江淮分水岭落叶阔叶林林窗光环境特征及其对绞股蓝生长特性的影响

根据对江淮分水岭地区落叶阔叶林(枫香,Liquidambar formosana)林窗与林下人射光的总光照强度、不同波段的光照强度和光谱成分的比较分析,以及相应生境下绞股蓝(Gymostemma pentaphyllum)生长特性和总皂甙含量的对比研究,结果表明,林窗入射光全波长的日总光照强度、蓝光(400—510nm)、黄绿光(510—610nm)、红橙光(610—720nm)和近红外光(720—1100nm)的光强,以及除近红外光以外的其余色光光谱成分均高于林下,其中蓝光和红橙光的光照强度及其光谱成分比其它色光明显高于林下,且幅度有季节性差异．在4、7和10月份,林窗中的蓝光相对光照强度分别高于林下8．32％～28．83％、30．00％～579．17％和6．70％～88．74％,红橙光分别高出8．72％～28．83％、30．19％～502．69％和6．76％～91．57％,蓝光光谱成分分别比林下增加了5．76％、33．14％和17．29％,红橙光分别比林下增加了5．04％、53．34％和10．23％．林窗下的统股蓝净光合速率、总干物质重和总皂甙含量皆高于林下;同时林窗的光环境使干物质向茎分配比例增大,且这些差异有明显的季节性。     

杉木人工林细根寿命的影响因素

利用微根管技术探讨细根径级、序级、出生季节、土层和林龄对福建南平18年生和90年生杉木人工林细根寿命的影响。杉木林细根中值寿命随径级增大而延长,18年生杉木人工林直径d≤0.3 mm、0.3<d≤0.6 mm、0.6<d≤1.0 mm和d>1.0 mm的细根中值寿命分别为(125±47) d、(158±16) d、(248±18) d和(272±53)d;90年生杉木人工林直径d≤0.3 mm和0.3<d≤0.6 mm的中值寿命分别为(95±20) d和(200±17) d,而0.6<d≤1.0 mm和d>1.0 mm的细根在观测期结束时,其累积存活率仍高于50%。18年生和90年生杉木高序级细根累积存活率都显著高于一级根,一级细根中值寿命分别为(180±13) d和(200±18) d,而高级根在观测期结束时,其累积存活率仍大于50%。18年生杉木秋季出生的细根累积存活率显著高于夏季,90年生杉木冬季和秋季出生的细根累积存活率均极显著高于春季和夏季。18年生杉木冬季、秋季、春季、夏季出生细根的中值寿命分别为(216±16) d、(248±12) d、(172±6) d和125 d;90年生杉木秋季、春季、夏季出生细根中值寿命分别为383 d、(127±23) d和(106±19) d,而冬季出生的细根在观测期结束时累积存活率仍在50%以上。90年生杉木细根累积存活率随土壤深度增加而显著增加,土层深度0< D≤20 cm和20<D≤40 cm细根中值寿命分别为(156±14) d和(241±24) d,而40<D≤60 cm土层细根寿命在观测期结束时累积存活率仍在50%以上;18年生不同土层细根累积存活率则均无显著差异,中值寿命分别为(187±19) d、(216±28) d和(120±47) d。不同林龄相同径级或序级细根的存活曲线均无显著差异;除了夏季外,不同季节出生的同生根群存活率曲线在不同林龄之间均具有显著差异;0<D≤20cm、20<D≤40cm土层细根存活曲线在不同林龄间无显著差异,但40<D≤60cm土层的细根存活曲线在不同林龄间则存在显著差异。     

西双版纳干季晴天次生林林窗气温时空分布特征

利用西双版纳干季(12月、4月)次生林林窗的温度观测资料,探讨了晴天林窗4方位的气温的空气变化特征。由于林窗的不同位置所受太阳辐射的影响不同,加之林缘热力效应的综合作用,林窗中存在明显的气温差异,特别是最高气温差异显著;气温最高值和气温日较差最大值不在林窗中央而出现在林窗东侧林缘树冠垂线外。这势必造成林窗不同区域热量传输的不同,形成林窗小气候的差异。其结果可为进一步研究森林林窗小气候及有关生态学现象提供基础。     

