川西亚高山森林木质残体及其附生苔藓持水特性

木质残体及其附生苔藓是森林生态系统的基本结构,在水源涵养、水土保持、生物多样性保育、碳和养分循环等方面具有重要作用。然而,有关亚高山森林木质残体及其附生苔藓的水源涵养功能研究尚未见报道。因此,以川西亚高山针叶林区紫果云杉原始林、岷江冷杉原始林、方枝柏原始林等8种典型森林类型为研究对象,调查研究了木质残体及其附生苔藓持水能力随林型、腐烂等级和径级的变化特征。结果表明：（1）亚高山针叶林木质残体饱和储水量在林型之间变化显著。其中,紫果云杉原始林具有最大的饱和储水量（22.06 mm）,柳树次生林木质残体饱和储水量最小（4.55 mm）,但林型之间木质残体饱和持水率的差异不显著。（2）不同林型的附生苔藓持水能力具有显著差异。其中,紫果云杉原始林木质残体附生苔藓饱和储水量最高（7.01 mm）,方枝柏原始林最低（0.21 mm）。（3）腐烂等级显著影响木质残体饱和储水量,IV腐烂等级的饱和储水量较高（3.77 mm）,II腐烂等级较低（0.75 mm）;木质残体饱和持水率和附生苔藓饱和储水量与腐解程度显著正相关,均符合Q（Q''）=ex²+fx+g的函数关系式。（4）木质残体和附生苔藓的饱和储水量均随径级增大而升高,大径级（D5）的饱和储水量占比分别超过60%和40%。可见,林型和木质残体腐解程度及径级大小是决定亚高山针叶林区木质残体及其附生苔藓持水性能的关键因子,特别是附生苔藓对于提高亚高山针叶林水源涵养具有重要作用。     

高山森林林窗和生长基质对苔藓植物氮和磷含量的影响

苔藓在森林生态系统养分富集和循环方面有重要作用,苔藓植物在氮磷循环中的作用可能受到森林更新和生长基质的影响.为理解苔藓在森林生态系统养分循环中的作用,研究了高山森林不同位置(林窗中心、林窗边缘、林下)和不同生长基质(活立木、倒木、枯立木、大枯枝、根桩、地表)上的苔藓植物氮磷含量.结果表明:地表苔藓氮含量(3.12 mg·g^-1)显著低于其他生长基质上的苔藓,尽管枯立木附生苔藓氮含量高达17.41 mg·g^-1,但倒木、大枯枝、枯立木和活立木苔藓氮含量差异不显著;最高(1.09 mg·g^-1)和最低(0.61 mg·g^-1)的磷含量分别出现在森林地表和枯立木的苔藓,且森林地表的苔藓磷含量显著高于其他生长基质上的苔藓,但倒木、大枯枝、根桩和活立木上的苔藓磷含量差异不显著.林窗位置显著影响了倒木和大枯枝上的苔藓氮、磷含量,林窗内倒木和大枯枝上的苔藓氮、磷含量显著高于林窗边缘.粗木质残体的类型、腐烂等级对苔藓氮、磷含量的影响存在差异,两者交互作用的影响显著;第Ⅴ腐烂等级倒木上的苔藓氮含量显著高于其他腐烂等级;第Ⅲ腐烂等级大枯枝上的苔藓氮含量显著高于其他腐烂等级;第Ⅱ腐烂等级倒木上的苔藓磷含量显著高于其他腐烂等级;第Ⅳ腐烂等级枯立木上的苔藓磷含量显著高于其他腐烂等级.可见,森林林窗更新和粗木质残体腐解过程会影响苔藓植物的氮、磷含量,同时影响森林生态系统的养分循环过程.     

