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...     

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...     

茂兰喀斯特森林植物物种丰富度的垂直分布特征及环境解释

茂兰喀斯特峰丛地貌森林是目前罕见的一类原生性强、人为干扰少的非地带性森林生态系统,与常态地貌地带性森林生态系统相比差异大。该研究采用典型样地调查方法对茂兰喀斯特森林海拔在620～910 m之间的垂直样带11个样方进行调查,分析研究区顶级群落物种丰富度的垂直梯度变化特征,并用冗余分析(RDA)法分析环境因子对物种丰富度的影响,以明确垂直梯度上物种丰富度与环境因子的关系,为喀斯特自然森林生态系统的维持与恢复、保护与管理提供理论基础。结果表明：(1)该调查茂兰喀斯特峰丛共记录有维管植物511种,隶属于124科272属。(2)单因素方差分析表明,该群落不同生活型的丰富度之间存在极显著差异(P<0.01);LSD多重比较分析表明,群落丰富度水平表现为总体>灌木层>草本层>乔木层。(3)随海拔梯度的升高,群落总物种丰富度和草本层物种丰富度与海拔呈显著负相关关系(P<0.05),乔木层丰富度和灌木层丰富度与海拔无明显规律。(4)冗余分析表明,土壤C/N/P的解释率达到58%,是影响物种丰富度的主要因素。     

森林火灾污染物质释放及其影响研究进展

森林火灾是大气中气体污染物和颗粒物的重要来源,可对全球气候系统、大气环境以及生态系统产生重要影响,对全球温室气体和含碳颗粒物释放具有重要的贡献,是推动全球气候变化的重要因素。森林火灾释放污染物已成为区域乃至全球范围内重要污染源之一,这些污染物质与辐射、能见度以及温室效应等问题直接相关。准确地描述森林火灾释放的气体和颗粒污染物释放机理、释放总量、时空分布特征、不同尺度的扩散过程模拟,以及对区域大气环境的影响,对于量化森林火灾释放污染物总量及区域影响具有重要意义。基于森林火灾污染物质释放方面的国内外文献,从火灾释放的污染物质对环境的影响、森林火灾释放污染物定量化和传输路径监测的研究方法、污染物质的扩散和运输模型以及跨区域影响等几个方面进行了综述。森林火灾释放的CO、PM₁₀和PM_2.5对环境和人的生命安全造成巨大威胁,而且森林火灾释放的污染物质能够随气流长距离传输,不仅对当地的空气造成污染,污染物也能够随着气团进行长距离传输,并在传输过程与当地气溶胶混合,形成跨区域污染。森林火灾释放污染物扩散、传输模拟通过不同模型相互耦合完成,包括可燃物载量估算模型、可燃物消耗和释放模型、污染物扩散传输模型,以及污染物预测和可视化模型等。总结了国内外森林火灾释放污染物质主要研究方法,并展望了今后研究重点:目前我国关于森林火灾释放物质相关的研究尚不足以支撑我国森林火灾温室气体释放、污染物释放等方面的研究,并且我国目前还没有发展出适合于我国的森林火灾污染物释放模型,以及污染物扩散、传输系统。森林火灾排放因子库大多数引用国外研究结果,在一定程度上增加不确定性,缺乏森林火灾对区域大气环境影响的定量化研究。因此,今后我国应加强对森林火灾污染物质释放与影响的研究,尤其是污染物质扩散和传输模型的预测和可视化研究以及排放因子的测量。     

中国森林面积变化及其温室气体储量模拟研究

陆地生态系统承载的温室气体对全球碳循环及气候调节服务意义重大,森林生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,量化森林对温室气体的储量有利于从生物地球化学角度研究全球变化问题。针对中国森林生态系统承载的温室气体在大尺度上无法有效量化的问题,基于2000与2010年两期土地利用数据和前人的相关研究,通过一个生态系统温室气体值模型,模拟得到中国森林生态系统承载的三大主要温室气体(CO₂,CH₄,N₂O)的量。结果表明:(1)中国森林生态系统的面积从2000年的224.3×10⁶ hm²略增到2010的224.6×10⁶ hm²;其中落叶阔叶林、常绿阔叶林和针叶林的面积减少,而混交林与灌木林的面积增加;(2)对应地,2000和2010年中国森林的温室气体储量分别为154.03和154.37 Pg CO₂当量,10年间增加了0.34 Pg CO₂当量。其中,常绿针叶林、常绿阔叶林、落叶阔叶林在研究时段内的...     

冻融循环对川西亚高山森林土壤酶活性的影响

土壤酶活性的研究有助于认识植物-微生物-土壤有机质之间的相互关系,土壤酶的生产遵循"经济法则",冻融循环将会改变生产土壤酶的资源分配,最终影响土壤的有机质分解过程。亚高山森林土壤具有明显的季节性冻融循环,为深入研究亚高山森林冬季土壤生态过程,以川西亚高山针阔混交林、针叶林以及阔叶林土壤为研究对象,通过室内培养研究冻融循环对6种与碳(C)、氮(N)、磷(P)相关土壤酶活性的影响。结果表明,与N和P相关的土壤β-N-乙酰葡萄糖苷酶、磷酸酶活性受冻融循环影响显著,其中,β-N-乙酰葡萄糖苷酶活性在整个冻融处理过程中表现出先升高后降低并趋于平稳的趋势,磷酸酶活性在后期明显增加。与C相关的土壤纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、过氧化物酶、多酚氧化酶在冻融循环过程中没有显著变化。林型对土壤酶活性产生了显著影响。其中,阔叶林的土壤纤维素酶活性显著低于针叶林;阔叶林的土壤过氧化物酶活性显著低于针阔混交林和针叶林;针叶林的土壤磷酸酶活性显著高于针阔混交林和阔叶林。冻融循环和林型的交互作用对土壤酶活性没有显著影响。结果表明,该地区土壤酶活性对冻融循环响应存在差异,气候变化引起的冻融循环将进一步影响川西亚高山森林土...     

