落叶松人工林生态系统净初级生产力形成过程中的能量特征

 本文在生物生产力研究的基础之上,通过热值测定,对东北东部帽儿山地区21年生人工落叶松(Larix gmelinii)生态系统净初级生产力形成过程中的能量特征做了系统研究。结果表明：(1)植物热值随植物种类、器官、分布层次、年龄及季节而发生变化。(2)生态系统中活植物体的能量现存量为269.719×1010J／ha,而枯死体中的能量现存量为36.817×1010J／ha,其中凋落物层和立枯体中能量贮量各占84.04%和15.96%。 (3)生态系统能量净固定量为264.346×109J／ha·yr,其中29.49%的能量存留在植物体中,用于植物净生长。生态系统年能量归还量为88.809×109J／ha,其中32.39%的能量在当年被分解释放,余下能量积累于凋落物层之中;生态系统的能量转化效率为2.299%,与其它森林植物群落相比,落叶松人工林系统是高效率的能量代谢系统。     

树种及多样性组配对南亚热带人工林早期树木生长的影响

为科学筛选提升南亚热带人工林生产力的树种配置模式,选择南亚热带8个乡土树种,采用随机区组的试验设计,建立了树种多样性梯度(1、2、4、6个树种)人工新造林试验平台,研究树种多样性及不同功能特性树种混交对人工林早期树木生长的影响。结果表明: 在树木生长第5年,树木生长并没有随树种多样性增加而增加;速生树种马尾松和米老排纯林生长量是珍贵树种红椎和格木纯林的2.5～4.5倍;2个树种混交和4个树种混交情况下,针阔树种混交、速生树种与固氮树种混交显著提高树木生长量51.5%～132.8%,而当6个树种混交时,不同树种组配对生长量没有显著影响。不同树种配置模式下土壤氮、磷养分是影响树木早期生长的主要因素。针阔树种混交、速生和固氮树种混交能显著提高南亚热带人工林树木的早期生长。     

海南尖峰岭热带山地雨林60ha动态监测样地群落结构特征

热带山地雨林是海南岛最占优势的植被类型,以往对热带山地雨林的研究通常基于小尺度,缺乏大尺度上的长期固定样地监测。作者基于海南岛尖峰岭地区60 ha(1,000 m×600 m)植被动态监测大样地,详细描述了该样地所属典型热带山地雨林的群落结构特征,以期为更深入地揭示我国热带雨林地区的物种多样性及其维持机制提供背景资料。尖峰岭大样地20 m×20 m样方水平上海拔和坡度分别在866.3–1,016.7 m和1.7°–49.3°间变化。大样地内共记录到439,676株存活的胸径≥1.0 cm的乔灌木植株,除61个植株未确定种名外,其他分属于62科155属290种。单位面积植株密度为0.7328株/m2(含萌条和分枝),20 m×20 m尺度上单位面积物种数量为32–120种,平均80种。植物属区系成分以热带性质为主,共有136属,占总属数的88.3%;另有鼠李科鼠李属(Rhamnus)为世界分布,木兰科拟单性木兰属(Parakmeria)为中国特有分布。按物种重要值排序,大样地内最具优势(重要值大于2.0)的6个种分别为:大叶蒲葵(Livistona saribus)、白颜树(Gironniera subaequalis)、厚壳桂(Cryptocarya chinensis)、油丹(Alseodaphne hainanensis)、四蕊三角瓣花(Prismatomeris tetrandra)和海南韶子(Nephelium topengii)。优势科为樟科、壳斗科、茜草科和棕榈科,重要值均超过了5.0。取样面积达到7.5 ha或取样数量达到2万株时,计数到的物种数量达到261种,占总物种数量的90.0%。大样地内稀有种和偶见种各占所有物种的20.7%和37.6%。样地内所有个体平均胸径5.22 cm,植株径级分布呈明显的倒"J"形。本文为后续尖峰岭大样地的研究提供了背景资料,尖峰岭大样地的建立也为热带地区生物多样性长期变化监测提供了一个基础平台。     

