鼎湖山针阔叶混交林凋落物CO2释放对模拟酸雨的响应

该研究2011年1月开始在鼎湖山针阔叶混交林(混交林)进行模拟酸雨实验,设置4个不同处理水平,即对照(CK)(pH为4.5左右的天然湖水)、T_1(pH=4.0)、T_2(pH=3.25)和T_3(pH=2.5)。2013年1—12月对不同酸雨强度处理下的森林凋落物CO_2释放速率进行为期1 a的连续观测,探讨酸雨对混交林凋落物C排放的影响。结果表明:凋落物CO2释放通量在对照样方为(1 507.41±155.19) g CO_2·m~(-2)·a~(-1),其中湿季和旱季分别占年通量的68.7%和31.3%。模拟酸雨抑制了森林凋落物CO_2释放,与CK相比,T_2和T_3处理下的CO_2释放通量分别显著降低15.4%和42.7%(P0.05);且这种抑制作用具有季节差异性,处理间的显著差异只出现在湿季。凋落物CO_2释放速率与土壤温度和土壤湿度分别呈显著指数相关和显著直线相关,同时,酸雨处理降低了凋落物CO_2释放的温度敏感性。混交林凋落物CO_2释放在模拟酸雨下的抑制效应与土壤累积酸化而导致的土壤微生物活性变化有关,表现为模拟酸雨作用下土壤pH值和微生物量碳显著下降。上述结果说明酸雨是影响混交林土壤碳循环的重要因子之一。     

长白山次生针阔混交林叶凋落物中有机物分解与碳、氮和磷释放的关系

采用分解袋法,研究了长白山次生针阔混交林内9种树种叶凋落物34个月的分解过程.结果表明:在次生针阔混交林中,不同树种叶凋落物的初始N和P浓度存在很大差异,叶凋落物分解速率(k)与初始N浓度和C/N显著相关.有机物剩余百分率与C剩余百分率呈显著的线性正相关关系,与N和P剩余百分率之间呈显著的二项式回归关系. N和P剩余百分率在初期阶段随有机物分解而增加,达到峰值后逐渐降低. 随着有机物剩余百分率的下降,C/N和C/P均呈逐渐降低趋势,各种叶凋落物之间C/N和C/P的差异逐渐减小,分解末期分别趋近于23和350. 随有机物剩余百分率的降低, N/P变化不明显,当有机物剩余百分率低于25%时,不同树种叶凋落物之间N/P差异显著下降. 有机物剩余百分率可用来预测C、N和P的剩余百分率.      

择伐对小兴安岭针阔叶混交林土壤呼吸的影响

利用LI-8100土壤CO₂排放通量全自动测量系统,测定了黑龙江省带岭林业局东方红林场不同采伐强度林地的土壤表面CO₂通量和土壤表层10 cm处的温度和湿度,研究了择伐作业后林地土壤表面CO₂通量变化及影响因素.结果表明：伐后林分土壤温度和湿度与土壤表面CO₂通量季节变化呈较好的相关关系,解释了土壤呼吸的68%～98%;择伐作业使林地表面CO₂通量增加,年均增幅在7.17%～26.89%;采伐强度与土壤表面CO₂通量呈显著的二次相关关系（R²=0.961）.土壤有机质含量和采伐强度是导致择伐后土壤表面CO₂通量变化的主要影响因子.     

鼎湖山亚热带常绿针阔叶混交林凋落物及矿质氮输入对土壤有机碳分解的影响

2010年7-12月,选取鼎湖山国家级自然保护区亚热带针阔叶混交林,采用全因子控制试验,研究不同类型的凋落物(针叶和阔叶凋落物)添加及氮处理(加氮模拟氮饱和、减氮模拟根吸收)对表层(0～10 cm)和下层(20～30 cm)土壤有机质分解(呼吸)的影响.结果表明： 2010年7-11月间,两种凋落物的添加使土壤-凋落物系统的呼吸速率显著增加,但这种影响在12月消失.减氮和加氮处理均显著增加了土壤-凋落物系统的呼吸.叶凋落物短期内完全分解,对土壤碳分解和积累的影响十分有限,可能不是该系统中土壤有机质的主要来源.通过减少土壤可利用氮模拟根系对氮的吸收能够明显促进土壤有机质的分解.     

寒温带兴安落叶松林凋落物层对土壤呼吸的影响

为了进一步探讨土壤凋落物层对土壤呼吸的影响,用Li-6400对大兴安岭北部3种林型(白桦-落叶松林、樟子松-落叶松林和落叶松纯林)自然状态的土壤呼吸(R_S)、去凋落物后的土壤呼吸(R_D)以及凋落物呼吸(R_L)进行测定,结果表明:凋落物层的去除会使土壤呼吸速率降低,3种林型观测期内平均R_S分别为7.32μmol m^-2 s^-1、8.55μmol m^-2 s^-1和6.66μmol m^-2 s^-1,平均R_D分别为6.46μmol m^-2 s^-1、7.98μmol m^-2 s^-1和5.74μmol m^-2 s^-1。但去除凋落物后的土壤总呼吸速率较自然状态下分别升高了13.85%、16.21%和13.73%;凋落物的去除并不影响...     

