北京山区的侧柏林（Platycladus orientalis）及其生物量研究

 天然侧柏林的种类组成以菊科、禾本科植物最多,豆科、百合科、蔷薇科植物次之。组成天然侧柏林植物生活型,以地面芽和高位芽植物所占比例较大,地下芽植物次之,一年生植物的比例略高于地上芽植物。31年生人工侧柏林以胸径4—5cm、树高3—4m的植株数量最多。侧柏的胸径、树高与茎重、枝条重,叶重、根系重之间具显著相关。以胸径为自变量。树木各部分干重为应变量所获得的优化模型为：茎重(Ws)=169.82D1.92(P<0.001),枝条重(WBr)=28.64D2.41,(P<0.01),叶重(WL)=10D2.82(P<0.001),根系重(WR)=e4.99+0.387D(P<0.001)。由此估算得侧柏林的各器官干重：茎15.56,枝条为6.57,叶5.16,根5.29吨／公顷。乔木层的总生物量为32.58吨／公顷。林下灌木和草本层在生长季中变化明显,9月的总生物量为7.17吨／公顷。人工侧柏林总生物量为39.75吨／公顷,年平均净生产力为1.28吨／公顷。     

北京山区野生维管束植物区系

在北京山区共有高等植物1166种(含变种、变型),隶属于122科、503属;其中蕨类植物17科、26属、62种(变种),裸子植物3科、7属、7种;双子叶植物88科、371属、863种(变种);单子叶植物14科、99属、234种(变种)。优势科属的统计表明,本区维管束植物一方面集中于菊科、蔷薇科等一些世界性大科之中,同时又向少种科、单种科分散。在北京山区共调查到1个单种科,6个单属科。本区分布的单种属和寡种属共72个,其中单种属有31个。种子植物属的分布区类型占有全国植物科的15个分布区类型,以温带成分的属为主,其占种子植物总属数的55.34%;其次是泛热带分布类型,共计60属,占总属12.6%,中国特有分布的属有11属,占总属数的2.31%,所占比例较小。     

北京山区的栎林

 本文叙述了北京山区的主要栎林——辽东栎林、槲栎林、槲树林和栓皮栎林的群落学特征。栎林是由温带植物区系所组成的落叶阔叶林。组成栎林的植物以菊科、蔷薇科、禾本科和豆科植物种类为最丰富。在群落结构中有重要作用的植物,乔木层以壳斗科的栎属为主,灌木层以蔷薇科的绣线菊属、李属、豆科的胡枝子属,马鞭草科的荆条属和虎耳草科的溲疏属占有重要地位。草本层常以莎草科的苔草属,禾本科的隐子草属、大油芒属、野古草属和白草属植物为优势种或常见种。栎林的植物生活型谱,从种类成分分析是以地面芽植物为主,高位芽植物次之,地下芽植物亦占一定比例,但从各类生活型植物的优势度分析,显然以高位芽植物占有优势。组成栎林植物的叶级,是以小型叶植物为主,中型叶植物次之,大型叶植物为罕见。就各类栎林种类成分的相似性分析,以槲树林与槲栎林最为相似,辽东栎林与栓皮栎林差异较大。     

羊草地上生物量的估测模型

测定生物生产力是分析草地生态系统结构、功能的必要手段,而传统的“直接收割法”因毁坏植被而不能进行追踪调查研究,无法满足草地研究中对定点、定株系统观测植物的增长动态的需要。作者以羊草地上生物量的构成因素为依据,通过测定2000多株不同物候、不同     

