三维可视化软件在辽东山区森林生态系统管理中的应用

利用三维可视化软件WCS 6.0,结合林相图信息,构建了辽东山区普乐堡乡的虚拟森林景观,并模拟了4种经营管理方案(封育未成林幼抚、小面积皆伐、择伐和二次渐伐)下研究区林相的动态变化.结果表明：对幼龄林采取保育措施后,10～30龄长白落叶松的生长速度较快,大约以0.6 m·a^-1的速度生长,蒙古栎的生长速度稍慢,约为0.4 m·a-¹;小面积皆伐对林分的影响较大,二次渐伐其次,低强度的择伐对林分的影响最小.WCS 能够直观地显示各种森林经营管理方案的后果,可以为森林经营决策提供科学依据.     

金沙江干热河谷新银合欢(Leucaena leucocephala)的光合与荧光特征干湿季对比研究

为了研究引进树种对干热河谷环境的适应性,以生长于干热河谷野外环境中的新银合欢(Leucaena leucocephala)为研究对象,研究分析了其在湿季(7月)和干季(11月)的光合生理特征和叶绿素荧光特征。结果表明:(1)在P_n-C_i响应曲线中,当C_i150μmol/mol,干季的净光合速率(Net photosynthetic rate,P_n)高于湿季,而当C_i150μmol/mol,干季的P_n低于湿季;(2)相较于湿季,干季的初始羧化效率(Initial carboxylation efficiency,CE)、光合能力(Photosynthetic capacity,A_(max))、CO_2补偿点(CO_2 compensation point,Γ)、光呼吸速率(Photorespiration rate,R_p)、最大羧化速率(Maximum carboxylation rate,V_(cmax))、最大电子传递速率(Maximum electron transport rate,J_(max))、磷酸丙糖利用率(Triose phosphates utilization rate,TPU)、J_(max)/V_(cmax)、气孔限制值(Stomatal limitation,L_s)和叶片饱和水汽压差(Vapor pressure deficit,VPD)均显著下降(P0.05),而暗呼吸速率(Dark respiration rate,R_d)、胞间CO_2浓度(Intercellular CO_2 concentration,C_i)、气孔导度(Stomatal conductance,G_s)、蒸腾速率(Transpiration rate,T_r)、饱和光下最大净光合速率(Light-saturated net photosynthetic rate,P_(nmax))和水分利用效率(Water use efficiency,WUE)则显著上升(P0.05);(3)干季的PSII实际光化学效率(Actual photochemical efficiency of PSII,Ф_(PSII)),光化学猝灭系数(Photochemical fluorescence quenching,qP),电子传递效率(Electron transport rate,ETR)较湿季出现显著下降(P0.05),非光化学猝灭系数(Non-photochemical fluorescence quenching,NPQ)显著增加(P0.05);(4)叶绿素荧光参数的Ф_(PSII)、NPQ、ETR与各光合生理指标相关性较强。在干热河谷地区,气孔限制是影响新银合欢湿季光合速率的主要因素;而非气孔限制是影响其干季光合速率的主要因素。     

金沙江干热河谷人工植被土壤水环境

金沙江干热河谷异常干热的气候特点,普遍存在水分亏缺问题,人工植被土壤水环境问题比其它干旱、半干旱地区更加突出．在干热河谷典型地段——元谋的试验观测表明,现有的乔木林明显表现出“土壤干化”的特点,土壤水分持续长时间亏缺,雨季结束之后的11月份。2m土层内的土壤含水量只有15％(相当于田间持水量的35％)左右,之后持续下降,直到5月份达到最低点(9％左右),几乎接近林木的凋萎湿度(元谋表蚀燥红壤的凋萎湿度为9．O％)．由此而导致林木生长缓慢．车桑子(Radonaea wiscosa)灌木林同层土壤含水率相对比乔木林高42．68％,自然草坡的土壤水分明显优于乔木和灌木林,分别比乔木林和灌木林高34．36％和22．22％．这种人工乔木林的“土壤干化”问题在干热河谷地区的植被恢复中还没有引起重视,将极大地制约人工植被的可持续发展．     

