问题解答

问:高山上的树木为什么长得矮小? 答:有人认为主要由于缺乏水分和山高风大之故。除此之外,紫外线的照射则是更重要的因素.在山顶,大气稀薄,阳光容易透过,可见光的总量多,特别是紫外线更易透过.大家都知道,紫外线对植物的生长(细胞的伸长)有强烈的抑制作用,所以高山上的树木长得就比较矮小.     

西双版纳热带森林树洞丰富度及其分配特点

树洞是森林生态系统的重要结构,对动物多样性的维持起着重要作用。为研究热带森林树洞的数量特征及其分配特点,选取西双版纳20hm2热带森林动态监测样地为研究对象,采用地面观测法调查了样地内所有胸径≥5cm活立木上的树洞。结果表明:(1)该样地森林的树洞密度为108.4个·hm-2,具有树洞的树1725株(占树木总数的6.22%),隶属于208个种;(2)树木个体的树洞数量随径级增加而增加,并在种间变化不均匀;(3)树木出现空心的概率随胸径级的增加而显著增加,并且在树种间存在显著差异;(4)与其他纬度地区森林的树洞密度比较,本研究结果支持了Boyle等(2008)提出的低纬度森林具有较高树洞密度的推测。     

天山东西部雪岭云杉径向生长对气候变暖的响应差异

运用树木年轮气候学方法,研究了天山东西部森林上下限雪岭云杉(Picea schrenkiana)树木生长与气候因子的关系,以期揭示不同地区雪岭云杉径向生长对气候因子响应的差异及气候变暖影响下雪岭云杉的敏感性。结果表明:(1)昭苏地区年轮年表的统计特征更显著,比哈密地区树木径向生长对气候因子的响应更敏感;(2)2个地区树木生长受温度与降水的综合影响,从西部到东部,森林下限树木径向生长与温度的响应由显著正相关转为显著负相关;而森林上限树木生长与降水的关系由显著负相关转变为显著正相关;(3)进入快速升温阶段,气候条件对昭苏和哈密地区森林下限雪岭云杉生长的影响增强,而对哈密地区森林上限雪岭云杉生长的影响减弱;(4)随着温度升高,昭苏森林下限和哈密森林上下限的雪岭云杉径向生长与气候因子的关系均出现了显著变化。快速升温后,4月温度对哈密森林上限树木径向生长的促进作用显著增加,6月温度对昭苏和哈密森林下限树木生长的抑制作用显著增加,而对哈密森林上限树木生长的促进作用显著减弱;5和6月份降水分别对昭苏森林下限和哈密森林上限雪岭云杉径向生长的促进作用显著增加;4月温度和10月降水对哈密森林下限树木生长的抑制作用显著减弱。昭苏森林上限降水能够满足树木生长,气温升高对树木生长与气候因子关系的影响不显著。     

浙东常绿阔叶林植物功能性状对土壤含水量变化的响应

研究群落演替过程中植物功能性状与土壤含水量的关系, 揭示植物对水分供给变化的响应策略, 具有重要的生态学意义。该研究以浙江东部天童山、南山和双峰山的3个常绿阔叶林演替系列为对象, 旨在探索不同演替阶段常见植物的功能性状与森林群落土壤含水量的相互关系。研究结果显示: 森林演替中后期的树木高度、树冠面积、叶片干物质含量显著大于演替前期植物; 相反, 叶片净光合速率和蒸腾速率随演替进程而降低。随森林演替, 表层土壤(0-20 cm)的含水量显著增加, 深层土壤(20-40 cm)含水量随演替进程增加但不显著。表层土壤含水量与树木高度、树冠面积和叶片干物质含量显著正相关, 与叶片净光合速率和蒸腾速率显著负相关; 深层土壤含水量与树冠面积显著正相关, 与叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著负相关。树木高度、树冠面积、叶片干物质含量、叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均可解释土壤含水量随演替进程的变化趋势, 而冠长比对土壤水分变化的响应最为敏感。     