北京山区侧柏水分利用策略

侧柏是北京山区分布范围较广的典型针叶树种,揭示其在不同土壤水分条件下的水分利用策略具有重要意义。通过测定分析生长季内侧柏枝条水、土壤水和地下水的δD和δ~(18)O值,并利用多元混合模型(Iso-source软件)计算侧柏对土壤水或地下水的利用比例,再结合叶片水势(ψ)、气孔导度(Gs)、光合速率(Ps)和蒸腾速率(Tr)等生理生态因子同步观测,了解侧柏在生长季内的水分来源及生理生态适应。结果表明:侧柏的水分利用策略随季节波动,其在不同季节对不同土层水分的利用比例存在差异。在旱季,侧柏对表层0—20cm土壤水的平均利用率介于27.6—31.3%,对深层80—100cm土壤水和地下水的利用率分别介于27.0—33.7%和22.0—28.9%之间;进入雨季,侧柏对表层0—20cm土壤水利用比例增大,介于47.2—60.9%,对深层80—100cm土壤水和地下水的利用比例减小,分别介于10.5—16.2%和15.2—19.8%。旱季的侧柏水分亏缺更为严重,其叶片水势峰值比雨季低44.5%;旱季中的侧柏气孔导度在上午10:00达到峰值,但比雨季峰值低51.67%,其光合速率和蒸腾速率峰值也相应的下降了22.3%和37.0%。侧柏能通过降低气孔导度减少水分损失来获得较高的碳同化速率,维持较高的水分利用效率来适应干旱生境,表现出较强的适应能力。     

北京山区封山育林试验研究效果

 本文报道了1984年在北京密云县古石峪进行的封山育林试验研究。五年中进行了三次复查,证明在植被盖度、灌木草本生物量、多样性指数方面都有增加。四类样地更新较好;两类阳坡干旱型样地更新不良,但引种栓皮栎获得成功。本研究还进行了山杨移根的试验。     

北京山区野生花卉资源及开发利用

本文论述了北京山区的野生花卉资源及其利用现状 ,分析了北京山区开发野生花卉的前景 ,指出北京山区在野生花卉的开发利用中应重点加强五个方面 (野生花卉的引种驯化、确定野生花卉的发展方向、保护性的开发利用野生花卉、加强野生花卉的生化毒性研究、加强野生花卉的育种 )工作 ,使之成为北京地区的主要产业之一。     

北京山区辽东栎林中几种木本植物光合作用对CO2浓度升高的响应

 为揭示我国暖温带地区辽东栎群落若干优势植物光合作用随CO2浓度升高而变化的特点,用自行设计的同化室装置对自然生长状态下的辽东栎(Quercus liaotungensis KOidz．)、大叶白蜡(Fraxinus mandshurica Rupr．)、蒙椴(Tilia mongolica Maxim．)、五角枫(Acer mono Maxim．),以及优势灌木六道木(Abelia biflora Turcz．)、毛榛(Corylus mandshurica Maxim．)等6种木本植物进行升高CO2浓度处理,测定了这几种植物净光合速率的变化。加倍CO2浓度对6种植物的光合作用有不同程度的促进作用,净光合速率增加的程度从37％到93％不等,以辽东栎受到的促进作用最大,六道木最小,平均增加75％。净光合作用随CO2浓度升高而增加的程度中乔木种类略高于灌木种类。在夏季和秋季进行的日动态测定都表现出加倍CO2浓度对6种木本植物净光合速率的明显的促进作用。     

黄土高原典型草原地上生物量估测模型

为了寻求有效的草地地上生物量估测方法和精确估测黄土高原典型草原草原地上生物量。于2014年8月中旬,在黄土高原典型草原草原地上生物量达到最大值,分别从单株水平和种群水平进行野外调查。以株高(H)和盖度(C)的复合因子(C×H)为自变量,通过回归分析,建立地上生物量估测模型,采用留一法对其精确性进行评估;并通过校正系数以及群落总生物量估测值和实测值比较单株水平和种群水平所建模型的精确性。结果表明:黄土高原典型草原草地,无论在单株水平还是种群水平,线性和幂函数对该区域生物量的拟合效果更好。估测模型检验结果表明,在单株水平各个物种的生物量估测值与实测值相关性较好,均达到了显著水平(P0.05),其r值均大于0.6,总相对误差RS均小于10%,平均相对误差绝对值RMA(average absolute value of relative error)均小于30%,总生物量的实测值与估测值比较接近,校正系数均接近1;而在种群水平上,虽然各物种的生物量估测值与实测值相关性均达到了显著水平(P0.05),但多数物种平均相对误差绝对值RMA大于30%,总相对误差RS(total relative error)均大于10%,总生物量的估测值均大于实测值,校正系数均偏离了1,说明在黄土高原典型草原通过单株水平建立的物种生物量估测模型的精度优于种群水平建立的物种生物量估测模型的精度。     

