去除和添加凋落物对枫香（Liquidambar formosana）和樟树（Cinnamomum camphora）林土壤呼吸的影响

2007年1月至12月,在长沙天际岭国家森林公园,使用LI-COR-6400-09连接到LI-6400便携式CO2/H2O分析系统,测定亚热带枫香(Liquidambar formosana)和樟树(Cinnamomum camphora)林去除和添加凋落物(931.5 g · m-2a-1和1003.4 g · m-2a-1)的土壤呼吸速率以及5 cm土壤温、湿度,研究凋落物对2种森林生态系统中土壤呼吸速率的影响.结果表明:枫香和樟树林去除和添加凋落物的土壤呼吸速率季节变化显著,在季节动态上的趋势与5 cm土壤温度相似,均呈单峰曲线格局,全年去除凋落物土壤呼吸速率平均值分别为1.132 μmol CO2 · m-2s-1和1.933 μmol CO2 · m-2s-1,分别比对照处理1.397 μmol CO2 · m-2s-1和2.581 μmol CO2 · m-2s-1低18.62%和26.49%;添加凋落物土壤呼吸速率平均值分别为2.363 μmol CO2 · m-2s-1和3.267 μmol CO2 · m-2s-1,分别比对照处理高71.31%和39.18%.两种群落去除和添加凋落物土壤呼吸的季节变化均与5 cm土壤温度呈显著指数相关(P﹤0.001),与5 cm土壤湿度相关性不显著(P>0.05);土壤温度和湿度可以共同解释去除和添加凋落物后土壤呼吸变化的95.2%、93.7%和90.0%、92.8%.枫香和樟树群落去除和添加凋落物土壤呼吸温度敏感性Q10值分别为3.01、3.29和3.02、4.37,均比对照处理Q10值2.98和2.94高.这证明凋落物是影响森林CO2通量的一个重要因子.     

广州市农作物系统与大气的CO2交换

在广泛收集资料和实验分析的基础上,研究了广州市各种农作物系统与大气CO2交换.分析了各种农作物系统净生产力吸收CO2的能力和碳汇功能大小.结果表明:2005年广州市8种农作物系统作物净生产力吸收CO2 4 032 366t·a-1,其土壤CO2排放3981753t·a-1,吸收大于排放,对大气CO2而言,整个农作物系统是一个弱的碳汇;水稻、甘蔗、木薯和果用瓜4种连作或高杆作物系统每年作物净生产力吸收CO2量大于土壤CO2的排放量,系统具有较大的碳汇功能,花生、大豆、花卉和蔬菜4种矮杆作物系统每年作物净生产力吸收CO2量小于土壤CO2的排放量,系统起着碳源作用;果实或经济产量生长在地上部分的作物其单位面积吸收CO2能力比果实(块根)生长在地下的作物大;除花生在生育期间生物量吸收CO2量少于同期土壤排放以外,其余7种作物在生育期间生物量吸收CO2的量大于同期土壤排放,大多数农作物在生育期间具有碳汇功能,在撂荒期才体现碳源作用.     

豫东平原杨\|农复合系统凋落物的数量、组成及其动态

农林复合系统的凋落物既是维持植被系统和土壤系统养分循环的关键,也是维持农林复合系统结构和功能的重要因子.通过对豫东平原农区4年生、9年生和12年生3个不同林龄杨-农复合系统杨树凋落物的数量、组成及季节动态的研究来为深入研究农林复合系统对大气中CO2的调节作用以及碳循环机理提供参考数据.结果表明,4a杨-农复合系统年凋落物总量为11 18 t·hm-2;9a杨-农间作复合系统年凋落物总量为12.86 t·hm-2;12a杨-农复合系统年凋落物总量为13.75 t·hm-2.3个不同林龄的杨-农复合系统凋落物总量月变化模式较为相似,均在8月和11月份出现峰值,而以11月份数量最大.其季节变化模式则为秋季>冬季>夏季>春季.     

