增温对寒潮期间亚热带常绿阔叶天然林土壤呼吸的影响

全球变暖增加寒潮天气发生的频率和强度,影响土壤呼吸及其各组分,但有关增温和寒潮对亚热带森林土壤呼吸及其各组分的影响研究仍十分缺乏。通过壕沟法分离土壤呼吸,并利用土壤呼吸高频自动监测系统研究增温对寒潮期间亚热带常绿阔叶天然林土壤总呼吸、根呼吸与微生物呼吸的影响。结果表明：(1)寒潮发生时,对照和增温处理中土壤总呼吸速率分别显著下降45.93%和25.68%,土壤微生物呼吸速率分别显著下降51.25%和35.54%。但寒潮并没有影响增温处理中根呼吸速率,而对照处理中根呼吸速率在寒潮时显著下降39.72%。(2)观测期间,增温对总呼吸和根呼吸的日动态模式的影响在寒潮不同阶段具有明显差异,增温导致寒潮发生前后土壤总呼吸和根呼吸日峰值出现时间分别提前1,2 h,而寒潮发生时,对照和增温处理中土壤总呼吸和根呼吸的日峰值出现时间同步。(3)观测期间,增温后土壤总呼吸、根呼吸和微生物呼吸的温度敏感性(Q₁₀值)均下降,而根呼吸的Q₁₀值均高于微生物呼吸。因此,准确了解寒潮等极端天气下的土壤总呼吸、根呼吸和微生物呼吸的变化及其对增温的响应,对于提高气候变暖后土...     

六盘山森林土壤种子库与植被演替过程

以六盘山森林植被为研究对象,通过20多年的森林土壤种子库变化与植被演替过程的试验研究,分析了8种森林群落类型的不同生长年限、生长坡位、枯枝落叶层和土壤深度对土壤种子库形成过程的影响。结果表明:六盘山森林群落不同生长坡位,土壤种子库的储量坡中部>坡下部>坡上部;不同层次土壤种子库,枯枝落叶层远高于0-15 cm深土层,8种森林群落类型排序为华北落叶松林>油松林>华山松林>辽东栎林>山杨林>白桦林>灌丛>草地;土壤种子库储量高峰期,不同群落有显著差异,华山松林和油松林在林龄的30~40年,华北落叶松林在20年,辽东栎林、山杨林、白桦林在15~20年,灌丛和草地在10~20年,其森林群落生长年限与土壤种子库储量变化趋势呈拟合曲线,符合指数方程,相关性极为显著;土壤种子库物种组成丰富,草本和灌木植物远高于乔木树种,乔木树种仅有3~5种,但多数为外来入侵种,而在每一类型中出现频率最高的草地植物多为蒿类,灌木植物为柔毛绣线菊和沙棘,乔木为辽东栎树种。因此,在六盘山林区植被自然更新与合理演替的驱动种和先锋种草地植物为蒿类,灌木植物为柔毛绣线菊和沙棘,乔木为辽东栎,其次是华北落叶松、油松和华山松。     

海螺沟冰川退缩区原生演替序列植被碳氮储量动态

在贡嘎山海螺沟冰川退缩区,对植被原生演替序列,选择冰川退缩后第5,27,37,47,53,59,87,127,157年9个演替阶段为对象,进行了不同演替阶段的乔木、灌木、草本及植被总体生物量和碳氮储量调查。结果显示:随着演替时间的推进,植被总生物量呈波动性增加,从0.95 t/hm~2增至163.79 t/hm~2。植被不同层次中,乔木层生物量占活体植物总生物量的比例最大,达94.5%以上。不同演替阶段植被碳氮储量的变化与其生物量的变化相似。植被总碳、氮储量从演替初期到顶级群落波动性增加,分别从0.40 t/hm~2,0.01 t/hm~2增至88.45 t/hm~2,1.76 t/hm~2。不同演替阶段乔木层碳、氮储量分别为35.27～99.85 t/hm~2,1.11～1.99 t/hm~2,占总碳、氮储量的92.8%和93.4%以上,是不同演替阶段植被碳氮储量的主体。研究表明灌木层和草本层的碳氮储量对植被碳氮总储量的贡献较低。     