北京山区与城区植物组成比较

通过典型抽样法对北京山区与城区植物物种进行了调查,结果表明北京山区有植物种1283种,隶属于127科,538属,北京城区(五环内)共有维管束植物99科,307属,536种。含25种以上的科的数量在北京山区和城区都比较少,含5种以下的科的数量在北京山区和城区都比较多,而城区只含有1种植物的科要比山区多一些。植物种在属上的分布与其在科上的分布相似。城区植物中乔木、灌木和多年生草本和一年生草本的比例相差不大,而在山区,多年生草本植物优势极为明显,也是山区和城区植物种数差异的主要来源。在属级水平上,植物区系中温带成分在北京山区和城区均占有绝对优势,二者的差异主要表现在城区植物的热带成分明显高于山区,而温带成分的比例则要稍低于山区。山区和城区共有植物有329种,隶属于72科,201属。主要集中在菊科、禾本科、蔷薇科等世界性大科中。     

北京山区栓皮栎林优势种群点格局分析

采用点格局分析方法对北京山区栓皮栎林主要种群和不同发育阶段种群的空间分布格局及相互关系进行分析。结果表明:(1)群落物种组成简单,栓皮栎和油松是群落的优势种群,优势种群以中径木为主,缺乏可供更新的幼苗,种群呈现出衰退趋势;(2)在研究尺度内,栓皮栎、油松单种的空间分布格局以聚集型分布为主,随着尺度的增大呈现出随机分布和均匀分布的趋势;栓皮栎和油松呈现显著负相关;(3)优势种群不同发育阶段的空间分布格局与研究尺度紧密相关,栓皮栎小树和中树以聚集型分布为主、大树呈随机分布,而油松不同发育阶段均以随机分布为主;(4)栓皮栎、油松种群不同发育阶段之间的空间关联主要发生在小尺度范围内,小树和中树以正关联为主,而中树和大树、小树和大树以负关联为主;随着研究尺度的增大趋于无关联。     

北京山区河岸带植物群落种-面积关系

种-面积关系是群落生态学的基本问题之一,是了解植物群落结构的重要途径。为摸清北京山区河流河岸带植物群落调查最小样方面积,在北京市怀柔区怀九河河岸带沿线,采用基于河岸带立地条件逐步扩大样地面积的方法布设50个80m长样地,调查计算并拟合不同类型河岸带所需的最小样地面积。研究结果表明:北京市怀柔区怀九河河岸带植物种数255种,隶属于70科185属。通过聚类分析将怀九河河岸带分为自然河岸带、近自然河岸带、人工岸坡乔灌草河岸带、人工岸坡观赏性乔灌草河岸带、人工岸坡疏乔灌草干砌石河岸带和人工岸坡浆砌石河岸带6种类型。根据赤池信息量准则AIC可知自然河岸带、近自然河岸带、人工岸坡乔灌草河岸带和人工岸坡疏乔灌草干砌石河岸带优先选取S=c-ae~(-bA),人工岸坡观赏性乔灌草河岸带优先选取S=aA/(1+bA),人工岸坡浆砌石河岸带优先选取S=c/(1+ae~(-bA))。满足相同比例植物种调查,不同类型河岸带所需最小样地面积存在明显差异,当满足河岸带植物调查80%植物种时,人工岸坡浆砌石河岸带(84m~2)和自然河岸带(217m~2)所需样地面积较小,其次是人工岸坡疏乔灌草干砌石河岸带(362m~2),近自然河岸带(450m~2)和人工岸坡乔灌草河岸带(460m~2)所需样地面积相似,而人工岸坡观赏性乔灌草河岸带所需样地面积最大为571m~2。所得出的河岸带植物调查最小样地面积对于河岸带生物多样性保护和指导河岸带生态修复具有重要意义。     

