温带森林生态系统粗死木质物动态研究——以中美两个温带天然林生态系统为例

通过对我国长白山自然保护区红松针阔混交林和美国Andrews试验林异叶铁杉林的林木死亡量、粗死木质物(CWD)贮量、分解速率和它们在生态系统养分循环等方面动态研究表明,CWD是温带天然林生态系统的重要组成部分,它们在生态系统功能方面的重要性,因森林类型的不同而不尽相同,CWD在针叶林中比针阔混交林中更为重要。CWD在生态系统养分循环中的一个重要作用,很可能在于系统遭受重大外界扰动后,起到贮藏养分,增加系统稳定性的作用。未来全球森林凋落物C贮量估测时,应该包括CWD,否则将低估全球森林凋落物C贮量2.0—16×10~(13)kg,系统相对误差达2—10％。     

森林生态系统中的粗死木质残体及其功能

粗死木质残体（Coarse Woody Debris,CWD)是指所有地上和地下小头直径＞2．5cm的死木质物,林分中CWD主要来源于个体的死亡和干扰所造成的死亡,在森林群落的生长发育过程中,CWD的数量变化呈“U”型,CWD的分解是动物和微生物吸收吸收养分,淋溶和自然破碎综合作用的结果,CWD的分解过程就是其发挥功能的过程,在此过程中各阶段都会有不同类型的生物群体利用其提供生境食物;CD具有吸收和释放养分的能力,是植物生长的营养库,是森林树木更新的良好介质;CWD是许多陆生生物和水生生物的食物来源,栖息地,避难所,哺育地,迁移通道等,在生物多样性保持方面发挥着不同替代的,在CWD的形成过程产生了林窗斑块,推动了森林生态系统的小循环,因此,CWD是森林生态系统中重要的结构性和功能性组成要素,在保持森林生态系统和水生生态系统的生物多样性及其生态过程完整性等方面起着不可替代的作用,应当给予了充分的重视。     

粗木质物残体生态研究历史、现状和趋势

粗木质物残体(Coarse Woody Debris,简称CWD)是森林生态系统或溪流生态系统中残存的一定直径大小的站杆(snag)、倒木、枝桠及根系等死木质物的总称,倒木往往是     

森林粗死木质残体的概念及其分类

森林粗死木残体 (Coarse woody debris,CWD)在不同的文献中有不同的定义 ,没有通用而确切的概念用来描述 CWD,对研究结果的比较造成了很大障碍。 2 0世纪 90年代以来 ,随着景观生态学的发展 ,以及对 CWD生态功能的深入研究 ,国外的森林管理和研究机构 (例如 USDA Forest Service和 L TER)为了把 CWD放在区域以及景观尺度上进行比较 ,对 CWD的概念等进行了统一 ,将其直径标准由原来的≥ 2 .5 cm调整到≥ 10 cm,但是我国在此方面还没有与国际接轨 ,仍采用旧标准 (≥ 2 .5 cm ) ,这样的研究结果难于和国外进行比较 ,不利于我国 CWD的长期深入研究。另外 ,有关 CWD的分类一直以来也没有形成一个完整的分类系统 ,我国也缺少 CWD分类方法的介绍。鉴于以上情况 ,综合国内外近年来在 CWD方面的研究动态 ,综述了 CWD的概念和分类情况 ,并初步提出较综合的 CWD概念及其分类系统 ,以供相关研究者讨论和参考 ,为我国的 CWD研究起到推动作用     

森林生态系统粗死木质残体碳储量研究进展

粗死木质残体(CWD)是森林生态系统重要的结构性与功能性单元,作为连接植被碳库与土壤碳库的关键纽带,对全球森林生态系统碳循环发挥着重要而独特的作用,越来越多的学者开始关注CWD碳储量相关研究。系统阐述了国内外CWD碳储量研究的发展历程、研究范围与基本特征等内容,总结概括了CWD体积测算、CWD碳浓度估算等碳计量相关方法的研究进展。通过梳理发现:国内外学者对CWD碳储量的研究仍处于初级阶段,主要集中于探讨不同树种、不同林龄、不同腐解等级、不同海拔、不同存在形式的森林CWD碳储量分布特征,而较少关注CWD碳库对土壤碳库和植被碳库的作用机制以及对未来气候变化的响应和反馈机制;CWD碳计量方法较为单一,普遍采用的是传统的"生物量-碳浓度法",而运用机器学习算法对CWD碳储量进行估算的研究尚不多见。此外,相对国外研究而言,国内研究主要局限于小尺度范围。文章据此提出未来CWD碳储量研究的发展方向:(1)拓展研究尺度,建立CWD碳储量长期观测体系;(2)深入开展不同森林生态系统CWD碳储量对气候变化的响应机制研究;(3)探索更加多元化的CWD碳储量计量方法;(4)深入探讨CWD碳库对土壤碳库与植被碳...     

