北京松山天然落叶阔叶林生态系统净碳交换特征及其影响因子

森林生态系统在陆地碳循环过程中发挥着重要作用,关于温带落叶阔叶林生态系统碳平衡过程影响机制的讨论尚未统一。本研究于2019年对北京松山典型落叶阔叶林生态系统的净碳交换量(NEE)及空气温度(T_a)、土壤温度(T_s)、光合有效辐射(PAR)、饱和水气压差(VPD)、土壤含水量(SWC)、降雨量(P)等环境因子进行原位连续监测,分析松山落叶阔叶林生态系统净碳交换特征及其对环境因子的响应。结果表明: 在日尺度上,NEE生长季(5—10月)各月平均日变化均呈“U”字形变化,日间为碳汇,夜间为碳源。其他月份NEE均为正值,变化平缓,表现为碳源。在季节尺度上,NEE呈单峰曲线变化规律,全年NEE为-111 g C·m^-2·a^-1,生态系统呼吸总量(R_e)为555 g C·m^-2·a^-1,总生态系统生产力(GEP)为666 g C·m^-2·a^-1。碳吸收与释放量分别在6月与11月达到最大值。PAR是影响日间净碳交换量(NEE_d)的主导因子,二者关系符合Michaelis-Menten模型,VPD是间接影响NEE_d的主导因子,最适宜日间净碳交换的VPD范围为1～1.5 kPa。土壤温度是影响夜间净碳交换量(NEE_n)的主导因子,SWC是NEE_n的限制因子,SWC过高或过低均会对NEE_n产生抑制,最适值为0.28 m³·m^-3。     

物候变化对北美温带落叶阔叶林生态系统生产力的影响

数据源、时间范围、空间尺度等的差异导致许多物候变化对陆地生态系统碳收支影响的研究缺少可比性。该文基于4级碳通量填充数据, 采用相对阈值方法提取了两个北美典型温带阔叶林站Harvard Forest (HF)和University of Michigan Biological Station (UMBS)共20年的物候参数(返青期、枯黄期和生长季长度), 并研究了物候变化对生态系统生产力的影响。结果表明: 1)生长季长度的延长对年累积总初级生产力(GPP)有显著贡献, 但由于呼吸作用(RE)的干扰, 生长季长度变化对年净生态系统生产力(NEP)的影响并不显著; 2)返青期的提前对上半年生态系统总初级生产力的贡献最为显著, 二者的相关系数分别为0.76 (HF)和0.93 (UMBS); 3)枯黄期的延迟对生产力的影响并不显著; 4)随着春季返青期的提前或秋季枯黄期的延迟, 上、下半年GPP和RE的累积量虽均有增加趋势, 但由于各自增加的幅度不确定, 导致年NEP与二者的响应关系复杂。     

南北过渡带常绿落叶阔叶混交林碳通量特征及其对环境因子的响应

森林生态系统强大的碳源/汇功能是实现"碳中和"和"碳达峰"战略目标最经济、有效的自然气候解决方案和固碳增汇手段。准确评估森林生态系统的碳汇能力,对于明确森林碳储量有重要意义。为明确亚热带-暖温带气候过渡带的常绿落叶阔叶混交林的碳通量特征及其驱动因素,2011-2020年利用涡度相关法开展了大别山常绿落叶阔叶混交林碳通量和环境要素的观测试验。结果表明:大别山常绿落叶阔叶混交林净生态系统CO₂交换量、生态系统呼吸(Reco)、总初级生态生产力分别为-788.13 gC m^-2 a^-1、1074.14 gC m^-2 a^-1、1862.27 gC m^-2 a^-1,该森林生态系统整体表现为碳汇,其固碳能力与相近纬度的常绿落叶阔叶混交林基本持平,并高于针阔叶混交林、毛竹林等其他类型的森林生态系统。10年间,大别山常绿落叶阔叶混交林的固碳能力有所增强。影响大别山常绿落叶阔叶混交林碳通量的主要环境因子为温度与太阳辐射,气温(Ta)、净辐射(Rn)、光合有效辐射和总辐射与生态系统碳生产力和GPP呈显著正相关(P＜0.001),Reco与Ta和Rn呈显著正相关(P＜0.001)。研究结果为气候变化响应敏感的南北气候过渡带森林生态系统的碳储量估算、碳循环过程模拟提供观测数据支持和科学依据。     

