川西米亚罗亚高山原始暗针叶林土壤微量元素的空间变异性分析

目的 探究川西米亚罗亚高山原始暗针叶林土壤微量元素的空间异质性,为评价川西亚高山林区土壤质量、保护区域生态环境和研究生物多样性维持机制提供科学依据。 方法 在四川米亚罗省级自然保护区亚高山原始暗针叶林9.6 hm2（400 m × 240 m）动态样地,采用野外布点采样、实验室测定、经典统计学和地统计学分析相结合的方法,分析动态样地表层0～10 cm土壤微量元素铁（Fe）、锰（Mn）、铜（Cu）、锌（Zn）的空间异质性及其与土壤pH、有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK）之间的相关性。 结果 （1）米亚罗亚高山原始暗针叶林动态样地的土壤Fe含量均值为17.22 g·kg−1,Mn、Cu、Zn含量均值分别为423.09、4.33、47.91 mg·kg−1;（2）土壤Fe、Mn、Cu、Zn含量的高值主要呈斑块状分布在动态样地东侧高海拔区域,土壤Zn的空间分布较简单,连续性较强;（3）土壤微量元素含量的变异系数为29.76%～63.84%,其中,Fe含量的变异系数为29.76%,Mn含量的变异系数为63.84%。土壤微量元素含量的块基比值范围为0.08～0.50,土壤Mn、Cu呈现强烈的空间自相关性,土壤Fe、Zn呈现中等程度的空间自相关性;（4）除了土壤Cu与pH、土壤Zn与SOC、土壤Zn与TK之间的相关性不显著（P > 0.05）外,其它17对土壤性质之间均呈显著（P < 0.05）或极显著（P < 0.01）相关。 结论 川西米亚罗亚高山原始暗针叶林土壤微量元素Fe、Mn含量丰富,Cu、Zn含量较低。土壤微量元素Fe、Mn、Cu、Zn的空间分布表现出明显的空间自相关特征。土壤微量元素Fe、Mn、Cu、Zn与土壤pH、SOC、TN、TP、TK之间呈较为普遍的显著相关。     

川西亚高山暗针叶林优势树种对水分胁迫的反应

本项工作是对川西暗针叶林优势树种针叶含水量的季节变化、水势(Ψw)与相对含水量(RWC)的关系、蒸腾作用的生理调控、叶绿素含量的变化以及避旱的针叶适应指标进行测定,研究各种树种对水分胁迫的反应。结果证明:在同一生境下抗旱性强的树种(如鳞皮云杉)旱季含水量较高,因水势每单位降低而引起的相对含水量降低最小,叶绿素a的含量升高、叶绿素b的含量降低。同时相对蒸腾低,具有较小的比叶面积和较高的肉质化程度。抗旱性大小的顺序是鳞皮云杉>川西云杉>鳞皮冷杉。但随着海拔高度和季节的变化,3种树种抗旱性的种间和种内都有明显的差异。     

四川卧龙亚高山暗针叶林降水分配过程的氢稳定同位素特征

应用稳定氢同位素技术对四川卧龙巴郎山亚高山暗针叶林不同降水条件下3群落类型中降水、林冠穿透水和壤中流的变化动态进行跟踪研究。结果表明:降水δD与降雨量负相关显著(R2=0.456,p=0.043),降雨氢同位素存在显著的雨量效应。降水δD与林冠穿透水δD差异不显著(p=0.863)。壤中流δD与降水δD有明显差异(p=0.049),表明壤中流补给来源是降水,但不一定是当日当次降水直接补给。降水量的升高或降低引起壤中流δD升高或降低。当降水量0～10mm时,影响在降雨后第4天发生;当降水量在10～20mm时,影响在降雨第2～3天后发生;当降水量在20～30mm时,影响在降雨1～2天后发生。显示出亚高山暗针叶林对壤中流有显著的调控作用。降水δD与林冠穿透水δD的差值(用ΔδD表示)在3个不同群落中随着降雨量的增大呈现偏正态分布,当降水量在4.91～25.25mm时,ΔδD>0;当降水量<4.91mm及>25.25mm时,ΔδD<0;当降水量为12.65mm时,δD最大,这主要是林冠层蒸散过程和大气降水过程相互作用的结果。     