云南南涧干热退化山地人工植被恢复初期生物量及土壤环境动态

 研究了云南南涧干热河谷退化山地人工恢复植被初期阶段(3～5年)主要植物群落的地上生物量和恢复植被后土壤水分及养分的相关动态。结果表明,几种外来植物的适应性强,早期生长迅速并能很快郁闭。人工群落生物量都高于当地次生的坡柳灌草丛。引进种的地上生物量和总平均生长量分别是坡柳的3～16倍和5～20倍,其生长速度也高于乡土树种云南松。雨季人工植被下土壤含水量比光坡地增加约100％,表土层则增加2倍以上。但在旱季,林地土壤含水量与光坡地相近甚至低于光坡地。植被的恢复使土壤养分朝着良性循环转变。土壤有机质、速效钾含量提高,全氮含量稍有降低但不明显,速效磷含量降低,pH值有所下降。这些变化主要发生在土壤表层,人工植被及其土壤生态系统的恢复仍处于不稳定状态。     

元谋干热河谷三种植被恢复模式土壤贮水及入渗特性

采用双环法及主成分分析法、Pearson相关分析法,对云南省元谋干热河谷小跨山流域3种植被恢复类型(以裸地为对照)的土壤入渗与贮水特征进行了研究。结果表明：1）3种植被类型与裸地的饱和贮水量表现为、最大滞留贮水量和最大吸持贮水量均表现为罗望子 百喜草(1317.0 t?hm-2; 118.5 t?hm-2; 1198.5 t?hm-2)>银合欢林(1152.0 t?hm-2; 99.0 t?hm-2; 1053.0 t?hm-2)>扭黄茅(1108.5 t?hm-2; 89.5 t?hm-2; 1029.0 t?hm-2)>裸地(954.0 t?hm-2; 66.0 t?hm-2; 888.0 t?hm-2),且植被对土壤滞留贮存功能的改善作用大于土壤吸持贮存功能。2）3种植被类型与裸地间土壤入渗特征值均表现出初渗率(罗望子 百喜草: 7mm/min;银合欢林: 8.37mm/min;扭黄茅:6.01mm/min;裸地:0.62mm/min)>平均入渗率(5.93mm/min;5.06mm/min; 3.94mm/min;0.53mm/min)>稳渗率(4.94mm/min;2.88mm/min;3.29mm/min;0.27mm/min)的规律。不论旱季还是雨季,根据主成分分析法,得出土壤渗透性能综合判断值（F）的综合方程,综合评价3种植被类型与裸地土壤渗透性优劣,表现为：罗望子 百喜草(F值：1.2271)>扭黄茅(F值：0.5365)>银合欢林(F值：0.2688)>裸地(F值：-2.0323)。3）Pearson相关分析法表明,3种植被类型与裸地的土壤渗透性与总孔隙度、非毛管孔隙度、土壤有机质含量呈极显著(P＜0.01)或者显著正相关(P＜0.05),与土壤容重呈极显著(P＜0.01)或显著负相关(P＜0.05),并在此基础上建立了主导因子方程。4）对土壤入渗过程模拟得出通用经验方程是用于描述该流域土壤入渗过程的最优模型。     

