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...     

呼伦贝尔沙地樟子松生产力及其对气候因子的响应

[目的]森林在减缓温室气体浓度和气候变化方面发挥着巨大作用,研究不同密度下林分生产力及其对气候的响应有助于森林生态系统的功能评估及适应性管理。[方法]本研究利用树木年轮学方法得到了呼伦贝尔沙地不同密度（用林分胸高断面积表示）的天然樟子松林净初级生产力,并结合气象因子分析其对温度、降水及干旱指数的响应。[结果]表明：胸高断面积为8.83、21.94、24.28、32.36和34.9 m²·hm^-2的樟子松林的多年平均净初级生产力分别为1.17、2.99、3.55、4.69和4.86 t·hm^-2·a^-1,随样地密度增加而增加;高密度樟子松林净初级生产力与上年7月和当年9月平均气温及平均最高气温显著正相关（P<0.05）;5月降水是天然樟子松林净初级生产力的关键限制因子,所有密度林分的净初级生产力均与当年5月降水显著正相关（P<0.05）;自上年11月至当年7月,净初级生产力与帕默尔干旱胁迫指数（PDSI）的相关系数随林分密度增加而减小,表明林分竞争的增加导致了净初级生产力对PDSI敏感性的...     

高山松林生态系统研究进展

高山松(Pinus densata)林是我国西南山区特有的森林类型,是西南地区重要的碳库,具有较高的生态保育价值。目前关于高山松林群落类型与结构、生态系统功能等的研究比较零散,无法为高山松林的科学保护与管理以及资源的合理开发利用提供系统的理论支撑。基于系统查阅的相关文献和著作,对高山松林群落类型与结构特征、生物量与生产力和生态系统水源涵养能力进行了综述。结果表明：(1)高山松林已知的群落类型包括6个群系9个群丛组6个群丛;(2)成熟林群落生物量为81.24～318.79 t·hm^-2,其中乔木层为79.39～311.53 t·hm^-2,乔木层碳密度为49.543～103.24 t·hm^-2,年生产力为5.48～18.07 t·hm^-2·a^-1,其中乔木层为4.29～14.23 t·hm^-2·a-1;(3)林冠截留率为24.32%～28.87%,苔藓层、凋落物层和土壤(0～30 cm)最大持水量分别为8.69 t·hm^-2、117.27...     

兴安落叶松生态系统CO2浓度及其δ13C动态对环境因子的响应

【目的】探明环境因子对兴安落叶松原始林生态系统CO₂浓度及其δ¹³C动态的影响,深入理解生态系统的碳交换过程,为模拟和预测全球变化与生态系统之间的互馈机制以及科学评估寒温带森林生态系统碳汇能力提供参考。【方法】采用离轴积分腔输出光谱技术对兴安落叶松生态系统不同物候期、不同高度的CO₂浓度及其δ¹³C进行连续高频观测,并分析环境因子与CO₂浓度变化的关系。【结果】1)兴安落叶松生态系统不同高度的CO₂浓度在生长季和日尺度上均呈单峰变化,峰值分别出现在展叶期(522.34μmol·mol^-1)和凌晨(782.81μmol·mol^-1),谷值分别出现在落叶期(406.07μmol·mol^-1)和中午(379.72μmol·mol^-1);δ¹³C变化趋势与CO₂浓度相反;2)CO₂浓度随垂直高度升高而减小,δ     

马尾松林改造成香樟林过程中生态系统服务功能评估

选取马尾松天然次生林和改造过程中不同阶段的香樟林为研究对象,依据《森林生态服务功能评估规范》(LY/T 1721-2008)的指标体系和计算方法,开展了观音峡林场马尾松林和不同林龄香樟林生态系统服务功能价值评估。结果表明:(1)观音峡林场马尾松林、香樟幼龄林、中龄林和近熟林2017年单位面积生态服务功能价值分别为7.65万元·hm^-2·a^-1、7.51万元·hm^-2·a^-1、8.40万元·hm^-2·a^-1和10.47万元·hm^-2·a^-1。(2)马尾松林改造为马尾松和香樟混交林过程中,改造初期由于香樟在灌木层中,乔木层密度小于马尾松纯林,因此服务功能略低于马尾松林。随着改造时间的增加,生态系统服务功能价值显著提高。(3)在马尾松林经营过程中,应营建混交林,同时增加幼龄林和中龄林的经营年限以提高森林生态系统服务功能。     

