暖温带落叶阔叶林碳循环的初步估算

 森林生态系统碳循环过程与大气中二氧化碳含量有密切的关系,直接影响着大气成分的组成,进而对全球气候变化有重要影响。以我国暖温带落叶阔叶林生态系统近10年的定位研究为基础,初步建立了该类生态系统碳循环数值模式。结果表明：暖温带落叶阔叶林典型生态系统每年从外界主要是大气中吸收的碳是10.3 t·hm-2·a-1,植物呼吸释放到大气中的碳通量为5.5 t·hm-2·a-1。森林植物干物质积存的碳量为4.8 t·hm-2·a-1,通过凋落物分解释放到大气中的碳通量为2.46 t·hm-2·a-1。森林同化的碳绝大部分以活生物呼吸和凋落物分解的形式释放到大气中去了,存留在活生物体和凋落物中的很少。通过对碳现存量的研究发现,所研究的森林生态系统碳现存量为165.05 t·hm-2,其中活生物体碳现存量为61.2 t·hm-2,死生物体碳现存量为104.05 t·hm-2 (包括土壤中碳),土壤碳现存量为96 t·hm-2。土壤碳储量占总碳储量的58%,土壤是该地区森林生态系统主要的碳库,森林生态系统土壤中碳储量的变化必然引起整个区域碳储量整体动态的变化。     

东亚暖温带落叶阔叶林的起源

以对北京百花山种子植物区系起源的分析为例,探讨了暖温带落叶阔叶林的起源,认为:世界暖温带落叶阔叶林在植物区系起源上是统一的,东亚暖温带落叶阔叶林是基本类型,中国西南的亚热带山地是它们的发源地。     

广西亚热带落叶阔叶林的分类系统及其管理

广西亚热带落叶阔叶林是亚热带地区几类顶极群落遭受破坏后恢复过程的一个演替阶段,类型多种多样。本文研究制定了它的分类系统,包括２个亚群系纲、１０个群系组、２７个群系和７７个群丛,扼要地阐述了它们的地理分布和生境特点,为其科学的管理提供基本依据。     

暖温带落叶阔叶林动态变化的模拟研究

用森林动态林窗模型 FORET1模拟了暖温带落叶阔叶林的长期变化特征。模型参数取自暖温带地区长期森林研究和经营的历史数据 ,对过去数据中缺少的参数进行了实地测定 ,并用观测的数据对模型作了检验。结果表明模型能较好地模拟暖温带落叶阔叶林的长期动态变化特征。通过模拟可以看出 ,森林的净初级生产力没有明显变化规律且极度不稳定 ,峰值出现在30 a左右 ,相似于世界上其它地区森林动态格局变化 ,生物量格局呈循环状态变化 ,循环周期大致在 110 a左右。     

大别山北坡落叶阔叶林的物种多样性

应用Simpson生态优势度指数（C）,Shannon—Wiener多样性指数（H）和均匀度（E）等指标,对落叶阔叶林的4个组合类型的物种多样性进行了分析。结果表明;乔木层树种的多样性指数H变化在1.4709-3.8875之间,以T_3（3.8875）最高,依次为T_4、T_2、T_1（1.4709）最低;均匀度E为T_3＞T_4＞T_1＞T_2,而生态优势度C与H的变化相反。表现出物种多样性不只受到海拔高度、生境条件的影响,人为活动、群落的稳定性等因素也有重要作用。相反,灌木层和草本层的物种多样性受人为活动的影响相对较小,表现出常规的变化,即随海拔升高,H和E值降低,C值则升高。格局检验的结果表明：栓皮栎种群为集群分布,短柄枹群呈随机分布。而化香种则呈现在化香林中的集群分布,在短柄枹林中又为随机分布的特点。     