应用微根管法测定细根指标方法评述

树木细根(直径<2mm)在森林生态系统能量流动和物质循环中起着重要的作用。原有的细根生产周转研究中常采用的土钻法、内生长法、挖掘法、根室法和土柱法等,均不能直接观察到细根的动态变化。微根管法是一种非破坏性、可定点直接观察和研究植物根系的方法,为研究细根的生长、衰老、死亡、分解和再生长的过程提供了有效的工具,尤其适用于细根周转、寿命和分解等方面的研究。但该技术不能直接测定单位面积的细根生物量、细根化学组成及细根周转对土壤碳和养分循环的影响,需要与土钻法结合。本文就运用微根管法对细根生物量、生产、周转和寿命等指标的研究方法进行了评述。     

基于无人机影像探讨格氏栲天然林林窗数量分布及其影响因素

探讨格氏栲( Castanopsis kawakamii)天然林林窗数量特征及其空间分布对预测森林种群动态变化及演替具有重要意义。该文采用无人机航拍获取格氏栲天然林正射影像图并结合野外调查,通过提取林窗特征参数和计算植被覆盖率来探讨林窗空间分布及其影响因素。结果表明:(1)保护区内格氏栲天然林植被覆盖率为75.53%,部分地区出现一定面积裸露土地。(2)研究区林窗空隙率为2.40%,密度为6.50 ind.·hm^-2,平均林窗面积为36.86 m²。(3)研究区林窗数量随林窗面积增加呈负指数分布,以微、小和中型林窗为主,面积100 m²以上的林窗数量较少。(4)低海拔林冠层覆盖度好,中海拔地区林窗个体数和平均林窗面积较大,高海拔地区林窗密度和空隙率相对较大。林窗主要分布在缓坡和斜坡上,其平均面积、密度和林窗空隙率也明显较高。西和南方位林窗数量较多,北、西北和东南方向林窗密度和空隙率相对较大。格氏栲天然林植被覆盖率较高,以微、小和中型林窗为主,地形因子通过改变林窗面积、林窗密度和林窗空隙率特征驱动了格氏栲天然林林窗数量与空间分布格局。     

Effects of forest gap on hemicellulose dynamics during foliar litter decomposition in an subalpine forest

 亚高山森林林窗可能通过改变冬季雪被格局和生长季水热环境影响林窗内凋落物中半纤维素的分解动态, 但目前对此还缺乏研究。采用凋落物分解袋法, 以亚高山森林5种典型物种岷江冷杉(Abies faxoniana)、红桦(Betula albosinensis)、四川红杉(Larix mastersiana)、方枝柏(Sabina saltuaria)和高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)凋落物为研究对象, 研究雪被形成期、雪被覆盖期、雪被融化期和生长季节从林窗中心、林冠林窗、扩展林窗到郁闭林下物种凋落物的半纤维素变化特征。经历一年分解后, 5种凋落物的半纤维素均呈现净累积现象。针、阔叶凋落物半纤维素分别在雪被覆盖期和融化期表现出相对较高的损失率。在雪被覆盖期和融化期, 凋落物半纤维素在林窗中心和林冠林窗具有相对较高的损失率; 而在生长季节, 林窗中心呈现相对较低的凋落物半纤维素累积率。统计分析结果表明凋落物分解过程中半纤维素损失率与环境因子和凋落物质量因子均显著相关。这些结果表明亚高山森林林窗对凋落物分解过程中半纤维素损失率具有显著影响, 分别促进了半纤维素在冬季的损失以及抑制了半纤维素在生长季节的累积, 意味着亚高山森林林窗的形成有利于凋落物半纤维素的降解。     