树木高生长限制的几个假说

树木生长到一定年龄后高生长停滞,对这一现象的解释存在很多争议.成熟假说认为树木顶端分生组织分裂活性下降导致树木高生长减慢.营养限制假说认为土壤中营养元素(特别是氮素)在植物活体或枯落物中积累使土壤中可利用的养分含量降低,细根生物量增加和叶片光合能力下降导致了地上部分生长的减缓.呼吸假说认为边材呼吸消耗随个体发育的增加使投入到高生长的碳减少.水力限制假说认为水分运输阻力随高度增加而增加导致了叶片总光合碳同化下降,分配到高生长的生物量减少.树木发展假说认为植物用多种调节机制克服随个体发育增加的水力阻力,包括叶片结构和生理特征的变化,叶/边材面积比降低,边材渗透性和树干储水能力的增加等.水力限制假说得到了较多的关注,对不同高度树木的叶比导率、光合特征和树干生长量等测定结果支持这一假说.但对这一假说也存在很多的争议,主要表现在:水力阻力是否确实随高度的增加而增加,水力阻力的分布,补偿机制的作用和生物量分配转变等.本文综述了树木高生长限制的4个假说以及争论的焦点,并总结了目前研究的热点问题和今后的研究方向.     

小幼苗大世界——东北阔叶红松林下的小幼苗

<正>森林之所以吸引人,在于它无穷无尽的浩瀚之绿。而人们关注森林,大多数人把目光集中在森林的大树上,很少有人关心推动森林不断演替更新的小精灵——幼苗。小幼苗,大世界。树木幼苗的存活将直接影响森林群落的物种组成、更新、群落结构以及群落的稳定性。具有如此大作用的幼苗,我们又了解多少呢?在森林中游玩时,我们又多少次依照高矮胖瘦来错误地将幼苗判定为小草呢?我与幼苗的缘分起于两年前的八月。第一次走进长白山阔叶红松林,俯下身在一堆     

海南霸王岭热带山地雨林森林循环与树种多样性动态

通过对海南岛霸王岭热带山地雨林的调查 ,研究了热带山地雨林树种多样性特征随森林循环的动态变化规律。结果表明 :( 1 )热带山地雨林森林循环不同阶段斑块在森林景观中所占的面积比例分别是 :林隙阶段 ( G)占 38.5 0 % ,建立阶段 ( B)占 2 8.5 0 % ,成熟阶段 ( M)占 2 7.0 0 % ,衰退阶段 ( D)占 6 .0 0 %。 ( 2 )热带山地雨林中乔木树种的密度随森林循环的变化趋势是由 G→B→M呈现出逐渐增加的趋势 ,以成熟阶段达到最大 ,而到衰退阶段又趋于下降。灌木树种则表现出 G阶段斑块的密度最大 ,B阶段的最小 ,从 B到 M有所增加 ,到 D又稍有下降。 ( 3)热带山地雨林中不同高度级和不同径级的树木的密度在森林循环的不同阶段表现出不同的增减趋势 ,其随森林循环过程呈现出的动态变化可能与不同阶段斑块内的空间、环境及物种生物学特性有关。 ( 4 )热带山地雨林中树木的平均胸径、平均高、平均胸高断面积、平均单株材积随森林循环过程呈现出不断增加的趋势 ,其中平均胸径和平均高随森林循环的变化较为平缓 ,而平均胸高断面积和平均单株材积之变化较为陡急。 ( 5 )热带山地雨林森林循环不同阶段的物种多样性指数不同 ,其中 G和 B阶段的物种丰富度和多样性指数值较接近 ,M阶段的物种丰富度达到最大 ,D阶段则最小。     

干旱和林分因子对树木死亡的影响——以美国德克萨斯州东部国家森林为例

为探讨不同时间尺度、气候因子及林分因子对森林中树木死亡的影响,本研究以美国德克萨斯州东部的4个国家森林中264个重复调查的森林样地为对象,使用近20年来美国森林清查4个周期的数据,估算其在清查周期和年度水平上的树木死亡率变化,并使用广义线性混合效应模型来分析气候因子(干旱强度、干旱持续时间、年均温和年降水量)、树木大小(胸径)和林分因子(树木胸高断面积、林分密度和林分年龄)对树木存活的影响。结果表明: 在重度干旱当年和重度干旱的清查周期中,森林的树木死亡率分别增加了151%和123%,天气干扰(干旱和飓风)和植物之间的竞争是其主要的影响因素;干旱强度(标准化降水蒸散发指数,SPEI)和干旱持续时间对树木的存活具有显著的负效应,年降水量对树木的存活具有显著的正效应;树木胸高面积对树木存活具有显著的负效应,树木大小、林分年龄和林分密度对树木存活均具有显著的正效应,但是大树比小树更容易受到天气影响而死亡;在重度干旱的清查周期中,松树种组的树木死亡率(2.1%)比阔叶树木种组(3.9%)低,天然林的树木死亡率(3.0%)高于人工林(1.9%)。在分析树木死亡率时,需同时考虑个体树木大小、林分因子与气候因子的相对重要性。     

