基于GA-BP神经网络的雷竹林CO2浓度反演

【目的】研发竹林气象因子采集系统,分析雷竹林CO₂浓度与温湿度等气象因子之间的关系,探讨基于GA-BP神经网络的雷竹林CO₂浓度反演模型（简称GA-BP模型）,为竹林碳储量、竹林增汇、竹林固碳能力等研究提供基础数据。【方法】根据微气象学相关原理、方法及森林碳通量动态感知的需求,设计基于嵌入式的森林碳通量数据远程实时监测系统,该监测系统以成熟雷竹林为监测对象,进行为期2个月（2019年10—11月）的气象数据监测;在此基础上,提出GA-BP模型。【结果】根据GA-BP模型和BP模型反演的结果可知：GA-BP模型反演结果的决定系数R²为0.86,比BP模型的R²（0.79）提高了0.07;平均绝对误差为8.12 mg·m^-3,比BP神经网络下降2.79 mg·m^-3。GA-BP模型相较于BP网络具有更稳定的反演性能和更高的反演精度。【结论】可以利用竹林气象因子采集系统获取相关气象数据;基于CO₂浓度与温湿度等气象因子之间的相关性,本研究提...     

温带次生林涡动协方差与清单法碳通量交互对比

【目的】明确东北温带次生林长期CO₂通量与地面碳过程及其不确定性,为提升森林碳通量测算精度提供方法支撑。【方法】选择帽儿山站典型天然次生林,基于2008—2018年涡动协方差(EC)法连续监测的CO₂通量、2008—2019年清单法测算的地面净初级生产力(NPP)和净生态系统生产力(NEP)以及土壤呼吸监测数据,评估2种方法测算CO₂通量的不确定性来源,并比较二者是否具有一致性。【结果】1) EC法测算的11年间平均CO₂净交换量(NEE)为-1.57±0.64t·hm^-2 a^-1,总初级生产力(GPP)为13.56±1.48 t·hm^-2 a^-1,生态系统呼吸通量(Re)为12.00±1.38 t·hm^-2 a^-1,三者不确定性分别为0.47、0.90和1.37 t·hm^-2 a^-1,相对不确定性分别为29.9%、6.6%和...     

基于数字影像的北京松山森林物候模拟及其与气象因子的关系

【目的】探究温带落叶阔叶林物候变化及其与气象因子的关系，提高植被固碳模型和区域碳固定模拟的准确性。【方法】以北京松山落叶阔叶林为研究对象，基于2019年数字相机时间序列数据提取相对绿度指数（Gcc）,采用Pearson相关分析方法分析其与气象因子的关系。将Gcc和SRS-NDVI测量仪测定的归一化植被指数（NDVI）数据与生态系统总初级生产力（GPP）通量数据拟合估算出的物候指标作对比，分析其差异性。【结果】观测期间，Gcc与空气温度（T_a）、土壤温度（T_s）、土壤体积含水量（SWC）、光合有效辐射（PAR）、饱和水气压差（VPD）和降雨量（P）的Pearson相关系数分别为0.88、0.86、0.29、0.45、0.65和0.25。Gcc、NDVI、GPP提取的生长季开始时间（SOS）分别为第129、116、110天，生长季结束时间（EOS）分别为第277、277、283天，生长季长度（LOS）分别为148、162、173天。【结论】植被生长主要受温度、光合有效辐射、饱和水气压差影响，降雨对相对绿度指数具有“触发”作用。与通量数据提取的物候...     

