辽东半岛赤松和蒙古栎林降雨再分配特征及其相关性分析

  目的  降雨再分配是森林生态系统重要的水文过程,分析辽东半岛地区赤松和蒙古栎林降雨再分配特征,为区域典型林分的生态水文分析及模型建立提供参考。  方法  以辽宁仙人洞国家级自然保护区内的赤松和蒙古栎林为调查观测对象,选择林外降雨量（POF）、林内穿透雨量（TF）、树干径流量（SF）和树冠截留量（IF）为指标,应用回归分析法建立林外降雨量与各类指标的关系方程,并分析2种林分的降雨特征及其变化规律。  结果  （1）赤松林穿透雨量、树冠截留量和树干径流量分别为388.5、215.3、66.5 mm,占林外降雨量的57.96%、32.12%、9.92%;蒙古栎林穿透雨量、树冠截留量和树干径流量分别为421.7、119.0、55.5 mm,占林外降雨量的70.73%、19.96%、9.31%。（2）低强度降雨时,赤松和蒙古栎林的初始迟滞时长1 h左右,而中等和高强度降雨时,迟滞时长较短,明显小于1 h。且赤松林的树冠截留迟滞时间较长,迟滞作用更强,截留效果更好。（3）林外降雨量与穿透雨量、树干径流量呈极显著线性正相关（P < 0.001）,赤松林和蒙古栎林产生穿透雨l、树干茎流量的最小降雨量分别为4.2、5.8和2.0、2.5 mm。（4）赤松和蒙古栎林的树冠截留量与林外降雨量呈极显著（P < 0.001）二次函数关系,树冠截留作用与林外降雨同时产生。当林外降雨量分别大于90.0、70.0 mm时,赤松和蒙古栎林的树冠截留量分别在10.0、7.0 mm左右。（5）林外降雨量与树冠截留率呈极显著负相关（P < 0.001）的幂函数关系,当林外降雨量分别大于90.0、70.0 mm时,赤松和蒙古栎林的树冠截留率趋于平稳,降低到20%和10%左右。  结论  降雨再分配过程中,赤松林的树干径流量、截留量和截留率大于蒙古栎林,而赤松林穿透雨量小于蒙古栎林,赤松林降雨再分配作用强于蒙古栎林。林内穿透雨存在迟滞效应,迟滞时长受降雨强度和林分类型影响,且赤松林的迟滞时长大于蒙古栎林。林外降雨量与树干径流量、穿透雨量、树冠截留量呈极显著正相关,与树干径流量、穿透雨量呈线性函数关系,与树冠截留量呈二次函数关系,与树冠截留率呈极显著负相关的幂函数关系。      

花椒窄吉丁对寄主果实挥发物的触角电位及行为反应

使用触角电位仪测定花椒窄吉丁两性成虫对10种寄主果实挥发物的触角电位（EAG）反应,使用Y型嗅觉计测定其对8种强烈EAG反应的挥发物的行为反应。结果表明:1）寄主果实的10种挥发物均可引起花椒窄吉丁不同程度的EAG反应,100 μg·μL^-1时胡椒酮和正葵醛分别引起雌虫和雄虫最大的EAG反应绝对值,d-柠檬烯、月桂烯在100 μg·μL^-1时引起雄虫最大的EAG反应绝对值;然而在10 μg·μL^-1时引起雌虫的EAG反应绝对值最大。10种挥发物中,花椒窄吉丁对（±）-α-乙酸松油酯和罗勒烯的EAG反应相对较弱。2）配对T检验发现仅反式-2-己烯醛对两性成虫的EAG反应存在极显著的性别差异(P＜0.01),而所测的其他挥发物对两性成虫的EAG反应不存在性别差异(P＞0.05)。3）1~100 μg·μL^-1的芳樟醇对雄虫驱避显著,10~100 μg·μL^-1的正葵醛对两性成虫均驱避显著,1~10 μg·μL^-1的胡椒酮、10~100 μg·μL^-1的γ-松油烯对雌虫驱避显著(P＜0.05),10~100 μg·μL^-1的月桂烯、0.1~1 μg·μL^-1的d-柠檬烯对雄虫引诱显著。雄虫对1~100 μg·μL^-1的反式-2-己烯醛驱避反应显著;雌虫仅对10 μg·μL^-1的反式-2-己烯醛驱避反应显著,反式-2-己烯-1-醇在0.1~1 μg·μL^-1时对雌虫驱避显著;但在10~100 μg·μL^-1时对雌虫引诱显著。说明一定浓度的月桂烯、d-柠檬烯、反式-2-己烯-1-醇对花椒窄吉丁具有引诱作用,一定浓度的芳樟醇、正葵醛、胡椒酮、γ-松油烯、反式-2-己烯醛、反式-2-己烯-1-醇对花椒窄吉丁具有驱避作用,可作为引诱剂或驱虫剂成分进一步开发利用。     

