混交比例对桉树-乡土树种混交林优势树种叶片资源获取性状的影响

桉树-乡土树种混交林在提高林分生产力和生态系统功能等方面具有较大潜力。该研究以南亚热带4种桉树-乡土树种混交林(桉树与乡土树种混交比例分别为5׃5、6׃4、7׃3、8׃2)和桉树纯林为研究对象,研究了3种优势乡土树种华润楠(Machilus chinensis)、阴香(Cinnamomum burmannii)、灰木莲(Manglietia glauca)和速生树种尾叶桉(Eucalyptus urophylla)的叶片生理、结构和化学性状在不同比例混交林中的差异。结果表明,4优势造林树种的叶片性状存在明显的种间差异,其中灰木莲的比叶面积(SLA)、光合磷利用效率(PPUE)、单位质量叶片最大光合速率(A_(mass))和蒸腾速率(T_(mass))以及叶片养分含量最高,说明灰木莲采取资源获取型的生态策略;尾叶桉的SLA、A_(mass)、T_(mass)及叶片养分含量最低,但具有最高的PPUE,说明尾叶桉兼顾了资源获取型和保守型的物种特征。灰木莲与尾叶桉在SLA、A_(mass)、T_(mass)、PPUE、叶片氮含量和氮磷比等叶片性状上几乎没有任何重叠,说明灰木莲与尾叶桉之间的叶片资源利用高度互补,可能是与尾叶桉混交的理想树种。物种水平上,灰木莲叶片氮含量、华润楠叶片磷含量以及干季时阴香叶片A_(mass)和PPUE随乡土树种混交比例增加有增加的趋势,但总体上树种混交比例对于4造林树种的叶片结构、化学和生理性状的影响不大;林分水平上,桉树-乡土树种混交林的比叶面积、光合能力以及叶片氮磷比显著高于尾叶桉纯林,说明桉树与乡土树种混交能够提高林分整体的光捕获和光合能力,但同时也加剧了植物生长的磷限制。因此,建议在未来南亚热带桉树人工林的构建与改造中,应优先挑选与桉树资源利用互补并能够优化混交林磷素循环利用的乡土树种。

南亚热带鹤山三种人工林小气候效应对比

先锋生态系统的小气候效应是评价它们在植被生态恢复过程中恢复效能的主要指标之一。对 1 4龄的马占相思 ( Acacia mangium)、荷木 ( Schima superba)、湿地松 ( Pinus elliotii)人工林小气候效应的对比研究表明 ,荷木林的降温保湿效应最好。气温 (最高温、最低温和平均温 )和土壤温度 (地表最高温、最低温和平均温度 )均为 3种林分中最低。荷木林林内气温一般比马占相思林和湿地松林低 0 .1～ 0 .5℃ ,地表和土壤温度一般低 0 .3～ 2 .5℃ ,相对湿度高 1 .2 %。对荷木林和湿地松林温、湿度垂直方向上 4个层次 (距地0 .5 m,2 .0 m,4.0 /5 .0 m,9.0 m)上的观测结果表明 ,湿季林内温度随高度增加而增加 ;在最冷月 ( 1月份 )时 ,林内温度随高度增加而减小。无论是干季还是湿季 ,林内湿度都随林分高度的增加而减小。结合林分结构调查、森林土壤养分含量等资料 ,初步认为 ,南亚热带地带性森林植被人工恢复实践中 ,荷木等本地树种更为适宜。

鹤山马占相思人工林的能量现存量及能量流动

通过测定广东鹤山一个马占相思 (Acaciamangium)人工林的辐射能环境 ,优势种的净光合速率、呼吸速率和生产力 ,群落的生物量及热值 ,定量地刻划了太阳辐射能被马占相思种群吸收、固定、转化、损耗、积累和分配的生物能量学过程。全年抵达林冠上层的总太阳辐射能为 4 351 4MJ·m- 2 ·a- 1 ,能量积累量为 14 8MJ·m- 2 ·a- 1 ,折合光能利用效率为0 34%。群落的能量现存量为 193 9MJ·m- 2 。稳定性分析表明该马占相思人工林群落具有抵抗干扰和保持系统平衡态的自我调节能力 ,确保能量在系统内作正常活动 ,但该群落能流的现状为输入大于输出 ,群落仍在积累能量 ,群落尚未达到真正的平衡。要提高该人工林的光能利用效率 ,关键在于保持或调整群落的结构。

