《中国生态农业学报》第15卷总目次（2007年）

第1期(1月)中国湿地资源的生态功能及其分区……………………………………………………赵其国高俊峰(1)秦岭火地塘林区油松和华山松林的空间分布格局及碳储量与碳密度研究……刘华侯琳雷瑞德(5)人为干扰对常绿阔叶林主要种群分布格局的影响……杨梅林思祖曹光球刘洪波曹子林(9)     

黄河流域森林植被碳储量分布特征及动态变化

根据四次全国森林资源清查数据,结合生物量估算模型及植被含碳系数,研究了黄河流域森林植被碳储量、碳密度的分布特征及动态变化。结果表明:（1）1989-2008年期间黄河流域森林植被总碳储量由131.15 Tg C增加到265.63 Tg C,且占全国森林植被碳储量的比例从2.83%增加到4.18%;期间森林植被的平均碳密度为34.47~39.00 Mg/hm²。（2）从林龄来看,2004-2008年期间黄河流域森林植被碳储量在各林龄组的分布差异不大,介于46.64~68.31 Tg C之间;天然林碳储量主要分布在中龄林、过熟林、成熟林、近熟林;人工林碳储量主要集中在幼龄林和中龄林。流域内森林植被、天然林及人工林平均碳密度均随着林龄增加而表现出上升趋势。（3）从森林起源来看,黄河流域天然林碳储量是人工林的3.5~4.5倍,且随着时间推移,天然林和人工林的碳储量均表现出增加趋势。（4）从不同河段来看,黄河流域森林植被碳储量主要集中于黄河上中游地区,占全流域的97%以上;2004-2008年期间黄河流域上、中、下游的森林植被碳储量比1999-2003年期间分别增加了7.61%,13.13%和136.98%。研究表明黄河流域森林植被碳储量占同期全国碳储量的比例呈增加趋势,且未来固碳潜力巨大,将在全国森林碳汇中发挥重要作用。     

秦皇岛市森林植被碳储量、碳密度及其空间分布

[目的]分析区域森林资源的碳储量大小及分布规律,为地方森林碳汇经营管理和规划提供科学依据。[方法]基于河北省森林资源清查数据,乔木树种采用方精云建立的生物量换算因子连续函数法,灌木和经济林采用平均生物量法,结合不同树种分子式含碳率,对秦皇岛市森林植储量和碳密度进行了估算,并运用ARCGIS软件对其空间分布进行了分析。[结果]2005年,秦皇岛市森林植被总碳储量为4.30×106 t,森林植被平均碳密度为11.72t/hm2。全市各区县森林植被碳储量空间分布上有显著差异,表现为"北部山区和中部丘陵高,南部平原低"的空间格局,而植被碳密度呈现相反的趋势。林分碳储量占总碳储量的56.04%,林分平均碳密度为12.09t/hm2。林分针阔分明,阔叶林碳储量略大于针叶林碳储量,天然林碳储量大于人工林碳储量。全市林分碳储量以中、幼龄林为主,二者各自占林分总碳储量的24.07%和56.31%。[结论]未来秦皇岛市森林植被仍具有较大的固碳能力。     

北京山区典型人工林土壤团聚体组成及其有机碳分布特征

以北京密云县红门川流域典型造林树种油松和侧柏为研究对象,在各林龄段的油松和侧柏(35a,40a和57a生油松林;20a,40a,57a侧柏人工林以及天然次生侧柏林)林内分别设置15m×15m样地,在每个样地中分层采集土壤样品,进行土壤理化性质的测定,并分析不同林龄油松和侧柏人工林土壤水稳性团聚体含量及其有机碳储量的分布特征。结果表明:(1)油松和侧柏人工林土壤均以水稳性小团聚体(粒径0.25mm)含量为主,分别为(40.64±7.64)%和(41.14±7.47)%,而大团聚体主要分布在0.5~1mm径级,分别为(21.13±5.48)%和(22.78±4.36)%;(2)随着林龄的增大,侧柏和油松林地的各粒径团聚体有机碳含量及土壤有机碳储量均呈增加的趋势。在不同植被恢复措施下,侧柏林地平均土壤有机碳含量和土壤有机碳储量均高于油松林,在不同径级团聚体均有很好的表现,表明侧柏人工林碳汇效益较油松林显著;(3)油松和侧柏2种典型人工林均以0.5~1.0mm径级的大团聚体土壤有机碳含量最高,分别为(12.63±8.65)g/kg和(18.40±7.79)g/kg。而土壤有机碳存储均以小团聚体(粒径0.25mm)为主要存储径级,分别占总量的(52.29±8.82)%和(51.16±4.63)%,其次为0.5~1.0mm大团聚体。     

