长白山红松和鱼鳞云杉在分布上限的径向生长对气候变暖的不同响应

用树木年代学方法研究了近50年来气候变化对长白山自然保护区两种广泛分布的重要乔木树种红松(Pinus koraiensis)和鱼鳞云杉(Picea jezoensis var. komarovii)分布上限树木径向生长的影响, 发现红松年轮宽度具有与温度升高相一致的趋势, 而鱼鳞云杉年轮宽度则出现随温度升高而下降的“分离现象”。对水热条件的正响应是分布上限红松年表与温度保持一致的关键: 生长季的温度和降水的增加对上限红松的生长有促进作用, 且二者对树木生长的有利效应有相互促进的现象; 生长季的延长也有利于红松的生长。升温导致的水分胁迫是造成上限分布的鱼鳞云杉年轮宽度与温度变化趋势相反的重要因素: 分布上限的鱼鳞云杉年表与大多数温度指标均呈负相关关系; 随着温度升高, 年表与年降水量尤其是春季降水量的相关性逐渐由负转正; 各月的高温以及生长季中后期的少雨是形成上限鱼鳞云杉窄轮的主要气候因素, 而较低的各月温度以及生长季后期充足的降水则有利于上限鱼鳞云杉的生长; 此外, 生长季长度没有变化也可能是造成鱼鳞云杉年表序列对温度变化敏感性下降的重要因素。     

暖温带乔木和灌木物候变化及对气候变化的响应

根据2003-2014年气象数据和暖温带3种乔木(辽东栎、五角枫和核桃楸)和3种灌木(土庄绣线菊、毛叶丁香和六道木)的物候观测数据资料, 采用气候倾向率和回归分析等方法, 观察乔木和灌木物候变化特征的差异, 分析温度、降水以及乔木、灌木的物候变化趋势, 同时对气象因子与乔木和灌木物候期的相关关系进行研究。结果表明: ①研究期间, 北京东灵山平均气温呈不显著的上升趋势, 气候倾向率为0.200℃·10a–1, 春季(3–5月)和夏季(6-8月)温度显著上升; 降水量呈下降趋势, 平均减少71.630 mm·10a–1, 总体呈暖、干的趋势。②3种乔木的生长季长度都缩短, 辽东栎、五角枫和核桃楸平均生长季长度分别缩短50.70 d·10 a–1、29.83 d·10a–1和22.36 d·10a–1。3种灌木的生长季长度也都缩短, 土庄绣线菊、毛叶丁香和六道木的平均生长季长度分别缩短42.55 d·10a–1、42.76 d·10a–1和38.15 d·10a–1。乔木和灌木的物候变化趋势相同, 整体表现为春季物候推迟, 秋季物候提前, 生长季长度都缩短且生长季长度相差不大。乔木和灌木都表现出芽期推迟最明显, 每10年推迟达19天以上。③乔木和灌木各物候期与气温总体表现为负相关, 即气温升高, 物候期提前, 其相关性显示出夏季(6-8月)温度对植被物候期影响较大, 夏季温度与各物候期表现为正相关, 即夏季温度升高, 物候期推迟。同时乔木和灌木与总体降水没有明显的相关关系, 但秋季物候与不同时段降水表现不同的相关性, 由此可知夏季温度变化对木本植物春季物候(出芽期、展叶期和首花期)的影响更大, 而秋季物候(叶变色期和落叶期)受温度和降水共同影响。     

南方丘陵地区生态系统服务变化对国土空间规划的指示意义

以保护和提高生态系统服务功能为原则,优化生态空间格局对于保障区域生态系统稳定性具有重要作用。以南方丘陵地区为研究对象,基于土地利用数据,评估了南方丘陵地区20年间生态系统服务功能的时空变化,据此提出区域国土空间规划建议。结果表明：（1）1995-2000年间森林生态系统面积与生态系统服务功能急剧下降,在2000年之后两者均逐渐恢复。（2）南方丘陵地区生态系统服务主要受自然因素与社会经济因素的影响,空间分布呈自东南至西北逐渐降低的趋势。（3）空间叠加分析南方丘陵地区生态敏感性,划定4个生态功能区,明确重点保护区范围,严格规范对服务供给区、适度开发区及城镇建设区的干扰程度,在现有国土空间规划方案的基础上进行合理优化。研究成果探讨了生态系统服务格局在国土空间规划过程中的重要作用,可为进一步评估优化南方丘陵地区的生态空间格局提供科学参考。     

