降解剂对森林凋落物可溶性有机碳含量的影响及凋落物降解模式比较研究

森林凋落物是森林生态系统中可溶性有机碳(DOC)的主要来源,在生态系统碳循环过程中起重要作用。以帽儿山地区胡桃楸、兴安落叶松以及胡桃楸-兴安落叶松人工林凋落物为研究对象,通过液体发酵培养将纤维素高效降解真菌Peniophora intranata与Sarocladium strictum制成单一(A菌剂、B菌剂)及混合菌剂(C菌剂),测定野外条件下经降解剂处理的凋落物基质在不同时期的DOC含量,分析降解剂对不同类型森林凋落物DOC动态变化的影响,并比较各凋落物基质降解模式异同。结果表明：(1)凋落物基质DOC含量在降解剂处理后均随降解时间增加呈下降趋势,且下降幅度大小表现为混合基质>胡桃楸基质>落叶松基质;在最初的1个月,各凋落物基质DOC含量均显著高于其他降解时期DOC含量。(2)经混合菌剂处理后的胡桃楸基质DOC含量相较于2种单一菌剂处理后的胡桃楸基质DOC含量低,而经混合菌剂处理后的兴安落叶松基质与胡桃楸-兴安落叶松基质的DOC含量未表现出相同的显著性。(3)经3种菌剂处理后的胡桃楸基质降解模式均相同,经B菌剂与C菌剂处理的落叶松基质降解模式相同,经A菌剂与C菌剂处理...     

臭氧污染对亚热带森林生产力和生物量的影响——以鼎湖山为例

全球气候变化背景下,我国近地面臭氧浓度不断增加,已严重威胁到森林生态系统。但是,目前臭氧污染影响我国亚热带森林生物量的研究仍然具有较高的不确定性。本研究比较了不同模型和不同参数化方案评估的鼎湖山森林和林下草地生物量损失率的差别,比较了鼎湖山阔叶林和针叶林以及林下草地的生物量损失率与总初级生产力(GPP)损失率的一致性。2015—2016年臭氧污染造成的鼎湖山阔叶林生物量损失率为11.3%—11.69%,针叶林生物量损失率为3.97%—3.68%,草地生物量损失11.2%—14.6%;不同参数化方案估计的鼎湖山阔叶林的生物量损失率在9%—13%之间,针叶林的生物量损失率在3.68%—4.4%之间变化,草地在11.2%—14.6%之间。基于臭氧剂量响应关系模型估算的阔叶林GPP损失率为10%—12.6%,针叶林GPP损失率为1.81%—2.6%,草地GPP损失率为3.2%—3.3%。总的来看,鼎湖山阔叶林和针叶林的生物量和GPP损失具有较高的一致性,阔叶林生物量和GPP的损失率明显高于针叶林生物量和GPP的损失率。     

林分因子对神木垒不同森林群落林下植物多样性的影响

为探究神木垒不同森林群落林下植物多样性的差异,本研究采用典型样地法,以夹金山神木垒的5种主要森林群落：云杉林、丽江云杉林、红杉林、针阔混交林、阔叶林为研究对象,对不同森林群落林下植物物种组成和物种多样性进行比较,并对林分因子和林下植物多样性进行冗余分析,确定影响林下植物多样性的主要林分因子,为当地森林经营管理提供理论依据。结果表明：（1）在研究区内共记录林下植物147种,隶属于61科,108属;云杉林群落林下植物的科属种组成最丰富。（2）各类型群落的H值、H"值、D值、JSW值均为：草本层＞灌木层;灌木层多样性最高的群落为云杉林群落,草本层多样性最高的群落为丽江云杉林群落,针阔混交林群落、阔叶林群落林下植物多样性较差。（3）平均枝下高与林分密度是影响灌木层物种多样性的主要林分因子（P<0.01）,平均枝下高与灌木层的D值、H值、H"值呈负相关关系,林分密度与灌木层4个多样性指数均呈正相关关系;平均枝下高是影响草本层物种多样性的主要林分因子（P<0.01）,平均枝下高与草本层H值、H"值、JSW值呈正相关关系。本研究认为,云杉林群落与丽江云杉林群落的林下植物多样性水平较高,平均枝下高与林分密度是影响神木垒不同森林群落林下植物多样性的主要林分因子。     

中国主要城市森林对大气PM2.5的削减量及其占大气PM2.5总量比例

空气中的细颗粒物(PM_2.5)是我国城市空气污染的主要污染物之一,严重威胁着城市居民的健康,限制城市发展的可持续性。PM_2.5去除的自然途径有两种,分别是干沉降和湿沉降,其中干沉降占据主导作用,且干沉降的过程和效率与城市森林紧密关联。目前针对城市森林对干沉降作用的研究主要是在小尺度中从不同树种、不同群落结构、不同景观类型等角度来估算并比较其滞尘量,较少关注其占空气污染总量的比率,从而可能影响对城市森林滞尘服务能力的判断。因此,利用城市森林效益(Urban Forest Effect, UFORE)模型中的大气污染干沉降模块的核心算法,以2015年为例,估算了我国主要城市辖区的城市森林一年内对大气中的PM_2.5削减量以及其占空气中PM_2.5污染总量的比重。结果显示：(1)2015年全国主要城市单位绿地面积日均滞尘量较高地区主要集中在华北地区、华东地区、以及东北地区。其中北京30.47mg/m²,苏州24.63mg/m²,沈阳28.55mg/m²     