森林植物对北京特大暴雨截留特征研究

针对2012年7月21日北京特大暴雨,分析了北京西山4种典型森林植被对降雨的截留作用,结果表明：北京特大暴雨历时16 h多,累积降雨量164.4 mm,存在3个高峰期,70%的雨量集中在21日11：00~18：00曰各林分内穿透雨的波动趋势与林外降雨基本一致,林内的最大雨强均小于林外最大雨强,可见森林植被对于降雨具有削弱作用;各林分内穿透雨的起始时间均晚于林外降雨,结束时间相较于林外降雨也有推迟,说明森林植被对于降雨具有延滞作用;各林分树干茎流截留率范围为1.4%~2.1%,林冠截留率为19.8%~29.5%。     

城市樟子松人工林降雨分配过程中养分变化特征

为了探究城市森林生态系统中伴随降雨分配过程的养分循环变化及养分平衡特征,采用定位研究的方法,于2015年5—9月份对东北林业大学城市林业示范研究基地樟子松人工林内穿透雨、树干径流以及林外大气降雨进行了观测和取样,测定了水样中NO₃^-、PO₄^3-、SO₄^2-、Cl^-、F^-、K、Ca和Mg的浓度,分析了伴随降雨分配过程中各养分质量浓度的变化特征和输入规律。结果表明:生长季内,NO₃^-、PO₄^3-、SO₄^2-、Cl^-、F^-、K、Ca和Mg在大气降雨中的输入量分别为11.508、1.654、13.625、6.122、2.219、7.778、17.853、1.005 kg·hm^-2;穿透雨的输入量为14.038、0.890、10.677、3.058、1.908、4.299、9.463、0.862 kg·hm^-2;树干径流输入量则为3.448、0.192、2.103、1.004、0.298、2.298、5.194、0.668 kg·hm^-2。大气降雨、穿透雨和树干径流的养分输入均以NO₃^-、SO₄^2-和Ca为主,且3种养分输入量之和均占8种养分总输入量的69%以上。生长季内,8种养分的净淋溶总量为-1.365 kg·hm^-2,而其中仅NO₃^-和Mg的净淋溶量为正值。在降雨分配过程中,樟子松人工林的冠层能够少量过滤掉大气降雨中的PO₄^3-、SO₄^2-、Cl^-、F^-、K和Ca。     

祁连山区青海云杉林碳汇特征及调控因子

祁连山区是我国西部重要的生态安全屏障和固碳场所。为准确评估祁连山区青海云杉林生态系统生长季碳汇特征，利用涡度相关技术并结合增强回归树模型与结构方程模型，研究生长季其碳通量变化特征及其环境影响机制。结果表明，青海云杉林生长季净生态系统碳交换(net ecosystem carbon exchange,NEE)日变化呈“V”型，CO₂通量变化范围在-0.71～0.08 mg CO₂·m^-2·s^-1，季节尺度NEE变化范围在-20.93～11.75 g C·m^-2，月均碳吸收量(188.27±17.85) g·m^-2，生长季累积碳吸收941.34 g·m^-2。增强回归树模型揭示植被指数对净生态系统碳交换量相对贡献率最高，为50.3%，其次是净辐射，为15.9%。结构方程模型表明，植被指数与相对湿度对净生态系统碳交换量的直接作用系数分别为0.61与-0.17。多元逐步回归模型表明植被指数与相对湿度对NEE具有显著影响(R²     