水土保持措施对土壤化学特性的影响

用物种多样性指数〔Shannon—wienner指数、Margalef’s指数、Simpson’s Doversity(l／Dominance)指数〕和均匀度指数(Evenness均匀度)和物种丰富度，对陕北黄土高原5种主要天然森林群落(油松林、山杨林、辽东栎林、白桦林、侧柏林)物种多样性进行了分析。结果表明，陕北黄土高原5种森林群落中山杨林物种多样性最高。植物生长型与物种多样性的关系表现为草本层的物种丰富度、多样性程度大于灌木层，灌木层大于乔木层；草本层均匀度与灌木层相差不明显，但二者显著大于乔木层。     

武夷山风景名胜区不同森林景观物种多样性特征研究

以武夷山风景名胜区植物群落调查样地资料为基础,运用物种丰富度、多样性指数及均匀度指数对构成该区森林景观的6类森林类型(马尾松林、杉木林、经济林、竹林、阔叶林和茶园)的物种多样性进行测定与分析。结果表明:6类森林景观不同生长型的物种丰富度存在差异,表现为灌木层物种丰富度较高,而乔木层与草本层物种丰富度较低,除个别森林类型外,各森林类型物种丰富度的垂直结构为灌木层>乔木层>草木层;不同森林景观类型的物种多样性亦存在较大差异,总体趋势为阔叶林>马尾松林>杉木林>竹林>茶园>经济林,符合物种多样性的一般性规律,即天然林景观>半人工林景观>人工林景观;基质景观天然马尾松林不同演替阶段的物种多样性随演替进展而逐渐增加。不同研究区物种多样性比较结果表明,武夷山风景名胜区具有较高的物种多样性。     

典型植物根系对紫色土化学属性和化学蚀变指数的影响研究

为探究植物根系形态对紫色土风化的影响,本研究以云南元谋干热河谷区典型植被（即锥连栎、华西小石积、牛筋草和裸地）覆盖条件下的紫色土为研究对象,以探明不同植被类型条件下不同土层根系分布的形态特征对各土层的养分含量和化学蚀变指数的影响。结果表明：裸地（CK）和乔木、灌木、草本覆盖下紫色土化学蚀变指数分别为：73.98~78.87、78.53~84.68、77.89~82.18、77.91~81.04,且均表现为随土层深度增加而降低。各植被的根系均集中分布于0~20cm土层,不同植物根系体积存在明显差异,乔木、草地和灌木覆盖下的根系体积较裸地相比,分别增加了145.17%、144.78%、74.98%,乔木、灌木和草本的根系表面积与裸地相比,分别增加了651.16%、610.79%、181.62%。土壤中养分含量随土层深度的增加而降低。随着土层深度的增加,SOM、AN、AP、AK含量呈降低趋势,裸地和乔木覆盖下的紫色土pH呈增加趋势,而草本和灌木覆盖条件下紫色土pH则呈相反趋势。基于相关性分析结果,表明土壤的CIA值与土壤SOM、AN含量呈显著正相关（P﹤0.05）,相关系数高达0.52、0.59;土壤pH、AP含量与土壤CIA值呈显著负相关（P﹤0.05）,土壤CIA值与根系体积、根系表面积呈极显著正相关（P﹤0.01）,相关系数高达0.69, 0.62。研究结果表明植物根系对于土壤的化学风化具有较明显的促进作用。     

闽粤栲群落凋落物持水量及其与群落结构的相关性研究

研究不同封育期闽粤栲群落优势度、物种数及凋落物持水量特征等结果表明 ,闽粤栲群落乔木层和草本层优势度近熟期均大于幼龄期 ,而灌木层则相反 ,其差异均达显著水平 ;每公顷凋落物干物质量和持水量近熟期均大于幼龄期 ,其差异均达显著水平 ;每公顷凋落物持水量和干物质量与乔木层优势度呈极显著正相关关系 ,而与灌木层优势度呈极显著负相关关系 ,在 90 %可靠性下每公顷凋落物持水量与草本层优势度、每吨干物质持水量和乔木层物种数均呈显著正相关关系 ;灌木层优势度与乔木层优势度呈极显著负相关关系 ,草本层优势度与乔木层优势度、每公顷凋落物持水量与每公顷凋落物干物质量均呈极显著正相关关系。     