欧美杨人工林生态系统净碳交换对环境因子响应的时滞

【目的】定量研究欧美杨人工林生态系统净碳交换(NEE)对环境因子响应的时滞现象,为提高生态系统碳源/汇量的估算准确性提供科学依据。【方法】应用涡度相关技术,结合微气象观测系统,对北京市顺义区欧美杨人工林NEE和环境因子进行连续动态观测,获取2014年生长季(4—10月)NEE、空气温度(T_a)、5 cm深处土壤温度(T_5)、光合有效辐射(PAR)、饱和水汽压差(VPD)和25 cm深处土壤体积含水量(VWC_(25))观测数据,采用回归分析与小波互相关分析相结合的方法定量研究NEE与环境因子的时滞关系;以决定系数(R~2)、林氏调和系数(LCCC)和均方根误差(RMSE)作为评价指标,利用偏相关分析和主成分分析方法分析时滞现象对NEE与环境影响因子之间关系的影响。【结果】PAR是影响NEE变化的主导因子;由于该生态系统地下水位高,水分供给充足,VWC_(25)对NEE没有显著影响(P=0.151 5);白天NEE与PAR同步变化,比T_a、T_5和VPD分别提前2.5、2和2.5 h达到峰值(时滞),夜间NEE与环境因子没有确定的时滞关系;消除时滞现象后,NEE与T_5的线性关系由不显著(P=0.224 8)变为极显著(P=0.005 1);主成分分析表明,对数回归模型可以更准确地描述NEE与环境因子间关系,消除时滞后模型的R~2和LCCC分别提高8.1%和2.0%,RMSE降低0.417μmol·m~(-2)s~(-1)。【结论】欧美杨人工林生态系统NEE日动态变化受T_a、T_5、PAR和VPD控制,白天时滞现象明显,消除时滞现象可以有效提高NEE模型拟合精度。     

北京密云油松人工林碳通量组分季节变化及其对环境因子的响应

【目的】量化人工林生态系统碳通量组分，探明环境因子对碳通量组分的调控作用，以提高人工林生态系统碳汇功能评估的准确性，为进一步认识气候变化背景下环境因子对人工林生态系统碳循环过程的调控作用提供参考。【方法】以北京市密云区油松人工林生态系统为研究对象，采用涡度相关法(EC)测定油松人工林生态系统净碳交换量，同时对空气温度(T_a)、饱和水汽压差(VPD)、光合有效辐射(PAR)和土壤水分(SWC)等环境要素进行原位连续监测，分析人工林生态系统碳通量组分季节变化特征及其与环境因子的响应关系。【结果】北京密云油松人工林2021年累积生态系统总生产力(GEP)为315 g·m^-2，呼吸强度(RE)为291 g·m^-2，净生产力(NEP)为24 g·m^-2。GEP和RE在生长季(4—10月)较高，非生长季接近0 g·m^-2。日GEP、RE和NEP最大值分别为4.7、3.3和3.1 g·m^-2。月最大净光合速率在生长季呈单峰型变化，最大值出现在7月。在生长季和生长旺期，N...     

阿克苏市灰枣园净生态系统碳交换特征及其对气象因子的响应

为了解枣园与大气之间净生态系统碳交换(NEE)特征,运用涡度相关系统、小型自动气象站及HemiView冠层分析系统分别对2017年阿克苏市郊区灰枣园CO2通量、气象因子及叶面积指数进行观测,研究了枣园NEE变化特征、NEE和叶面积指数及气象因子之间的日动态相关性。结果表明:NEE日动态为“U”形曲线。白天NEE为负值,表现为碳吸收,夜间NEE为正值,表现为碳排放。枣园各生育期的晴天与阴天NEE变化特征基本一致。枣园各生育期按照NEE及阶段NEE强度由高到低排序依次为果实发育期、果实成熟期、花期、萌芽期。枣园全生育期叶面积指数和气象因子按照与枣园NEE的相关性由高到低排序依次为叶面积指数、相对湿度、空气温度、光合有效辐射、饱和水汽压差。果实发育期碳交换速率和NEE最大,因此在枣树果实发育期应保证水分和无机盐的供应,对枣园NEE影响最大的因素是叶面积指数。     

