关于"南亚热带鹤山主要人工林生态系统C、N累积及分配格局的模拟研究"一文中两个问题的讨论

植声:不同系统的C、N分配格局对群落演替的影响应进一步说明。变化的数量如何能够发挥这种作用,应深入一步,如马占相思作为外来种被其它本地阳性种取代的可能,但实际上模拟的结果100年仍然是马占相思本身,这如何解释,希望在讨论中加以说明。申卫军:审者指出了一个非常重要的研究课题:森林生态系统的C、N分配格局变化如何影响生态系统的演替进程。这实质上是生态系统的结构和功能/过程研究如何耦合的问题。本文只考虑了叶,因为冠层是影响透光率的主要生态系统部分,而光因子     

鹤山南亚热带草坡生态系统的热量平衡

本文以广东鹤山丘陵综合试验站草坡为研究对象,分析了鹤山南亚热带草坡的能量平衡特征,主要结果如下：1．辐射平衡的各分量中,蒸发散耗热占净辐射的74.7％,其年变化幅度较大;湍流热通量占净辐射的21．2％,其月变化没有明显的规律,波动较大,土壤热通量与其它分量相比,其比重要小得多。2．虽然鹤山年幅射量和降雨量较多,但水热条件有几个月配合欠佳,使得草坡的净辐射能有90％以上用于地面以上植被和空气湍流交换所消耗,小气候条件较差,影响了这一生态系统的生产潜力的发挥。3．太阳辐射透过大气层以后,仅有4775．2MJm-2a-1左右的辐射能到达草坡,草坡反射了822．5MJm-2a-1,其净幅射收人为2915．6MJm-2a-1,净辐射收人中又有2077．8MJm-2a-1用于蒸散作用,618.1MJm-2a-1用于湍流热交换,87．5MJm-2a-1用于土壤热交换,植被贮热约38.8MJm-2a-1;用于净光合作用耗热93．4MJm-2a-1。     

广东鹤山南亚热带丘陵人工林昆虫资源的研究(Ⅰ)

本文根据2001年和2002年的调查结果,记述了广东鹤山南亚热带丘陵退化生态系统恢复中四种人工林的昆虫种类,共计14目161科488种,本文记载11目84科216种.     

南亚热带退化植被重建中土壤动物群落变化

在广东省中部的鹤山市鹤山丘陵综合试验场,分别在草坡、松林、荷木混交林(荷混林)、马占相思林(马占林)和豆科混交林(豆混林)选取5块样地,分别代表5种处理方式(重建植被类型)。在2003~2004年的4个不同季度内分3层取土样,利用Tullgren干漏斗法采集土壤动物,并分析土壤动物群落个体数量、类群丰度和DG指数的变化。研究结果表明,季节、植被类型和土层深度对土壤动物群落的各项指标都有极显著影响(P<0·01,three-way-ANOVA):土壤动物群落指标,在秋季显著为高(P<0·05,DMRT),而夏季显著为低(P<0·05,DMRT);随土层加深而逐级显著降低;不同植被类型比较,豆混林>马占林>荷混林、松林和草坡。此外,植被类型还与季节和土层间存在显著的交互作用:土壤动物群落各项指标秋季最高,不同植被类型间的差异也最大;而土壤动物群落各项指标较高的植被类型内不同土层间的差异也较大。由此推测,对退化生态系统进行人工改造是有积极意义的,而不同植被类型间土壤动物的差异可能与凋落物的数量与质量密切相关。     

