基于非空间结构的浙江省毛竹林固碳潜力

在毛竹单株生物量模型及其林分特征的基础上,构建基于非空间结构的毛竹林固碳潜力模型,并阐述模型的生物学意义;应用Matlab提供的Linprog函数与Solve函数,对所建模型在满足约束条件下进行优化求解,结果表明,当1度竹、2度竹、3度竹和≥4度竹占毛竹样地总株数的百分比均为0.25,毛竹林分立竹度为4363株·hm-2,平均胸径为12.1691cm时,毛竹林碳储量达到最大,其值为42220.2149kg·hm-2;根据优化结果与2004年浙江省毛竹林结构现状,提出增加毛竹林固碳量的一些措施。     

浙江毛竹林分非空间结构特征及其动态变化

利用2004与2009年浙江省两期森林连续清查毛竹样地数据,应用因子分析、聚类分析、相关分析、多元方差分析及核密度估计方法,采用7个指标(样地生物量,样地株数,林分平均胸径,1,2,3和≥4度竹所占比例)描述毛竹林分非空间结构特征。结果表明:毛竹林分非空间结构特征的主导因素依次为年龄结构因子、样地生物量因子、林分平均胸径因子;浙江现有毛竹林老龄化问题较突出,林分中各龄级所占比极不合理,现有经营措施存在较大缺陷,从而使林分生产力衰退;样地株数较少时,林分平均胸径与样地株数几乎没有相关性,但随着样地毛竹株数的增加,表现出一定的负指数关系;影响毛竹林分生物量的主要因素依次是样地株数与林分平均胸径;7个指标中除3度竹所占比例没有显著差异外,其他指标都存在显著差异,使得毛竹林分非空间结构(由7个指标构成)在2004年与2009年存在显著性差异;平均胸径小于8.7 cm的林分随着毛竹的生长所占比重在减少,而平均胸径大于8.7 cm的林分在增加,这也说明2009年林分平均胸径比2004年显著增大,样地株数和林分生物量与林分平均胸径有类似的趋势。研究结果对毛竹林的可持续经营与固碳功能的提高有一定的参考价值。     

经营管理对森林土壤有机碳库影响的研究进展

森林土壤有机碳库在全球碳循环及减缓气候变暖中发挥着重要作用。施肥、火烧、采伐、林下植被管理、覆盖等营林措施改变了森林生态系统的生产力,显著影响了森林土壤的碳输入和碳输出。综述了主要营林措施对森林土壤有机碳库的影响及其机制,并探讨今后的研究重点。总体而言,施用有机肥、有机无机肥配施及生物质炭添加均可提高土壤有机碳含量。氮肥对土壤有机碳含量的影响存在增加、降低和无影响3种结果;火烧对土壤有机碳的影响取决于火烧后恢复时间、火烧温度、火烧强度、土层深度等因素;皆伐通过改变土壤温度、含水量、有机碳来源等因素,导致森林土壤有机碳含量下降;而间伐对土壤有机碳的影响则与间伐强度有关;去除林下植被及凋落物加快了土壤有机碳的分解,但林下植被的替代与添加则会提高土壤有机碳含量;覆盖提高了土壤有机碳含量,但导致有机碳稳定性下降。随着研究方法和观测手段的不断发展,今后应深入研究营林措施对土壤碳形态、结构和转化过程的影响;同时,更多关注人为管理和气候变化对森林土壤碳库产生的叠加效应。     

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     

太湖源林区水系源头水质时空变异与原因探析

位于浙江省临安市太湖源镇的太湖源水系属太湖流域苕溪水的主要水源地,其水质变化关系到下游杭嘉湖平原和江苏省太湖周边地区众多人口的饮用水质安全和生活用水质量。雷竹Phyllostachys praecox林地雷竹笋生产和森林旅游是太湖源镇的两大支柱产业。为监测当地水源水质和探明水质变化原因,对太湖源水系水质时空变化、成因及水质变化状况进行了研究,对水体中氮、磷及有机物质量浓度逐月进行测定分析。结果表明,源头水与其下游水之间水质随空间分布差异巨大;水中氮为严重污染物,其次为有机物。水中的铵态氮、高锰酸盐指数、可溶性有机碳和总磷等也因季节变化有较大波动。水质变化与当地雷竹笋生产和森林旅游及城镇居民生活废弃物排放等密切相关。     

土地利用变化影响土壤碳库特征与土壤呼吸研究综述

土地利用变化对生态系统碳循环和全球气候变化具有非常显著的影响。土壤碳库容量为大气碳库的2~3倍,土壤呼吸过程是土壤圈碳流入大气圈的主要途径。研究土地利用变化对土壤碳库与土壤呼吸速率的影响对于揭示生态系统对土地利用变化的响应机制及科学估算区域生态系统的碳汇功能具有十分重要的意义。综述了自然林地、人工林地、农业用地和草地等4种土地利用方式相互转化对土壤碳储量的影响,较详细地分析了土地利用变化对不同活性碳库（主要包括微生物量碳、水溶性碳、易氧化碳等）的影响,探讨了土壤呼吸速率对土地利用变化的响应及其机制,最后对该方向今后的研究重点做了展望。参69     