森林粗死木质残体的概念及其分类

森林粗死木残体 (Coarse woody debris,CWD)在不同的文献中有不同的定义 ,没有通用而确切的概念用来描述 CWD,对研究结果的比较造成了很大障碍。 2 0世纪 90年代以来 ,随着景观生态学的发展 ,以及对 CWD生态功能的深入研究 ,国外的森林管理和研究机构 (例如 USDA Forest Service和 L TER)为了把 CWD放在区域以及景观尺度上进行比较 ,对 CWD的概念等进行了统一 ,将其直径标准由原来的≥ 2 .5 cm调整到≥ 10 cm,但是我国在此方面还没有与国际接轨 ,仍采用旧标准 (≥ 2 .5 cm ) ,这样的研究结果难于和国外进行比较 ,不利于我国 CWD的长期深入研究。另外 ,有关 CWD的分类一直以来也没有形成一个完整的分类系统 ,我国也缺少 CWD分类方法的介绍。鉴于以上情况 ,综合国内外近年来在 CWD方面的研究动态 ,综述了 CWD的概念和分类情况 ,并初步提出较综合的 CWD概念及其分类系统 ,以供相关研究者讨论和参考 ,为我国的 CWD研究起到推动作用     

高山森林林窗和粗木质残体对木生苔藓生物量和多样性的影响

木生苔藓植物是原始森林的基本组成部分,其生长和分布对林窗和粗木质残体(CWD)等环境因子的响应可能非常敏感,但林窗和CWD对木生苔藓植物群落的影响研究未见报道。因此,我们研究了高山森林不同林窗位置(林窗、林缘和林下)和不同粗木质残体类型(倒木、大枯枝、枯立木和根桩)木生苔藓生物量(储量、单位面积生物量和生物积累量)和多样性(Shannon多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数)特征。结果表明:川西高山粗木质残体木生苔藓植物生物量储量为141.14 kg/hm~2,倒木生苔藓生物量储量最大为78.80 kg/hm~2,枯立木生苔藓生物量储量最小为3.11 kg/hm~2。其中,第III、IV腐解等级粗木质残体木生苔藓生物量储量较高,在I腐解等级时为最低。整体来看不同粗木质残体类型木生苔藓单位面积生物量均在林缘最高,但不同粗木质残体类型单位面积木生苔藓生物量积累量差异显著。木生苔藓生物多样性受林窗位置和粗木质残体类型显著影响。倒木、大枯枝和根桩的苔藓Simpson优势度指数从林窗至林下均为下降趋势。倒木的苔藓Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数在林下最高,在林缘最低。林窗大枯枝木生苔藓三种多样性指标均大于倒木。枯立木和根桩木生苔藓多样性指标随林窗变化表现各异。研究也发现,曲尾藓(Dicranum)和平藓(Neckera)在川西高山苔藓生物量中比重较大。我们的研究结果表明在高山森林生态系统中,林缘效应对木生苔藓生物量具有促进作用,但对木生苔藓生物多样性的影响作用不明显。这也意味着,森林更新导致林窗形成和CWD产生对木生苔藓生长具有显著影响。     

森林生态系统中的粗死木质残体及其功能

粗死木质残体（Coarse Woody Debris,CWD)是指所有地上和地下小头直径＞2．5cm的死木质物,林分中CWD主要来源于个体的死亡和干扰所造成的死亡,在森林群落的生长发育过程中,CWD的数量变化呈“U”型,CWD的分解是动物和微生物吸收吸收养分,淋溶和自然破碎综合作用的结果,CWD的分解过程就是其发挥功能的过程,在此过程中各阶段都会有不同类型的生物群体利用其提供生境食物;CD具有吸收和释放养分的能力,是植物生长的营养库,是森林树木更新的良好介质;CWD是许多陆生生物和水生生物的食物来源,栖息地,避难所,哺育地,迁移通道等,在生物多样性保持方面发挥着不同替代的,在CWD的形成过程产生了林窗斑块,推动了森林生态系统的小循环,因此,CWD是森林生态系统中重要的结构性和功能性组成要素,在保持森林生态系统和水生生态系统的生物多样性及其生态过程完整性等方面起着不可替代的作用,应当给予了充分的重视。     

粗木质物残体生态研究历史、现状和趋势

粗木质物残体(Coarse Woody Debris,简称CWD)是森林生态系统或溪流生态系统中残存的一定直径大小的站杆(snag)、倒木、枝桠及根系等死木质物的总称,倒木往往是     

