基于集成生物圈模型的南岭不同植被类型碳收支研究

广东南岭保存着世界上同纬度带上最完整的亚热带植被,森林资源丰富,具有巨大的固碳潜力。然而,目前该地区不同森林植被类型的碳收支年积累量特征及月动态规律尚不明确。选择广东南岭国家级自然保护区内沟谷常绿阔叶林、山地常绿阔叶林、针阔叶混交林和山顶常绿阔叶矮林4种典型森林植被为研究对象,运用集成生物圈模型(IBIS)对其2020年总初级生产力(GPP)、净初级生产力(NPP)、净生态系统生产力(NEP)和土壤异养呼吸(Rh)进行模拟,利用样地调查数据对NPP模拟结果进行验证,分析该地区不同植被类型的碳收支年积累量特征及月变化特征。研究结果表明,2020年南岭不同植被类型GPP、NPP、NEP和Rh的平均值分别为1.709、0.718、0.596和0.123 kg C m^(-2)a^(-1),4种植被类型中GPP最高的是沟谷常绿阔叶林,NPP、NEP最高的是山地常绿阔叶林,山顶常绿阔叶矮林的GPP、NPP和NEP均相对较低。南岭不同植被类型全年各月均表现出碳汇(NEP>0),逐月NPP和NEP均表现为双峰变化规律,但不同植被类型的两个峰值所在月份不一致;逐月Rh呈夏季高、冬季低的单峰曲线,夏季时沟谷常绿阔叶林的Rh最高,山顶常绿阔叶矮林的Rh最低。经验证,IBIS模型较好地模拟南岭不同植被类型碳收支情况,模拟值解释了93%的实际碳收支情况,模型对各植被类型的模拟平均相对误差在1.16%-6.07%之间。该研究可为我国亚热带地区南岭森林生态系统的固碳能力评价和森林生态系统资源的管理提供重要参考价值。

干旱胁迫对苗木蒸腾耗水的影响

采用 Lico- 6 40 0便携式光合系统测定仪和 BP34 0 0精密天平等仪器研究了 9个北方主要造林树种的蒸腾速率及实际蒸腾耗量 ;用压力室法分阶段测定了苗木的叶水势。得出了苗木在正常水分条件下及干旱胁迫过程中的蒸腾耗水规律。比较分析了不同水势梯度下、昼夜不同时间段的各树种的蒸腾耗水量及蒸腾耗水速率。结果表明 ,蒸腾耗水以白天为主 ,在相同的水分条件下 ,不同的苗木有不同的蒸腾耗水量 ,同种苗木的蒸腾耗水量随干旱胁迫的加重而减少 ,在受到严重干旱胁迫时 ,针叶树油松和侧柏的耗水量均降至正常水分条件下的 11.7% ,阔叶乔木树种降至 6 .6 % ,灌木树种降至16 .9%。通过研究苗木在不同水势梯度下的耗水特性和蒸腾耗水量 ,为在水量缺乏的情况下 ,进行有效的林木培育和植被恢复重建提供依据。

树木水力结构特征的昼夜变化规律

为更好地了解树木的水分生理特性 ,在北京林业大学校园内 ,选择 12个供水充分、生长正常的乔木、灌木和藤本树种为研究对象 ,在 2 0 0 1年 8月份天气晴朗之日 ,用改良的冲洗法测定各树种 1年生小枝导水率的昼夜变化 ,同时测定各树种的小枝水势、最大日净光合速率和蒸腾速率 .结果表明 ,各树种 1年生小枝的比导率和水势均有明显的昼夜变化规律 ;正常水分供给条件下 ,环孔材树种具有蒸腾快、比导率高且昼夜变幅大、光合能力强、小枝水势变化大、容易发生严重的空穴和栓塞等特点 ;与环孔材树种相比 ,无孔材树种的上述变化特点与之刚好相反 ;散孔材树种的特点则居于二者之间 ,但相对无孔材而言 。