文山国家级自然保护区不同海拔地带性植被的土壤微生物生物量碳氮分布特征

【目的】探究文山国家级自然保护区土壤微生物生物量碳氮沿海拔地带性植被的分布特征及其关键调控因子,为理解亚热带森林土壤碳氮循环过程及其调控机制提供基础数据参考。【方法】以保护区低海拔亚热带季风常绿阔叶林、中海拔半湿润常绿阔叶林和高海拔中山湿性常绿阔叶林3种典型地带性植被类型为研究对象,采用氯仿熏蒸法研究土壤微生物生物量碳氮含量沿海拔和土层的变化,并运用偏Mantel检验、Fourth-Corner方法解析植被多样性、土壤性质与微生物生物量碳氮之间的关系。【结果】1)土壤微生物生物量碳氮含量的海拔变化差异显著（P<0.05）。3个地带性植被群落的土壤微生物生物量碳氮含量随海拔升高呈增加趋势,即亚热带季风常绿阔叶林(15.75和2.84 mg·kg^-1)<半湿润常绿阔叶林(28.05和4.95 mg·kg^-1)<中山湿性常绿阔叶林(41.61和7.80 mg·kg^-1)。2)各地带性植被带土壤微生物生物量碳氮含量均随土层加深而呈显著的减小趋势（P<0.05）,0～10 cm土层微生物生物量碳氮含量分别是...     

兼顾碳汇和木材生产的长白落叶松人工林最优轮伐期

【目的】针对当前人工林经营重木材收益、轻碳汇效益的问题,探究兼顾碳汇和木材生产的人工林最优轮伐期,为人工林多目标经营提供理论依据。【方法】以黑龙江省东北林业大学帽儿山实验林场35块长白落叶松人工林样地为研究对象,以Faustmann-Hartman模型为基础,综合考虑乔木层生物量碳库、生物质能源碳库、采伐剩余物碳库和木材产品碳库,构建长白落叶松人工林碳汇木材复合经营的最优轮伐期确定模型;设计4种模拟情景,情景1考虑木材收益、生物质能源收益和经营成本,情景2—4分别在情景1的基础上依次加入乔木层生物量碳库、采伐剩余物碳库和木材产品碳库,对各模拟情景分别量化不同碳价格、贴现率、枝叶生物质能源比例等因素对长白落叶松人工林最优轮伐期、木材产量、碳汇量以及林地期望值的影响。【结果】基准情景下(碳价格100元·t^-1,贴现率5%,枝叶生物质能源比例20%),林地期望值整体随林分年龄增加呈先增加后减小的趋势,可采用二次多项式进行模拟(R■> 0.60)。情景1—4的最优轮伐期均为35年,其所对应的林地期望值分别为50 288、53 638、53 263和53 071元·h...     

森林生态系统气体调节服务季节动态

基于中国陆地生态系统通量观测研究网络（ChinaFlux）3年（2005．2007年）的观测数据,研究了千烟洲中亚热带人工林（QYF）和长自山温带混交林（CBF）的气体调节通量动态和气体调节价值累积过程。本文将气体调节服务区分为植被气体调节服务和净生态系统气体调节服务。采用碳税法、造林成本法和工业制氧法对气体调节服务价值化,研究表明气体调节通量具有显著的季节变化。千烟洲人工林和长白山混交林植被的日均CO2吸收量分别为82．00kg&#183;hm^-2&#183;d和59．37kg&#183;hm^-2&#183;d,对应的O2通量分别为59.65kg&#183;hm^-2&#183;d和43．19kg&#183;hm^-2&#183;d。千烟洲人工林和长白山混交林的植被气体调节价值累积过程曲线均为S型,年均植被气体调节服务价值分别为14342．69元&#183;hm^-2和10384．18元&#183;hm^-2。就净生态系统气体调节服务而言,千烟洲人工林全年各月均表现为CO2的净吸收和O2的净释放,而长白山混交林则主要在5-9月表现为CO2的净吸收。千烟洲人工林的净生态系统气体调节价值累积过程曲线为S型,而长白山混交林则为单峰型。千烟洲人工林和长白山混交林的年均净生态系统气体调节服务价值分别为8470．52元&#183;hm^-2和5091．98元&#183;hm^-2。植被气体调节服务和净生态系统气体调节服务主要发生为5-10月。     