亚热带常绿阔叶林附生地衣凋落物的物种多样性和生物量的边缘效应

地衣是亚热带山地森林系统附生生物类群的重要组成部分之一,对环境变化极其敏感。为了更好地了解附生地衣对森林边缘效应的响应,我们在云南哀牢山地区原生山地常绿阔叶林中,分别在距林缘5m、25m、50m和 100m处设立样地,收集附生大型地衣的凋落物1年;分析附生地衣凋落物的物种多样性和生物量、功能群特征和组成结构对林缘深度变化的响应特征。研究结果显示,边缘效应能够显著提高林缘附生地衣群落的物种多样性和生物量;其发生的距离最深不超过25m。林缘-林内梯度上,不同地衣功能群的响应模式具有各自的特征。排序分析表明仅在5m样地与其他样地之间存在显著差异,指示种分析则发现仅5m样地具有指示种。哀牢山原生林中边缘效应促进林缘附生地衣生长和分布的现象,可能与当地高湿环境削减了地衣的高光损伤以及以叶状和灌状类群为主的地衣个体受到风力破坏的程度相对较低有关。     

Density-dependence and co-existence of conifer and broad-leaved trees in a Japanese northern mixed forest

Abstract. The growth and survival of coniferous trees (particularly Abies sachalinensis) and broad-leaved trees (particularly Quercus crispula) were followed over a 15-yr period in a 15.5-ha area in a northern mixed forest in Japan, and the coexistence of the two groups was simulated by a density-dependent projection matrix model. The density-dependent model assumes that the density effect of mother trees due to one-sided competition for light on smaller-sized tree regulates the demographic functions. The mother tree densities of conifers and broad-leaved trees have stronger negative effects on the recruitment and survival of seedlings of their own group than of the other group. These results support the idea of reciprocal replacement for conifer and broad-leaved trees. Simulations using the density-dependent model showed that the two groups will co-exist within a particular range of recruitment rates. However, the density of both groups did not affect the growth rate of any tree, and equilibrium DBH-distributions from density-dependent matrices were quite different from present distributions both for conifers and broad-leaved trees. On the other hand, equilibrium DBH-distributions of conifer and broad-leaved trees from density-independent matrices were quite distinct from each other, reflecting different survivorship curves of the two dominants. These results suggest that density-dependent processes are not so important for shaping population structures in this northern mixed forest.     

磨盘山天然次生林凋落物数量及动态

以磨盘山5.76hm2天然次生林群落固定监测样地为平台,均匀布设144个凋落物收集器,于2006年每月末(4—11月)连续收集其凋落物,用以分析群落尺度上的凋落物产量、组成及时空变化。结果表明,天然次生林年凋落量为3039.6 kg/hm2,以凋落叶(2499.2 kg/hm2)所占的比例最大,占年凋落量的82.22%,而凋落枝仅占年凋落量的9.92%,花果皮等所占比例更小,占总量的5%以下。1a内,凋落物收集器内共收集到42种树木的凋落叶,占样地内树种总数(46种)的91.30%,其中花曲柳(Fraxinus rhynchophylla)、核桃楸(Juglans mandshurica)和蒙古栎(Quercus mongolica)3个树种的凋落叶占落叶总量的82.97%,为叶凋落量的主要来源。不同收集器之间凋落量存在较大差异,99个收集器的年凋落量在200—400 g,2个收集器超过600 g;单个收集器全年最多可收集到19种树种的凋落叶,收集到凋落叶种数12种的收集器最多(29个)。凋落量月动态呈单峰型,69.78%的凋落量产生于9—10月份,叶凋落量月动态与凋落总量变化相同。落叶以秋季为主,但树种间叶凋落节律存在差异,其中核桃楸叶的凋落高峰集中在8—9月,花曲柳和春榆(Ulmus japonica)集中在9—10月,色木槭(Acer mono)为10月,蒙古栎叶为10—11月。     

The influence of macro‐litterfall and forest structure on litterfall damage to seedlings

Abstract Microdisturbance to seedlings is important because it can differentially affect the mortality and recruitment of seedlings of forest tree species and thereby ultimately affect community composition. Microdisturbance due to litterfall has been shown to vary greatly in its influence on seedling survival among and within forests, and yet there have been no previous studies that investigate the cause of these differences. In this study the influence of macro‐litterfall on seedling damage is investigated in five complex temperate forests in New Zealand. Litterfall damage to artificial seedlings in these forests was strongly correlated with macro‐leaf‐fall (leaves > 30 cm × 1.5 cm) dry weight and total macro‐litterfall (leaves and deadwood > 30 cm × 1.5 cm) surface area (R² = 0.99, P < 0.005 for each). Protective vegetation within 2 m of the ground (mostly lianes and woody shrubs) reduced the risk of litterfall damage by up to 84%. Hitherto unexplained differences in litterfall damage to seedlings found among, and within, forests (tropical and temperate) may therefore be due to differences in rates of macro‐leaf‐fall and forest structure. These results are important because they suggest that subtle differences in forest structure, and species composition, may influence regeneration patterns through the litterfall microdisturbance regime.     

