西双版纳热带季节雨林的研究

本文以多个样方的资料分析,从群落综合特征上研究了西双版纳热带季节雨林的特点和类型、物种组成、生活型谱、叶级谱等。根据上层标志树种、群落生态外貌特征和生境把西双版纳的热带季节雨林区分为低丘雨林和沟谷雨林二个群系组,各包括若干群系。低丘雨林中面积最大和最有代表性的群系是大药树、龙果林,而沟谷雨林中最有代表性的群系是番龙眼、千果榄仁林。二者相比,低丘雨林的物种多样性要小一些,附生植物相对少一些,小、矮高位芽植物和小叶、落叶树种比例稍高,在生态上向季雨林和热带山地的常绿阔叶林过渡,有更强的地方代表性。沟谷雨林则更接近典型的湿热带雨林。     

西双版纳热带季节雨林地温特征

地温是森林气候重要的环境因素之一,与植物生长密切相关,且是影响土壤呼吸的关键因素,适宜的地温能够促进土壤微生物活动,加速凋落物分解,提高土壤肥力,对地温的深入研究有利于正确把握森林碳通量的变化规律.本文利用西双版纳热带季节雨林2003-2006年的地温数据,分析不同深度地温的日变化、季节变化及年际变化规律.结果表明:近地层地温呈现正弦变化趋势;深层地温相对稳定,随深度增加地温日变幅减小;地温峰值出现时刻随深度增加而呈现滞后现象,相位变化明显;地温季节差异明显,平均地温在雨季(5-10月)较高,雾凉季(11月-翌年2月)较低,干热季(3-4月)居中,地温垂直变化季节差异显著;地温年变化呈现单峰分布,最低值在1月,最高值出现在7月;总体来看,热带季节雨林的地温变化强度为地温年较差>地温年间变幅>不同深度间地温变幅>地温日较差.     

西双版纳热带季节雨林晴天CO2交换的日变化和季节变化特征

应用2003年11月-2004年10月晴好天气涡度相关通量观测资料,对西双版纳热带季节雨林CO2交换的日变化和季节变化进行分析。结果表明：雾凉季、干热季和雨季的净生态系统CO2交换（NEE）均呈现出单峰型曲线的日变化趋势,昼间其变化规律较强,夜间呈波动状态。昼间NEE（取绝对值）雾凉季和雨季均显著大于干热季;夜间NEE雨季显著大于干热季,而干热季显著大于雾凉季。光合有效辐射是影响NEE日变化的主要因素,但不是造成季节差异的主要因素;饱和水汽压差和气温对NEE的季节差异有较大贡献。另外,应用Michaelis-Menten模型对昼间不同饱和水汽压差和气温下NEE对光合有效辐射的响应进行分析,结果表明：各季节较高饱和水汽压差下的表观最大光合速率（Pmax）、表观暗呼吸速率（Re）比较低饱和水汽压差下的Pmax、Re大,而表观光量子产额（α）则相反。各季节较高气温下的Re比较低气温下的Re大;雾凉季气温的差异对Pmax和α的影响较小;干热季和雨季较高气温下的α较小。     

西双版纳热带季节雨林集水区基流特征

利用西双版纳热带季节雨林集水区1996--2006年日径流序列资料,计算出逐年基流指数值(BFI);以二水源假设理论为依据,用基流指数值对日径流资料做基流分割,计算出热带季节雨林集水区基流量.结果表明:西双版纳热带季节雨林集水区年基流指数值在0.24～0.45,均值为0.322,年间变化较小;月基流指数值在0.31～0.34,干季大于雨季;径流总量与降雨量年内变化趋势较为一致.本文结果将为热带森林生态水文功能研究和热带区域水资源的规划管理提供基础数据.     

西双版纳热带季节雨林145个树种繁殖体特征

分析了西双版纳热带季节雨林20公顷动态监测样地中145个树种的繁殖体特征。结果表明：雨季散布的种类最多（71.03%）,在雾凉季及干热季散布的种类相对较少;果实类型以核果,蒴果,浆果居多,黑色、黄色、褐色果实最为常见;动物散布的种类最多（56.55%）,其次为机械散布,独立散布,风力散布;大种子树种（种子最大长度〉10mm）较占优势（53.10%）;树种单粒种子重量从2.3×10^-5～22.29g不等,但76.55%的种子的重量集中在0.01～10g之间;干热季散布的种子平均重量显著高于雨季和雾凉季;独立散布的种子重量最大,风力散布的种子重量最小,而机械弹射的种子重量和动物散布的种子重量之间差异不显著;树种的成年个体最大胸径与种子重量之间存在显著正相关。     