岷江上游高山森林溪流木质残体碳、氮和磷贮量特征

森林溪流木质残体是森林生态系统与水域之间物质循环和能量流动的主要联结之一,其碳、氮和磷贮量不仅可影响森林与溪流生态系统的结构和功能,而且与下游水体环境密切相关。因此,于2013年8月雨季以岷江上游典型高山森林为研究对象,调查了12条森林溪流木质残体的碳、氮和磷贮量分配特征,并汇算了研究区域内碳、氮和磷在溪流中单位面积的总贮量。结果表明,高山森林溪流木质残体碳、氮和磷的溪流单位面积总贮量分别为312.1 g/m2、809.5 mg/m2和110.9 mg/m2;在溪流中,木质残体碳、氮和磷贮量以径级为1—2.5 cm和2.5—5 cm的木质残体分布居多,分别共占碳、氮和磷总贮量的86.71%、87.20%和84.55%;木质残体碳、氮和磷贮量以Ⅴ腐烂级分配最多,分别共占碳、氮和磷总贮量的65.86%、67.86%和60.31%;尽管溪流各项特征与碳、氮和磷元素贮量的相关性不显著,但基本达到中度相关关系。这些结果为认识森林生态系统中以木质残体为载体的碳、氮和磷输出潜力提供了基础数据。     

鼎湖山锥栗粗木质残体的分解和元素动态

选取锥栗(Castanopsischinensis)粗木质残体(coarsewoodydebris,CWD)的3个径级(径级1-3分别为5-10cm,10-20cm和20-30cm),并且将每个径级的锥栗粗木质残体分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ5个分解阶段。通过测定锥栗粗木质残体3个径级的Ⅰ-Ⅲ阶段的7种化学元素(C、N、P、K、Ca、Na、Mg)的浓度和CWD密度变化来研究其分解过程中的元素动态、分解速率及其分解过程中基质质量的变化。到分解阶段Ⅲ时,3个径级的重量与原来相比分别损失了36%、48%和43%。元素N、P、Mg、Ca、Na的浓度升高。元素N的累积可能和锥栗粗木质残体中寄生着固氮细菌和真菌有关。元素P、Mg、Ca、Na的浓度升高则可能是由于这4个元素因淋溶流失的速度小于锥栗粗木质残体质量的损失速度,造成元素积聚,元素C、K的浓度降低。N/P比值是较好的分解指示指标。虽然存在元素的净释放,但是由于C和其它主要元素的释放速率较慢,因而锥栗粗木质残体是森林中重要的C库和长期的元素来源。     

广州三种森林粗死木质残体（CWD）的储量与分解特征

粗死木质残体(Coarse Woody Debris, CWD)对森林生态系统的稳定性具有不可忽视的贡献.对广州3种森林CWD的储量与分解特征进行了调查分析,结果表明:(1)CWD储量及其与相应森林总生物量比值均表现为常绿阔叶林>针阔混交林>针叶林;枯立木与倒木为CWD的主要成分,其中,针叶CWD主要物种为马尾松(Pinus massonianai),阔叶CWD物种主要为荷木(Schima superba)与黄杞(Engelhardtia chrysolepis)等.(2)CWD径级主要集中在<10cm的范围内,存在状态主要为中级腐烂状态,干扰与竞争是3种森林CWD产生的主要因素.(3)针叶林、针阔混交林与常绿阔叶林CWD的分解常数k分别为0 0244、0.0407和0.0487,即分解速率为常绿阔叶林>混交林>针叶林;随着CWD的分解,N、P与木质素的含量逐渐升高,C、C/N与木质素/N呈降低趋势.     

溪流粗木质残体的生态学研究进展

粗木质残体（CWD）是森林或溪流生态系统中残存的超过一定直径大小的站杆、倒木、枝桠及根系等死木质物的总称,溪流CWD对于溪流生态系统的稳定,水生生物多样性,河槽形态及其变化过程有着重要的作用。对溪流CWD的产生和分类,溪流CWD对于溪流生态系统的稳定,水生生物多样性,河槽形态及其变化过程有着重要的作用。对溪流CWD的产生和分类,溪流CWD贮量,分布和动态,以及溪流CWD的功能和管理分别进行了总结,并指出应尽快在国内开展溪流CWD的研究和管理。     