金沙江干热河谷坡柳的光合特性

为探明金沙江干热河谷地区主要造林树种抗旱的生理生化特征 ,对干热河谷造林树种的选择提供依据 ,作者在 2 0 0 2年 5月初 ,利用LI 6 40 0便携式光合仪和植物效能仪等测定系统 ,研究了云南省元谋盆地干旱季节在不同水分和光强处理下坡柳 (Dodonaeaviscosa)的光合及水分等生理参数的日变化情况 .结果表明 :浇水、遮荫处理的净光合速率日变化平稳 ;不浇水处理、浇水处理日变化曲线为双峰型 ,13:0 0时净光合速率出现最低值 .光抑制是造成净光合速率下降的主要原因 .遮荫处理的日变化曲线为单峰型 ,在 11:0 0净光合速率出现最高值 .造成净光合速率下降的原因既有气孔限制又有非气孔限制因素 .在干旱季节坡柳仍维持着气孔开放 ,进行光合作用 ,表现出很强的忍耐干旱能力 ,干旱季节坡柳具有较高的水分利用效率和较低的光合速率和净光合速率来适应水分胁迫 .

木本植物水力结构与抗旱性

着重介绍了水力结构及其各种参数 (即导水率Kh、比导率Ks、叶比导率LSC、胡伯尔值Hv以及水容量C)的生理意义、树木和其它木本植物的水力结构格局以及树木水力结构研究发展趋势 。

北方主要造林树种耐旱机理及其分类模型的研究(Ⅰ)——苗木叶水势与土壤含水量的关系及分类

本文详细研究了我国北方部分主要造林树种苗木叶水势与土壤含水量的关系,结果表明:①苗木叶水势Ψ_w与土壤含水量SWC呈明显的“反J型”关系,应用双曲线方程y=a+b/x和指数方程y=ae^(b/x)拟合效果最优.②不同树种Ψ_w随SWC下降的变化差异很大,从而表明不同树种对土壤干旱胁迫的反应和适应不尽相同.依据Levitt和Kramer以及李吉跃等人对植物适应干旱方式的分类方法,应用系统聚类法将21个树种分为两大类4个亚类,即高水势延迟脱水树种(包括油松、樟子松、长白松、白皮松,华山松),亚高水势延迟脱水树种(包括二白杨、火炬树、华北落叶松),亚低水势忍耐脱水树种(包括文冠果、杜仲、沙枣、栾树、花椒、白榆、新疆杨.毛条、胡杨、红柳、侧柏),低水势忍耐脱水树种(包括山杏和山桃).相应于每一类为其建立了Fuzzy模式识别模型.这一模型可以在更为广阔的范围内判别其它树种的耐旱机理及其类型.

从科技文献看中国森林培育学50年之发展

该文应用文献计量学的原理和方法，调研并收集了１９４９ ～１９９８ 年我国森林培育学科技论文２８ ０５３ 篇．结果表明：①我国森林培育学科技论文数量呈周期性波浪式增长，年均发表论文５６１篇，平均周期为３－６ ａ；②我国森林培育学发展经历了３ 个发展阶段，即缓慢发展阶段（１９４９ ～１９７７） 、高速发展阶段（１９７８ ～１９８９） 和稳定发展阶段（１９９０ ～１９９８） ；③在不同发展阶段，各分支学科的发展状况不同；④进入２１ 世纪，预计森林培育学科将以平均周期为３ ａ、年均发表论文１ ５００ 篇左右的速度稳定发展．

新世纪的城市林业:回顾与展望

文中回顾了城市林业的发展历史 ,阐述了城市林业的基本概念与内涵 ,提出了城市林业的研究内容 。

京西山区人工林水分参数的研究（Ⅱ）

应用ＰＶ技术研究了京西山区油松、侧柏、白皮松、栓皮栎、元宝枫、刺槐及火炬树等７个树种人工林水分参数（膨压）、ε（细胞弹性模量）及ＲＣＶ（细胞体积比）的季节变化及其相互关系，研究表明：（１）膨压与叶水势呈良好的线性关系，但参数α（保持最大膨压）和ｂ（渗透调节能力）因树种不同及季节变化有较大的差异；（２）最大体积弹性模量（ε￣（ｍａｘ））没有明显的季节变化规律，但树种之间的差异是比较明显的，其中侧柏的ε￣（ｍａｘ）值最小，白皮松的ε￣（ｍａｘ）值最大；（３）和ε随ＲＣＶ（细胞体积比）的变化因树种和季节不同而异，在与ＲＣＶ的关系中，油松和侧柏呈“直线型”，白皮松和４种阔叶树种则呈“指数型”．ε与ＲＣＶ的关系却有５种类型，即“山峰型”（如油松、侧柏、元宝枫、栓皮栋等），“Ｓ型”（如白皮松、生长初期的元宝枫）、“指数型”（如刺槐、火炬树及生长初期的栓皮栎）、“对数型”（如生长初期和落叶期的火炬树）及“直线型”（如落叶期的栓皮株和元宝枫）．这些类型是反映树木渗透调节能力大小的重要标志。