基于DPSIR模型的森林生态安全时空间变化研究——以浙江省79个县区为例

森林生态安全对于维持生物多样性、促进经济可持续发展、保障人类生存具有重要影响,本文主要探讨森林生态安全的影响因素以及森林生态安全指数时间与空间变化情况,以期为提高浙江省森林生态安全状况提供理论参考。基于DPSIR(驱动力-压力-状态-影响-响应,Driving force-Pressure-State-Impact-Responses)模型,运用专家法、熵权法等确定浙江省森林生态安全指数,从县区角度对浙江省2000—2015年森林生态安全指数进行计算与分析,并通过绘制森林生态安全指数空间分布图观察森林生态安全空间变化状况。研究结果表明:(1)响应指标权重最大,政府政策作用显著,财政支持效果明显。(2)浙江省森林生态安全等级为较安全,森林生态安全指数分布在0.4—0.5之间,呈现波动式上升趋势。(3)状态指标的影响最明显,其次是压力指标、影响力指标、驱动力指标与响应指标;天然林面积减少是造成状态指标作用下降的主要原因;响应指标受其他指标的相互作用,上升趋势明显;经济发展一定程度上抑制了浙江省森林生态安全环境的改善与指数的提高。(4)浙江省森林生态安全指数地区分布不均匀,西南部地区森林生态...     

马尾松林向香樟林改造林下植物功能多样性研究

在生物多样性研究中,功能多样性比物种多样性可以更直接地反映生态系统的结构和功能,从而在群落生态学研究中受到越来越多的推崇。马尾松次生纯林是一种亟待改造的森林类型,而在亚热带地区香樟是马尾松林改造的理想树种之一。为了完善马尾松林向香樟林改造的研究,以更好地指导马尾松林改造的实践,本文用空间代替时间的方法,选取马尾松林向香樟林改造过程中4种不同阶段群落为研究对象,对林下灌木层和草本层植物的功能性状及其多样性展开了研究。结果表明:(1)随着森林改造的进行,林下植物的物种数目、功能性状多样性均表现为先上升后下降的变化趋势,其中功能丰富度和功能均匀度在改造前期达到峰值,而物种数目和功能离散度则在改造中期表现最高。(2)比较森林改造的4个时期,林下植物功能多样性的综合表现大致为:改造前期>改造中期>改造后期>未改造时期。(3)森林改造过程中,林下植物"光响应性状"和"繁殖性状"的功能多样性变化趋势相似,但前者比后者对改造的响应更敏感。(4)在森林改造过程中,林下植物的生长、发育和扩散受到林下光照资源的影响,并在长时间的生物竞争中逐渐表现为物种种类、多度和空间分布格局的变化,最终影...     

利用皆伐法估算黔中喀斯特森林地上生物量

精确估算森林生物量对理解全球碳循环至关重要。已有的喀斯特森林地上生物量估算研究存在很高的不确定性,缺乏校准数据检验研究结果的精度。利用皆伐法,首次精确估算了我国西南贵州省中部喀斯特森林的地上生物量,并检验了已有生物量回归方程和平均标准木法对该喀斯特森林地上生物量的估算效果。该喀斯特森林的地上生物量为122.81 Mg/hm²,胸径(D)≥1 cm的木本植物、D<1 cm的木本植物和草本植物的地上生物量分别为120.00、2.56、0.24 Mg/hm²。D在10—30 cm范围内的植株(83.89 Mg/hm²)是地上生物量的主要贡献者。4个优势树种(云南鼠刺Itea yunnanensis、川钓樟Lindera pulcherrima、猴樟Cinnamomum bodinieri和化香树Platycarya strobilacea的地上生物量为103.03 Mg/hm²,占森林总地上生物量的83.89%。干(61.04 Mg/hm²)和枝(40.56 Mg/hm     

区域城市扩张对森林景观破碎化的影响——以粤港澳大湾区为例

森林生境丧失与景观破碎化是引起生物多样性下降,生态系统功能降低的重要原因。量化森林景观破碎化的时空特征及其与城市扩张格局的关系是开展区域生态修复与功能提升的重要基础。本文以快速城市化的典型区域——粤港澳大湾区为研究对象,基于遥感解译的1980年、1990年、2000年、2010年和2018年土地覆盖/利用专题图,通过多尺度的景观格局分析和统计分析,定量解析森林景观破碎化的时空演变特征及其与城市扩张格局间的关系。研究结果显示:1)1980—2018年,大湾区林地覆盖面积缩减1,274 km²,林地转变为建设用地的面积占林地丧失总面积的比例从1980—1990年的11%增长至2010—2018年的42%,表明城市扩张已成为林地丧失的主导因素;2)森林景观破碎化程度加剧,表现为林地斑块密度提高,平均斑块面积减小,但破碎类型与程度具有地域差异;3)城市扩张幅度与空间格局显著影响林地破碎化,其中,城市扩张幅度对林地破碎化的影响更为重要。基于森林景观破碎化与城市扩张的现状,落实城市增长边界划定、关键斑块-廊道识别与生态网络构建等措施,有助于保护与连通重要生态空间,保障和提升生...