杨树人工林生态系统立地质量因子的定量排序与评价

从系统论的观点出发,运用多元数理统计法,系统地辩识和评价了长江中游平原地区黑杨派南方型无性系(Ⅰ-69杨,Ⅰ-72杨)主要立地因子。结果表明,土壤有效水分是主要的综合立地因子,其对林分优势高生长的贡献率为44.56%(Ⅰ-69杨)和34.09%(Ⅰ-72杨);其次是物理性状和通气条件,各占24%左右;土壤养分贡献率最低,仅10%左右。主要立地子因子包括水淹程度、微地形、地下水位、经营程度、土壤质地、土壤结构和pH值,累积贡献率达到90%以上。文中最后编制了具有数量化立地指数表和地位级表双重功能的立地因子贡献值表。     

吉林省长白山区胡桃楸天然次生混交林立地指数模型

依据吉林省长白山胡桃楸天然次生混交林12个典型区域的坡向、坡位分布,结合胡桃楸龄级,布设样地109块,以年龄-树高数据为材料,编制了吉林省东部山区胡桃楸天然次生混交林立地指数表.结果表明: 应用3倍树高标准差法剔除异常数据,最终得到80块379对胡桃楸不同龄级的年龄与树高数据,运用7个数学模型进行比较,确定了单形立地指数导向曲线方程式: H=28.0181(1-e^-0.0341A)^1.0503,决定系数R²为0.85,残差平方和为0.89,基准年龄为50年,指数级距为2 m,得到了16～28 m的7条立地指数曲线.根据不同立地类型,建立了多形立地指数模型,幂函数拟合效果较好,即H=B₀t^B1,其中B₀=10^-9e^0.9213SI,B₁=-0.2139SI+5.6183,最终得到了多形立地指数模型方程式H=10^-9e^0.9213SIt^{-0.2139SI+5.6183}.指数级差法和落点检验法对2种立地指数模型的精度检验表明,多形立地指数的精确度较高,能够准确地反映胡桃楸不同立地类型间树高生长的差异,可用于吉林省长白山区胡桃楸天然次生混交林立地质量评价.     

免疫进化算法在建立地位指数曲线模型中的应用

选择Schumacher方程构建优势高和地位指数均能写成显式表达式的多形地位指数曲线模型,以同时兼顾优势高和地位指数的估测误差最小为目标函数,采用免疫进化算法求解参数．实例分析表明：该文建立的多形地位指数曲线模型能够客观地反映不同立地下优势高的生长规律,且误差小,应用方便．     

五大连池矮曲林土壤微生物量碳、氮对季节变化的动态响应特征

为今后更好了解矮曲林对五大连池风景区生态系统的影响, 比较老黑山主要矮曲树种山杨、香杨和白桦的土壤微生物量的差异特征, 揭示其对微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)的影响, 选取了老黑山脚下熔岩台地15 个样点进行研究。结果表明: 矮曲林三种主要林型的土壤微生物生物量碳氮季节变化规律相似, 全年整体含量为微生物量碳香杨<白桦<山杨, 微生物量氮则是山杨<白桦<香杨。白桦矮曲林土壤微生物量碳与其生物量氮呈显著相关性(p<0.05), 与土壤全氮呈现显著相关性(p<0.05)。山杨矮曲林土壤微生物量碳与其土样有机碳和全氮呈高度负相关性(p<0.05)。香杨矮曲林土壤微生物生物量碳与其土样有机碳呈高度负相关性(p<0.05), 与土壤全氮呈显著负相关性(p<0.05)。矮曲林土壤含水率四季变化不大, 涵养水源能力差, 微生物生物量呈现季节性动态变化, 由此可见, 不同植被型对土壤微生物量碳和氮有一定影响, 而含水率对其影响不大, 温度变化对其有一定影响。     