南亚热带4种人工林凋落物动态特征

森林凋落物是森林生态系统能量与物质过程的重要环节。研究了南亚热带4种常见人工林凋落物特征,材料取自中国科学院鹤山丘陵综合试验站,人工林栽植于1984年,从2002年至2003年进行了每月凋落物测定,同时测定了地表凋落物量。人工林凋落物总量大小依次为马占相思(10.433 t/(hm2.a))>大叶相思(7.538 t/(hm2.a))>湿地松(6.445 t/(hm2.a))>荷木(5.541t/(hm2.a)),凋落物量年度间无显著变化,凋落叶量占总凋落物量的83.2%(马占相思)至93.7%(湿地松)。上半年凋落物量通常较平稳,下半年7~9月份多有一个峰值凋落期,主要原因是台风雨及叶子进入成熟期。除台风等因素引起激烈变化的月份外,二年度对应月份凋落物量极为相似。除大叶相思外,其它林型从14a林龄开始凋落物量有所下降。4种林型中,只有马占相思与湿地松的凋落物量与气温或降雨有显著的相关,特别是马占相思的总凋落物量与这些气候因素相关性最高。地表凋落物蓄积量大小为湿地松(13.81 t/hm2)>马占相思(13.53 t/hm2)>大叶相思(6.46 t/hm2)>荷木(5.02 t/hm2),马占相思的高蓄积量源于大凋落物量及较慢的分解速率,湿地松的高蓄积量源于针叶的难分解性。与世界其它类型的比较显示,低气温高纬度地区,地表凋落物蓄积量大大高于凋落物量,高温高湿的低纬度地区,地表凋落物蓄积量通常低于年凋落物量,但松林在不同纬度区,地表凋落物量均高于年凋落物量。     

广东鹤山南亚热带丘陵人工林昆虫资源的研究(Ⅱ)

本文根据2001和2002年的调查结果,记述了广东鹤山南亚热带丘陵退化生态系统恢复中四种人工林的昆虫种类,共计14目161科488种,本文记载3目77科272种.     

南亚热带人工林种植对赤红壤团聚体分布及稳定性的影响

本文选取南亚热带地区桉树、杉木、马尾松、米老排和红锥5种典型人工林为研究对象,采用Elliott湿筛法和Le Bissonnais(LB)法研究了人工林对土壤团聚体稳定性的影响。结果表明: 5种人工林土壤经湿筛法处理后,水稳性团聚体(WR_>0.25)均在62.2%以上,团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)分别介于1.58～3.71和0.57～2.02 mm,表现为杉木林最大,桉树林最小。各林分土壤团聚体结构破坏率(PAD)介于4.6%～31.5%之间;采用转移矩阵法评价5种人工林土壤团聚体,得出土壤团聚体稳定性指数(ASI)为杉木林>红锥林>米老排林>马尾松林>桉树林。在LB法3种处理下,快速湿润处理(FW)对土壤团聚体的破坏程度最大,说明消散作用是研究区团粒崩解的主要机制;预湿润振荡处理(WS)的破坏程度最小;慢速湿润处理(SW)介于两者之间,MWD和GMD值变化一致,均表现为WS>SW>FW,且随土层的加深,呈现逐渐降低的趋势。5种人工林土壤在LB法FW处理下团聚体GMD值与湿筛法ASI、MWD、GMD均达到显著正相关,表明湿筛法与LB法的FW处理具有很好的相关性,可用于表征南亚热带赤红壤地区土壤团聚体的稳定性。综合MWD、GMD、PAD和ASI等团聚体稳定性指标,杉木人工林比其他4种人工林更有助于土壤团聚水平的提高,其土壤结构相对较为稳定。     

南亚热带退化生态系统恢复和重建的生态学理论和应用

退化生态系统的恢复与重建是一项十分复杂的系统工程,其功能和动态过程涉及物质、能量、空间、时间和多样性等基本的生态变量。在南亚热带的气候生态因子中,既有光、温、水充裕的有利一面,也有秋旱、台风和暴雨等不利的因素,但总的来说,影响退化生态系统恢复的主导生态因子是土壤因子,如土壤肥力和土壤水份。极度退化的生态系统的恢复与重建,第一步就是控制水土流失,提高土壤肥力和土壤理化结构,这还需要工程措施和生物措施相结合．退化生态系统的植被的恢复与重建,最有效和最省力的是顺从生态系统的演替发展规律来进行,生态系统演替理论是指导退化生态系统重建的重要的理论基础．退化生态系统恢复与重建的优化结构的构建,依赖于对空间、生物、能量生态学原理的理解。种群密度制约、种群空间分布格局、边缘效应、生态位分化、食物链、生物多样性等原理均对生态系统结构的构建有指导意义．而生态系统的群体发展,则受物质定律的影响．     