西双版纳热带季节雨林的生物量及其分配特征

 根据3块1 hm² 样地的调查资料,利用123株样木数据建立以胸径(D)为单变量的生物量预测方程。采用样木回归分析法(乔木层、木质藤本)和样 方收获法(灌木层、草本层), 获取西双版纳热带季节雨林的生物量,并分析了其组成和分配特征。结果表明,西双版纳热带季节雨林的总生物 量为423.908±109.702 Mg•hm^－2(平均值±标准差,n=3) ,其中活体植物生物量占95.28%,粗死木质残体占4.07%,地上凋落物占 0.64%。在 其层次分配方面：乔木层优势明显,占98.09%±0.60%;其次为木质藤本,占0.83%±0.31%;灌木层和草本层生物量均小于木质藤本的生物量; 附生植物最低,仅为0.06%±0.03%。总生物量的器官分配以茎所占比例最高,达68.33%;根、枝、叶的比例分别为18.91%、11.07%和1.65 %。 乔木层生物量的径级分配主要集中于中等径级和最大径级。大树(D＞70 cm)具有较高的生物量,占整个乔木层的43.67%±12.67%。树种分配方 面,生物量排序前10位的树种占乔木层总生物量的63.43%±4.09%,生物量集中分配于少量优势树种。西双版纳热带季节雨林乔木层叶面积指数 为6.39±0.85。西双版纳热带季节雨林乔木层的地上生物量位于世界热带湿润森林的中下范围。     

西双版纳热带季节雨林优势植物热值

为探讨西双版纳热带季节雨林植物热值的变化规律,用SDACM-Ⅲa型量热值仪测定了该群落不同层次37种优势植物不同器官干湿季节的热值。结果表明:西双版纳热带季节雨林各层优势种的平均干质量热值在17.05～20.23kJ.g-1,乔木、层间藤本、灌木、草本干质量热值分别为18.86～20.23、17.97～19.76、17.71～18.83和17.05～17.45kJ.g-1。各层优势种平均干质量热值在干湿季节均表现为:乔木层>层间藤本>灌木层>草本层。所有层次相同各器官平均干质量热值在器官间存在差异,但只有叶与根、枝之间差异显著(P<0.05);不同层次中的同种植物干质量热值在干湿季节差异均不显著(P>0.05);各层优势植物的干质量热值在干湿季节之间差异不显著(P>0.05)。     

西双版纳热带季节雨林林冠上方湍流谱特征

利用中国陆地生态系统通量观测网络(ChinaFLUX)西双版纳热带森林通量观测站涡度相关方法测定的热带季节雨林林冠上方三维方向风速(u,v,w)以及CO2浓度、H2O浓度、气温等变量的10 Hz观测资料,选取1、4、7和10月4个代表性月份晴好天气,在全天5个不同时段内(8:00-11:30,12:00-15:00,15:30-19:00,19:30-23:30,0:00-7:30)求算了各要素的功率谱和与垂直风速的协谱,探讨了热带季节雨林林冠上方数据的高低频响应问题.结果表明:在热带季节雨林林冠上方,晴好天气且湍流条件良好状况下,6个变量的功率谱点阵曲线斜率在惯性副区内均满足-2/3定律;并且各要素与垂直风速的协谱点阵曲线斜率在惯性副区内满足-4/3定律.说明大尺度运动对物质和能量传输的贡献在高频率和中等强度频率信号范围内的响应能力能够满足观测所需要求,可以认为在复杂地形条件下西双版纳热带季节雨林进行通量测定的采样频率合理,所获得数据可以用来作为实际通量的结果加以使用.     

西双版纳热带湿性季节雨林生物量及其分配规律研究

 本文采用标准木回归分析法(乔木层、木质藤本)和样方收获法(灌木层、草本层)研究了西双版纳湿性季节雨林生物量及其分配规律。群落总生物量为360.909t·hm-2,其在各层的分配为：乔木层352.563t·hm-2(占群落生物量的97.69％)、灌木层4.737t·hm-2(占1.31％)、木质藤本3.108t·hm-2(占0.86％)、草本层0.501t·hm-2(占0.14％)。群落生物量绝大部分集中于乔木层。乔木层生物量的器官分配为：干241.270t·hm-2(占乔木层生物量的68.43％)、根69.614t·hm-2(占19.75％)、枝37.287t·hm-2(占10.57％)、叶4.392t·hm-2(占1.25％);乔木层生物量的径级分配主要集中于中等径级,胸径在20～80cm间的6个径级,生物量达255.460t·hm-2(占72.46％);生物量在乔木层中垂直分配为：Ⅰ亚层219.365t·hm-2(62.22％)、Ⅱ亚层107.743t·hm-2(30.56％)、Ⅲ亚层25.455t·hm-2(7.22％);生物量大于乔木层生物量0.5％的树种共计26种,其中大于5％的有番龙眼(Pometia tomentosa)(19.67％)、云南玉蕊(Barringtonia macrostachya)(5.44％)、千果榄仁(Terminalia myriocarpa)(5.27％),生物量种类分配反映出优势种明显的特点。乔木层叶面积指数为5.724。     