测树因子二元概率分布:以毛竹为例

应用二元联合熵函数,仿照一元最大熵函数的推导过程,构建测树因子二元最大熵概率密度函数,指出该函数实际上是二元多参数指数族分布,其幂是二维连续函数空间基的线性组合;一元与二元最大熵函数的构建可以得出:这种构建模型的方法可以推广到测树因子二元以上概率分布的情形;对二元最大熵函数与二元Weibull分布模型做对比分析,并指出前者具有更广的适应性;对已有二元函数如二元SBB函数与二元Beta函数做了概述,介绍SBB函数初值选取方法,并指出二元SBB函数能反映2个随机变量的相关程度;用二元最大熵函数、二元SBB函数与二元Beta函数分别测量浙江省域尺度毛竹胸径、年龄联合分布信息,结果表明前2者的测量精度非常高,都适合于描述毛竹胸径、年龄联合分布规律,回归离差平方和、R2与柯尔莫哥洛夫检验统计量依次为9.97677e-05,0.9960,0.99983;0.00084,0.96400,0.97998;二元Beta函数测量精度最低,函数初值选取与变量区间变换还有待于进一步研究。     

施肥对板栗林地土壤N2O通量动态变化的影响

2011年6月-2012年6月期间, 在浙江省临安市典型板栗林地进行施肥对土壤N₂O通量变化影响的试验研究。目的在于探明不同施肥处理下板栗林地土壤N₂O通量的动态变化规律,并探讨土壤N₂O通量和土壤环境因子之间的关系。试验设置4个处理:对照(不施肥)、无机肥、有机肥、有机无机混合肥。采用静态箱-气相色谱法测定了板栗林地土壤N₂O通量,并测定了土壤温度、水分、水溶性有机碳(WSOC)和微生物量碳(MBC)含量。结果表明:板栗林土壤N₂O通量呈显著季节性变化,最大值出现在夏季,最小值出现在冬季;而且,施肥处理显著提高土壤N₂O年均通量和年累积量;在整个试验期间,无机肥、有机肥和有机无机混合肥处理下土壤N₂O的排放系数分别达到0.96%、1.45%和1.29%。此外,施肥也显著增加了土壤WSOC和MBC的含量(P < 0.05)。不同施肥处理条件下,土壤N₂O通量与土壤5 cm处温度、WSOC含量间均呈极显著正相关(P<0.01),但与MBC含量之间的相关性不显著。土壤N₂O排放与土壤含水量间除对照处理外均没有显著相关性。综上所述,施肥引起土壤WSOC含量的增加可能是施肥增加板栗林地土壤N₂O排放速率的主要原因之一。     

人工高效经营雷竹林CO2通量估算及季节变化特征

利用涡度相关技术观测高效经营雷竹林生态系统的1a碳通量变化过程,初步计算分析了碳收支以及影响的环境因子。数据结果表明,雷竹林系统全年碳收支情况为碳汇,固碳能力小于毛竹林和杉木林,同时也小于水稻田和北方农田。全年净生态系统碳交换量(NEE)为-126.303Cg·m^-2·a^-1,生态系统呼吸(RE)为1108.845 Cg·m^-2·a^-1,生态系统总交换量(GEE)为-1235.15Cg·m^-2·a^-1。其中冬季(12月-2月)覆盖时为碳源,其余月份为碳汇。各月碳吸收量以11月最高,6月次之,呈双峰变化,碳排放量以1月为最高。计算全年平均固碳效率为11%,12-2月为负值,11月最高33%。生态系统呼吸呈单峰变化,以夏季最高,冬季覆盖提高地温后生态系统呼吸随之增加,全年RE受温度影响显著成指数关系。人工经营下温度是影响雷竹林CO₂通量过程的主要因素,同时大量有机物覆盖增加了碳排放。     

毛竹碳汇林营造初期林分非空间结构年际变化特征

在新造毛竹Phyllostachys edulis碳汇林内,设置80 m×100 m固定标准地,采用固定样地长期连续观测的调查方法,研究新造毛竹碳汇林在成林前(第1~5年)林分非空间结构动态变化规律及影响因子。结果表明:1新造毛竹碳汇林成林初期,立竹度、林分平均胸径及林分平均竹高是林分结构变化的主导因子,且随着造林后年限的增加,立竹度、林分平均胸径及林分平均竹高均在不断增加。2新造毛竹碳汇林在成林过程中,立竹度(N)随造林后年限(y)的增加而增加,并满足异速生长方程:N=17.214y2+309.21y-217.4,R2=0.981 1。3随着造林后年限的增加,新出毛竹的平均胸径逐年增大,新竹平均胸径(DBH)与造林后年限(y)的异速生长方程为:DBH=0.015 7y2+0.727 9y+1.598 0,R2=0.756 5。4每年新出毛竹的平均竹高(H)随着造林后年限(y)的增加而增高,其拟合方程为:H=0.108 5y2+0.429 9y+2.155 3,R2=0.723 2。