海南岛橡胶林生态系统碳通量及其影响因子研究

以位于海南岛西北部儋州地区的橡胶林为研究对象,采用涡度相关技术进行长期CO2通量观测,获得海南岛橡胶林生态系统碳通量的动态特征,并分析其对各影响因子的响应情况。结果表明:(1)橡胶林生态系统净碳交换量(NEE)日动态均为"U"型曲线,白天均为碳吸收(NEE为负值),夜间均为碳排放(NEE为正值);全年各月除2月外,NEE月总值均为负值,吸收碳,雨季4~10月各月NEE值均较大,旱季1~3月、11~12月,各月NEE值均较小;橡胶林年固碳能力强大,超过11.0 t C/(hm2·a)。(2)橡胶林生态系统NEE与光合有效辐射(PAR)、冠层内大气平均温度(Ta)、地下5 cm土壤温度(T_-5 cm)和饱和水汽压差(VPD)及地下5 cm土壤含水量(VWC_-5 cm)等均负相关,但影响强度不同,其中PAR影响最为显著;另外NEE还与橡胶林本身林分状况及周围大气环境CO2浓度等相关。     

基于遥感的海南岛橡胶林零平面位移和粗糙度估算

在橡胶风害评估中,橡胶林零平面位移和粗糙度是建立定量评估模型的重要动力学参数。以MODIS遥感数据为信息源,计算橡胶林的叶面积指数,并利用形态学Raupach方法,估算橡胶林归一化零平面位移和粗糙度。该方法充分发挥了遥感大面积获取数据的优势,同时解决了传统气象学方法获取橡胶林零平面位移和粗糙度需要大量长期的野外观测资料的限制。结果表明:橡胶林叶面积指数与归一化零平面位移和粗糙度分别存在正相关和负相关;估算结果精度能满足橡胶风害评估模型参数的需求。研究结果可为开展大范围内橡胶林风害评估提供技术支撑。     

海南岛灌丛土壤有机碳分布特征

海南岛土壤有机碳研究工作多集中在森林土壤,而灌丛土壤尚未引起足够重视。本文以海南岛24个灌丛样地的72个土壤剖面为研究对象,分析其有机碳含量、有机碳密度及其碳储量,以期揭示海南岛灌丛土壤有机碳的分布特征,并初步估算海南岛灌丛土壤的有机碳储量,为评价海南岛灌丛的重要生态价值提供理论依据。结果表明:海南岛灌丛土壤平均有机碳含量为(6.20±0.61)g/kg,平均土壤有机碳密度为5.94 kg/m~2;土壤有机碳含量及各土层统一到10 cm厚度的平均有机碳密度随土壤深度的增加而减少;海南岛灌丛土壤(100 cm)的有机碳储量约为1.48×10~7t。其中,土壤表层(0~30 cm)与(0~50 cm)的贡献率分别为46.15%和65.28%,与其它类型土壤一致。     

海南岛橡胶林林下植物资源调查与分析

橡胶林在海南岛分布较广,是海南岛重要的植被类型之一。摸清海南岛橡胶林林下植物资源概况对于了解热带橡胶林生态系统十分必要,在此基础上对林下植物资源进行开发利用对于提高海南省经济效益和建设国际旅游岛具有非常重要的意义。本文对海南岛不同地区橡胶林林下植物分布、种类进行调查统计和分析,结果表明橡胶林林下物种资源丰富：在调查区约10 400 m2的样方中共有植物种类472种,其中药用植物382种,牧草植物40种,纤维植物35种,可食用植物22种,观赏植物13种,海南特有种7种。针对海南岛橡胶林林下植物资源较为丰富的现状,结合海南省实际情况,提出了大力发展林下间作、南药产业、花卉产业和特色旅游纪念品的利用对策。     

海南岛橡胶林生态系统水汽通量及其影响因子研究

以海南岛儋州地区橡胶林为研究对象,基于涡度相关法对橡胶林水汽通量进行长期观测,获得2010年全年橡胶林水汽通量观测数据,分析全年水汽通量变化特征及其影响因子。结果表明：（1）橡胶林全年水汽通量基本为正值,水汽由生态系统进入环境,即橡胶林为水汽源;水汽通量日变化特征为单峰型,在12:00～14:00达到最大值,夜间水汽通量保持平稳,且接近0;白天水汽通量雨季（橡胶林主要生长季）远大于旱季,且变化规律性强;2010年全年总降雨量为1 763.8 mm,蒸散总量为999.6 mm,蒸散量占降雨量的56.67％;雨季8～10月降雨量远大于蒸散量,降水严重剩余;旱季蒸散量接近降雨量的2倍。（2）水汽通量与净辐射呈现正相关,且达到显著水平;雨季相关性最好,5～10月R2为0.760 4,其次是旱季,11～12月R2为0.614 3,1～4月相关性最差（R2为0.290 3）。（3）橡胶林水汽通量与气温呈现正相关,雨季相关性高于旱季。（4）水汽通量与饱和水汽压差正相关,雨季相关性最好,R2为0.362 1。（5）不同月份,影响橡胶林水汽通量的主要环境因子不同,净辐射、饱和水汽压差是水汽循环最主要的驱动力,无论在旱季还是雨季都是影响水汽通量最主要的影响因子。     

