鼎湖山流域下游浅层地下水动态变化及其机理研究

全球变暖和降水格局的改变将如何影响下垫面水文过程是一个被普遍关注的重大科学问题,然而要阐述其内在联系首先必须排除人类活动及土地格局变化的影响。论文以严格保护下的鼎湖山自然保护区为研究对象(排除人类活动及土地格局变化的影响),以其完整集水区下游区域地下水测井系统测定的地下水位数据为基础,拟阐述全球变暖和降水格局改变对该地区地下水位多年变化动态及趋势的影响机制。结果表明:2000年至2009年10 a间鼎湖山流域下游浅层地下水位由2000年的–2.27 m上升到2009年的–1.81 m,年均极显著(p=0.005)上升0.043 m.a-1;地下水位干湿季差异显著,湿季地下水位显著(p0.001)高于干季,分别为–1.87±0.23 m、–2.25±0.15 m。时间序列上,干季地下水位无显著(p=0.190)变化,湿季(1999-2009年)地下水位呈极显著(p=0.002)上升趋势;日地下水位变异系数CVwt=0.20明显小于日降水量CVp=2.77,日地下水位动态与前40 d的日降水量有关;地下水位的变化不能用同期内降水量变化(p=0.294)解释,分析认为降水格局的变化是导致地下水位上升的基本原因。该研究对评估降水格局改变和全球变暖环境下,地下水资源的变化趋势有重要指示意义。     

鼎湖山针阔叶混交林小气候调节效应

森林小气候监测对于评价森林对全球气候变化的响应与反馈有重要意义。选取2010年鼎湖山针阔叶混交林通量塔林内气象资料及其附近气象站空旷地同时段内气象资料,对两站点的气温、湿度、地温等小气候因子的日变化及月变化进行分析和对比。结果表明:(1)混交林年均气温、大气相对湿度和地表温度分别为19.8℃、86.5%、20℃,空旷地分别为22.1℃、79.1%、24℃。混交林内年均气温与地温分别比空旷地低2.3℃、4℃,年均相对湿度比空旷地高7.4%,土壤各层湿度明显高于空旷地,表现出良好的降温、增湿、涵养水源的小气候效应。(2)二者气温、大气湿度、土壤温度的差值均为白天大于晚上,在10:00—17:00差异明显,表明针阔叶混交林的降温和增湿作用白天大于夜晚。气温和土壤温度差值在湿季大于干季,而相对湿度差值在干季大于湿季,表明针阔叶混交林的降温作用湿季大于干季,增湿作用干季大于湿季。这种小气候调节作用是由南亚热带特殊的气候条件及植被类型决定的。     

南亚热带森林演替过程中小气候的改变及对气候变化的响应

区域水热格局变化和系统演替深刻影响森林内部小气候,不同演替阶段森林内部水热环境对气候变化的响应和反馈作用有待进一步认识和评估。以南亚热带地区的3种不同演替阶段代表性森林生态系统统(人工恢复的马尾松针叶林(Pinus massoniana coniferous forest,PF)、马尾松针阔叶混交林(mixed Pinus massoniana/broad-leaved forest,MF)和季风常绿阔叶林(monsoon evergreen broad-leaved forest,MEBF))为研究对象,通过分析其林内小气候林型间差异以及时间序列上的动态变化,探讨森林系统内部水热环境的改变机理。结果表明:演替驱动下,随着PF→MF→MEBF的正向发展,林内温度条件如气温、土壤温度逐渐降低,林内相对湿度、土壤层及凋落物含水量等水分状况逐步升高。不同林型在"雨热同期"的南亚热带地区其"降温效应"有差,演替初期的PF干、湿季"降温效应"分别为7.9%和3.6%,中期MF分别为11.6%和6.4%,顶级群落MEBF干、湿季"降温效应"可达15.7%和10.5%。总体上,随演替"降温增湿"效应越来越显著,且"降温"表现为干季更明显,而"增湿"表现为湿季明显。此外,演替驱动下后期森林对高温及土壤温度的调节作用更为突出。时间序列上,区域降水趋于"极端化"的格局影响下,森林生态系统的水分固持能力下降。主要表现为:自1984年以来,3种林型0—50cm土壤含水量均呈显著降低的趋势(P0.001),且湿季土壤含水量下降速率高于干季,林型间在全年及湿季均为MFMEBFPF,干季为MEBFMFPF。虽然研究期间3种林型林内气温、土壤温度无明显趋势性变化,但顶级群落MEBF林内相对湿度(P=0.021)、凋落物自然状态下含水量(P=0.003)在年际尺度上均呈现显著下降的趋势。与土壤含水量干、湿季下降速率的格局一致,二者也均为湿季大于干季。研究认为,成熟森林可能在当前南亚热带区域气候变化及水热格局改变背景影响下更为敏感和脆弱。     

