贡嘎山海螺沟林线附近峨眉冷杉种群的结构与动态

通过对贡嘎山海螺沟海拔 35 80m处 1.0hm2 峨眉冷杉 (AbiesfabriCraib)林的定位调查 ,分析了峨眉冷杉的个体生长、种群结构与动态、干扰及更新特征。结果表明 :1)林线附近的环境胁迫影响了个体的形态发育和高、径生长 ,但对其更新繁殖无明显影响 ;2 )静态生命表和种群生存曲线反映了 2 0a以前和 6 0～ 140a分别经历的强烈环境筛选和竞争自疏 ,以及后期与环境变化相关的死亡率波动 ,峨眉冷杉寿命极限为 40 0a左右。 3)林线种群遭受高频率、小规模的林隙干扰。尽管 86 .4%的林隙由多木形成 ,但死亡的峨眉冷杉以枯立为主导致林隙较小 ;病害、冰雪和死树的打压是林隙形成的重要因素 ,而风不是这里林线环境的主要自然干扰。 4)峨眉冷杉的幼苗表现了相当的耐荫性 ,尽管其更新依赖林隙的存在 ,但更新格局存在多尺度的成因     

贡嗄山海螺沟林线附近峨眉冷杉种群的结构与动态

通过对贡嗄山海螺沟海拔3580m处1.0hm^2峨眉冷杉（Abies fabri Crabi）林的定位调查,分析了峨眉冷杉的个体生长、种群结构与动态、干扰及更新特征。结果表明：1）林线附近的环境胁迫影响了个体的形态发育和高、径生长,但对其更新繁殖无明显影响;2）静态生命表和种群生存曲线反映了20a以前的60-140a分别经历的强烈环境筛选和竞争自疏,以及后期与环境变化相关的死亡率波动,峨眉冷杉寿命极限为400a左右。3）林线种群遭受高频率、小规模的林隙干扰。尽管86.4%的林隙由多木形成,但死亡的峨眉冷杉在枯立为主导致林隙较小;病害、冰雪和死树的打压是林隙形成的重要因素,而风不是这里林线环境的主要自然干扰。4）峨眉冷杉的幼苗表现了相当的耐荫性,尽管其更新依赖林隙的存在,但更新格局存在多尺度的成因。     

贡嘎山峨眉冷杉林凋落物的特征

 研究了贡嘎山峨眉冷杉（Abies fabri）林凋落物量、凋落物特征及其N、P、K、有机碳的归还量,并探讨了它们在演替进程中的变化。结果表明,峨眉冷杉成熟林、中龄林和幼龄林的凋落物量依次为：2 809.925、2 787.086、2 043.585 kg·hm-2·a-1;其中N、P、K的归还量依次为：34.850、33.917、42.571 kg·hm-2· a-1。峨眉冷杉林凋落物量及其N、P、K的归还量较少,与我国其它森林区针叶林存在一定差异,而与美国西北部冷杉林相近。     

长江上游峨眉冷杉林结构特征的研究

通过对长江上游贡嘎山不同演替阶段峨眉冷杉（Abies fabri）林的野外调查和对比分析,探讨了峨眉冷杉林的结构特征。结果表明,成熟峨眉冷杉林下有丰富的峨眉冷杉种源,小于20年的峨眉冷杉更新幼树幼苗数量少,但却为唯一的优势更新树种,在冬瓜杨、峨眉冷杉混交林中,冬瓜杨、桦木等树种在最初30年高生长非常迅速并能很快占据优势地位。峨眉冷杉是一耐荫性很强的树种,幼龄期生长缓慢,但将更替其它树种形成稳定群落。贡嘎山海拔2900－3400m地区大规模泥石流为100多年发生一次,在泥石流发生地,川滇柳、冬瓜杨、桦树等树种首先出现在迹地并占据优势,在自然条件下恢复峨眉冷杉林将需要较长时间,可通过人为干预措施加以促进和调控。     