东莞市银瓶山森林公园森林生态系统生态服务功能价值评估

以银瓶山森林公园森林生态系统为研究对象,依据林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》(GB/T38582-2020),选取涵养水源、保育土壤、固碳释氧、林木积累营养物质、净化大气、生物多样性保护、森林游憩等7项功能进行评估。结果表明：银瓶山森林生态系统服务功能总价值量为688 855.07万元·a^-1,单位面积森林生态服务功能价值为63.84万元·hm^-2·a^-1,各部分功能的价值量大小为：净化大气环境(347 548.58万元·a^-1)>涵养水源(112 191.63万元·a^-1)>生物多样性保护(111 629.94万元·a^-1)>固碳释氧(108 437.03万元·a^-1)>森林康养(5 763.09万元·a^-1)>林木养分固持(2 085.48万元·a^-1)>保育土壤(1 199.32万元·a^-1)。     

浙江中部4种类型公益林净初级生产力研究

利用浙江中部517个公益林固定小班监测数据,对浙江中部4种公益林的净初级生产力进行研究。结果表明,浙江中部公益林植被恢复成效显著,松林、杉木林、针阔混交林和阔叶林群落的净初级生产力达到5.52 t·hm-2·y-1、6.47 t·hm-2·y-1、7.09 t·hm-2·y-1、8.56 t·hm-2·y-1,高于浙江省的整体水平。密度是影响当前公益林净初级生产力大小关键。在较低的水平下,密度每增高1000株·hm-2,松林、杉木林、针阔混交林、阔叶林群落的净初级生产力平均增长1.56 t·hm-2·y-1、1.22 t·hm-2·y-1、0.93 t·hm-2·y-1、和1.45 t·hm-2·y-1。公益林群落生物量与净初级生产力具有较高相关性,但利用这个关系在大尺度上推算生产力有着较大的不确定性,因此采用本地的参数和按类型分类进行详尽的统计,得到的生产力估算值更可靠,对公益林经营管理具有更高的指导意义。     

氮沉降对蒙古栎幼苗生长及光合特性的影响

以吉林省舒兰市人工造林的蒙古栎幼苗为研究对象,设置空白对照(CK,0 kg·hm^-2·a^-1),低氮(LN,50 kg·hm^-2·a^-1)和高氮(HN,100 kg·hm^-2·a^-1) 3种氮浓度处理,模拟自然氮沉降,揭示蒙古栎幼苗光合生理生态特性随氮浓度的变化规律。结果表明,蒙古栎幼苗的净光合速率(P_n)随着氮浓度的升高呈现出先升高后降低的变化趋势。在LN处理下,蒙古栎幼苗的苗高和地径与CK相比分别增加了8.68%和23.34%,叶绿素相对含量较CK升高了13.17%。在HN处理下,蒙古栎幼苗叶片的气孔导度(G_s)较LN处理下降了37.81%,最大羧化速率与最大电子传递速率较CK及LN处理均显著下降(P<0.05)。说明LN处理提升了叶片的叶绿素相对含量和P_n,从而促进了幼苗的生长,提高了幼苗的光合生产力(G);而HN处理则引起G_s的下降,削弱光系统电子传递能力...     

昼夜不对称增温对大兴安岭森林净初级生产力的影响

【目的】大兴安岭森林分布广袤,是我国东北地区重要的林木基地和生态屏障。本研究旨在探讨昼夜不对称增温背景下大兴安岭森林净初级生产力(NPP)的变化及其对气候变化的响应,为当地林业生态管理提供科学依据。【方法】利用MODIS NPP数据及降水、气温数据,应用趋势分析法分析气候和NPP的变化,用相关分析方法分析大兴安岭森林2000—2019年NPP与各气候因子的相关性。【结果】1)2000—2019年大兴安岭森林NPP总体上以6.26 g·C·m^-2·a^-1的速率显著增加,空间上大多数像元均呈显著增加趋势(P <0.10),仅5.60%的像元呈不显著变化或显著下降的趋势,主要集中在中北部区域;2)大兴安岭森林NPP主要受夏季气候条件的影响,NPP与夏季降水呈显著正相关;夏季最高气温和最低气温对NPP的影响不同,NPP与最高气温呈显著负相关,而与最低气温呈正相关;南部区域对气候的敏感性相较于北部区域更强;3)大兴安岭森林区域夏季降水和最低气温呈显著增加趋势,最高气温呈降低趋势,均有助于促进NPP增加;空间上南部和中部降水变化较为强烈,最低气温变...     