川西亚高山暗针叶林恢复过程中群落物种组成和多样性的变化

以立地条件相似的原始暗针叶老龄林作为对照,采用空间代替时间的方法,在海拔3 100～3 600 m 的阴坡、半阴坡,对50块标准地进行调查,对川西亚高山箭竹原始暗针叶老龄林和藓类原始暗针叶老龄林经采伐后形成的不同恢复系列(20、30、40 和50 年) 次生林群落物种组成和多样性动态进行研究.共记录维管植物167 种,隶属于44 科117 属;次生林物种种类差别不大,但优势种重要值随森林恢复不断发生变化,20、30、40和50年生次生林群落的优势种为红桦,而160～200 年生的原始暗针叶老龄林优势种为岷江冷杉;随着森林的恢复,物种丰富度显著增加,30～40 年之间物种丰富度上升最快,到原始暗针叶老龄林时显著下降,不同生长型物种丰富度为草本层＞灌木层＞乔木层;均匀度指数在40 年生次生林最大,箭竹红桦林40 年后均匀度指数相对稳定,藓类红桦林在50 年时有所下降,到藓类原始暗针叶老龄林略有增大,乔木与灌木层以及乔木与草本层之间均匀度指数差异显著,而灌木与草本层间差异不显著;Shannon 指数随次生林恢复时间的增加呈增大的趋势,箭竹红桦林最大值出现在50 年生的林分中,为3.796 7, 藓类红桦林最大值出现在30 年生的林分中,为3.654 3, 原始暗针叶老龄林Shannon 指数大小介于次生林之间;群落优势度指数先是随着恢复年限增加而减小,随后又逐渐增大,乔木层与群落优势度指数变化趋势相似,但变化的幅度较大,藓类红桦林比箭竹红桦林乔木层优势度提前20 年降低到最小值;除优势度指数以外,其他指数在不同恢复系列间差异显著,而在2 种次生林类型间差异均不显著;随着林龄的增大,次生林与原始暗针叶老龄林间的Bray-Curtis 指数也有增大的趋势.     

川西亚高山暗针叶林及其采伐次生林林下分层谱系结构

【目的】研究川西亚高山不同演替阶段森林群落的林下乔灌草层次谱系结构及对其驱动的生态学过程,为川西林区森林生物多样性保护与生态系统修复提供理论依据。【方法】利用川西亚高山原始暗针叶林(以下简称原始林)及其在1950—1969年和1970—1989年采伐后形成的天然次生林(以下简称次生林)的林下(不包括主林层,因其树种组成相对单一)乔灌草群落生态学调查资料,基于APGⅢ谱系框架,构建不同演替阶段森林群落的乔灌草系统发育树,选用广泛使用的谱系多样性指数——净亲缘指数(NRI)和最近类群指数(NTI),量化和评估不同演替阶段林型的乔灌草分层谱系结构及对其驱动的生态学过程。【结果】原始林亚林层物种组成谱系离散(NRI 0; NTI 0),即共存物种亲缘相疏,而原始林其他层次(草本层、灌木层与小乔木层)物种组成倾向于谱系聚集(NRI 0; NTI 0),即共存物种亲缘相近; 2个不同采伐年代形成的次生林的草本层和亚林层的谱系结构呈现出林型间相似但层次间相反的模式(草本层:谱系离散;亚林层:谱系聚集),灌木层和小乔木层则表现为层间相似但林型间相反的模式(1950—1969年:谱系聚集; 1970—1989年代:谱系离散);不同演替阶段森林群落的林下乔灌草NRI与NTI均极显著正相关(0.698≤R2≤0.769,P 0.001);不同演替阶段森林群落的林下乔灌草分层谱系结构(NRI与NTI)与物种多样性(香侬多样性指数H')的关联分析绝大部分未通过显著性检验,但林下乔灌草谱系结构与H'的局部多项式回归分析发现,原始林和1970—1989年采伐后次生林中的H'与NRI、H'与NTI的相关变化趋势表现出相似的波峰-波谷变化模式。【结论】川西亚高山原始暗针叶林及其采伐次生林的林下乔灌草层次谱系结构在层次间和林型间存在差异性。环境过滤是驱动原始林中草本层、灌木层和小乔木层物种谱系组成的主要生态学过程,竞争互斥则塑造亚林层中的物种谱系组成。次生林的林下乔灌草层次谱系结构及对其驱动的生态学过程大致与原始林相反,表现为环境过滤主导亚林层的谱系结构,竞争互斥主导草本层的谱系结构。川西亚高山不同演替阶段森林群落的林下乔灌草层次谱系多样性与物种多样性相互独立。     