广东鹤山草坡的群落结构

分析了广东鹤山草坡的群落结构。结果表明 ,该群落有高等植物 18种 ,分为灌木层和草本层 2个层次 ,以矮高位芽、小型叶植物为主 ,种类以热带 -亚热带分布种为主 ,Shanon Weiner多样性指数为 1 2 5,群落的叶面积指数为 2 2 8,生物量为 15 2 2t/hm2 。比较了大陆退化草坡、海岛退化草坡和当地的人工林的群落结构 。

空间粒度变化对景观格局分析的影响

认识空间异质性的多尺度依赖性和景观格局特征对尺度效应关系的影响是进行空间尺度推绎的基础。以 2种真实景观 (中国广东粤北植被景观与美国凤凰城城市景观 )和 SIMMAP景观中性模型产生的 2 7种模拟景观为对象 ,利用景观格局分析软件 FRAGSTATS对 1 8种常用景观指数的尺度效应进行了系统的分析。根据这些指数对空间粒度变化的响应曲线和尺度效应关系 ,1 8种景观指数可分为 3类。第 1类指数随空间粒度的增大单调减小 ,具有比较明确的尺度效应关系 (幂函数下降 ) ,尺度效应关系受景观空间格局特征的影响较小 ;这类指数包括缀块数、缀块密度、边界总长、边界密度、景观形状指数、缀块面积变异系数、面积加权平均缀块形状指数、平均缀块分维数和面积加权平均缀块分维数。第 2类指数随空间粒度的增大将最终下降 ,但不是单调下降的 ;尺度效应关系比较多样 ,可表现为幂函数下降、直线下降或阶梯形下降 ,主要受缀块空间分布方式和缀块类优势度的交互影响 ;这类指数有 5种 :平均缀块形状指数、双对数回归分维数、缀块丰度、缀块丰度密度和 Shannon多样性指数。第 3类指数随空间粒度的变粗而增加 ,随缀块类优势度均等性的增加 ,尺度效应关系由阶梯形增加、对数函数增加、直线增加向幂函数增加过渡 ,尺度效应关系?

马占相思 (Acacia mangium)与湿地松 (Pinus elliotii)人工林枯落物层的水文生态功能

分析了马占相思与湿地松人工林枯落物的蓄积量、年凋落量及凋落动态、枯落物层对大气降水的截留、以及枯落物抑制土壤水分蒸发和阻滞径流的效应。结果表明 :1 1 5龄的马占相思林枯落物蓄积量 32 .3t/hm2 ,年凋落量 1 1 .1 4 t/hm2 ,最大持水率 2 53.7% ,最大持水量 2 8.2 6t/hm2 ;1 5龄的湿地松林枯落物蓄积量 1 8.7t/hm2 ,年凋落量 7.30 t/hm2 ,最大持水率 2 1 6.7% ,最大持水量 1 5.82 hm2 ;2 2种林分对大气降水的截留率分别为 1 5.9%和 1 1 .7% ,截留率随 1次降水降水量 ( >1 0 mm)的增加而减少 ;3 2～ 4 cm枯落物覆盖下不同含水量的土壤水分蒸发比无覆盖的土壤减少 1 8.2 %～ 78.3% ,枯落物层减少土壤水分蒸发的效应随枯落物层厚度和土壤含水量的增大而增加 ;4 2种枯落物对径流流出时间的阻滞效应随径流深 ( <3mm)和坡度的增加而减小 ,随枯落物层厚度的增加呈直线增加。通过与部分其它森林类型枯落物层水文生态功能比较 。

空间幅度变化对景观格局分析的影响

景观格局指数是量化描述景观格局特征的主要方法之一 ,各种格局指数的尺度依赖性使比较分析景观格局特征和尺度推绎复杂化 ,分析不同指数随空间幅度变化的一般行为有助于景观格局分析结果的解释和降低空间尺度推绎的复杂性。研究以 2种真实景观和 2 7种模拟景观为分析对象 ,考查了 1 6种常用的景观水平格局指数随空间幅度变化行为。根据这些指数因幅度变化行为可预测性把它们分为两类 :第 1类随幅度变化可预测性强 ,指数与幅度之间的关系可用简单的函数关系来表达 ;这类指数包括缀块数、边界总长、景观形状指数和缀块丰度密度 ;前两者随幅度增加呈幂函数形式增加 ,而缀块丰度密度随幅度增加呈幂函数下降 ,景观形状指数随幅度增加呈直线增加。第 2类指数随幅度变化的可预测性较差 ,指数随幅度的变化存在多种可能 (不同形式的增加、减小或保持不变 ) ,不可用一种或多种简单的函数关系来描述所有的情况。这类指数包括缀块丰度、缀块密度、边界密度、最大缀块指数、平均缀块面积、缀块面积标准差、缀块面积变异系数、平均缀块形状指数、面积加权平均缀块形状指数、双对数回归分维数、聚集度指数与Shannon多样性指数。第 2类指数随幅度的变化行为受景观格局特征和指数本身算法的影响。总体上来说 ,第

