林冠截持降雨模型的初步研究

通过对林冠截持过程的研究,将单场降雨划分成很多个小的时段,顺序计算各小时段内降雨在林冠内的分配,建立了一个林冠降雨截持模型.模型考虑了冠层和树干干燥度对冠层雨期蒸发的影响,并在计算雨期蒸发时引入冠层叶面积指数、单位林地面积上树干表面积.运用模型对华北落叶松林的降雨截持进行模拟,结果表明,模拟穿透雨与实测穿透雨基本吻合,误差在±1 mm范围内,但在小降雨(＜6 mm)时模拟值偏低;树干茎流量模拟值偏低,茎流模拟相对误差随着降雨量增大而减小.同时模拟了穿透降雨的过程,结果与林内自动气象站实测穿透降雨的过程基本吻合,模拟效果较好.     

林分因子对张北杨树人工林林下草本层物种多样性的影响

研究人工林林分因子对林下草本层物种多样性的影响,对于人工林的抚育及合理经营有着重要意义。本研究调查了张北杨树人工林的林分死亡率、平均树高、平均枝下高、平均胸径、平均冠幅及林分密度等6个林分因子及林下草本层的群落特征,并计算出物种多样性指数,探究张北杨树人工林林分结构和林下物种多样性随林分因子的变化特征。结果表明:研究区林下草本层共发现维管植物44种,隶属于17科38属,其中以菊科(Compositae)、豆科(Leguminosae)、禾本科(Gramineae)植物最多;林下草本层物种水分生态类型主要以旱生类植物为主,合计25种,占总种数的56.82%,植物生活型谱中以地面芽植物为主,共27种,占总种数61.36%;物种丰富度指数、Shannon指数和Pielou均匀度指数在各样地内存在显著差异,且物种丰富度指数变异系数最大,Simpson指数在各样地之间不存在显著差异,变异系数最小;各样地之间的林分因子均存在显著差异,其中林分死亡率的变异程度最高,平均胸径的变异程度最低;影响林下草本层物种丰富度指数的主要林分因子有林分死亡率、平均枝下高、平均胸径和林分密度,影响Shannon指数的主要林分因子有林分死亡率、平均树高、平均胸径和林分密度,各林分因子对Simpson指数和Pielou均匀度指数的影响均无显著差异。适当调控林分密度,保持树种针阔混交,将有利于张北杨树人工林林下草本物种多样性的维持。     

六盘山主要植被类型冠层截留特征

通过野外观测和模型模拟,研究了六盘山主要森林类型的冠层截留量、冠层截留容量和冠层截留模拟参数的变化.结果表明:六盘山主要森林类型的冠层截留率在8.59%～17.94%,穿透降雨率超过80%,树干茎流率在0.23%～3.10%;冠层截留容量在0.78～1.84 mm,其中叶截留容量在0.62～1.63 mm,枝干截留容量在0.13～0.29 mm,且针叶林的冠层截留容量高于阔叶林.考虑冠层叶面积指数的冠层截留改进模型较原有模型具有更好的模拟精度,其中,研究区红桦林、华山松林、李灌丛和辽东栎-少脉椴混交林的模拟效果较好,辽东栎林、油松林和华西四蕊槭-石枣子灌丛模拟效果相对较差,这可能与冠层结构、叶面积指数以及降水特性等差异有关.     

揭示群落结构及其环境响应的联合物种分布模型的研究进展

物种分布模型通常用于基础生态和应用生态研究,用来确定影响生物分布和物种丰富度的因素,量化物种与非生物条件的关系,预测物种对土地利用和气候变化的反应,并确定潜在的保护区.在传统的物种分布模型中,生物的相互作用很少被纳入,而联合物种分布模型(JSDMs)作为近年提出的一种新的可行方法,可以同时考虑环境因素和生物交互作用,因而成为分析生物群落结构和种间相互作用过程的有力工具.JSDMs以物种分布模型(SDMs)为基础,通常采用广义线性回归模型建立物种对环境变量的多变量响应,以随机效应的形式获取物种间的关联,同时结合隐变量模型(LVMs),并基于Laplace近似和马尔科夫蒙脱卡罗模拟的最大似然估计或贝叶斯方法来估算模型参数.本文对JSDMs的产生及理论基础进行归纳总结,重点介绍了不同类型JSDMs的特点及其在现代生态学中的应用,阐述了JSDMs的应用前景、使用过程中存在的问题及发展方向.随着对环境因素与多物种种间关系研究的深入,JSDMs将是今后物种分布模型研究的重点.     

六盘山森林土壤中的砾石对渗透性和蒸发的影响

为了解山地土壤中的砾石对土壤水文循环的影响，测定了砾石土壤的贮水能力、渗透速率和蒸发速率。结果表明，砾石含量与土壤有效贮水量呈正相关关系，但与土壤最大贮水量无明显相关。在0-40cm土层，当砾石体积含量小于15％～20％时，稳渗速率随砾石含量增加而增大，当砾石体积含量大于15％-20％时，土壤稳渗速率随砾石含量增加而减小；在40cm以下土层，稳渗速率随砾石含量增加而提高。在土壤砾石含量为0～20％时，土壤蒸发速率随砾石含量增加而降低，但在砾石含量超过20％时，土壤蒸发速率基本保持稳定。土壤蒸发速率随砾石粒径增大有升高的趋势。     