川西亚高山针叶林林窗边界木特征的研究

为探讨川西亚高山针叶林边界木树冠对林窗干扰的响应,对王朗自然保护区的这一植被类型进行了调查,分析了该类型森林中边界木的数量、树高、胸径和偏冠率的分布。结果表明：一些林窗的个别边界木个体较小,但大多数边界木个体与群落乔木层中主要树木的个体大小相一致,一个林窗中边界木的平均高度可以用来表示林窗的高度;约1／5的边界木未出现偏冠现象,绝大多数边界木的偏冠率在0．5～0．7之间(占61．72％),不同树种间的偏冠有显著差异;单个林窗的边界木最少为5株,最多为17株,平均每个林窗拥有9．51株边界木。     

岷江上游亚高山针叶林植被恢复研究综述

对岷江上游亚高山针叶林植被恢复的背景、生态学理论,树种选择及生物多样性、土壤、水文效益评价进行了综述,并就目前亚高山植被恢复研究中存在的问题提出了建议。     

四川亚高山暗针叶林的起源及其基本特征的研究

本文根据古地理变迁和古植物资源，应用多学科观点和理论，对四川暗针叶林起源的时代、来源，扩展以及四川暗针叶林的基本特征进行了系统的分析和论述，进一步阐明了四川暗针叶林本地起源的观点，同时分析指出生态因子的骤变和补偿作用，是促进四川暗针叶林形成、发展和繁荣的重要原因。     

四川卧龙亚高山暗针叶林土壤水的氢稳定同位素特征

根据2003年夏季测得的四川卧龙自然保护区亚高山暗针叶林地区3个不同群落的降水、土壤水、浅层地下水(泉水)氢稳定同位素含量(δD),分析土壤剖面各层次土壤水氢稳定同位素的变化规律及其与水分迁移的关系.结果表明:1)土壤表层(枯枝落叶层)水δD受降水δD的直接影响,并且与降水δD有相同的变化趋势;2)A、B、C群落土壤垂直剖面的土壤水δD空间分布形式反映了降水δD的时间变化特征.0～20 cm上层土壤水δD值很低,20～40 cm时迅速升高,50～60 cm时基本稳定,50～60 cm深层土壤水δD受浅层地下水δD的影响增强;3)土壤水δD介于降水δD与浅层地下水δD之间,表明卧龙亚高山暗针叶林土壤水源于降水与浅层地下水.在一次性降水14.8 mm后5天内,降水对枯枝落叶层的贡献率最高为75.49%～99.91%,对0～5 cm土壤水的贡献率次之为66.68%～83.01%,对30～40 cm土壤水的贡献率为24.50%～80.57%,对50～60 cm土壤水贡献率最低为21.22%～29.17%;4)浅层地下水δD受降水δD的直接影响不明显,变化幅度很小,浅层地下水δD的稳定性说明地下水代表了多年降水的平均状态.     

川西亚高山针叶林与针阔混交林凋落量及养分归还动态

本文选择川西亚高山针叶纯林和针阔混交林作为研究对象,并于2007年7月～12月采用收集框法研究了森林凋落物量以及N、P、K养分归还量。结果表明,混交林凋落量(2 090.47 kg·hm-2)比针叶林凋落量(1 189.59kg.hm-2)高出43%,林分凋落动态和归还动态呈单峰型,其高峰都出现在10月份。混交林中阔叶对凋落量的贡献达69%。同时,阔叶的养分归还量大于针叶的养分归还量。混交林和针叶林养分归还量都表现为N﹥K﹥P,针阔混交林凋落物养分归还量大于针叶林。在川西亚高山地区针阔混交林比针叶纯林具有更强的自肥能力。     

岷江上游亚高山暗针叶林的生物量碳密度

利用森林资源连续清查的样地数据,基于生物量与蓄积量之间的关系模型,估测岷江上游亚高山暗针叶林地上部分生物量碳密度、碳密度年增长率及其随林龄、海拔和坡向变化的分布规律.结果表明:岷江上游暗针叶林的成熟林、过熟林生物量碳密度较高,中龄林、幼龄林生物量碳密度较低,成熟林、过熟林生物量碳密度高于全国平均水平,而中龄林和近熟林低于全国平均水平,幼龄林与全国平均水平相近;中龄林生物量碳密度年增长率最大,为1.3%,其次为过熟林,生物量碳密度年增长率为0.8%,幼龄林生物量碳密度年增长率最小,为0.7%;海拔3600～3800m处生物量碳密度最大,明显高于其他海拔区段;海拔3000～3400m处生物量碳密度年增长率最高,为1.03%;半阴坡和半阳坡的生物量碳密度高且年增长率最大,其次是阴坡,阳坡生物量碳密度低,年增长率最小;过去20多年,岷江上游暗针叶林生物量碳密度呈现逐年增加的趋势,1997-2002年,生物量碳密度年平均增长率为1.15%,高于其他调查期间碳密度年增长率.     