灌木幼苗对镉毒害的敏感性差异

为探究灌木幼苗及不同测试终点对镉（Cd）毒害的抗性和敏感性差异,选取了12种常见的灌木植物,通过Cd对灌木幼苗毒害的水培试验,测定不同含量Cd处理［0（对照）、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0、16.0、32.0 mg·L^-1］下植物的生长状况（表观毒害症状、株高、地上部鲜重和干重、根系生长状态）,比较不同测试终点稳定性,并运用Burr-Ⅲ模型制作物种敏感性分布图（species sensitivity distributions,SSD）,分析不同灌木幼苗对Cd的敏感性。结果表明,供试植物在Cd含量为1.0~4.0 mg·L^-1时开始出现表观毒害症状;Cd对不同的植物地上部和根系毒害阈值差异较大,地上部干重减少10%（EC₁₀）和50%（EC₅₀）对应的毒性阈值变化范围分别为0.11（海桐）~1.30 mg·L^-1（八角金盘）和2.58（金森女贞）~10.90 mg·L^-1（八角金盘）,差异分别达到了11.8和4.2倍;根分支数对应的EC₁₀和EC₅₀变化范围分别为0.08（金森女贞）~1.27 mg·L^-1（八角金盘）和2.40（金森女贞）~10.30 mg·L^-1（八角金盘）,差异分别达到了15.8和4.3倍;不同测试终点的敏感性从大到小依次为根分枝数>总根长>总根表面积>总根尖数>地上部分干重>株高>地上部分鲜重,说明根系指标对Cd毒性更为敏感;基于地上部干重和根分支数的EC₅₀数据得到的SSD表明,大部分植物的敏感性分布趋于一致,其中金森女贞和海桐对Cd毒害最为敏感,八角金盘为Cd毒害的抗性品种;同时,根据SSD得出保护95%林木品质不受Cd毒害的生态风险阈值HC₅。     

新疆典型林分对降水再分配过程的影响

森林通过降水再分配过程影响着流域的水量平衡和物质循环.根据2010年雨季(4～6月)新疆典型林分的林冠截留、穿透雨和树干茎流定位观测数据,研究了森林对降水再分配过程的影响.结果表明:(1)林冠截留量和截留率与林外降雨量分别呈明显的二次曲线和双曲线衰减关系(R2分别为0.9506和0.746),林分林冠极限截留量约为12.63 mm; (2)树干茎流量和茎流率与林外降雨量分别呈线性关系和对数关系(R2分别为0.9891和0.6743),当林外降雨量大于1.75 mm时可产生树干茎流;(3)林内穿透雨量和穿透雨率与林外降雨量分别呈线性关系和对数关系(R2分别为0.9929和0.5363),林外降雨量大于0.97 mm时产生林内穿透雨.     

南方水土流失区马尾松林降雨截留再分配特征与修正的Gash模型模拟

以我国南方典型水土流失区福建省长汀县河田镇马尾松林为研究对象,观测2018年5-11月降雨情况,分析马尾松林降雨截留再分配特征,以修正的Gash模型模拟林冠截留、树干茎流、穿透雨。结果表明,观测期间研究区共发生90次降雨,累计林外降雨量1 191.0 mm、穿透雨1 017.7 mm、树干茎流15.4 mm、林冠截留156.9 mm,且以低强度、小雨级降雨事件为主。林外降雨量与穿透雨、树干茎流呈线性正相关,与林冠截留呈对数关系。以修正的Gash模型模拟林冠截留量、树干茎流量、穿透雨量的均方根误差（RMSE）分别为1.38、0.15、1.34 mm,估测精度（RM）分别为84.53%、78.46%、98.04%。在-50%~50%变化范围内分析修正的Gash模型参数敏感性,模型参数敏感性顺序为平均降雨强度（R）>郁闭度（c）>林冠饱和下平均蒸发速率（E）>树干持水能力（S_t）>树干茎流系数（P_t）>林冠持水能力（S）。     