北京山区3种暖温带森林生态系统未来碳平衡的模拟与分析

 使用LPJ-GUESS植被动态模型, 在北京山区研究了未来100 a以辽东栎(Quercus liaotungensis)为优势种的落叶阔叶林、以白桦(Betula platyphylla)为主的阔叶林和油松(Pinus tabulaeformis)为优势种的针阔混交林的碳变化, 定量分析了生态系统净初级生产力(NPP)、土壤异养呼吸(R_h)、净生态系统碳交换(NEE)和碳生物量(Carbon biomass)对两种未来气候情景(SRES A2和B2)以及相应大气CO₂浓度变化情景的响应特征。结果表明: 1)未来100 a两种气候情景下3种森林生态系统的NPP和R_h均增加, 并且A2情景下增加的程度更大; 2)由于3种生态系统树种组成的不同, 未来气候情景下各自NPP和R_h增加的比例不同, 导致三者NEE的变化也相异: 100 a后辽东栎林由碳汇转变为弱碳源, 白桦林仍保持为碳汇但功能减弱, 油松林成为一个更大的碳汇; 3) 3种森林生态系统的碳生物量在未来气候情景下均增大, 21世纪末与20世纪末相比: 辽东栎林在A2情景下碳生物量增加的比例为27.6%, 大于B2情景下的19.3%; 白桦林和油松林在B2情景下碳生物量增加的比例分别为34.2%和52.2%, 大于A2情景下的30.8%和28.4%。     

北京东灵山地区植物群落多样性研究 Ⅹ.不同尺度下群落样带的β多样性及分形分析

选取不同尺度,采用β多样性指数和分形分析方法对东灵山暖温带森林样带上群落多样性随海拔梯度的空间变异规律进行了研究。结果表明,１）Ｃｏｄｙ指数揭示出乔木层在取样尺度２０ｍ和灌木层在取样尺度８０ｍ时,随海拔梯度变化呈明确的物种替代规律性;乔木层和灌木层在同一地点的物种替代速率具有互补性;群落多样性的空间变异在样带的起始（山底）和终止（山顶）地段较高。２）笔者提出的群落结构变异（ＣｏｍｍｕｎｉｔｙＳｔｒｕｃｔｕｒｅＶａｒｉａｔｉｏｎ,ＣＳＶ）指数介于０～１之间,作为Ｃｏｄｙ指数的改进,它对群落多样性沿环境梯度变化的揭示更接近于实际情况;ＣＳＶ指数分析显示乔木层在＞４０ｍ取样尺度,灌木层＞２０ｍ取样尺度群落结构出现明确变异规律;物种丰富度（Ｃｏｄｙ指数）和群落结构（ＣＳＶ指数）变化规律性的表现尺度（取样尺度）不同。３）分形分析的结果,乔木主林层在２００ｍ内不同尺度间不存在相关规律,乔木更新层只在＜４０ｍ尺度显示出尺度依赖性,灌木层的尺度依赖特征则表现为小尺度变异显著而较大尺度上变异程度降低;乔木更新层与灌木层的异质性规律发生显著变化（拐点）的尺度不同,分别为４０ｍ和９０～１００ｍ。同时,还对群落学研究中的取样尺度问题进行了探讨。     