中条山森林碳密度时空变化及其驱动因素分析

森林碳库在全球碳循环中发挥着重要的作用。为深入了解山西省中条山区森林植被碳密度的时空动态变化及其影响因素,以2005—2015年3期国家森林资源连续清查数据为基础,通过随机森林和结构方程模型,定量研究了森林植被的碳密度以及各驱动因子对碳密度空间分布的贡献度。结果表明:(1)2005年、2010年、2015年中条山森林植被碳密度和碳储量分别为24.87,26.56,31.42 Mg C/hm²和15.89,16.00,20.15 Tg C,二者均呈持续增加趋势,年均增长率分别为2.63%和2.68%。(2)植被碳密度空间分布特征为高(＞100 Mg C/hm²)和中高(60~100 Mg C/hm²)碳密度样地主要分布在中条山中部和西南部,低碳密度区(＜60 Mg C/hm²)主要在东北部。(3)林龄和年均降雨量是影响研究区植被碳密度空间格局的重要驱动因子,林龄对碳密度的直接正向影响最为显著,年均降雨量通过对林分因子的间接影响进而影响碳密度的空间分布格局。     

间伐对油松人工林碳储量的长期影响

间伐不仅能改变人工林林木生长状况,还会影响整个森林碳储量,研究间伐对人工林碳固存的长期影响,有助于准确评价人工林的碳汇功能,为人工林的科学经营管理提供参考。2016年8月,以黄土高原森林区营造于1962年,间伐于1985年的4种(强度间伐、中度间伐、轻度间伐、对照)油松人工林为对象,保留密度分别为800,1 500,2 200,2 900株/hm~2,研究了间伐对油松人工林不同植被层、叶凋落物、粗木质残体和土壤有机碳库的影响。结果表明:轻度和中度间伐下油松人工林系统碳储量较对照显著提高了28.54%和21.33%,强度间伐碳储量(154.66t/hm~2)与对照(169.26t/hm~2)无显著差异。乔木层是油松人工林的主要碳库,占人工林总碳储量的64.85%~74.62%。不同处理下乔木层树干碳储量所占比例最高(52.05%~56.43%),树根和树枝次之(22.27%~22.60%和17.73%~18.32%),树叶最低(3.56%~7.01%)。中度和强度间伐下在提高林下灌草多样性的同时,总的灌草碳储量分别比对照高24.27%和25.24%。间伐显著降低了叶凋落物碳储量,其中,强度间伐下的叶凋落物只有对照的48.15%。土壤碳库的变化主要是由土壤表层0—20cm有机碳变动所引起,中度和强度间伐土壤表层碳储量较对照分别减少了17.68%和33.76%,而轻度间伐(51.23t/hm~2)与对照(50.96t/hm~2)无显著差异。土壤表层碳储量与植物多样性和基础呼吸呈显著负相关。轻度和中度间伐有助于森林生态系统碳固定,其中轻度间伐不仅有利于地上植被碳固定,而且还有助于土壤碳库的维持。     

生态恢复条件下典型红壤侵蚀区马尾松林碳储量时空变化与驱动力分析

封山育林、人工造林等治理措施能够有效改善土壤侵蚀区的生态环境,但伴随产生的碳汇效益长期以来并没有得到相应的重视.文章以福建省长汀县水土保持项目治理区为研究对象,定量分析该区自2000年开展生态治理以来马尾松林碳储量的时空格局与碳增汇变化,同时借助2000-2013年政策治理数据以及社会统计资料,利用主成分分析法探讨各主要驱动因素对森林碳增汇的影响.结果表明:1)2000-2013年该治理区总碳储量由127.01万t增加到189.96万t,平均每年增长3.52％,远高于全县平均水平;当地2000、2006和2013年的马尾松林碳密度分别为27.95、32.82和41.72t/hm2,区域碳汇能力正在不断提高.2)在空间上,该区总碳储量的增长主要表现在海拔600 m和坡度25.以下区域,总增长幅度分别达到41.6％和50.9％.马尾松林碳密度随海拔和坡度上升而明显增加,表明其碳汇能力仍具备较大恢复潜力.3)主成分分析表明,治理区马尾松林碳储量变化的主要驱动因素是政策治理、经济结构调整和农户增收,其中政策治理是该区马尾松林碳增汇能力提升的最显著因子.     

