中国亚热带常绿阔叶林净第一性生产力的估算

中国亚热带常绿阔叶林净第一性生产力的估算倪健（中国科学院植物研究所生态室,北京１０００９３）ＥｓｔｉｍａｔｅｏｆｔｈｅＮｅｔＰｒｉｍａｒｙＰｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｆｏｒＳｕｂｔｒｏｐｉｃａｌＥｖｅｒｇｒｅｅｎＢｒｏａｄｌｅａｖｅｄＦｏｒｅｓｔｉｎＣｈ...     

黑石顶自然保护区南亚热带常绿阔叶林生物量与生产量研究——生物量增量及第一性生产量

本文研究了黑石顶自然保护区南亚热带常绿阔叶林的生物量增量及其分配规律,净第一性生产量及其分配规律,生物量增量为10．680hm^-2.a^-1,其中干6．127(57./37%),枝2．195（20.55%),叶0．514（4.81%),根1．844（17.27%),乔木层8．8786（82.27%),灌木层1．679（15．72％）,草本层0．215（2．01％）,生物量增量的垂直分布以20－25米的林冠层比较最高,其次是10－15米的乔木层第二亚层。生物量增量的径级分布近于正态分布。净第一性生产量为29．612t.hm^-2.a^-1,其中干8．181（27．63％）,枝3．403（11．49％）,叶4．281（14．46％）,根13．165（44．46％）,花果0．582（1．97％）,细根（D≤3mm),生产量占根系生产量的81％;根系生产量约占净第一性生产量的45％,传统假定的根系生产量占森林生产量的15－25％,可能是太低的估计,森林的生产效率为1．897t.t^-1叶或1．733tt.hm^-2叶各器官的生产效率有如下顺序,细根＞叶＞根（包括细根）＞枝＞干,EVI法用于该森林树干生物量增量的估计,得到较低的值（约低27％）。     

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。     

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(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,达42.0%;其次为叶,占30.2%;枝仅占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.     

内蒙古东部线叶菊草地生物量与净第一性生产力的初步研究

 线叶菊草地总地上生物量的增长规律符合Logistic增长,最大值出现在8月中旬,为198.15g／m2。返青后,线叶菊较同群落内的禾草和杂类草提前达到其生物量最大值。线叶菊、禾草和杂类草的地上生物量的增长与降水量和≥5℃积温呈显著或极显著正相关。地下生物量的季节变化曲线大致为“U”字形,最低值出现在8月中旬,而在早春和秋末时期地下生物量基本相等。地下生物量最大值出现在10月中旬,为1608.5g／m2(干物质)。该草地地上部分净第一性生产力为256.74gm2·a,地下部分为599.51g／m2·a(干物重计)。将生长季内以凋落物形式损失的生物量计算在内,得到的地上净第一性生产力比用极大现存量法估测的结果高出29.57%。     

运用遥感估算中国陆地植被净第一性生产力

净第一性生产力 (NPP)研究方法很多 ,运用NOAA_AVHRR的可见光波段、近红外波段和热红外波段来提取和反演地面参数 ,进而准确估算陆地植被净第一性生产力 ,是一种全新的研究手段。利用遥感数据进行生物量和净第一性生产力的估算 ,主要是采用光能利用率模型 ,即通过NPP与植物吸收的光合有效辐射 (APAR)和植物将所吸收的光合有效辐射转化为有机物的转化率 (ε)的关系来实现的。用数学公式可表达为 :NPP =(FPAR×PAR)×[ε ×σT×σE×σS× (1-Ym)× (1-Yg) ]。在遥感和地理信息系统技术的支持下 ,以 1990年每旬的 8km分辨率的NOAA_AVHRR 1～ 5通道的影像为数据源 ,对中国每旬的陆地植被净第一性生产力进行估算 ,然后累加得出全年的NPP值。估算结果 :1990年中国陆地植被NPP总量为 6 .13× 10 9tC·a-1,NPP最高值为 1812 .9gC/m2 。根据计算的结果 ,对中国大陆植被NPP的分布规律进行了分析。遥感模型能够以面代点 ,比较真实地反映陆地植被NPP的时空分布状况 ,与中国植被分布的地理规律性相符 ,这是其他统计模型所无法比拟的。     

近60年气候变化对天童地区常绿阔叶林净初级生产力的影响

基于天童地区1954-2009年日序列气象数据,采用周广胜NPP模型,研究了天童地区近60年气候变化规律及其对常绿阔叶林NPP的影响,结果表明:1)近60年,天童地区月平均气温、降雨量和月参考蒸散量(ET0)在7、8月份明显增加,年平均气温、降雨量和ET0增加趋势十分显著(P<0.001);2)天童地区常绿阔叶林56年NPP的平均值为12.196t.hm-2.a-1,近60年升高趋势极为显著(P<0.0001);3)未来温度升高2℃,降水量增加20%的情景下,该地区常绿阔叶林的NPP将升高15.9%。未来温度升高2℃,降水量减少20%的情景下,NPP将降低4.9%。未来温度升高2℃,降水量不变的情景下,NPP将增加5.5%;4)年降雨量、ET0年均值和年平均气温是影响NPP变化的主要因子。     