西双版纳热带季节雨林林冠层温度与大气温度特征

根据2005年西双版纳热带季节雨林群落冠层植物表面温度以及林冠上、林冠下的气温资料,对热带季节雨林冠层温度和冠层气温及其之间的温度差异在不同季节的变化进行了分析。结果表明：热带季节雨林冠层温度除雾凉季夜间稍低于同层大气温度外,其他时间林冠温度皆高于同层大气温度,在雾凉季和干热季,热带季节雨林林冠上气温在大多数时刻高于林冠下气温;在中午前后林冠上气温低于林冠下气温。在平均温度较高的雨季,林冠上气温一直高于林冠下大气的温度;林冠上、林冠下气温之间的差异,显示西双版纳热带季节雨林林冠的生态效应对森林小气候的反馈作用;在雾凉季夜晚,热带季节雨林林冠温度与冠层气温与其他时间不同,雾凉季夜间低温是热带季节雨林能否存在的关键性限制因子。     

西双版纳热带季节雨林与橡胶林林冠的持水能力

基于2003～2004年的实验室和野外实测数据,采用尺度上推法对西双版纳地区热带季节雨林和橡胶林林冠持水能力进行了研究.结果表明,热带季节雨林林冠持水 能力为0.45～0.79 mm、橡胶林为0.48～0.71 mm,其中林冠木质部分（枝和树皮）的持水能力占较大优势;雾凉季（11月至翌年2月）和干热季（3～4月）的 林冠持水能力高于雨季（5～10月）;林冠各部分达到饱和所需的时间为叶（5 min）＜树皮（2～3 h）＜枝（2.5～4 h）.对两种林分林冠各部分在浸水/风干过程 的分析结果表明,叶易吸水和风干,在历时较短的降雨事件中是林冠截留的主体,在林地中,面积指数较大的枝和树皮吸水和风干较难,在强度大、历时长的降雨事件中可 以较好地发挥截留作用.与橡胶林相比,热带季节雨林林冠持水能力虽较小,但是其多层林冠结构林冠持水能力较强.     

热带季节雨林林冠碳通量不同校正方法的比较分析

利用西双版纳热带季节雨林2003年3月1～9日的CO₂和水汽通量数据,比较了不同校正方法的差异.结果表明,对季节雨林林冠碳通量观测数据进行校正是必要的,但不同校正方法所起的作用有所差异;昼间WPL校正的作用最大,虚温校正的作用最小;t检验证明,经WPL修正后的碳通量值与基准值、无显著差异;聚类分析表明,进行自然风3次旋转校正有利于数值精度的提高.夜间是自然风旋转校正的贡献最大、虚温校正贡献最小;t检验表明,经过WPL修正和平面旋转校正及其组合得到的碳通量值与基准值均有显著差异;而经包含有自然风旋转校正处理后的碳通量值与基准值均无显著差异;聚类分析表明,经过自然风坐标旋转后,再进行WPL修正,有利于数值精度的提高.     

西双版纳热带湿性季节雨林和次生林林下砂仁种植的比较研究

为保护热带雨林,改变现有砂仁栽培模式,探讨改雨林下种砂仁为次生林下种砂仁的可行性．比较研究了热带雨林和次生林下砂仁的生长状况和产量．砂仁种植对雨林生物量和生产力影响显著,对次生林的影响不显著．2种林下砂仁4类植株的密度和生物量的大小顺序均为壮株、衰老株、苗和笋．雨林和次生林下砂仁笋和苗的总数分别为衰老株数量的3．95和1．66倍,远多于衰老株数量,表明砂仁能够维持种群稳定．雨林下砂仁苗多为长势较弱的老苗,绝大多数最终不能生长成壮株．2种林下砂仁壮株密度和生物量差异不显著。但次生林下砂仁衰老株、苗和笋的密度和生物量显著高于雨林,表明次生林下砂仁更新比雨林下快．次生林下砂仁产量为78．068kg·hm^-2,略高于雨林．值得注意的是。砂仁产量很低,茎生物量比很高(0．6以上),果实生物量比极低(0．01),增产潜力较大．次生林的生物量低于雨林,透光率高于雨林。土壤水分含量与雨林接近,有利于砂仁的生长发育。可以在次生林下种植砂仁。     

Gash模型在热带季节雨林林冠截留研究中的应用

为了验证Gash林冠截留解析模型在西双版纳热带季节雨林中的适用性,基于2003年的热带季节雨林气候及林冠特征观测数据、采用Gash模型对林冠截留进行了模拟.结果显示,西双版纳热带季节雨林样地年降雨量为1244.4mm,穿透降雨为867.3mm,树干径流为114.4mm,树冠截留量为262,7mm,林内穿透降雨量和林外降雨量之间存在显著的正相关关系;降雨过程中饱和林冠的蒸发强度为0.12mm/h,使林冠饱和的降雨为0.6mm,林冠枝叶部分持水能力为0.41mm,树干持水能力为0.18mm;模型模拟的年林冠截留量为274.9mm,干季为71.7 mm,雨季为203.1 mm;模拟的相对误差年值为4.3%,干季为0.1%,雨季为6.9%,模拟与实测有很好的一致性,显示了Gash模型适用于西双版纳地区热带季节雨林林冠截留计算.     