南亚热带混交人工林树种丰富度与土壤微生物多样性和群落组成的关系

森林植被与土壤微生物作为森林生态系统的重要组成部分,它们之间的相互作用对维持森林生态系统功能和稳定性起着重要作用。以往多在天然草地和森林生态系统开展植物多样性与土壤微生物多样性关系的研究,但人工构建的多树种混交林生态系统中树种多样性对土壤微生物群落组成的影响及其机制尚不完全清楚。因此,以南亚热带人工块状造林后自然恢复形成的多树种混交森林生态系统为研究对象,利用高通量测序技术研究了随树种丰富度(1—10种)变化土壤细菌和真菌多样性的变化规律及主要影响因子。结果表明,随树种丰富度增加,土壤真菌α多样性显著提高,但土壤细菌α多样性差异不显著;不同树种丰富度梯度间土壤细菌和真菌的群落结构组成均差异显著;Pearson相关分析表明土壤细菌α多样性主要受土壤pH和土壤铵态氮影响,而土壤pH和有效磷是土壤真菌α多样性的主要影响因子。距离冗余分析(db-RDA)表明,对土壤细菌群落组成产生显著影响的环境因子分别为土壤pH、硝态氮和芳香碳组分,而土壤有机碳、硝态氮、细根生物量和氧烷基碳组分是影响土壤真菌群落组成的主要因子。本研究的结果说明了南亚热带人工林不同树种混交后形成多树种混交林生态系统的过程中,树...     

我国南亚热带几种人工林生态系统碳氮储量

以我国南亚热带格木(Erythrophleumfordii)、红椎(Castnopsis hystrix)和马尾松(Pinus massoniana)人工林为研究对象,对其碳氮储量及分配格局进行研究.结果表明,不同树种体内碳的分布与器官年龄的关系不明显,而氮的分布与年龄的关系则较为密切,表现为幼嫩器官中的氮含量大于老化器官,而老化器官的C/N比值大于幼嫩器官.格木人工林生态系统内各组分的氮含量均高于其他两种人工林生态系统,并且3种人工林生态系统碳氮在土壤表层具有明显的富集作用.格木、红椎和马尾松人工林碳储量分别为236.22、267.84、200.57 t/hm2,氮储量分别为17.91、12.38、10.59 t/hm2.乔木层碳储量分别占42.57％、36.31％和40.28％,0-100 cm土壤碳储量分别占55.77％、62.52％和57.83％;氮储量则是土壤占绝对优势,分别为92.00％、93.72％和95.53％.说明3种人工林生态系统碳氮储量主要分布在土壤中,且红椎人工林生态系统具有较高的固碳能力.     

广东鹤山人工林蚯蚓群落结构季节变化及其与环境的关系

2000年5月至2001年5月,对鹤山3种人工林下蚯蚓群落连续调查约1a,比较不同林型蚯蚓群落结构以及季节和环境变化对蚯蚓群落的作用。结果表明1各林型内蚯蚓均以西土寒蚓(OcnerodrilusoccidentalisEisen)为最多,年龄构成以幼体为主。豆科林蚯蚓个体数最多,荷木林蚯蚓生物量最大。几乎所有蚯蚓种类的个体生物量都以荷木林为最大。23林型下,蚯蚓个体数与生物量的季节变化差异有相同的变化趋势,但不同步。蚯蚓个体数的季节变异针叶林>豆科林>荷木林,林型之间蚯蚓个体数以豆科林与针叶林差异最显著;蚯蚓生物量的季节变异豆科林>荷木林>针叶林,林型之间蚯蚓生物量荷木林与针叶林差异最显著。寒蚓个体数季节变化与总体的变化一致,但其生物量变化趋势与总体相反针叶林>荷木林>豆科林,说明蚯蚓群落生物量的季节变化很可能受寒蚓以外的其他蚯蚓种类生物量变化的控制。3在一定范围内,蚯蚓个体数和蚯蚓生物量与空气相对湿度和土壤平均含水量显著相关。土壤平均温度在20～22℃左右,蚯蚓个体数最高,土壤平均温在23～25℃左右时,蚯蚓生物量最高,各林型蚯蚓个体数量和生物量最高时的土壤平均温度不同。降雨对蚯蚓群落的影响很大,对水分条件较差的豆科林和针叶林尤为明显。通常蚯蚓都是在水分条件较好的时候生长和繁殖,土壤水分过多和过少,都不适宜。蚯蚓的繁殖,受降雨的影响,3种林型下蚯蚓繁殖期基本一致。     