太行山丘陵区群落演替进程中碳贮量变化特征

为了解植被演替过程中碳贮量分布格局,以太行山丘陵区典型群落为研究对象,采用样地调查法,对其生态系统碳贮量进行了研究.结果表明:(1)土壤碳密度随演替进程逐渐提高,其排序为:乔木阶段(58.3 t/hm2)＞灌丛阶段(43.1 t/hm2)＞草本阶段(20.47 t/hm2);(2)土壤活性有机碳含量随演替进程呈逐渐增高的趋势.其含量排序为:乔木阶段(0.94%)＞灌丛阶段(0.84%)＞草本阶段(0.34%);(3)在群落演替的过程中,植被碳贮量逐渐增加,栓皮栎群落最高,达40.30 t/hm2;草本群落阶段最低(1.34 t/hm2);灌木群落居中(8.26 t/hm2).在碳贮量构成中,乔、灌群落的乔木层碳贮量所占比重最高;草本层所占比例最小.草本层碳贮量所占比例随演替进程呈下降趋势.(4)生态系统碳总贮量随演替进程呈上升态势.由草本阶段的21.81 t/hm2,增加到灌木阶段的51.36 t/hm2,乔木群落阶段达到最大,为92.63 t/hm2.生态系统碳贮量增加约4.3倍.在碳贮量构成中,土壤碳储量所占比重最大.土壤碳贮量占总贮量的比重随演替进程呈下降趋势.     

宝天曼自然保护区栓皮栎林人工恢复与天然恢复效果比较

为比较宝天曼自然保护区内栓皮栎林人工恢复天然恢复的差异,采用样地调查法对相同恢复年限的栓皮栎人工林与天然次生林的物种组成、重要值、多样性指数和土壤性质等群落特征指标进行了比较研究。结果表明:(1)栓皮栎人工林群落具有维管束植物12科18属24种,次生林群落具有维管束植物27科40属48种,两个群落相似性较低(0.36);(2)栓皮栎次生林乔木层和灌木层物种的重要值比人工林低,乔木层和灌木层的物种数较人工林多;(3)栓皮栎人工林与次生林群落的乔木层、灌木层和草本层的Maglef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson和Pielou均匀度指数相比均较低,人工林的4个多样性指数大小依次为灌木层、草本层、乔木层,天然次生林指数大小表现依次为灌木层、乔木层、草本层;(4)栓皮栎次生林的土壤全氮、全磷、有机质含量比人工林均较高。研究表明在宝天曼自然保护区内,相同恢复的年限,栓皮栎天然次生林无论物种组成、多样性指数、群落结构和土壤理化性质均优于栓皮栎人工林,天然恢复比人工造林恢复效果好。     