虫害叶损失造成的树木非结构性碳减少与树木生长、死亡的关系研究进展

大规模虫害爆发可造成区域森林死亡, 近年的气候变化进一步增加了虫害的频度和危害程度。森林和林地植物死亡会导致植被生产力降低, 改变生态系统结构和功能, 使森林由一个净的碳汇转变为一个碳源。因此, 加深虫害对树木危害机制的认识有重要意义。虫害造成的叶损失(虫害叶损失)降低树木光合作用能力, 增加非结构性碳(NSC)消耗, 使得树木体内碳储备降低, NSC降低到一定程度会导致树木因碳饥饿而死亡。外部环境和树木自身的补偿性机制也会对这个过程产生正或负的影响。在近年气候变化背景下, 树木死亡在全球尺度上增多, 重新激起了人们对碳饥饿的重视, 碳饥饿被视为解释树木死亡的主要生理机制之一。该文介绍了碳饥饿的定义, 综述了虫害叶损失减少树木NSC储备与树木生长、死亡的关系, 以及树木虫害和叶损失与气候变化之间的关系, 并对今后的研究进行了展望。     

高浓度CO2对树木生理生态的影响研究进展

大气CO2浓度升高已成为世界范围内的重要环境问题。CO2浓度升高势必会对植物的生理生态变化产生重要影响。综述了国内外有关高浓度CO2对树木生理生态影响研究的最新进展,具体包括高浓度CO2对树木生长发育、光合和呼吸作用、抗氧化系统、树木代谢物质、挥发性有机化合物以及树木凋落物等方面的影响。高浓度CO2一般会促进树木地上植株的生长和发育,但也因树种差异而有所不同。最新研究表明,高浓度CO2促进了树木细根周转,树木根系生长在大气CO2浓度升高条件下表现为促进作用,这种作用加快了全球森林生态系统的C循环。高浓度CO2虽然在一定程度上促进树木光合速率的增加,但长期熏蒸也往往会发生光合驯化,这种现象产生的生理学机制目前仍无定论。高浓度CO2对树木呼吸作用尤其是根系呼吸的影响将是未来研究的重点和难点。高浓度CO2一般会提高树木抗氧化酶活性与抗氧化剂含量,但不同树种响应高浓度CO2的过程和机理也有所差异。研究表明,高浓度CO2一般对树木凋落物的分解产生不利影响,但也因树种而异。需要强调的是,目前关于树木地下部分、树木对高浓度CO2的适应机理和重要过程(碳氮水耦合及基因调控等)以及多个树种包括不同类型树种及不同品种之间比较研究较少;关于某一重要生理生态机制(如根系生理代谢)尤其是多个生态因子复合条件下缺乏长期深入的研究。在此基础上给出了大气CO2浓度升高下树木生理生态学研究的未来发展方向,包括高CO2浓度条件下树木根系生理代谢及机制、树木碳氮水耦合的生理过程及机制、不同生态因子复合作用对树木生理影响机制以及树木分子作用机理等方面的研究。这些研究不仅将丰富森林树木应对未来气候变化的有关科学理论,也为全球气候变化背景下实现森林树种生态功能的优化选择及森林生态系统的可持续发展与经营提供重要的生理生态学理论依据和参考。     

