三峡库区森林生态系统有机碳密度及碳储量

森林生态系统作为陆地生态系统的重要组成部分,在减缓全球气候变化过程中发挥重要作用.基于104块样地调查和森林资源二类清查数据,运用GIS平台,对三峡库区森林生态系统有机碳密度及储量进行研究,结果表明:(1)三峡库区森林优势树种各器官的含碳率为44.59%～54.45%,森林凋落物含碳率为30.61%～42.73%,平均为36.38%;(2)三峡库区森林生态系统平均碳密度为117.68t · hm-2,低于我国森林平均水平;植被层碳密度平均为24.15 t · hm-2,其中常绿阔叶林植被层碳密度最高,达42.80 t · hm-2;枯落物层平均碳密度为2.74 t · hm-2,土壤有机碳密度平均为9.09 kg · m-2;(3)三峡库区森林生态系统总有机碳储量为286.14×106t,其中植被层碳储量为58.72×106t,凋落物碳储量为6.67×106t,土壤碳储量为220.74×106t;(4)三峡库区马尾松林分布面积最大,其总有机碳储量为77.24×106t,占三峡库区森林有机碳总储量的26.99%;在各森林类型中,马尾松林植被层、凋落物层和土壤层有机碳储量均最高,分别达到20.70 × 106t、2.66×106t和53.89×106t;(5)三峡库区森林有机碳密度呈现"东高西低"分布格局,巴东-秭归、巫山-巫溪、石柱-武隆及江津南部有机碳密度较高.在三峡库区提高森林质量、扩大森林面积是增强森林生态系统碳汇功能的有效途径.     

三峡水库消落带现存植物自然分布特征与群落物种多样性研究

水文节律是河岸带植物群落演替的主要驱动因子,三峡库区"冬蓄夏泄"的水位调度方式不利于原河岸带陆地植物群落的生存。为揭示三峡库区消落带植被在经历长期水位变动后的物种多样性特征及其分布的时空格局,研究以2008年消落带典型区域固定样地野外调查资料为依托,于2016年9月对经历长期水位涨落周年后的消落带植被的自然分布特征与群落物种多样性等进行复位调查研究,运用重要值、多样性指数、LSD检验等统计计算方法针对物种组成、群落多样性及生活型进行了深入探讨。结果表明:区域植被类型以一年生和多年生的草本植物为主,共发现和确认草本植被群落共有22科40属49种,其中禾本科(Gramineae)6种6属、菊科(Compositae)9种9属、蓼科(Polygonaceae)3种1属、大戟科(Euphorbiaceae)6种5属,为主要优势科,单种、属现象明显;消落带植被的物种多样性随海拔变化呈现"单峰"分布格局,中等海拔(155—165 m)的植物物种多样性最高;且海拔与物种多样性指数(Shannon-weiner指数、Pelou指数、Simpson指数和Richness指数)之间的趋势模拟均呈幂指数关系,其拟合系数r值分别为0.834、0.824、0.817和0.808;受环境资源结构决定,不同海拔消落带物种均呈现出特定的R生存对策。此区段消落带共发现9种生活型,且随海拔的增加,一年生草本植物均占据极大的优势地位,但是库区植物的生活型更加多样化,其他生活型,如藤本、灌木以及落叶乔木的物种出现且数量表现为逐渐增多。这些研究结果对未来消落带物种多样性提高及地域性特色的消落带植被维护具有重要的参考价值。     

