秦岭森林生态系统服务价值的时空演变

以1984、2000、2005和2014年的Landsat TM影像为数据源,使用ERDAS软件中的监督分类方法获得秦岭土地利用类型分布图;从时间和空间角度对单位面积生态系统服务价值当量因子进行区域修正,并利用植被覆盖度进行逐像元二次修正后,运用RS和GIS技术计算1984—2014年秦岭森林生态系统服务价值,所得结果利用敏感性指数进行验证.结果表明: 1984—2014年,研究区森林面积约占总面积的77%,耕地和建设用地面积变化最明显;秦岭生态系统总服务价值逐年增长,研究期间共增长1.68×10¹⁷元,增长速率最快的森林生态系统服务价值的贡献率为93.8%,水域和草地的贡献率分别为1.6%和1.3%;生态系统服务价值在空间分布上呈现出随距研究区边界距离增大而增长的状态,且与秦岭土地利用类型的空间分布和单位面积价值基本一致;各项服务功能的年变化率相差不显著,4大生态系统功能中,调节服务价值对生态系统总服务价值的贡献最大(62.7%～65.8%),而气候调节服务价值变化最大,增加4.91×10¹⁶元;敏感性指数均小于1,表明修正后的服务价值指数较稳定,估算结果较可靠.秦岭森林生态系统服务价值巨大,加强森林生态系统的保护是维持秦岭生态系统稳定的有效措施.     

秦岭火地塘真菌群落海拔分布格局

土壤真菌在自然生态系统的养分循环和土壤碳储存方面起重要作用.秦岭火地塘林区在不同海拔分布着不同的优势树种,但其相应的土壤特征及微生物群落的海拔分布格局仍不明晰.本研究分析了5个海拔处(1500、1700、1900、2100和2300 m)的土壤特征变化趋势,并在高通量测序基础上研究了真菌群落格局.结果表明:土壤有效磷含...     

秦岭火地塘林区油松林土壤碳循环研究

采用土壤碳循环分室模型,对秦岭火地塘林区油松林土壤碳各分室的碳贮量和通量进行了研究.结果表明,研究区油松林土壤有机碳贮量为146.071 t·hm^-2,其中矿质土壤层130.366 t·hm^-2、凋落物层12.626 t·hm^-2,土壤有机碳储存量低于我国森林土壤碳贮量平均值,高于处在我国最低水平的暖性针叶林和热带林,与本区锐齿栎林相比也明显偏低.林地植物年凋落进入土壤的碳量为5939 t·hm^-2,其中地上枯枝落叶占56.9%、地下死细根占43.1%; 凋落物层分解后每年以腐殖酸形式输入矿质土壤中的碳量为2.034 t·hm^-2.油松林土壤(含植物根系)年呼吸释放碳量14.012 t·hm^-2,其中凋落物层、矿质土壤层、死根系和活根系分别占林地总呼吸量的15.7%、14.5%、11.7%和58.1%.     

天山中部天然云杉林森林生态系统降水过程中的水质变化

通过对天山中部天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica (Rupr.)Chen et Fu)不同郁闭度、林龄天然林区内,降水在转化过程中各环节(包括大气降水、穿透水、地表径流、地下渗水)的水质变化规律,以及森林生态系统不同层次对水质的影响对比分析。结果表明:(1)天山云杉林生态系统对降雨的水质影响,随郁闭度和林龄的增加而增强。在林龄相同的条件下,表现为:0.20.40.60.8;在郁闭度为0.8的条件下,表现为:幼龄林中龄林成熟林近熟林;(2)大气降水透过林冠层后,水中的养分含量显著增高,表现为溶解氧含量减小,氨氮、COD、BOD、总磷、钾含量增加;(3)穿透水转化为地表径流,水中的溶解氧浓度进一步降低,COD、BOD、总磷、钾的含量升高,氨氮浓度降低;(4)总地下渗水的各项水质指标均明显优于大气降水,土壤层是森林生态系统净化水质的关键层。(5)通过对各集水区域水质指标定量化综合评价,天山云杉林生态系统内的水质质量表现为:7月份9月份8月份;(6)利用主成分分析方法(PAC)构建的水质综合评价多元线性模型,具有很强代表性,能很好地用于水质的等级评价。     

森林生态系统健康研究进展

从生态系统健康的概念出发,明确了森林生态系统健康的实质.我国对森林生态系统健康的研究主要在森林生态系统和森林群落2个水平上.森林生态系统水平的健康评价指标包括群落结构、生物多样性等结构指标,涵养水源和水土保持等功能指标,以及社会经济方面的指标,指标庞杂,有些指标难以测度.而森林群落水平的健康评价指标主要以结构指标为主,指标相对简单.因此,建立系统、有效且统一的评价指标体系和科学合理的健康标准是未来开展森林生态系统健康评价的重点,而简洁的指标测度方法和量化的测度结果也将是森林生态系统健康评价的趋势.     