金沙江干热河谷山地植被恢复区土壤种子库和地上植被研究

土壤种子库在植物种群动态中起着重要作用。土壤种子库可缓解种群的灭绝过程,保存群落中植物种的表现特征,是植被天然更新的物质基础。通过对金沙江干热河谷山地植被恢复区（包括水平阶、自然坡面、沟底）和未恢复区（包括放牧地）的土壤种子库和地上植被的组成、大小及多样性进行比较研究表明,植被恢复区土壤种子库和地上植被的密度、丰富度、多样性及均匀度均大于未恢复区。恢复区地上生物量要远大于未恢复区。水平阶和各类型间的土壤种子库密度与地上植被密度差异显著。土壤种子库中草本植物占很大比例。孔颖草和扭黄茅是土壤种子库和地上植被的两大优势种,两者的个体数量、重要值及生物量最大。土壤种子库和地上植被有较高的相似性,且随着恢复程度的加深,相似性有增高的趋势;土壤种子库密度和地上植被密度之间关系可以用二次和三次曲线拟合。     

金沙江干热河谷草地土壤种子库与植被的相关性

2004年对金沙江干热河谷典型退化山地草地进行了封禁,并在2005和2006年对封禁草地土壤种子库、植被群落组成、植被密度及土壤种子库种群密度和植被种群密度的相关性等进行了分析.结果表明:土壤种子库密度与封禁当年植被密度呈极显著正相关(P＜0.01),回归方程呈二次曲线;土壤种子库单一种群与其植被种群的相关分析表明,扭黄茅、升马唐、丝叶球柱草、两歧飘拂草种群的土壤种子库与植被密度呈极显著正相关(P＜0.01),双穗雀稗、白顶早熟禾、洱源荩草、酢浆草、鬼针草、叶下珠种群的土壤种子库与植被密度呈极显著负相关(P＜0.01).     

云南干热河谷植被与环境研究进展

特殊的地理位置和独特的地形地貌特征组合形成了典型的干热气候环境, 在云南省亚热带高原山地河谷下部发育了一类特有的植被类型, 即干热河谷植被。干热河谷植被具有非地带性和稀有性, 以及由土地利用变化为主的人为活动干扰导致的脆弱性。本文回顾了干热河谷植被的研究历史, 分别从干热河谷的植物群落学和植物区系学、干热河谷植被与土地的关系以及干热河谷植被保护与恢复三个方面进行了总结。植物群落与区系研究主要集中于群落分类、植被分类、群落特征、人为干扰影响、区系特征、性质和起源; 植被与土地关系研究侧重于土壤特性、土地利用/覆盖变化、土地退化及水土流失状况; 植被保护与恢复的热点在植被恢复目标、植被恢复功能区划、植被恢复引种及筛选及植被恢复效益评价研究。未来在这些区域应注重自然灾害及预防、水电工程建设对植被的影响及其响应等方面的研究, 深入开展大尺度植被时空格局的监测和动态服务功能分析。     

金沙江干热河谷车桑子生殖枝生物量分配的性别差异

以车桑子生殖枝为材料,通过野外调查、取样以及各器官生物量的测定,研究金沙江干热河谷地区车桑子不同性别植株生殖枝生物量分配特征。结果表明：（1）金沙江干热河谷地区车桑子种群雄∶雌性别比为0.11,极显著的偏离1∶1（P<0.001）,种群偏雌性。（2）车桑子生殖枝的形态特征和生物量分配特征均具有显著的性别差异;雌性植株生殖枝花朵生物量和总生物量显著高于雄性和两性植株（P <0.05）,而后两者之间无显著差异;生殖枝生殖分配具有显著的性别差异（P <0.05）,但生殖枝叶生物量无性别差异。（3）生殖枝生物量大小与花朵生物量、营养生物量均呈极显著正相关关系（P <0.001）。营养生物量与花朵生物量之间为显著正相关关系(P <0.01),生殖分配与生殖枝大小无相关关系。研究认为,车桑子生殖枝营养生长与生殖生长不具有权衡关系,且生殖分配不具有个体大小依赖性,特定生物量分配模式可能是对金沙江干热河谷区资源利用、环境适应的一种特殊形态模式。     