广州三种森林粗死木质残体（CWD）的储量与分解特征

粗死木质残体(Coarse Woody Debris, CWD)对森林生态系统的稳定性具有不可忽视的贡献.对广州3种森林CWD的储量与分解特征进行了调查分析,结果表明:(1)CWD储量及其与相应森林总生物量比值均表现为常绿阔叶林>针阔混交林>针叶林;枯立木与倒木为CWD的主要成分,其中,针叶CWD主要物种为马尾松(Pinus massonianai),阔叶CWD物种主要为荷木(Schima superba)与黄杞(Engelhardtia chrysolepis)等.(2)CWD径级主要集中在<10cm的范围内,存在状态主要为中级腐烂状态,干扰与竞争是3种森林CWD产生的主要因素.(3)针叶林、针阔混交林与常绿阔叶林CWD的分解常数k分别为0 0244、0.0407和0.0487,即分解速率为常绿阔叶林>混交林>针叶林;随着CWD的分解,N、P与木质素的含量逐渐升高,C、C/N与木质素/N呈降低趋势.     

森林生态系统研究中几个重要方面的进展

本文对森林生态系统研究中几个重要方面的进展进行了综述,包括森林细根生物量与生产力、调落物、粗死木质残体和森林降水化学等。对今后这些方面研究中的重点内容与趋势进行了评述。     

森林生态系统研究中几个重要方面的进展

本文对森林生态系统研究中几个重要方面的进展进行了综述,包括森林细根生物量与生产力、调落物、粗死木质残体和森林降水化学等。对今后这些方面研究中的重点内容与趋势进行了评述。     

鼎湖山季风常绿阔叶林粗死木质残体的研究

在3次样地调查的基础上对鼎湖山季风常绿阔叶林内粗死木质残体的贮量、输入量进行了研究,并通过比较林窗范围内土壤养分含量,初步评述了粗死木质残体在森林生态系统养分循环中的作用。研究结果表明:1)季风常绿阔叶林粗死木质残体的贮量为25.278t·hm~(-2),立木、倒木、大枝所占的比例分别为32.02％、49.62％和18.36％;2)1994～1999年间群落的死亡率为24％·a~(-1),死亡个体以胸径小于5cm的为主,粗死木质残体的平均输入量为4.128t·hm~(-2)·a~(-1);3)倒木主体所在的样方土壤有机质和速效钾的含量较高。     

秦岭巴山冷杉林粗死木质残体研究

 对秦岭巴山冷杉林粗死木质残体的研究表明：1)林内粗死木质残体的现存量为15.848t·hm-2,平均死亡增枯量1.877t·hm-2·a-1,平均分解量1.310t·hm-2·a-1,周转时间约为12.09年;2)粗死木质残体在碳素和养分的保持方面具有一定作用,在野生动植物生境构成中的作用较大。     

鼎湖山黄果厚壳桂粗死木质残体的分解

通过建立时间序列法、测定粗死木质残体的密度变化,研究鼎湖山黄果厚壳桂粗死木质残体三个直径(5~10cm、10~20cm和20~30cm)的分解过程,探讨粗死木分解过程中C、N元素及其C/N比值与分解速率的关系。结果表明粗死木质残体的分解常数K值随直径的增加从0.2225a-1呈指数降低到0.1257a-1,由粗死木质残体在分解过程中密度变化得出三个直径从小到大分解95%所需的时间分别为13a、19a和24a;黄果厚壳桂粗死木质残体在分解过程中不存在时滞效应,其树皮和心材的分解速度也相近,用单因素数指数方程能准确反映黄果厚壳桂的分解过程;与高纬度地区比较,鼎湖山黄果厚壳桂粗死木残体的分解速率常数K值显著高于前者。还就粗死木残体基质组成和性质、气候与环境条件、生物等因素对粗死木分解速率的影响进行了详细的讨论。     

