亚热带-暖温带过渡区天然栎林的能量平衡特征

利用开路涡度相关系统和常规气象观测仪器观测了我国北亚热带-暖温带气候过渡带(河南南阳)的一片锐齿栎天然林的能量通量及常规气象。以一个完整年(2016年10月—2017年9月)的观测数据为依据,定量分析了此锐齿栎林的能量通量的日变化、季节变化以及各能量分量的分配特征,并计算了能量闭合度以及波文比。结果表明:锐齿栎林观测期间一整年净辐射为2626.17 MJ/m~2,感热通量为867.1 MJ/m~2,潜热通量为1417.25 MJ/m~2,土壤热通量为-2.60 MJ/m~2,土壤为热源;各能量分量日变化基本呈单峰型曲线,季节变化特征明显。非生长季,锐齿栎林的能量主要分配给感热通量,占净辐射的54.18%;生长季,能量主要分配给潜热通量,占净辐射的67.48%。观测期间研究区年降雨量较平均值稍大(1231.8 mm),森林蒸散量为579 mm,仅为降雨量的47%。波文比受森林物候变化影响较大,在非生长季平均值约为2.1,生长季约为0.2。土壤热通量在生长季2017年4—9月份为正值,土壤表现为热汇,其余月份皆为热源。土壤热通量的变化过程主要受净辐射调控,森林物候也起了一定的作用。河南宝天曼锐齿栎森林通量观测站全年能量闭合度为67%,在国际同类观测站的范围之内(55%—99%)。不能完全闭合的原因可能与通量源区面积不匹配、计算能量平衡时忽略冠层热存储等有关。     

宝天曼自然保护区锐齿栎林生态系统营养元素循环

对河南内乡宝天曼自然保护区内 35年生的天然次生锐齿栎林生态系统的营养元素循环进行研究 ,结果表明 :所测定系统中的 N、P、K、Ca、Mg、Fe、Na、Mn、Zn、Cu1 0种营养元素积累总量为 1 0 387.894kg·hm- 2 ,土壤库贮量 8880 .70 9kg·hm- 2 ,占 85 .49% ;植物体贮量 1 5 0 7.1 82 kg·hm- 2 ,占 1 4.5 1 % ,其中活植物体占 90 .5 6% ,凋落物占 9.44%。系统中 1 0种营养元素年吸收量 2 0 7.5 4 5 kg· hm- 2 ,年存留量1 0 5 .2 85 kg· hm- 2 ,年归还量 1 0 1 .65 1 kg·hm- 2 ,年积累速率为 77.8986kg·hm- 2 ;年归还量占年吸收量48.98% ,表明系统中营养元素的循环处于良好的平衡状态。 1 0种营养元素的平均利用系数为 0 .1 85 ,平均周转期为 9.98a。其中 P、N、Mg、Na、Mn的周转期较短为 4～ 8a,K、Ca、Fe、Cu周转期较长为 1 0～ 1 6a,Zn的周转期最长为 1 7.4a。     

河南宝天曼锐齿栎林群落学特征

锐齿栎群落是我国暖温带地区主要植物群落类型之一,广泛分布于各山区的阳坡,同时它也是我国暖温带地区重要的用材资源之一。我国暖温带地区人口密集,开发较早而且强度较高,研究认识该区锐齿栎群落特征和物种多样性,对有计划地发展、保护和合理开发利用其资源以及区域林业可持续发展具有重要意义。陈灵芝等[1]对北京山区的栎林进行了研究,河南宝天曼保护区锐齿栎群落的研究尚未见报道,我们于1994年～1995年对该区锐齿栎群落进行了初步研究。1　研究地区概况宝天曼自然保护区位于河南省西南部内乡县境内,伏牛山南麓,地理坐标为北纬33°25′～3…     