贡嘎山不同林龄峨眉冷杉种子雨及土壤种子库

本文采用种子雨收集器、土壤种子库筛选、室内萌发实验及野外实地调查等手段,研究了贡嘎山海螺沟内不同林龄和海拔分布上下界限的6个峨眉冷杉(Abies fabri)林的土壤种子库、种子雨的组成和时空分布特征.结果表明:土壤种子库分布随土壤深度增加而减少,主要集中在凋落物层;在同一海拔,随着林龄增加,土壤种子库和种子雨大小先增加再降低,成熟林达到最大值,且其完整种子比例最高,整体质量最好;不同海拔,林龄相近的成熟林调查结果显示,海拔分布上下界限的峨眉冷杉林土壤种子库和种子雨显著小于海拔分布中段的成熟林,这可能与海拔引起的水热条件差异有关;峨眉冷杉林的最佳结实阶段在成熟林,其种子质量好,且散布后在林下保存得最好;树种生物学特性和林下微生境可能是主要原因.     

贡嘎山峨眉冷杉成熟林碳利用效率季节动态及其影响因子

碳利用效率(CUE)是植被生态系统的一个重要功能参数, 反映了植被生态系统的固碳能力, 适用于分析不同时间段内器官、个体和群落等不同层次的碳收支趋势, 因而有助于对陆地生态系统碳功能的确定与预测, 引起了广泛关注。该研究采用生物计量法, 测定和计算了川西贡嘎山东坡峨眉冷杉(Abies fabri)成熟林树木不同器官的呼吸与净生产力动态, 分析了乔木层及其各器官CUE动态及主要影响因子, 并估算了乔木层不同径级树木CUE。主要结果: (1)乔木层各器官月呼吸速率与温度呈正相关关系, 以细根月呼吸速率为最大; 不同径级树木年呼吸量无显著差异, 以小径级树木树干的年呼吸量为最小。(2)乔木层细根和树干月净初级生产力(NPP)均随温度增加而增加, 以细根月NPP为最大。小径级树木年NPP最大, 其针叶年NPP也显著高于中径级和大径级树木。(3)林分乔木层及其各器官CUE大多集中在0.30-0.60之间, 其中细根、树干CUE具有相似的月变化动态, 均随温度的升高而上升。不同径级树木CUE及树干和针叶CUE均随树木个体的增大而明显下降。(4)气温和土壤温度与乔木层树干和细根CUE呈正相关关系, 而降水量与针叶CUE呈负相关关系。细根CUE与树干CUE呈正相关关系,与针叶CUE呈负相关关系。峨眉冷杉成熟林乔木层CUE主要取决于树干和细根CUE。该研究证实了川西亚高山暗针叶成熟林仍具有较强的碳汇功能, 在区域碳储存和森林生态系统碳循环中发挥着极其重要的作用。     

贡嘎山峨眉冷杉林原生扰动土壤溶质运移的持续降雨模拟研究

以人工持续(5d)降雨模拟方式研究了贡嘎山物眉冷杉林原生土壤地表覆被层破坏后土壤中矿质元素与营养盐的迁移输出动态与规律。模拟降雨采用当地最为常见的小到中雨雨型（5.7-26mm/h),壤中流以垂直入渗为主,并滞后于降雨0.2-4.2h,通过0模拟实验发现,降雨总量和降雨事件的持续时间对壤中流产生量的影响比单位时间降雨强度的影响更为明显,在持续降雨影响下,主要离子（Mg^2 ,Ca^2 ,Cl^-,SO4^2-和Na^ K^ ）和营养盐（NH4^ -N,NO3^--N和活性磷酸盐）在短期内急剧流失,模拟降雨的第1天,壤中流结束时离子浓度仅为初始时浓度的29%,营养盐浓度为初始浓度的21%-55%。至第3天,上述离子和营养盐输出浓度趋于恒定,约为首日降雨壤中流初始浓度的1%-15%,在主要矿质元素流失后,原生土壤内过程转为有机质控制的HCO3^-输出过程,伴随着土壤矿质养分的输出,土壤缓冲能力下降,壤中流pH值由6.1降为5.2,研究结果表明,贡嘎山区峨眉冷杉林原生土壤系统十分脆弱,养分易于流失,对人类活动的敏感性很高。     

