湘西南喀斯特石漠化地区植物多样性研究

以湘西南喀斯特石漠化生态系统环境为研究对象,采用野外样方调查和以空间代替时间的方法,研究了轻度、中度和重度3种不同等级石漠化环境下植物群落的结构特征、物种组成和植物多样性演变规律,旨在为湘西南喀斯特石漠化生态系统的恢复与重建提供理论支撑。结果表明:1)该石漠化地区植物调查记录共39科68属77种,其中灌木植物有28科40属47种,草本植物14科28属30种,3种不同等级石漠化样地中蔷薇科、壳斗科、菊科和禾本科等植物的种类和数量较多;2)在3种不同等级石漠化样地中,灌木层的物种丰富度为中度石漠化>重度石漠化>轻度石漠化,而Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数均是中度石漠化>轻度石漠化>重度石漠化;草本层的物种丰富度、Shannon-Wiener指数均随着石漠化等级程度下降呈现上升趋势,Pielou指数和Simpson指数表现为中度石漠化>重度石漠化>轻度石漠化;3)不同石漠化等级的植物相似性有较大差异,其中灌木层和草本层植物的相似性分别为21.28%和33.33%,轻度、中度和重度石漠化样地灌木层和草本层单独植物分别为8.51%～34.84%和6.67%～26.67%,而灌木层和草本层在不同石漠化样地之间的相似性分别在6.38%～12.77%和3.33%～6.67%之间。说明3个不同等级石漠化样地生活型的植物组成、多样性和群落相似性存在较大差异,随着石漠化程度的加深,在长期不加治理的情况下湘西喀斯特石漠化生态系统灌木化会更加严重。     

杉木林冠层的动力效应及动能传递规律的研究

根据连续定位测定数据,应用空气动力学和生态动力学原理探讨了杉木人工林林冠层的动力效应及动能的传输规律.结果表明:密度2000株/(104m2)、林分平均高度16 m、平均胸径15.5 cm、叶面积指数8、冠层厚度9 m、郁闭度0.9的杉木林,其零平面位移长度11.15~11.98 m,冠层粗糙度2.32~2.53 m,林冠上表面乱流切应力0.135 N·cm-2,枝叶阻力系数0.367,摩擦速度0.339m·s-1,冠内混合长度0.12 m,相对湍流强度0.7;由于林冠的存在,枝叶对气流的阻滞作用使风速廓线发生形变,在杉木林内离地面11.15 m高度上,风速随高度的变化呈对数规律,在此以下高度符合指数法则,林冠内风速削减因子1.98;乱流切应力和动能从林冠上表面传输到林冠下表面时,乱流切应力削弱70%,动能削弱90%.乱流切应力和动能在林冠内传递变化规律与林分结构特征有关,尤其与林冠内湍流性质和温度层结影响关系极大.     

会同森林生态系统定位研究数据管理系统的研建

为了确保数据的安全性和发挥科研数据的利用效率，在全面了解会同森林生态系统定位研究站25年来的常规观测数据的基础上，确定湖南会同森林生态系统定位研究数据管理系统（Eco—DBMS）要完成的基本任务和要达到的总体目标，建立了标准地数据库、水文数据库、气象数据库、养分循环数据库．系统开发过程包括五个阶段：可行性分析、系统需求分析、系统设计、系统凋试、系统评价和维护；该系统可进行数据录入、查询、修改、统计、排序、系统维护、打印报表并生成子数据库，实现了对该数据库信息的管理．该系统可广泛用于森林生态系统定位研究的各个领域．     

南方杉木人工林可燃的负荷量预测模型伯研究

从森林资源和蔓延规律出发，用逐步回归法选取易测的林分因子为建模单元，通过多模型优化，确定了南方杉木人工林的树叶，小于0.6cm的树枝，枯枝叶，大于0.6cm的树枝和树干的可燃物负荷量预测模型；编制了5个组份的二元可燃物负荷量表；提出了杉木人工林各种类型可燃物负荷量的预测方法和数学模型。     

山脊防火林带透风系数的确定

调查研究了湖南省双牌县山脊防火林带，其林冠层透风系数为0．4177－0．5273，接近林带透风系数的最佳值0．45－0．50，林带冠层中，中间林道的相对风速最低，林带中设计林道，有利于提高林带的防火效益，模拟提出了山脊防火林带透风系数和疏透度的关系。     

