增加光照对林下樟树苗木的影响及作用机理

【目的】揭示增加光照对林下樟树苗木生长的影响,促进退化天然次生林的更新,【方法】选择中上层植物种为常绿阔叶树和苦竹的退化天然次生林,采用伐除苦竹后补植樟树苗木的方法研究增加光照对樟树苗木存活和生长的影响,并通过遮阴试验研究樟树幼苗对光照强度的生理适应机制。【结果】伐除苦竹对林下樟树苗木存活和生长有明显影响,林冠开度由2.36%±0.46%(对照林分)提高到11.37%±0.87%(伐除苦竹林分)时,樟树苗木存活率由16.67%提高到63.89%,地径生长量由0.5 cm提高到0.9 cm,树高生长量由0.16 m提高到0.63 m。在30%~50%遮阴条件下,樟树幼苗高生长显著高于对照(未遮阴)和其他处理的植株,遮阴70%~90%时与对照之间的差异不显著;30%~70%遮阴处理下的叶片数量显著高于对照和90%遮阴处理;叶面积和叶片厚度随着遮阴程度增加而下降,而比叶面积的变化趋势则相反;随着遮阴程度的增加,叶片含水量增加并呈台阶式变化,70%~90%遮阴下的叶片含水量显著高于光照更强的处理。遮阴使樟树幼苗叶片叶绿素a和b含量上升,但遮阴强度达到90%时叶片叶绿素a和b含量出现下降;遮阴强度达到70%及以上时,叶绿素a/b比值低于其他处理。随着遮阴程度上升,樟树幼苗最大净光合速率和表观量子效率均逐渐下降,光补偿点和暗呼吸速率整体呈下降趋势,但有例外(遮阴70%),光饱和点范围为800~1 200 μmol·m^(-2)·s^(-1),且没有明显变化规律。【结论】在苦竹扩张严重的退化天然次生常绿阔叶林中,伐除苦竹增加林地光照可提高樟树苗木的存活率和生长,有利于林分的更新和提质增效。轻度和中度遮阴条件下,樟树幼苗可通过减少对叶片的投入、降低最大净光合能力及提高叶绿素含量等策略来适应光照限制的生境;强度遮阴将严重抑制樟树幼苗的生长,从控制试验结果看,70%遮阴率是限制樟树幼苗生长的光照强度阈值。

尖峰岭热带森林土壤C储量和CO_2排放量的初步研究

本文根据定位观测数据和有关历史资料，研究了海南岛尖峰岭林区主要森林土壤的有机Ｃ储量、热带山地雨林和半落叶季雨林凋落物的Ｃ储量和林地ＣＯ２的排放量、以及“刀耕火种”和砍伐森林等人类活动对土壤Ｃ的影响，对于进一步认识热带林的生态功能，弄清我国温室气体的排放量，正确评价中国森林在全球生物圈Ｃ平衡中的作用，具有一定的参考价值。

尖峰岭热带山地雨林C素库及皆伐影响的初步研究

对海南岛尖峰岭热带山地雨林原始林和更新林的Ｃ素库以及皆伐对森林Ｃ素库影响的研究表明，尖峰岭热带山地雨林原始林的Ｃ素库总量为３４０．４６７ｔ·ｈｍ－２，其中植物Ｃ储量为２３２．７９１ｔ·ｈｍ－２，土壤有机碳储量为１０４．６９６ｔ·ｈｍ－２，枯枝落叶层Ｃ储量为２．９８ｔ·ｈｍ－２．更新林的Ｃ素库总量为２５８．９９６ｔ·ｈｍ－２，其中植物Ｃ储量为１５０．２０３ｔ·ｈｍ－２，土壤有机Ｃ储量为１０５．８０３ｔ·ｈｍ－２，枯枝落叶层Ｃ储量为２．９９ｔ·ｈｍ－２．皆伐可使森林土壤有机碳储量减少，而天然更新又可使土壤有机碳储量较快地恢复．皆伐后经过２６年的天然更新，森林Ｃ素库只恢复到原来的７６％左右．

“非正常凋落物”及其生态学意义

对"非正常凋落物"的概念及其与正常凋落物的区别进行阐述,探讨冰雪灾害、台风、地质灾害所造成的非正常凋落物的凋落物量的测定方法,并对非正常凋落物的生态学意义进行论述。

