橡胶林通量足迹与源区分布

[目的]分析橡胶林通量观测数据质量。[方法]根据农业部儋州热带农业资源与生态环境重点野外试验站50米高通量观测塔2010年前6个月连续的通量观测资料,应用Schmid（1994）的FSAM（Flux-Source Area Model）模式分析不同大气条件下橡胶林干季通量足迹与源区分布特征。[结果]不稳定条件下,传感器测得的通量信息源区比稳定条件时源区面积相对小;相同水平下非生长季的信息源区比生长季的信息源区大。在主风方向130°～270°,生长季不稳定条件下,通量测量的信息源区（P=80%）迎风方向范围在100～758m之间,垂直于迎风方向范围在-251～251m之间,非生长季不稳定条件下,迎风方向和垂直迎风方向的范围较均值略大些;生长季稳定条件下,分别为173～1858m,-534～534m,非生长季稳定条件下,迎风方向和垂直迎风方向的范围较均值略小些。风向在0°～130°、270°～360°时,相同大气条件下,其范围与主风向生长季的范围近似。[结论]该研究为进一步通量计算和分析奠定了基础。     

海南岛橡胶林通量足迹与源区分布研究

为分析影响橡胶林通量观测数据质量的因素,利用农业部儋州热带农业资源与生态环境重点野外试验站50m高通量观测塔2010年12个月连续的通量观测资料,应用Schmid的FSAM（Flux．Source Area Model）模式,分析不同大气条件下橡胶林通量足迹与源区分布特征。结果表明：（1）在大气不稳定状态时,通量各传感器测得的信息源区比大气稳定状态时源区面积相对较小;在相同贡献率水平下,大气稳定状态生长季节观测到的通量信息源区面积比非生长季节的信息源区面积大,大气不稳定状态非生长季节的通量信息源区面积比生长季节的信息源区面积大。（2）盛行风方向在110°-250°时,生长季大气不稳定情况下,通量测量的信息源区（P=80％）迎风方向范围在100—758m之间,垂直于迎风方向范围在-251—251m之间,非生长季大气不稳定情况下,迎风方向和垂直迎风方向的范围较均值略大些;生长季稳定条件下,迎风方向和垂直迎风方向的范围分别为173—1858m和-534—534m,非生长季稳定条件下,迎风方向和垂直迎风方向的范围较均值略小些。（3）风向在0°-110°,250°-360°时,与盛行风方向上的通量信息源区面积相比,橡胶林大气处于稳定状态,其通量信息源区面积范围明显要高,但在非稳定大气状态时,二者相差不大。     

兴安落叶松林通量观测足迹与源区分布

基于Korman和Meixner理论提出的适用于涡动相关系统通量足迹方法,利用内蒙古自治区大兴安岭森林生态系统国家野外科学观测研究站兴安落叶松林生态系统的不同风向、大气稳定状态、生长季和非生长季通量观测数据,分析兴安落叶松林通量足迹以及贡献源区的分布,为今后大兴安岭地区兴安落叶松生态系统通量变化及影响因素对比研究提供依据。结果表明,以80%通量源区为测算对象,不同风向下大气处于稳定状态时,观测的通量源区主风向东北风-北风风向下面积最大,最大主风向源区面积要比不稳定时主风向源区面积大近36%。生长季源区在任何状态时均非生长季,在大气稳定状态时生长季源区面积非生长季近15%,大气不稳定状态时生长季源区面积非生长季9%。在大气处于稳定状态时不同风向下,源区横风峰值不稳定状态时的峰值,源区达到峰值距离约为稳定时的2倍。当大气处于稳定状态时,生长季的横风积峰值和源区峰值距离均非生长季。兴安落叶松林生长季时呼吸、光合作用加强,使得地与气之间的湍流物质交换频繁;主风方向通量源区面积非生长季,在大气稳定状态时,湍流混合充分,通量塔的信息来自主风方向,使得通量源区面积和空间范围扩大。     