基于机器学习算法的华中天然林土壤有机碳特征与关键影响因子

【目的】比较4种机器学习算法在模拟华中地区3种典型天然林土壤有机碳含量上的表现,筛选最优模型算法,明确影响该地区天然混交林土壤有机碳富集与空间分布的关键气候环境因子,为森林土壤有机碳分布格局研究提供技术参考。【方法】以华中地区3种典型天然林（常绿针叶混交林、落叶阔叶混交林和常绿阔叶混交林）为研究对象,引入4种机器学习算法（支持向量机、人工神经网络中的多层感知器、随机森林和分位数回归森林）,模拟0～60 cm土层土壤有机碳含量,比较模型解释量及表现稳定性,筛选最优模型算法。【结果】4种机器学习算法均能成功模拟天然林0～60 cm土层土壤有机碳含量,多层感知器、随机森林、分位数回归森林模拟结果明显优于支持向量机,其中随机森林模型表现最稳定,决定系数最高达0.620。母质、土壤密度、孔隙度、地理位置、海拔、植被和水分亏损情况等共同影响华中地区天然林0～60 cm土层土壤有机碳含量,但显著影响表层（0～20 cm）、中层（20～40 cm）与深层（40～60 cm）土壤有机碳含量的因子并不一致且影响机制不同。在0～20 cm土层,显著影响因子最复杂,除土壤密度以外,土壤孔隙度、地形、植被和气候...     

长白落叶松解析木数据参数化3-PG模型

【目的】验证解析木数据参数化3-PG模型的可行性,利用解析木数据标定的模型预测长白落叶松人工林生长变化,为扩展参数化3-PG模型数据源提供依据,为模型数据选择提供参考。【方法】以孟家岗林场长白落叶松人工林为研究对象,基于2019年解析木数据模拟胸径连续观测数据,结合相关公式计算叶、干、根生物量和蓄积量。根据参数敏感性分析结果,采用直接计算、参考文献、迭代拟合和默认参数等方法对3-PG模型进行参数化,利用密度试验林和固定样地数据对模型输出进行精度验证,并对模型输出与地面观测值进行回归分析。【结果】验证结果表明,模型拟合精度很高（P<0.01,n=138）,可以较好反映解析木样地中林分生长变化。胸径、叶干生物量比、干生物量、总生物量和蓄积量的决定系数（R²）在0.95以上,根生物量拟合精度略低（R²=0.88）。密度试验林数据（n=140）和固定样地数据（n=87）与模型输出之间具有较高相关性,各计算量的R²在0.81～0.97之间（P<0.01）。敏感性分析结果表明,当胸径为20 cm时,叶与干生物量分配比（p...     