樟树人工林生态系统不同层次穿透水水化学特征

对樟树人工林生态系统的大气降水、林冠层穿透水、灌木层穿透水和草本层滴透水中N、P、SiO2、K、Ca、Mg、Cu、Fe、Zn和Mn共10种养分元素含量进行了测定。结果表明,不同月份大气降水养分元素含量不同,各元素各月平均含量按大小排序为Ca>SiO2>Zn>NH4-N>K>NO3-N>Fe>Mg>Mn>P>Cu。大气降水经过林冠层后,林冠层穿透水、灌木层穿透水、草本层滴透水中各养分元素含量变化基本一致,均表现季节动态变化,大多数元素含量增加。林冠层穿透水、灌木层穿透水、草本层滴透水中各元素各月平均含量按大小排序分别为Ca>K>Zn>SiO2>NH4-N>NO3-N>Mg>Mn>Fe>P>Cu、Ca>K>Zn>SiO2>NH4-N>NO3-N>Mg>Fe>Mn>P>Cu和Ca>NH4-N>K>SiO2>NO3-N>Mn>Mg>Zn>Fe>P>Cu。林冠层穿透水和灌木层穿透水中Fe,草本层滴透水中Fe、Zn为负淋溶,其余各元素浓度有所增加。在上述3项中,除NO3-N、Fe、Zn外,草本层滴透水中其它养分元素的富集作用都强于其它2项。     

城市林地与非林地大气SO２季节动态变化

SO2作为主要的大气污染物之一,对人体与环境具有严重危害,导致酸雨后危害更大,尤其是长江以南省区污染严重。对长沙和株洲市区内2种类型区域———城市林地与城市非林地空气SO2浓度通过近1a(2004-01~2005-01)的同时进行对比定位观测,用甲醛吸收副玫瑰苯胺分光光度法分析,结果表明:从两市2种类型采样地空气SO2浓度水平总体与分别来看,SO2浓度年内变化均具有明显季节性波动特征(p=0·001),冬季最高,秋季最低;除冬季二者SO2浓度较为接近外,其他各季株洲非林地观测区SO2浓度均高于同季节长沙非林地观测区SO2浓度。空气SO2浓度季节性变化与当地的地理环境、气候条件、采暖期与工业生产布局等因素有较大的关系。其中,燃煤、降水、风速风向和气温是影响空气SO2浓度变化主要的污染源与气候条件因素。空气SO2浓度水平还与所在地有无林木覆盖关系密切。无林地空气SO2浓度年均值(0·18±0·08)mg/m3,有林地空气SO2浓度年均值(0·09±0·07)mg/m3,二者间存在极其显著差异(p=0·001)。林木生理活性季节性变化对植物调节空气SO2浓度季节变化的能力有一定的影响。按林地SO2浓度减缓效应大小排序,依次是夏季(55·4%)>冬季(54·1%)>秋季(49·3%)>春季(29·6%)。城市森林作为一种有效的生物措施在控制和治理城市大气SO2污染实践中具有重要作用,不失为一种经济可行、高效的环境保护措施,应着力提高城市森林覆盖率。     

第2代杉木幼林生态系统水化学特征

对第 2代杉木幼林生态系统的降雨、穿透水、茎流、地表和地下径流等水文过程中 N、P、K、Ca、Mg、Cu、Fe、Zn和 Mn9种养分元素含量进行了连续 5 a的测定 ,结果表明 :降雨通过林冠后其化学特性发生明显变化 ,p H值出现酸化现象 ,穿透水中 Zn和 Org-N为负淋溶 ,其余各元素浓度有所增加。树干茎流的富集作用比穿透水强 ,其中 Zn为负 ,其它元素的浓度均比林外降雨的高。地表径流中 Zn>Org-N>NO3 -N,与降雨中含量相比较为淋失迁移型 ,Ca>K>Cu>Mg>P>NH4 -N>Mn>Fe为内贮型 ,p H值增大。地下径流中 Zn>Org-N>NH4 -N>K>Mn为淋失迁移型、Ca>Mg>Cu>NO3 -N>P>Fe为内贮型。该系统的水循环中 Ca>Mg>Fe>P为净损失、Zn>K>Org-N>NH4 -N>Mn>NO3 -N>Cu为净积累 ,与第 1代杉木林相比 ,第 2代杉木幼林水化学过滤与吸贮功能较差 ,系统稳定性也较弱 ,生态功能的恢复需要一定的时间     