三种森林生物量估测模型的比较分析

森林生物量的定量估算为全球碳储量、碳循环研究提供了重要的参考依据。该研究采用黑龙江长白山地区的TM影像和133块森林资源一类清查样地的数据, 选取地学参数、遥感反演参数等71个自变量分别构建多元逐步回归模型、传统BP (back propagation)神经网络模型和基于高斯误差函数的BP神经网络改进模型(Gaussian error function, Erf-BP), 进而估算该地区的森林生物量, 并进行比较分析。结果表明, 多元逐步回归模型估测的森林生物量预测精度为75%, 均方根误差为26.87 t·m^-2; 传统BP神经网络模型估测森林生物量的预测精度为80.92%, 均方根误差为21.44 t·m^-2; Erf-BP估测森林生物量的预测精度为82.22%, 均方根误差为20.83 t·m^-2。可见, 改进后的Erf-BP能更好地模拟生物量与各个因子之间的关系, 估算精度更高。     

北京山区侧柏林林内降雨的时滞效应

林内降雨通常在开始和结束的时刻上都要迟于林外降雨,这种作用可称之为林内降雨的时滞效应,目前对该方面的研究尚处于探索阶段.研究地点设在北京妙峰山林场,利用侧柏林样地林内和林外的两台全自动激光雨滴谱仪在2010年雨季自动观测获取的数据,研究了典型场降雨的林内降雨时滞效应特征以及主要影响因素.研究结果表明,在观测的18场完整降雨中林内降雨在开始时间上均晚于林外降雨,平均延滞时间为21 min;而降雨结束的时间绝大部分也出现了明显的延滞现象,平均延滞时间为46 min.通过回归分析得出,林内降雨延滞开始时间随延滞期的雨强增大呈对数曲线递减,延滞结束时间随场降雨量增大而呈对数曲线递增.林冠层对林内降雨的延滞作用可有效的削减洪峰流量和延长汇流时间,对减少山洪、泥石流和滑坡等地质灾害产生具有积极的生态意义.     

井冈山自然保护区12种常见灌木生物量的估测模型

灌木生物量模型是估测灌木生物量的重要方法之一。以井冈山自然保护区林下12种常见灌木为研究对象,根据树高（H）和地径（D）两个形态因子作为变量,进行回归分析构建模型。通过对比判别系数R 2的大小,筛选最佳生物量估测模型。方程W=a＋b X12 X2、W=a＋b X＋c X 2和W=a X b在模拟生物量时相关指数均较高,为0.904-0.991,达到极显著水平,可用于实际生物量估测,而方程W=a＋b X、W=a＋b X1＋c X2和W=a＋b ln X在模拟灌木生物量时结果较差。利用此类方法建立的生物量模型,精度高,简便易行,对以后估算井冈山自然保护区灌木生物量和碳储量具有十分重要的意义。     

两种萝芙木生物量分配与估测模型研究

采用样本全收获法测量催吐萝芙木（Rauvolfia vomitoria）和萝芙木（Rauvolfia verticillata）的生物量,比较它们的生长特性及生物量分配,同时以基径（d）和株高（h）的组合d^2h为变量与各器官以及单株总生物量进行估测模型的建立。结果表明,两个种生物量间差异非常大,前者明显高于后者。在各自生物量构成中,茎所占的比例最高,为60％左右;而主要药用部位根只占27％左右。所建立的模型中除萝芙木叶以外,其余的判定系数R^2都较高,模型具有一定的适用性,所建立的估测模型可应用于这两个萝芙木种的幼龄植株生物量估测。     