海南岛尖峰岭热带山地雨林及其更新群落的凋落物量与贮量

本文对海南岛尖峰岭热带山地雨林及其更新群落的凋落物产量动态、各组分的季节变化规律及凋落物贮量进行了研究，分析比较了这两个林分的凋落节律的异同，并对凋落枝的收集方法进行了对比。本文指出：“双凋落峰”和“由于台风影响而产生大量非正常凋落物”是尖峰岭热带森林的两个重要的凋落特征。本项研究对深入了解热带林生态系统的功能、对热带森林资源的保护和永续利用均有重要意义。

中国热带地区“刀耕火种”的生态后果

'刀耕火种'是一种原始的耕作方式和土地利用方式,在中国热带地区具有悠久的历史。考古学研究表明,中国热带地区(海南岛)最早的刀耕火种活动可以追溯到新石器时代(司徒尚纪,1992)。在古代,由于社会生产力低下,刀耕火种是人类耕垦土地和获取食物的最有效的手段。从历史的观点来看。

雷州半岛尾叶桉人工林树液茎流特征的研究

应用热脉冲法对雷州半岛4年生尾叶桉单株树干液流时空的动态变化及与各环境因子的关系进行观测研究。研究结果表明:(1)形成层以内木质部不同深度的茎流密度不同,其中靠近形成层部分液流速度较快,但各层都具有相同的日变化趋势,中午12点至1点达到最大;夜间因根压作用影响各层仍有微弱上升液流;各深度日平均茎流密度11 6L·m-2·d-1,最大为15 3L·m-2·d-1(晴天),最小仅为5 4L·m-2·d-1(雨天);(2)不同直径尾叶桉的日茎流密度具有相似日变化趋势,胸径与高度相近其茎流密度相同,大树较小树快,这主要与树木根系吸收土壤水分的能力有关;(3)热脉冲法与整树容器法对2年生幼树耗水量的同步测定结果相一致,误差仅为3 4%;(4)树干茎流量与饱和蒸气压差和太阳辐射相关性特别显著。

尖峰岭热带山地雨林生态系统碳平衡的初步研究

报道了我国海南岛目前保存面积较大、林分的组成和结构复杂的热带山地雨林生态系统的Ｃ素库和群落的ＣＯ２排放动态。通过在尖峰岭林区进行为期３ａ的研究，结果表明：热带山地雨林的碳素库主要有３个方面，即森林生物量中的Ｃ为２３４．３０５６ｔ／ｈｍ２，森林凋落物现存量中的Ｃ为２．９８ｔ／ｈｍ２以及土壤层中的Ｃ为１０４．６９６ｔ／ｈｍ２，合计为３４１．９８１６ｔ／ｈｍ２。森林生态系统中的ＣＯ２平衡的基本动态为：每年用于群落总第一性生产力所同化的ＣＯ２总量为７４．２８ｔ／ｈｍ２，其中４２．６９ｔ／ｈｍ２的ＣＯ２又通过群落呼吸作用而释放出来，用于净第一性生产力为３１．５９ｔ／ｈｍ２；另一方面，凋落物层每年通过呼吸而释放的ＣＯ２量为３．２７ｔ／ｈｍ２，土壤的释放（不包括根系的呼吸）量约为２６．９６ｔ／ｈｍ２。收支相抵，热带山地雨林生态系统每年对大气中的ＣＯ２的固定量为１．３６６ｔ／ｈｍ２，折合Ｃ为０．３７２５ｔ／ｈｍ２。由此可见，恢复、发展和保护热带林生态系统是解决大气中ＣＯ２浓度升高、温室效应等全球性的生态问题的重要途径之一。

尖峰岭热带山地雨林群落生产和二氧化碳同化净增量的初步研究

根据ｌｈｍ２的热带山地雨林固定样地连续观测资料，利用生物量估测的回归模型，计算了林分的生物现存量及生物量净增量，结果表明，保存完好的尖峰岭热带山地雨林的生物量（以１９９２年野外资料为基础）达４４９．８９２４ｔｈｍ－２，其中，树干、树皮、树枝、树叶、树根分别为３０１．９２０３、３０．７９２１、４６．７５８３、６．５９０７、３０．９１６９ｔｈｍ－２；棕榈科的高山蒲葵为１．２２５７ｔｈｍ－２；木质藤本植物１．２３７５ｔｈｍ－２；５４８天（１．５０１４年）后进行样地复查，上述各项值均有所增加，其净增量分别为７．２３７４、０．７５１９、１．１６１１、０．１７４３、０．８０７１、０．１５６８、０．０２０８ｔｈｍ－２，其年平均净积累量为４．８２０５、０．５００８、０．７７３４、０．１１６１、０．５３７６、０．１０４４、０．０６８５ｔｈｍ－２，因此总积累达７．３５９０ｔｈｍ－２，由此推算出ＣＯ２同化量的净积累为１３．９９４７ｔｈｍ－２ａ－１，而林分的ＣＯ２库存总量为８５０～８７０ｔｈｍ－２。