毛乌素沙地不同飞播年限杨柴根系分布特征

以毛乌素沙地不同飞播年限杨柴(Hedysarum laeve)灌木林为研究对象,采用样方挖掘法分坡位获得不同深度的杨柴根系生物量和根茎数量,分析了不同飞播年限和不同坡位杨柴的根系分布特征。结果表明:随着飞播年限的增加,杨柴的重要值降低,油蒿(Artenisia ordosica)的重要值持续增加,杨柴有被油蒿取代的趋势,而草本层多样性指数均表现出增加的趋势;随着飞播年限的增加,杨柴根冠比逐渐降低,飞播13、29和37 a样地分别为3.24、1.87和1.32;杨柴的根系生物量和根茎数量均随着土壤深度和飞播年限的增加呈明显的下降趋势;同时,杨柴根系生物量和根茎数量随着坡位的下降呈现出增加的趋势,坡下显著高于坡上和坡中;杨柴根系绝大部分分布在0~40 cm,并且随着飞播年限的增加和坡位的下降,根茎分布更趋于表面化。     

我国西南山地喀斯特植被的根系生物量初探

在贵州茂兰喀斯特森林国家自然保护区内,选取2种立地条件上(岩石和土壤分别占优势)的5个植被恢复阶段(草本群落、灌草群落、灌木群落、次顶极常绿落叶阔叶林和顶极常绿落叶阔叶林)共10个样地,利用平均标准木机械布点法对根系进行采集,分析了其生物量总量、不同根系径级的分配格局和地下空间的分布规律。结果表明:1)喀斯特植物群落的正向植被恢复进程极显著地增加了地下生物量(p0.001),从草本群落的2.63Mg·hm–2增加到顶极森林群落的58.15Mg·hm-2;同一恢复阶段的石生和土壤立地上根系生物量的差异不显著(p0.05),在顶极和次顶极常绿落叶阔叶林阶段,石生立地的根系生物量高于土壤立地,而灌木、灌草和草本群落阶段则相反。2)同一恢复阶段的石生立地的粗根生物量均高于土壤立地,但差异不显著(p0.05),而细根和小根生物量则从石生到土壤立地显著增加(p0.05);随着喀斯特植被的恢复,石生和土壤立地上粗根占总根系生物量的比例均逐渐增加。3)石生立地根系的分布以水平扩散和穿梭为主,无垂直层次分布;而土壤立地各恢复阶段的根系生物量主要集中在地面到地下10cm的垂直空间内;在不同的土层深度,粗根占所有根径级生物量的80%,且随土层加深,其比例降低。该研究不仅填补了喀斯特植被根系生物量观测的空白,为估算我国西南喀斯特地区植被的总生物量和生产力提供了本底数据,也为进一步研究喀斯特森林稳定性维持机制和喀斯特石漠化防治与植被适应性修复奠定了基础。     

森林立地指数的地统计学空间分析

森林生态系统立地质量的评估是森林生态系统经营管理和造林营林的重要理论基础与规划方法,也是研究森林生态系统生产力的重要内容。森林立地指数是一种已被普遍接受的评价森林立地质量的方法,然而由于技术所限,传统的森林立地指数调查方法因其耗时长、花费大,很难大面积的对森林立地指数进行估测和空间分析,地统计学结合地理信息系统技术为研究森林立地及空间格局提供了一条新的途径。以杉木人工林为研究对象,地统计学及地理信息系统技术为手段,根据江西省景德镇枫树山林场杉木立地指数空间分布特点,选取合适的变异函数理论模型,对其森林立地指数进行了估测和空间分析,并在精度验证的基础上对结果进行了评价。研究结果表明,江西省枫树山林场杉木人工林立地指数有中等程度的空间相关。通过模型模拟结果和实测结果对比,K-贝塞耳函数(K-Bessel)模型有较好的拟合效果和较高的精度,说明地统计学在森林立地指数的估测和空间分析中有一定的应用价值。     

潮滩底栖微藻生物量垂直变化对其遥感反演模式的影响

遥感信号与潮滩表层沉积物底栖微藻生物量的定量关系, 与定义生物量对应的沉积物深度相关。以叶绿素浓度表征沉积物底栖微藻生物量, 对烟台四十里湾潮滩表层沉积物柱样分别以3 mm 和1 mm 间隔分层, 分析研究其叶绿素垂直分布特征; 模拟、分析以指数衰减曲线斜率表征的叶绿素垂直分布变化对叶绿素浓度遥感反演模式的影响。结果显示, 潮滩表层1 cm 和3 cm 内, 叶绿素浓度均随着深度增加呈指数式衰减; 垂直衰减曲线斜率逐渐变大时, 沉积物表层1 cm 内的叶绿素浓度逐渐降低, 基于叶绿素浓度与光谱指数NDI-MPB 间回归方程的遥感反演模式亦发生变化。     