丰林自然保护区阔叶红松林粗木质残体研究

粗木质残体(CWD)是森林生态系统的重要组成部分,对维持森林生态系统健康具有不可忽视的贡献.采用典型取样法在黑龙江丰林国家级自然保护区设置了17块20×20m的标准样地,拟对保护区内阔叶红松林中粗木质残体的贮量、形态组成、直径、长度及腐烂度等特征进行研究.研究结果表明:(1)CWD总贮量为75.1m³·hm^-2,其中倒木,枯立木和树桩的贮量分别为.24 m³·hm^-2,2.03m³·hm^-2和7.34m³ ·hm^-2.(2)倒木和枯立木的优势径级范围分别为11cm～20cm(占CWD总数的4%)和0-10cm(45%);倒木和枯立木的优势长度范围分别为0-5m (%)和m-10m(49%).(3)CWD腐烂度呈近正态分布,且主要分布在Ⅱ(28%),Ⅲ(35%)和Ⅳ(2%)腐烂等级上.     

高山森林林窗对苔藓及土壤微量元素含量的影响

苔藓植物和土壤在森林元素循环过程中具有重要作用,其元素含量特征可能受林窗和生长基质的影响,但有关不同林窗位置对苔藓和土壤微量元素含量影响的研究尚未见报道。为理解林窗更新对森林苔藓和土壤微量元素含量及分布特征的影响,于2016年10月,调查研究了在川西高山岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林林下、林缘、林窗和旷地中地表苔藓和石生苔藓Na、Zn、Mg、Mn、Ca、Fe元素含量以及对应土壤有机层和矿质土壤层的元素含量。结果表明:川西高山森林地表苔藓与石生苔藓的Na、Zn、Mg、Fe、Ca含量差异不显著,地表苔藓的Mn元素含量显著高于石生苔藓;土壤有机层的Zn、Mg、Mn和Ca元素含量显著高于矿质土壤层,但Fe元素含量则相反,Na元素含量差异不显著。林窗位置对地表苔藓和石生苔藓Na、Zn、Ca和Fe元素含量具有相似的影响,均以林窗和旷地相对较高;石生苔藓与地表苔藓的Mn含量对林窗的响应存在差异,石生苔藓的Mn含量以林下最高,而地表苔藓则以林窗中心最高。但是,林窗对苔藓植物Mg元素含量的影响不显著。森林林窗位置对土壤有机层和矿质土壤层微量元素含量具有相似的影响。Na元素含量以旷地土壤最高,而Zn、Mn、Ca和Fe含量以林窗中心的土壤最高;除元素Na,所有微量元素均以林缘的土壤最低。此外,地表苔藓的Na、Zn、Mn和Ca含量显著高于土壤,而土壤中的Fe含量显著高于苔藓植物;苔藓中Ca和Mn元素含量与土壤的Ca和Mn元素含量呈显著正相关。可见,高山森林林窗更新过程在不同程度上影响了森林地表苔藓和土壤对微量元素的吸存特征,为进一步了解林窗和苔藓植物在高山森林生态系统物质循环中的作用提供了新的角度。     

森林生态系统粗死木质残体碳储量研究进展

粗死木质残体(CWD)是森林生态系统重要的结构性与功能性单元,作为连接植被碳库与土壤碳库的关键纽带,对全球森林生态系统碳循环发挥着重要而独特的作用,越来越多的学者开始关注CWD碳储量相关研究。系统阐述了国内外CWD碳储量研究的发展历程、研究范围与基本特征等内容,总结概括了CWD体积测算、CWD碳浓度估算等碳计量相关方法的研究进展。通过梳理发现:国内外学者对CWD碳储量的研究仍处于初级阶段,主要集中于探讨不同树种、不同林龄、不同腐解等级、不同海拔、不同存在形式的森林CWD碳储量分布特征,而较少关注CWD碳库对土壤碳库和植被碳库的作用机制以及对未来气候变化的响应和反馈机制;CWD碳计量方法较为单一,普遍采用的是传统的"生物量-碳浓度法",而运用机器学习算法对CWD碳储量进行估算的研究尚不多见。此外,相对国外研究而言,国内研究主要局限于小尺度范围。文章据此提出未来CWD碳储量研究的发展方向:(1)拓展研究尺度,建立CWD碳储量长期观测体系;(2)深入开展不同森林生态系统CWD碳储量对气候变化的响应机制研究;(3)探索更加多元化的CWD碳储量计量方法;(4)深入探讨CWD碳库对土壤碳库与植被碳...     