森林生态系统镉污染研究进展

综述了近几十年来国内外有关森林生态系统镉污染的研究进展。森林生态系统镉污染的来源有自然来源和人为来源 ,自然森林生态系统和人工森林生态系统的镉污染来源有明显差异。林地污泥应用、污灌、含镉磷肥的施用以及大气沉降等是人工森林生态系统镉污染的主要来源。镉污染对森林生态系统中的生产者、消费者和分解者均有毒害作用。森林生态系统的结构和功能特性使其在环境镉污染监测和防治中起着重要作用。     

秦岭火地塘种子植物区系及其与毗邻地区的关系分析

采用植物区系地理学研究方法,结合野外调查数据和文献资料对秦岭火地塘林区种子植物区系的组成、地理成分特征进行分析,并与其它7个毗邻地区植物区系间的关系进行比较研究。结果表明:(1)火地塘林区有种子植物136科,547属,1 283种;(2)该区的种子植物主要以温带区系成分为主(335属,占总属数61.2%),热带性质的植物次之(135属,占总属数24.7%)。该区植物种类丰富,地理成分复杂,具有明显的热带亚热带到温带的过渡性质;(3)火地塘林区种子植物区系成分与青木川、天华山、牛背梁、周至老县城植物区系亲缘关系较近,与东段的伏牛山次之,与西段的小陇山以及北部的子午岭有一定差异,表明秦岭植物区系成分的经向地带性,即经度越低,温带-北温带成分越高,经度越高,热带-亚热带成分越高。     

秦岭火地塘林区四种主要树种凋落叶分解速率

利用野外分解袋法对秦岭火地塘林区油松、华山松、华北落叶松、锐齿栎凋落叶的分解速率和养分释放趋势进行研究。结果表明,分解2年后,4种树种凋落叶的干物质残留率在35.6%～58.6%,残留率大小顺序为油松>华山松>华北落叶松>锐齿栎。除油松与华山松凋落叶之间残留率差异不显著外,各树种之间凋落叶分解后的残留率差异显著。在2个试验年度中,4-9月凋落叶分解最快,在其他月份保持较平稳的分解速度,分解前12个月凋落叶失重速度明显大于后12个月,呈明显的季节和阶段性差异。利用Olson模型对凋落叶分解50%和95%所需时间进行估测,结果显示,不同树种所需时间差异显著,其中锐齿栎凋落叶95%被分解所需时间最短,为5.43年,油松最长,为9.87年。凋落叶中N、P元素在分解第1年均表现出富集现象,直至1年后达到一个最高值后,开始释放,C含量则呈现出逐步下降的趋势。导致不同树种凋落叶分解速率及养分释放速率差异主要与不同凋落叶的初始质量和性质有关。     

秦岭中段南坡油松林生态系统碳密度

在秦岭中段南坡油松林分布较为广泛的不同区域,采用典型取样的方法设置油松林标准地50块。通过样地调查和室内分析,对本区油松林生态系统植被层、枯落物层及土壤层有机碳密度进行了研究与估算,分析了油松林生态系统各层次的有机碳密度在不同立地因子下的分布规律。结果表明:秦岭中段南坡油松林生态系统总有机碳密度为150.12 t/hm2,其中土壤碳分库的碳密度占油松林生态系统总碳密度的56.74%,是构成油松林生态系统碳的主体组成部分。植被层碳密度为62.29 t/hm2,占油松林生态系统总碳密度的41.49%,高于我国森林生态系统植被碳密度平均值,且仍有较大的固碳潜力。枯落物层碳密度为2.66 t/hm2,占油松林生态系统总碳密度的1.77%。在植被碳分库中,乔木层碳密度是其主体构成部分,为61.22 t/hm2,占植被层碳密度的98.30%;灌木层、草本层碳密度及其所占植被层碳密度的比例分别为:0.65 t/hm2(1.04%)、0.41 t/hm2(0.66%)。碳在乔木不同器官中的分配大小顺序为:树干(55.82%)、树枝(21.25%)、树根(10.28%)、树叶(7.35%)、树皮(5.30%)。灌木层碳密度和草本层碳密度受地形因子影响不显著。随海拔的升高,乔木层碳密度呈先增后减的变化趋势,在海拔1500—1700 m处达到最大值,枯落物层碳密度、土壤层碳密度及总碳密度变化不显著;随着坡度的增大,油松林生态系统枯落物层碳密度、土壤层碳密度及总碳密度显著减小,乔木层碳密度呈先增后减的变化趋势,在坡度为26—35°范围达到最大值;下坡位土壤层碳密度高于中坡位和上坡位,而中坡位乔木层碳密度和生态系统总碳密度高于下坡位和上坡位,枯落物层碳密度受坡位影响不明显;阳坡乔木层碳密度大于阴坡,枯落物层碳密度、土壤层碳密度及总碳密度受坡向影响不明显。     