中亚热带南酸枣落叶阔叶林土壤磷素空间变异及其影响因素

在湖南省长沙县大山冲国有林场南酸枣落叶阔叶林建立1 hm²固定样地,基于植物群落学调查数据和等距离网格布点取样的土壤养分测定数据,采用地统计学和GIS相结合的方法,研究土壤P含量的空间变异特征及其影响因子.结果表明: 腐殖质层及0～10、10～20、20～30 cm土层的全P、有效P含量的均为中等强度变异,同一土层有效P含量的变异程度较全P含量高,随着土壤深度增加,全P、有效P含量下降,变异程度增大.土壤全P、有效P含量具有较高的空间自相关性,主要受结构性因素影响.有效P含量的空间异质性较全P强,各土层全P、有效P含量空间自相关范围分别为92.80～168.90 m、79.43～106.20 m.同一土层全P含量分维数高于有效P,空间格局较有效P复杂,有效P含量空间依赖性更强,具有更好的结构性.腐殖质层及0～10、10～20、20～30 cm土层的全P、有效P含量呈现条带状和斑块状梯度性分布,且全P、有效P含量的空间变化趋势基本一致,高值出现在洼地,低值则出现在山脊.全P、有效P含量与高程、地表凋落物现存量呈显著负相关,与凹凸度、树种种数、株数、土壤pH相关性不显著,与土壤有机C、全N含量呈显著正相关.这反映出土壤P的淋溶特性,其空间变异性受到多种因子相互作用的影响.     

暖温带–北亚热带过渡带落叶阔叶林群落不同径级系统发育结构的变化

群落的系统发育结构能够有效地反映各种生态过程对群落组成的影响,通过研究群落系统发育结构能推断出其形成的生态过程,对于揭示群落动态具有重要意义。作者将宝天曼1 ha落叶阔叶林样地分为10 m×10 m、20m×20 m、25 m×25 m三个尺度的样方,将样地内乔木个体划分为小径级(1 cm≤DBH5 cm)、中径级(5 cm≤DBH10 cm)、大径级(DBH≥10 cm)三个径级,通过比较各个阶段系统发育结构的变化,来分析其群落系统发育结构的生态过程。不同零模型的比较发现,宝天曼落叶阔叶林群落的净系统发育亲缘关系指数(net relatedness index,NRI)和最近种间亲缘关系指数(net nearest taxa index,NTI)值都随着研究尺度和径级的增加而降低,表明该群落在不同时空尺度上都表现出群落系统发育结构发散,而且系统发育密度制约对大径级个体的系统发育结构的影响大于小径级个体。上述结果说明密度制约是地处暖温带–亚热带过渡带的宝天曼落叶阔叶林群落物种多样性维持的重要机制。     

江淮分水岭落叶阔叶林林窗光环境特征及其对绞股蓝生长特性的影响

根据对江淮分水岭地区落叶阔叶林(枫香,Liquidambar formosana)林窗与林下人射光的总光照强度、不同波段的光照强度和光谱成分的比较分析,以及相应生境下绞股蓝(Gymostemma pentaphyllum)生长特性和总皂甙含量的对比研究,结果表明,林窗入射光全波长的日总光照强度、蓝光(400—510nm)、黄绿光(510—610nm)、红橙光(610—720nm)和近红外光(720—1100nm)的光强,以及除近红外光以外的其余色光光谱成分均高于林下,其中蓝光和红橙光的光照强度及其光谱成分比其它色光明显高于林下,且幅度有季节性差异．在4、7和10月份,林窗中的蓝光相对光照强度分别高于林下8．32％～28．83％、30．00％～579．17％和6．70％～88．74％,红橙光分别高出8．72％～28．83％、30．19％～502．69％和6．76％～91．57％,蓝光光谱成分分别比林下增加了5．76％、33．14％和17．29％,红橙光分别比林下增加了5．04％、53．34％和10．23％．林窗下的统股蓝净光合速率、总干物质重和总皂甙含量皆高于林下;同时林窗的光环境使干物质向茎分配比例增大,且这些差异有明显的季节性。     