金沙江干热河谷滇榄仁种子扩散与种子库特征研究

采用随机取样和跟踪调查的方法对滇榄仁(Terminalia franchetii)种子扩散规律、空间分布特征以及种子库动态进行了系统研究。结果表明,滇榄仁种子扩散受到较强的风力作用影响,具有明显的方向性,扩散距离是其树高的1.6倍以上。不同群落类型中,滇榄仁的土壤种子库存在较大差异,但不同时间段的变化趋势基本一致,即在雨季(6月、8月和10月)数量相对较少,12月到翌年4月,数量逐渐增加。滇榄仁植冠种子库从当年10月开始缓慢脱落,到翌年3月达到脱落高峰(15%以上种子此时脱落),然后再次进入缓慢脱落期,翌年6、7月的种子脱落速率最低,但直到翌年10月仍有部分种子(约15%左右)存在于植株冠层。总体来说,不同类型群落中,滇榄仁幼苗更新不良的原因不应是缺乏种源,可能与种子质量以及群落环境等影响群落天然更新的其它因子存在较大关联。同时,滇榄仁土壤种子库数量与植冠种子库的脱落过程存在紧密联系,而植冠种子脱落可能与该区域气候因子存在着较大依存关系,其中,与风力可能存在着正相关,与降雨量和空气相对湿度存在着负相关,这可能是滇榄仁长期以来对干热河谷环境的一种适应特征。     

元谋干热河谷地区新银合欢天然更新的初步调查

通过2005年6和10月对元谋干热河谷地区新银合欢人工林的调查,发现新银合欢林下幼苗数量较多,经过对幼苗刨根后,发现林下的新银合欢幼苗均为种子实生苗,表明新银合欢是通过种子繁殖来完成天然更新。新银合欢单株结实量在602~1513粒,树体高大的结实量多;其林下幼苗生长良好,更新密度最低为368株·m-2,最高达960株·m-2;新银合欢林缘幼苗最远扩散距离为58·3m,幼苗的扩散范围主要集中在距离林缘10m的区域内,种子受风力和流水的影响,可以沿沟谷传播很远。     

金沙江干热河谷的资源植物及其生态特征

金沙江干热河谷是金沙江沿岸具有特殊景观的一类地区,其环境特点是热量高,水份含量低。金沙江干热河谷资源植物多样性及其生态与分布特点的初步研究表明,金沙江干热河谷有记载的资源植物为５８５种,占全部１００４种植物的５８．３％。将资源植物分为９类,其中以药用植物的种类最多,达３７７种,占全部资源植物的６４．４％。资源植物的生长型、生活型、叶型等生态成分反映出生态环境的干热特点,也为资源植物的进一步引种提供基础。     

云南元江干热河谷五种优势植物的内生真菌多样性

从蔓草虫豆（Atylosia scarabaeoides）、余甘子（Phyllanthus emblica）和黄花稔（Sida acuta）等5种云南元江干热河谷植物的525个组织块中,共分离得到内生真菌371株,内生真菌的分离频率在0.61～0.92之间,且所有植物叶内生真菌的分离频率都明显高于茎（P<0.05）。经形态学鉴定,内生真菌分属于拟茎点霉属（Phomopsis sp.）、离蠕孢属（Bipolaris sp.）和交链孢属（Alternaria sp.）等32个分类单元。拟茎点霉属为干热河谷植物优势内生真菌属,从所有被调查植物的茎叶中都分离得到该属真菌,且相对分离频率高达12.90%～50.54%。内生真菌群落组成的多样性和相似性分析结果表明,云南元江干热河谷植物内生真菌多样性偏低、宿主专一性较小。     

元江干热河谷植被数量分类及其多样性分析

基于43个代表性样地调查资料,用系统聚类方法中的离差平方和法将元江干热河谷的主要植被分为7个群落类型, 并采用Gleason物种丰富度指数、Simpson多样性指数和 Shannon Weiner多样性指数以及Pielou均匀度指数比较了各群落的物种多样性特征。结果表明:不同群落之间的物种多样性存在着明显的差异,这些差异与群落的分布地点、小生境有密切关系。     