中国森林生态系统N平衡现状

由于N饱和生态系统的出现,森林生态系统作为环境污染储蓄库的认识受到挑战。收集了近十余年来全国各地森林N素循环的研究资料,通过对目前大气N沉降、森林生物固N、森林生态系统N的流失、淋失、挥发等各项收支参数的分析,借助农田养分收支平衡的估算思路和方法对全国森林生态系统N平衡进行了估算。结果表明,我国森林生态系统N的输入大于输出,全国森林生态系统年容纳大气N约为736万t,其中约176万t来自于大气N沉降,约599万t来自于生物固N。而进入到森林生态系统中的N约16万t固定在木材中用以维持森林蓄积的增加,其余绝大部分则保存于森林土壤,使得森林土壤全N含量大约以每年0.002%的速率增长。但不断增加的N素输入并未导致森林生态系统N饱和,全国的森林蓄积仍保持增长的趋势,森林生态系统在N的生物地球化学循环过程中起着重要的调节作用,仍是环境N的储蓄库,对于调节气候,防治污染具有重大作用。     

An Analysis of the Flora of Qinling Mountain Range: Its Nature,Characteristics, and Origins

The Qinling Mountain Range, which covers an area of ca. 76500km² and ranges from 32°05′ to 34°45′ N and from 104°30′ to 115°52′ E, is a major watershed of the Huanghe and Chang jiang rivers with the highest peak about 3767 m above sea level. The flora comprises ca. 3124 species in 892 genera, of which 51.9% of species and 4.4% of the genera are endemic to China. Evoluated in this paper is the importance of the 20 larger fami lies which together contain 65.2% of the total number of species. The phytogeographical affinities of genera of seed plants in the flora are analyzed and briefly discussed. Among the native genera of the flora of the Qinling Mountain Range, 220 (26.8%) are tropical, 563 (68.5%) temperate, and 39 (4.7%) endemic to China. It is clear from the figures that temperate genera play an important role in the flora and vegetation of the Qinling Mountain Range. The features of the flora include the unusually high proportion of endemic species, a wealth of Sino-Japanese elements and prominant temperate nature in compsition. On the ba sis of analysis of paleobotanical materials in the Qinling Mountain Range and adjacent areas, historical distribution of dominant species, and the origin and relationships of Chinese en demic genera occurring there, the flora is of outstanding originality. No doubt, the rich and diverse flora have evolved gradually and autochthonously at least since the latest Cretaceous.     

秦岭天然锐齿栎林群落区系研究

锐齿栎林是秦岭林区的主要森林类型之一。通过对秦岭天然锐齿栎林群落的野外调查,报道了组成该群落的植物种类１８３种,隶属于６０科,１３１属,并在此基础上对该群落区系特点作了较为详细的分析。分析表明：１．该群落区系具有明显的温带性质。２．该群落区系是奠基在秦岭古老植物区系的基础上,通过种间竞争、群落演替形成的。３．锐齿栎本身不是一个古老的类群,其出现的时间不会早于上新世。     

北京市森林生态系统的水源涵养功能

以北京市森林资源第6次二类调查数据为基础,采用区域水量平衡法和土壤蓄水能力评估了森林水源涵养的功能,并重点分析了不同类型和区位条件下森林涵养水源功能的差异。结果表明：2004年北京市森林生态系统涵养水源1.26×10^9m^3;其中,怀柔区、延庆县、密云县、门头沟区和房山区的森林是水源涵养功能的主要贡献者（累积贡献率63.3%）;从森林类型来看,阔叶林和灌木林是水源涵养的主体（累积贡献率80.8%）;位于不同海拔高度的森林对水源涵养功能的贡献不同,其中位于海拔〈100m、100～500m和500～800m森林的贡献率分别为29%、30.7%和23.3%;而且位于不同坡位的森林涵养水源的贡献也不同,其中平地和全坡的森林最高,贡献率分别为37.12%和40.7%。     