落叶阔叶林冠层光合有效辐射分量的遥感模拟与分析

冠层绿色叶片(光合组分)的光合有效辐射分量(绿色FPAR)真实地反映了植被与外界进行物质和能量交换的能力,获取冠层光合组分吸收的太阳光合有效辐射,对生态系统生产力的遥感估算精度的提高具有重要的意义。研究以落叶阔叶林为例,基于SAIL模型模拟森林冠层光合组分和非光合组分吸收的光合有效辐射,研究冠层FPAR变化规律以及与植被指数的相关关系。结果表明,冠层结构的改变会影响冠层对PAR的吸收能力,冠层绿色FPAR的大小与植被面积指数及光合组分面积比相关;在高覆盖度植被区,冠层绿色FPAR占冠层总FPAR的80%以上,非光合组分的贡献较小,但在低植被覆盖区,当光合组分和非光合组分面积相同时,绿色FPAR不及冠层总FPAR的50%;相比于NDVI,北方落叶阔叶林冠层EVI与绿色FPAR存在更为显著的线性相关关系(R~20.99)。     

暖温带落叶阔叶林辐射能量环境初步研究

本文对暖温带落叶阔叶林辐射能量环境进行了初步探讨,文中对林、灌、草各层次的总、反、净、光台有效及吸收、透射等辐时因子的变化分别进行了系统分析。主要结论如下：（１）在生长季（５─１０日）期间,抵达林冠的太阳总辐射为３０９５．４５ＭＪ·ｍ￣（－２）,抵达灌草层的为３８８．３４ＭＪ·ｍ￣（－２）。峰值出现在５月,谷值在８月。（２）生氏季内,抵达群落的太阳总辐射主要集中于５、６两月,占整个生长季的４０．９９％。（３）生长季内,林冠上方净辐射总值为１６５８．７４ＭＪ·ｍ￣（－２）。（４）林冠反射主要受入射光的光谱特性及群落发育状况共同影响,反射率的变化主要与群落发育状况相关;灌草层的反射及后射率主要受群落发育状况的影响。（５）整个生长季,林冠所接收的光台有效辐时为１３０８．３ＭＪ·ｍ￣（－２）,灌草层为１９４．２１ＭＪ·ｍ￣（－２）。（６）净辐射日进程受气候因素影响十分强烈。（７）群落内光能资源的时空分布存在很大差异。     

典型森林生态系统总辐射和光合有效辐射长期观测中的仪器性能衰变和数据校正

利用中国通量网( ChinaFLUX)4个森林台站(长白山、千烟洲、鼎湖山和西双版纳)2003-2008年总辐射和光合有效辐射(PAR)观测资料,研究了CNR1总辐射表和Li-190SB光量子仪在长期观测中可能出现的不确定性和仪器性能变化等问题.结果表明:98％以上的CNR1总辐射观测精度满足技术标准,但在西双版纳站,CNR1观测的总辐射(QCNR1)比高精度短波辐射仪CM11观测的总辐射(QCM11)平均低7％;虽然温度对CNR1观测的总辐射有一定影响,但其影响大都在仪器允许的精度范围内,在西双版纳站,CNR1除了受温度影响外,还受到热带雨林特有的季节性雾的影响;通过分析光合有效辐射数据(特别是其与总辐射比值)的长期变化发现,光量子仪Li-190SB的性能衰减较明显,平均年衰减率达4％左右,为了校正PAR仪器性能衰减产生的系统误差,本文尝试给出了PAR的后期补偿校正方法,该方法可基本消除由于野外长期使用所造成的Li-190SB性能衰减.     