中国东部木荷-米槠林的生物量和地上净初级 生产力

运用样方重叠和树干解析法测定了浙江天童木荷-米槠群落生物量及生产力. 结果表明, 群落总生物量为(225.3±30.1) t/hm², 其中地上部分占72.0%, 地下部分占28.0%, 87.2%分配于乔木层; 萌枝生物量较小, 其中95.0%以上分布于灌木层. 群落地上部分生产力为(386.8±98.9) g·m⁻²·a⁻¹, 其中96.0%以上分配于乔木层, 树干对生产力的贡献最大, 叶的贡献率最小. 中国亚热带常绿阔叶林群落生物量与林龄差异较大, 本研究的52年生木荷-米槠群落生物量低于中国亚热带常绿阔叶林生物量的平均水平, 也较低于世界其他常绿阔叶林生物量水平, 而且其生产力低于模型估算结果, 表明该群落在没有干扰的影响下, 群落生物量和生产力发展潜力较大.     

模拟氮沉降对华西雨屏区天然常绿阔叶林凋落叶分解过程微生物生物量的影响

为进一步深化氮沉降对凋落物分解影响的研究,2016年3月—2017年3月,在华西雨屏区天然常绿阔叶林内,用凋落叶分解袋法研究了模拟氮沉降对凋落叶分解过程中微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP)的影响。实验设置了对照(0 g N m~(-2)a~(-1))、低氮(5 g N m~(-2)a~(-1))、中氮(15 g Nm~(-2)a~(-1))和高氮沉降(30 g N m~(-2)a~(-1)) 4个处理。结果表明:低氮和中氮处理显著增加了凋落叶分解过程中的MBC和MBN,以低氮处理增加幅度最高;低氮和中氮处理对凋落叶分解过程中的MBP影响不显著;高氮处理显著降低了分解过程中的MBC、MBN和MBP。随模拟氮沉降量的递增,凋落叶分解过程中微生物生物量碳氮比逐渐减少,微生物生物量碳磷比呈现先增加后下降的趋势。研究结果说明,氮沉降影响了华西雨屏区天然常绿阔叶林凋落物分解过程中微生物生物量,进而改变了凋落物的分解过程。     

关于"三北防护林"一词的英文表达

三北防护林体系建设工程(三北防护林)是迄今世界上最大的生态/造林工程,经过30年的建设已取得了世界瞩目的成就.随着三北防护林建设的发展,其影响在国际社会越来越大,然而,关于"三北防护林"的英文表达却一直没有统一、规范,这使三北防护林在国际社会的交流带来了诸多不便.为此,本文在查阅大量国内外关于三北防护林研究文献的基础上,提出关于"三北防护林"的英文表达形式与同行商榷,以期规范、统一"三北防护林"的英文表达.     

2010年中国农作物净初级生产力及其空间分布格局

采用2011-2012年全国实测水稻、小麦、玉米、大豆、油菜、棉花6种作物的生物量获得的干燥系数（DC）、收获指数（HI）和根冠比（R/S）,结合2010年以县为单位的农业统计数据估算了2010年中国农作物产生的净初级生产力（NPP）。2010年中国农作物产生的NPP为596 Tg C,其中地上NPP为517 Tg C,地下NPP为80 Tg C。NPP空间分布不平衡,主要集中在东北的松嫩三江平原、黄淮海平原、长江中下游平原、西南的四川盆地和华南的珠江流域。单位面积农作物产生的NPP介于9-2094 g C m^-2 a^-1之间,平均密度为519 g C m^-2 a^-1。NPP密度（NPPD）较高的地区主要分布在中国的东部的湿润、半湿润地区以及内陆灌溉条件较好的地区。9个农业区中,黄淮海区农作物产生的NPP最多,东北区NPPD最高,青藏区农作物NPPD最低,产生的NPP也最少。作物种植面积能解释98%农业区之间NPP差异。通过对每个区域内县域NPPD与气候因子和化肥因子做相关分析,发现化肥施用量、日照时数、气温和降水均对NPPD的空间分异有影响,但是9个区域的主导因素不同。     

宝天曼自然保护区栓皮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４５年生天然次生栓皮栎林的生物量和净生产力的研究表明,栓皮栎林生物量为１６７．６４１７ｔ·ｈｍ－２,其中乔木层为１５８．８３８２ｔ·ｈｍ－２,占总量的９４．７５％;该林净生产力为８．４８８０ｔ·ｈｍ－２·ａ－１,其中乔木层为７．９２５４ｔ·ｈｍ－２·ａ－１,生物量平均相对生长速率为０．０４１．灌木层的生物量和净生产力分别为０．０６９４和０．０４５６ｔ·ｈｍ－２·ａ－１;而草本层的分别为０．１０４１和０．０９０８ｔ·ｈｍ－２·ａ－１．凋落物现存量为８．６３ｔ·ｈｍ－２,凋落物量为５．０３９５ｔ·ｈｍ－２·ａ－１,分别占总量的５．１５％及５９．３７％．净生产量与叶面积指数、叶量成正比关系,而与叶效率呈负相关关系．     