湖南省阔叶林生态系统碳储量及其分布

根据2017年湖南省森林资源清查资料和野外实地调查实测数据,对湖南省阔叶林生态系统碳储量、碳密度的动态特征进行了研究。结果表明:湖南省阔叶林森林生态系统总碳贮量为505.17 TgC,其中乔木层、灌草层、枯落物和土壤层层分别为113.75 TgC、9.92 TgC、9.64 TgC和377.86 TgC,分别占阔叶林生态系统碳贮量的22.52%、1.96%、1.91%和73.61%;湖南省阔叶林森林生态系统碳密度为154.51 t·hm^2,各层碳密度的大小顺序为土壤层(113.74 t·hm^-2)>乔木层(34.79 t·hm^-2)>灌草层(3.03 t·hm^-2)>枯落物层(2.95 t·hm^-2)。在3种类型阔叶林中,乡土阔叶林生态系统碳贮量为485.56 TgC,所占全省阔叶林生态系统碳贮量的96.12%;乡土阔叶林生态系统碳密度最大,为154.72 t·hm^-2,杨树林生态系统碳密度最小,为149.59 t·hm^-2。在阔叶林各龄组中,中、幼龄林约占湖南省阔叶林生态系统碳贮量的67.13%,是阔叶林的主要碳库且固碳潜力巨大;湖南省阔叶林碳密度幼龄林、中龄林、近熟林和成过熟林的碳密度分别介于24.60～55.51 t·hm^-2之间,具体表现为成过熟林(55.51 t·hm^-2)>近熟林(47.51 t·hm^-2)>中龄林(44.68 t·hm^-2)>幼龄林(24.60 t·hm^-2)。全省阔叶林生态系统空间分布表现为碳贮量呈现明显的湘西、湘南,湘中较低特征,而碳密度整体表现出洞庭湖流域地区大于其他地区的趋势。     

CO2浓度升高处理下宁夏枸杞糖代谢相关酶及基因表达分析

【目的】探究CO₂浓度升高对宁夏枸杞果实发育过程中碳水化合物积累的影响,为揭示枸杞果实品质形成对气候变化的响应提供参考。【方法】以宁夏枸杞‘宁杞1号’为试验材料,采用开顶气室模拟控制系统进行CO₂浓度升高处理(800±20μmol·mol^-1),以自然环境CO₂浓度(400±20μmol·mol^-1)为对照,处理60天后收集幼果期、青果期、转色期、红果期的根、茎、叶和果实样品,测定其糖组分含量及糖代谢相关酶活性和基因表达。【结果】1) CO₂浓度升高处理可促进果实发育过程中半乳糖、蔗糖和总糖的积累,红果期半乳糖、果糖、蔗糖、总糖含量较对照分别提升35.71%、23.18%、19.57%和12.23%(P<0.05)。2) CO₂浓度升高处理下,宁夏枸杞发育期根、茎、叶和果实组织中苹果酸合成酶(LbMS)、中性转化酶(LbAI)、蔗糖磷酸合成酶(LbSPS)及蔗糖合成酶(LbSS)活性均显著升高(P<0.05),α-半乳糖苷...     

滇中亚高山森林土壤细菌多样性及群落结构对N沉降的响应

【目的】研究N沉降对不同森林类型细菌多样性及群落结构的影响,旨在为我国西南亚高山森林土壤细菌群落以及森林生态系统应对N沉降等研究提供理论基础。【方法】以亚热带高海拔季风气候区高山栎林、云南松林、华山松林和常绿阔叶林为研究对象,设定4个N施氮水平：对照(CK, 0 g·m^-2·a^-1)、低氮(LN,10 g·m^-2·a^-1)、中氮(MN, 20 g·m^-2·a^-1)、高氮(HN, 25 g·m^-2·a^-1),测定施N18个月后土壤细菌多样性及群落结构变化特征。【结果】1)4种林分类型土壤细菌多样性存在一定差异,细菌α多样性指数表现为：常绿阔叶林>华山松林>云南松林>高山栎林;不同施N浓度会造成细菌多样性变化,即随着施N浓度增加,细菌多样性呈先下降后上升的趋势。2)不同施N处理下,土壤细菌群落优势门均由酸杆菌门(29.10%～44.46%)、变形菌门(25.22%～37.50%)、放线菌门(9.3%...     