湘潭锰矿废弃地不同林龄栾树人工林碳储量变化趋势

对湘潭锰矿区废弃地植被恢复区的3年生、5年生和9年生栾树林,进行了不同时间序列栾树林生物量和碳储量的时空变化研究。结果表明:随着林龄的增长,林木和各器官生物量增加,树干生物量所占比例逐渐增大,林下植被层生物量随林龄增长而增加,且以草本植被为主;不同林龄栾树人工林乔木层碳含量在0.51—0.53gC/g之间,并高于林下植被层碳含量;不同林龄林地土壤层碳含量变化范围为0.01—0.03gC/g,同一林龄不同深度土层碳含量没有显著差异,相同深度不同林龄土层碳含量存在差异;3年生、5年生和9年生栾树碳储量分别为:1.66、18.32和49.87t/hm2,随林龄增长而增加,其中树干碳储量贡献率最大,所占比例由3年生的27.71%增长到9年生的43.43%;不同林龄栾树林生态系统总碳储量分别为77.76、101.63和149.86t/hm2,其中土壤层碳储量变化范围为76.09—99.93t/hm2,占总储量的66.68%—97.85%,死地被物层碳储量为0.01—0.04t/hm2,占总储量0.001%—0.02%,植被层碳储量为1.67—49.89t/hm2,占总碳储量的2.15%—33.29%,植被层中乔木层为1.66—49.87t/hm2,占植被层碳储量的99%以上。各林龄栾树林生态系统碳储量空间分布序列为土壤层植被层死地被物层。研究结果可为我国矿区植被恢复地的森林资源和碳汇管理提供科学依据。     

杉木人工林水量平衡和蒸散的研究

 本文根据我们严密设计的小集水区径流场连续6年的水文测定数据,进行了杉木人工林水量平衡和蒸散的研究。结果表明：集水区年平均降雨量1065.5mm, 在林冠作用面降雨量的分配中,林冠截留雨量264.6mm,截留率24.8%;穿透过林冠层的雨量799.82mm,树干径流量1.08mm,分别占降雨量的75.1%和0.1%。林内降水到达林地时,在枯枝落叶层这个作用面上净降水进行再分配,其中,地表径流量9.27mm,地下径流量203.00mm,总径流系数0.199。土壤蓄水量月变化较大,但年变化很小,占降雨量的1.2%。系统水量最大的输出是蒸散,每年以气态形式返回大气的水量866.03mm,占降雨量81.3%。在蒸散的水量中,林冠截留雨量的直接物理蒸发量为264.6mm,占总蒸散量的31.6%。     

桃江县毛竹林生态系统碳储量及其空间分布

采用标准地调查和生物量实测方法,研究了湖南省桃江县毛竹林生态系统生物量、碳含量、碳储量及空间分布格局。结果表明,不同年龄毛竹林生态系统总生物量分别为:28.147、30.889 t/hm~2和57.763 t/hm~2,其中竹林层生物量为20.254、25.036、55.685 t/hm~2,各器官生物量均以竹竿最高,占器官生物量的63.0%以上。不同年龄毛竹各器官碳平均含量为0.466—0.483 g C/g;灌木层碳含量为0.474—0.489 g C/g;草本层为0.472—0.490 g C/g;死地被物层为0.213—0.276 g C/g;土壤层有机碳含量为14.790—34.503 g C/g。各年龄毛竹林生态系统总碳储量分别为131.273、139.089 t/hm~2和167.817 t/hm~2,其中植被层碳储量为13.627—28.419 t/hm~2,占系统总碳储量的9.935%—16.935%;死地被物为0.307—0.420 t/hm~2,占0.234%—0.265%;土壤层为117.339—138.978 t/hm~2,占82.815%—89.799%。毛竹林生态系统碳储量分布格局为:土壤层植被层死地被物层。研究结果可为深入研究毛竹林的碳平衡提供基础数据。     

杉木人工林去除根系土壤呼吸的季节变化及影响因子

2007年1月至2008年12月,在长沙天际岭国家森林公园内,采用挖壕法研究杉木人工林去除根系后土壤呼吸速率季节动态及其与5 cm土壤温、湿度的相关关系。结果表明:去除根系与对照5 cm土壤温度的差异性不显著(P=0.987),5 cm土壤湿度差异显著(P=0.035)。杉木林去除根系处理后土壤呼吸速率明显降低,2007至2008两年实验期间去除根系与对照处理变化范围分别为0.19-2.01μmol.m-2s-1和0.26-2.61μmo.lm-2s-1,年均土壤呼吸速率分别为0.90μmo.lm-2s-1和1.30μmol.m-2s-1。去除根系土壤呼吸速率降低幅度为9.4%-59.7%,平均降低了30.4%。去除根系和对照的土壤呼吸速率与5 cm土壤温度之间均呈显著指数相关,模拟方程分别为:y=0.120e0.094t(R2=0.882,P=0.000),y=0.291e0.069t(R2=0.858,P=0.000)。Q10值分别为2.56和2.01。