干扰对东北次生林生态系统土壤线虫群落的影响

土壤线虫作为土壤生态系统中重要的组成部分，在凋落物分解与物质循环中起着重要作用。为明确东北地区不同林型中土壤线虫状况，确定干扰对土壤线虫产生的影响，于2007年5、7、9月调查了次生林、落叶松人工林和裸地3种样地（其干扰强度：次生林<人工林< 裸地）的线虫多样性。结果表明：随着干扰度的增加，土壤线虫丰富度与个体数均减少;通过土壤线虫区系划分，可以确定3种干扰强度下土壤线虫食物网的状况，即裸地环境受到胁迫，食物网受到威胁，其干扰程度最大;人工林与次生林食物网结构相对成熟，二者干扰程度较小。干扰改变了线虫群落的种类组成，随着干扰度增加，线虫多样性减少。上述结果表明，地上部分（森林植被）的干扰已经影响了地下生态系统。     

中国科学院清原森林生态系统观测研究站塔群平台的功能和应用

森林生态系统结构与生态服务功能关系是森林生态学和林学的永恒研究主题。受传统森林调查方法及技术手段的限制,对复杂地形下森林生态系统结构和功能的监测及二者关系的研究面临诸多挑战。在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下,中国科学院清原森林生态系统观测研究站在独立流域内建成了以观测塔群(三座观测塔覆盖各自子流域代表性森林类型)为主体,集激光雷达(LiDAR)、通量仪器、水文站网、固定标准地和数据中心为综合体的“次生林生态系统塔群激光雷达监测平台”(简称塔群平台)。塔群平台采用激光雷达扫描获取森林点云数据,描述森林生态系统的全息三维结构;依托独立流域/子流域内的通量监测系统、水文监测站网和通量源区内的长期固定标准地,可保证碳-水过程观测的可靠性,并用于验证复杂地形下的通量监测技术与方法,揭示森林生态水文与碳交换过程,准确估算森林生态系统主体生态服务功能(水源涵养和固碳)。所有“塔-站”数据通过无线网络实时汇集于数据中心,便于数据监视、管理与共享。此外,塔群平台将侧重研究森林生态系统结构量化的新方法和新指标,探索复杂地形森林生态系统中H₂O/CO₂/痕量气体通量观测的理论与方法,为阐明森林结构与功能的关系、服务于森林生态系统管理提供基础数据。     

外源腐殖酸对三种土壤磷吸附与解吸特性的影响

通过对3种土壤（红壤、棕壤和褐土）施入不同腐殖酸的室内培养试验,探讨了外源腐殖酸对不同土壤磷素吸附和解吸的影响。结果表明：与对照土壤相比,不同腐殖酸降低了3种供试土壤磷素的吸附量,其降低顺序为：褐土＞红壤＞棕壤;外源腐殖酸提高了红壤和棕壤磷素的解吸量和解吸率,提高的幅度与腐殖酸的种类有关;而腐殖酸对褐土磷素的解吸量则无明显促进作用。表明外源腐殖酸对3种土壤磷素吸附-解吸作用最强的为红壤,其次为棕壤,最弱的为褐土;同时表明腐殖酸可提高红壤和棕壤磷素的利用率。     

东北次生林主要树种比叶面积对光照强度的响应

通过测定不同光照条件下（15％透光、30％透光、60％透光、全光）东北次生林主要树种（红松、红皮云杉、胡桃楸、水曲柳和黄波罗）的比叶面积,探讨了不同树种对光照变化的响应与适应。结果表明:不同树种比叶面积存在明显的差异,尤其是常绿针叶树种与落叶树种之间差异显著（P<0.001）,指示不同功能型树种存在不同的生存策略;随着光照强度降低,所有树种比叶面积呈现增加的趋势,尤其是弱光照（15％）和低光照（30％）相对于全光和中光照（60％）差异显著（P<0.05）;不同树种比叶面积随光照强度的变化幅度明显不同,且变化最显著的光照区域也有所不同;不同年龄红松比叶面积的变化趋势一致,但变幅不同,4年生幼苗对光照响应则更为明显。本研究结果表明,所有树种均能通过改变叶形态来适应光照条件的变化,在低光条件下通过增加单位质量叶面积,提高叶片光捕获能力;但各树种对光照强度变化的不同响应则表明树种之间不同的光适应机制,这对森林生态系统内部树种的共生具有重要意义;年龄较小的幼苗对光照的强响应指示其在植物更新过程中叶片水平上生理生态学机理研究中的重要性。     