内乡宝天曼自然保护区锐齿栎林生物量和净生产力研究

对河南内乡宝天曼自然保护区35年生天然次生锐齿栎林生物量和净生产力进行了测定和研究。结果表明：锐齿栎林生物量为141．17t/hm^2,净生产力为7．39t/(hm^2.a),,其中乔木层生物量为128．30t/(hm^2.a),占总生物量的90．88％,净生产力为6．30t/(hm^2.a),占总净生产力的85．25％,生物量平均相对生长速度为0．1238。灌木层、草本层的生物量和净生产力分别占总的0．79％和0．37％、5．82％5和4．87％。调落物层现存量为11．23t/(hm^2.a),占总生物量的7．95％,年凋落物量3．37t/(hm^2.a),占总净生产力的45．60％,净生产量与叶面积指数,叶量成正相关,而与叶效率成负相关。     

小陇山不同林龄锐齿栎林土壤有机碳和全氮积累特征

以甘肃小陇山林区3个林龄阶段(中龄林、近熟林和成熟林)的锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)天然次生林为对象,研究了土壤中有机碳和全氮的垂直分布及其积累特征。结果表明:林地土壤有机碳和全氮含量在各龄级土壤剖面中的垂直变化规律一致,表层土壤中含量最高,随着土层深度逐渐降低。1 m土层范围有机碳和全氮密度随着林龄的增加而增加,中龄林、近熟林和成熟林的碳密度分别为122.92、242.21t/hm~2和280.53 t/hm~2,龄组之间差异显著(P0.05);3个林龄阶段的土壤全氮密度分别为10.37、18.94t/hm~2和24.76 t/hm~2,差异显著(P0.05)。有机碳和全氮密度在0—20 cm土层中占有很高比重,达37%—56%。土壤有机碳与全氮含量呈极显著的线性正相关(P0.0001)。土壤有机碳和全氮积累速率随林龄阶段存在差异,在生长旺盛期(中龄林-近熟林)的土壤有机碳(10.84 t hm~(-2)a~(-1))和全氮(0.78 t hm~(-)2a~(-1))的积累速率要大于成熟期(近熟林-成熟林)的土壤有机碳(1.92 t hm~(-2)a~(-1))和全氮(0.29 t hm~(-2)a~(-1))积累速率。     

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。     

秦岭林区锐齿栎林群落类型的初步研究

本文用定性与定量分析相结合的方法,研究了秦岭林区锐齿栎林的生态分布、区系组成、外貌特征及层次结构、生活型谱和林木的大小配置,将秦岭林区的锐齿栎林划分为五个群丛,并针对营林中存在的问题,提出了改进的措施和建议。     

太白山锐齿栎林群落结构特征

秦岭山脉是我国乃至全球生物多样性热点地区,植被资源丰富,物种多样性高。为了研究秦岭植被恢复过程中的多样性维持机制,参照CTFS样地建设方案,于2016年秋在秦岭主峰太白山北坡的锐齿栎次生林和原始林中各建立了1块100 m×150 m固定监测样地。本文以样地中所有胸径(DBH)≥1 cm的木本植物数据为基础,分析了2块样地中群落组成及结构特征。结果表明:锐齿栎次生林和原始林样地所监测木本植物分别为2839和2840株,隶属于29科45属65种和21科37属47种,其中,偶见种和稀有种的比例分别为38.4%和24.6%、40.4%和19.2%,且均以北温带分布的植物种类居多,分别占总属数的46.6%和48.7%。2块样地中,建群种锐齿栎径级结构均呈单峰型;水榆花楸、青榨槭、四照花和三桠乌药主要伴生种的径级结构均呈倒"J"型,表明群落内主要树种都能很好地完成种群的生活史。双相关g(r)函数分析表明,在r=10 m的范围内,2块样地中的主要优势种在<2 m的尺度中聚集程度最强;随着尺度的增加,聚集程度逐渐减弱,当尺度增大到某一值时,物种呈随机或均匀分布格局。次生林和原始林的平均角尺度分别...     

