青藏高原冬小麦冠层几何结构、光截获及其对光合潜能的影响

在西藏拉萨测量了藏冬系列３个冬小麦品种的冠层几何结构及冠层地光合有效辐射（ＰＡＲ）的反射率，透过率和截获率，通过实测和理论计算。结果表明，高原地区冬小麦叶片比平原地区的更趋于直立，具有比平原地区低的消光系数，能够容纳较大的绿叶面积和有效穗数，当冠层的ＰＡＲ的截获率趋于饱和时，高原地区麦田可容纳的最大绿叶面积可达８．６，是平原地区的１．４倍左右，开花到成熟期间的叶日积（ＬＡＤ）大约可达平原地区的２倍  

土壤呼吸对降雨响应的研究进展

 土壤呼吸是当前区域碳收支及全球变化研究中的一个热点问题。降雨作为一个重要的扰动因子, 对准确估算土壤呼吸具有重要影响, 这在干旱和半干旱地区尤为明显。尽管关于土壤呼吸对降雨响应过程与规律的研究已取得了较大进展, 但是对于其机制的解释仍然存在较大的争议, 集中体现在对“Birch效应” (降雨强烈激发土壤呼吸的现象)的解释上, 即到底是“底物供应改变机制”还是“微生物胁迫机制”在调控该过程。该文综述了土壤呼吸对降雨事件、降雨量及降雨格局的响应过程与规律; 阐述了土壤呼吸各组分对降雨响应的差异, 分析了雨后物理替代与阻滞、底物供应、根系和微生物活性、微生物群落结构与功能等一系列过程引起土壤呼吸改变的机制; 重点阐述了微生物对土壤水分波动的响应与适应机制。在此基础上提出了今后需重点关注的4个方面：1) “底物供应改变机制”与“微生物胁迫机制”的区分; 2)土壤呼吸各组分对降雨响应的差异;3)不同时空尺度上土壤呼吸对降雨响应的模拟与估算; 4)降雨带来的外援N和H⁺的作用。  

雨雪冰冻灾害对中亚热带人工林的影响——以江西省千烟洲为例

 为深入研究2008年初低温雨雪冰冻灾害对我国南方森林生态系统的影响, 实地调查了中国科学院千烟洲红壤丘陵综合开发试验站(简称千烟洲站)人工林受损状况, 并结合气象资料与空间数据进行了分析。在千烟洲站内主要的5种林型中, 受损林分多为湿地松(Pinus elliottii)林, 倒伏区面积为7.72 hm², 占森林面积的6.12%, 地上植被碳储量损失1 462 g·m^–2 (范围在655–5 230 g·m^–2之间)。持续低温、阴雨潮湿等气象条件是导致湿地松林受损的直接原因, 特别是2008年2月1日的低温、强降水和大风, 加剧了灾害程度。在吉泰盆地低山丘陵区(海拔60–140 m), 高程与局地地形、气象条件密切相关, 因而对冰雪灾害具有较强的指示作用。丘陵顶部土壤贫瘠、受风影响强烈, 林木易受损倒伏。阳坡的林木易偏冠, 这可能是其受损较为严重的原因之一。湿地松林受损的内因主要有冠型、材质、根系分布、叶片特征和年龄等；此外, 人为割脂也可能是造成湿地松大量倒伏的重要因素。  

基于涡度协方差法和生理生态法对落叶松林CO2通量的初步研究

 该文利用涡度协方差法和生理生态学方法（不同分量的累积和）获得的通量观测数据，对老山落叶松(Larix gmelinii)林(45°20′N, 127°34 ′E)的碳收支进行了分析。通过对每0.5 h所测数据进行的分析表明，能量平衡达到75％，说明涡度协方差法适应于本站的研究。较阴天气情况 下，林分光照利用效率显著高于晴朗天气，可能归因于阴天较多的散射光。以单位土地面积计算发现，通过涡度协方差法计算的落叶松林生态 系统的总初级生产力在20～50 μmol•m^-2•s^-1之间，远高于冠层叶片的总光合速率9.8～23.4μmol•m^-2•s^-1 (平均值16.2μmol•m^-2•s^-1 )，而 当综合考虑冠层光合和林下植物光合作用时，两种方法测定结果吻合性较好，说明林下植物对落叶松林碳平衡有重要影响。在估计森林生态系 统呼吸方面，以有风夜晚净生态系统交换量（NEE）来代表生态系统呼吸总量（3～9μmol•m^-2•s^-1）低估了生态系统呼吸总量，粗略估计较生 理生态学方法（不同呼吸分量的累积和）低估了50%左右（14.2μmol•m^-2•s^-1）。结果发现两种方法在估计森林碳平衡方面存在一定的差异， 呼吸量的估计差异应是今后研究的重点。  

氮沉降对森林土壤有机质和凋落物分解的影响及其微生物学机制

氮沉降持续增加背景下土壤C∶N∶P化学计量比和pH环境等的改变及其可能的土壤微生物学机制已经成为陆地生态系统与全球变化研究的新生长点和科学研究前沿.以生态化学计量学和土壤微生物生态学为理论基础,综述了氮沉降对森林土壤有机质和凋落物分解的影响及其微生物学机制的基本理论、最新进展、研究热点与难点,旨在促进全球变化背景下陆地生态系统地下生态学的研究.氮沉降持续增加会导致森林生态系统磷循环加速,导致磷限制.氮沉降不但改变森林土壤有机质和凋落物的C∶N∶P化学计量比和降低土壤pH值,而且改变土壤微生物生物量碳氮磷、细菌、真菌和放线菌的组成以及影响碳氮磷分解的关键酶活性.氮沉降对森林土壤有机质和凋落物分解的影响表现为促进、抑制和无影响,其影响的差异可能来源于微生物效应的不同.叶片在凋落前有显著的氮磷养分回收,但是根无明显的养分回收,造成土壤有机质和凋落物的C∶N∶P化学计量比存在明显差异.基于DNA/RNA等分子生物学方法为土壤微生物生态学研究提供了强有力的手段,将促进氮沉降对森林土壤有机质和凋落物化学计量比改变的微生物学机制研究.  