海南岛橡胶林雨季林冠截留特征研究

[目的]研究海南岛橡胶林雨季林冠截留特征,为橡胶林生态系统的可持续经营和水资源的合理调控提供理论依据.[方法]通过野外科学观测试验站在降雨过程定位监测中提供的降雨量、降雨强度、截留量、截留率等数据,对橡胶林林冠相关水因子量进行统计,探讨穿透雨、树干茎流、林冠截留量、截留率与降雨特征的关系.[结果]橡胶林林冠截留量随降雨量的增加而增加,截留率随降雨量的增加而减少;橡胶林穿透雨、树干茎流均随着林外降雨量的增大而增大,并具有明显的线性相关性;各相关因素对橡胶林林冠截留的影响程度为:降雨量>降雨强度>林冠光合有效辐射>降雨期相对湿度>叶面积指数.[结论]林冠截留是林木与环境进行能量与物质交换的第一作用层,它对降水的影响是研究森林水分平衡的重要内容,相关气象及林地性状特征是影响橡胶林林冠截留量的主要因子.     

双片苣苔的离体培养

以珍稀植物双片苣苔（Didymostigma obtusum）叶片和叶柄为外植体,以MS为基本培养基,研究了外植体的消毒方式,不同生长调节剂及其组合对不定芽诱导及生根的影响,探讨不同光照、pH、叶片放置方式等因素对不定芽诱导的影响。结果表明:适量的链霉素有利于外植体消毒,叶片诱导不定芽发生的适宜培养基为MS+2.0 μmol·L^-1 TDZ+0.2 μmol·L^-1 NAA,叶柄诱导不定芽发生的适宜培养基为MS+2.0 μmol·L^-1 TDZ+1.0 μmol·L^-1 BA,pH为5.6~6.0,叶背面朝下接种有利于叶片不定芽的诱导发生,适当增强光照有利于芽苗的生长;适宜生根培养基为1/2MS+2 μmol·L^-1 IBA+2 μmol·L^-1 NAA,生根率达100%,根系生长较好;试管苗移栽到腐殖质和黄泥（2∶1）的混合基质中,置于半荫温室中,成活率达100%。     

祁连山青海云杉人工林与天然林群落结构特征及物种多样性比较研究

采用时空互代方法,以祁连山青海云杉人工林（70年代、2002年）、天然林为研究对象,分析人工林不同发育阶段群落结构特征和物种多样性变化及其与天然林之间的异同性。结果表明:其群落物种组成、生活型谱、物种多样性及乔木层林木径级分布均存在较大差异。1）70年代人工林出现了35个种（分属于19个科32属）,2002年人工林出现27个种（分属于14科24属）,天然云杉林样方内出现了40个种植物（分属于19科35属）;3种林地面芽植物种数均最多,其百分比值均在50%以上。2）3种林乔木层均为青海云杉;在灌木层中,2002年人工云杉林中尚未出现任何灌木,天然林和70年代人工林中有多种灌木出现,且天然林所有多样性指数值均大于70年代人工林,尤其是物种数、丰富度指数及均匀度J_sw指数分别是70年代人工林的2.17、2.07倍和3.06倍;在草本层中,3种林除丰富度指数和均匀度指数J_sw差异显著(P＜0.05)外,其余指数两两之间差异不显著。3)天然云杉林乔木层林木胸径主要分布在10~20 cm之间,树高主要分布在10~30 m之间,其林木株数在不同径级、不同高度分布均趋向于对称性概率分布;70年代和2002年云杉人工林乔木层林木地径分布在6.0~8.2 cm和2.3~3.2 cm之间,树高分布在3.0~3.7 m和1.0~1.5 m之间。这说明祁连山青海云杉林发育过程中,乔木层植被组成稳定、个体生长缓慢,而灌木层和草本层植被组成随人工林造林时间延长出现阶段性变化。     

