依据物联网的树干径流自动监测系统

针对森林水分监测中树干径流数据收集单一、不准确、严重依赖人力操作等问题,研究设计基于物联网的树干径流自动监测系统。系统由翻斗式传感器、数据采集和处理模块、无线通信模块、服务器、客户端等组成。嵌入式系统接受和储存翻斗式脉冲信号次数,利用4G无线网络将数据上传到服务器,通过上位机对原始数据进行处理,最终达到在手机或者电脑上直观读取数据。测试表明该系统长期在野外运行稳定、数据收集准确,节约了大量人力成本和时间。     

杉木人工林土壤碳库动态研究现状及展望

土壤有机碳(SOC)是陆地生态系统中最大的有机碳库,在全球碳循环中发挥着重要的作用。因此,土壤有机碳动态是生态系统碳循环研究中的关键。杉木人工林是我国亚热带主要的人工林,综述了杉木经营过程中土壤有机质动态变化研究现状,以及采伐、整地、炼山等人类活动对土壤有机碳库影响等相关研究。     

毛竹、杉木人工林生态系统碳平衡估算

采用CID-301PS光合测定仪,对湖南会同林区毛竹和杉木人工林土壤CO2排放动态进行观测,并结合现存生物量调查,对其生态系统碳平衡特征进行估算.结果表明:毛竹和杉木林生态系统碳贮量分别为144.3和152.52 t·hm-2,并且其碳贮量空间分布格局基本一致,土壤层是主要部分,其次为乔木层,凋落物层和林下植被层所占比例最小.毛竹林土壤层有机碳贮量占76.89%,乔木层占22.16%,凋落物和林下植被层分别占0.51%和0.41%;杉木林土壤层碳贮量占62.03%,乔木层占34.99%,凋落物和林下植被层分别占2.28%和0.70%.毛竹林和杉木林生态系统年固定CO2总量分别为38.87和26.95 t·hm-2a-1,但其每年以土壤异养呼吸和凋落物呼吸的形式排放CO2的量分别为24.35和15.75 t·hm-2a-1,毛竹林和杉木林生态系统年净固定CO2的量分别为14.52和11.21 t·hm-2a-1,折合成净碳量分别为3.96和3.07 t·hm-2a-1.     

中亚热带几种典型森林生态系统碳、氮储存功能研究

采用定位研究方法, 从生态系统服务功能角度, 对比研究了中亚热带区域7种典型森林生态系统碳、氮储存功能。结果表明, 次生常绿阔叶林碳、氮储存功能最强, 杉阔混交林碳、氮储存功能比同林龄的杉木纯林强, 而第1代杉木纯林碳、氮储存功能强于连栽杉木纯林。生态系统碳、氮储存功能空间分布基本一致, 土壤层是主要部分, 其次为乔木层, 然后是根系, 林下植被层和凋落层所占比例最小。相关分析表明, 土壤碳、氮储存功能与林下植被生物量、森林凋落物现存量之间都具有良好的线性关系, 但与地下部分生物量相关性不明显。     

毛竹林地土壤团聚体稳定性及其对碳贮量影响研究

通过对集约经营毛竹林地土壤团聚体的测定,结果表明毛竹林地3个土壤层次各粒径团聚体分布特征为>5 mm的含量在土壤团粒结构中占主导地位,占总团聚体的比例为26.39%~42.38%;其次为1~5 mm含量,占14%~18%;<0.25 mm的含量最小,占2.31%~6.73%。毛竹林土壤团聚体平均重量直径平均值为0.90 mm,并且随着土壤层次的增加有逐渐增加的趋势。毛竹林地土壤总有机碳的积累与0.25~3.15 mm土壤团聚体中有机碳含量呈显著相关,与>3.15 mm和<0.25 mm团聚体有机碳含量相关不显著。毛竹林地0~20 cm土壤层中,分布在>5 mm和3.15~5 mm粒径土壤团聚体中的有机碳比例分别为14.86%和11.26%,低于20~40 cm和40~60 cm土壤。这也说明,长期集约经营毛竹林后,林地土壤有机碳含量下降的主要原因可能是>5 mm粒径土壤团聚体有机碳含量下降。     

湖南会同县杉木人工林管理碳汇的核算研究

[目的]通过制定森林管理参考水平,计量并核算森林管理活动的合格净碳汇清除量。[方法]采用核证减排标准中农业、林业和其他土地利用项目的自愿碳标准,选取其中改善森林管理的项目方法学标准,并结合不可抗力及湖南会同县的杉木人工林林地资源现状,进行计量和核算湖南会同县杉木人工林的合格碳汇量。该方法学标准包括4个碳库,即地上部分、地下部分、枯死木和木质林产品。[结果]对30年生和23年生杉木人工林进行森林管理活动后,林分碳储量变化量和碳汇量都有明显增加。森林管理参考水平在考虑皆伐的碳排放后的净碳汇量为-82.79 t二氧化碳当量·hm~(-2),30年生和23年生的总碳汇量分别为441.00、715.46 t二氧化碳当量;实际合格总碳汇量分别为606.59、881.06 t二氧化碳当量。[结论]不同的森林管理采伐强度对30年生和23年生林分碳汇量的影响差异显著。本文分别基于湖南会同森林生态实验站第1代杉木人工林建立参考水平和生态站2代杉木人工林制定参考水平核算会同县杉木人工林碳汇量,结果是基于后者参考水平核算的会同县杉木人工林合格的碳汇量比基于前者参考水平核算的多30 t二氧化碳当量·hm~(-2)。     