三种不同类型亚高山森林凋落物输入对土壤腐殖化的影响

森林凋落物既是土壤腐殖质的主要来源,也可以通过新鲜凋落物中易降解组分的输入激发土壤原有腐殖质的降解,导致其相互关系并不明确。以王朗国家级自然保护区内的典型亚高山针叶林、针阔混交林以及阔叶林为研究对象,开展土壤原位培养试验,设置允许凋落物正常输入和去除凋落物两种处理,分析2017年-2019年期间不同凋落物处理下森林土壤可提取腐殖物质的光密度特征,研究土壤腐殖化程度与凋落物的关系。结果表明,在2年的试验过程中,3种森林土壤的腐殖化程度整体表现为针叶林>混交林>阔叶林,均展现出在冬季降低,生长季增加的动态规律;凋落物对3个森林的土壤腐殖化程度均无显著影响,但凋落物输入明显改变了土壤腐殖化程度的季节性变化趋势,且在冬季的阔叶林和混交林中表现更为突出。冬季凋落物的输入使得阔叶林和混交林土壤的腐殖化程度明显降低,而生长季凋落物输入对3种森林土壤腐殖化程度无显著影响。这些结果表明气候变暖情景下冬季温度的上升可能导致土壤的腐殖化程度增加,但凋落物的存在可以减缓增加的趋势。这些结果对于具有明显季节性冻融且对气候变化敏感的亚高山森林土壤肥力管理及可持续经营具有一定的科学意义。     

植物功能性状与森林生态系统服务的关系研究综述

植物功能性状途径是揭示生物多样性与生态系统服务关系的重要视角,尽管植物功能性状与生态系统服务的关系在单一地点的研究取得突出进展,但对于植物功能性状与生态系统服务的关系仍缺乏整体认识。以森林生态系统为对象,通过系统文献检索及筛选,收集了216篇文献,应用整合分析和二分网络分析等方法,探讨了植物功能性状对森林生态系统服务及其权衡与协同关系的影响。结果表明：植物叶片功能性状关注最多,占研究性状数量的48%,生态系统服务中关注最多是生物量、土壤肥力、病虫害控制和固碳服务;81.1%的植物功能性状与生态系统服务关系组表现为稳定的正向或负向关系,而关联植物功能性状多的生态系统服务（生物量、固碳服务、土壤水分、土壤肥力和病虫害控制）往往与植物功能性状表现为不稳定关系;森林生态系统中存在6组"植物功能性状-生态系统服务簇（简称"性状-服务簇"）：水循环相关的性状-服务簇、土壤保持相关的性状-服务簇、物质生产相关的性状-服务簇、灾害控制相关的性状-服务簇、养分循环相关的性状-服务簇和授粉相关的性状-服务簇,揭示了各性状-服务簇内生态系统服务的权衡或协同关系以及与各性状-服务簇关系密切的植物功能性状。该研究从总体上阐明了植物功能性状与森林生态系统服务关系的研究重点和进展、揭示了植物功能性状对森林生态系统服务影响效应的方向和强度,可为深化森林生态系统服务形成机制认识以及协调生态系统服务权衡关系提供科学依据。     

土壤碳库积累与分配对热带森林恢复的响应

为探明土壤有机碳沉积对热带森林恢复的响应过程与机理,选取西双版纳处于不同恢复阶段的热带森林类型(前期的白背桐群落、中期的崖豆藤群落、后期的高檐蒲桃群落)为研究对象,探讨土壤有机碳库各组分积累与分配(微生物量碳储量/总有机碳储量、易氧化有机碳储量/总有机碳储量、惰性有机碳储量/总有机碳储量)的时空变化规律,分析乔木与林下物种的丰富度和多样性、土壤温湿度、容重、pH及氮库(全氮、水解氮、铵氮、硝氮)对土壤有机碳库组分积累与分配的影响。结果表明:(1)热带森林恢复显著促进土壤碳库各组分的蓄积(P<0.05),相较于恢复前期,恢复中后期土壤总有机碳、微生物量碳、易氧化有机碳、惰性有机碳储量增幅达9.25%-50.84%;恢复促进了土壤微生物量碳和易氧化有机碳的分配(8.98%-25.36%)(P<0.05),但对惰性有机碳分配无显著影响;(2)不同恢复阶段热带森林土壤碳组分积累与分配的时空变化存在一定的差异。其中上述4种碳组分积累最大值均出现在6月、垂直变化均沿土层递减;土壤易氧化有机碳和微生物量碳分配最大值出现在6月、惰性有机碳分配则在12月最大,易氧化有机碳和微生物量碳分配沿土层递减、惰性有机碳分配无显著垂直变化;(3)土壤微生物量碳、易氧化有机碳、惰性有机碳的储量在土壤碳库储量的分配占比分别维持在2.40%-5.00%、18.22%-39.34%、18.50%-26.55%,土壤有机碳组分对总有机碳储量变化的解释率表现为:微生物量碳(83.71%)>惰性有机碳(82.17%)>易氧化有机碳(78.54%);(4)相较于恢复初期,恢复后期乔木与林下物种丰富度和Shannon多样性提升了42.78%-490.82%,氮库(全氮、水解氮、铵氮、硝氮)含量仅提升了12.73%-25.51%;(5)冗余分析表明,林下物种丰富度、温湿度、水解氮是影响土壤有机碳组分积累的主要驱动因子,而乔木香农多样性、湿度、容重则是影响土壤有机碳库组分分配的主控因子。因此,西双版纳热带森林恢复进程显著促进了土壤有机碳库组分积累与分配,影响程度取决于样地林下物种丰富度、乔木香农多样性、土壤温湿度、容重与水解氮的状况。     