雨雪冰冻灾害对广东杨东山十二度水保护区常绿与落叶混交林凋落物的影响

根据2008年初雨雪冰冻灾害对广东杨东山十二度水省级自然保护区不同海拔高度常绿与落叶阔叶混交林的受害样地调查资料,对森林的受害程度及凋落物现存量进行研究,结果表明:森林受害程度与海拔高度成正比,在海拔700～1000m范围内的植被严重受害,灾害产生的非正常凋落物量13.96～19.59t·hm-2,林地凋落物现存量在23.39～29.97t·hm-2,远高于年凋落量,产生严重次生灾害隐患,必须制定适宜的林地卫生清理、促进更新措施和恢复措施,以求尽快恢复森林资源及生态环境。

我国热带天然林植被C贮存量的估算

以海南岛尖峰岭热带林生态系统定位研究站多年来的研究作为基本数据，用两种方法（生物量法和蓄积量法）计算了海南岛和用一种方法（蓄积量法）计算了云南南部热带森林的Ｃ素库总量。结果表明，海南热带天然林（含原始林和天然更新林）的Ｃ素库总量为０．７１９～０．７３４亿ｔ，云南南部的热带天然林的Ｃ素库总量在０．６５３亿ｔ以上。因此我国热带林目前的Ｃ总量在１．３７２～１．３８７亿ｔ以上。

广州市典型森林区酸雨的化学组成、季节变化及其成因探讨

报道了 1 998年 4月至 1 999年 3月广州市典型森林区降雨的化学组成中 SO2 - 4,NO- 3,Ca2 +浓度很高 ,并具有明显的季节性变化 ,春夏季酸雨较秋冬季严重。广州地区全年酸雨频率为 80 %,酸雨量占总降雨量的 95 %。结合气象资料并通过与其它地区酸雨化学组成的对比分析 ,认为广州地区酸雨形成机制具有局地冲刷和中远距离传输叠加的双重特征。酸雨中主要离子除来自于工业和交通污染源外 (SO2 - 4和 NO- 3) ,还受到陆地源尘埃 (Ca2 +)和海洋源 (Na+和 Cl- )的影响。广州酸雨中 SO2 - 4和 NO- 3的年沉降率分别为 3 2 0 0 eq/(hm2 · a)和 5 70 eq/(hm2 · a) ,远远超过了维持生态平衡的最低临界值 (2 0 0～ 3 0 0 eq/(hm2·a) ) 。

尖峰岭热带山地雨林主要神类能量背景值测定分析

本文报道了海南岛尖峰岭热带山地雨林主要树种６７种、灌木及大型木质藤本植物１６种的各器官的热值。结果表明，热带森林主要种类的热值差异甚大，即使相同属内的一些种类，均具有明显的差异，这种差异与植物种的生物学特性有关，即在生活型的分类系统中，芽位越高的植物其热值越高，但在同一树种中，不同个体大小的植株，其差异不明显；不同植物种的根系热值也差异不大。一般情况下，树叶的热值较大，树干、树皮、树枝和根系次之。已初步证明了部分热带植物含有较多的硅、锰、铁、钙等元素，它们在样品燃烧后形成了颗粒状的剩余物，这是一个值得更深入探讨的新问题。

海南岛热带山地雨林短期水量平衡及主要养分的地球化学循环研究

本文采用集水区技术和定位研究方法，利用１９８９年５月至１９９３年４月４ａ的观测资料，对海南岛尖峰岭热带山地雨林天然更新林的水量平衡及主要养分的地球化学循环规律进行了分析。结果指出：该森林生态系统年降雨输入为２９１１．０ｍｍ，其中７．０６％以树干茎流形式进入林地，林内穿透雨占７８．８８％，另外１４．０６％被林冠截留损失；以径流形式流出该系统的水量为１５１４０．６ｍｍ，占年降雨量的５２．９２％，其中快速径流和基流分别占总径流的２２．１４％和７７．８６％；系统另一输出项为蒸散，计算为１３７０．６ｍｍ，为年降雨量的４７．０８％。在该森林生态系统中，Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｎ等养分随降雨输入的量分别为１４．４３、０．５６、４．１９、５３．０３、７．４１、５．２１、０．８２和０．０５６ｋｇ／ｈｍ２·ａ，通过冠层后的淋溶量（含树干淋洗）分别为３．６７、０．５０、５０．１８、－９，１４、８．６１、１４．２６、１．０５和１．３３４ｋｇ／ｈｍ２·ａ，这些养分以径流形式流出该系统的量分别为８．．３５、０．３８、３３．６１、４０．２６、６．１７、１３３．０８、１．６９和０．０７５ｋｇ／ｈｍ２·ａ。