格氏栲天然林与人工林土壤异养呼吸特性及动态

通过用静态碱吸收法对中亚热带福建三明格氏栲自然保护区内的格氏栲天然林和33年生的格氏栲人工林及杉木人工林的土壤异养呼吸进行为期2年的定位研究。结果表明，三种森林枯枝落叶层呼吸和无根土壤呼吸速率季节变化均呈单峰曲线，最大峰值出现在5月至6月，最小值出现在12月至1月。格氏栲天然林、格氏栲人工林和杉木人工林枯枝落叶层呼吸速率平均值分别为CO2 79．88、44．37和21．02mgm^-2h^-1，无根土壤呼吸速率平均值分别为CO2 217．4、85．85和94．04mg m^-2h^-1。2002年枯枝落叶层呼吸速率和无根土壤呼吸速率主要受土壤温度影响，但在极端干旱的2003年则主要受土壤湿度的影响。双因素关系模型（R=ae^bTW^c）拟合结果优于仅考虑土壤温度或土壤湿度的单因素关系模型，土壤温度和土壤湿度共同解释不同年份枯枝落叶层呼吸和无根土壤呼吸速率季节变化的82％～85％和85％～92％。不同森林枯枝落叶层呼吸对土壤温度和湿度的敏感性均高于无根土壤呼吸的。格氏栲天然林、格氏栲人工林和杉木人工林枯枝落叶层呼吸年通量分别为C3．76、2．63和1．23t hm^-2a^-1，无根土壤呼吸年通量则分别为C3．44、2．79和1．49t hm^-2a^-1。不同森林土壤异养呼吸通量的差异主要与枯落物数量和质量、土壤有机质数量和质量的差异有关。杉木林枯枝落叶层呼吸对干旱敏感性高于格氏栲（天然林和人工林）的，而人工林（杉木和格氏栲）的土壤有机C对干旱敏感性则要高于格氏栲天然林。     

等高反坡阶对滇中云南松林下碳储量及增量分配格局的影响

通过标准地调查和生物量实测相结合的方法,对布设等高反坡阶后滇中云南松林林下植被层和土壤层碳储量进行了估算,并分析了8 a后各层碳增量及分配格局。结果表明:（1）布设等高反坡阶后灌木叶、已分解凋落物及土壤层碳含量显著高于对照,对照和布设等高反坡阶处理下灌木层、草本层、凋落物层及土壤层碳含量变幅分别为441.2~484.4 g/kg,371.0~433.6 g/kg,70.4~458.5 g/kg,4.1~20.0 g/kg;（2）不同处理下林下植被层中凋落物层生物量最高,其次为灌木层、草本层,等高反坡阶处理下灌木层、草本层、凋落物层的生物量分别比对照显著高出8.17%,13.24%,9.29%,布设等高反坡阶显著提高了林下植被各层生物量;（3）林下植被层和土壤层碳储量表现为土壤层 > 凋落物层 > 灌木层 > 草本层,碳增量则表现为土壤层 > 凋落物层 > 草本层 > 灌木层,等高反坡阶处理下灌木层（高11.64%）、草本层（高15.63%）与土壤层（高50.74%）碳储量皆高于对照,灌木层、草本层、凋落物及土壤层碳增量与对照相比则分别增加了28.21%,27.17%,15.54%,34.92%。等高反坡阶可有效促进植物生长,提高林下植被层及土壤层碳储量的积累,因此人工造林时可因地制宜适度应用等高反坡阶措施,加快当地碳库及生态环境的恢复速率,提高云南松生态系统的生产能力。     

元阳梯田全福庄流域水源涵养林的植物多样性分析

元阳梯田已有1 200多年的历史,水源涵养林的存在对于梯田的延续具有重要的价值。为得到元阳梯田水源涵养林的植物多样性分布特征,对元阳梯田全福庄流域4种主要植被类型水源涵养林下的植物物种数量特征、物种丰富度、多样性、均匀度等多样性规律进行了标准样地调查。结果表明,研究区共有植物155种,隶属66科,其中,山茶科、禾本科、蓼科植物占有绝对优势,不同植被类型森林群落的优势种不同;物种丰富度大小为:次生常绿阔叶林>杂木林>次生落叶阔叶林>人工水冬瓜林;物种多样性特征表现为,乔木层:次生常绿阔叶林>次生落叶阔叶林>杂木林>人工水冬瓜林;灌木层:次生常绿阔叶林>杂木林>次生落叶阔叶林,人工水冬瓜林无灌木层分布;草本层:次生落叶阔叶林>人工水冬瓜林>次生常绿阔叶林>杂木林。植被分布的物种丰富度和均匀度对物种多样性存在交叉影响。     