2002-2018年滇池外海蓝藻水华暴发时空变化特征及其驱动因子

为弄清滇池外海蓝藻水华暴发时空变化规律及其影响因素,将滇池外海分为北、中、南3个区域,基于2002—2018年期间中分辨率成像光谱仪(MODIS)反演的水华面积,分析了上述3个区域蓝藻水华的时空变化特征。基于2007—2018年水文、气象和出入流数据,构建了外海三维水动力生态模型(AEM3D),并计算了各区域的水力滞留时间。通过冗余分析(RDA)、随机森林(RF)和斯皮尔曼相关分析方法,分析了影响以上区域蓝藻水华暴发的主要驱动因子。结果表明：2002—2018年期间,整个滇池外海区域年平均水华面积比(水华面积占该区域总面积比例)呈缓慢下降趋势,空间上由北向南依次递减,整个外海水华暴发面积最大主要发生在秋季。在外海北部区域,其东部水华较西部更为严重,而在中部和南部区域,呈现西部水华较东部更为严重的空间分布模式。通过对各影响因子的统计分析发现,风速、水温和日照时长是上述各区域中蓝藻水华暴发的主要决定性因素。水华暴发期间以西南风为主导风向,且上述区域的水华面积比随风速增加呈下降趋势。在外海各区域,水力滞留时间与水华暴发面积均呈显著正相关,空间上水力滞留时间由北向南逐渐增大,风速和风向是影响蓝...     

准确理解和量化森林水源涵养功能

公认的森林水源涵养功能是指森林通过调节蒸散的组分和总量、保护和改善土壤结构、提高土壤入渗和削减地表径流、促进壤中流形成和地下水补充等水文过程而产生的消减河川洪水径流、增加枯水期径流、稳定水资源供给的利于经济社会发展的有益作用。但是,这种简单定义忽略了森林对总径流量的调节作用,因此会常常引出对森林水文效益的一些误解。研究认为,森林水源涵养服务功能或效益与森林水文调节作用关系密切但却是不同的概念。混淆二者的内涵是导致不能准确理解和合理评价森林水文影响的重要原因。森林水源涵养效益有很大时空差异,在量化和评价时需对比参照生态系统并考虑经济社会发展的水安全需求。量化森林水文调节作用方法的共同原则是赐除森林以外的其它因素影响,从而确定森林本身的水文影响。大面积森林恢复虽然对减少灾害性的中小洪水有积极作用,但各地的森林水源涵养功能并不一致,还会随时间而变,也时常存在不同水源涵养功能指标的矛盾。造林或再造林不一定会产生补充地下水、提高枯水期径流及增加年径流总量的效益。相反,不合理的造林与经营可能产生不利的水文影响。我们呼吁生态学和水文学研究机构及自然资源管理部门应尽快联合,统一定义森林水源涵养服务功能...     

寒温带地区典型森林类型中外生菌根真菌多样性和群落组成及其影响因素

外生菌根(ECM)真菌可促进宿主植物对土壤中水分和营养的吸收,提高宿主植物的抗逆性及对环境的适应,在森林生态系统的物质循环中发挥了重要作用。为探明寒温带地区ECM真菌多样性和群落组成以及土壤理化因子对真菌群落组成的可能影响机制,采用高通量测序(Illumina Miseq)平台对大兴安岭4种典型森林类型白桦、樟子松、兴安落叶松和偃松的根围土壤ECM真菌群落组成进行了分析。结果表明,4种典型森林类型根围土壤中共获得167个ECM真菌可操作分类单元(OTUs),隶属于2个门、4个纲、10个目、24个科、36个属。在门水平上,担子菌门(Basidiomycota)真菌的相对丰度占96.4%,子囊菌门(Ascomycota)真菌占3.6%。在属水平上,红菇属(Russula,30.2%)、丝膜菌属(Cortinarius,17.1%)、Piloderma(9.6%)、棉革菌属(Tomentella,7.2%)、丝盖伞属(Inocybe,7.2%)和蜡壳耳属(Sebacina,6.2%)的相对丰度均>5.0%,是该地区的优势ECM真菌类群。不同森林类型的优势ECM真菌在属水平上的组成存在显...