退化湿地生态系统恢复的一些理论问题

湿地是陆地和水生生态系统间的过渡带,作为一种重要的自然资源,湿地是野生生物的栖息地,可调控区域内的水分循环和C、N等元素的生物地球化学循环;其生物生产力可为人类提供食物和商品,还能过滤和分解所吸纳的污染物,由于湿地的功能未受到足够的重视。全世界的湿地因大量围垦和干扰而丧失或退化,在退化湿地的恢复过程中,可用自我设计和设计理论、演替理论、入侵理论、河流理论、洪水脉冲理论、边缘效应理论和中度干扰假说等理论作指导,湿地恢复的方法包括：尽可能采用工程与生物措施相结合的方法,恢复湿地的供水连接,利用水文过程加快恢复,控制污染物的流入,修饰湿地的地形或景观,改良湿地土壤,在最佳位置重建湿地的生物群落,减少人类干扰,提高湿地的自我维持能力,建立缓冲带以保护自然的和恢复的湿地,建立湿地稳定性和持续性的评价体系并予以监控。     

鼎湖山季风常绿阔叶林某些沉积元素转移过程中的浓度分析

对鼎湖山大气降水、季风常绿阔叶林林冠穿透水、土壤水(30cm和80cm深)以及溪水中某些沉积元素进行了系统连续的观测研究,从沉积元素的转移过程阐明了鼎湖山自然保护区和季风常绿阔叶林所承受的环境压力,通过分析沉积元素在这些水文学过程中的浓度变化和相互联系,试图揭示该生态系统相应功能过程变化的规律。得到如下结果：(1)大气降水中的Pb含量远远高于穿透水、土壤水(30cm和80cm深)以及溪水中的含量,随着水分由输入向输出流动,Pb的浓度逐渐降低;(2)在大气降水、林冠穿透水、土壤水(30cm和80cm深)以及溪水中,Al离子的浓度逐步增加;(3)除Pb外,所有其他元素(Al、Mn、sr、Mg、Na、K和Ca)在土壤溶液中的浓度都高于5个水文过程的平均值;(4)Mn、K、Ca的输入和输出的浓度都不高;(5)Na和Mg在土壤水和溪水中的浓度超过5个水文过程的平均值。这表明：(1)鼎湖山的大气具有高浓度的Pb含量,而且Pb在季风常绿阔叶林系统中处于一个持续的积累过程;(2)酸性降水不仅活化了土壤中的Al元素,对各个水文学过程中的离子浓度也有增大的作用;(3)Na和Mg在当前的大气环境下有可能加速地从季风常绿阔叶林生态系统中淋洗出来。总之,由于酸雨和大气污染的影响,鼎湖山森林生态系统将处于不稳定状态。     

南亚热带常绿阔叶林林下层植物的生物量及其测定方法的探讨

应用全收割法测定广东省鼎湖山南亚热带常绿阔叶林林下层植物生物量 ,林下植物总生物量为 12 9 58g/m2 ,其中茎、枝、叶、根的生物量占总生物量的比例约为 4 0 % ,9 0 % ,2 2 % ,2 9% .由部分实测数据建立林下植物个体生物量估算模型为W =0 0 0 4 2 ·H1 932 3.应用该模型得到的估算值 ,与收获实测值的相对误差仅为 1 8% ,具有良好的精度 .此外 ,还通过改变取样面积对该模型的适用性进行了探讨 .     

