠江沿岸湿地.RCP4.5和RCP8.5情境下全国大部分自然湿地CH₄排放通量增加,而RCP2.6情境下21世纪中后期CH₄排放上升趋势得到控制并开始下降,到世纪末部分地区（尤其是青藏高原地区）CH₄排放通量与当前水平相比有所降低.     

贵州省新记录植物

报道了产自贵州赤水桫椤国家级自然保护区内的贵州省7种新记录植物,分别是狭冠长蒴苣苔（Didymocarpus stenanthos Clarke）、芒毛苣苔（Aeschynanthus acuminatus Wall.ex A.DC.）、石蜘蛛（Pinellia integrifolia N.E.Brown）、网子度量草（Mitreola reticulata Tirela-Roudet）、棒距虾脊兰（Calanthe clavata Lindl.）、金长莲（Staurogyne sichuanica H.S.Lo）和石萝藦（Pentasacme championii Benth.）,其中叉柱花属(Staurogyne Wall.)和石萝藦属(Pentasacme Wall.ex Wight)为贵州省新记录属,凭证标本均保存在中南林业科技大学植物标本室(CSFI)。这些植物新的地理分布对于贵州北部植物区系和丹霞地貌植被研究均有重要意义。     

中国大陆兰科植物新资料

报道了中国大陆兰科(Orchidaceae)一新记录种:闭花天麻(Gastrodia clausa T. C. Hsu, S. W. ChungC. M. Kuo),凭证标本馆藏于中国科学院华南植物园标本馆(IBSC)。闭花天麻以联合花被管短且闭合,花辐射对称,唇瓣花瓣状,合蕊柱腹部具显著附属物而易与该属其他种类区别。提供了该种的描述、解剖照片及分类学信息。     

银杏愈伤组织生长、褐化与黄酮积累研究

旨在建立稳定的银杏愈伤组织继代体系,筛选细胞活性强且黄酮产量高的细胞培养条件,为工业化生产提供一定参考。以MS培养基为基本培养基,在40 d的继代周期内设计正交实验研究外植体月份、外源激素与抗褐化剂交互作用下的银杏愈伤组织生长、褐化与黄酮积累,并对比了4、5、6月中旬银杏叶片黄酮含量。结果表明,银杏愈伤组织继代中的最佳生长组合为:4月叶片诱导的愈伤组织+3.0 mg/L NAA+0.5 mg/L KT+5 mg/L VC;最佳抗褐化组合为:4月叶片诱导的愈伤组织+1.0 mg/L NAA+1.0mg/L KT+10 mg/L VC;银杏叶黄酮含量从4-6月呈上升趋势,且不同月份叶片诱导的愈伤组织黄酮含量与之呈正相关,以6月叶片诱导的愈伤组织+2.0 mg/L NAA+1.0 mg/L KT+5 mg/L VC为最佳黄酮积累条件;结合愈伤组织干重,总黄酮实际产量最高组合为:5月叶片诱导的愈伤组织+2.0 mg/L NAA+0.5 mg/L KT+5 mg/L VC。银杏愈伤组织的适宜继代周期为24-32 d,生长量较大且褐化率低。     

宁夏六盘山4种典型森林伴随降水的无机氮通量变化特征

在宁夏六盘山香水河小流域,选择建立了4种典型森林的样地,测定了2011年生长季(5月24日—10月20日)大气降水(724.3 mm)、穿透水、干流、枯落物渗透水和主根系层(0—30 cm)土壤渗透水的无机氮(NH~+_4-N、NO~-_3-N)浓度及相应通量的变化。结果表明,在林外降水转化林下降水中,各样地林下降水携带的生长季NH~+_4-N通量(kg/hm~2)(华北落叶松人工林2.40、华山松次生林2.37、野李子灌丛2.29、桦木次生林2.09)均明显低于林外降水(3.04),NO~-_3-N通量(kg/hm~2)(华北落叶松人工林2.15、桦木次生林2.14、野李子灌丛2.09、华山松次生林1.92)更显著低于林外降水(4.27)。整体看来,阔叶林林冠的无机氮吸附(吸收)作用稍高于针叶林。在4种森林样地的枯落物层渗透水中,无机氮浓度变化在0.68—0.88 mg/L,稍高于林冠穿透水的无机氮浓度;4个样地的枯落物渗透水的无机氮通量(kg/hm~2)(野李子灌丛4.10、桦木次生林3.24、华山松次生林3.22、华北落叶松人工林2.77)均低于林下降水。在华山松次生林和华北落叶松人工林的主根系层(0—30 cm)土壤渗透水中,无机氮浓度均高于枯落物渗漏水;因土壤淋出作用,华山松次生林和华北落叶松人工林的土壤渗透水的无机氮输出通量分别为16.34 kg/hm~2和18.93 kg/hm~2,均显著高于枯落物渗透水的输入通量。整体来看,林外降水在林地无机氮输入中占有重要地位,在研究年份生长季,林冠层和枯落物层的吸附(吸收)作用使降水输入的无机氮通量明显降低,但主根系层土壤淋出作用显著增大了土壤渗透水携带的无机氮输出通量,表现为土壤层氮素流失。     

火干扰对森林土壤斥水性的影响研究进展

土壤斥水性是指水分不能或很难湿润土壤颗粒表面的现象,很多植被类型及气候带森林存在土壤斥水性。土壤斥水性受水分、温度、干湿交替、土壤质地、植被类型等生物和非生物因子的影响。而火干扰是森林生态系统土壤斥水性的重要影响因子,使森林土壤斥水性增强,渗透率降低,地表截留体减少,从而增加地表径流和土壤侵蚀。就火干扰对土壤斥水性的发生机理及其对水文过程的影响进行了较为全面的总结和讨论,并指出目前存在的问题和未来的研究重点。森林火灾后火烧迹地地表径流和土壤侵蚀显著增加,定量预测火灾后土壤斥水性对径流与侵蚀的影响比较困难,因此,基于不同尺度和自然降雨的火灾后斥水性对地表径流和土壤侵蚀的实验及长期定位观测是今后的研究方向与重点。