中亚热带天然林改造成人工林后土壤呼吸的变化特征

【目的】研究中亚热带常绿阔叶林(天然林)改造成人工林后土壤碳排放量的变化及主要影响因子,为评估森林类型转换对土壤碳排放的影响提供科学依据。【方法】在福建农林大学西芹教学林场的常绿阔叶林及由其改造而来的38年生闽楠人工林与35年生杉木人工林中分别设置4块20 m×20 m样地,利用Li-8100土壤碳通量观测系统于2014年9月—2016年9月进行定点观测,并同期观测土壤温度、含水量、有机碳含量(SOC)、微生物生物量碳含量(MBC)、可溶性有机碳含量(DOC)、0～20 cm土层细根生物量和年凋落物量及凋落物碳氮比(C/N)。【结果】常绿阔叶林改造成闽楠(38年后)和杉木人工林(35年后),年均土壤碳排放通量由16. 22显著降为12. 71和4. 83 tC·hm^-2a^-1,分别减少21. 60%和70. 20%;各林分类型的土壤呼吸温度敏感性Q¹⁰值表现为常绿阔叶林(1. 97)<闽楠人工林(2. 03)<杉木人工林(2. 91),转换为杉木人工林后,Q¹⁰值显著升高(P<0. 05);土壤温度能分别解释常绿阔叶林、闽楠人工林与杉木人工林土壤呼吸速率变化的89. 70%、88. 50%和87. 90%,土壤呼吸速率和土壤含水量相关不显著(P>0. 05);土壤呼吸速率和SOC、MBC、DOC、年凋落物量及0～20 cm土层细根生物量均极显著正相关(P<0. 01);土壤呼吸温度敏感性指数Q¹⁰值和凋落物C/N极显著正相关(P<0. 01),而与年均土壤呼吸速率及MBC极显著负相关(P<0. 01);进一步分析发现土壤MBC和SOC含量是影响土壤呼吸速率的2个最重要因子,而凋落物C/N在影响土壤呼吸温度敏感性中的贡献最大。【结论】中亚热带地区常绿阔叶林改造成闽楠(38年)或杉木(35年)人工林后,土壤碳排放通量显著降低。林分类型转换后树种组成和林分结构发生改变,凋落物数量、质量及细根生物量显著降低,土壤SOC和MBC含量显著下降可共同导致土壤呼吸通量的下降。土壤温度是3种林分类型土壤呼吸季节变化的主导因素,而土壤总有机碳库和土壤微生物量碳库的差异是不同林分之间土壤呼吸差异的主导因素,凋落物C/N对土壤呼吸的Q¹⁰影响最大。为提高模型预测森林类型转换影响土壤碳排放的精度,应综合考虑土壤有机碳库、易变性有机碳库及底物质量的变化。     

基于随机森林模型的毛竹林CO_2通量模拟及其影响因子

【目的】探究环境因子对毛竹林CO_2通量的影响,为亚热带典型森林碳循环模拟提供技术和理论支撑。【方法】基于浙江省安吉县山川乡2011—2014年毛竹林通量塔观测数据,采用随机森林模型对毛竹林CO_2通量进行模拟,以均方根误差(RMSE)、决定系数(R~2)和林氏调和系数(LCCC)3个指标评价模型精度,并通过计算环境因子重要性得分来分析环境因子对毛竹林CO_2通量的影响。【结果】随机森林模型能以较高精度模拟毛竹林CO_2通量,但由于2013年7和8月发生极端高温干旱,模型难以刻画这种短时、剧烈的干扰,最终导致测试阶段模型精度(R~2=0.845 5,RMSE=0.437 7 mg·m~(-2)s~(-1),LCCC=0.914 1)低于训练阶段模型精度(R~2=0.961 5,RMSE=0.005 4 mg·m~(-2)s~(-1),LCCC=0.980 1);十折交叉验证表明,随机森林模型拟合效果稳定,且模型内部参数设置合理,模型误差主要来自于输入数据;在月尺度上,环境因子对毛竹林CO_2通量影响的重要性得分表现为光合有效辐射PAR(63.332)土壤5 cm深处温度T_S(29.932)空气相对湿度R_H(25.839)大气温度T_A(25.581)空气CO_2浓度C_(CO_2)(25.095)饱和水汽压差VPD(24.123)风速W_S(23.504)生态系统有效能量A_E(19.323)土壤热通量Q_S(18.502),PAR对毛竹林CO_2通量变化影响最大,PAR、T_S和VPD对毛竹林CO_2通量的影响较显著(P0.05),这3个因子是影响月尺度上毛竹林CO_2通量变化的主导因子。【结论】随机森林模型能以较高精度拟合毛竹林CO_2通量;在相关环境因子中,光合有效辐射、土壤5 cm深处温度和饱合水汽压差对毛竹林CO_2通量影响的贡献最显著,这3个因子对毛竹林CO_2通量月尺度上的变化具有控制作用。     