乌鲁木齐南山森林生物量和碳储量空间分布特征

乌鲁木齐南山分布有大面积的雪岭云杉林,探究其生物量和碳储量的空间分布特征,能够为该地区碳储量的研究和森林生态系统管理提供依据。以2015年4—5月的Landsat TM遥感影像为主要数据源,结合样地实测数据,基于遥感统计模型法,利用逐步回归法建立模型估算了乌鲁木齐南山雪岭云杉林的生物量。以此为基础,分析了生物量的空间分布规律和碳储量的空间分布格局。结果表明:生物量模型估算值与实测值的平均相对误差为12.72%,精度较高。雪岭云杉林的平均生物量为91.21t/hm,生物量总量为8.2×10~6 t,山区生物量密度的分布总体呈现西南高、东北低的趋势。森林生态系统碳储量为4.1×106 t,平均碳密度为45.61t/hm,山区及其周边的森林碳密度分布不均衡。研究表明,乌鲁木齐南山生物量密度分布不均可能和人类活动有关,且碳储量主要集中在中高密度等级。     

近自然经营方式对不同林龄油松人工林碳储量的影响

[目的]近自然经营方式对旺业甸不同林龄油松人工林碳储量的影响进行研究,为该地区油松人工林制定合理的森林经营方式提供理论支持。[方法]以内蒙古自治区赤峰市喀喇沁旗旺业甸林场近自然经营条件下的油松人工幼龄林、中龄林、近熟林为研究对象,以常规经营和未经营作为对照,对油松人工林碳储量开展了比较研究。[结果](1)植被、乔木和枯落物碳储量表现为:未经营近自然经营常规经营,虽然近自然经营的低于未经营的,但是高于常规经营的,近自然经营相对于常规经营来看,有利于碳储量的增加。(2)林下草本层碳储量表现为:近自然经营常规经营未经营,近自然经营有效的改变了林分结构,促进了草本植物的生长和碳汇量的增加;(3)林下灌木层碳储量而言,由于林下灌木种类少,株数低等因素的影响,其碳储量无显著性规律。[结论]总体来看,如果从增加森林碳汇方面考虑,未经营利于森林碳汇的积累;常规经营更有利于提高森林木材质量,如果两方面都考虑,近自然经营方式是最适合的。     

黄土高原子午岭森林碳储量与碳密度研究

基于样地林分调查与室内分析,运用清查平均生物量法和林木相对生长模型,研究了黄土高原子午岭林区3种森林碳储量及碳密度空间分布特征。结果表明:研究区森林生态系统植被含碳率变化范围为0.331 6～0.553 2 g/g;变异系数介于2%～14%,而枯落层含碳率为0.294 8～0.335 9 g/g;3种林地平均碳密度:柴松林为238.22 t/hm2,辽东栎林为235.75 t/hm2,油松林为191.58 t/hm2,柴松林及辽东栎林碳密度约是油松林的1.24倍;从研究空间尺度上土壤层植被层枯落层,其碳密度分别为105.21,88.11,28.53 t/hm2,其中植被层各分层碳密度大小差异显著,而土壤层碳密度随着土壤深度的增加而递减;3种森林生态系统有机碳库总储碳量为31.70 Tg,其中土壤层碳储量占整个碳库的49%,是植被层和枯落层碳储量的1.3倍和3.5倍,且碳储量空间分布呈现出:土壤层乔木层枯枝落叶层灌木层草本层。     

黄土高原子午岭人工油松林碳储量与碳密度研究

为准确估计子午岭林区人工油松林群落的碳库分配特征,运用湿烧法对该群落空间尺度上的碳储量及碳密度进行了估算,并分析了各层次碳储量分配特征.结果表明,人工油松林群落平均含碳率为0.4462,空间尺度上各层次差异显著;整个油松林碳储量为7.6498 Tg(1Tg=106t),储碳密度为164.55t/h㎡,各层碳储量依次为:土壤>乔木层>枯落物层>草本层>灌木层,从而呈现空间分配不均的特征.此外,子午岭人工油松林林龄在20 a,生长进入中期,林相整体生长旺盛,此阶段若对林木实施规范的人工抚育管理措施,将使其具有较大的碳吸存潜力.     