贡嘎山峨眉冷杉原始林及其更新群落凋落物的特征

1998～2001年对贡嘎山峨眉冷杉[Abiesfabri(Mast.)Craib]原始林及其更新林凋落物的数量、凋落特征进行了观测和分析.结果显示,峨眉冷杉原始林的年均凋落量为2.777t/(hm2·     

短期增温对贡嘎山峨眉冷杉幼苗生长及其CNP化学计量学特征的影响

2009年5月至10月,在中国科学院贡嘎山高山森林生态系统观测站附近,采用红外灯加热人工模拟气候变暖研究了增温对峨眉冷杉(Abies fabiri (Mast) Craib)幼苗生长和养分及其化学计量特征的影响。由于红外灯的增温作用,在幼苗的整个生长季节,增温样地地表下5 cm、10 cm、20 cm处土温平均高于对照样地5.04 ℃、4.81 ℃、4.35 ℃,而土壤含水量则分别降低了7.03%、6.10%、6.40%;地表20 cm处空气温度相比对照样地上升了1.12 ℃,而空气相对湿度则降低了6.30%。除茎重比外,增温处理降低了峨眉冷杉幼苗的根长、基径、株高、总生物量、根重比、叶重比、根冠比和比叶面积。经方差分析发现,增温处理后幼苗根、茎和叶的C平均含量与对照差异性均不显著(P>0.05),其中除茎的提高了2.76%外,根和叶分别降低了7.15%和2.29%;N平均含量除茎显著降低之外(P<0.05),根、叶分别提高了9.78%和5.70%;幼苗根、茎、叶的P平均含量均低于对照11.97%、10.69%和2.99%,并且根和茎与对照存在显著性差异(P<0.05)。增温处理后幼苗根、茎、叶各器官的C︰N、C︰P 、N︰P与对照均不存在显著性差异(P>0.05),其中C︰P均大于对照,而C︰N和N︰P与对照相比,均有不同程度的减小;C︰N、N︰P和C︰P的平均值(标准差)大小顺序依次为茎(92.594.92)>根(61.891.65)>叶(60.813.23)、叶(4.990.22)>根(4.440.58)>茎(3.640.10)和茎(336.358.70)>叶(302.854.49)>根(274.865.27)。实验结果表明：增温对幼苗生长和生物量积累具有明显的限制作用,对叶片生长的阻碍作用尤为突出;增温改变了幼苗根茎叶的CNP含量及其化学计量比格局;在养分供应上,增温和对照处理下幼苗生长均受N素限制。     

川西贡嘎山峨眉冷杉成熟林生态系统CO2通量特征

成熟森林的碳收支对陆地生态系统碳循环研究具有重要意义。目前,我国关于西南亚高山暗针叶林成熟林碳通量的研究还相对较少,尚不明确对碳循环的作用。以涡度相关技术为基础,对川西贡嘎山东坡峨眉冷杉成熟林生态系统尺度的CO_2通量进行长期定位观测。利用2015年6月至2016年5月观测数据,分析了峨眉冷杉成熟林净生态系统CO_2交换量(NEE)、生态系统呼吸(Re)和总生态系统生产力(GPP)的季节变异特征及其源汇状况,并结合环境因子,分析CO_2通量的主要控制因子。结果表明:(1)峨眉冷杉成熟林NEE具有明显的日变化特征,呈现"U"形变化,白天为负值,夜间为正值,中午前后CO_2通量达到最大;各月间日平均NEE变化差异显著,NEE峰值最大出现在2015年6月(-0.64 mg CO_2m~(-2)s~(-1)),峰值最小出现在2016年1月(-0.08 mg CO_2m~(-2)s~(-1));日平均NEE由正值变为负值的时间夏季最早,冬季最晚,NEE由负值变为正值的时间冬季最早,夏季最晚。(2)峨眉冷杉成熟林NEE、Re和GPP具有明显的月变化。2015年6月和12月NEE分别达到最大值(-46.02 g C m~(-2)月~(-1))和最小值(-1.42 g C m~(-2)月~(-1));Re呈现单峰变化,最大和最小值分别出现在2015年6月(84.78 g C m~(-2)月~(-1))和2016年1月(12.82 g C m~(-2)月~(-1));GPP最大值和最小值分别出现在2015年6月(130.81 g C m~(-2)月~(-1))与2016年1月(16.15 g C m~(-2)月~(-1))。(3)空气温度(T_a)、5 cm土壤温度(T_(s5))和光合有效辐射(PAR)是影响峨眉冷杉成熟林CO_2通量的主要环境因子。T_a与CO_2通量呈指数相关(R~2=0.5283,P0.01);白天CO_2通量与PAR显著相关(R~2=0.4373,P0.01);夜晚CO_2通量与T_(s5)显著相关(R~2=0.4717,P0.01)。(4)全年NEE、Re和GPP分别为-241.87、564.81 g C m~(-2)和806.68 g C m~(-2),表明川西贡嘎山峨眉冷杉成熟林具有较强的碳汇功能。     