次生林概念与生态干扰度

近一个世纪强烈的人为干扰使世界范围内的原始林面积锐减,次生林已成为中国乃至世界森林资源的主体.虽然在文献与现实中"次生林（Secondary forest）"被广泛使用,但次生林的概念在各个国家,甚至同一国家或地区以及各种不同文献中存在相互矛盾的情况,这给次生林研究与经营实践带来诸多不便;而不准确的次生林定义也为与各个层次的决策制定者及公众之间的交流带来了障碍.本文在查阅大量国内外关于次生林概念文献的基础上,结合近年来关于次生林生态与经营研究实践,综合分析了次生林概念的不确定性,同意以往次生林定义中的基本内涵,并认为：次生林是由于人为破坏性干扰或异常自然干扰使原始林固有的林分结构、物种组成或基本功能发生了显著变化,经过天然更新或人工诱导天然更新恢复形成的林分.但该定义中仍存在着很多不确定性, 如:怎样的干扰为"人为破坏性干扰"和"异常自然干扰";"林分结构、物种组成或基本功能"发生了怎样的变化为"显著变化";"人工诱导天然更新"中"人工"参与的成分比例如何等.次生林概念是在20世纪初由植物演替学家提出,当时未考虑干扰的持续性;而实际上,无论是次生林还是原始林,均是森林生态系统演替过程中的某一状态,在现代森林生态系统研究中,应重新规范"次生林"的概念.考虑到"次生林"定义的不确定性或困难性,建议使用"森林自然度"或"森林生态系统成熟度"或"森林干扰度"来表达现实森林所处的状态,但该方面的研究与实践尚需加强.     

海拔梯度对巴郎山奇花柳叶片δ13C的影响

2010年在四川卧龙自然保护区选择海拔为2350、2700、3150和3530 m的4个分布地点,研究了巴郎山海拔梯度对奇花柳叶片13C、光合、CO2扩散导度、氮含量、光合氮利用效率( PNUE)和比叶面积(SLA)的影响.结果表明:随着海拔的升高,目标树种叶片氮含量(尤其是单位面积氮含量)及PNUE增加,叶片δ13C值也随之显著增加,且海拔每升高1000 m,δ13C增加1.4‰;CO2扩散导度(气孔导度和叶肉细胞导度)的增加,在一定程度上阻碍了叶片δ13C值随海拔升高,但不足以改变δ13C值随海拔升高的趋势;羧化能力是羧化位点与外界CO2分压比( Pc/Pa),甚至δ13C的限制因子.在海拔2350～2700m,奇花柳光合系统内部氮素分配主要受温度的影响,而2700～3530 m的光照作用可能更大.奇花柳的SLA随海拔无显著变化.     

塔里木河流域荒漠河岸林群落的多元分析与环境解释

应用无偏对应分析（DCA）及二歧指示种分析（TWINSPAN）对塔里木河流域荒漠河岸林33个植物群落方资料进行了多元分析－排序和数量分类,并应用植物群落的排序值与环境参数的多元回归分析给出各群落类型的定量环境解释,探讨了该区植物群落的基本类型,生态梯度及其与环境因子的定量关系,结果表明,塔里木河流域漠河岸林的群落类型及其分布主要取决于土壤湿度和盐分含量,并可通过环境参数的数字表达式定量的确定。     

引入固氮树种对辽东落叶松人工林土壤团聚体氨基糖的影响

土壤微生物残留物是稳定性碳库的重要组分,然而固氮树种引入对落叶松人工林土壤团聚体微生物残留物分布的影响还不清楚.为了阐明固氮树种对不同团聚体粒级内微生物残留物分布的影响,本研究以氨基糖作为微生物残留物的生物标识物,比较了辽东日本落叶松人工纯林和落叶松与固氮树种赤杨混交林土壤团聚体氨基糖的分布特征.结果表明: 赤杨引入不影响团聚体氨基糖的分布,但显著提高了团聚体氨基糖含量.与纯林相比,混交林土壤不同团聚体各粒级总氨基糖含量增加1.3～1.7倍.其中,混交林土壤团聚体内总氨基糖增加量的66.5%～66.9%来自氨基葡萄糖,30.0%～30.6%来自氨基半乳糖,2.5%～3.2%来自胞壁酸.赤杨引入显著提高了>2000 μm和<250 μm团聚体中的氨基葡萄糖/胞壁酸值,但不影响250～2000 μm粒级团聚体中真菌和细菌残留物的相对贡献.此外,赤杨引入增加了土壤不同团聚体内的氨基糖对土壤有机碳的贡献,但不影响团聚体粒级之间的微生物贡献,说明赤杨对微生物贡献的影响存在空间均一性.     