川西米亚罗林区森林恢复的影响因子分析

地处青藏高原东南缘的川西亚高山林区,地形复杂,新构造运动活跃,岩体松散,地震频繁,是一个生态环境非常脆弱的地区。川西亚高山暗针叶林是该区主要的森林类型,这些森林集中分布于金沙江、雅砻江、岷江、大渡河等流域及其支流,是我国西南高山林区水源涵养林的重要组成部分。20世     

贡嘎山暗针叶林生态系统枯落物截留特征研究

充分考虑不同林型下枯落物的特性和降雨特性,采用现场模拟方法观测枯落物截留,以浸水法观测枯枝落叶层的最大持水量,观测了贡嘎山不同演替阶段的暗针叶林群落林内枯落物的截留特征.结果表明,贡嘎山暗针叶林生态系统中不同群落的枯落物截留降水量与林外降雨量有不同程度的线性相关关系,而林内降雨量与枯落物截留量之间存在幂函数关系.同林型内,由于枯落物数量与组成成分、分解程度等不同,其持水能力也存在着较大的差异:过熟林中枯落物吸水饱和时间最短,最大持水率最低,枯落物与林下厚厚的苔藓层混杂在一起,截留水分的能力相对较弱;幼龄林中枯落物饱和需要时间最长,最大持水率也最高,对林下降雨的再分配作用也相应最大.同时,枯落物层的截留作用及截留量的大小,除去枯枝落叶层的数量和质量外,与枯落物的湿润程度相关.     

川西亚高山箭竹-岷江冷杉原始林优势树种的空间格局分析

箭竹-岷江冷杉林是川西亚高山暗针叶林的重要类型,研究其优势树种的空间分布格局和空间关联性对其恢复和保育具有参考意义。采用林木定位调查法,分别用Ripley’s L(t)和L12(t)函数分析群落中优势树种的空间分布格局和空间关联。结果表明:群落的优势树种为岷江冷杉(Abies faxoniana)、红桦(Betula albosinensis)和云杉(Picea asperata),群落层次结构分明。3个优势树种在小尺度上均为聚集分布,其分布格局随尺度增大而变化。岷江冷杉种群在0~11m的尺度上呈聚集分布,而在11~20m的尺度上呈随机分布;红桦种群在0~14m的尺度上呈聚集分布,而在14~20m的尺度上呈随机分布;云杉种群在0~20m尺度上均呈聚集分布。3个优势树种间的空间关联性在0~20m尺度上均呈显著的相互独立关系,表明它们相互之间作用微弱。     

川西亚高山森林岷江冷杉树轮碳稳定同位素对气候要素的响应

利用四川卧龙亚高山暗针叶林岷江冷杉树木年轮样本资料,建立树轮宽度年表,对比宽度年表,提取树木年轮(简称树轮)碳稳定同位素(δ13C)序列和去趋势序列(DS),研究岷江冷杉树轮碳稳定同位素序列对气候要素的响应关系.结果表明:岷江冷杉(1904-2009年)树轮碳稳定同位素变化范围为-23.33‰～-26.31％‰,平均值为-24.91‰,变异系数为-0.025;相关分析表明,岷江冷杉δ13C序列(DS)与前一年11月和当年1月的月平均气温显著正相关(P≤0.05),与前一年1月和当年2,11月的月平均气温极显著正相关(P≤0.01),冬季平均气温对岷江冷杉树轮碳稳定同位素的响应最为敏感,是研究过去环境变化的良好载体,与当年1月降水量显著正相关(P≤0.05),与全年的月平均相对湿度相关性不显著(P≥0.05).     

Diurnal Variations of Greenhouse Gas Fluxes from Mixed Broad-leaved and Coniferous Forest Soil in Dinghushan

The atmospheric concentrations of CO2, CH4 and N2O,which are the most important greenhouse gases inthe atmosphere, have been increasing withunprecedented rates since the time of the industrialrevolution, mostly owing to human activities.Currently, annual increases of the CO2, CH4, andN2O concentrations in the atmosphere are 1.5 mL/m3,4.0 μL/ m3, and 0.8 μL/ m3, respectively (IPCC, 2001,1995). The increase of greenhouse gases in theatmosphere may lead to global climate change, whichcou…