秦岭小陇山锐齿栎林皆伐迹地土壤呼吸特征

2011年5月-2012年4月,利用Li-6400系统测定秦岭小陇山锐齿栎林皆伐迹地的土壤呼吸速率,研究锐齿栎林皆伐迹地土壤呼吸速率日动态、月动态和土壤温湿度以及土壤理化性质对土壤呼吸的影响.结果表明： 皆伐迹地和锐齿栎对照林地的土壤呼吸日动态和月动态均表现为单峰曲线,与土壤温度变化趋势相似;皆伐迹地和对照林地土壤呼吸速率的月均最大值均出现在7月,分别为4.63和4.01 μmol·m^-2·s^-1,月均最小值均出现在2月,分别为0.10和0.30 μmol·m^-2·s^-1;皆伐后4～6个月,皆伐迹地土壤呼吸速率月均值大于对照林地,此后则小于对照林地;土壤温度、湿度及二者交互作用的多元回归模型能够解释皆伐迹地土壤呼吸速率变化的89.6%～90.8%,解释对照林地的94.7%～95.5%;利用指数方程计算两样地土壤呼吸的Q₁₀值,皆伐迹地和对照林地土壤呼吸的Q₁₀值分别为3.47～4.22和3.54～3.96;皆伐迹地和对照林地年土壤碳释放量分别为344.8和512.9 g·m^-2,冬季土壤碳释放量分别为24.2和40.9 g·m^-2,占全年的7.0%和8.0%.     

太白山锐齿栎林物种-多度分布格局

以太白山1.5 hm2的锐齿栎原始林和次生林样地中环境因子和胸径≥1 cm的木本植物调查数据为基础,采用统计模型(对数正态模型)、生态位模型(Zipf模型、断棍模型、生态位优先模型)和中性模型,拟合了锐齿栎群落的物种多度分布.结果表明:太白山锐齿栎林物种多度分布格局受到生境异质性的影响.其中,地形因子对原始林物种分布影...     

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。     

鸡公山典型落叶阔叶林土壤呼吸对食叶虫灾爆发的响应

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的关键环节之一。随着极端气候事件的频发,森林虫害的发生频率和强度也趋于增加,森林虫害爆发已经是影响森林生态系统碳循环过程的一种重要的自然干扰。气候过渡带典型森林生态系统虫灾的爆发是否会影响土壤的碳排放过程目前仍不清楚。本研究利用鸡公山地区麻栎-枫香混交林大规模爆发食叶性害虫的机会,比较虫灾爆发当年(2014)与正常年份(2015)的土壤碳排放通量,以阐明森林虫灾爆发对土壤碳排放通量的影响。结果表明:虫灾爆发当年7、8、9、10月份土壤平均温度比正常年份相应各月份分别高0.26、0.51、0.83、0.07℃,土壤呼吸分别显著提高了129.9%、77.1%、61.6%和58.9%。虫灾爆发年份生长季的平均土壤呼吸为3.55μmol m~(-2)s~(-1),比正常年份(2.77μmol m~(-2)s~(-1))高36.2%;生长季期间的平均土壤异养呼吸比正常年份增加了29.7%。该研究表明森林食叶虫害的爆发至少在短期内可导致森林土壤碳排放量呈显著的增加趋势,近而对森林生态系统土壤碳库积累产生重要影响。因此,充分认识病虫害对森林生态系统的干扰和影响,将有助于陆地生态系统碳循环的准确估算和模拟。     