辽河源不同林龄油松林水源涵养能力研究

为定量评价不同林龄油松林的水源涵养能力,采用水量平衡法和综合蓄水量法,对辽河源地区3种不同林龄油松林的降雨再分配、凋落物持水能力、土壤蓄水能力以及林分水源涵养能力进行研究。结果表明:(1)观测期间,共观测到112次降雨,累计降雨量902.2mm,平均降雨量8.1mm;小雨、中雨、大雨和暴雨分别占总降雨量的25.2%,35.5%,26.4%和12.9%;(2)不同林龄油松林的林冠截留、林内降雨和树干茎流占总降雨量的比例分别为24.1%,72.9%和3%;林内降雨与林外降雨呈显著正线性关系;随着林龄的增加,林冠截留能力增加,而树干茎流先增加后减少;(3)凋落物的最大持水量、最大吸湿比和有效拦蓄量均随着林龄的增加而增加;(4)随着林龄的增加,土壤容重减小,总孔隙度增加,土壤入渗速率提高,蓄水能力增加;(5)不同林龄油松林水源涵养能力表现为成熟林近熟林中龄林。在不同林龄的油松林中,随着演替的进行,林分对降雨的分配与截流能力、水源涵养能力逐步增强。     

黄土丘陵区油松人工林和白桦天然林细根垂直分布及其与土壤养分的关系

在黄土高原子午岭林区,对油松人工林、白桦天然林细根生物量、比根长、根长密度和细根表面积的垂直分布特征,以及这些根系指标与土壤水分、土壤容重、氮素和有机质的关系进行了研究。结果表明,油松人工林细根生物量随土壤深度增加呈单峰曲线,白桦林细根生物量随土壤深度增加呈减少趋势;油松林大部分根系生物量集中分布在040.cm土层中,其中020.cm土层占37%以上,2040.cm集中了41%以上;表层土壤(020.cm)具有较高的比根长、根长密度和细根表面积,而底层(4060.cm)的比根长、根长密度和细根表面积最低。油松林土壤全氮和有机质含量垂直变化趋势相似,随土壤深度的增加而降低;硝态氮(NO3--N)均随土壤深度的增加呈单峰曲线变化趋势,而铵态氮(NH4+-N)随土壤深度增加呈先降低后增加的抛物线趋势。白桦林75%的细根生物量集中在020.cm土层,比根长、根长密度和细根表面积的垂直分布规律与油松林相似,表层土壤白桦林细根表面积是油松人工林的3.91倍,而2040.cm土层白桦林细根表面积比油松人工林降低了33%。白桦林土壤全氮、有机质含量、NO3--N和NH4+-N垂直变化趋势与油松林相似。土壤水分、容重、全氮和有机质对油松和白桦细根分布的影响明显大于NH4+-N和NO3--N。白桦林表层土壤有机质含量与细根生物量的相关性达到显著水平(r=0.99,P0.05),白桦林表层土壤有机质含量与比根长和根长密度的相关性(分别为r=0.91,r=0.8)低于油松林(分别为r=0.95,r=0.94)。油松和白桦林040.cm土层细根表面积与土壤全氮相关性随土壤深度增加而下降,比根长和根长密度与土壤全氮相关性随土壤深度增加而增大。油松和白桦林2060.cm土层细根生物量、细根表面积和根长密度随有机质含量的减少而增加,而比根长呈相反的变化规律。     

滇中高原华山松植物多样性与土壤生物肥力特征

为探究滇中高原华山松植物多样性与土壤生物肥力的关系,运用野外调查法和实验室分析法对玉溪市磨盘山国家森林公园的华山松天然次生林进行了研究。结果表明:1磨盘山华山松天然次生林形成以华山松为优势种的针阔混交林,其物种组成单一、植物多样性较低,共出现维管束植物13科15属15种。2华山松林下有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、速效钾含量,酶活性及微生物数量随土层深度的加深呈递减趋势,pH、全钾含量随土层深度的加深而呈递增趋势。3主成分分析结果显示,土壤养分、过氧化氢酶、转化酶和微生物都能较好地反映土壤生物肥力特征,多样性指数、优势度指数以及丰富度指数这3个因子能够较好地反映植物多样性。4华山松植物多样性与土壤肥力特征具有明显的相关性,其中对植物多样性影响较大的土壤肥力指标有真菌、过氧化氢酶、全氮、速效钾、全钾、转化酶、细菌、全磷、有效磷。     

沙质海岸不同植被类型土壤水源涵养功能的研究

对沙质海岸不同植被类型水源涵养功能进行研究．结果表明：不同植被类型改良土壤物理性质和涵养水源的能力有较大差异，混交林地比纯林和草甸具有更好的改良土壤作用和涵养水源功能。黑松紫穗槐混交林、黑松刺槐混交林、黑松麻栎混交林、黑松纯林和草甸的总贮水量分别为1973．97t／hm^2 ，1760．95t／hm^2，1727．44t／hm^2，1638．60t／hm^2和1413．04t／hm^2，其中土壤层贮水量占总蓄水量的97％以上，而其枯落物的最大持水量依次为15．3t／hm^2，22．15t／hm^2，43．42t／hm^2．11．27t／hm^2和9．4t／hm^2。因此，建议沙质海岸植被恢复以乔灌混交林为主。     