地形对小兴安岭阔叶红松(Pinus koraiensis)林粗木质残体分布的影响

以小兴安岭典型阔叶红松林大面积固定样地(9hm2)为对象,分析不同地形下粗木质残体(CWD)的数量、存在形式、腐烂程度,探讨其与主要地形因子的相互关系.随着坡位的上升,CWD的密度和胸高断面积逐渐增加;从阴坡、半阴、半阳到阳坡,CWD的密度、胸高断面积和体积都呈现递减的趋势;CWD的数量分布随着样方坡度的增加没有呈现出明显的趋势.对不同地形下CWD的分布进行x2检验,各地形因子对CWD密度分布均差异显著,山脊、阴坡和坡度16～25°分别是CWD易发生的地形.在不同的地形中,CWD主要以干基折断、干中折断和枯立木3种形式存在.从谷地到山脊以拔根倒存在的CWD密度、胸高断面积和体积呈逐渐减少的趋势,而干中折断、根桩、枯立木和干基折断的密度大体上表现出增加的趋势;拔根倒的密度随坡度的上升逐渐减少,而枯立木则增加;由阳坡到阴坡枯立木的密度逐渐减少.不同存在形式的倒木,其树倒方向与坡向和风向均没有显著的相关性(p>0.05).不同地形下的各腐烂等级的CWD大致呈正态分布,且主要分布在2、3腐烂等级上,说明阔叶红松林不同地形的CWD输入和输出相对稳定.     

Coarse woody debris in Australian forest ecosystems: A review

Abstract Coarse woody debris (CWD) is the standing and fallen dead wood in a forest and serves an important role in ecosystem functioning. There have been several studies that include estimates of CWD in Australian forests but little synthesis of these results. This paper presents findings from a literature review of CWD and fine litter quantities. Estimates of forest‐floor CWD, snags and litter from the literature are presented for woodland, rainforest, open forest and tall open forest, pine plantation and native hardwood plantation. Mean mass of forest floor CWD in Australian native forests ranged from 19 t ha^?1 in woodland to 134 t ha^?1 in tall open forest. These values were generally within the range of those observed for similar ecosystems in other parts of the world. Quantities in tall open forests were found to be considerably higher than those observed for hardwood forests in North America, and more similar to the amounts reported for coniferous forests with large sized trees on the west coast of the USA and Canada. Mean proportion of total above‐ground biomass as forest floor CWD was approximately 18% in open forests, 16% in tall open forests, 13% in rainforests, and 4% in eucalypt plantations. CWD can be high in exotic pine plantations when there are considerable quantities of residue from previous native forest stands. Mean snag biomass in Australian forests was generally lower than the US mean for snags in conifer forests and higher than hardwood forest. These results are of value for studies of carbon and nutrient stocks and dynamics, habitat values and fire hazards.     

Effects of logging and coarse woody debris harvest on lepidopteran communities in the eastern deciduous forest of North America

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中亚热带常绿阔叶林粗木质残体呼吸季节动态及影响因素

粗木质残体呼吸(RCWD)释放的CO2是生态系统碳收支中的一个重要组成部分。采用红外气体分析法(Li-Cor8100土壤碳通量系统连接自制腔室)对中亚热带常绿阔叶林不同分解等级粗木质残体呼吸进行测量,探讨分解等级、温度(TCWD)和含水量(WCWD)对RCWD的影响机制。结果表明:不同分解等级粗木质残体呼吸季节变化曲线均呈明显的单峰型,最大值(9.69μmolCO2·m-2·s-1)出现在8月,最小值(0.60μmol CO2·m-2·s-1)出现在2月;不同分解等级粗木质残体呼吸存在着明显差异,Ⅲ级和Ⅳ级粗木质残体呼吸显著高于Ⅰ级(P<0.05);粗木质残体呼吸与TCWD呈显著的正相关关系(P<0.01),TCWD可以解释RCWD变化的70.2%—85.6%;RCWD与WCWD相关性不显著(P>0.05);不同分解等级粗木质残体呼吸的Q10值变化范围为2.46—2.83,平均值为2.64,Q10值随分解等级升高而增大。