物候变化对北美温带落叶阔叶林生态系统生产力的影响

数据源、时间范围、空间尺度等的差异导致许多物候变化对陆地生态系统碳收支影响的研究缺少可比性。该文基于4级碳通量填充数据, 采用相对阈值方法提取了两个北美典型温带阔叶林站Harvard Forest (HF)和University of Michigan Biological Station (UMBS)共20年的物候参数(返青期、枯黄期和生长季长度), 并研究了物候变化对生态系统生产力的影响。结果表明: 1)生长季长度的延长对年累积总初级生产力(GPP)有显著贡献, 但由于呼吸作用(RE)的干扰, 生长季长度变化对年净生态系统生产力(NEP)的影响并不显著; 2)返青期的提前对上半年生态系统总初级生产力的贡献最为显著, 二者的相关系数分别为0.76 (HF)和0.93 (UMBS); 3)枯黄期的延迟对生产力的影响并不显著; 4)随着春季返青期的提前或秋季枯黄期的延迟, 上、下半年GPP和RE的累积量虽均有增加趋势, 但由于各自增加的幅度不确定, 导致年NEP与二者的响应关系复杂。     

神农架海拔梯度上4种典型森林凋落物现存量及其养分循环动态

研究神农架地区典型森林凋落物现存量及其养分动态对认识我国北亚热带森林生态系统养分循环过程及森林碳循环的机理具有重要的参考价值。通过对神农架海拔梯度上4种典型森林常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林及亚高山针叶林凋落物年凋落量及其养分归还量的研究,发现:森林凋落物量随海拔增加呈现先上升后降低的趋势,由低海拔到高海拔,凋落物年凋落量分别为6807.97、7118.14、6975.2和4250.67 kg/hm²。各森林类型凋落物量年变化呈双峰型,高峰期出现在4-5月份、11月份。凋落物养分归还以N 最高(132.06、162.29、157.12和185.77 kg/hm²),以P最少(4.62、4.39、8.24和4.15 kg/hm²),养分归还总量随海拔高度增加而减少。     

山西霍山落叶阔叶林边缘效应的研究

通过对山西霍山暖温带森林植被片断化后不同地带不同群落边缘的边缘植被的调查,运用Shannon-Wiener物种多样性指数(D),Simpson生态优势度指数(C),边缘效应强度指数(Z)和各层次各物种的重要值(IV),对霍山暖温带落叶阔叶林的边缘效应进行了初步的研究。研究表明：(1)在群落的各种边缘区,边缘具有增大物种多样性的作用．(2)距林道边缘10m左右,物种多样性指数呈一峰值,10m以后指数逐渐降低并趋于平缓,在距自然空地5～10m处是物种多样性指数最高的地段,随后,随进入林内而逐渐减少并趋于平缓,在人工林的交错区内是物种多样性指数的高峰段,随后进入林内逐渐减少。距灌木丛交错区10m以后物种多样性指数出现高峰,随后逐渐减少并趋于平缓．(3)连翘、羊胡子草等植物是群落的优势种,且大多呈连续分布。     

桐麦间作系统辐射光谱成分变化规律的研究

对系统内对外太阳辐射的３个波段：紫外辐射（ＵＶＲ３００－４００ｎｍ）,光合有效辐射（ＰＡＲ４００－７００ｎｍ）和近红外辐射（ＮＩＲ７００－１１００ｎｍ）进行了分析,对比研究表明,试验期间系统内的光谱成分ＵＶＲ：ＰＡＲ：ＮＩＲ：为５．２：４８．２：４６．６,系统外对照区为５．１：５２．４：４２．５。其中,小麦开花期系统内外分别为５．２：５１．５：４３．２和５．０：５１．９：４３．１,小麦灌浆期分别为     

粤西及相邻地区太阳总辐射、光合有效辐射能量和光量子通量时空分布

应用普适全国的计算太阳辐射、光合有效辐射和光量子通量模型,系统地研究了粤西的高要、封开和临近地区梧州的太阳辐射、光合有效辐射和光量子通量的年总量、月总量以及相应的年平均日总量和日平均日总量。结果表明,太阳辐射、光合有效辐射和光量子通量的年变化有相似的规律;而地区变化有以下特点：梧州和封开明显类似,而高要与上两地差异稍大。