林下植被和凋落物对寒温带森林生长季土壤CH4通量的影响

为进一步探究林下植被和凋落物管理对我国寒温带森林生长季土壤CH₄通量的影响,采用静态箱-气相色谱法对大兴安岭北部4种林型（白桦林、山杨林、樟子松林和兴安落叶松林）4种处理（自然状态、去除凋落物、去除林下植被以及去除林下植被和凋落物）的土壤CH₄通量排放特征进行观测研究。结果表明：该地区森林生长季土壤均表现为CH₄的汇,4种林型不同处理后土壤CH₄通量表现为单峰变化趋势,吸收峰值出现在7月或8月。自然状态4种林型土壤CH₄平均吸收通量表现为白桦林（-79.23±14.92）μg m^-2 h^-1>山杨林（-64.27±9.60）μg m^-2 h^-1>樟子松林（-62.54±15.48）μg m^-2 h^-1>兴安落叶松林（-48.73±12.26）μg m^-2 h^-1,兴安落叶松土壤CH₄平均吸收通量显著小于其他三种林型（P<0.05）。相比于自然状态,4种林型在去除凋落物后土壤CH₄吸收通量提高了2.12%-12.15%,但变化幅度均没有达到显著水平（P>0.05）。去除林下植被后4种林型CH₄吸收通量提高了0.84%-20.55%,且只有山杨林吸收增加达到显著水平（P<0.05）。同时去除林下植被和凋落物后,对白桦林和樟子松土壤CH₄通量影响不显著（P>0.05）,但对山杨林和兴安落叶松林影响显著（P<0.05）。总之,去除凋落物或林下植被均会提高土壤对CH₄吸收,去除林下植被对土壤CH₄通量的影响要大于去除凋落物的影响,但不同林型不同处理之间还存在差异。     

Cyclic carbon dioxide release in the dampwood termite, Zootermopsis nevadensis (Hagen)

Real-time traces of CO₂ release of pseudergates of the dampwood termite, Zootermopsis nevadensis (Hagen) were obtained using flow-through respirometry. Traces were made at each of six temperatures, between 10 and 35°C. Termites released CO₂ in a cyclic pattern at each of the six temperatures. CO₂ release rate (as in ml h⁻¹) increased significantly with temperature and body mass. Rate of change in with temperature (or Q₁₀) was 2.11. Degree of cycling in CO₂ traces was estimable using the coefficient of variability. Coefficient of variability for both acyclic and cyclic traces declined exponentially with increasing temperature.     

中国东部暖温带地区土壤中单格孢属（丝孢纲）真菌

从中国东部暖温带地区土壤中分离到单格孢属Monodictys真菌4种,其中,厚垣单格孢 Monodictys chlamydosporoidea为新种,此种以分生孢子隔膜处明显缢缩、细胞深色、隆起、厚垣化为主要特征;苍白单格孢Monodictys glauca为中国新记录种。对另2个国内已知种亦作了标本引证。研究标本（干制培养物）与活菌种保存在山东农业大学植物病理学标本室（HSAUP）。     

中国东部暖温带地区土壤中的皮司霉属（丝孢纲）真菌

报道从中国东部暖温带地区诸省（市）土壤中分离到的皮司霉属 Pithomyces 真菌的两个新种：长棒孢皮司霉 Pithomyces longiclavisporus和淡色皮司霉Pithomyces pallidus,及两个中国新记录种：卡罗皮司霉 Pithomyces karoo和帕夫皮司霉Pithomyces pavgii;对另外三个已知种亦作了分离地点和生境的引证。研究过的标本（干制培养物）与活菌种保存在山东农业大学植物病理学标本室（HSAUP）。     

黄河口潮间盐沼湿地生长季净生态系统CO2交换特征及其影响因素

潮间盐沼湿地生物地球化学过程独特,生态系统CO2交换存在着极大的复杂性和不确定性。利用2012年黄河口潮间盐沼湿地生态系统生长季(4—10月)连续的涡度相关观测数据,分析了潮间盐沼湿地的净生态系统CO2交换(NEE)、总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸(Reco)的变化特征及其影响因素。结果表明:生长季,生态系统NEE具有明显的日变化和季节变化。日尺度上,表现为白天CO2净吸收,夜间CO2净释放,NEE日平均值为-0.38 g CO2m-2d-1;月尺度上,平均气温最高的7月生态系统释放CO2最多(15.16 g C/m2),6月生态系统吸收CO2最多(25.07 g C/m2)。潮间盐沼湿地生态系统的CO2交换受到光合有效辐射(PAR)、土壤温度(Ts)、土壤含水量(SWC)和潮汐淹水的共同影响。白天NEE主要受控于PAR,且生态系统表观初始光能利用率(α)和最大光合速率(NEEsat)分别在6月和5月达到最大值,分别为(0.0086±0.0019)μmol CO2μmol-1光子和(4.79±1.52)μmol CO2m-2s-1。夜间NEE随Ts呈指数增加趋势,生态系统呼吸的温度敏感性(Q10)为1.33,且SWC越高,Q10值越大。研究典型晴天(6月19日—6月25日)表明,潮汐淹水增强了生态系统白天对CO2的吸收,同时也增强了夜间CO2释放,研究时段内,潮汐淹水使生态系统净CO2吸收增加了0.76 g CO2m-2d-1。整个生长季,黄河口潮间盐沼湿地生态系统表现为CO2的汇,NEE为-22.28 g C/m2(其中,吸收118.34 g C/m2,释放96.28 g C/m2)。研究结果利于对潮间盐沼湿地源汇功能和影响机制的进一步认识与研究。     