戴云山罗浮栲林主要乔木树种营养生态位研究

通过生态位空间分割,应用多维生态位宽度和生态位重叠分析戴云山罗浮栲(Castanopsis fabri)群落主要乔木树种在不同资源空间中的营养利用情况。结果表明,各物种在不同资源空间的营养利用情况存在差异。同一物种不同龄级生态位宽度不同,同一龄级不同物种生态位宽度也存在差异。罗浮栲天然林主要种群生态位重叠值介于0.2~0.3的有33对,占27.5%;大于0.3的有51对,占42.5%,群落中优势种种群生态位具有较大程度重叠,对资源的利用能力相似且竞争格局明显。乔木层中,个体多度分布较大的罗浮栲与其它树种生态位重叠在0.042~0.424,罗浮栲与其它物种在资源利用上所受到的竞争相对较弱,在一定程度上决定了该种群在群落中的优势地位。按照经典的分层频度分析,罗浮栲种群属于典型的衰退种,与群落演替的实际情况相一致。     

植物群落类型和围栏封育对高山林线岷江冷杉幼苗成活的影响

林线树种幼苗的生长紧密关系着高山林线的形成。通过室内发芽实验测定了岷江冷杉种子萌发能力。2015年春,在川西巴郎山岷江冷杉林线之上的高山林线交错带,通过播种处理(播种和不播种),研究了不同植物群落类型(灌木和草地群落)和围栏处理(围栏和不围栏)对岷江冷杉幼苗成活率的影响,以期为进一步探讨高山林线形成机制提供科学参考。结果表明:(1)岷江冷杉室内发芽率31.4%,成活率随时间下降。(2)灌木群落的全年日平均空气温湿度显著高于草本群落,而两群落的全年日平均土壤温度无显著差异。(3)未播种样地没有发现岷江冷杉幼苗,说明林线交错带缺乏岷江冷杉种子。(4)与不围栏样地相比,围栏封育分别显著提高了岷江冷杉幼苗成活率2.0%(2015年)和2.2%(2016年);与灌木群落相比,草本群落中岷江冷杉幼苗成活率显著提高0.8%(2015年)和1.2%(2016年),说明灌木对林线交错带幼苗更新具有更强的竞争作用。围栏处理下,草本群落中岷江冷杉幼苗成活率显著高于灌木群落;不围栏处理下,草本群落中岷江冷杉幼苗成活率显著低于灌木群落,2017年在不围栏样地没有幼苗存活,说明动物干扰对林线交错带森林更新有阻碍作用。研究表明,高山林线交错带森林更新,受种子、植物竞争和动物干扰(例如,放牧)等多方面因素的共同影响,可以通过播种、植物剔除(去除竞争)和围栏等促进幼苗更新和成活。     

