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。     

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。     

氮磷添加对树木生长和森林生产力影响的研究进展

人为活动所导致的氮、磷输入和大气氮、磷沉降使生态系统中的氮、磷可利用性大幅提高, 对陆地生态系统的碳循环过程产生了显著影响。树木生长和森林生产力在全球碳循环中发挥着重要作用, 它决定着陆地碳固存的大小和方向。目前, 在全球范围内开展了很多氮、磷添加调控树木生长和森林生产力的野外控制实验, 但是研究结果并不一致, 受到多种生物、环境和实验处理条件等因素的影响。该文从野外氮添加和磷添加实验的文献数量、实验数量及其全球空间分布三个方面概述了氮、磷添加对树木生长和森林生产力影响的研究现状, 并总结了氮、磷添加实验中树木生长和森林生产力的评估方法, 包括相对生长速率和绝对增长量。基于相关的研究结果, 阐述了氮、磷添加影响树木生长和森林生产力的调控因素及其潜在影响机制, 包括气候、树木径级与林龄、植物功能性状(共生菌根类型、树木固氮属性和保守性与获得性性状)、植物和微生物相互作用关系、区域养分沉降速率和实验处理条件等。最后, 基于当前的研究进行了系统总结, 并指出今后需要加强的几个方面的研究, 以期为后续研究提供参考: 树木生长响应氮、磷添加的生理学机制, 树木各部分生长对氮、磷添加响应的权衡与分配, 植物功能性状在调节与预测树木生长响应氮、磷添加中的作用, 树木之间的竞争关系如何调控氮、磷添加对树木生长的影响, 以及开展长期的和联网的氮、磷添加对树木生长和森林生产力影响的野外控制实验。     

沈阳市城市森林结构与效益分析

采用样方调查方法对沈阳市243km^2范围的树木进行每木实地调查,在地理信息系统应用软件Arc View3．2平台上建立了基于CITYgreen模型的城市森林信息管理系统,应用该信息系统分析了沈阳市土地利用及树木分布的格局、树种构成、树木密度、树高、胸径、健康状况等反映城市森林结构特征的指标结果表明,2001年沈阳市有树136种,1 914 500株树木,森林覆盖率为9．77％,25种主要树木占树木总数的84．78％,胸径小于0．25m(一类胸径)和大于0．5m(三类胸径)的树木占82．8％;幼龄树27％、中龄树58％、老龄树15％;84％的树木健康状况为中等以上,城市森林信息管理系统计算表明,沈阳市城市森林每年生态效益折合经济价值为2．65千万美元。     

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.     

古树传出的古气候信息

树木或森林是维护自然界生态平衡的中流砥柱;人类的生活离不开它。然而树木或森林的价值还远不至此,树木中的古树,能给当代传递古代气候的信息,形成一个古气候信息库,对有关学科的科学研究具有重大意义。生长有千百年的古树在它每年增大一圈的年轮中,留下了对气候干湿、冷暖甚至大气清洁度的可靠记录。其中气候变化又是最活跃的一种要素。当气候变化吋,其它因素如动植物、森林、草原、河流、湖泊、     

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。     

山西省长治市过去150年森林的生长抑制和释放历史

森林生长与气候变化有着紧密的关系,在全球变暖情形下了解树木的干扰历史对准确预测森林生长的变化具有促进作用。本文选择山西黄土高原东南部长治地区保存较好的一个油松(Pinus tabuliformis)和两个白皮松(Pinus bungeana)森林为研究对象,利用树木年轮学方法分析了其干扰历史。结果表明:黎城县、平顺县和屯留县研究地点中年龄最老的树木分别有227、185、102a;通过计算树木径向生长的变化幅度,发现该地区在过去150年中发生了3次大的生长抑制事件(分别发生在1873—1877、1925—1930和1994—1997年期间)和5次大的生长释放事件(分别发生在1867—1871、1878—1884、1930—1935、1980—1985和1999—2004年期间)。树木径向生长与气象观测资料的相关分析显示,该地区森林生长在年际尺度上主要与6月份温度呈负相关而与4—5月份水分条件呈正相关,揭示了由降水减少或高温下水分蒸散所带来的极端干旱事件是导致森林抑制现象的主要原因。这些森林历史研究结果对区域林业管理具有实践意义,营林建设更宜选择在森林生长释放时期;经历多次干扰而存留下来的老龄树具有较强的抗干扰能力和丰富的历史信息,加强对老龄树的鉴定与针对性保护可有效维护区域森林生态服务功能。     