武夷山甜槠林粗死木质残体的贮量、动态及其功能评述

 本文对武夷山甜槠林76龄成熟林内粗死木质残体的贮量、增枯量和分解量等进行了研究,对不同林龄甜槠林粗死木质残体的贮量动态进行了对比分析,并初步评述了它们在森林生态系统养分循环中的作用。研究结果表明：(1)甜槠林成林粗死木质残体贮量为7.349t·hm-2,增枯量为1.425t·hm-2·a-1,分解量为0.512t·hm-2·a-1;(2)随着林龄增长,不同林龄甜槠林的粗死木质残体贮量呈“S”型动态模式,至58龄阶段达到最大值,其后渐趋稳定;(3)粗死木质残体是甜槠林生态系统中较为重要的组成部分,其各养分元素贮量占该系统生物量分室总贮量的0.09%～1.91%,由增枯量实现的各养分元素归还量占养分元素归还总量的l.94%～4.48%。     

古冰缘地貌森林粗木质残体水分和养分保持功能研究

基于辽东山地老秃顶子古冰缘地貌森林中主要树种的粗木质残体(CWD)样本,利用自然风干、室内浸泡、X荧光光谱方法,对CWD样本的吸水速率、持水率和养分元素含量进行系统分析研究。结果显示:(1)在水分保持功能方面,CWD样本在累计8h的浸泡过程中,6个主要树种CWD可吸持相当2.533mm降雨的水量,其中前15min(0.25h)吸水量占总吸水质量的60%;各性状CWD比较显示,以海拔900m以上、阔叶树种、高中腐级、根桩和倒木的CWD持水性较强。(2)在养分元素保持功能方面,CWD边材C含量为78.96%,心材为96.05%;边材中N、Ca、Si、K、Mg、P等6种养分元素的含量分别为心材的4.93、5.88、10.79、2.72、1.25、2.38倍;不同性状CWD边材中,诸元素含量略有差别,其中C元素在针叶树、高腐级、枯立木边材中含量最高,而N元素在阔叶树、低腐级、枯立木边材中含量最高。研究表明,辽东山地古冰缘地貌森林生态系统中,CWD有重要的吸持水分功能以及营养元素的缓释和富集功能,CWD中更接近外界的边材部分较心材有更强的元素缓释和富集的功能;CWD是古冰缘地貌土壤覆盖率低、土层薄而贫瘠的森林中重要的生态组分。     

西双版纳热带季节雨林的粗死木质残体及其养分元素

对西双版纳热带季节雨林的粗死木质残体及养分元素贮量进行了研究。结果表明,西双版纳热带季节雨林粗死木质残体的贮量为16.2 t·hm^-2,约占地上活体生物量的4%左右。其中枯立木占32.5%,倒木占33.2%,倒木残体占12.6%,大枝占21.7%。本研究的粗死木质残体贮量低于巴西和东南亚的热带雨林,处于全球热带雨林的下限。粗死木质残体的氮、磷、钾、钙、镁5种元素的贮量分别为61.8、3.4、30.4、118.3和16.5 kg·hm^-2。其中倒木所占比例最大,为31.9%～44.8%;枯立木次之（21.5%～28.7%）;倒木残体占10.3%～25.5%;3个径级的大枝占14.4%～28.9%。枯立木的C/N、C/P和N/P要高于倒木、倒木残体和大枝。     

11种温带树种粗木质残体呼吸的时间动态

粗木质残体(CWD)呼吸释放出的CO2(RCWD)与温度的关系是森林生态系统RCWD年通量估测的基础,是随树种和时间而变化的,但这种关系的时间动态目前尚不清楚。采用红外气体分析法测定自然条件下东北东部山区典型天然次生林中11个主要树种RCWD的时间动态,尤其注重于其日变化格局及其对温度的响应。测定树种包括:白桦、山杨、紫椴、胡桃楸、蒙古栎、色木槭、春榆、红松、黄檗、兴安落叶松和水曲柳。结果表明:在测定的生长季期间,11个树种RCWD的日动态多表现为受10cm深的CWD温度(TCWD)驱动的单峰曲线日变化格局,RCWD最高值出现在13:0015:00时,明显滞后于气温(TA)的日变化。然而,在7月和8月份RCWD对温度的响应不明显,呈现出无峰或多峰的日变化格局。各树种均表现为白昼RCWD平均值高于黑夜。RCWD与TCWD、TA有显著的相关关系(P0.05),但与测定前两个小时的TA相关更紧密,说明RCWD对TA响应的滞后性。RCWD温度系数(Q10)平均为2.61,但随树种和季节而变化。Q10值波动在1.74(白桦)和4.20(蒙古栎)之间,并有随温度升高而减小的趋势。本研究结果表明粗木质残体分解碳释放的估算应该考虑RCWD温度敏感性随树种和时间的变化特性。     