祁连山青海云杉林枯落物层水文效应分析

通过对祁连山青海云杉林及其它林型凋落物累积量、分解过程随时间变化的分析,研究了枯枝落叶层的持水能力、截留作用和蓄水保土效益,青海云杉林年凋落物量为2.689 t/hm2a,它的枯落物层最大持水量相当于12.5 mm的降雨量。枯枝落叶层对降水的截留率随降水强度的增加而减小,其指数模型为:Y=92.268 e-0.0421x (R=0.973)。经分析认为祁连山青海云杉林及其它林型枯枝落叶层的水文效应最终体现在水土保持和水源涵养效能上,为综合评价祁连山水源涵养林水文效应提供了科学依据。     

祁连山青海云杉天然林林隙更新研究

为了解决祁连山水源林区青海云杉天然林更新难的经营难题,该文根据实测数据对该地区青海云杉林隙天然更新进行了研究。结果表明,祁连山水源林区青海云杉林隙中心区更新最好,林隙内次之,林隙外（林冠下）最差,林隙内更新幼树以林隙中心区为核心呈聚集分布;林隙内外光环境对青海云杉的天然更新有影响。提出了“单株择伐-小面积林隙 天然更新”促进青海云杉林天然更新的可行技术,为该区青海云杉水源林更新及经营模式构建提供了理论依据和技术支持。      

祁连山典型流域青海云杉林土壤氮磷钾空间变异性研究

基于祁连山中段排露沟流域海拔2 600～3 300 m的带状青海云杉林中0～10、10～20、20～40 cm的土壤TN、TP、TK的测定分析数据,运用经典统计学、地统计学的方法对其土壤TN、TP、TK含量的空间变异特征及空间分布特点进行研究。结果表明,1)研究区内土壤TN含量为1.34～8.98 g·kg^-1,土壤TP含量为0.46～1.12 g·kg^-1,土壤TK含量为9.75～24.17 g·kg^-1;不同土层土壤TN、TP、TK变异系数为13.26%～35.47%,均属中等程度变异;2)10～20 cm TP的块金系数为0.617,属于中等空间相关性,其余块金系数均<0.25,具有强烈空间相关性;3)克里格插值结果显示,土壤TN、TP含量随海拔的升高而升高,土壤TK含量随海拔升高而降低。不同土层土壤TN、TP、TK含量的空间变异性特征,与海拔、土壤母质及云杉林枯落物等结构性因素有关。     

甘肃大野口青海云杉种群的空间分布格局

为掌握青海云杉的空间分布特征和大面积遥感定量反演青海云杉结构提供关键参数,以及为青海云杉种群保护和祁连山水源涵养林的可持续经营提供基础数据,根据甘肃大野口1hm2青海云杉林大样地的调查结果,首次应用点格局方法开展青海云杉种群空间格局的研究,并且将研究区内树木分龄级计算,得到不同龄级的树木在不同尺度下的空间分布格局。首先,应用Weibull分布对样地内青海云杉的胸径分布进行拟合;然后分别采用点格局分析法和聚集指标测定法,对样地内各龄级的树木在不同尺度下的空间分布格局进行研究;最后应用纽曼A型分布对研究区内的青海云杉种群空间分布格局进行拟合。结果表明:青海云杉林胸径分布基本符合Weibull分布;研究区内种群密度较大,空间格局呈集群分布;幼树、小树、中树和大树在各研究尺度下均呈集群分布;青海云杉随着年龄的增长,聚集强度逐渐降低;研究区内青海云杉种群空间分布格局符合纽曼A型分布。集群分布的原因主要是自然和人为干扰、环境条件及青海云杉的生物学特性共同作用的结果。     