鼎湖山酸沉降背景下主要森林类型水化学特征初步研究

雨水的水质在通过森林后会发生变化．如果雨水是酸性的,这种变化会更加明显．通过一年多时间在鼎湖山主要森林类型采样分析发现,鼎湖山大气降水pH值低,酸雨频率高;阔叶林穿透雨pH值比大气降水高,树干径流和地表水pH值比大气降水低,土壤自然酸化非常严重;混交林穿透雨和地表水酸度比大气降水低,树干径流酸度则大于大气降水;针叶林穿透雨和树干径流都有进一步酸化趋势,但地表水pH值比大气降水高．3种林型比较,阔叶林林冠缓冲能力最强,针叶林土壤缓冲能力最大．3种林型,林内降水和地表水养分N、P、K、Ca、Mg和Na含量除N外都明显高于大气降水．各林型树干径流对养分富集能力强于穿透水,养分在大气降水中的浓度低于在地表水中的浓度．针叶林林内降水比混交林和阔叶林养分含量高,但地表水中养分浓度比后两者低．从地表水的养分浓度看,阔叶林和混交林养分亏损更为严重．     

海岛退化生态系统的恢复

海岛在干扰下极易退化且不易恢复,这些干扰包括毁林、引种不当和自然灾害三类。海岛恢复的限制性因子是缺乏淡水和土壤、生物资源缺乏、严重的风害或暴雨。不同大小的海岛和海岛不同部分的恢复策略不同。海岛植被恢复可参考其群落演替过程,其恢复至少是一个群落或生态系统水平的恢复。海岛恢复的长期利益包括重建海岛的生物群落,再现海岛生态系统的营养循环,恢复海岛的进化过程。海岛恢复的过程比较复杂,最关键的是要选择好适生的关键种。     

中国生态系统研究网络第十一次工作会议暨学术交流会在三亚召开

中国生态系统研究网络（ChineseEcosystemResearchNet,CERN）第十一次工作会议暨学术交流会于2003年2月25－28日在海南三亚市举行。CERN是为了监测中国生态环境变化，综合研究中国资源和生态环境方面的重大问题，发展资源科学、环境科学和生态学，于1988年开始组建并受到世界银行资助。目前该研究网络由中国科学院所属各研究所的36个野外试验站，以及水分、土壤、大气、生物、水域生态系统5个学科分中心和1个综合研究中心组成。本次会议共有161名代表参加，收到论文94篇，大会报告11个，分组报告63个。会议总结了2002年度CERN的工作…     

南亚热带季风常绿阔叶林锥栗-荷木-黄果厚壳桂群落发展趋势探讨

 根据广东省中部鼎湖山自然保护区季风常绿阔叶林锥栗_荷木_黄果厚壳桂(Castanopsis chinensis_Schima superba_Cryptocarya concinna)群落8年的监测,用成对双样本均值分析的方法对群落个体数、生物量等进行了对比研究,初步揭示了群落真正时间意义上的变化：1）群落个体数呈逐年递减的趋势,1992、1994、1999年分别为3 979、3 822、3 531 株·hm-2,1994、1999年比1992年分别减少了3.9%、11.3%,经t_检验,差异极显著。类似的,群落生物量大体上也呈下降的趋势,1992、1994和1999年分别为293.1、304.3和248.5 t·hm-2,1994、1999年分别为1992年的103.8%、84.8%,差异不显著。2）不同径级树木个体数和生物量年间存在差异。胸径≤30 cm的树木个体数年间差异极显著。胸径90 cm以上的树木个体数在1992～1999年间减少50%。胸径40 cm以下和90 cm以上树木生物量年间差异不显著。1994、1999年中径级（尤其是40～50 cm）树木的生物量有一定的发展, 分别增长了1.36%、8.7%。3）黄果厚壳桂、云南银柴物种个体数极显著减少,锥栗1992～1999年间生物量减少31.1%,黄果厚壳桂1999年生物量显著低于1992年。4）鼎湖山季风常绿阔叶林正朝着中生顶级群落演替。5）顺行演替过程中群落出现波动,这是群落演替、自然稀疏、自然灾害等共同作用的结果。