暖温带落叶阔叶林冠层对降水的分配作用

 对1996年生长季节中两种落叶阔叶林冠层对降水的分配各分量的测定和分析表明：降水在辽东栎林冠层中的分配为：干流量S,66.7mm;透流量T,539.3mm;截留量I,117.6mm;分别占同期降水量的9.2％、74.5％和16.3％。混交林对降水的分配为：干流量S,32.8mm(4.5％);透流量T;555.9mm(76.8％);截留量I,134.9mm(18.6％)。各分量与降水特性的多元回归的结果表明：干流量S与降水量P和前24小时降水量P1之间呈显著正相关关系;透流量T与降水量P和最大雨强M正相关显著。     

浙江天童常绿阔叶林12种常绿木本植物的落叶格局

落叶格局反映了植物叶片适应环境的生理生态策略,是植物功能群的重要特征。本研究通过跟踪观测枝条上老叶(一年生及以上)和当年生小枝新叶整年的数量动态,揭示了天童地区12种常见常绿阔叶木本植物不同的落叶格局,并且发现同一群落层次内有多种类型存在。根据落叶特性可分为季节性集中落叶型和全年持续性落叶型,其中4个物种表现为春季集中落叶型,2个物种为夏季集中落叶型,1个物种为秋季集中落叶型,1个物种为春秋季集中落叶型,4个物种为全年持续性落叶型;研究还发现阳性物种(包括冠层乔木及林窗下灌木)多为集中落叶型,而耐阴灌木物种多为全年持续性落叶型,并且阳性物种相比于耐阴灌木物种年总落叶比例更大,表明叶片更新率更快。结合当年气候数据及出叶物候,本文讨论了新叶生长、台风干扰及水分等因素对落叶格局的影响。通过对亚热带常绿阔叶林植物落叶格局及其影响因素的研究有望能进一步探索植物对环境的适应策略。     

暖温带落叶阔叶林辽东栎和五角枫生长和光合生理生态特征对模拟氮沉降的响应

暖温带落叶阔叶林在维护区域生态系统功能和平衡中起着重要的作用, 研究其在氮添加下的生长和生理生态响应, 有助于深入理解暖温带落叶阔叶林在全球氮沉降背景下的生长和变化规律。该研究通过在北京东灵山落叶阔叶林的模拟氮沉降控制实验, 以优势种辽东栎(Quercus wutaishanica)和伴生种五角枫(Acer pictum subsp. mono)为研究对象, 设置对照和氮添加2种处理, 每种处理4个重复, 对照样地不做处理; 氮添加样地施加尿素(CO(NH₂)₂), 总的氮添加量为100 kg·hm ^-2·a ^-1, 测定氮添加对其生长和光合生理生态特征的影响。结果显示: 氮添加显著提高了两个树种的净光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量, 同时扩大了叶片光系统II反应中心电子传递体库, 增加了基于光合电子流驱动的初级受体醌(Q_A)被还原的周转次数。氮添加也增加了两个树种当年生枝条的长度和生物量, 同时在一定程度上提高了辽东栎种子的质量。辽东栎光合作用氮利用效率、枝条生物量对氮添加的响应程度明显超过五角枫。在未来氮沉降加剧的情景下, 东灵山暖温带落叶阔叶林优势种辽东栎的优势地位会进一步加强。     

大别山北坡落叶阔叶林种间相关的研究

应用联结系数AC,点相关系数PCC,x~2检验和pearson相关系数r公式测定了大别山北坡落叶阔叶林的种间关系,依据种间联结程度将乔木层划分出3个生态种组,即栓皮栎──枫香种组,化香──短柄抱种组和锐齿栎──灯台树种组。     

江淮分水岭落叶阔叶林林窗光环境特征及其对绞股蓝生长特性的影舷

根据对江淮分水岭地区落叶阔叶林(枫香,Liquidambar formosana)林窗与林下入射光的总光照强度、不同波段的光照强度和光谱成分的比较分析,以及相应生境下绞股蓝(Gynostemma pentaphyllum)生长特性和总皂甙含量的对比研究,结果表明,林窗入射光全波长的日总光照强度、蓝光(400～510 nm) 、黄绿光(510～610 nm)、红橙光(610～720 nm)和近红外光(720～1100 nm)的光强,以及除近红外光以外的其余色光光谱成分均高于林下,其中蓝光和红橙光的光照强度及其光谱成分比其它色光明显高于林下,且幅度有季节性差异.在4、7和10月份,林窗中的蓝光相对光照强度分别高于林下8.32%～28.83%、30.00%～579.17%和6.70%～88.74%,红橙光分别高出8.72%～28.83%、30.19%～502.69%和6.76%～91.57%,蓝光光谱成分分别比林下增加了5.76%、33.14%和17.29%,红橙光分别比林下增加了5.04%、53.34%和10.23%.林窗下的绞股蓝净光合速率、总干物质重和总皂甙含量皆高于林下;同时林窗的光环境使干物质向茎分配比例增大,且这些差异有明显的季节性.     