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。     

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。     

乔木极限高度的决定机制

森林是人类的起源之地,树木是构成森林的基本单位.树木体积庞大且寿命很长,但人们对树木的了解却不深刻,至今仍有许多未解之迷.其中一个问题便是:为什么老树会停止向高生长?在最适宜的立地条件下,为什么树木达到一定高度后直径仍在增加而树高不再增加?是什么因素决定了某一树种的极限高度?     

强度干扰后退化森林生态系统中保留木的生态效应研究综述

保留木是指森林生态系统受到强度干扰后所存留的树木,保留木对退化森林生态系统结构与功能的维持和恢复具有多方面的生态效应。在生态系统的尺度上总结了退化森林生态系统中保留木的各种生态效应,主要包括保留木对非生物因子和生物因子(附生生物多样性、动物活动和动物多样性、树木更新、空间结构)的影响。森林生态系统经营中,"绿树保留"的经营方式是基于保留木生态效益的实践应用,它可有效减少采伐对生态系统结构和功能所造成的损失。并将有助于深入理解受到强度干扰后森林生态系统中保留木的多种生态效应,可为退化森林生态系统的恢复与重建提供理论依据。     

长白山阔叶红松林树木N2O排放及总量初步估算

大气中主要温室气体N2 O的部分来源尚不清楚。以往国内外对森林生态系统N2 O排放通量的测定中 ,只测土壤通量而把树木排除在外。如果树木在自然状态下能排放N2 O ,那么森林生态系统的N2 O排放可能被低估。本文旨在证明自然状态下森林生态系统中树木也是N2 O的主要排放源。采用封闭罩法 ,在树木生长的主要季节 (7～ 9月 )对长白山阔叶红松林的几个主要树种———水曲柳、红松和椴树的连体枝叶释放N2 O的速率进行了原位测定。并在此基础上 ,初步估算出森林树木N2 O年排放量是土壤N2 O年排放量的 0 8～ 1 0 3倍 ,相当于甚至超过了土壤的N2 O排放量。     

树木细根生产与周转研究方法评述

树木细根在森林生态系统能量流动和物质循环中起重要的作用。树木细根研究及方法探讨也成为当今森林生态学的研究热点。在中国,对树木细根生产和周转的研究尚未引起充分重视。在此介绍了目前国外普遍采用的树木细根研究方法及其优缺点、适用性以及不同方法的研究比较,以期对我国开展树木细根方面的研究有所裨益。     

基于区域植被类型评估的气候变化对中国森林生态系统的影响

基于中国知网(CNKI)和学术Google主题词为“气候变化”与“森林”的科技文献,根据全国范围的不同区域植被类型,运用整合分析方法就气候变化对森林生态系统的影响进行了系统评估,结果表明:在观测到的影响中,各个区域植被类型的树木物候、森林生产力与森林火灾方面的影响趋势大体相同,但森林地理分布影响趋势存在一定的差异;在预计的可能影响中,各个区域植被类型的树木物候、森林生产力、森林碳储量、森林火灾方面的影响趋势大体相同,但森林地理分布、森林结构方面的影响存在一定的差异.最后对现有研究的不足及未来研究方向等进行了讨论和展望.     