基于FSAM模型的毛竹林碳通量贡献区研究

利用涡度相关观测系统,连续监测2013年安吉毛竹林生态系统二氧化碳通量及其相关因子的变化,应用FSAM模型,分析不同大气条件、不同风向下通量贡献区的分布及其随时间的变化。结果表明:通量贡献区范围在各风向均随大气稳定程度的增加而增加。在稳定的大气条件下,通量贡献区范围显著大于不稳定大气条件;大气稳定与不稳定条件下各风向源区的水平范围分别为205.09~2 176.92 m和72.56~709.39 m,横向范围分别为802.36~883.16 m和337.92~392.84m;不同时间贡献区大小也有不同。通量贡献区93.05%的信息来源于观测塔东南、东北、西北3个方向,比例分别为37.45%、27.43%与28.17%。     

基于通量源区模型的雷竹林生态系统碳通量信息提取

基于浙江省临安市太湖源雷竹Phyllostachys violascens林涡度相关通量观测塔2013年全年数据,应用通量源区模型（flux source area model,FSAM）,分析不同大气稳定度条件、不同风向和不同时间段该观测点通量信息的贡献区的分布,并基于贡献区分析结果,从通量观测值中分解出来自雷竹林生态系统的碳通量信息。结果表明:90%贡献水平的通量贡献区在观测塔为中心的2.0 km 2.0 km范围内,大气稳定度相同时,4个不同方向的通量贡献区范围差别不大。通量贡献区长度在稳定的大气条件下要显著大于在不稳定大气条件下,前者为96.19～941.63 m,后者为28.62～313.54 m。通过雷竹林和非雷竹林在通量贡献区所占面积和各自的贡献率,从涡度相关所测通量数据中分解出雷竹林和非雷竹林的月平均碳通量。通量分解后的雷竹林生态系统年总净固碳量为4.25 thm－2a－1,当下垫面全部为非雷竹林时年总净固碳量为6.65 thm－2a－1。如果不进行碳通量的分解,把涡度相关所测通量值作为雷竹林的通量值,则年总净固碳量为5.46 thm－2a－1。该研究对于正确评价雷竹林生态系统的固碳能力可提供一定理论依据。图4表4参29     

兴安落叶松林水热通量变化特征及空间代表性

以兴安落叶松林为研究对象,利用涡度相关系统观测数据和气候学足迹,分析了兴安落叶松林生长季不同时间尺度水热通量的变化和通量源区的分布特征。结果表明:典型天气状态下兴安落叶松林的水热通量日变化特征呈现单峰曲线。在典型多云状态下,水热通量受云层遮挡,变化波动性较大,整体上与净辐射通量的变化趋势保持一致;在典型晴天状态下,兴安落叶松林在生长旺季水热通量达到峰值后逐渐下降。在水热通量和净辐射通量的月变化上,8月份最大风向上的通量源区面积小于9月份,兴安落叶松林生态系统处于生长旺季的源区面积小于其他时期。     

风沙环境下防风挡沙墙复变作用规律的风洞模拟

  目的  风沙防护是干旱环境下人类基础设施建设和维护的关键工程问题之一,为探明不透风防风阻沙措施风沙运移的变化规律,筛选特殊风沙区域防护体系构建合适设置参数。  方法  采用风洞模拟对不同风向夹角条件下防风挡沙墙的气流速度场、风沙流结构以及沙粒阻截率/输导率的变化规律进行研究。  结果  （1）迎风侧模型4倍障高处始终为气流急剧变化的拐点,且不随着指示风速的变化而变化;当指示风速小于10 m/s,背风侧弱风区或静风区的范围随着指示风速的增大而增大,大于12 m/s则呈相反规律;同一指示风速作用下,随风向夹角的增大有效防护范围逐渐增加。（2）迎风侧积沙主要集中于近地表0 ~ 10 cm,平均占总输沙量的85.31%;45°、60°、75°与 90°4 种风向夹角条件下背风侧输沙量主要集中在20 ~ 30 cm高度范围内,分别占总输沙量的71.25%、88.75%、85.25%、86.00%。（3）背风侧0 ~ 10 cm高度层沙粒截留随指示风速的增加而增加,75°夹角时最大,平均为95.64%;10 ~ 30 cm高度层沙粒输导随着指示风速的增加有增大趋势,45°夹角时最大,平均为81.09%。  结论  指示风速的变化对防风挡沙墙气流速度场变化规律影响不显著,而对背风侧弱风区或静风区的范围影响较大,75°时有效防护范围最佳;迎风侧输沙量随高度的增加逐渐减少,背风侧随高度的增大呈现出先增加后减少的变化趋势;作为防风阻沙措施风向夹角应设置为75°左右。      