白云山森林生态系统间接经济价值评估

使用市场价值法,影子工程法,机会成本法和替代法等对白云山1800hm²森林生态系统的功能价值进行经济评估,评估结果表明,白云山总的生态价值为14 580.17万元,其中活立木生产量的价值1423.58万元,涵养水源价值和保护土壤价值为460.66万元,固定二氧化碳和放出氧气的价值为3623.54万元,动物栖息地和生物多样性保护价值为632.47万元,林分持留N、P、K养分价值133.52万元,卫生保健价值为1737万元,农业粮食产量增加价值为2 338.54万元,降解SO₂和防治病虫害17.33万元,旅游价值4 213.53万元。     

长白山森林生态系统大气氮素湿沉降通量和组成的季节变化特征

2009—2010年期间,利用雨量计收集法在长白山森林生态系统定位站开展定位观测,分析降水中氮素浓度,研究了该区域大气氮素湿沉降通量和组成的季节变化特征。结果表明,各形态氮素月均浓度之间差别较大,具有明显的季节性;其降水中浓度主要受降水量和降水频次的影响。全年氮素湿沉降中TN、TIN和TON的沉降量分别为27.64 kg N hm-2a-1、11.05 kg N hm-2a-1和16.59 kg N hm-2a-1,TON为沉降主体,占60.02%;其大气氮沉降量主要由降水量和降水中氮素浓度共同决定。该地区氮湿沉降量已处于我国中等水平,考虑到氮素的干湿沉降比例,本区域的年氮沉降量已接近或超过本区域的营养氮沉降临界负荷,存在一定的环境风险。该地区生长季(5—10月)的氮沉降量(16.59 kg N hm-2a-1)占全年氮沉降量的比例达到73.20%。生长季的氮沉降对于促进植物生长直接生态意义重大,而非生长季的氮沉降对于大量补充次年植物生长初期所需养分的间接生态意义明显。     

The effects of forest clear-cutting and scarification on the water quality of small brooks

The Nurmes-study has monitored water quality and hydrology of brooks in six basins since 1978. All brooks were investigated in their untreated state for five years and two basins throughout the whole study period. The first stage of clear-cutting and forestry drainage was carried out in 1983, followed by scarification (forest ploughing, hummocking and drainage) in the clear-cut areas in 1986. These standard forestry practices were carried out in two of the basins (Murtopuro and Kivipuro) while the third (Liuhapuro) remained untouched.The brooks are naturally acid (pH 4.1–6.3) with low temperature (max. 13.5 °C) and conductivity. High amounts of organic matter and iron are typical, as well as a low average concentration of suspended solids.The reduction of the tree cover caused a significant increase in water temperature. The clear-cutting and subsequent scarification increased the phosphorus (P_tot, PO₄-P), nitrogen (N_tot, NO₃-N, NH₄-N) and iron (Fe) concentrations. The most harmful effects were the noticeable increase in suspended solids, the 3-year mean being 83 tn km^–2 a^–1, over 200 × that during the pretreatment period (0.4 tn km^–2 a^–1). After scarification the amounts of dissolved organic matter were diminished. A protective zone along the brook clearly reduced the impacts of clear-cutting and scarification.     

东灵山林区不同森林植被水源涵养功能评价

森林植被发挥着涵养水源的作用,主要表现在以下几个方面:对降水的截留与再分配;调节河川径流,调节林内小气候,减小林内地表蒸发,改善土壤结构,减少地表侵蚀等. 通过对几种林分各层拦蓄降水和保土功能指标定性评价的基础上,用综合评定法对不同林分水源涵养和保土功能进行综合评价,选择出综合功能最好的林分,以期为北京山区的生态环境建设、植被恢复与保护提供一定的依据。在测定东灵山4种森林植被林冠层、枯枝落叶层和土壤层蓄水和土壤保持功能指标的基础上,采用综合评定法对4种森林植被水源涵养和土壤保持功能进行了评价。结果表明:各植被类型的林冠层截留各不相同,在雨季(6-9 月份) 辽东栎林的截留率最大,华北落叶松的最小;枯落物最大持水深以辽东栎林的最大,油松的最小;土壤水文特性各异,0-80 cm 土层平均容重以落叶阔叶林的最小,华北落叶松的最大;稳渗速率以落叶阔叶林的最大,油松的最小,初渗速率以辽东栎林的最大,油松的最小。不同林分水源涵养和土壤保持综合能力由大到小顺序为落叶阔叶混交林、辽东栎林、华北落叶松林、油松林。常绿阔叶灌丛水源涵养和土壤保持综合能力评价值(0.1039) 比其它植被类型少3个数量级,说明其水源涵养和土壤保持功能明显优于其它植被类型。由此可见,树种组成丰富、林下灌草盖度高、枯落物储量多的落叶阔叶混交林水源涵养和土壤保持能力最强,优于单一的阔叶林,而油松林最差。