广州市酸雨对不同森林冠层淋溶规律的研究

1998年 4月至 1999年 3月对广州市白云山马尾松林和常绿阔叶林、广州市龙眼洞马尾松林两试验点进行了酸雨的监测 ,并测定和分析了林内穿透雨物理量及化学量 ,旨在探讨酸雨对不同森林冠层养分淋溶规律的影响。结果表明 :( 1)广州市酸雨占降雨次数的 79.7%或占降雨量的95.1%。 ( 2 )酸雨通过林冠层后 ,pH值明显增加。 ( 3)在马尾松林和常绿阔叶林中 ,某些单次降雨出现SO4 2 - 、NO3- 、NH+4 、Al3+、Na+的负淋溶现象 ,说明森林对这些离子 (特别是NO3- 、Al3+)具有吸收作用 ;阔叶林全年的NO3- 和Al3+净淋溶为负值 ,说明阔叶林比马尾松林对这两种离子具有更强的吸收能力。 ( 4 )雨水酸度增加 (即 pH值减小 ) ,明显地提高阳离子Ca2 +、Mg2 +、K+和Na+冠层淋溶百分率。 ( 5)NH4 +、SO4 2 - 和NO3- 这 3种离子的冠层淋溶百分率明显地与雨水中SO2 - 4及NO3- 浓度成负相关。 ( 6)SO4 2 - 、NO3- 、NH4 +、Al3+、Ca2 +、Mg2 +、K+、Na+的冠层淋溶序列 ,在白云山常绿阔叶林中为K+>Mg2 +>SO4 2 - >NH4 +>Ca2 +>Na+>Al3+>NO3- ;在白云山马尾松林中为K+>Mg2 +>NH4 +>SO4 2 - >Ca2 +>NO3- >Na+>Al3+,在龙眼洞马尾松林中为K+>Mg2 +>SO4 2 - >NH4 +>Ca2 +>Na+>NO3- >Al3+。

海南木莲人工林生物量及养分分配

本文测定并分析了海南尖峰岭地区３０年生的热带乡土树种海南木莲人工林生物量及其估算模型，论述了生物量及其养分分配规律。指出：海南木莲各器官及整株生物量模型以幂函数模型Ｗ＝ａ（Ｄ２Ｈ）ｂ比较理想；全林分的总生物量为１４４．０６６ｔ／ｈｍ２，其中地上部分生物量８９．９３５ｔ／ｈｍ２。乔木层生物量占７８．８１％，林下植物层占２１．１９％；在乔木层中，树干、树叶、树枝、树皮和树根所占的比例分别是５４．１２７％、２．３５４％、７．７６２％、９．３７０％和２６．３８８％；乔木层中，各器官的养分含量，除Ｃａ外，都是叶比其它器官（枝、皮、干、根）的养分含量高许多，Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ５个常量养分元素在海南木莲人工林生物体中的总贮量分别为５５７．７５４，２４．３３０，５９９．９０８，２７５．５５７，６４．１０３ｋｇ／ｈｍ２，各养分贮量在各器官中分布，除Ｐ外，从小到大为树叶、树枝、树皮、树干。