川西高山林线土壤活性碳、氮对短期增温的响应

随着温室效应的加剧,受低温限制的高山林线生态系统对全球气候变暖较为敏感,可能直接影响到植物的生长和土壤碳氮过程.本研究假设气候变暖会改变高山生态系统土壤活性碳氮含量,在四川省理县米亚罗高山生态系统定位站,采用开顶式模拟增温装置(OTC)模拟增温对土壤活性碳、氮的短期影响.分别于2017年4、7和10月,采集OTC以及对照样地(CK)内土壤有机层和矿质土壤层的原状土壤,测定土壤可溶性有机碳(DOC)、土壤微生物生物量碳(MBC)、土壤可溶性有机氮(DON)和土壤微生物生物量氮(MBN)含量.结果表明: 模拟增温使年均气温升高0.88 ℃,土壤有机层和矿质土壤层的年均温度分别提高0.48和0.23 ℃.模拟增温没有显著改变土壤有机质和含水量,但显著提高了矿质土壤层的pH值,同时显著降低了非生长季矿质土壤层的DOC、DON含量;季节变化对两个层次的DOC、DON和MBN含量有极显著影响,而MBC没有明显的季节动态;增温和季节交互作用对矿质土壤层的DOC和DON有显著影响.土壤有机层的MBC、MBN含量显著高于矿质土壤层.土壤活性碳、氮与土壤有机质和含水量呈极显著正相关,MBC、MBN与土壤pH呈极显著正相关,MBN与土壤温度呈显著负相关.     

Ecological characteristics of Abies georgei population at timberline on the north-facing slope of Baima Snow Mountain, Southwest China

Abies georgei is one of the endemic trees at timberline on Qinghai-Tibetan Plateau, but little research has been done about its timberline population. One plot was set up at timberline above 4400 m on the north-facing slope of Baima Snow Mountain in Southwest China, covering an area of 0.8 hm2. Height, DBH (diameter at breast high) or root-collar diameter of seedlings and saplings, and position were recorded for each individual. The population showed a growing trend and the number of individuals decreased with increase of DBH. The survival curve can be described by Deevy-III. The population had 2 distinct peaks of mortality: age I (seedlings, DBH = 0–5 cm) and age V-VI (DBH = 20–30 cm). The highest mortality of seedlings was due to severe climate at timberline. As the saplings grew up, the interspecific and intraspecific competition resulted in another mortality peak. Through SPPA (spatial point pattern analysis), individuals of all age-classes showed uniform, random or clumped distribution with the change of scales; however, they had mainly clumped distribution. Moreover, the relationships between individuals in different age-classes were all significantly correlated with each other. Seedlings showed the highest clumping intensity and scale.     

贡嘎山树线过渡带土壤有机碳矿化和温度敏感性

树线过渡带作为高山地区重要的生态过渡带之一,是响应温度变化的敏感区域。树线过渡带内土壤碳储量丰富,其碳周转在全球碳循环方面扮演着重要角色。探究树线过渡带土壤有机碳矿化及其温度敏感性,对于预测气候变化背景下高山地区土壤碳循环过程具有重要的指导意义。为此以青藏高原东南部贡嘎山树线过渡带(森林、树线、灌丛)的土壤为对象,在室内开展90 d不同温度(15℃和20℃)的培养实验,测定土壤有机碳矿化速率,计算单位土壤有机碳累积矿化量、温度敏感性,并分析影响它们的相关因素。结果表明：土壤有机碳矿化速率受温度和样地类型的显著影响。升温显著增加土壤有机碳矿化速率,而不同样地类型间矿化速率差异显著,矿化速率大小表现为森林>树线>灌丛。本研究用单位土壤有机碳累积矿化量表征土壤有机碳的稳定性,经90 d的培养,15℃下树线过渡带从森林、树线到灌丛单位土壤有机碳累积矿化量分别为12.33 mg/g、12.99 mg/g和10.53 mg/g, 20℃下则分别为19.16 mg/g、21.14 mg/g和16.26 mg/g,灌丛土壤单位土壤有机碳累积矿化量显著低于森林和树线土壤,这表明灌丛土壤具备更...     