甘肃兴隆山自然保护区森林演替对土壤肥力影响的评价

以黄土高原半干旱区森林群落为研究对象,从土壤物理、化学和生物化学因子出发,利用模糊数学和因子分析方法对甘肃兴隆山植物群落演替过程土壤肥力的变化特征进行了综合评价。结果表明:4类林分土壤综合质量由高到低依次是落叶阔叶林、针阔混交林、灌木林、针叶林。证明随着森林群落演替进展,土壤肥力呈降低趋势。解决当前该区针叶林土壤退化的主要措施是利用人为干扰来控制生态演替,以维持地力平衡和提高林地生产力。     

燕山山地华北落叶松人工林碳密度及分配特征

为了定量研究燕山山地不同林龄华北落叶松人工林的碳密度特征及其分配格局,为森林碳汇服务功能提升提供科学依据。以河北省木兰围场国有林场管理局新丰林场3种林龄(11,21,32a)华北落叶松人工林为研究对象,基于9块样地本底调查和27株标准木树干解析数据,采用标准木回归分析法、样方收获法、土壤剖面取样法和重铬酸钾—浓硫酸氧化外加热法等,获取不同林龄华北落叶松人工林的碳密度,分析了其特征及变化趋势。结果表明:不同林龄华北落叶松人工林生态系统总碳密度表现为32a(97.29t/hm~2)21a(90.56t/hm~2)11a(44.57t/hm~2),以土壤层和乔木层为主要碳库,二者之和所占比例高达52.59%~71.51%;随着年龄的增长乔木层碳积累能力逐步增强,11,21,32a华北落叶松人工林乔木层碳密度分别为14.27,38.57,42.37t/hm~2,且达到了显著性差异水平;3个林龄华北落叶松各器官的碳密度均表现为干枝根皮叶,各器官贡献率之间均达到了极显著性差异。其中,树干贡献率最大;随着林龄的增加,树干的碳密度分配比例增加,树枝、树叶、树皮的分配比例下降,而根系的分配比例相对稳定;林冠下层碳密度大小呈现出凋落物层草本层灌木层的规律,且随着林龄的增加而增加;0—60cm土壤层碳密度表现为随着土层的加深,碳密度逐步降低,表层有机碳含量最高,且随着林龄的增加而增加,不同林龄间存在显著性差异;选择胸径、树高两因素构建乔木层二元可加性碳密度预测模型效果较好。可见,华北落叶松人工林碳密度的变化主要受到其自身生长发育的影响。同时,也受到人工抚育产生的密度变化的影响。     

Topographic variation in heterotrophic and autotrophic soil respiration in a tropical seasonal forest in Thailand

Soil respiration is a carbon flux that is indispensable for determining carbon balance despite variations over time and space in forest ecosystems. In Kanchanaburi, western Thailand, we measured the soil respiration rates at different slope positions—ridge (plot R), upper slope (plot U), and lower slope (plot L)—on a hill in a seasonal tropical forest [mixed deciduous forest (MDF)] to determine the seasonal and spatial variations in soil respiration on the slope. The heterotrophic (organic layer and soil) and autotrophic (root) respiration was differentiated by trenching. Soil respiration rates showed clear seasonal patterns: high and low rates in rainy and dry seasons respectively, at all plots, and tended to decrease up the slope. Soil respiration rates responded significantly to soil water content in the 0–30?cm layer, but the response patterns differed between the lower slope (plot L) and the upper slope (plots R and U): a linear model could be applied to the lower slope but exponential quadratic models to the upper slope. The annual carbon dioxide (CO₂) efflux from the forest floor was also associated with the slope position and ranged from 1908?gC?m^?2?year^?1 in plot L to 1199?gC?m^?2?year^?1 in plot R. With ascending position from plot L to R, the contribution of autotrophic respiration increased from 19.4 to 36.6% of total soil respiration, while that of the organic layer decreased from 26.2 to 9.4%. Mineral soil contributed to 46.3 to 54.4% of the total soil respiration. Soil water content was the key factor in controlling the soil respiration rate and the contribution of the respiration sources. However, the variable responses of soil respiration to soil water content create a complex distribution of soil respiration at the watershed scale.     