广州市森林土壤水化学和元素收支平衡研究

为了探讨酸沉降对森林生态系统的影响 ,于 1 998年 4月至 1 999年 3月对广州市 3个不同林分试验点的降雨、林内穿透雨和土壤渗透水进行了物理量测定和化学分析 ,据此计算了元素的收支平衡。研究表明 :(1 ) SO4 2 - 和 Ca2 + 是土壤水中最主要的阴、阳离子。土壤水中的主要组分浓度的变化与树冠和凋落物淋溶的贡献以及土壤中一系列物理化学过程(如硝化作用 ,吸附作用 ,阳离子交换反应 )有关 ;(2 )土壤水中 H+和 Al3 +浓度的增高是土壤酸化的重要指标 ,可能对森林植被构成潜在危害 ;(3 ) S-沉降 (>1 1 0 kg/hm2· a)可能不是目前土壤酸化的主要原因 ,也没有引起土壤中碱性离子的大量淋失。由于研究区土壤有较强的吸附 SO4 2 - 的能力和容量 ,SO4 2 - 和与之关系密切的 Ca,Mg,K等元素在土壤中处于积累阶段 ;(4 )过量的 N沉降 (>2 0 kg/hm2·a)和 NH4 +的硝化作用是广州市森林土壤进一步酸化的主要原因。由于该地区 NOx排放量逐年上升 ,因此 N沉降对森林生态系统的负面影响会进一步加剧。

尖峰岭热带山地雨林群落呼吸量初步测定

用密闭吸收法测定了海南岛尖峰岭热带山地雨林主要树种的树干、树枝、树叶、树根等组分的呼吸速率，根据ＰｉｐｅＭｏｄｅｌ理论，测出了主要树种木质器官的直径频度分布模型；树干、树枝及树根的呼吸速率与直径呈良好的幂函数关系；求出了单株林木呼吸总量与胸径之间的经验公式，计算森林群落（乔木层）月呼吸量［ｔ／（ｈｍ２·月）］：树干１．６９～１．７３、树枝０．７８～０．７９、树叶０．８１～０．８３、树根０．２４～０．２５，总计为３．５～３．６ｔ／（ｈｍ２·月），由此而推算年呼吸量约为４２．２～４３．１ｔ／（ｈｍ２·ａ），需消耗干物质约为２２．７～２３．２ｔ／（ｈｍ２·ａ）。

热带山地雨林生态系统水文动态特征的研究

采用小集水区定位研究方法，研究分析了尖峰热带山地雨林天然更新林生态系统５个水文年水分循环的动态特征。年降水量分配在１６９．８～３５０．０ｃｍ，林冠层截留率年变化１１．０％～１７．６％范围，旱、雨季变化在１４．４％～３１．４％和１１．５％～１９．４％之间；其中树干茎流率年平均为７．１％，雨季平均为６．８％，雨季月变化在２．２％～１２．４％。总径流动态特性以每年７～９月的增加响应较快，１１月至翌年２月径流衰减缓慢。水量平衡参数为：年均降水量２６６８．３ｍｍ，１４．３％为冠层截留，４６．７％为径流输出，５３．３％为蒸发散失。土壤渗透水性能为，７０ｃｍ厚土层，当雨量小于３０ｍｍ，进入土层的水分全部被吸持，雨量在３５～５０ｍｍ，２５％的降水量渗漏，雨量在５０～１００ｍｍ内，２６．５％～５６．３％的降水量下渗，其吸持和滞留贮存水性能与土壤的结构、持水量、孔隙度密切相关。

南岭国家级自然保护区蝴蝶多样性与区系研究

广东南岭国家级自然保护区位于南岭山脉中段的核心区域,在生物进化史中具有特殊的地位。对栖息微环境变化敏感的蝶类是生态环境变化的指示物种,对其进行多样性和区系的研究,可为南岭蝶类资源的保护和利用等提供科学依据。于1990-1997年,2006-2016年连续多次对该保护区蝶类进行了调查,结果显示:共记录蝴蝶11科218属501种,是国内诸保护区中蝴蝶种数最多的。分布在东洋区的蝴蝶共377种,占蝶类种数的75.2%,古北区94种,占18.8%,其它跨区系分布的只有30种,属东洋区主导的分布型;国内分布于华南、西南、华中3区的蝴蝶共391种(78.04%),其它分布区种类少,这些说明南岭蝴蝶与南岭植物一样主要属亚热带成分。从自然保护区尺度的蝴蝶区系相似性比较看出,种类数和区系相似性都随着离南岭的距离增大而减少,与海南尖峰岭相比热带成分明显减少,这些说明南岭蝴蝶组分不仅有热带向亚热带过渡的特点,而且明显表现出以南岭为核心向周边扩散,暗示了南岭中段可能为我国蝴蝶的起源和分化中心。弄蝶是蝶类中系统发育过程中最古老的类群,该保护区弄蝶达132种,占我国弄蝶种数的35.68%,这可能与丰富而古老的植物区系紧密相关;黛眼蝶属(幼虫以竹子为寄主)有28种,居国内各保护区之首,这与南岭山地丰富的竹类资源有关,这些表明植物与蝴蝶间密切的协同进化关系。