北京地区温带林是一个显著的碳汇:基于3种林分20年的观测

已有大量关于森林生态系统碳循环的研究,但其主要过程和变化的定量研究仍较为缺乏.采用样地调查和为期3年(2011~2014年)的连续观测以及与20年前(1992~1994年)的对比分析,研究了北京山地3种典型温带森林(白桦林、辽东栎林和油松林)碳循环各组分的大小及其变化.结果表明,近3年白桦林、辽东栎林和油松林的净初级生产力为5.32,4.53和6.73 Mg C ha?1年?1,净碳汇分别为0.12,0.43和3.53 Mg C ha?1年?1.与20年前相比,各样地的主要碳组分显著增加:白桦林、辽东栎林和油松林的生物量分别由20年前的50.0,37.7和54.0 Mg C ha?1增加到现在的101.5,77.3和110.9 Mg C ha?1;土壤有机碳密度分别由207.0,239.1和231.7 Mg C ha?1增加到214.8,241.7和238.4 Mg C ha?1;土壤异养呼吸量分别由2.78,3.49和1.81 Mg C ha?1年?1增加到5.20,4.10和3.20 Mg C ha?1年?1.本研究显示,过去的20年北京山地森林是一个显著的碳汇,所获得的主要组分碳密度和碳通量数据为研究长时间尺度的温带森林碳循环过程提供了重要参数.     

高浓度O3对树木生理生态的影响

目前全球范围内的O3污染日趋严重,特别是随着城市化的不断发展和大气O3浓度的不断升高,O3对植物的影响已越来越引起人们的关注.O3可以通过多种方式影响森林树木.结合近年来对城市森林主要树种与气候变化关系的研究和相关文献调查,综合报道和分析了国内外高浓度O3对森林树木生理生态影响研究的最新进展,具体包括高浓度O3对树木的可见伤害、树木的生长和形态结构、光合作用、物质代谢、抗氧化系统及其与其它生态因子(如温度、干旱、CO2等)复合作用对树木生理生态的影响.提出了一些目前研究中存在的主要问题和研究展望.这些报道为进一步开展高浓度O3对树木的生理生态学研究,特别是为全球气候变化背景下城市森林的可持续经营与管理以及树种选择提供科学参考和理论依据.     

沈阳城市森林主要树种物候对气候变暖的响应

采用统计和线性回归方法,探讨了近40年来沈阳城市森林主要树种物候对气候变暖的响应.结果表明,沈阳城市森林树木休眠期长短与冬季气温密切相关,适宜的寒冷条件有利于解除树木休眠期;树木萌动期早晚与冬季和早春气温高低呈显著的负相关关系,冬春季气温越高,芽萌动越提前.树木爆芽后15 d左右开始展叶,展叶早晚主要受展叶前的春季气温高低的影响,但与冬季气温没有相关关系.始花前2～8旬,特别是2～4旬气温对始花期影响最显著,春季气温升高始花期提前. 树木芽萌动期、展叶始期与寒冷指数（CI）呈显著正相关关系,而开花始期与CI没有相关关系.沈阳城市森林树木对气候变暖的响应,主要表现在年均温升高1 ℃,芽萌动期提前9 d,展叶始期提前10 d,开花始期提前5 d.     

基于无人机激光雷达遥感的亚热带常绿阔叶林群落垂直结构分析

森林植被高度与树木分布格局是植物群落重要结构特征,也是计算森林生物量分布的重要参数。传统的森林群落调查方法耗费大量人力物力难以进行较大尺度的群落结构测量,而一般的遥感影像也难以获得精确的地形信息及垂直结构。近年来激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)技术快速发展,能够较好的进行植被三维特征的提取并被广泛应用于森林生态系统检测模拟。且随着无人机低空摄影技术的发展催生的无人机激光雷达(UAV-Lidar)更增加了激光雷达的灵活性以及获取较大范围植被冠层信息的能力。而受限于激光的穿透性以及不同植被类型郁闭度的影响,该技术的应用多局限于在针叶林群落的垂直结构研究,而在常绿阔叶林的研究中应用较少。为探究现有无人机激光雷达设备及垂直结构提取分析技术应用于常绿阔叶林的可行性,利用无人机载激光雷达遥感技术对哀牢山中山湿性常绿阔叶林3块面积1hm~2的样地进行基于数字表面模型以及数字地表高程模型做差得到树冠高度模型测量的植被冠层高度、基于局部最大值法进行单木位置提取并使用Clark-Evans最近邻体分析方法进行样地内高大乔木分布格局的计算。分析结果显示,植被高度提取精度平均大于95%,与地表实测的植被高度值拟合度较高,相关系数R~2介于0.833—0.927之间;3个样地冠层高度平均值分别为18.79、19.08、17.03 m,标准差分别为8.10、7.34、7.17 m。单木探测百分比平均86.3%,用户精度以及生产者精度平均分别为75.69%和65.15%。实测得出三个样地全部高大乔木空间分布格局均为聚集分布,而激光雷达测量结果显示为随机分布或均匀分布。实验显示基于无人机激光雷达技术能够很好地提取植被冠层高度信息并能够较好地获取树木位置,但对于树木空间分布格局判定的准确性有待于进一步探索。未来研究应从多角度对激光雷达测量造成的误差原因予以分析(如环境因素),并进一步研究更为精确的单木提取以及植被高度提取方法,为通过无人机激光雷达测算森林生物量及各种生态过程提供更加精准的指标数据。     