城市污泥对退化森林生态系统土壤的人工熟化研究

森林退化问题在热带亚热带地区较为严重 .在广东鹤山丘陵地区进行的野外试验结果表明 ,施用城市污水厂污泥可有效地促进树木的生长发育如增加株高和地径 ,对林中的灌草层植被也有促进和改善 ;同时可提高林地土壤肥力如土壤有机质和有效养分等 .对土壤重金属残留的监测表明 ,施用污水厂污泥后主要问题是增加了Pb含量 ,其增加量随污泥用量增加而增加 ;其它重金属增加不显著 .

基于能值的顺德市农业系统生态经济动态

以能值理论方法为主要手段结合环境经济学方法,以顺德市农业系统改革开放22年的发展动态为研究对像,从成本价值结构和产出效应价值两个角度,开展城市化过程中城市农业系统生态经济动态的分析与评价研究,探索能值方法与环境经济学方法的整合路径。提出能值投入产出平衡计算的算法和能值效益率(EBR)、能值本地影响率(LCR)等一系列生态经济评价指标。结果表明,顺德农业系统生产率高于全球平均水平,但资源型农产品能值交换率长期小于1,系统在繁荣的市场交易中处于实际的亏损地位,建议针对猪肉和鱼类这两种主要产品,增设相应的深加工环节。能值分析方法和环境经济学方法有着较好的互补性和一致性,但在具体指标体系选择与构建及产出端分支的量化上还有待进一步完善。

景观生态学与退化生态系统恢复

退化生态系统的恢复是一项艰巨任务 ,它需要考虑到所要恢复的退化生态系统的结构 ,多样性和其动态的整体性和长期性。现在对于退化生态系统恢复研究已经要使生态学家们关注受损生态系统的理论和实际问题。退化生态系统恢复所面临的挑战是理解和利用生态演替理论来完成并加速恢复进程。恢复的主要目标是建立一个自维持的 ,由不同的群落或生态系统组成的能够满足不同需要如生物保护和粮食生产需要的景观。景观生态学关注于大的空间尺度的生态学问题。景观生态学研究方法可以为退化生态系统恢复实践提供指导。在解决退化生态系统的恢复问题时 ,景观生态学的方法在理论和实践上是有效的。景观生态学中的核心概念和其一般原理斑块形状、生态系统间相互作用、镶嵌系列等都同退化生态系统的恢复有着密切的关系。如恢复地点的选择和适当的恢复要素的空间配置。在评价退化生态系统的恢复是否取得成功 ,利用景观生态学也具有重要的意义。景观生态学理论如景观格局与景观异质性理论 ,干扰理论和尺度理论都能够指导退化生态系统的恢复实践。同样地 ,退化生态系统的恢复可以为景观生态学的研究提供非常恰当的实验场。寓景观生态学思想于退化生态系统恢复过程是一种新的有效途径。

了哥王(Wikstroemia indica)的生态生物学特征

对了哥王的生态生物学特征研究表明 ,了哥王分布区气候条件温暖湿润 ,生境主要为草坡和开旷林地 .了哥王耐贫瘠 ,是一种阳生性灌木 ,其光合速率平均为 7.33μmolCO2 ·m-2 ·s-1.其竞争力明显弱于同在灌草丛中分布的桃金娘 .因而在灌草丛阶段的演替过程中 ,其种群减少 ,桃金娘种群增长 .了哥王体内加权平均养分含量为N 0 .6 6 7% ,P 0 .0 81% ,K 0 .5 4 0 % ,Ca 0 .776 % ,Mg 0 .2 5 9% .种群生物量分析表明 ,荒坡上野生了哥王生物量较低 ,仅 0 .0 2 73t·hm2 .若要大量开发了哥王资源 ,需要人工种植以提高生产量 .