太行山南麓不同植被类型土壤呼吸特征及其温度敏感性

[目的]探讨不同植被类型土壤呼吸特征及其温度敏感性,为陆地生态系统碳循环研究提供理论支持.[方法]以太行山南麓裸地、草地、灌丛、林地为研究对象,采用长期定位观测和室内化验分析相结合的方法,研究不同季节土壤水热因素、呼吸特征及其温度敏感性.[结果]不同植被类型的土壤温度变化较大,均表现为1月初最低,8月下旬最高,8月以后...     

云南金沙江流域不同植被类型水源涵养能力分析

通过对金沙江流域不同植被类型的林分截流、渗透性能、持水能力及径流进行测定分析,结果表明:(1)林分的层次不同,持水能力也有较大差异,其中乔木层针叶林>针阔混交林>阔叶林;灌木层是灌木林>阔叶林>针阔混交林>针叶林;草本层针阔混交林>灌木林>阔叶林>针叶林;枯枝落叶层阔叶林>针阔混交林>灌木林>针叶林.(2)渗透系数以阔叶林和针阔混交林较强,针叶林和灌木林较差.(3)地表径流的径流深、径流系数及泥沙量均以余甘子灌木林最高,不同植被类型的地表径流总体上是针叶林>灌木林>针阔混交林>阔叶林,阔叶林地表径流和泥沙量均很小,基本上没有侵蚀.     

太行山不同林型枯落物持水性及生态水文效应研究

研究了太行山不同林型枯落物物持水性及生态水文效应,结果表明:（1）灌丛和混交林未分解层占总厚度的一半以上,阔叶林和针叶林半分解层占总厚度的一半以上;枯落物总蓄积量大小排序为针叶林>混交林>阔叶林>灌丛,不同林型半分解层蓄积量均占总蓄积量一半以上,表明了高海拔枯落物分解速度比低海拔枯落物分解速度快。（2）不同林型枯落物半分解层和未分解层最大持水量、最大持水率、有效拦蓄率、有效拦蓄量和自然含水率随海拔的增加而增加,基本表现为针叶林>阔叶林>混交林>灌丛,并且未分解层高于半分解层;针叶林枯落物有效拦蓄能力最强,灌丛最弱,即高海拔拦蓄能力较强,低海拔较弱。（3）土壤容重随着海拔的增加而降低,依次表现为灌丛>混交林>阔叶林>针叶林;土壤总孔隙度、非毛管孔隙度和毛管孔隙度随海拔的增加而降低,其中毛管孔隙度在不同林型差异均不显著（p > 0.05）;土壤饱和含水量、有效调蓄空间、最大持水率、最大持水量和有效持水量随海拔的增加而增加,依次表现为针叶林>阔叶林>混交林>灌丛。（4）不同林型初渗速率与稳渗速率存在较好的幂函数关系,相关性分析结果显示土壤渗透性能与总孔隙度和非毛管孔隙度均为极显著正相关关系（p < 0.01）,其中,非毛管孔隙状况对土壤渗透性的影响更为显著。综合分析表明:太行山森林水源涵养能力随海拔的增加而增加。     

南方红壤区不同植被措施坡面的水土流失特征

植被是南方红壤区水土流失治理的主要措施,为了研究不同的植被措施对坡面产流产沙的影响,以及对坡面侵蚀的抑制效果,在福建省长汀县选择乔灌草、灌草、草本、农作物、乔灌、封山育林、经济林等各植被措施下的标准径流小区,通过观测各种植被措施坡面的产流产沙情况,分析比较各小区的水土流失特征。结果表明植被能较好地调控坡面地表径流和土壤侵蚀。不同植被措施下坡面产流产沙分异规律明显,相对裸地,盖度高的乔灌草、灌草、草本等措施的水土流失量最小,水土保持效果最为明显。在不同的降雨量条件下,不同植被措施的坡面水土流失情况也表现出显著的差异。因此,在未来南方红壤植被恢复与生态环境建设过程中,通过各种植被治理措施的逐步实施,对改善当地的生态环境和水土流失的防治具有重要的意义。