北亚热带次生栎林生态系统非生长季 CO2通量特征1）

森林与大气之间CO2通量的观测有助于理解森林生态系统的碳循环及其控制机理,研究非生长季森林与大气间的CO2通量特征,对准确地估算森林生态系统CO2平衡具有重要的意义。以北亚热带次生栎林生态系统为研究对象,采用开路式涡度相关技术,于2011年12月1日至2012年2月29日对其CO2通量特征和环境因子进行连续观测。结果表明：非生长季该生态系统CO2通量具有较明显的日际变化特征,在白天表现为碳吸收, CO2通量在12：30—13：30达到吸收峰值,夜间表现为碳释放,昼夜通量变动范围为-0．37～0．23 mg? m-2?s-1;日平均气温维持在-3．36～11．67℃时,光合有效辐射与该生态系统CO2通量呈直线相关;5 cm处土壤温度与夜间CO2通量呈指数相关,但与土壤含水率之间相关性并不明显。     

苏北盐沼环境梯度上甲苯通量变化特征研究

2004年4月至2005年1月在苏北盐沼沿环境梯度采用静态箱技术原位测定了甲苯气体通量。为确定高等植物对通量的贡献,进行了高等植物地上部分去除实验。结果表明:环境梯度上,在生长季(4—10月)盐沼整体上表现为甲苯的净汇,消耗率变化范围为2.50～17.45μmol/(m2.d),其中,互花米草带消耗率最高。在非生长季(11月至次年3月)表层冻结的植被带表现为甲苯的弱源,通量变化范围为5.15～10.76μmol/(m2.d)。光滩全年均表现为排放甲苯。由于盐沼消耗率大于排放率,生长季长于非生长季,所以海岸带盐沼全年表现为消耗甲苯。高等植物地上部分是甲苯的重要汇,但是消耗机制还不清楚。盐沼甲苯净消耗率与土壤温度、光照强度、土壤可溶性盐含量、土壤有机质、硫酸盐含量和大气中甲苯浓度呈正相关关系。     

辽宁冰砬山长白落叶松林能量平衡和蒸散的研究

利用辽宁冰砬山长白落叶松林内小气候梯度观测塔观测数据,采用波文比-能量平衡法(BREB),计算出冰砬山长白落叶松林的热量平衡各分量和蒸散量,研究生长季和非生长季能量平衡特征和蒸散量的差异.分析了冰砬山落叶松林的净辐射、潜热通量和湍流热交换通量日变化趋势及其形成原因.结果表明:生长季森林生态系统主要能量支出项为潜热通量(LE),平均占能量平衡的65.44%.非生长季主要能量支出项为感热通量(H),平均占能量平衡的64.94%;生长季森林蒸散量明显大于非生长季森林蒸散量,生长季平均日蒸散量(2.6mm)是非生长季平均日蒸散量(0.3mm)的8倍.冰砬山长白落叶松林全年蒸散量531.4mm,占同期降水量(707.9mm)的75.1%.     