植物种群自疏过程中构件生物量与密度的关系

不论是在对植物种群自疏规律还是在对能量守衡法则的研究中,个体大小(M)大多针对植物地上部分生物量,地下部分和构件生物量及其动态十分重要又多被忽视。以1年生植物荞麦为材料研究了自疏种群地下部分生物量、包括地下部分的个体总生物量以及各构件生物量与密度的关系。结果表明:平均地上生物量和个体总生物量与密度的异速关系指数(γabove-ground和γindividual)分别为-1.293和-1.253,与-4/3无显著性差异(P>0.05),为-4/3自疏法则提供了有力证据;平均根生物量-密度异速指数γroot(-1.128)与-1无显著性差异(P>0.05),与最终产量恒定法则一致;平均茎生物量-密度异速指数γstem(-1.263)接近-4/3(P>0.05),平均叶生物量-密度异速指数γleaf(-1.524)接近-3/2(P>0.05),分别符合-4/3自疏法则与-3/2自疏法则;而繁殖生物量与密度的异速关系指数γreproductive(-2.005)显著小于-3/2、-4/3或-1(P<0.001)。因此,不存在一个对植物不同构件普适的生物量-密度之间的关系。光合产物在地上和地下构件的生物量分配格局以及构件生物量与地上生物量之间特异的异速生长关系导致不同构件具有不同的自疏指数。无论对于地上生物量还是个体总生物量,荞麦种群能量均守衡,而对于地下生物量,荞麦种群能量不守衡。     

鲥鯸淀鱼类群落特征与生物完整性评价

鱼类生物完整性指数(F-IBI,fish-index of biotic integrity)被广泛应用于河湖健康评价,可为水域生态修复和保护提供重要科学依据。于2018年10月—2019年7月在白洋淀区的典型湖泊鲥鯸淀开展鱼类群落采样,结合鱼类生物完整性指数评价体系和ABC曲线(abundance-biomass comparison curves),综合评价鱼类群落组成特征和水域健康状况。共发现鱼类30种,隶属4目10科,其中鲤科鱼类物种数最多,共21种,占鱼类总物种数目的70%。F-IBI评价结果表明,在鲥鯸淀的采样站点中,鱼类生物完整性评为"好～优"等级共有3个点;评价为"好"等级共有3个点;评价为"一般～好"等级共有4个点;评价为"一般"等级共有5个点;评价为"差～一般"等级共有8个点;评价为"差"等级共有3个点;没有点位评价为"优"和"极差"等级。总体上,春季和秋季呈现"一般～好",夏季呈现"差～一般"。ABC曲线结果显示,季度性汇总、春季和夏季所得的ABC曲线展现出明显的交叉趋势,表明总体状态、春季和夏季均呈现中度干扰状态;秋季的数量优势度曲线位于生物量优势度曲线之上,表...     

西双版纳热带季节雨林生态系统氮的生物地球化学循环研究

 用小流域集水区和物质平衡方法,于1999年对西双版纳热带季节雨林生态系统的氮素循环进行了初步研究。西双版纳季节雨林生态系统的氮库总储量为6 481.2 kg·hm-2,其中活体生物量、凋落物层和土壤（0～30 cm）中的氮储量分别为970.9、37.7、5 481.2 kg·hm-2。土壤中的氮占生态系统氮总储量的84.4%,活体生物量占15.0%,凋落物层仅占0.6%。结果表明季节雨林的氮主要分布在土壤中,而在生物量中只占很少部分。大气降水、林内穿透水、树干流及地表径流的氮含量分别为0.565、0.828、0.983和1.042 mg·dm-3,氮通量则分别为8.89、10.97、3.57、5.95 kg·hm-2·a-1。大气降水输入氮8.89 kg·hm-2·a-1,径流输出氮5.95 kg·hm-2·a-1, 收支平衡（输入—输出）为2.94 kg·hm-2·a-1。氮的生物循环：吸收为149.86 kg·hm-2·a-1,存留为69.30 kg·hm-2·a-1,归还为80.56 kg·hm-2·a-1,循环系数为0.54。结果表明未受干扰的季节雨林生态系统处于氮积累的状态,有利于该生态系统的稳定与持续发展。     