元江干热河谷稀树灌草丛植被碳储量及净初级生产力

稀树灌草丛作为干热河谷区特殊的植被类型,其碳储量等一直缺乏必要的研究。以元江干热河谷稀树灌草丛植被为对象,利用典型样地法研究该区稀树灌草丛植被的碳储量与净初级生产力。结果表明:元江稀树灌草丛植被的碳储量为32.13 t C/hm~2,其中乔木、灌木和草本各层次的碳储量为26.70、4.04、1.40 t C/hm~2,分别占到总碳储量的83.02%、12.57%、4.4%。乔木层中地上部分碳储量占到66.70%。另外,元江稀树灌草丛的净初级生产力为3.88 t C hm~(-2)a~(-1),其中林分的净初级生产力为1.90 t C hm~(-2)a~(-1),凋落物量为1.98 t C hm~(-2)a~(-1);林下植被层对林分净初级生产力的贡献达到了46.92%。说明元江稀树灌草丛具有较高的碳储量和碳汇能力。结果为稀树灌草丛碳循环及碳汇功能研究提供了基础,同时也为干热河谷区植被的保育与可持续经营提供了科学依据。     

深圳湾红树木榄根系生物量及空间分布格局

采用分层挖掘法,对深圳湾乡土种红树植物木榄不同活力和径级根系生物量及相关底泥性质的空间分布格局进行了研究。结果表明:木榄人工林平均总根系生物量为61.23 t·hm~(-2),其中活根生物量占86.42%,死根占13.58%。在活根中,粗根(直径10 mm)所占比例最高(84.57%),其次为细根(2~5 mm,5.84%)、极细根(2 mm,4.94%)和中根(5~10 mm,4.66%)。木榄总根系生物量从基部到树冠落水线处递减,生物量分别为77.54 t·hm~(-2)(基部)、22.88 t·hm~(-2)(中部)和16.15 t·hm~(-2)(边缘);基部直径10 mm的活根生物量为中部和边缘活根生物量的5倍以上;随着水平距离的增加,2 mm根系生物量占相应距离处活根生物量的比例增加。垂直分布以中下层(20~60 cm)居多,分别占相应水平距离处总根系生物量的80.89%(基部)、73.41%(中部)和71.76%(边缘);总根系生物量分布主要受水平距离的影响(P0.05)。底泥含水量、容重、p H和电导率的变化范围分别为30.66%~35.86%、1.23~1.40 g·cm-3、5.75~7.01 S·m~(-1)和0.22~0.37 S·m~(-1),其中底泥容重与不同活力根系生物量呈显著负相关(P0.05),是影响木榄根系生物量及其空间分布的主要环境因子。该研究结果为福田红树林地下碳分配、储量及周转速率等进一步研究提供了科学依据。     

云南抚仙湖摇蚊幼虫的空间分布及其环境分析

2005年6—7月在抚仙湖共采集到摇蚊科幼虫5属6种,其中花纹前突摇蚊和羽摇蚊为优势种,两者的相对密度之和达94.9%,相对生物量之和达97.5％,其现存量基本代表了抚仙湖中摇蚊幼虫的现存量.全湖摇蚊幼虫平均密度为（275±333） ind·m^-2,平均生物量为(0.642±0.763） g·m^-2.花纹前突摇蚊为全湖性分布,羽摇蚊主要分布在明星鱼洞以南湖区,其他种类为局部性分布.小突摇蚊为典型的深水贫营养型种类,其分布的平均水深达107.2 m.抚仙湖摇蚊幼虫密度分布与水深呈极显著正相关(P＜0.001),与底质和水草的关系为沙砾石底＜沙泥底＜细泥底;水草区＜非水草区.与1980年前后的调查资料相比,摇蚊幼虫的出现率和现存量显著增加,并出现了典型富营养型的指示种羽摇蚊,表明抚仙湖水体的营养水平在提高.