中国森林凋落量时空分布特征

通过构建全国尺度上森林叶凋落量和总凋落量与年平均温度、年平均降雨量和实际蒸散量的关系模型,应用地统计学分析方法,并结合遥感解译的森林覆盖信息,分析2001、2006和2012年中国森林叶凋落量和总凋落量的空间分布及其变异格局.结果表明: 与年平均温度和降雨量相比,区域尺度上实际蒸散量对森林叶凋落量和总凋落量有更好的解释预测关系;分布于中南地区的常绿阔叶林的年凋落量最高,为636.2 g·m^-2,分布于东北地区的温带落叶阔叶林的年凋落量范围为339～385 g·m^-2,其中,森林叶凋落量约占总凋落量的70％.2001、2006和2012年,全国森林凋落总量分别为801、865和1032 Tg,呈明显增长趋势,而基于遥感图像解译的森林年覆盖率分别为18％、20％和24％,呈增长趋势.我国人工林面积的迅速增加和林分生长,极大影响了森林凋落物量及其动态变化,进而对森林生态系统物质循环产生重要影响.     

杉木人工林凋落物量对氮沉降增加的初期响应

通过野外模拟试验,研究了杉木人工林凋落物对氮沉降增加的初期响应。试验设计为4种处理,分别为N0(0kgN.hm-2.a-1,对照)、N1(60kgN.hm-2.a-1)、N2(120kgN.hm-2.a-1)、N3(240kgN.hm-2.a-1),3次重复。通过2年监测发现,对照样地的年凋落量为2427.51kg.hm-2,而经N1、N2、N3处理后,其年凋落物量分别为2238.10、2286.66和2599.50kg.hm-2。表明高氮(N3)处理显著增加了杉木林凋落物量(P<0.05),而中低氮处理(N1、N2)没有显著影响。各处理的总凋落物量表现出明显的季节动态,在2、5和7月出现3个比较明显的峰值。在凋落物的组成中,落叶占总凋落量的70.49%～73.67%,其次分别为落枝(19.38%～20.39%)、碎屑物(4.98%～7.70%)、落果(1.11%～2.16%)和树皮(0.29%～0.33%)。LSD多重比较显示,N3处理对落叶和落果产生显著影响,对其它组分的影响不明显。     

中亚热带常绿阔叶林粗木质残体呼吸季节动态及影响因素

粗木质残体呼吸(RCWD)释放的CO2是生态系统碳收支中的一个重要组成部分。采用红外气体分析法(Li-Cor8100土壤碳通量系统连接自制腔室)对中亚热带常绿阔叶林不同分解等级粗木质残体呼吸进行测量,探讨分解等级、温度(TCWD)和含水量(WCWD)对RCWD的影响机制。结果表明:不同分解等级粗木质残体呼吸季节变化曲线均呈明显的单峰型,最大值(9.69μmolCO2·m-2·s-1)出现在8月,最小值(0.60μmol CO2·m-2·s-1)出现在2月;不同分解等级粗木质残体呼吸存在着明显差异,Ⅲ级和Ⅳ级粗木质残体呼吸显著高于Ⅰ级(P<0.05);粗木质残体呼吸与TCWD呈显著的正相关关系(P<0.01),TCWD可以解释RCWD变化的70.2%—85.6%;RCWD与WCWD相关性不显著(P>0.05);不同分解等级粗木质残体呼吸的Q10值变化范围为2.46—2.83,平均值为2.64,Q10值随分解等级升高而增大。     

沂蒙山区不同森林类型凋落物量及其动态特征

凋落物在森林养分循环中起重要作用,受森林类型、气候带等因素的影响。本文研究了沂蒙山区黑松(Pinus thunbergii Parl.)人工林、栓皮栎(Quercus variabilis Bl.)人工林和天然次生林的凋落物总量和组分的动态特征。天然次生林年凋落物总量(3368 kg/hm2)高于栓皮栎人工林(3256 kg/hm2)高于黑松人工林(3212 kg/hm2),森林类型间差异不显著。3种森林类型的凋落物月总量呈双峰曲线,最大峰值在10—11月,次峰值在4—5月,最小峰值出现时间不同:黑松人工林为12月,另两种森林类型为7月。针叶凋落量和比例、碎屑凋落量表现为黑松人工林高于天然次生林高于栓皮栎人工林,而阔叶凋落量和比例、果凋落量的比例则相反。枝凋落量在森林类型间无显著差异。线性回归分析表明,凋落物总量月动态受最低和最高气温的影响。针叶凋落量受最低气温、最高气温和最大降水量影响;阔叶凋落量受最低气温影响;枝凋落量受降水量、风速和最大降水量影响;果凋落量受气温、风速和降水量影响。结果阐明了暖温带森林类型对凋落物量及组分动态特征的影响,可为其养分循环特征提供数据支撑。