西双版纳热带次生林生物量的初步研究

 本文采用“空间代替时间”和维量分析的方法研究了西双版纳热带次生林4块不同年龄林分的生物量,并详细分析了热带次生林在演替初期阶段生物量的变化趋势。结果表明：林分总生物量随林龄而增加,5年生林分的总生物量为41.932t·hm-2,10年生林分的总生物量为52.116t·hm-2,14年生林分的总生物量为88.284t·hm-2,22年生林分的总生物量为113.743t·hm-2。林分生物量的层次分配比例以乔木层所占的比例最大,占4/5以上,随林龄而增加;灌木层增长到14年生林分后又下降,草本层随林龄而递减,层间植物则上升。生物量的器官分配比例以干材所占的比例最大,占1/2以上,随林龄而递增;而枝、根和叶的生物量分配比例则随林龄而下降。并建立了4个林分主要优势种及乔木层器官生物量的回归模型。     

贡嘎山峨眉冷杉林凋落物的特征

 研究了贡嘎山峨眉冷杉（Abies fabri）林凋落物量、凋落物特征及其N、P、K、有机碳的归还量,并探讨了它们在演替进程中的变化。结果表明,峨眉冷杉成熟林、中龄林和幼龄林的凋落物量依次为：2 809.925、2 787.086、2 043.585 kg·hm-2·a-1;其中N、P、K的归还量依次为：34.850、33.917、42.571 kg·hm-2· a-1。峨眉冷杉林凋落物量及其N、P、K的归还量较少,与我国其它森林区针叶林存在一定差异,而与美国西北部冷杉林相近。     

云南哀牢山中山湿性常绿阔叶林生物量的初步研究

 中山湿性常绿阔叶林是云南省亚热带山地植被垂直带的主要类型,其中分布在哀牢山上的木果石栎、景东石栎、腾冲栲林(Lithocarpus xylocarpus、 L. chintungensis、Castanopsis wattii forest)尤其具有代表性。本文用收获法、相关曲线法测定并估算了该群落近熟林和成过熟林的生物量与年平均净积累量,结果分别为508.57t/hm2,12.1051t／(hm2·a);293.04t／hm2,7.7443t／(hm2·a),对产生差异的原因作了分析。林分的叶面积指繰果分别为508.57t/hm2,文中还提出了群落乔木优势种各器官生物量估测的回归模型,并从生物量的角度阐明建群种在群落中的地位。     

岷江上游亚高山林区老龄林地上生物量动态变化

中国川西亚高山森林中的天然林大部分为成过熟的老龄林,对其生物量动态研究有助于了解其碳储量的动态变化规律.利用全国森林资源连续清查的27个固定样地数据,基于地上各器官生物量与树干胸径(D)和树高(h)的异速生长方程,估算了岷江上游亚高林山老龄林地上生物量密度的动态变化特征及其时空变化规律.结果表明,(1)从1988～2002年期间,老龄林地上生物量密度净增量为(27.311±15.580)Mg·hm-2,平均每年增长率为(1.930±1.091 )Mg·hm-2·a-1,平均每年枯损率为(2 271±1.424)Mg·hm-2·a-1;(2)地上生物量变化受各径级保留木生长量、枯损量及进界生长量影响,其中20～40cm径级保留木生长量与生物量净增量最大,>80cm径级生物量增量最小,40～60cm和60～80cm径级生物量在调查期间净增量出现负增长.(3)岷江上游老龄林地上生物量动态变化具有时空异质性,同一样地在不同调查间隔期或同一调查期间不同样地间生物量变化不同,不仅有增量数值大小差异,还表现为生物量增量的正负差异.     

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。     

西双版纳阳春砂仁栽培的两种模式的比较研究

 阳春砂仁(Amomum villosum)种植对热带湿性季节雨林的影响十分显著,对次生林的影响不大。为保护热带雨林,改变现有阳春砂仁栽培模式,探讨雨林下种阳春砂仁改为次生林下种植阳春砂仁的可行性,比较研究了热带雨林和次生林下阳春砂仁的生长状况和产量。次生林和雨林林下阳春砂仁壮株密度和生物量均明显高于其它株型,同类型林下阳春砂仁笋、苗和衰老株密度差异不显著,但衰老株生物量显著高于笋和苗。次生林和雨林下阳春砂仁笋和苗的密度之和分别为衰老株的1.45和2.18倍,远多于衰老株数量。表明阳春砂仁种群能够维持稳定。值得注意的是阳春砂仁产量很低,茎生物量比很高（0.58以上）,果实生物量比极低（约0.01）,增产潜力较大。在水分较充足的一块次生林样地阳春砂仁果实产量高达211.149 0 kg•hm-2,远高于其它样地。阳春砂仁喜湿可能与其较低的根生物量比和浅根系有关。阳春砂仁叶面积指数、壮株和全部植株生物量与果实产量呈极显著的正相关。次生林和雨林林下阳春砂仁生物量、产量叶面积指数和各株型密度差异均不显著。研究结果表明次生林下可以种植阳春砂仁。     