五种植被恢复模式对邵阳县石漠化土壤理化性质的影响

通过野外土壤剖面调查和采集土壤样品,对比研究5种植被恢复模式(侧柏纯林、枫香+侧柏林、枫香纯林、湿地松+枫香林、湿地松纯林)下土壤理化性质,探讨不同植被恢复模式对邵阳县喀斯特地区土壤理化性质的影响。研究结果表明:5种植被恢复模式中侧柏纯林、枫香+侧柏混交林以及枫香纯林呈碱性,而湿地松+枫香混交林以及湿地松纯林生长速度快,7年生的湿地松平均胸径7.79 cm,平均高5.07 m,土壤呈酸性;土壤含水率较低,并相差不大,其中上坡位的枫香纯林土壤含水率最小,只有18.11%;土壤质量密度从大到小的顺序为:侧柏纯林、枫香纯林、湿地松+枫香混交林、湿地松纯林、侧柏+枫香混交林,土壤孔隙度则相反。土壤全P、全K、全Ca、全Mg、全Fe、Zn、Cd、速效N和速效K的含量在不同植被恢复模式中差异显著(p0.05),其中,土壤有机质和土壤全Ca的含量差异最为明显;不同植被恢复模式中的土壤全N、Cu、Mn、速效P的含量差异不显著,只与土壤的本底值有关。     

连栽红心杉土壤酶活性及其林木生长量研究

为了研究连栽对红心杉林木生长量和土壤酶活性的影响,笔者运用空间替换时间、相关性以及通径分析方法,对比第1(G1)、2(G2)、3(G3)代红心杉人工林的林木生长特性,探讨土壤酶活性对红心杉生长量的影响程度和机理。结果表明：红心杉的生长量随连栽代数的增加而降低;天然林以及第1、2、3 代红心杉林地中的脲酶活性随着土层的加深均显著降低(P＜0.05);磷酸酶和过氧化氢酶活性分别对红心杉的胸径和树高生长具有强烈的直接作用,直接通径系数分别为1.115 和1.085。连栽导致红心杉林木生长量和土壤酶活性逐代降低,且红心杉林木生长量受磷酸酶和过氧化氢酶活性影响较大。     

广州流溪河针阔混交林冠层对穿透水离子浓度的影响

2006年7月～2008年5月,在广州流溪河地区采集了70次空旷地降雨水样(雨量范围0.7～184.2 mm)和对应的马尾松-阔叶树混交林的林内穿透雨水样,用于分析当地的雨水酸化特征和林冠影响穿透水中主要离子浓度的作用规律.结果显示:(1)流溪河的酸雨率为64.29%.(2)林冠的缓冲作用使得穿透雨的pH值升高,但穿透雨的多数离子浓度高于林外降雨,表明有离子从林冠淋出或者淋洗.(3)对多数离子而言,冠层作用随雨水酸度变化存在一个转折点,即pH值<5.0或者(SO42++NO3-)>100 μeq·L-1时,冠层增加离子浓度的作用随雨水酸度增强而增加;而在pH值>5.0或者(SO42-+NO3-)<80 μeq·L-1时,穿透水离子浓度的冠层贡献率随雨水酸度减少而增加.(4)林冠层作用的月波动明显.在雨量较大的4～7月间,雨水中离子含量较小,冠层对穿透水离子浓度增加的贡献率小.(5)在单次降雨过程中,有些离子(尤其是NH4+、PO43-、NO2-、和NO3-)出现负淋溶现象,说明森林对这些离子具有吸附或者吸收作用.(6)混交林的林冠对穿透水中F-、Cl-、NO2-、NO3-、PO43-、SO42-、Org-C、NH4+、Al3+、Ca2+、Mg2+、K+、Na+的浓度增加贡献率年值分别为112%、288%、-8%、46%、28%、66%、222%、-35%、82%、413%、770%、790%和51%.     

南方杉木人工林可燃物负荷量预测模型的研究

从森林资源和蔓延规律出发 ,用逐步回归法选取易测的林分因子为建模单元 ,通过多模型选优 ,确定了南方杉木人工林的树叶、小于 0 6cm的树枝、枯枝叶、大于 0 6cm的树枝和树干的可燃物负荷量预测模型 ;编制了 5个组份的二元可燃物负荷量表 ;提出了杉木人工林各种类型可燃物负荷量的预测方法和数学模型     

林冠截留对杉木人工林生态系统物质循环的影响

根据1999-2002年连续4年的观测数据,对林冠截留在杉木林生态系统物质循环中的作用进行研究.结果表明:每年林冠截留降雨量267.0 mm; 林冠截留蒸发散量占杉木人工林总蒸发散量的27.2%,林冠截留水分的物理蒸发量占杉木林集水区水分输出的18.97%;林内净降水的营养物质为143.329 kg·hm-2a-1,比冠上大气降水输入的63.924 kg·hm-2a-1多74.905 kg·hm-2a-1,增加了117.2%; 林冠截留减少了到达林地表面和入渗土壤的水分,减少了集水区地表水和土壤漏水的输出,从而减少了营养物质的输出,可见,林冠截留是系统保存营养物质的重要机制之一.