川西高原不同坡向云、冷杉树轮对快速升温的响应差异

在川西高原松潘县二道海林区的东南坡、西北坡和扎日寺林区的东坡用零信号法建立4条云、冷杉树轮年表,通过年轮 气候响应分析、多因素方差分析等方法研究不同坡向树木生长对快速升温的响应差异.结果表明： 快速升温(1980年)后,东坡紫果云杉生长显著加速(0.011 a^-1),而西北坡紫果云杉生长则显著降低(-0.006 a^-1),东南坡紫果云杉和西北坡岷江冷杉生长降低,但不显著.随着快速升温,不同坡向云、冷杉径向生长与气候因子的关系均出现显著变化.快速升温后,生长季温度对东坡紫果云杉径向生长的促进作用显著增加,对东南坡和西北坡紫果云杉径向生长的抑制作用也显著增加,但生长季温度对西北坡岷江冷杉径向生长的影响在升温前后变化不明显.5月降水量对东坡紫果云杉径向生长由升温前的抑制作用变为升温后的显著促进作用,而对东南坡和西北坡紫果云杉径向生长的抑制作用显著增加,5月降水量对西北坡岷江冷杉径向生长的影响在升温前后变化不明显.树轮与帕尔默干旱指数响应分析表明,快速升温后,不同坡向的土壤湿度变化是造成树轮响应差异的重要原因.多因素方差分析表明,坡向与温度、降水的综合作用是影响紫果云杉径向生长的重要因素.因此,在模拟预测树木生长对气候变暖的响应动态时,应考虑不同坡向与温度、降水的综合作用.     

物种多度和径级尺度对于评价群落系统发育结构的影响: 以尖峰岭热带山地雨林为例

研究不同径级尺度群落系统发育多样性有助于了解不同年龄模式下物种的亲缘关系及其群落系统发育结构; 但是关于物种多度对群落系统发育结构影响的研究较少。以海南尖峰岭热带山地雨林群落为例, 首先在不同径级尺度比较物种多度加权与否分别对4个广泛采用的系统发育指数的影响, 继而利用其中2个经过标准化处理的系统发育多样性指数: 净种间亲缘关系指数(net relatedness index, NRI)和净最近种间亲缘关系指数(nearest taxon index, NTI), 结合群落的生境类型来量度不同局域生境条件下不同径级尺度木本植物系统发育关系。结果发现: (1)未考虑物种多度加权的系统发育平均成对距离(mean pairwise distance, MPD)指数比考虑物种多度加权的MPD指数显著地高估了群落整体系统发育多样性, 且这种现象在小径级尺度(1 cm≤DBH<5 cm)最为明显。因此, 在森林监测样地中对于中、小径级群落系统发育结构研究中建议考虑物种多度信息。(2) 从群落组成整体系统发育结构来看, 尖峰岭热带山地雨林在几乎所有径级尺度和生境下均倾向于系统发育发散, 且随着径级的递增发散程度趋于明显(NRI<0)。(3)从群落组成局部系统发育结构来看, 尖峰岭热带山地雨林在中、小径级倾向于系统发育聚集(NTI>0), 而在大径级(DBH≥15 cm)则倾向于系统发育发散(NTI<0)。总之, 研究群落系统发育结构时应考虑物种多度的影响以及径级尺度效应。     

沙木蓼和沙枣对地下水位变化的生理生态响应I.叶片养分、叶绿素、可溶性糖和淀粉的变化

 在甘肃民勤沙生植物园内利用植物蒸腾耗水量观测场,研究了两种优势旱生植物沙木蓼(Atraphaxis frutescens)和沙枣(Elaeagnus angustifolia)叶片中的叶绿素、可溶性糖、淀粉和N、P、K含量等对不同地下水深度(1～3.4 m)的响应。结果表明：1) 1.4 m、2.4 m和3.4 m 3种不同的地下水深度处理,产生了3种差异显著的土壤水分梯度;2) 地下水深度的变化导致了这两种旱生植物叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、叶绿素a与叶绿素b的比值等的显著变化(p<0.01);3) 地下水深度的增加引起了两种植物叶片可溶性糖含量的升高和淀粉含量的降低;4) 地下水深度的增加引起了两种植物叶片中N、P、K含量的降低;5) 不同的地下水深度引起沙枣和沙木蓼叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、叶绿素a与叶绿素b的比值、N、P、K含量、可溶性糖和淀粉增加或减少的程度不同。沙枣是非豆科固氮植物,两者的差异是否与固氮作用相关还有待于进一步研究。