国内外生态修复效果评价研究进展

随着工业化和城镇化进程加快,生态系统退化、脆弱性提高等问题加剧,生态系统已无法通过自我调节恢复其结构和功能,生态修复成为修复脆弱生态系统的重要途径。生态修复效果是评价生态修复质量的关键环节,为生态修复决策制定和后续管理提供科学指导。基于CiteSpace计量分析软件梳理国内外生态修复效果研究文献共4958篇,初步判断生态修复效果评价的主要学科领域和研究热点。归纳总结国内外生态修复效果评价的主要内容,国内研究重点关注环境质量、生物资源、生态系统服务、效益及景观功能等方面,国外研究更重视生物资源、生态系统服务、感知价值和美学价值。据此,我国后续研究要加强同类型生态修复的系统研究、文化服务与其他服务的权衡与协同、生态与社会文化的综合效益评价、居民感知评价、多学科体系交叉研究等方面,更好地提升生态修复效果与生态空间品质。     

Genetic diversity of reintroduced tree populations in restoration plantations of the Brazilian Atlantic Forest

Long‐term ecological success of large‐scale restoration programs planned for the next decades will rely on genetic diversity (GD) of reintroduced or colonizing species, a limiting factor in highly fragmented landscapes. In small and isolated natural remnants or restoration areas, substantial reduction in population's size or connectivity may lead to local extinctions due to the accumulation of deleterious recessive alleles and ongoing reduction of fecundity, plant vigor, recruitment success, and adaptive potential. Despite the paramount role of GD for species persistence, its levels in restoration programs are poorly known. We assessed the GD of four model tree species (different succession stages, dispersal, and pollination syndromes) from the Brazilian Atlantic Forest, comparing two high‐diversity restoration plantations, one forest fragment and one conserved remnant. Contrary to the expectation that the plantation strategies adopted in the restoration programs could result in genetic composition homogenization, we found that restoration areas established heterogeneous genetic groups with similar levels of neutral GD and inbreeding to those observed in natural forest remnants. This pattern was consistent across the four functionally different tree species, despite some species idiosyncrasies. For instance, we observed lower allelic richness in early successional species in restoration sites, suggesting that some species may be more prone to reintroduction with lower GD. Thus, we advocate the use of high GD levels in restoration to support biodiversity conservation in human‐modified landscapes, thus reinforcing the role of ecological restoration for recovering the diversity of genes—the basic constituent of biodiversity.     

格氏栲天然林与人工林细根生物量、季节动态及净生产力

通过对福建三明格氏栲天然林及在其采伐迹地上营造的33年生格氏栲人工林和杉木人工林细根分布、季节动态与净生产力进行的为期3a(1999～2001)的研究,结果表明,格氏栲天然林、格氏栲和杉木人工林活细根生物量分别为4.944t/hm2、3.198t/hm2和1.485t/hm2,死细根生物量分别为3.563t/hm2、2.749t/hm2和1.287t/hm2;死细根生物量占总细根生物量的比例分别为41.9%、46.2%和46.4%;<0.5mm细根生物量占总细根生物量的比例分别为31.2%、29.4%和69.9%。3种林分活细根生物量和死细根生物量季节间差异显著(P<0.05),但年份间差异则不显著(P>0.05);活细根生物量最大值均出现在3月份,最小值一般出现在5～7月份或11～翌年1月份间。0～10cm表土层格氏栲天然林活细根生物量高达295.65g/m2,分别是格氏栲人工林和杉木人工林的2.4倍和8.1倍;该层格氏栲天然林活细根生物量占全部活细根生物量的59.8%,均高于格氏栲人工林(39.07%)和杉木人工林(24.51%)。格氏栲天然林、格氏栲人工林和杉木人工林细根分解1a后的干重损失率分别为68.34%～80.13%、63.51%～77.95%和47.69%～60.78%;年均分解量分别为8.747、5.143和2.503t/hm2;死亡量分别为8.632、5.148和2.492t/hm2;年均净生产量分别为8.797、5.425和2.513t/hm2,年周转速率分别为1.78、1     