杉木纯林、混交林土壤微生物特性和土壤养分的比较研究

本文于2005年5月份,在中国科学院会同森林生态实验站选择了一块15年生的杉木纯林和两块15年生杉阔混交林作为研究对象,调查了林地土壤有机碳、全氮、全磷、硝态氮、有效磷和土壤微生物碳、氮、磷、基础呼吸以及呼吸熵,比较了纯林和混交林土壤微生物特性和土壤养分.结果表明,杉阔混交林的土壤有机碳、全氮、全磷硝态氮和有效磷含量高于杉木纯林;在混交林中,土壤微生物学特性得到改善.在0(10 cm和10(20 cm两层土壤中,杉阔混交林土壤微生物氮含量分别比杉木纯林高69%和61%.在0(10 cm土层,杉阔混交林土壤微生物碳、磷和基础呼吸分别比杉木纯林高11%、14%和4%;在10(20 cm土层,分别高6%、3%和3%.但是,杉阔混交林土壤微生物碳:氮比和呼吸熵较杉木纯林低34%和4%.另外,土壤微生物与土壤养分的相关性高于土壤呼吸、微生物碳:氮比和呼吸熵与土壤养分的相关性.由此可知,在针叶纯林中引入阔叶树后,土壤肥力得以改善,并有利于退化森林土壤的恢复.     

杉木连栽根际土壤致害Fusarium oxysporum拮抗菌的筛选

尖孢镰刀菌萎蔫专化型(Fusarium oxysporumf.sp.vasinfectum,SF2)及其分泌的毒素是造成杉木连栽土壤中毒的重要因素之一,基于此,笔者从106株海洋微生物中筛选到23株具有拮抗SF2特性的菌株,在湖南会同杉木中心产区进行的室外盆栽试验结果表明,其中海洋细菌3728菌株能够在杉木根际土壤中定殖,抑制杉木致害菌的生长繁殖,促进了杉木幼苗生长,经鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。该研究对杉木人工林生产具有重要的理论与实践意义。     

通过杉木采伐迹地撂荒重建乡土维管植物多样性

撂荒为采伐迹地树种提供了更新机会,但是撂荒在用材林向天然林转化过程中的作用和机制 ,尚不清楚.该文比较分析了亚热带湖南会同林区,杉木采伐迹地撂荒10年而成的次生常绿 阔叶林、杉木人工林、老龄次生常绿阔叶林,3个演替阶段的维管植物多样性差别.结果显示,撂荒过程相对于杉木人工林过程有显著更高的物种丰富度、Shannon多样性和Srensenia 相似性距离,但是Pielou均匀度在乔木层、林下层以及各生长习性的比较中表现相似.NMS（非度量多元标度）排序揭示不同的演替阶段,无论乔木、灌木、草本还是藤本均有明显的分组现象,从杉木林林下植被演替到老龄常绿阔叶林,β多样性是增加的.进一步的回归分析检验了灌木、草本和藤本的物种组成单独对树种的更新没有显著的影响,但是其总的联合效应促进了本地树种的更新.实验证实,撂荒所致的物种变化不单纯是α多样性的改变同时还伴随了β多样性的增加,表明撂荒可作为多样性保护及天然林重建的一种手段.      

杉木纯林与常绿阔叶林土壤活性有机碳库的比较

森林土壤有机碳库占全球土壤有机碳库的70%,其贮量的微小变化, 都可显著地引起大气CO2浓度的改变.为了解森林类型转换对土壤活性有机碳库的影响,作者于2005年5月在中国科学院会同森林生态实验站采样分析了杉木纯林和常绿阔叶林0～10 cm和10～20 cm土层内土壤活性有机碳含量.结果表明,杉木纯林土壤微生物量碳、可溶性有机碳、自由态和闭锁态轻组有机碳含量均显著低于阔叶林土壤(P0.05).但各活性有机碳组分占土壤有机碳的比率没有规律;两种林分土壤的自由态、闭锁态轻组有机碳和重组有机碳含量与土壤有机碳总量均呈极显著的正相关(P0.01),而土壤微生物量碳、可溶性有机碳仅在常绿阔叶林下与土壤有机碳总量呈显著正相关;杉木纯林土壤各有机碳组分与土壤养分的相关性低于常绿阔叶林,且与全磷的相关性低于有效磷,这说明磷的有效性影响杉木纯林的土壤肥力.