暖温带森林优势种群的地形生境变异性

地形是影响植物种群分布格局、维持群落多样性的重要因子。以东灵山20hm2暖温带落叶阔叶林动态监测样地内的2个优势种群——辽东栎(Quercus wutaishanica)与胡桃楸(Juglans mandshurica)为研究对象,对比分析2种群同物种不同生长阶段、不同物种相同生长阶段群体的地形生境差异性。结果表明,样地内辽东栎种群主要分布在坡度大、南坡、西坡、凸出及高海拔的位置上,成年树比幼树更偏好凹地形;胡桃楸种群集中分布在坡度大、北坡、东坡、凹陷及低海拔的地形上,成年树相比幼树偏好分布在南坡、东坡及凹陷的位置。每个种群的幼树与成年树群体的地形因子之间差异都不显著(P>0.05),地形特征的分布范围一致;2物种成年树群体的海拔因子差异显著(P<0.05),幼树群体除了海拔外,南北坡向也表现了明显的差异(P<0.05)。同种群不同生长阶段地形因子的选择显示了物种地形生境的限制及保守性,不同种群同生长阶段地形因子的选择显示了物种间空间分布格局及多样性的维持。这对于理解暖温带森林的物种共存及生物多样性维持具有重要的意义。     

星斗山木本植物多样性沿海拔的格局

以星斗山11个样方的调查资料为基础,应用物种重要值、物种丰富度、α多样性和β多样性指标,对星斗山木本植物群落结构及多样性空间分布特征进行了研究,同时也作为验证Rapoport理论的一个案列。结果表明:星斗山自然保护区群落以多优种群落为主,群落重要值大于15的优势种主要有杉木、楠木、水青树、鹅耳栎及青冈等;该地区群落外貌随着海拔高度的升高表现出一定规律性;随着海拔升高,物种α多样性及丰富度呈现减小趋势,同时β多样性亦减小,验证了Rapoport理论;不同坡向物种多样性存在差异,Simpson指数以东坡、东北坡最高,其次是西坡,北坡最低;同一群落灌木层物种多样性均高于乔木层。     

外来植物黄顶菊的入侵警报及防控对策

一种菊科外来植物最近出现在我国华北地区的天津市和河北省的衡水与廊坊市。专家鉴定结果证明这是一种我国从未报道过的外来物种Flaveria bidentis。本文拟定了它的中文名称：黄顶菊,并对其原产地、扩散范围以及形态学、生理学、生态学等方面的特征进行了介绍。通过分析其特性,我们认为黄顶菊是一种入侵性极高的一年生杂草,特别是对农牧业生态系统有极大的破坏性。为了防治、控制和根除这种新入侵的有害物种,本文借鉴国内外入侵物种防治的经验提出了一些建议,供有关方面参考,并呼吁各有关人员和部门积极行动起来,调查其入侵途径,分析其可能入侵的区域,评估其入侵性,拟定科学的防控方案。     

山地小气候模拟研究进展

山地气候是最为复杂的气候类型之一,加上观测点少,气象资料比较缺乏,研究的难度很大,采用模型模拟的方法对山地气候进行研究是气象和生态学的交叉领域,得到气象和生态学者的广泛重视.目前,山地小气候模型模拟已得到很大的发展,作者从温度、降水、湿度、太阳辐射和风场5个方面综述了国内外在这方面的研究进展1)温度场的模拟主要是以分离-综合法改进后的多元回归法为主;2)降水模拟的方法主要有地形因子相关法(又可分为单要素、双要素、三要素和多要素)和趋势面法;3)关于湿度,一般气象站只观测水汽压和相对湿度,但一般的生态系统模型却是以水气压饱和差来表征湿度的,用湿度-辐射循环法模拟;4)太阳辐射的模拟很复杂,主要以直接辐射、散射辐射、反射辐射和总辐射分别来模拟;5)风场主要模拟方法有诊断方法和预报方法.以上对山地小气候的模型模拟总的特点为区域性强、经验性大、普适性(理论性)差.同时,我们根据实际研究工作,展望了未来山地气候中小尺度模拟研究的两个侧重点1) 今后要综合、动态地模拟山地小气候系统,用现代理论尤其是非线性理论来研究山地气候,以加强理论方面的研究;2) 加强对先进技术(例如GIS、RS等)的吸收利用.