植物对气候变化生理生态响应的不确定性分析

生态系统对全球气候变化的响应模式有利于人类预测与适应未来生态环境变化,植物作为陆地生态系统的重要组成部分,对全球气候变化的响应具有重要作用.本文通过对近年来植物对气候变化的生理生态响应研究中(包括定点控制实验,空间代替时间样带),植物响应模式的复杂性、多样性及可变性等诸多不确定性进行分析.以探讨预测未来气候情景下植物的动态变化及生理生态响应过程.分析结果认为.造成这些不确定性的主要原因包括:(1)利用空间代替时间的样带研究中,往往忽略了植物的非线性响应,存在明显的阈值;(2)样带及定点研究中,由于各种气候因子的耦合.很难确定各种气候因子对植物生理生态学特性影响的权重;(3)定点控制实验中往往忽略了植物对气候变化的适应性,使实验结果很难代表更长时间尺度上的反映模式;(4)在相同的气候变化条件下,不同植物的响应有可能存在明显差异.提出了今后植物对气候变化生理生态响应研究的建议.     

间伐对落叶松人工林内草本植物多样性及其组成的影响

通过对落叶松人工林间伐林分和未间伐林分林下草本植物的调查以及林下光照条件的测定,分析间伐对林下草本植物多样性、组成的影响及其与光照条件的关系。结果表明,除均匀度指数在春、秋季表现不同外,间伐林分的丰富度指数、多样性指数均高于未间伐林分,说明间伐后草本植物多样性明显增加。依据草本物种在间伐前后出现与否和密度变化情况将其划分为正反应种(间伐后密度明显增加和间伐后新出现的种)、中性反应种(间伐后密度变化不明显或没有变化的种)和负反应种(间伐后密度明显减小和间伐后消失的种),间伐后出现大量新的草本种类,同时在间伐和未间伐林分的共有种中有许多表现为负反应种。在间伐林分中,间伐行和未间伐行的共有种春季有11个、秋季有10个,分别占间伐林分草本总种数的17.74%和15.15%,表明各行草本植物组成差异较大;各指数均呈现了从间伐行到未间伐行逐渐减小的趋势。主要的正反应种、中性反应种和负反应种均表现出与光照具有一定的相关性,且这种相关性与间伐和非间伐林分之间各草本物种与光照的相关性基本一致。     

毛柄小勾儿茶伴生群落种类组成及多样性研究

通过野外实地调查对小勾儿茶变种毛柄小勾儿茶(Berchemiella wilsoniivar. pubipetiolata)伴生群落4个分布点(浙江省临安市湍口和马啸、安徽省霍山县马家河和舒城县万佛山)的种类组成及物种多样性进行研究。结果表明:(1)种类丰富,但含多属或多种的大科、大属的优势地位不明显,极小科(仅含1属)、极小属(仅含1种)所占比例大;(2)属的北温带分布类型最多,科的世界分布类型比例大,仅次于泛热带分布类型;(3)4个分布群落乔木层、灌木层、草本层优势度均很低;灌木层Shannon-Wiener多样性指数较大,在4.13~4.49之间,乔木层和草本层较低。湍口、马家河、万佛山以灌木层Heip均匀度指数最大,马啸以乔木层均匀度指数最大;(4)马家河与万佛山之间的植物种类组成最相近,湍口与马啸也较相近;乔木层种类组成差异最大,灌木层最小。     