丘塘景观土壤养分的空间变异

理解土壤养分空间分布的异质性对于评价和管理土地资源具有重要意义。利用地理信息系统和地统计学方法定量研究了丘塘景观土壤养分的空间异质性特征。结果表明 ,土壤全氮的有效变程最大 (为 16 5 m) ,有机碳次之 (10 2 m) ,而全磷的变程最小(90 m)。土壤有机碳含量由高到低 5个不同级别的土壤面积与丘塘景观整个面积的比值的变化范围较小 (10 .5 4 %～ 2 3.15 % ) ,土壤全氮含量比值变化范围较大 (5 .79%～ 32 .73% ) ,土壤全磷的比值的变化范围最大 (1.80 %～ 4 2 .0 6 % )。土壤有机碳和土壤全氮的分布情况较为一致 ,不同级别斑块分布也很相似 ,土壤有机碳含量高的地方土壤全氮也高。表层土壤有机碳和全磷的空间异质分布用球状模型拟合最佳 ,而全氮的空间分布规律更宜用指数模型来拟合。景观尺度的半方差拟合总体上优于斑块尺度。相对有机碳和全氮 ,全磷的空间异质性更多由随机因素 (如人类施肥活动 )引起和决定。土壤全氮的取样尺度应大于 16 5 m,而有机碳、全磷的取样距离则分别可大于 10 3m和 90 m。

马占相思人工林和果园地表径流规律的对比研究

基于连续 5年的观测 ,对比研究了马占相思人工林和果园两种地表类型上地表径流的各自特点 ;讨论了季节性地表径流的差异与系统水分结构问题 ;探讨了根据实际资料求取发生地表产流的降雨量临界值的方法 ,此方法以综合考虑未发生产流的最大降雨量和已发生产流的最小降雨量为基础 ;并得到了如下的一些结果 :1)本区域不同强度的大气降水频度分布比较均匀 ,但降水量主要由少数几场特大降水带来 ,并且降水量的季节分配极不平均 ,湿季 (4～ 9月 )降水量占全年的 85 .5 %。 2 )地表径流的季节差异更大 ,果园在湿季的地表径流量占全年的93.8% ,马占相思林占 95 .1% ,作者认为在降水量存在较大干湿季差别的地区 ,对于越难于发生地表径流的下垫面 ,这个值会越高。3)马占相思地表径流系数在逐年减小 ,果园的变化较大。4)一次性降雨量对地表径流量的影响在这两种地表类型上都很明显 (r>0 .85 ) ;一次性降雨强度对地表径流的影响只有在中等降雨量 (6～ 16 mm)下才表现明显 (r>0 .87) ,对于较小和较大降水量 ,径流量与降雨强度关系都不大 ;径流系数受一次性降雨强度的影响很明显 (林地 r>0 .92 ,果园 r>0 .77)。 5 )马占相思和果园一次性“最大可能”地表径流产流的雨量临界值 ,分别为5 .1m m和 2 .8mm。

华南丘陵区冬闲稻田二氧化碳、甲烷和氧化亚氮的排放特征

采用静态箱-气相色谱法对收获后冬闲稻田CO2、CH4和N2O排放进行了田间原位测定,探讨了越冬稻田3种温室气体的排放规律.结果表明,残茬稻田和裸田的CO2的排放峰值分别出现在18:00和16:00左右.日间CH4排放为净值,夜间表现为弱吸收.残茬稻田和裸田N2O夜间排放分别为日间平均的1.79和1.58倍.残茬稻田的昼夜CO2平均排放通量显著高于裸田(P<0.05).在测定期间,残茬稻田CO2排放随温度升高而增高.相关分析表明,CO2排放与土温、地表温度和气温均呈显著相关,表明温度是影响收获后稻田CO2排放的主要因素.在11月10日至翌年1月18日测定期间,残茬稻田的CO2和CH4平均排放通量分别为(180.69±21.21)mg.m-2.h-1和(-0.04±0.01)mg.m-2.h-1,CO2排放通量较裸田高13.06%,CH4吸收增高50%.残茬稻田的N2O排放通量为(21.26±19.31)μg.m-2.h-1,较裸田低60.75%.由此说明华南丘陵区冬闲稻田是大气CO2和N2O的源,CH4的汇.