树木年轮在干扰历史重建中的应用

干扰是影响森林生态系统结构和功能的重要因子,重建森林群落干扰历史可以掌握干扰发生的机制和规律,对森林经营有重要意义。年轮记载了树木逐年的生长历史,利用年轮可以重建不同尺度上干扰的时空格局,具有重建历史长、定年准确和材料容易获得的优点,是森林动态历史研究不可替代的资料。干扰对树木个体的影响可以分为伤害干扰和生长干扰两种类型。不同类型的干扰的特点和对树木的生长影响不同所以重建方法也不同,对树干造成直接伤害的干扰可以利用树干的疤痕重建,如火灾和泥石流等;生长干扰对树木的生长势造成影响,可以通过识别年轮中的生长抑制和释放发生和持续的时间来确定干扰的时间和强度。但是对破坏性的干扰事件要通过群落中个体的建成时间高峰来判断。欧洲和北美地区利用树木年轮重建森林干扰历史的研究已经很广泛,主要包括火灾、虫灾、地质灾害和气象灾害等干扰类型,在中国利用年轮重建群落干扰的研究还处于起步阶段。本文探讨了应用树木年轮重建不同森林干扰事件的方法,总结了不同的重建方法和干扰重建取得的进展,并指出了以后研究的方向,为以后的干扰重建提供了参考。     

长白山红松云冷杉林林内降水的养分输入

1 引言 在林地里,树木的叶子、枝条、树皮、果实,有时甚至整株树木都周期性地归还土壤,这种凋落物养分归还是森林生态系统的一个重要特点。但林木吸收的大部分养分,除由凋落物归还土壤外,还能由树冠淋洗归还土壤,在我国东北地区森林生态系统研究工作中,红     

科技文摘

树木本身是臭氧破坏森林的帮手西德的一个研究小组最近指出,由树木释放到大气中的少量不饱和烃类物质,会被臭氧转变成能破坏植物细胞和酶的高毒性物质。可能正是植物本身在帮助臭氧破坏北欧的森林。     

森林木质藤本数量过度增长的机制与生态效应

木质藤本是维持森林物种多样性的组成部分。近年来，热带、亚热带森林尤其是次生林内的木质藤本数量的过度增长给森林的恢复和健康发展造成了威胁。至今，国内尚少有研究对森林木质藤本过多的现象、增长机制与生态效应进行综合认识。该文梳理国内外相关文献，从木质藤本数量增长的机制与生态效应进行分析和总结，综合相关研究认为：(1)木质藤本数量的增长与干旱化加剧、大气CO₂浓度上升、自然干扰和森林破碎化有关，在环境变化的情况下，木质藤本在形态、行为、生理等方面比树木更具优势，表现为更快的生长速率、更强的繁殖力和可塑性以及资源利用效率。(2)木质藤本主要通过遮荫胁迫、资源竞争和机械压力与损伤等方式对树木造成影响。(3)木质藤本过度增长在个体水平上会阻碍树木生长、生殖并引起树木死亡，在群落水平上会改变物种组成、降低多样性，在生态系统水平上会降低森林碳储量，改变碳、矿质养分和水分循环过程等。因此，建议结合野外长期监测与控制实验开展木质藤本数量动态与环境变化关系、森林干扰对木质藤本生长的影响、木质藤本对环境变化的响应及适应机理、木质藤本数量过度增长的生态效应评价研究。同时，应积极探索合理的森林...     

贡嘎山亚高山森林自然演替特征与模拟

通过对贡嘎山典型天然林样地动态的调查和群落结构的研究,基本掌握了青藏高原东部亚高山森林植被的演替特征和过程,在自然生态竞争条件下,树木的种源通过扩散,就地下种和萌发新技产生的幼苗只有极少数能够生长成大树,在树木繁育过程中,光照,水分,温度和养分竞争是决定性条件,山地灾变干扰对森林的更新也具有重要作用,提出的贡嗄山森林演替模型（GFSM）在树木个体生命史模型的基础上重现了群落的演替动态,特别是将土壤形成与树木演变结合起来,采用随机过程模拟气候波动及单木生长死亡的不确定性,揭示了亚高山天然条件下的森林个体与群落的行动态,对于解决天然林更新与保护提供了系统的分析预测技术与理论。