江淮分水岭落叶阔叶林林窗光环境特征及其对绞股蓝生长特性的影响

根据对江淮分水岭地区落叶阔叶林(枫香,Liquidambar formosana)林窗与林下人射光的总光照强度、不同波段的光照强度和光谱成分的比较分析,以及相应生境下绞股蓝(Gymostemma pentaphyllum)生长特性和总皂甙含量的对比研究,结果表明,林窗入射光全波长的日总光照强度、蓝光(400—510nm)、黄绿光(510—610nm)、红橙光(610—720nm)和近红外光(720—1100nm)的光强,以及除近红外光以外的其余色光光谱成分均高于林下,其中蓝光和红橙光的光照强度及其光谱成分比其它色光明显高于林下,且幅度有季节性差异．在4、7和10月份,林窗中的蓝光相对光照强度分别高于林下8．32％～28．83％、30．00％～579．17％和6．70％～88．74％,红橙光分别高出8．72％～28．83％、30．19％～502．69％和6．76％～91．57％,蓝光光谱成分分别比林下增加了5．76％、33．14％和17．29％,红橙光分别比林下增加了5．04％、53．34％和10．23％．林窗下的统股蓝净光合速率、总干物质重和总皂甙含量皆高于林下;同时林窗的光环境使干物质向茎分配比例增大,且这些差异有明显的季节性。     

广西落叶栎林的分类研究

广西的落叶栎林属亚热带落叶阔叶林的一个群系组, 常见有栓皮栎林、麻栎林和白栎林３ 个群系。主要论述其类型划分和生境特点, 为其经营管理和合理利用提供基本材料和依据。     

重庆缙云山针阔混交林水汽通量特征及其影响因子

利用涡度相关技术于2019年9月-2020年8月在重庆缙云山针阔混交林生态系统观测了水汽通量和其他环境要素。基于观测数据, 分析了水汽通量特征及其与环境因子的关系。结果表明: (1)针阔混交林生态系统能量闭合率为0.77, 且通量足迹高贡献区域所处方向与风玫瑰图的全年主风方向(东北风向)一致, 累计通量贡献区变异系数比较小, 证明涡度相关技术在研究区适应性较好, 数据可靠。(2)缙云山针阔混交林的全年水汽通量基本为正值, 月平均日变化范围为-0.001-6.623 mmol·m^-2·s^-1, 说明研究区为水汽源。水汽通量月平均日变化和季节变化均为单峰趋势。夏季水汽通量平均值最大(4.620 mmol·m^-2·s^-1), 变化趋势强; 冬季水汽通量值最低(2.077 mmol·m^-2·s^-1), 变化趋势弱。(3)该地区全年蒸散总量(792.40 mm)占降水总量(1 489.18 mm)的53.12%, 夏季的蒸散量(325.53 mm)和降水量(680.52 mm)最高, 分别占到全年蒸散量和降水量的41%和46%。缙云山针阔混交林生态系统站点与其他地区不同生态系统站点对比, 得出全年蒸散量为湿地>森林>农田。(4)净辐射、气温、饱和水汽压差和风速对水汽通量的影响在各季节均显著, 净辐射、气温和饱和水汽压差与水汽通量呈正相关关系, R²最大分别为0.85、0.53和0.60, 风速与水汽通量呈负相关关系, R²为0.61, 均是夏季的相关性最高, 其中净辐射和气温是影响水汽通量的最主要因子。     

暖温带落叶阔叶林动态变化的模拟研究

用森林动态林窗模型 FORET1模拟了暖温带落叶阔叶林的长期变化特征。模型参数取自暖温带地区长期森林研究和经营的历史数据 ,对过去数据中缺少的参数进行了实地测定 ,并用观测的数据对模型作了检验。结果表明模型能较好地模拟暖温带落叶阔叶林的长期动态变化特征。通过模拟可以看出 ,森林的净初级生产力没有明显变化规律且极度不稳定 ,峰值出现在30 a左右 ,相似于世界上其它地区森林动态格局变化 ,生物量格局呈循环状态变化 ,循环周期大致在 110 a左右。     