油松栓皮栎混交林降雨及其再分配过程研究

2001年4—10月,通过林内标准地观测,对北京西山地区1块31年生的油松栓皮栎混交林的降雨及其再分配过程进行观测研究.结果表明,在试验条件下,降水主要分布在树木的生长季节,尤其集中在6—8月3个月份,占全年降水量的80%以上;各次降雨在油松栓皮栎混交林内的运动过程均是不完全运动形式,降雨量与干流和透流均呈线性关系,当降雨量大于1.43 mm时,试验林分可发生干流,当降雨量大于0.4 mm时,发生透流;整个试验期间,降雨的第1次分配中3个分量占降雨量比例的顺序关系分别为透流量358.15 mm(69.84%)>林冠截流量138.05 mm(26.92%)>干流量16.60(3.24%).在第2次分配中,土壤总入渗量(223.08 mm)>枯落物的总截持量(149.94 mm)>地表径流总量(1.73 mm).

内聚力-张力学说的新证据

虽然内聚力 -张力学说已经建立了一个多世纪 ,但要完全接受它仍有一些问题 ,因为它的一个推论是很难证实的 ,即木质部导管中存在大的负压 .特别是近年来木质部压力探针和Z型管试验的结果表明 ,引起空穴的木质部压力仅在 - 0 5MPa以上 .有人根据这一结果认为必须对木质部水分运输的内聚力 -张力学说加以修正 .但是 ,目前又有两个研究小组应用相似改良的Z型管方法测定了产生空穴的木质部压力 .他们的结果显示 ,不同树种木质部导管保持水分传导的压力范围在 - 1 2MPa到 - 3 5MPa以下 .这表明树木木质部导管中存在较大负压 ,从而有力支持了内聚力

干旱胁迫对北京城市绿化树种耗水特性的影响

该文采用BP3400精密天平和Lico--6400便携式光合系统等仪器对北京6个主要城市绿化树种的耗水量及耗水速率在不同干旱胁迫下的日变化状况进行了比较研究.结果表明,在干旱胁迫下,大多数树种都迅速减少了蒸腾耗水,苗木耗水量日变化规律的单峰型逐渐变得不明显,峰值均出现在10:00—12:00时间段.在中等干旱胁迫下,油松、侧柏、黄杨、白蜡、丁香、国槐的白天耗水量分别比正常情况下降了14.7%、6.8%、8.8%、5.2%、5.5%和23.4%.在严重胁迫下,所有树种的耗水量所占比例都不到正常情况下的10%;阔叶树种的耗水速率明显大于针叶树种,在受到轻度干旱胁迫时下降的幅度最大,比正常水分下的减少了一半以上,在中度干旱胁迫时,各树种的耗水速率只有正常情况下的15%~40%.

植物生长调节剂对火炬树和盐肤木蒸腾耗水影响的对比研究

采用BP34000精密天平等仪器对喷施不同浓度“施丰乐”溶液(对照喷施清水)的当年生盐肤木和火炬树的实际蒸腾耗水状况进行研究,用压力室法分阶段测定了苗木的叶水势.结果表明:盐肤木属于低水势忍耐脱水耐旱树种.在干旱条件下,“施丰乐”的喷施处理能维持苗木叶水势,减少苗木的蒸腾耗水,延缓苗木干旱.盐肤木用40mg/L的“施丰乐”喷施对减少苗木潜在耗水量作用较大,火炬树则是20mg/L的处理浓度较理想.