海南岛橡胶林群落与青梅林群落物种组成特征分析

橡胶林在海南岛分布较广,是海南岛重要的植被类型之一,在海南热带森林生态系统中占有非常重要的地位;同样青梅林在海南热带森林生态系统中地位也极其重要。本文分析海南岛橡胶群落与青梅林群落物种组成与区系成分特征,结果表明：（1）在调查面积为10 400 m2橡胶林样地内共有种子植物91科296属450种;在调查面积为3 600 m2的青梅林样地内共有种子植物45科84属94种。（2）橡胶林群落主要由大戟科、禾本科、茜草科、蝶形花科和菊科组成;青梅林群落主要由茜草科、大戟科、豆科、番荔枝科和无患子科组成。（3）橡胶林群落热带成分的科有58个,占总科数的63.7％,青梅林群落热带成分的科34个,占总科数的75.6％,表明了橡胶林群落和青梅林群落同样都具有热带性质。（4）橡胶林中热带亚洲的属37个,占总属数的12.5％;青梅林群落中热带亚洲的属22个,占总属数的26.2％,表明青梅林群落热带亚洲亲缘性较强。（5）海南橡胶林群落世界广布科有24个,占总科数的26.1％,世界广布的属有14个,占总属数的4.8％,分别高于青梅林群落的15.6％和1.2％,橡胶林群落世界广布分布比例较高表明了其群落过渡性的特点。     

海南儋州橡胶林生态系统碳贮量及分布规律研究

橡胶林生态系统碳贮量主要由土壤层、枯枝落叶层、林下植被层和乔木层组成。对海南儋州6个龄级(5、10、15、20、25、30年生)橡胶林样地的土壤层(0 cm-20 cm,20 cm-40 cm,40 cm-60 cm,60 cm-80 cm,80 cm-100 cm)、林下植被层、枯枝落叶层和乔木层样品进行了调查、采样,并对其有机碳含量进行室内测试分析,初步探得海南儋州橡胶林生态系统总碳贮量为851.3 t/hm²,碳贮量土壤层(536.9 t/hm²)＞乔木层( 306.8 t/hm²)＞枯枝落叶层(4.4 t/hm²)＞林下植被(3.2 t/hm²)。5、10、15、20、25、30年生橡胶林生态系统碳贮量在(75.7-152.7 )t/hm²之间变化,呈“双峰”趋势。     

橡胶林土壤碳矿化特征初探

采用田间试验和室内测定相结合的方法,研究了4、12、19、24 和29年橡胶林土壤矿化碳含量的时空变化特征及其与有机碳含量的比值变化。结果表明：5种树龄橡胶林土壤最高矿化碳含量均出现在0～15 cm土层,随着土壤深度的增加而呈下降趋势;随着培养时间的延长,矿化碳含量呈现从急剧下降到逐渐平稳的变化趋势。而土壤矿化碳含量和有机碳含量的比值在2.03%～5.55%,随着树龄的增加呈现降升不断交替的变化规律。     

基于多源遥感数据的海南岛2007—2018年森林时空变化研究

海南岛作为中国仅有的两大热区之一,森林资源极其丰富,具有非常重要的生态和经济价值。本世纪以来,海南省的经济一直呈高速增长态势,橡胶林作为当地森林的重要组成部分,其种植面积因全球胶价的快速攀升增加了约50%,经济的快速发展和橡胶等人工林的增长将对森林的结构和分布产生重要影响,在此背景下监测森林现状及动态变化可为海南岛森林可持续经营管理和国家生态文明试验区建设提供重要依据。本文联合Landsat/Sentinel-2光学和PALSAR/PALSAR-2雷达多源遥感影像为数据源,以海南岛为研究对象,基于谷歌地球引擎（Google Earth Engine, GEE）监测海南岛2007—2018年的森林变化特征。研究结果表明：（1）2007—2018年海南岛森林面积增长显著,从2007年的1.94×10⁴ km²增长至2018年的2.15×10⁴ km²,覆盖率从56.43%上升到62.59%,森林面积年平均增长率为0.99%;（2）2007—2018年,在海南岛18个市（县）中有15个市（县）的森林面积呈正增长趋势,其中增长排前5的市（县）（儋州市、澄迈县、琼海市、临高县、定安县）增长面积占正增长市（县）总增长面积的68.78%,仅有东方市、三亚市和琼中县3个市（县）的森林面积有所下降,分别下降了13、76、113 km²;（3）森林增长集中分布在海拔小于200 m和坡度小于8°的区域,分别占增长总面积的92.88%和91.43%;（4）橡胶林的增长是森林面积快速增长的主要原因,橡胶林面积增长最多的5个市（县）其森林面积也增长最多,这5个市（县）的橡胶增长总面积占森林总增长面积的63.40%;（5）森林损失区域集中在海南岛南部、西南部和东北部沿海地区,主要是因为高郁闭度森林（如橡胶林）逐步转换为郁闭度较底的热带果园（如芒果园等）,另外旅游建设开发、城市化和水利建设等也导致了部分森林损失。研究总体显示,海南岛2007—2018年森林在低海拔平缓区域增长显著,森林消长具有一定的空间差异性,中部山区森林持续保持较高的覆盖度且较少大面积森林损失,总体增长模式良好。     