格氏栲天然林和人工林土壤呼吸对干湿交替的响应

通过室外定位观测前期连续干旱情况下天然降雨及室内模拟不同温度 (10℃、19℃和 2 8℃ )下测定格氏栲天然林、格氏栲人工林和杉木人工林土壤增湿后呼吸动态 ,探讨不同林型土壤呼吸对土壤干湿交替的响应。结果发现室外定位观测和室内模拟试验均出现了增湿后土壤呼吸骤升至最大值及随后逐渐衰减的现象 ,且这种变化可由时间过程模型 (R=ate- bt c)较好地进行拟合。温度升高提升了土壤呼吸对干湿交替的响应值 RV。格氏栲天然林土壤呼吸对干湿交替的响应对温度最为敏感 ,随温度升高其响应指数 RE增加 ;杉木林土壤呼吸对干湿交替的响应指数 RE最高 ,且对土壤水分变化最敏感 ,但随温度升高超过一定限度后其响应指数 RE反而降低     

南亚热带3种阔叶树种人工幼龄纯林及其混交林碳贮量比较

如何通过优化造林模式来提高人工林生态系统碳贮量已受到广泛关注。以南亚热带8年生格木(Erythrophleum fordii)纯林(PE)、红锥(Castanopsis hystrix)纯林(PC)、米老排(Mytilaria laosensis)纯林(PM)及格木×红锥×米老排混交林(MECM)生态系统为研究对象,对其碳贮量及其分配特征进行了比较研究。结果表明:格木、红锥和米老排不同器官平均碳含量分别为512.4—561.7 g/kg,474.2—553.4 g/kg和512.8—556.3 g/kg。相同树种不同器官之间碳含量差异显著(P0.05)。各器官碳含量的平均值大小顺序为格木(539.3 g/kg)米老排(532.7 g/kg)红锥(515.3 g/kg)。不同林分间,灌木层、草本层和凋落物层碳含量均以米老排纯林最高,混交林(MECM)居次,红锥纯林和格木纯林最低;不同林分之间的土壤碳含量差异显著(P0.05),0—10cm,10—30cm,30—50cm和50—100cm土壤碳含量均以米老排纯林最高,红锥纯林居次,格木纯林和混交林(MECM)土壤碳含量最低。生态系统碳贮量大小顺序为米老排(308.0 t/hm2)混交林(182.8 t/hm2)红锥纯林(180.2 t/hm2)格木纯林(135.2 t/hm2),相同组分不同林分间以及相同林分的不同组分间均存在显著差异(P0.05),但混交林与红锥纯林间碳贮量总量无显著差异(P0.05)。造林模式对人工林碳贮量及其分配有显著影响,营建混交林有利于红锥和格木地上碳的累积,不利于土壤碳的固定,而营建纯林既有利于米老排生物量碳的吸收,也有利于土壤碳的固定。因而,对碳汇林造林模式的选择,应根据树种固碳特性而定。     

新疆塔里木河下游断流河道输水与生态恢复

结合塔里木河下游输水过程中对9个地下水监测断面、18个植被样地的实地监测资料,分析了塔里木河下游输水条件下的浅层地下水位变化和天然植被的响应和恢复情况。研究结果表明,塔里木河下游输水有效地抬升了河道两侧的地下水位由输水前的6～8m抬升到了2～4m。在横向上,地下水位对输水的响应范围达到850m,胡杨和柽柳对地下水位变化的响应范围分别达到700和600m但对草本植物的影响范围较窄,林间沙地活化现象仍未得到遏制。提出为扩大输水的生态效应和加快受损生态系统的恢复重建,应在目前沿自然河道“线型”输水的基础上,分段实施河水漫溢的面上供水方案,并通过加强流域水管理、推广农业节水技术和加大河道整治力度等措施,来确保塔里木河下游一定的生态用水量。     