次生林概念与生态干扰度

近一个世纪强烈的人为干扰使世界范围内的原始林面积锐减,次生林已成为中国乃至世界森林资源的主体.虽然在文献与现实中"次生林（Secondary forest）"被广泛使用,但次生林的概念在各个国家,甚至同一国家或地区以及各种不同文献中存在相互矛盾的情况,这给次生林研究与经营实践带来诸多不便;而不准确的次生林定义也为与各个层次的决策制定者及公众之间的交流带来了障碍.本文在查阅大量国内外关于次生林概念文献的基础上,结合近年来关于次生林生态与经营研究实践,综合分析了次生林概念的不确定性,同意以往次生林定义中的基本内涵,并认为：次生林是由于人为破坏性干扰或异常自然干扰使原始林固有的林分结构、物种组成或基本功能发生了显著变化,经过天然更新或人工诱导天然更新恢复形成的林分.但该定义中仍存在着很多不确定性, 如:怎样的干扰为"人为破坏性干扰"和"异常自然干扰";"林分结构、物种组成或基本功能"发生了怎样的变化为"显著变化";"人工诱导天然更新"中"人工"参与的成分比例如何等.次生林概念是在20世纪初由植物演替学家提出,当时未考虑干扰的持续性;而实际上,无论是次生林还是原始林,均是森林生态系统演替过程中的某一状态,在现代森林生态系统研究中,应重新规范"次生林"的概念.考虑到"次生林"定义的不确定性或困难性,建议使用"森林自然度"或"森林生态系统成熟度"或"森林干扰度"来表达现实森林所处的状态,但该方面的研究与实践尚需加强.     

岷江上游地区人类活动强度及其特征

利用1∶25万国家基础地理信息数据,在ArcGIS支持下,基于地理学自相关理论,采用居民点、道路和地形因子等权重指标,实现岷江上游人类活动强度定量化的空间表达,并分析其空间特征。结果表明:岷江流域各个县域人类活动强度大小和分布均有差异,其中黑水县人类活动最为剧烈,且分布最为均匀;理县和茂县人类活动强度和分布均匀程度基本接近全流域的平均水平;靠近成都平原的汶川县,因卧龙保护区位于该区境内,使该县的人类强度降低,同时其人类活动的空间分布亦不均匀;松潘县地处北部,人类活动强度最低。本研究采用坡度、道路和居民点3个因子来定量化人类活动强度,反映了研究区人类活动强度及其空间分布特征,从而为进一步探讨景观格局演变提供了新的思路。     

油松水源保护林人工诱导更新与定向恢复机理

以油松水源保护林为对象,进行人工诱导更新与定向恢复机理研究。结果表明,在郁闭林分内油松更新苗密度平均为5 375株.hm-2,更新苗年龄为1~2年,而在人工Gap“效应岛”样地内,更新苗密度平均为17 062.5株.hm-2,其中1~2年、3~4年、5~6年生更新苗分别占73.44%,13.97%和12.59%;生长季光照强度在0、1.5和2.0 m三个不同高度梯度上,在Gap内部的平均值分别为289.0×100、542.0×100和589.0×100 lux,在对照林分内分别为139.0×100、146.0×100和246.0×100lux;从夏季观测到的空气温度平均值日变化分析,在白天Gap内的温度高于郁闭林分内部,温差可差2~3℃,在夜间Gap内的温度低于郁闭林分内,温差可差0.5~1℃;在白天6:00~11:00,人工Gap“效应岛”内空气湿度明显低于郁闭林分内,在其它时间段大致相当;对于同一层次土壤而言,Gap内的土壤温度明显高于郁闭林分内且变化幅度大,在0、10和20 cm三个梯度上Gap与郁闭林分相比土壤温度最大差值分别可达10、5和2℃;0~10、10~20和20~30 cm三个层次平均土壤含水量在Gap内分别为16.9%1、5.1%和12.3%,在郁闭林分内分别为14.6%、12.5%和9.9%。总体上比较二者的光照强度、空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤水分等有显著差异,因此人工Gap“效应岛”的创建是诱导其内部微环境因子变化的基础,也是油松水源保护林定向恢复更新的机理之所在。