施N对云南松凋落叶和枝早期分解过程中养分动态变化的影响

【目的】探讨N沉降条件下森林生态系统凋落物养分的变化规律,以期为亚热带云南松林的保护、生态系统的恢复及其可持续经营发展提供理论依据,并为在全球N沉降普遍持续增加背景下的养分循环变化特征提供基础数据。【方法】本研究以滇中亚高山云南松林凋落叶和枝为研究对象,自2018年2月至2019年1月,采用凋落物分解袋法进行原位分解试验,设置不同施氮水平(对照-CK,0 g·m^-2·a^-1、低N-LN,5 g·m^-2·a^-1、中N-MN,15 g·m^-2·a^-1和高N-HN,30 g·m^-2·a^-1),探究云南松林凋落物营养元素的动态变化、元素释放以及元素周转率对不同施N水平的响应特征。【结果】1)经过12个月的N沉降实验,云南松林凋落叶和枝在不同施N水平下总体表现为：LN降低、MN和HN提高了C、N、P、K的元素含量;2)凋落叶和枝的元素释放在N沉降过程中表现不同,凋落叶和枝C元素总体表现为直接释放;凋落叶N元素在分解初期(第...     

连续2年氮添加对中金杨幼苗叶光合特性与碳氮分配的影响

【目的】研究不同强度氮添加对杨树叶片光合特性、各器官生物量、非结构性碳水化合物积累和分配的影响,探讨过量氮添加下杨树的生理生态过程响应机制,为未来氮沉降条件下杨树人工林精准施肥提供理论依据。【方法】以盆栽黑青杂交杨中‘金杨7号’扦插苗为材料,以NH₄NO₃为氮源,设置CK(0 g·plant^-1 a^-1)、N3(3 g·plant^-1 a^-1)、N6(6 g·plant^-1 a^-1)、N9(9 g·plant^-1 a^-1)4个氮添加梯度,连续2年测定氮添加后其功能叶光合特性、器官间生物量、碳同化物和氮分配的变化,并分析叶片光合特性和同化物分配的调控过程。【结果】1)连续2年氮添加后,中金杨幼苗叶氮和叶绿素含量增加,气孔变小变密,瞬时水分利用效率显著提高,光合氮利用效率显著降低。2)中低剂量氮添加下顶梢叶片光合作用显著受到库限制,侧枝叶净光合速率明显高于对照;高氮处理下叶...     

常绿阔叶林凋落叶、枝分解过程对模拟N沉降的响应

【目的】为深入了解N沉降对滇中高原地带性植被凋落物分解过程的影响,为区域森林可持续经营提供理论支持。【方法】在新平县磨盘山常绿阔叶林模拟N沉降和凋落物原位分解试验,测定CK(0 g·m^-2·a^-1)、LN(10 g·m^-2·a^-1)、MN(20 g·m^-2·a^-1)和HN(25 g·m-2·a-1)下常绿阔叶林凋落叶、枝分解过程的基质质量指标。【结果】1)经过1 a的分解,凋落叶和枝质量残留率分别为52.0%～57.4%和74.2%～77.9%,分解系数分别为0.475～0.595和0.119～0.152 kg·kg^-1·a^-1,木质素和纤维素残留率变化幅度分别为54.5%～66.2%、66.8%～77.8%和37.9%～48.5%、64.2%～74.2%;2)分解1 a后,N沉降处理使凋落叶、枝木质素残留率和纤维素残留率均显著增加,其中,木质素残留率增加3.2%～11.7%(凋落叶)、1.9%～11.0%(凋落...     