落叶阔叶林反照率的时间变化与影响因素

反照率原位测量对生态系统能量收支及其遥感应用至关重要,但目前坡面地形反照率的测量方式有局限且可见光与近红外波段反照率时间变化的差异尚不清楚。本研究以东北地区帽儿山森林生态站的落叶阔叶林为例,探究入射和反射太阳辐射(SR,300～2800 nm)、光合有效辐射(PAR,400～700 nm)、近红外辐射(NIR,700～2800 nm)的反照率时间变化特征及其影响因子,同时分析了两种辐射表安装方式反照率的差异。结果表明: 晴天SR和NIR反照率日变化呈上下午不对称的U型曲线,但PAR从早到晚递增;阴天反照率均先急剧下降后趋于稳定。平行于坡面测量增大了反照率的日均值,但缓和了SR、NIR反照率日不对称的现象。从整个生长季来看,SR、NIR与PAR反照率水平测量时最大值分别为0.16、0.27和0.11,最小值分别为0.07、0.11和0.03。SR和NIR反照率季节变化均为先增大后减小(7月为峰值),PAR则相反,SR反照率主要受NIR而不是PAR控制。各波段反照率季节变化的影响因子按照贡献率排序为宽带归一化植被指数(61.7%～78.5%,可表征叶面积指数)>太阳高度角(15.4%～36.9%)>晴空指数(0.4%～36.9%)。     

云南中南部季风常绿阔叶林恢复生态系统萌生特征

萌生是大范围干扰后物种维持的重要机制。通过对云南思茅地区皆伐后不同恢复阶段季风常绿阔叶林群落萌生状况的调查,探讨了不同恢复阶段群落物种萌生特征。结果表明:恢复15a群落共有萌生物种36种,而恢复30a群落有24种,老龄林有29种,萌生物种种类及多度所占比例随恢复时间的延长呈减少趋势。灌木科、属及种丰富度及其所占比例在恢复30a群落中最低,而乔木及总物种科、属及种丰富度、Shannon-Wiener指数及Simpson指数在3个不同恢复阶段群落之间均无显著性差异,但乔木及总物种科、属及种丰富度所占比例均为老龄林最低。恢复15a群落与30a群落间萌生相似性最高,而恢复15a群落与老龄林群落间萌生相似性最低。3个不同恢复阶段群落中物种萌生类型主要为根萌生,其次为干基萌生。不同萌生类型萌生物种丰富度及个体多度均为根萌生>干基萌生>干萌生>枝萌生。萌生物种生长特征中,除灌木平均高在恢复30a群落中最低外,乔木平均高及乔木和灌木平均胸径在3个恢复阶段群落中均无显著性差异。而在共有的萌生物种中,杯状栲(Castanopsis calathiformis)、短刺栲(Castanopsis echidnocarpa)和粗壮润楠(Machilus robusta)平均胸径和平均高均是恢复初期(15a)较高,红木荷(Schima wallichii)和山鸡椒(Litsea cubeba)则是在老龄林中较高。     

Interannual and seasonal variations of energy and water vapor fluxes above a tropical seasonal rain forest in Xishuangbanna, SW China

The values and variation characteristics of energy components, their relationship with net radiation and the characteristics of water balance in the forest were analyzed, based on the observation data of energy fluxes, meteorological parameters and biomass in a tropical seasonal rain forest in Xishuangbanna from January 2003 to December 2004. The results show that annual net radiation was 3516.4 MJ/(m² · a) and 3516.6 MJ/(m² · a) in 2003 and 2004, respectively, of which 46% and 44% were used in latent heat flux, and 12% and 11% were lost as sensible heat flux. Annual mean canopy surface conductance was 10.3 mm/s and 10.0 mm/s in 2003 and 2004, respectively. Moreover, canopy surface conductance was lower in dry-hot seasons than in fog-cool and rainy seasons. Canopy surface conductance correlated significantly and positively with leaf area index, but negatively with water vapor pressure deficit. In general, canopy surface conductance was not affected directly by soil water content, but highly depended on soil moisture status when soil water content was below 0.15 m³/m³. Annual total evapotranspiration of this forest ecosystem in dry seasons was lower than that in rainy seasons, which was considered as one of the most important reasons that tropical seasonal rain forest could survive and flourish in Xishuangbanna at limit of water and heat.     