温带针阔混交林土壤碳氮气体通量的主控因子与耦合关系

中高纬度森林地区由于气候条件变化剧烈,土壤温室气体排放量的估算存在很大的不确定性,并且不同碳氮气体通量的主控因子与耦合关系尚不明确。以长白山温带针阔混交林为研究对象,采用静态箱-气相色谱法连续4a(2005—2009年)测定土壤二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)净交换通量以及温度、水分等相关环境因子。研究结果表明:温带针阔混交林土壤整体上表现为CO2和N2O的排放源和CH4的吸收汇。土壤CH4、CO2和N2O通量的年均值分别为-1.3 kg CH4hm-2a-1、15102.2 kg CO2hm-2a-1和6.13 kg N2O hm-2a-1。土壤CO2通量呈现明显的季节性规律,主要受土壤温度的影响,水分次之;土壤CH4通量的季节变化不明显,与土壤水分显著正相关;土壤N2O通量季节变化与土壤CO2通量相似,与土壤水分、温度显著正相关。土壤CO2通量和CH4通量不存在任何类型的耦合关系,与N2O通量也不存在耦合关系;土壤CH4和N2O通量之间表现为消长型耦合关系。这项研究显示温带针阔混交林土壤碳氮气体通量主要受环境因子驱动,不同气体通量产生与消耗之间存在复杂的耦合关系,下一步研究需要深入探讨环境变化对其耦合关系的影响以及内在的生物驱动机制。     

温带森林不同演替阶段下的土壤CO2排放通量昼间变化

采用时空替代法,在长白山北坡分别选取了红松针阔叶混交林演替序列的5个不同阶段:草地、灌木林(幼龄林)地、白桦林地、阔叶杂木林地和红松阔叶林地,进行土壤CO_2排放通量昼间变化野外同步观测研究,旨在揭示温带森林不同演替阶段下的土壤呼吸CO_2排放过程的差异,探究其与温度、湿度、土壤理化性质等环境因子的关系。结果表明:(1)温带森林不同演替阶段下的土壤CO_2排放通量具有统一性,均为大气CO_2的源,这种统一性确保了小的时段(如昼间)观测能通过换算,实现CO_2排放量的估算。(2)CO_2排放通量的昼间排放都呈现出明显的单峰型,峰值在13:00—15:00左右,草地和灌木林地的峰值大概在13:00左右,明显提前于白桦林地、阔叶杂木林地和红松阔叶林地(14:00—15:00左右)。红松阔叶林地的土壤呼吸有明显的滞后性特征,峰值在15:00左右,比其他几个样地明显推迟。(3)土壤CO_2排放通量平均值由低到高排列依次为草地(2.760μmol m~(-2)s~(-1))、灌木林地(2.854μmol m~(-2)s~(-1))、白桦林地(3.048μmol m~(-2)s~(-1))、阔叶杂木林地(3.696μmol m~(-2)s~(-1))、红松阔叶林地(4.61μmol m~(-2)s~(-1))。随着温带森林演替的正向进行,土壤CO_2排放通量依次增大,次序为草地灌木林地白桦林地阔叶杂木林地红松阔叶林地。(4)环境因子中,0—5 cm土壤温度与土壤CO_2排放通量相关系数最高,土壤温度监测对土壤CO_2排放量的估算作用明显。