造林密度对红心杉幼林生长及土壤理化性质的影响

【目的】为优化杉木栽培措施,实现杉木林可持续经营。【方法】本试验以3、6、9年生红心杉幼林为研究对象,分析了1 667、2 501、3 333株·hm^-2不同造林密度林分生长及土壤理化性质的变化。【结果】结果表明：造林密度显著影响了6和9生林分生长,整体上随着林龄增加,林分密度越大,树高、胸径、单株材积及蓄积量下降幅度越大。其中,与1 667株·hm^-2林分相比,3 333株·hm^-2林分各生长指标下降了22.0%～65.3%。相较1 667和2 501株·hm^-2林分,9年生3 333株·hm^-2林分土壤容重增大、孔隙度降低,土壤中全氮、速效氮、速效钾含量均显著减少。此外,相较氮素,土壤中磷钾含量随着林龄增加均呈明显的下降趋势。【结论】供试3种造林密度中,以1 667株·hm^-2造林密度林分生长及土壤性状均表现最佳,为进一步提升林地生产力,实现地力维持,应注重磷钾肥的补充。     

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...     

外源钙添加对有机物料改良滨海盐碱土固碳潜力的影响

【目的】研究外源钙添加对有机物料改良滨海盐碱土过程中土壤CO₂排放和土壤碳库的影响,以期为滨海盐碱土的改良利用与固碳潜力提升提供理论依据。【方法】采用室内培养试验,在施用玉米秸秆生物炭+鸡粪(BM)以及水稻秸秆+鸡粪(SM)的基础上,以氢氧化钙和硅酸钙作为钙源,按照等钙量原则,分别设置了6种处理：不施用硅酸钙和氢氧化钙(CK)、施用12.4 g·kg^-1硅酸钙(Ca1)、施用24.8 g·kg^-1硅酸钙(Ca2)、施用7.9 g·kg^-1氢氧化钙(Ca3)、施用15.8 g·kg^-1氢氧化钙(Ca4)以及施用12.4 g·kg^-1硅酸钙+7.9 g·kg^-1氢氧化钙(Ca5),进行1个月的培养试验。【结果】培养期间外源钙的添加能显著降低CO₂累积排放;有机物料的施用会导致土壤有机碳(SOC)的损失,外源钙的添加不会显著影响SOC矿化但会导致土壤无机碳(SIC)含量显著增加,从而弥补SOC的损失,增加土壤的总碳量,...     

土壤氮含量对油松针叶碳氮磷计量特征及氮磷重吸收的影响

为了解土壤氮含量对油松林针叶全碳、全氮、全磷含量和氮磷养分重吸收效率的影响及其随龄级的变化规律,以山西省桑干河杨树丰产林实验局金沙滩林场4个龄级(分别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ龄级)油松人工林为研究对象,设置5个施氮水平[CK(0 g·m^-2·a^-1)、N₁(5 g·m^-2·a^-1)、N₂(10 g·m^-2·a^-1)、N₃(15 g·m^-2·a^-1)和N₄(20 g·m^-2·a^-1)]的短期氮添加试验。测定了4个龄级对应的5个施氮水平的表层土壤(0～30 cm)氮含量及表层土壤相应的氮含量下成熟针叶和凋落叶全碳、全氮、全磷含量,计算和分析成熟针叶全碳、全氮、全磷含量及其化学计量比,以及相应的氮磷养分重吸收效率。结果表明:各龄级油松针叶全碳、全氮和全磷含量均随土壤氮含量升高表现为先升高后降低的单...     

水杉人工林细根和粗根碳氮磷计量特征对N添加的响应

[目的]研究水杉细根和粗根碳（C）、氮（N）、磷（P）计量特征对N添加的响应，揭示细根和粗根N、P养分分配格局的变化，为科学认识水杉对N沉降的适应策略提供参考。[方法]在江苏省东台市林场水杉人工林进行长期N添加试验，设置对照(CK,0 kg·hm^-2·a^-1)、低N(LN,56 kg·hm^-2·a^-1)、中N(MN,168kg·hm^-2·a^-1)、高N(HN,280 kg·hm^-2·a^-1)4个N添加处理，测定水杉细根（直径<2 mm）和粗根（2 mm≤直径≤5 mm）C、N、P含量及土壤理化性质指标。[结果]（1）N添加对水杉人工林土壤有机碳和水解氮含量存在明显促进作用，且随着N添加量增加，这种促进作用有所减弱。N添加对土壤全磷含量、有效磷含量和p H均无显著影响。（2）随着N添加量的增加，水杉细根和粗根N含量、C:P、N:P显著增加，P含量和C:N显著下降。此外，细根和粗根N含量、C:N和N:P在HN处...