海南岛天然橡胶寒害空间分布特征研究

利用海南岛18个市县的代表站点1981～2012年冬季(12月、1月、2月)逐日平均气温和极端最低气温等数据,提取海南岛冬季日平均气温＜15℃天数、日最低气温＜10℃天数、寒害有效积寒3个因子,对其进行主成分分析,得出表征海南岛天然橡胶寒害气温综合指标D,并以此为基础对海南天然橡胶树寒害的空间分布特征进行描述,结果为：以中部山区为界,南轻北重,北部以琼中、白沙、儋州、临高、澄迈为中心最易遭受寒害,其余则以中心向四周逐级递减;南部地区寒害较轻或不明显。     

海南岛东北部5种森林土壤有机碳分布特征

为揭示海南岛东北部森林土壤有机碳分布特征,本文对该区湿加松林（Pinus elliottii×P. caribaea）、木麻黄林（Casuarina equisetifolia）、椰树林（Cocos nucifera）、次生林和混交林等5种典型森林土壤有机碳含量和储量进行了比较研究。结果表明,5种森林0~100 cm土壤有机碳平均含量差异显著（P<0.05）,其中次生林最高,为3.78 g/kg,木麻黄林最低,仅有0.90 g/kg;5种森林0~100 cm土壤有机碳储量分别为次生林46.06 t/hm ²、混交林40.52 t/hm ²、湿加松林39.08 t/hm ²、椰树林31.26 t/hm ²和木麻黄林15.22 t/hm ²。浅海沉积土上的次生林、滨海沙土上的混交林均具有相对较高的土壤有机碳储量,分别显著地高于同一母质上的椰树林和木麻黄林（P<0.05）。综上,该区不同类型森林的建立深刻地影响了土壤有机碳库储量,次生林和混交林的建立可能有助于该区增加土壤固碳。     

基于DEM的海南岛平均气温空间插值研究

选取海南岛18个气象站点1979～2008年30 a的逐月气温资料,结合数字高程数据（DEM）,采用回归反距离权重插值法、回归克里格插值法、回归样条插值法和回归趋势面插值法等多种混合插值方法对研究区平均气温的空间分布进行了插值研究,通过5个检验站点的插值误差来分析4种不同混合插值方法,并对平均气温空间分布栅格图进行了比较分析。结果表明：回归反距离权重插值法误差最小,效果最好。     

海南岛天然橡胶风害评估系统研究

针对海南岛天然橡胶风害评估存在的问题,将长时间序列的数值天气预报数据,高精度、低时空分辨率的自动气象站数据应用到橡胶风害的评估中,为橡胶灾害的灾前预评估、灾后评估提供及时有效的信息源;以可拓方法为理论基础,从孕灾环境、承灾体、致灾因子等方面确定天然橡胶风害评估的影响因子,选择气象综合因子、橡胶因子和综合地形因子,建立橡胶风害评估模型,并基于ArcGIS平台开发天然橡胶风害实时评估系统,实现天然橡胶的灾前预估和灾后评估。该系统的应用将极大地提高天然橡胶风害防灾减灾的决策能力。     

种植密度对玉米饲用营养价值的影响

种植密度对单位面积上玉米的产量有重要影响,不同种植密度热带玉米的营养价值基本相同,干物质消化率及其他参数相似。在某一生产环境中,如果随着种植密度的增加饲草量继续增加而消化率又不明显下降,并且不受到伏等其他因素的影响,那么较高的种植密度是必要的。     

施氮水平和栽插密度对晚粳稻秀水134生长及产量的影响

试验以晚粳稻秀水134为材料,研究不同氮肥用量(0、8、11、14kg/667m2)和栽插密度(1.5万/667m2、1.1万/667m2)对水稻产量的影响,探索其最佳的栽培方式。结果表明:施氮水平14kg/667m2,栽插密度1.5万丛/667m2时,产量最高,达到395.18kg/667m2。