贡嘎山树线过渡带土壤胞外酶活性及其化学计量比特征

土壤胞外酶及其化学计量比是反映土壤养分可用性和微生物底物限制的敏感指标。然而, 对全球变化敏感的高山树线过渡带土壤酶活性和化学计量比的变化特征及其关键驱动因素仍不清楚。该研究在青藏高原东南部的川西贡嘎山高山树线过渡带(森林、树线、灌丛)进行土壤采样, 测定了树线过渡带土壤中5种水解酶(β-葡萄糖苷酶(BG)、纤维素二糖水解酶(CBH)、木聚糖水解酶(XYL)、N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP))和2种氧化酶(多酚氧化酶(POX)、过氧化氢酶(CAT))的活性, 并计算土壤胞外酶活性化学计量比(碳、氮(N)酶活性比和碳质量指数)。结果表明: 灌丛土壤LAP、POX、CAT活性显著低于树线和森林土壤, XYL活性在树线最低, 其他胞外酶活性在树线过渡带不同位置差异不显著。灌丛土壤lnBG/lnLAP显著高于森林和树线处土壤, lnBG/ln(NAG + LAP)在树线过渡带没有显著变化, 碳质量指数在树线处最高。非度量多维尺度分析表明, 土壤有机碳、全氮、硝态氮含量和植物叶片木质素:N是影响树线过渡带土壤酶活性差异的主要因素, 植物叶片碳氮比、木质素:N和土壤可溶性氮含量是影响树线过渡带土壤胞外酶活性化学计量比差异的主要因素。综上所述, 贡嘎山地区的部分土壤酶活性及其化学计量比沿树线过渡带会发生明显的变化, 这种变化可能是由不同植物类型下微生物群落差异导致。这表明, 未来气候变化引起的树线迁移可能会改变胞外酶活性进而影响土壤养分循环。     

Season dynamics of carbon use efficiency and its influencing factors in the old-growth Abies fabri forest in Gongga Mountain,western Sichuan,China

碳利用效率(CUE)是植被生态系统的一个重要功能参数, 反映了植被生态系统的固碳能力, 适用于分析不同时间段内器官、个体和群落等不同层次的碳收支趋势, 因而有助于对陆地生态系统碳功能的确定与预测, 引起了广泛关注。该研究采用生物计量法, 测定和计算了川西贡嘎山东坡峨眉冷杉(Abies fabri)成熟林树木不同器官的呼吸与净生产力动态, 分析了乔木层及其各器官CUE动态及主要影响因子, 并估算了乔木层不同径级树木CUE。主要结果: (1)乔木层各器官月呼吸速率与温度呈正相关关系, 以细根月呼吸速率为最大; 不同径级树木年呼吸量无显著差异, 以小径级树木树干的年呼吸量为最小。(2)乔木层细根和树干月净初级生产力(NPP)均随温度增加而增加, 以细根月NPP为最大。小径级树木年NPP最大, 其针叶年NPP也显著高于中径级和大径级树木。(3)林分乔木层及其各器官CUE大多集中在0.30-0.60之间, 其中细根、树干CUE具有相似的月变化动态, 均随温度的升高而上升。不同径级树木CUE及树干和针叶CUE均随树木个体的增大而明显下降。(4)气温和土壤温度与乔木层树干和细根CUE呈正相关关系, 而降水量与针叶CUE呈负相关关系。细根CUE与树干CUE呈正相关关系,与针叶CUE呈负相关关系。峨眉冷杉成熟林乔木层CUE主要取决于树干和细根CUE。该研究证实了川西亚高山暗针叶成熟林仍具有较强的碳汇功能, 在区域碳储存和森林生态系统碳循环中发挥着极其重要的作用。     

Coexistence of Abies alba (Mill.) - Fagus sylvatica (L.) and climate change impact in the Iberian Peninsula: A climatic-niche perspective approach

Abies alba Mill. (European silver fir) and Fagus sylvatica L. (beech) are Eurosiberian species dispersed over the Iberian Peninsula. Climate change predictions indicate a rise in temperature and a decrease in precipitation in this region, threatening the future existence of these species. In the present study we analyzed the future topo-climatic suitability of Abies alba and Fagus sylvatica and the mixed forests of these two species, using the General Linear Models technique and data from the third National Forest Inventory (Ministerio de Agricultura PyA, 2007). We considered two modeling approaches based on niche theory: modeling community (Abieti-Fagetum) and overlapping individual species models. General trends showed an overall decrease in both species’ topo-climatic suitability and indicated that the Pyrenees will play a crucial role as a climatic refuge. The modeling approaches markedly differed, however, in their current and future spatial agreement. Despite good accuracy results, community modeling through co-occurrence does not encompass the environmental space of individual species prejudicing future assessments in new environmental situations, suggesting a need for future studies in community modeling.