江西共产主义劳动大学大茅山分校的树木学教学

一.前言江西共产主义劳动大学大茅山分校所在地的大茅山,森林茂密,竹木参天,树木种类异常繁多,它确实是并且已經是我校林学专业学习树木学的一块活課本,一个識別树木的好現場。     

走出石漠化与贫困的怪圈

什么是喀斯特?贵州喀斯特地区为什么出现了大面积的石漠化?为什么喀斯特地区总是与贫困交织在一起？在上述背景下,贵州茂兰生物圈保护区的喀斯特原生性森林的价值和意义在哪里?带著这些问题,本刊记者专访了几位长期研究喀斯特生态的专家：贵州大学朱守谦教授、喻理飞教授,贵放师范大学熊康宁教授。     

云南哀牢山6种常绿阔叶树木质部解剖特征的轴向和径向变化

West、Brown和Enquist提出的树木水分传导的分形网络模型(简称WBE模型)认为,树木连续分枝之间的导管或管胞直径按照一定的比率均匀变细,其总的水力阻力与水分传导的路径长度无关,从而使不同部位叶片获得基本相当的水分供应。该模型对树木高生长的水力限制假说提出了置疑。为了验证WBE模型中树木导管或管胞均匀变细的假说,该文研究了云南哀牢山中湿性常绿阔叶林中6种常绿阔叶树, 腾冲栲(Castanopsis wattii)、景东石砾(Lithocarpus chintungensis)、木果石砾(L. xylocarpus)、长尾青冈(Cyclobalanopsis stewardiana)、滇木荷(Schima noronhae)和舟柄茶(Hartia sinensis)木质部解剖特征随树高和年龄的变化。对这6个树种共14株样木进行了不同高度树干圆盘和边材生长轮取样,样木的高度为15~25 m,按照常规木材解剖的处理和分析方法,在显微镜下测定木材切片的导管直径和密度等特征。结果表明:在14株样木中,有4株树木导管直径随树木高度增加呈线性减小, 1株没有明显变化,其它9株树木导管直径在树冠以下的树干部分变化幅度较小或没有明显变化,而从树冠基部往上直到树木顶端导管直径显著减小。同一植株随着高度的增加,导管密度增加并且在树冠内增加更显著。有三分之一的树木导管占边材面积的比例随树高增加没有明显变化,其余树木导管占边材面积比在树冠以上有所减小。多数树木理论比导率在树冠以下没有明显变化而在树冠基部往上显著降低。在从髓芯开始往外的20~40个年轮范围内导管直径增加显著,但大部分植株导管直径在40个年轮后趋于稳定。不同高度圆盘导管直径随形成层发育时间的变化呈相似的趋势,并且相同发育年龄的导管直径没有明显差异。该文的研究结果说明,导管直径的轴向和径向变化一定程度上补偿了水分运输阻力随树木个体增大而增加的缺陷,但是6种常绿阔叶树树干的导管基本不按一定比率均匀变细,不支持WBE模型。     