植被在全球气候变化中的作用

本文根据地球表面两个众所公认的平衡方程：热量平衡方程和水量平衡方程对森林对于气候的反馈作用进行了初步的探讨，指出森林对于气候变化的作用是增温还是降温须视具体地点的情况而定。对于中纬度地区，当某一区域的迂流量的变化与下垫面反射率的变化满足关系：△ｆ＝５△αｘ１０￣（－４）ｇ／ｃｍ￣２ｍｉｎ时，地表温度并不因为下垫面反射率或迁流量的变化而变化。这一研究也表明在制定全球变化对陆地生态系统影响对策时必须因地制宜，以保证地球成为一个适于人类生存与持续发展的生命支持系统．  

基于模型数据融合的千烟洲亚热带人工林碳水通量模拟

人工林生态系统是我国森林生态系统的重要组成部分,在全球碳平衡中的作用越来越受到重视.利用千烟洲亚热带人工针叶林通量观测站的碳水通量和气象观测数据,通过模型数据融合方法对碳水循环过程模型——SIPNET模型关键参数进行反演,模拟了2004-2009年千烟洲人工林生态系统的碳水通量.结果表明:仅用碳通量观测数据优化模型参数时,净生态系统碳交换量(NEE)模拟效果较好(R2=0.934),而生态系统蒸散(ET)模拟效果较差(R2=0.188)；同时用碳水通量观测数据优化时,NEE模拟效果稍差(R2=0.929),但ET模拟效果显著提升(R2=0.824),说明利用碳水通量观测数据同时优化,SIPNET模型才能较好地模拟试验站点碳水通量.在此基础上,开展了人工林生态系统碳通量对降水变化响应的敏感性分析,发现降水量减少对光合作用的影响比对呼吸作用的影响更为强烈,且碳水通量同时参与优化时模型才能较好地模拟碳通量随降水减少而快速降低的趋势,表明如果不能同时利用碳水通量进行参数优化,模型无法正确揭示生态系统碳循环对降水变异的响应.  

长白山高山苔原季节性雪斑土壤呼吸对温度响应的模拟研究

 利用LI-8100土壤呼吸测定系统, 在室内控制温度条件下测定了长白山高山苔原季节性雪斑大白花地榆(Sanguisorba sitchensis (=S. stipulata))群落土壤呼吸对温度的响应过程, 并根据野外连续测定的全年温度, 估算了雪斑群落土壤呼吸的季节变化, 同时模拟气温升高对土壤呼吸的影响。雪斑土壤温度全年大部分时间维持在0 ℃以上, 极端温度变动幅度不超过20 ℃。模拟计算了10 cm深土壤的呼吸强度, 海拔2 036 m处为307.1 g C·m^–2·a^–1, 海拔2 260 m处的呼吸量为270.9 g C·m^–2·a^–1。由于积雪时间长, 冬季呼吸占很大比例, 而且随着海拔的升高比例加大。从海拔2 036 m到2 260 m, 积雪期土壤呼吸分别占全年的42.5% (125.4 g C·m^–2·a^–1)和49.7% (128.7 g C·m^–2·a^–1)。模拟气温升高1 ℃并假设积雪时间减少20天, 冬天的呼吸量减少8%左右, 但全年总呼吸量增加8%左右。升温后, 平均增加的呼吸量为0.25 g C·kg^–1·a^–1 (或22.65 g C·m^–2·a^–1), 冬季呼吸量减少0.118g C·kg^–1·season^–1 (或10.81 g C·m^–2·season^–1)。  

中国油松林净第一性生产力及其对气候变化的响应

本文利用中国油松林的净第一性生产力资料对周广胜和张新时所建立的自然植被的净第一性生产力模型进行了检验。利用该模型的结果将我国油松林分为高产、亚高产、中产和低产四个区，并研究了气候变化对我国油松林净第一性生产力的可能影响，结果表明：气温增加，降水也同时增加，有利于油松林生长，高产和亚高产区扩大，中产和低产区减小；气温增加，而降水同时减少，则将降低油松林生产力，高产区、亚高产区减小，中产区及低产区增大．  

冰雪灾害对中亚热带人工针叶林净初级生产力的影响

结合中亚热带江西千烟洲人工针叶林2005、2008和2011年3次树木清查数据以及树木相对生长方程，比较了2008年1月南方冰雪灾害前后的NPP，评价了森林生态系统灾后的恢复能力。结果表明：乡土树种马尾松（Pinus massoniana）与杉木（Cunninghamia lanceolata）比外来树种湿地松（Pinus elliottii）抗灾害能力强；在个体水平上，胸径（D）较大的树木抗灾害能力较差。灾后马尾松与杉木的D 增长率降低，而湿地松增大。冰雪灾害导致大量碳（10.44 t C/hm²）从乔木层碳库转移到死生物量碳库，占乔木层碳储量的18.28%。灾前NPP和碳利用效率（CUE）分别为736.23 g C m^-2 a^-1和0.41；灾后经过近4年的恢复，NPP和CUE分别为683.08 g C m^-2 a^-1和0.38。