北京山区侧柏人工林水分利用效率及其影响因素

水分利用效率(WUE)是衡量植物抗旱性的一个重要指标,研究其动态变化及其影响因素能为北京山区植被建设提供参考.本研究基于稳定碳同位素技术,通过测定北京山区侧柏人工林在生长季的水分利用效率,探究气象因子、土壤因子和大气CO₂浓度对侧柏短期WUE的影响.结果表明: 1)侧柏生长季内的短期WUE呈现先降低后增加的变化特征,7月侧柏的短期WUE最低(2.69 mmol·mol^-1),10月侧柏的短期WUE最高(13.88 mmol·mol^-1).2)叶内外水汽压差(VPD)、大气温度(T_a)、土壤湿度(M_s)、空气相对湿度(RH)和大气CO₂浓度(C_a)是植物WUE的影响因素,5个影响因素对侧柏短期WUE变化的累计解释率达89.7%;太阳辐射(R_a)和风速(W_s)与侧柏短期WUE没有显著关系.3)VPD和T_a是影响侧柏短期WUE的主要因素,两者组成的主成分可以解释53.9%的侧柏短期WUE变化,其中VPD对侧柏短期WUE的影响高于T_a;M_s和RH是影响侧柏短期WUE的次要因素,两者组成的主成分可以解释25.4%的侧柏短期WUE变化,其中M_s对植物短期WUE的影响高于RH;C_a对侧柏短期WUE的影响较小,主要由C_a和T_a组成的主成分可以解释10.3%的侧柏短期WUE变化.     

暖温带森林生态系统林下灌木生物量相对生长模型

灌木层作为暖温带森林生态系统的重要组成部分,其生物量估算的精确性及便捷性,成为森林生态系统能量流动、物质循环研究的重要环节。目前可用于暖温带森林生态系统灌木层生物量估算的相对生长模型较少。以河北雾灵山国家级自然保护区暖温带森林生态系统为研究对象,建立了该区域15种常见灌木的相对生长模型。研究发现:15种灌木全株和单一器官的最优相对生长方程均以D2H为自变量,分别以幂函数W=a(D2H)b或二项式函数W=a+b D2H+c(D2H)2为最优化回归方程。统计分析结果显示:判断系数R2值介于0.7331—0.9992之间,显著性检验各参数P0.01,满足回归模型的适用性要求。对研究区域常见灌木全株生物量(WTU)的普适性研究发现:以D2H为自变量的二项式函数回归模型WTU=0.0362+297.03D2H-127.1(D2H)2,R2=0.9434,P0.01,普遍适用于除去六道木(Zabelia biflora)和照山白(Rhododendron micranthum)之外的13种灌木植物的生物量估算。此模型对以上2种植物不适用的原因有待进一步研究。     

北京山区森林植被中珍稀濒危草本植物生态位

基于北京山区有珍稀濒危草本植物分布的38块森林群落样地调查数据,对北京山区的野大豆(Glycine soja)、大花杓兰(Cypripedium macranthum)、沼兰(Malaxis monophyllos)、角盘兰(Herminium monorchis)、草芍药(Paeonia obovata)、二叶舌唇兰(Platanthera chlorantha)和羊耳蒜(Liparis japonica)等7种珍稀濒危草本植物进行了生态位宽度和生态位重叠计算与分析.结果表明:野大豆的生态位宽度值较大,为0.297;大花杓兰、沼兰和角盘兰同属于兰科植物,生态位宽度值较小,说明兰科植物在北京地区分布较少,并且仅在几种森林群落类型中有分布,适宜生存的生境较少,急需优先保护.生态位宽度较大的种群对资源利用能力较强,与其它物种的生态位重叠一般较大;生境要求相似的物种间生态位重叠较大.