山西霍山落叶阔叶林边缘效应的研究

通过对山西霍山暖温带森林植被片断化后不同地带不同群落边缘的边缘植被的调查,运用Shannon-Wiener物种多样性指数(D),Simpson生态优势度指数(C),边缘效应强度指数(Z)和各层次各物种的重要值(IV),对霍山暖温带落叶阔叶林的边缘效应进行了初步的研究。研究表明：(1)在群落的各种边缘区,边缘具有增大物种多样性的作用．(2)距林道边缘10m左右,物种多样性指数呈一峰值,10m以后指数逐渐降低并趋于平缓,在距自然空地5～10m处是物种多样性指数最高的地段,随后,随进入林内而逐渐减少并趋于平缓,在人工林的交错区内是物种多样性指数的高峰段,随后进入林内逐渐减少。距灌木丛交错区10m以后物种多样性指数出现高峰,随后逐渐减少并趋于平缓．(3)连翘、羊胡子草等植物是群落的优势种,且大多呈连续分布。     

Interannual and seasonal variations of energy and water vapor fluxes above a tropical seasonal rain forest in Xishuangbanna, SW China

The values and variation characteristics of energy components, their relationship with net radiation and the characteristics of water balance in the forest were analyzed, based on the observation data of energy fluxes, meteorological parameters and biomass in a tropical seasonal rain forest in Xishuangbanna from January 2003 to December 2004. The results show that annual net radiation was 3516.4 MJ/(m² · a) and 3516.6 MJ/(m² · a) in 2003 and 2004, respectively, of which 46% and 44% were used in latent heat flux, and 12% and 11% were lost as sensible heat flux. Annual mean canopy surface conductance was 10.3 mm/s and 10.0 mm/s in 2003 and 2004, respectively. Moreover, canopy surface conductance was lower in dry-hot seasons than in fog-cool and rainy seasons. Canopy surface conductance correlated significantly and positively with leaf area index, but negatively with water vapor pressure deficit. In general, canopy surface conductance was not affected directly by soil water content, but highly depended on soil moisture status when soil water content was below 0.15 m³/m³. Annual total evapotranspiration of this forest ecosystem in dry seasons was lower than that in rainy seasons, which was considered as one of the most important reasons that tropical seasonal rain forest could survive and flourish in Xishuangbanna at limit of water and heat.     

宝天曼国家级自然保护区落叶阔叶林密度制约效应对树木存活的影响

密度制约对物种共存起着重要作用。随着密度制约效应研究的深入, 亲缘关系较近的物种间表现出的密度制约效应逐渐被人们认识。本研究基于2009和2014年对宝天曼1 ha落叶阔叶林样地的2次调查数据, 利用广义线性混合模型分析了重要值排名前11位的物种不同邻域尺度的密度制约效应对不同径级(小径级(1 cm ≤ DBH < 5 cm)、中径级(5 cm ≤ DBH < 10 cm)、大径级(DBH ≥ 10 cm))目标个体存活的影响。研究表明: (1) 5年间样地中DBH ≥ 1 cm的所有个体的年均死亡率和增员率分别为5.85%和0.27%; (2)有5个物种的个体存活率与同种邻体个体数及同种邻体胸高断面积显著负相关; (3)小径级个体的存活在5 m的邻域范围内受同种密度制约和谱系密度制约的影响都很显著; 中径级个体在3个尺度上受到的密度制约和谱系密度制约的影响都不大; 大径级个体在7.5 m、10 m邻域范围内受谱系密度制约影响显著。结果表明, 同种密度制约和谱系密度制约效应对宝天曼落叶阔叶林不同生长阶段的树木个体影响不同。     

武夷山典型常绿阔叶林物种组成与群落结构

以福建武夷山典型常绿阔叶林1.44 hm2固定样地调查数据为基础,从群落物种组成、区系特征、径级结构和空间分布格局等4个方面分析该地区常绿阔叶林物种组成和群落结构,结果表明:样地内共有胸径≥1 cm的木本植物139种9,116株,隶属于34科65属;样地内有稀有种23种,偶见种46种,优势树种不明显。区系特征明显,科级与属级地理成分以温带性质较强。群落及重要值3的12个植物种群径级结构呈倒"J"字型。从物种的空间分布格局来看,这12个植物种群和4个主要种群的大、中、小径木都表现出明显的集聚分布,但集聚度有所差异。大部分物种随着径级的增加集聚度变小。