不同营林措施对马尾松细根分解与养分释放的影响

细根(直径≤2 mm)是森林生态系统重要的碳库之一,其寿命短、代谢活性高,对外界环境变化十分敏感.了解不同营林措施对细根分解和养分释放的影响,对于合理开展森林经营管理具有重要意义.以三峡库区马尾松(Pinus massoniana)飞播林为对象,设置未择伐(NC)、除灌(SC)、伐除非马尾松(NPMC)和伐除优势马尾松(DPMC)等营林措施,在处理3年后,利用分解袋法研究不同营林措施对相同初始基质质量的马尾松细根分解和养分释放的影响.经过1年的分解,不同营林措施明显改变了土壤温湿度、土壤养分以及土壤微生物量碳氮,而对马尾松细根分解速率的影响不显著(P>0.05),细根分解速率与各环境因子间均无显著相关性.在分解过程中,各营林措施的细根C残留率逐渐降低,表现为DPMC>SC>NC>NPMC.N呈现先逐渐累积后释放的状态,P呈现释放-累积-释放的状态,且抚育择伐显著降低了P释放速率.短期来看,不同营林措施造成的林内环境因素变化不足以成为影响马尾松细根分解的主导因素,细根初始基质质量仍是影响细根分解的决定性因素.抚育择伐提高了细根C释放速率,降低了N和P元素的释放速率.     

不同淹水时间下中华蚊母树光响应特征及其模型比较

本文模拟库区秋冬季淹水环境,利用Li-6400 XT便携式光合仪测定了淹水条件下2年生中华蚊母树的光响应曲线,并采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型3种数学模型进行拟合分析,以探讨不同模型对水淹胁迫下中华蚊母树的适用性以及最佳光合参数对水淹胁迫的适应规律.结果表明:非直角双曲线模型对正常水分生长和短期水淹下(水淹15 d)中华蚊母树光响应过程的拟合优于其他两种模型,而直角双曲线修正模型对长期水淹下(水淹30、45和60 d)中华蚊母树光响应过程的拟合更具优势.直角双曲线修正模型对光补偿点(LCP)、最大净光合速率(Pn max)和光饱和点(LSP)的拟合效果最佳,非直角双曲线模型对暗呼吸速率(Rd)的拟合效果最佳.水淹前期(30 d),中华蚊母树表观量子效率(Φ)、Pn max和LSP逐渐降低,而LCP和Rd逐渐升高,但随着水淹时间的继续增加,中华蚊母树逐渐对水淹产生了适应性,各项光合生理指标逐渐趋于稳定,说明中华蚊母树具有一定适应水淹环境的能力.     

北京市生态系统服务时空变化与权衡分析

了解城市生态系统服务的时空变化与权衡关系对区域可持续发展具有重要意义.本研究以北京市为对象,基于InVEST模型与RUSLE模型定量评估了北京市1984、1995、2005和2018年碳贮存、产水量与土壤保持3项生态系统服务的时空变化特征,并分析了不同生态系统服务间的权衡关系.结果表明:1984-2018年,北京市土地...     

基于AnnAGNPS模型的三峡库区黑沟小流域退耕还林生态服务价值

利用三峡库区黑沟小流域退耕还林工程实施前后监测资料,并基于AnnAGNPS模型获取该流域径流、土壤侵蚀和养分流失等数据,客观计量流域10种情景(A～J)生态服务物质量,进而估算各情景生态服务价值量.结果表明:退耕还林实施的10种情景中,流域生态服务物质量均发生了变化.情景B之径流、泥沙、总氮、总磷和有机碳的年输出量最高,分别为455 mm、56.8 t·hm-2、132 kg·hm-2、33 kg·hm-2和678 kg·hm-2,而情景J中上述指标最低,分别为303 mm、4.8 t·hm-2、75 kg·hm-2、18 kg·hm-2和383 kg·hm-2,分别下降了33.4%、91.5%、43.1%、45.4%和43.5%;退耕还林工程不同阶段流域生态服务价值也发生了变化,情景B最低,为225万元,情景J最高,为291万元,增加了29.3%.利用实地监测和模型输出的方法进行流域生态服务价值量的计量较为客观,避免了一些生态效益计算上的盲目性,但该方法所需数据量庞大,过程繁杂,限制了其推广应用.     