林窗对长苞冷杉自然更新幼苗存活和生长的影响

 长苞冷杉(Abies georgei)林是我国西南亚高山针叶林的重要类型之一,分布于海拔3 200～4 200 m。目前对于该森林林窗对树苗更新的调节还很少了解。通过1997～2000年对20个林窗的连续观测调查,研究了滇西北白马雪山自然保护区西坡亚高山长苞冷杉林林窗大小和林窗位置对自然更新幼苗存活和生长的影响。长苞冷杉针叶林林窗大小分布为,面积大于100 m2的大林窗占20%左右,中等林窗面积为50～100 m2,占35%左右,小林窗面积小于50 m2,占45%左右。4个生长季节的连续观测结果表明：林窗与林下非林窗内的幼苗大小和幼苗存活数量差异明显。林窗由小到大,单位面积内的自然更新苗木数量逐渐增加,大林窗中更新苗为小林窗的1.5倍左右,而林下的更新苗很少,0.5 ind.·10 m-2。中等林窗和小林窗内的幼苗数量在从南到中心到北的位置上几乎没有明显的差异;大林窗中存在由南到北的位置差异,更新幼苗数量逐渐增加。从更新幼苗的生长来看,中等林窗内的幼苗,高度最大、生长最快,定居阶段的平均年高生长为(7.8±0.5) cm·a-1,小林窗次之,大林窗和林下幼苗个体最小,生长最慢。更新幼苗的基径随林窗大小的变化与高度变化相似。进一步从林窗位置来看,中、小林窗幼苗大小和年平均高生长量几乎无位置差异,大林窗则由南到北,幼苗由大变小,年高生长量逐渐减低。从幼苗存活数量、生长大小来看,中等林窗大小是长苞冷杉幼苗更新的适宜面积,这为该类型退化亚高山针叶林恢复提供了一定的参考。     

Edge effects of forest gap in Pinus massoniana plantations on the ecological stoichiometry of Cinnamomum longepaniculatum

Aims Pinus massoniana is one of the major plantation tree species in the low hilly lands along the upper reaches of the Yangtze River Valley in China’s “Grain for Green” project. The objective of this study was to explore the edge effects of forest gap on the ecological stoichiometry of dominant tree species in a P. massoniana plantation forest.Methods We collected Cinnamomum longepaniculatum leaves in a 39-year-old P. massoniana plantation forest with seven forest gap sizes (G1: 100 m²; G2: 225 m²; G3: 400 m²; G4: 625 m²; G5: 900 m²; G6: 1 225 m²; G7: 1 600 m², and the control: closed canopy) located in Gao County, south Sichuan Province during different seasons. The contents of C, N and P in leaves were measured, and the effects of edges, seasons and their interaction on leaf C, N and P contents and C:N:P stoichiometry were evaluated.Important findings The leaf C content, C:N and C:P of C. longepaniculatum at the edge of forest gaps in different seasons were all significantly higher than those of understory plants in P. massoniana plantation. With increasing size of forest gaps, leaf C content and C:N ratio, C:P and N:P of C. longepaniculatum increased initially and then decreased with the maximum at medium size (400-900 m²). From spring to winter, leaf N and P contents of C. longepaniculatum increased after an obvious decrease; and the C:N and C:P increased first but then decreased. However, the inflection point all appeared in the summer. The nutrient utilization of C. longepaniculatum at the edge of forest gaps was more efficient in summer and autumn than in spring and winter, indicating significant edge effects. The results of principal component analysis (PCA) suggested that gap size, relative light intensity and monthly average air temperature were the main environmental factors affecting the stoichiometry of C. longepaniculatum at the different edge of forest gaps in the P. massoniana plantation. These results indicated that forest gap with size 625 m² had the highest organic matter storage and nutrient utilization efficiency in the edge areas in all seasons, and therefore had the most significant edge effect on leaf element stoichiometry.     

高山峡谷区暗针叶林木质残体储量及其分布特征

木质残体是高山峡谷区暗针叶林生态系统的重要组成元素,其分布在林窗、林缘和林下可能具有较大的差异,但一直缺乏必要关注。因此,以典型川西高山峡谷区岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林为研究对象,研究了高山峡谷区暗针叶林木质残体的储量特征及其在林窗、林缘和林下的分布特征。结果表明,岷江冷杉原始林木质残体总储量达53.00 t/hm~2,且呈现林下的储量大于林窗和林缘的趋势。从林窗到林下木质残体的类型均以倒木为主,直径大于40 cm的木质残体储量占粗木质残体的74.55%—76.15%,林窗、林缘和林下Ⅲ和Ⅳ腐烂等级的粗木质残体储量之和分别占粗木质残体储量的50.02%、55.84%和62.90%。相对于林下和林缘,林窗内倒木和根桩的储量比例较小,但枯立木和细木质残体的储量比例较高。此外,林窗内较低腐烂等级粗木质残体的储量较高,而林下较高腐烂等级粗木质残体的储量显著高于林窗和林缘。这些结果为充分认识高山峡谷区暗针叶林生态系统林窗更新过程中木质残体相关的物质循环等关键生态过程提供了基础理论依据。     

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。