基于NDVI 的阔叶红松林干扰识别与物候变化趋势分析

使用1982-2006年长时间序列的GIMMS NDVI数据,基于BFAST算法,对我国当前残存的分布最为集中的长白山自然保护区阔叶红松林进行植被干扰检测,在明晰干扰历史背景的前提下分析物候变化趋势,结果表明,长白山自然保护区阔叶红松林NDVI时间序列的季节组分和趋势组分均不存在间断变化,趋势组分也没有明显的上升或下降趋势,长白山自然保护区阔叶红松林中不存在对NDVI产生影响的干扰,均保持在稳定状态.针对未受干扰的阔叶红松林进行物候变化趋势分析,结果表明,长白山自然保护区阔叶红松林生长季起始时间显著推迟(P＜0.05),生长季结束时间无显著变化趋势,生长季长度显著缩短(P＜0.0.5).长白山自然保护区未受干扰的阔叶红松林生长季起始时间推迟可能是由年日照时数及日照百分率明显下降所致.     

美汉草（Meehania fargesii Levl）生物量分配分析

调查阔叶红松林林下早春开花植物美汉草（ Meehania fargesii Levl）各个器官生物量分配变化情况。结果表明：在整个生长季节中,美汉草各器官生物量总体上呈现先增加后减少的趋势,5月初~7月初,根生长速率先快后慢,茎叶生长速率先慢后快,7月中旬以后各器官生物量逐渐减少;美汉草有性生殖的生殖分配占总生物量的比例较小（4%~6%）;根冠比在5~6月不断上升,6~7月迅速下降,7月以后保持稳定;根和茎叶生物量分别与总生物量呈显著的线性正相关关系。分析显示：为了适应阔叶红松林林下的光照变化,在林分郁闭前,能量主要分配给地下部分;林分郁闭后,茎叶生长占主导。美汉草主要以营养繁殖为主,第2年的地下根状茎来自第1年地上茎的繁殖方式及生物量分配策略,可能是美汉草成为林下优势草本的重要原因。     

风对红松林地表火强度的影响

以红松人工林的针叶为材料,在实验室内,根据之前平地无风研究的试验设计,构建不同载量、高度和含水率的可燃物床层。在各层级风速条件下,共进行100次平地点烧试验。结果表明,风速在0.9~4.6 m/s时,红松针叶床层的火强度风因子为1.769~6.708。床层压缩比、含水率对预测结果影响显著,床层载量与床层高度对预测结果影响不大。     

透光抚育对“栽针保阔”红松林中红松生长过程的影响

[目的]通过研究长白山地区不同透光抚育强度下"栽针保阔"阔叶红松林中红松的生长情况,揭示透光抚育对"栽针保阔"红松林中红松生长过程的影响规律,旨在为阔叶红松林的恢复、经营提供有力的科学依据。[方法]研究5种透光抚育(未采伐对照、低度择伐、中度择伐、强度择伐及上层皆伐)对红松生长的影响。[结果]红松在群落中的地位随着透光抚育强度的增大逐步得到提升,同时透光抚育能够显著提高"栽针保阔"红松林内红松优势木(63.4%~146.5%、64.6%~158.6%)、平均木(57.9%~271.1%、42.5%~261.7%)和被压木(56.5%~182.6%、95.5%~245.5%)的树高和胸径,且呈现出随透光抚育强度的增大而递增的规律性。[结论]透光抚育能显著提高红松树高和胸径生长。     

张广才岭西坡人工针叶林小气候效应的研究

通过对东北林业大学老山人工林实验站红松、樟子松、落叶松人工林小气候长期定位观测资料系统分析，针对东北地区特点研究了针叶人工林非生长季和生长季的气候效益。结果表明：（１）人工林气温效益显示出非生长季缓冷保温作用大于生长季缓热降温作用的特点。非生长季红松林内气温增加２４．３％，落叶松增加２１．６％，樟子松增加１０．８％，差异达显著水平。（２）对空气湿度的影响，以生长季增加相对湿度最为显著，其中樟子松，     