长江三峡库区生态环境变化遥感研究进展

长江三峡库区是我国最重要的生态敏感区之一,受三峡水利工程和相关人类活动影响,其生态环境变化显著.揭示三峡库区生态系统结构、功能和生态过程的变化对于维护库区生态安全具有重要意义.生态环境遥感为此提供了关键途径,并在三峡库区生态环境研究中受到重视.现有的三峡库区生态环境变化遥感研究往往存在较大差异,难以有效反映生态环境变化和响应特征,加之生态本底和人类干扰活动的复杂性,三峡库区生态环境变化遥感研究仍面临诸多挑战.本文对库区环境变化遥感研究的发展阶段、研究尺度、遥感数据和方法等进行了系统总结,并从土地利用/覆盖变化、植被变化、水土安全、生态服务价值评价、生态系统健康与生态规划5个方面对库区生态环境变化遥感研究进展进行综述,在此基础上探讨了当前三峡库区生态环境变化遥感研究存在的问题,并提出未来研究中需重点关注的主要科学问题,以期为三峡库区生态环境管理和类似地区生态环境变化遥感研究提供参考.
     

尖峰岭热带山地雨林生物量及碳库动态

利用从1983年以来, 2块固定样地清查数据(P8302, P9201)对尖峰岭热带山地雨林生物量和碳源汇大小进行估算, 并探讨该森林碳源汇大小与环境因子的关系. 结果表明, 基于林分生物量、主要树种各组分碳含量而估算的碳密度, P8302样地在(223.95±45.92)~ (254.85±48.86) Mg C/ha间变动, 平均为(243.35±47.64) Mg C/ha; 而P9201样地在(201.43± 29.38)~(229.16±39.2) Mg C/ha间变动, 平均为(214.17±32.42) Mg C/ha. 林分碳源汇的年际变化较大, 多年平均碳汇为(0.56±0.22) Mg C·ha⁻¹·a⁻¹, 与非洲和美洲热带森林的碳汇量((0.62± 0.23) Mg C·ha⁻¹·a⁻¹)相近, 表明尖峰岭热带雨林具有一定的碳汇能力. 碳源汇的大小与暴雨次数和干旱月份次数呈现二次曲线的变化趋势, 暴雨次数和干旱月份次数是尖峰岭热带山地雨林碳源汇大小的两个关键影响因子.     

高山植物对其环境的生理生态适应性研究进展

高山林线植物(林木和草本)由于生长环境特殊而形成其独特的适应环境的生理生态特性.该文对近年来国内外有关高山植物、特别是林线林木在形态解剖结构、光合作用、养分利用和碳水化合物及抗氧化系统等方面对高山环境的生理生态适应性的研究进展进行综述,指出了林线树种生理生态适应性研究方面的不足,并提出了今后高山林线树种生理生态需要研究的方向,以期为研究气候变化下高山林线植物的应对策略和适应机制提供参考.     

北亚热带生长期温度对马尾松径向生长的影响

近几十年由于温度升高导致的植物生长期的延长已经得到了证实,虽然生长期的长短变化会引起树木生产力变化,但不同起始温度的生长期对树木径向生长的影响尚不明确.为了探索不同起始温度的生长期变化对马尾松生长的影响,找出马尾松生长的敏感温度,本研究选择北亚热带西北边缘汉中地区的老龄马尾松为对象,应用树木年轮学的方法得到了马尾松从1945年到2009年的年轮宽度指数;同时利用汉中气象站的日均温度,计算每一年不同温度的初日、终日、持续时间以及生长期活动积温;分析生长期的变化规律和不同温度生长期对马尾松生长的影响.结果表明:6.0℃-7.5℃的开始时间对年轮宽度有负影响,6.0℃的初日对马尾松的生长最明显,10.5℃的终日时间对生长有显著促进作用;10.0℃和10.5℃的生长期与马尾松生长正相关最为显著,生长期活动积温对生长的影响也较为显著.这些敏感温度分别对应马尾松春季开始萌动、针叶出现以及秋季形成层活动停止时的温度,说明温度的变化导致物候期的变化进而影响植物的年生长量.