Interactive effects of understory removal and fertilization on soil respiration in subtropical Eucalyptus plantations

Aims It has been well recognized that understory vegetation plays an important role in driving forest ecosystem processes and functioning. In subtropical plantation forests, understory removal and fertilization have been widely applied; however, our understanding on how understory removal affects soil respiration and how the process is regulated by fertilization is limited. Here, we conducted an understory removal experiment combined with fertilization to evaluate the effects of the two forest management practices and their interactions on soil respiration in subtropical forest in southern China.Methods The study was conducted in a split-plot design with fertilization as the whole-plot factor, understory removal as the subplot factor and block as the random factor in subtropical Eucalyptus plantations. In total, there were four treatments: control with unfertilized and intact understory (CK), understory removal but without fertilization (UR), with fertilization but without understory removal (FT) and with fertilization + understory removal (FT + UR). Eucalyptus above- and belowground biomass increment, fine root biomass, soil temperature, soil moisture and soil respiration were measured in the present study. Understory respiration (R U) was quantified in different ways: R u = R CK ? R UR or R u = R FT ? R (FT + UR); fertilization increased soil respiration (R FI) was also quantified in different ways: R FI = R FT ? R CK or R FI = R (FT + UR) ? R UR .Important findings Over a 2-year experiment, our data indicate that understory removal significantly decreased soil respiration, while fertilization increased soil respiration. Understory removal decreased soil respiration by 28.8% under fertilization, but only 15.2% without fertilization. Fertilization significantly increased soil respiration by 23.6% with the presence of understory vegetation, and only increased by 3.7% when understory was removed, indicating that fertilization increased soil respiration mainly by increasing the contribution of the understory. Our study advances our understanding of the interactive effects of understory management and fertilization on soil respiration in subtropical plantations.     

Soil respiration and carbon balance in a subtropical native forest and two managed plantations

From 1999 to 2003, a range of carbon fluxes was measured and integrated to establish a carbon balance for a natural evergreen forest of Castanopsis kawakamii (NF) and adjacent monoculture evergreen plantations of C. kawakamii (CK) and Chinese fir (Cunninghamia lanceolata, CF) in Sanming Nature Reserve, Fujian, China. Biomass carbon increment of aboveground parts and coarse roots were measured by the allometric method. Above- and belowground litter C inputs were assessed by litter traps and sequential cores, respectively. Soil respiration (SR) was determined by the alkaline absorbance method, and the contribution from roots, above- and belowground litters was separated by the DIRT plots. Annual SR averaged 13.742 t C ha⁻¹ a⁻¹ in the NF, 9.439 t C ha⁻¹ a⁻¹ in the CK, and 4.543 t C ha⁻¹ a⁻¹ in the CF. For all forests, SR generally peaked in later spring or early summer (May or June). The contribution of root respiration ranged from 47.8% in the NF to 40.3% in the CF. On average, soil heterotrophic respiration (HR) was evenly distributed between below- (47.3∼54.5%) and aboveground litter (45.5%–52.7%). Annual C inputs (t C ha⁻¹ a⁻¹) from litterfall and root turnover averaged 4.452 and 4.295, 4.548 and 2.313, and 2.220 and 1.265, respectively, in the NF, CK, and CF. As compared to HR, annual net primary production (NPP) of 11.228, 13.264, and 6.491 t C ha⁻¹ a⁻¹ in the NF, CK, and CF brought a positive net ecosystem production (NEP) of 4.144, 7.514, and 3.677 t C ha⁻¹ a⁻¹, respectively. It suggests that native forest in subtropical China currently acts as an important carbon sink just as the timber plantation does, and converting native forest to tree plantations locally during last decades might have caused a high landscape carbon loss to the atmosphere.