浙江省森林生物量动态

以浙江省1976至2004年森林资源连续清查资料为数据源,采用基于生物量与蓄积之间关系的生物量转换因子连续函数法,对全省林分生物量和包括林分在内的森林生物量动态进行估计。森林生物量为包括林分、疏林、灌木林、竹林、经济林和四旁树在内的所有林木生物量之和。结果表明,浙江省1976至2004年间森林生物量从1.00828&#215;10^8Mg上升到2.44426&#215;10^8Mg;其中,林分生物量由0.5712&#215;10^8Mg上升到1.51128&#215;10^8Mg。森林生物量和林分生物量的年平均增长速度分别为5.1%和9.1%。在1999至2004年间,森林生物量和林分生物量增长速度均明显加快,分别达到8.6%和10.1%。在1976至2004年间,全省森林面积年均增长速度为1.0%,森林平均生物量从16.50Mg&#183;hm^-2上升到36.59Mg&#183;hm^-2。但是,在森林资源总量不断增加的同时,全省林分质量仍维持较低水平。2004年全省林分单位面积生物量为38.40Mg&#183;hm^-2,远低于全国平均水平（77.40Mg&#183;hm^-2）。研究还表明,利用森林资源连续清查数据和基于单株测树因子的森林生物量模型能够估计大尺度范围内的森林生物量及其动态,但亟待在统一标准下建立和完善覆盖所有树种的生物量模型。     

广东南澳岛植被恢复过程中的群落动态研究

 以广东南澳岛的1个草坡、4个人工林和3个次生林群落为对象,采用时空互代的方法,将这8个群落当作植被恢复中的不同阶段,研究各群落的群落结构、生物量、叶面积指数和土壤养分等,进而研究了南澳岛退化生态系统植被恢复的过程和机理。随着植被的恢复进程,群落的阳性种类逐渐减少,中生性种类逐渐增加。物种多样性、均匀度、生态优势度和β多样性指数分析表明南澳岛植被恢复过程群落组成结构的复杂性依退化草坡→人工林→次生林逐渐增加。南澳岛退化草坡、10年生人工林、15年生人工林和次生林的生物量分别为4.81t·hm-2、45.18t·hm-2、100.39t·hm-2和88.34t·hm-2,叶面积指数分别为1.04、3.81、5.89和6.52,凋落物贮量分别为0.42t·hm-2、3.20t·hm-2、3.70t·hm-2和4.90t·hm-2。南澳岛植被恢复过程中土壤有机质、全氮和速效磷和交换性K含量逐渐增加。由于海岛的生境、大风和暴雨的影响,海岛植被恢复的格局不同于大陆,而其恢复速度也较慢。根据本研究结果,提出了人工促进海岛植被恢复的途径。     

任豆林的生物量和光能利用率

 本文研究了粤北石灰岩地区以任豆(Zenia insignis)为主的自然林(萌生34年)的生产能力,并与任豆人工林(6年生)作对照。结果表明,在1992年7月调查时,自然林和人工林的现存生物量分别是125.38和10.34t·hm-2;平均增长量为3.69和1.72t·hm-2·a-1;木材蓄积量为86.35和9.93m3·hm-2;其乔木层总生产力为84284和21510kJ·m-2·a-1;对光合有效辐射能的利用效率为5.43％和1.39％。反映了任豆自然林现存生物量和生产力比鼎湖山南亚热带常绿阔叶林(同龄萌生林,在1991年11月调查)现存生物量196t·hm-2低,而比热带和亚热带半干早区森林植物量分别107和98.7t·hm-2高。任豆人工林因盖度和叶面积指数比自然林低,故总生产力和光能利用率也比较低,说明任豆人工林尚有较高的生产潜力。