小兴安岭红松胸高断面积生长随树龄的变化规律及主要影响因素

【目的】揭示红松胸高断面积生长随树龄的变化规律，探究其在不同生长阶段的主要影响因素，为理解树龄、环境因子和功能性状在树木生长和经营中的重要性提供科学依据。【方法】于黑龙江凉水国家级自然保护区内采集不同树龄（16～285年）红松样树65株，采用胸高断面积生长率（BAGR）表征树木径向生长，测定树木所处的环境因子（光照强度、土壤养分、土壤含水量、土壤pH）和功能性状（叶、枝、根性状），探究红松胸高断面积生长随树龄的变化规律及主要影响因素。【结果】1）红松BAGR随树龄增加呈先增大后减小的变化趋势，树龄小于220年时BAGR随树龄增加而增大，大于220年时BAGR随树龄增加而减小；2）树龄、光照强度和土壤pH对红松幼龄树（16～100年）BAGR存在正向影响，比叶面积对幼龄树BAGR存在负向影响；3）土壤氮含量和木质密度对红松中龄树（100～220年）BAGR存在显著负向影响；4）树龄显著抑制红松老龄树（大于220年）胸高断面积生长，根氮含量及多年生针叶单位质量氮和磷含量促进老龄树胸高断面积生长，且根氮含量的影响更加显著。【结论】树龄、环境因子和功能性状共同驱动红松径向生长，影响效果随树龄变...     

采伐对温带小兴安岭岛状冻土区森林湿地碳源/汇的影响

【目的】北方泥炭地对气候变暖引起的冻土退化可能具有正负反馈作用,但其对采伐干扰引起的冻土退化如何响应却仍不清楚。【方法】采用静态箱-气象色谱法和相对生长方程法,同步测定温带小兴安岭岛状冻土区落叶松-泥炭藓沼泽不同采伐处理(D-对照、Z_(15)-轻度择伐15%、Z_(45)-强度择伐45%、J-皆伐)(采伐试验已10 a)样地的土壤呼吸年净碳排放量(CO_2与CH_4)、植被净初级生产力及年净固碳量及相关环境因子(温度、水位、化冻深度及土壤碳氮含量等),并依据生态系统净碳收支平衡,揭示采伐干扰对温带岛状冻土区森林湿地碳源/汇的中期影响规律及影响机制。【结果】1)择伐(Z_(15)和Z_(45))使其土壤CH4年均通量(0.07～1.53 mg·m~(-2)h~(-1))提高5.7～6.4倍(P 0.05),皆伐却使其显著提高20.9倍(P 0.05);2)采伐(择伐与皆伐)使其土壤CO_2年均通量(84.94～106.35 mg·m~(-2)h~(-1))降低14.5%～20.1%(P 0.05);3)采伐干扰改变了CH4排放的主控因子(由气温及5～10 cm土壤温度所控制转化为由气温、0～40cm土壤温度、水位、化冻深度及土壤碳氮比综合控制),但未改变CO_2排放的主控因子(由温度、水位、化冻深度、土壤有机碳含量及碳氮比综合控制);4)其植被净初级生产力(3.94～7.18 t·hm~(-2)a~(-1))和年净固碳量(1.79～4.46 tC·hm~(-2)a~(-1))呈现出随采伐强度增大而递减趋势,皆伐和Z_(45)使两者显著降低28.7%～45.1%和28.7%～59.9%(P 0.05),而Z_(15)对其无显著影响(-1.8%和-2.7%,P 0.05);5)采伐干扰10 a后,择伐使其碳汇功能(-0.34～2.31 tC·hm~(-2)a~(-1))初步得到恢复(Z_(15)高于D 18.5%及Z_(45)低于D 48.7%,P 0.05),而皆伐维持弱碳源(-0.34 tC·hm~(-2)a~(-1),P 0.05)。【结论】在中国温带小兴安岭岛状冻土区森林湿地碳汇管理实践中宜采取中、低强度的择伐方式,而应避免对其进行皆伐。     