植物耐旱性及其机理

本文综合评述了植物的各种耐旱机理。依据植物对干旱胁迫的反应行为,把植物的耐旱机理分为3个基本类型:(1)逃避干旱;(2)高水势延迟脱水耐旱;(3)低水势忍耐脱水耐旱。逃避干旱的植物(如沙漠短生植物)具有在严重的干旱胁迫发生之前就完成其生命周期的能力,但它们的特点本文未加以讨论。而着重讨论了忍耐干旱的植物的耐旱特点。高水势延迟脱水的植物是以保持水分吸收和减少水分丧失为其主要的耐旱特征。而低水势忍耐脱水的植物则是以保持膨压和原生质忍耐脱水为其主要特征。

多重复干旱循环对苗木气体交换和水分利用效率的影响

该文研究了多重复干旱循环对１年生北美短叶松和黑云杉苗木的气体交换速率及水分利用效率的影响．结果表明，多重复干旱循环对它们的气体交换（Ｃｓ，Ｐｎ，Ｔｒ）有显著影响（Ｐ＜０．５），而对其水分利用效率（ＷＵＥ）影响不大（Ｐ＞０．１）．尽管北美短叶松的气孔对轻度干旱胁迫不如黑云杉敏感，但是它对中度及严重干旱胁迫的敏感程度却高于黑云杉．在轻度及中度干旱胁迫下，北美短叶松的光合作用主要受非气孔因素的影响，而黑云杉则主要受气孔因素的影响．解除干旱胁迫后，黑云杉的气孔敏感性、光合能力及水分利用效率的恢复都要比北美短叶松更快．轻度的干旱胁迫锻炼可以帮助北美短叶松在更严重的干旱胁迫下保持固有而强劲的耐旱能力．然而，通过多重复干旱循环锻炼后，黑云杉在改善耐旱能力的强度方面大于北美短叶松．

全球[CO_2]变化与植物水分关系

业已发现增加环境［ＣＯ２］可以改善大多数植物的水分胁迫。许多研究结果表明，较低的蒸腾速率（Ｔｒ）与［ＣＯ２］增加导致气孔关闭有关。由于［ＣＯ２］增加引起蒸腾速率的下降和净光合速率（Ｐｎ）的提高，因此，生长在高于环境［ＣＯ２］下的植物常常能够保持较高的水分利用效率（ＷＵＥ）。也发现生长在高于环境［ＣＯ２］下的植物能够保持较高的总水势（Ψ），增加叶面积和生物量，有较大的根／茎比率（Ｒ／Ｓ），因而通常比生长在正常环境［ＣＯ２］下的植物更耐干旱。［ＣＯ２］增加诱导产生的植物结构的变化（比如导管或管胞的解剖结构、叶比导度等），可能与木质部空穴脆弱性的变化有关，也可能与栓塞逃逸的环境条件相联系。

石灰岩山地侧柏造林技术初探

作者自1989年雨季开始在临朐县冶源镇河南流域的石质山地,进行侧柏抗旱造林试验。结果表明:采取水平阶整地方式、雨季造林、裸根苗苗根蘸泥浆、容器苗造林以及造林后盖草、覆膜等都能显著提高造林成活率和苗木生长量。

水分胁迫对北京城市绿化树种水分状况和栓塞的影响

该文选取了北京3个城市绿化树种国槐、小叶黄杨和女贞为研究对象,采用便携式压力室SKYE(SKPM1400)和改良的冲洗法,分别测定了在不同水分状况下3个树种水势和导水率损失的变化规律.结果显示,3个树种忍耐低水势的能力是小叶黄杨>女贞>国槐,不同树种经抗旱锻炼后对水分胁迫的反应产生了差异.同时,不同水分条件下3个树种导水率损失变化情况有差异.

不同施肥方法对马来沉香和土沉香苗期根系生长的影响

以珍贵树种马来沉香、土沉香1年生播种苗木为材料进行试验,研究指数施肥、平均施肥对2种沉香苗期根系生长动态及对N的响应特征。结果表明,经氮素处理的马来沉香、土沉香的根系生物量、根系长度、根系表面积、根系平均直径、根体积等指标均显著高于对照处理(P<0.05)。经指数施肥处理的苗木根系生长及各形态指标均高于平均施肥处理。同一时期在相同施肥处理方式下,马来沉香苗根系生长及根系形态指标值均高于土沉香。洛伦兹模型对不同施肥方法处理下马来沉香、土沉香苗木生长指标与根系生物量进行拟合,具有较高的R2(0.95—0.99)和较低的RSMD(0.538—2.352);抛物面模型对不同施肥方法处理下马来沉香、土沉香苗木生长指标与比根长进行拟合,具有较高的R2(0.92—0.99)和较低的RSMD(3.218—6.692)。