青海云杉不同器官水提物对油松种子萌发和幼苗生长的化感作用

宁夏罗山国家级自然保护区重要植被类型青海云杉(Picea crassifolia)-油松(Pinus tabuliformis)混交林中青海云杉不同器官水提物及枝叶挥发油对油松种子萌发和幼苗生长的化感作用结果表明:青海云杉的根、枝、叶、果实水提取物及枝叶挥发油都含有化感物质,对油松种子萌发及幼苗生长均有显著影响（p<0.05）。水提物在高浓度时起到抑制作用,低浓度时表现起到促进作用,且低浓度（2 mg·mL^-1）时的促进作用明显强于高浓度（30 mg·mL^-1）时的抑制作用。与对照相比,在浓度为2 mg·mL^-1时,青海云杉果实水提取物对油松种子发芽的促进作用最强,种子发芽率提高了73.68%;青海云杉根水提取物对油松幼苗根长和幼苗鲜重的促进作用最强,其根长和鲜重分别提高了66.12%和163.89%;而对油松幼苗苗高促进作用最强的是其叶水提物,提高了149.39%;在浓度为30 mg·mL^-1时,除青海云杉根水提物对油松幼苗根长表现出促进作用外（提高6.95%）,其他提取物对油松种子萌发及幼苗生长均表现出抑制作用。青海云杉枝叶挥发油对油松种子萌发、幼苗生长均表现为促进作用,尤其对种子萌发具有显著的促进作用,其促进率达64.22%。说明青海云杉和油松混交,可能有利于油松种子萌发及幼苗生长,可为油松混交树种的选择、人工造林、森林培育及健康经营管理提供理论依据。     

秦岭华山松林生态系统对大气降雨水化学特性的影响

基于野外定点监测的方法,根据大气降雨与秦岭华山松林生态系统相互作用的时空顺序,测定并分析水分传输过程各层次水的pH及水化学元素沿运移路径的变化过程,获知华山松森林影响水化学元素沉降变化的关键层次,进而探讨华山松林不同层次对大气降雨水质的影响。结果表明,华山松林生态系统对偏酸性降雨的pH有较强的调升能力,林冠和土壤A层对pH调升作用较显著,调升幅度分别为0.51、1.01个pH单位。系统对NH₄⁺、Pb、Cd²⁺、Cr均具有吸附净化效应。吸贮固定NH₄⁺的关键层是土壤层,土壤A、B层对NH₄⁺的吸附净化效果依次为42.31%、63.11%,净化效果均达到极显著差异(P＜0.05);吸贮阻减Pb、Cd²⁺、Cr的关键层是林冠层,阻减效果分别为63%、78%、45%;降雨对系统中SO^₄2-、NO₃^-、PO₄^3-、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Al³⁺等离子表现一定的淋溶效应。其中林冠层是淋溶SO₄^2-、PO₄^3-、K⁺和Zn²⁺的关键层次,林内雨较大气降雨4种离子的浓度增幅分别为31%、175%、585%、48%;土壤层是淋溶NO₃^-、Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺的主要层次,增幅均达显著差异(P＜0.05)。其中NO₃^-主要来源于土壤A层,Ca²⁺、Mg²⁺主要来源土壤B层,Al³⁺主要来源于降雨对整个土壤层解吸的Al³⁺的淋溶作用。     

青海云杉林林冠截留与大气降水的关系

基于长期定位观测数据,研究了青海云杉林林冠层截留量及其与大气降水量的关系,模拟出了青海云杉林林冠截留降水模型。结果表明:在一定降雨量范围内,青海云杉林林冠截留量随降雨量的增加而增加;青海云杉林林冠层平均截留降水率为29.4 %,它随降雨量和降雨强度的增大而减小,随郁闭度的增加而增大。     

祁连山典型林分生物量与净生产力研究

对祁连山典型林分的建群种青海云杉和祁连圆柏不同林龄的生物量和净生产力进行了研究.结果表明:青海云杉的平均生物量为282.544 t/hm2,祁连圆柏的平均生物量为248.764 t/hm2,青海云杉和祁连圆柏不同器官分配的生物量大小顺序均为:干(61.19％,58.82％)＞根(28.17％,22.73％)＞枝(6.4...