长白山阔叶红松林林层群落结构与生产力的关系

【目的】探究长白山阔叶红松林不同林层群落结构与林分生产力的关系,分析林分生产力的影响因素,为温带森林的恢复与可持续经营提供科学依据。【方法】基于长白山自然保护区阔叶红松林40 hm2固定监测样地2年（2014和2019年）植被调查数据,以样地内胸径（DBH）≥5 cm的木本植物为对象,根据胸径将阔叶红松林群落划分为优势木层、亚优势木层、中等木层和被压木层,运用R4.0.3软件计算各林层物种多样性、结构多样性和林分密度,与生产力进行相关性分析并构建结构方程模型,探讨不同林层物种多样性、结构多样性和林分密度对生产力的影响。【结果】1）林分密度与生产力显著正相关（P<0.05）,且相关关系随林层上升而下降。2) Pearson相关性分析结果显示,生产力与代表物种组成α多样性的香农威纳指数显著正相关（P<0.05）,且随林层上升相关关系减弱;反之,代表物种组成β多样性的香农熵指数与生产力存在显著负相关（P<0.05）,但该相关关系在中等木层和亚优势木层不显著。此外,物种均匀度指数与生产力显著负相关（P<0.05）,相关系数随林层上升先增大后减小;胸高断面积基尼系数和胸径...     

江西金盆山林区天然常绿阔叶林生态系统碳储量研究

【目的】探讨亚热带典型天然常绿阔叶林碳储量及其碳分布格局,以期为常绿阔叶林生态系统碳汇功能评价提供基础数据和理论依据。【方法】以江西省金盆山林区优势树种生态系统生物量研究为基础,结合主要优势树种碳含量实测数据,对金盆山典型常绿阔叶林丝栗栲林、南岭栲林、米槠林的碳储量及碳空间分布格局进行研究,并以这3种林分的碳密度均值计算整个金盆山林区天然常绿阔叶林总碳储量。【结果】金盆山林区丝栗栲林、南岭栲林、米槠林生态系统碳密度分别为294.82、307.63、318.97 t/hm^2,林区生态系统总碳密度为307.14 t/hm^2,林区现存碳总量为2.25×10^6 t;生态系统碳密度分布规律为植被层>土壤层>凋落物层,植被层碳密度分布规律为乔木层>灌木层>草本层,其中乔木层主干的碳密度占56.54%;土壤层碳密度随着土壤层的加深呈下降趋势,40 cm以下土层间的碳密度变化不明显。【结论】金盆山林区常绿阔叶林不同林分间生态系统碳密度差异不显著,生态系统内碳密度有较强的空间分布规律,生态系统碳密度高于我国森林生态系统平均碳密度和多种典型森林类型碳密度,具有较强的碳汇功能。     

红松人工林地表可燃物燃烧释放颗粒物质量及影响因素

【目的】基于燃烧风洞实验室进行室内点烧试验，定量揭示红松人工林地表可燃物燃烧释放颗粒物粒径分布及变化特征，为森林火灾释放的颗粒物提供参考。【方法】选取东北东部山区红松人工林为对象，构造不同风速、可燃物载量、可燃物含水率的可燃物床层。基于燃烧风洞实验室进行108次点烧试验，利用溶气胶监测仪（美国TSI Dust Trak 8533）进行实时监测，通过随机森林算法建立不同粒径颗粒物预测模型。【结果】风速是影响4种粒径颗粒物质量最主要因素之一，PM₁受风速（37.207%）和温度（25.651%）影响最大，受可燃物含水率影响最小（8.304%）; PM_2.5受风速（43.293%）和可燃物载量（22.855%）影响最大，受燃烧效率（7.509%）影响最小；PM₄受风速（43.552%）和可燃物载量（21.225%）影响最大，受可燃物含水率（6.841%）影响最小；PM₁₀受风速（40.832%）和可燃物载量（23.337%）影响最大，受可燃物含水率（6.946%）影响最小。基于随机森林算法构建的PM     