采伐对长白山阔叶红松林乔木竞争关系的影响

[目的]研究不同采伐方式与强度对阔叶红松林群落结构和功能的影响。[方法]通过调查乔木的胸径、树高以及在样方中的位置等指标。采用Hegyi单木竞争指数模型,对长白山地区受不同采伐方式以及强度干扰的阔叶红松林群落中乔木竞争强度进行定量分析。[结果]不同采伐方式和强度对阔叶红松林中乔木竞争强度有不同影响,低强度择伐后变化最小,皆伐后变化最大。不同林层间乔木竞争强度有明显差异,主林层〈次林层〈林下层。无论采伐方式与强度如何,红松的胸径与其竞争指数都严格服从CI=A（DBH）B的幂函数关系。采伐对红松种内竞争强度有重要影响,随着采伐强度的加大,红松种内竞争压力减小,红松幼树更新得到促进。[结论]采伐经营应保持17％以下的小强度择伐,而择伐时应选择那些胸径大且在竞争中占绝对优势的针、阔叶树种。     

透光抚育对长白山“栽针保阔”红松林群落结构和凋落物影响

[目的]为加快阔叶红松林恢复,完善"栽针保阔"恢复理论体系,并为阔叶红松林恢复实践提供科学依据。[方法]运用采伐试验方法,研究上层透光抚育(对照-栽针未采伐、轻度采伐-25%、中度采伐-50%、强度采伐-75%、皆伐-100%,采伐强度是指蓄积比例)对长白山中期(33年)"栽针保阔"红松林群落结构、群落蓄积量及凋落物的影响规律。[结果]①随着择伐强度增大,红松的重要值逐渐上升(0.364%~0.732%),红松在群落中的优势地位逐渐上升,而阔叶树种重要值却不断下降。②轻、中度择伐较对照凋落物量(6.11±0.42~7.45±0.79 t/hm2)显著提高了8.6%和13.7%(P0.05),强度择伐和皆伐降低1.2%和6.7%,但仅皆伐降低显著(P0.05);对于凋落物碳储量,中度择伐使其凋落物碳储量(2.13±0.39~2.82±0.37 t/hm2)较对照提高19.5%(P0.05),皆伐使其降低9.8%(P0.05)。③皆伐、强度择伐、中度择伐和轻度择伐蓄积量(221.2~260.6 m3/hm2)较对照群落分别提高了26.9%、19.5%、15.9%和7.7%,且均与对照之间存在显著差异(P0.05)。而对于红松蓄积量(36.6~184.4 m3/hm2),皆伐、强度择伐、中度择伐、轻度择伐依次较照样地提高了5.0、4.1、2.8、1.9倍,且均与对照有显著差异(P0.05)。[结论]从促进林分稳定性、维持凋落碳储量及提高森林的生态效益综合考虑,采伐强度应以中低度透光方式为宜。     

小兴安岭红松混交林凋落物现存量月动态

[目的]研究小兴安岭地区原始红松混交林（红松针叶混交林和红松阔叶混交林）凋落物现存量的动态变化。[方法1采用直接收获森林凋落物和烘干称重法进行分析研究。[结果]红松针叶林和红松阔叶混交林凋落物现存总量分别为19．4324～27．2488t／hm2,21．2450—24．2791t／hm2。红松针叶混交林凋落物现存总量及各层量均在9月最高,7月最低,腐殖质层显著高于未分解层和半分解层。红松阔叶混交林凋落物现存总量、未分解层和半分解层凋落物现存量均在10月份最高,7月最低,腐殖质层现存量在各月之间差异不显著;除10月份外,各月凋落物现存量均表现出未分解层显著高于半分解层和腐殖质层。红松针叶混交林未分解层、半分解层和腐殖质层现存量之间呈极显著相关;红松阔叶混交林未分解层与半分解层凋落物现存量极显著相关,与腐殖质显著相关。[结论]凋落物总现存量和各层凋落物量月动态变化与树种群落有关。