岷江上游油松与华山松人工混交林对降雨的截留分配效应

人工油松与华山松混交林是岷江上游区域主要的群落类型，采用水量平衡的方法，研究了混交林林冠截留量、穿透量、树干茎流量等指标。通过混交林对24场降雨分配的定位观测，结果表明林冠截留量83．47mm、穿透量81．43mm、茎流量2．00mm，分别占同期降雨量的50．o％，48．8％，1．2％；幂函数方程能较好地拟合林冠截留量与林外降雨量之间的关系，而线性方程能较好地拟合穿透雨量、树干茎流量和林外降雨量之间的关系。结果表明恢复重建后的人工油松与华山松混交林生态系统在水源涵养、水土保持上效果明显。     

子午岭林区辽东栎、油松、柴松群落特征及其枯枝落叶层水文效应研究

通过野外调查和室内分析相结合的方法,对子午岭林区辽东栎、油松、柴松3种群落的特征及其枯枝落叶层水文效应进行了研究,调查结果表明:(1)子午岭辽东栎林除局部林是与其它林木混交外,一般都是纯林;油松林和柴松林常形成以该种群为主的单优群落,但混有少量阔叶树种.(2)子午岭林区油松林物种多样性指数最大,而柴松林物种不丰富;乔木层、灌木层,草本层这3者的多样性指数呈现出由低到高的特点.(3)子午岭辽东栎林、油松林、柴松林的枯落物蓄积量分别为32.65,48.95和47.30 t/hm2.(4)辽东栎、油松、柴松枯枝落叶最大拦蓄量分别为50.93,70.15和61.68 t/hm2.     

冀北山地油松和落叶松林下枯落物的水文效应

对河北省木兰围场国有林场内油松、落叶松人工林枯落物水文效应进行了调查。结果显示,油松、落叶松枯落物厚度分别为6.1和4.0cm,枯落物蓄积量为33.93和43.16t/hm2;浸泡24h后测定油松枯落物的含水量为268.10g,落叶松枯落物含水量为157.54g,二者的有效拦蓄量分别为30.07和57.56t/hm2。油松、落叶松林下枯落物持水量、吸水速率与浸水时间的变化规律基本一致,枯落物持水量与浸水时间存在对数曲线关系,而吸水速率与浸泡时间存在幂函数关系;枯落物浸水0～4h内吸水速率最大,4～8h内逐渐变缓,10h后其持水量基本达到最大值。     

密云水库北京集水区油松水源保护林主要养分元素积累与分配研究

对密云水库北京集水区油松水源保护林主要养分元素积累与分配的研究结果表明:29年生油松林的生物量为92 627 kg/hm².油松林不同器官中各养分元素的含量差异较大,在叶、枝和干中各养分元素的含量顺序分别为N(K)>K(N、Ca)>Ca(K)>Mg(P)>P(Mg).根系中的养分元素随着根系直径的增加呈各养分元素的含量降低.油松林生态系统5种养分元素的贮存量为695.17 kg/hm².若以各养分元素在油松林生态系统中的贮存量来计,则N的贮存量最大,P的最小,不同养分元素贮存量的顺序N>Ca>K>Mg>P.油松林生态系统对N元素的富集能力最强,不同器官中各养分元素的富集系数排序均为N>P>K>Ca>Mg.油松林每积累1 t干物质需N、P、K、Ca和Mg等5种养分元素共计7.51 kg.     

黄土高原天然柴松林碳储量与碳密度特征

 采用野外调查取样和实验分析相结合的方法,研究黄土高原子午岭林区天然柴松林生态系统空间尺度上碳储量及分布特征。结果表明:1)植被层乔-灌-草不同器官含碳率范围为0.413 7～0.517 4 g/g,枯落层为0.187 2～0.500 3g/g,不同器官及层次间含碳率差异较大;土壤层有机碳含量随着土层深度的增加而递减。2)柴松林总储碳密度为236.04t/hm2,空间分布特征表现为土壤层(107.55 t/hm2)>植被层(95.20 t/hm2)>枯落层(33.29 t/hm2);总储碳量为1597万t,其中土壤碳库最大,为727万t,占总储量的45.52%,分别是植被层及枯落层碳库的1.14和3.22倍。