六盘山华山松(Pinus armandii)林降雨再分配及其空间变异特征

利用2004和2005年生长季(6～9月份)六盘山自然保护区的香水河小流域内华山松天然林的穿透降雨、树干径流和冠层截留量观测资料,通过对华山松林降雨再分配特征和穿透降雨空间变异及其影响因素的综合分析,所得结果表明华山松天然林的穿透降雨量、树干径流量和冠层截留量,分别占大气降雨量的84.34%、0.72%和14.94%.穿透降雨在林内具有较大的空间变异,其变异程度随降雨量的增加而减小,冠层对穿透降雨具有一定的聚集效应,降雨量越高时效应越明显; 华山松冠层结构特征是影响穿透降雨的重要因素, 叶面积指数、冠层覆盖度、冠层厚度及距树干的距离等都会影响穿透降雨的空间分布,其中以叶面积指数的影响最大.由分析结果可知,冠层结构特征是决定大气降雨再分配和空间变异的重要生态因素之一.     

呼伦贝尔沙地樟子松年轮生长对气候变化的响应

以内蒙古呼伦贝尔地区沙地樟子松为样本,建立了樟子松树木年轮宽度年表,应用相关分析和响应函数分析等年轮气候学方法,研究了樟子松径向生长对气候变化的响应。结果表明,樟子松年轮宽度与4月和6—9月平均温度呈显著负相关关系(P<0.05);与各月降水量多呈正相关关系,特别是与当年5—8月的月降水量呈显著正相关关系(P<0.05);树轮年表与前一年10月至当年10月的PDSI均呈显著正相关关系(P<0.05),其中与5月份PDSI的相关性最高。响应函数分析表明,年表与当年6—7月的平均气温、上一年10月和当年5—7月份的降雨存在显著的相关性,与5—7月份PDSI存在较显著的正相关性;综合来看,呼伦贝尔沙地樟子松生长同时受降水和温度的影响,其径向生长与气候因子间的关系属于降水敏感型,为区域降水重建提供了科学基础。     

不同林龄樟子松人工林径向生长对气候及地下水位变化的响应

全球气候变化导致森林生态系统的结构与功能发生改变,甚至出现树木死亡与林分衰退的现象,研究林分生长对气候变化尤其是干旱事件的响应有助于预测未来气候变化下生态系统的稳定性。以辽宁章古台5个林龄的樟子松人工林为研究对象,分析了树木径向生长对气候因子与地下水位的响应,结果表明：秋季气温,尤其是最低气温显著影响樟子松林的生长（44年生林分除外）;低林龄樟子松林（36、39年）生长与当年夏季及生长季内的降水显著正相关,而高林龄樟子松林（52年）生长则与当年春季尤其是当年2月与5月降水显著正相关;36、39、52年生樟子松人工林年表与当年夏季的Palmer干旱指数（PDSI）显著正相关,44、58年生樟子松人工林年表则与地下水位显著正相关。应对早期干旱（即1997年）时,樟子松人工林表现为随林龄增加,其抵抗力增加而恢复力降低;在随后的两个干旱事件中,高林龄樟子松林的抵抗力不再明显高于低林龄,可能是由于地下水位显著降低影响根系吸水;受累积干旱的影响,所有林龄樟子松人工林对2007-2008干旱事件的弹性力均小于1,径向生长量明显降低。地下水位是影响不同林龄樟子松人工林生长及对干旱抵抗力的重要因子,考虑地下水位有助于进一步提升森林生态系统对气候变化响应研究的准确性。     

江西井冈山国家级自然保护区蝶类资源研究

2002年至2008年对井冈山国家级自然保护区的蝴蝶种类进行调查,共发现有蝴蝶231种,隶属11科128属,其中包括国家Ⅰ级保护动物金斑喙风蝶Teinopalpus aureus Mell.离斑带蛱蝶Athyma ranga Moore、珠翠蛱蝶Euthalia perlella Chou et Wang、斜带缺尾蚬蝶Dodona Ouida Moore和花裙陀弄蝶Thoressa submacula(Leech)这4种为江西省新记录,另有135种为保护区首次记载.井冈山国家级自然保护区蝴蝶区系成分以东洋界为主,占总种数的73.26%.     

六盘山南坡华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)树干直径生长及其对气象因子的响应

2005年6-9月份在宁夏六盘山南侧的西峡林场,应用带状树木径向变化记录仪（Dendrometer）研究了5株华北落叶松树干的直径生长过程,结果表明,在无雨或小雨（日降雨量〈10mm）天气下,树干直径变化呈现出明显的日周期性,可将其划分为3个阶段：收缩阶段、膨胀阶段和生长阶段;在连续降雨（日降雨量≥10mm）及随后的几个晴天中,树干直径变化并不表现出完整的日周期性。基于Deslauriers等人的方法,提出了树干直径日生长量估计的修正公式,并计算了华北落叶松树干直径日生长量和累积生长量,结果表明,各样木树干直径日生长量的季节变化趋势一致,即表现为前快后慢的季节变化格局,6～7月份为快速生长期,其日均生长量在27．0～44．21μm之间;8～9月份为缓慢生长期,其日均生长量在10μm以下;各测定样木的树干直径日生长量具有明显的个体差异,这主要与林木个体大小及其所处林分中的微环境条件差异有关;整个观测期内的树干直径累积生长过程可以较好地用幂函数描述。主分量分析和偏相关分析表明,影响树干径向生长的气象因子可划分为3类,其中日降雨量、日最低气温、日平均太阳辐射和日平均空气饱和差是影响树干径向生长的主要因子。