排水造林对温带小兴安岭沼泽湿地碳源/汇的影响

【目的】从生态系统尺度揭示排水造林干扰对温带沼泽湿地碳源/汇功能的影响规律及其影响机制,以期为湿地碳汇管理提供科学依据。【方法】选取小兴安岭沼泽湿地排水造林后不同时期(10,30年)形成的人工兴安落叶松林及天然草丛沼泽为研究对象,采用静态箱-气相色谱法、碳/氮分析仪测定法与相对生长方程法,同步测定10,30年生人工兴安落叶松林及相应立地上天然草丛沼泽的土壤呼吸(CO_2、CH_4)碳排放量、植被净初级生产力与年净固碳量,并依据生态系统净碳收支平衡揭示排水造林对温带沼泽湿地碳源/汇的影响规律。【结果】排水造林改变了草丛沼泽CH_4排放的季节变化趋势,由单峰排放型转化为排放与吸收交替型,并使CH_4源/汇功能发生了转化,由草丛沼泽CH_4强排放源(年通量1.780 mg·m~(-2)h~(-1))转化为人工林CH_4弱吸收汇(年通量-0.006 mg·m~(-2)h~(-1));排水造林对草丛沼泽土壤CO_2排放年通量(168.07~220.43 mg·m~(-2)h~(-1))并无显著影响,10,30年生人工兴安落叶松林土壤CO_2排放年通量分别较草丛沼泽降低12.8%(P0.05)和提高14.3%(P0.05);排水造林改变了草丛沼泽CH_4和CO_2排放主控因子,即其CH_4主控因子由30~40 cm土壤温度转化为与土壤温度不相关,草丛沼泽土壤CO_2主控因子为气温及0~30 cm土壤温度,10和30年生人工林排水垄转化为气温及0~40 cm土层土壤温度、而排水渠转化为气温及地表温度(30年生人工林)或与气温及土壤温度均不相关(10年生人工林);10年生人工林植被净初级生产力和年净固碳量(10.51和4.68 t·hm~(-2)a~(-1))显著低于草丛沼泽(15.44和6.74 t·hm~(-2)a~(-1))31.9%和30.6%(P0.05),而30年生人工林植被净初级生产力和年净固碳量(14.40和6.39 t·hm~(-2)a~(-1))却与草丛沼泽相近(-6.7%和-5.2%,P0.05);10年生人工林碳汇(0.72 t·hm~(-2)a~(-1))显著低于草丛沼泽(2.08 t·hm~(-2)a~(-1))65.4%(P0.05),30年生人工林碳汇(1.20 t·hm~(-2)a~(-1))仍低于草丛沼泽但差异性不显著(-42.3%,P0.05)。【结论】10年生兴安落叶松人工林显著降低小兴安岭草丛沼泽湿地碳汇功能近2/3,其碳汇功能恢复至少需要30年以上时间,故应避免对温带沼泽湿地进行排水造林。     

基于森林生物量相容性模型长白山天然林生物量估测

利用中国第四次(1997年)二类森林调查数据,借助长白山天然林森林生物量相容性模型,以汪清天然林区为例,对阔叶林、针叶林及针阔混交林等不同森林群落进行森林生物量及其分量的估测,研究区森林生物量密度及碳密度估测值分别为110.06 t/hm2和51.73 t/hm2,碳库估测值为0.0119 Gt C.阔叶林生物量占总森林生物量的59%,在该研究区占主导地位。