溪流粗木质残体的生态学研究进展

粗木质残体（CWD）是森林或溪流生态系统中残存的超过一定直径大小的站杆、倒木、枝桠及根系等死木质物的总称,溪流CWD对于溪流生态系统的稳定,水生生物多样性,河槽形态及其变化过程有着重要的作用。对溪流CWD的产生和分类,溪流CWD对于溪流生态系统的稳定,水生生物多样性,河槽形态及其变化过程有着重要的作用。对溪流CWD的产生和分类,溪流CWD贮量,分布和动态,以及溪流CWD的功能和管理分别进行了总结,并指出应尽快在国内开展溪流CWD的研究和管理。     

高山森林粗木质残体附生苔藓植物的重金属吸存特征

粗木质残体及其附生苔藓植物是高山森林生态系统中两个相互联系的基本组成部分,二者的相互作用可能影响森林生态系统重金属循环,但有关不同类型和不同腐解等级粗木质残体对附生苔藓植物重金属吸存特征尚不清楚。因此,于2015年7月在川西高山森林调查了岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林内不同类型和不同腐解等级的粗木质残体附生苔藓镉、铅、铜和锌浓度与吸存特征。结果表明:高山森林粗木质残体附生苔藓植物Cd、Pb、Cu和Zn的总吸存量依次为4700mg/hm~2、21236mg/hm~2、6179mg/hm~2和2622mg/hm~2。粗木质残体附生苔藓的4种重金属吸存量都表现为倒木大枯枝枯立木根桩;倒木附生苔藓Cd、Pb、Cu和Zn吸存量分别占高山森林粗木质残体总吸存量的54.53%、66.08%、51.13%和66.30%,根桩附生苔藓重金属吸存量不足总吸存量的3%。粗木质残体的类型和腐解等级都会影响附生植物重金属吸存特征。随着腐解等级的增加,倒木和大枯枝附生苔藓中Cd和Pb呈现"积累-释放"的变化特征,其浓度和吸存量在第Ⅱ、Ⅲ腐解等级较高。附生苔藓Cu和Zn浓度和吸存量在不同腐解等级粗木质残体间的差异均不明显。这些结果表明,粗木质残体附生苔藓对重金属元素具有明显的吸存作用,为认识高山森林生态系统重金属元素循环及其迁移过程提供了新的思路,也为进一步了解粗木质残体在高山森林生态系统中的重要作用提供了新的角度。     

森林生态系统中枯落物分解速率研究方法

林地枯落物分解率是研究森林生态系统养分循环的重要内容之一,传统的尼龙网袋实测法虽然能提供某一具体年份枯落物分解率的准确数据,但因其费时费力且不能反映整个历史时期的平均水平而难以推广,基于林地枯落物积累平衡原理,首次提出了利用枯落物平衡模型推算枯落物分解率的方法（简称平衡法）,并将之应用于黄土残塬沟壑区刺槐林地枯落物分解率的计算。这种由平衡法推算所得枯落物分解率能反映林地的历史水平,弥补了尼龙网袋实测法的不足,建议在森林生态系统研究中推广应用。     

鼎湖山锥栗粗木质残体的分解和元素动态

选取锥栗(Castanopsischinensis)粗木质残体(coarsewoodydebris,CWD)的3个径级(径级1-3分别为5-10cm,10-20cm和20-30cm),并且将每个径级的锥栗粗木质残体分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ5个分解阶段。通过测定锥栗粗木质残体3个径级的Ⅰ-Ⅲ阶段的7种化学元素(C、N、P、K、Ca、Na、Mg)的浓度和CWD密度变化来研究其分解过程中的元素动态、分解速率及其分解过程中基质质量的变化。到分解阶段Ⅲ时,3个径级的重量与原来相比分别损失了36%、48%和43%。元素N、P、Mg、Ca、Na的浓度升高。元素N的累积可能和锥栗粗木质残体中寄生着固氮细菌和真菌有关。元素P、Mg、Ca、Na的浓度升高则可能是由于这4个元素因淋溶流失的速度小于锥栗粗木质残体质量的损失速度,造成元素积聚,元素C、K的浓度降低。N/P比值是较好的分解指示指标。虽然存在元素的净释放,但是由于C和其它主要元素的释放速率较慢,因而锥栗粗木质残体是森林中重要的C库和长期的元素来源。