西双版纳地区热带季节雨林与橡胶林林冠水文效应比较研究

季节雨林和橡胶林是西双版纳热带森林系统中可以代表原始林和大面积种植的人工林两种林型,采用水量平衡法,利用对以上两种林分林冠水文各分量1996～2001年的观测结果,初步分析其林冠水文效应,结果表明：一年内,季节雨林林冠截留量660．6mm,树干径流量80．7mm,穿透降雨量,853．2mm,分别占同期降雨总量的41．43％、5．24％、53．74％;橡胶林林冠截留量393．5mm,树干径流量104．1mm,穿透降雨量1096．8mm,分别占同期降雨总量的24．68％、6．68％、67．85％;两种林分森林水文各分量干、雨季差异显著,在研究中还发现,季节雨林中树干径流量随径级的增大而减小,干季出现密林(季节雨林)的穿透降雨量大于疏林(橡胶林)的反常现象;与我国其他地区相比,季节雨林和橡胶林有较大的林冠截留率及干流率。     

西双版纳勐宋山区热带山地雨林的群落学研究

首次报道了云南西双版纳勐宋的热带山地雨林群落 ,该群落植物区系组成特殊 ,森林上层乔木组成中以古老的单室茱萸科 (Mastixiaceae)和紫树科 (Nyssaceae)植物为优势 ,亦富有木兰科 (Magnoliaceae)的长蕊木兰、云南拟单性木兰 ,红花木莲等系统发育上较原始的植物以及一些典型东南亚热带山地雨林群落的代表植物。通过对该热带山地雨林群落组成与结构的调查研究 ,认为该热带山地雨林可区分为沟谷和山坡 2个类型。沟谷群落类型以八蕊单室茱萸和大萼楠为乔木层优势种 ,可定义为八蕊单室茱萸—大萼楠林。山坡群落类型以云南拟单性木兰和云南裸花为优势 ,可定义为云南拟单性木兰—云南裸花林。     

西双版纳热带雨林聚果榕隐头果的昆虫群落结构与多样性

聚果榕(Ficus racemasa)是西双版纳热带雨林生态系统中的一个优势种群,在聚果榕隐头果内外,形成了为聚果榕传粉、传播种子和在榕果上取食、栖息、繁衍后代的昆虫群落,在西双版纳勐仑国家自然保护区、植物园沟谷雨林、植物园江边次生林等样地内,对聚果榕隐头果中的昆虫群落结构、动态和多样性进行了研究,样地内采集到184 264号昆虫标本。隶属5个目,19个科,36属,51种;论种类和个体数量,膜翅目最为丰富,占聚果榕隐头果昆虫总数的37．3％,尤其传粉榕小蜂。种群数量在昆虫群落中占绝对优势。其传粉行为影响着聚果榕种群的构建和稳定;鳞翅目占昆虫总数的31．4％;鞘翅目、同翅目和双翅目三类仅占聚果榕隐头果昆虫总数的31．3％,3个样地的多样性指数、均匀度和种类丰富度。以勐仑国家自然保护区最高,其次是沟谷雨林保护区,再次是植物园次生林。资料分析表明,热带雨林片断化使聚果榕隐头果上的昆虫种类呈明显下降趋势,常见种个体数量增加,特有种数量减少。     

西双版纳热带人工雨林生物量及净第一性生产力的研究

通过标准木法和收获法研究分析了西双版纳热带人工模拟雨林的生物量及净第一性生产力。结果表明,林分总生物量约为390.4t·hm^-2,其中乔木层生物量达362.5t·hm^-2,占总生物量的92.8%,灌木层生物量为19.3t·hm^-2,占4.9%,层间植物9包括附生植物）的生物量为3.6t·hm^-2,草本层生物量为5.0t·hm^-2,分别占1.3%和0.9%。林分净第一性生产力为2227.3g.m^-2.年^-1,其中乔木层的净生产力为1553.5g·m^-2.年^-1,占整个林分净生产力的69.7%,灌木层、草本层及层间植物分别仅占26.9%、2.4%和1.0%,其器官分配比例以茎最高,0达42.0%;其次为叶,占30.2%;枝占13.5%。叶面积指数为7.061。同时建立了林分优势种及乔木层各器官生物量的优化回归模型。