格氏栲自然保护区常绿阔叶林群落的数量分类

基于对群落22个样地的调查,以群落样地中乔木层树种的重要值为指标,采用纸条排队法、群落相似系数分类法、最近邻体法和组平均法对格氏栲自然保护区常绿阔叶林群落进行数量分类。结果表明:4种分类结果基本相似,格氏栲自然保护区常绿阔叶林群落样地可分为格氏栲群系、米槠群系、甜槠群系、刨花楠群系、沉水樟群系、观光木群系和闽楠群系等7个群系,并论述了各群系的群落学特征,各群系基本处于稳定的顶极阶段。     

Modeling the interannual variation and response to climate change scenarios in gross and net primary productivity of Pinus elliottii forest in subtropical China

In this study, the BIOME-BGC model, a biogeochemical model, was used and validated to estimate GPP (Gross Primary Productivity) and NPP (Net Primary Productivity) of Pinus elliottii forest in red soil hilly region and their responses to inter-annual climate variability during the period of 1993–2004 and climate change scenarios in the future. Results showed that the average total GPP and NPP were 1941 g C m^?2a^?1 and 695 g C m^?2a^?1, and GPP and NPP showed an increasing trend during the study period. The precipitation was the key factor controlling the GPP and NPP variation. Scenario analysis showed that doubled CO₂ concentration would not benefit for GPP and NPP with less than 1.5% decrease. When CO₂ concentration fixed, GPP responded positively to precipitation change only, and temperature increase by 1.5°C with precipitation increase, while NPP responded positively to precipitation change only. When CO₂ concentration was doubled and climate was changed, GPP and NPP responded positively to precipitation change, and GPP also responded positively to temperature increase by 1.5°C with precipitation change.     

中国东北样带三种针茅草原群落初级生产力对降水季节分配的响应

分析3种针茅草原群落初级生产力的年季动态,并利用积分回归模型探讨其对降水量季节性分配的响应,揭示水分有效性对植物初级生产力的影响.结果表明,制约3类针茅群落初级生产力年度变化的是水分,即前一年11月到当年8月的月降水量的年度变异是直接导致群落初级生产力年度变化的主要原因.降水的季节分配对于3类针茅群落初级生产力的形成有着不同的作用.前一年11月至当年4月降水对于植物群落的初级生产力具有正效应,从5月开始降水对植物初级生产力的促进作用有了不同程度的降低.大针茅和克氏针茅群落的季节降水量格局较为相近,但是大针茅群落与克氏针茅群落相比对降水的利用效率较高;贝加尔针茅群落则表现出更高效的降水利用率.由此可见,降水量月季分配及其对针茅群落影响程度的不同是造成3种针茅草原地带性分布的原因.     

中国森林生态系统氮循环特征与生产力间的相互关系

为了更好地了解森林生态系统净初级生产力(NPP)与氮循环之间的关系,本文对中国主要森林生态系统类型中净初级生产力(NPP)、枯落物氮、植被年氮积累量和土壤氮矿化速率之间的关系进行了研究分析.结果表明,我国森林生态系统净初级生产力与枯落物氮、植被年氮积累量和土壤氮矿化速率之间均存在比较显著的相关关系.其中相关性最显著的是净初级生产力与氮矿化速率之间的相关关系(R₂=0.7,n=37),其次是净初级生产力与植被年氮积累量之间的相关关系(R₂=0.60,n=37).     

气候变化对阔叶红松林不同演替阶段红松种群生产力的影响

本文以长白山地区阔叶红松林不同演替阶段(次生杨桦林、次生针阔混交林、原始红松林)内红松种群作为研究对象,采用树轮学与相对生长式相结合,获取红松种群净初级生产力(NPP)连年生长(1921—2006年)数据以及相对增长率的年际变化数据,建立红松种群NPP与年际和季节性气候因子的关系,分析不同气候时期长白山阔叶红松林不同演替阶段内红松种群NPP年际变化特征及其对气候变化的响应差异.结果表明： 研究期间,不同演替阶段红松种群NPP与气候因子响应关系存在差异.随着温度上升,次生杨桦林红松种群NPP与上年生长季和当年生长季低温由显著负相关关系转变为显著正相关关系;次生针阔混交林红松种群NPP由与当年春季最低温度的正相关关系转变为与上年和当年生长季温度的显著正相关关系,气候因素对次生针阔混交林红松种群NPP影响的滞后效应增强;原始红松林红松种群NPP与温度的相关性减弱,与上年生长季降水量的正相关关系增强.研究区气候变化表现为低温和平均温度显著上升,而最高温度和降水没有明显变化.气候变化有利于提高演替初级阶段次生杨桦林和演替中级阶段次生针阔混交林内红松种群生产力,尤其是次生针阔混交林,而对演替顶极阶段红松种群NPP影响不明显.