山东蒙山森林冠层绿度与树干径向生长的关系

森林冠层绿度和树木年轮宽度是描述森林生长过程的重要指标,它们之间存在怎样的关系以及这种关系的稳定性如何目前还没有清晰的回答。森林冠层绿度通过遥感影像计算,在空间上连续,而树木年轮宽度是树木健康的综合指标,样点上具有代表性。森林冠层绿度和树木年轮宽度的关系的研究能增进对森林生长的多角度理解和森林生长状况的尺度转换。在山东蒙山地区采集了4个赤松(Pinus densiflora)林样点的树木年轮样本,获得了树木年轮宽度数据,分析了增强型植被指数(Enhanced Vegetation Index,EVI)与树木年轮宽度的关系。结果显示:1)对于健康森林,4月和6月的冠层绿度与树木年轮宽度存在因果关系;森林不健康时,两者关系较为复杂;2)其他月份冠层绿度与树干径向生长不存在因果关系,而是共同受其他环境因子,如气候因子的驱动;3)弱冠层绿度降低后5年内有显著的径向生长恢复,但是恢复年份少;强冠层绿度降低之前,树干径向生长已经开始降低,之后的5年内有着持续的径向生长降低。这些结果表明森林冠层绿度的降低并不能反映树干径向生长降低的开始,只有健康的森林冠层绿度和年轮宽度有相关关系。冠层绿度的降低对森林健康有强烈的影响,冠层绿度降低导致的径向生长的降低很难恢复。     

台风干扰海岸林受损及灾后恢复的影响因素研究进展

随着气候变暖,台风登陆的强度及频率均呈增加趋势,其对海岸森林的影响也日益严重,从而危及沿海生态安全。但因台风登陆的不确定性、海岸森林恢复的滞后性和数据源受限等影响,当前对台风后海岸森林受损及灾后恢复的影响因素研究仍存在很大的不确定性。台风登陆导致海岸森林枝叶脱落、树干折断和根系裸露等,受树种特征(冠层、树干和根系),林分结构(密度、组成),立地条件(地形、土壤)和台风特征(强度、频率)等影响,海岸森林在不同研究尺度的受损存在明显的空间异质性,单一因素难以完全解释台风后海岸森林的受损格局。台风后部分海岸森林因受损严重而死亡,其余仍以种子萌发、幼苗/幼树生长或萌生更新的方式持续恢复。海岸森林在灾后的恢复周期从几个月到几十年不等,其具体时长与树种更新策略(实生、萌生),森林类型(人工林、天然林),树木受损程度(轻度、重度)及区域水热条件(水分、热量)等有关。未来仍需借助多源遥感数据,并结合台风后的固定样方调查、野外采样和室内样品分析,对海岸森林的受损和恢复格局开展多时空尺度研究,阐明不同受损程度下树木的水分传输和光合产物分配过程及其差异,全面揭示台风干扰对海岸森林的影响机制。     

南方森林对雨雪冰冻灾害的受损与恢复响应的树龄依赖

森林受损与恢复对雨雪冰冻灾害的响应机制是森林研究与管理中的重要问题.然而对于植被受灾中,大树、中树、小树何者容易受损,即树龄依赖性问题仍没有一致结论,而受损后恢复的树龄依赖性则鲜有研究报道.本研究通过调查2008年中国南方罕见的雨雪冰冻灾害后,南岭天井山不同林型内植被的受损与恢复的情况,探讨森林对雨雪冰冻灾害的受损与恢复响应的树龄依赖.结果表明,植被的受损与恢复都反映出不同程度的树龄依赖性.3种林型中植被受损的比例随着树龄的增大而增加,在达到一定径级大小后达到平稳,这种规律在不同林型中表现出差异性,针叶林中的小树相比阔叶林的小树更易受损;从受损方式上也反映出不同林型的树龄依赖有所不同.就受损最为严重的方式掘根来说,针叶林幼苗的掘根比例较大,混交林小树的掘根比例显著大于幼苗和大树,而阔叶林大树的掘根比例显著大于幼苗和小树.不同林型受损恢复的树龄依赖性存在差异,针叶林折干与折冠树木(径级大于2.5 cm)的恢复率随树龄增加呈现逐渐上升的趋势,而针阔混交林与阔叶林折干与折冠树木的恢复率随着树龄增加呈波动变化,不存在明显的上升或下降的变化趋势;根部受损严重的树木恢复率为零,全部掘根死亡.植被受损及恢复与树龄之间存在关联性,并且这种关联性受林型、树形和受损方式等因素的差异所影响.植被受损与恢复都存在树龄依赖性,并且这种依赖性受林型、树形和受损方式等因素的影响,认识这种依赖性是有效应对灾害和开展灾后恢复重建的重要基础.