华南丘陵区农林复合生态系统稻田二氧化碳排放及其影响因素

采用静态箱-气相色谱法对稻田CO2排放进行田间原位测定,探讨农林复合生态系统稻田温室气体CO2的排放规律。结果表明,在生长季节中,有植株参与稻田CO2排放速率的日变化形式均为白天出现排放高值,夜间出现排放低值。有植株参与稻田CO2昼夜排放速率平均值都显著高于无植株参与稻田。温度(气温、地表温度、地下5 cm温度)是有植株参与稻田在植株生长期间稻田CO2排放速率昼夜变化的主要影响因素。水稻作物对CO2的排放影响较大,早稻有、无植株参与稻田CO2季节平均排放速率分别为316.29±23.74和101.88±16.83 mg.m-2.h-1。晚稻有、无植株参与稻田CO2季节平均排放速率分为622.40±57.67和179.41±19.51 mg.m-2.h-1。早、晚稻有植株参与稻田的CO2季节平均排放量分别比无植株参与稻田增加了310%和347%。

南亚热带丘陵3种人工林群落的生物量及净初级生产力

该文采用收获法和标准木法研究了南亚热带3种人工林群落：马占相思林、针叶林（马尾松＋杉木）、木荷林（木荷＋红荷）的生物量及净初级生产力,为揭示鹤山丘陵人工林的结构功能规律及全球变化生态学的研究提供基础资料。结果表明,林分现存生物量由大到小依次为：马占相思林（176.03 t/hm2）、木荷林（122.91 t/hm2）、针叶林（104.93 t/hm2）。在林分各层次的分配比例中,乔木层所占比例最大,为95.1%~98.7%;灌木层和草本层所占比例较小,尤其是草本层,灌木层为0.9%~4.5%,草本层为0.4%。净初级生产力（NPP）由大到小依次为：马占相思林（25.32 t/（hm2.a））、木荷林（17.93 t/（hm2.a））、针叶林（15.8 t/（hm2.a））,与林分生物量大小呈同样的规律。木荷林乔木层和灌木层的生物量增量所占比例高于另外两种林分,群落结构较复杂,生物量积累呈明显的增长趋势。

鹤山丘陵草坡的水文特征及水量平衡

在中国科学院鹤山丘陵综合开放实验站的草坡集水区对大气降水和径流进行了连续4年的观测，并于1994年对该集水区的蒸散进行了测定，结果表明：1）鹤山丘陵区年均降水量1761．37mm，大气降水有明显的干湿季之分，干季降水量占全年降水量的12．47％，湿李占87．53％。年均降水量中有62．24％可引起地表产流，即年均产流降水量1096．3mm。产流降水以中、小雨额度为大，但产流水量主要由大、暴雨供给。文中根据降雨量较大地区的降水、产流特征和规律，提出了产流降水和产流水量的概念。2）鹤山丘陵草坡集水区年总径流系数50.12％，地表径流系数17．33％。地表径流主要集中在湿季产生，与降水量呈二次抛物线型回归关系，与降水强度关系不大。3）1994年水量平衡各分量中，实际降水输入1841．55mm，年径流量970．28mm，径流系数52．69％，径流是系统的最大输出项；蒸散量851．56mm，意味着年降水收入中46．24％的水量以汽态形式返回了大气。蒸散的月变化呈双峰型，不同于降水的季节分配，径流的月变化则与降水同步。系统蓄水年变化量19．71mm，约占年降水量的1．07％，但其月变化却非常大，在-68～104mm之间。草坡集水区的水量平衡是一种收入对支出的补给和收支项目中可变性的动态平衡。4）鹤山丘陵草坡水热季?

南亚热带鹤山主要人工林生态系统C、N累积及分配格局的模拟研究

以南亚热带鹤山的马占相思(Acacia mangium)、湿地松(Pirms elliotii)和荷木(Schima superba)3种代表性人工林生态系统为对象,利用气象、水文、土壤及植物等方面的资料对CENTURY模型进行了参数化,模拟了3种人工林生态系统1985-2100年的C、N累积动态及其分配格局变化,并利用实测资料对模拟结果进行了独立样本的双尾￡检验,模拟值与实测值之间没有显著差异(p=0.995)。模拟结果表明,马占相思林的净初级生产力(NPP)呈指数函数形式下降,约在20龄(2005年)时趋于稳定;荷木林的NPt,持续缓慢增加;湿地松林的NPP基本维持恒定;20龄以前3种林分的年均.NPP分别为12.2 t·hm-2·a-1、6.7 t·hm-2·a-1和2.5 t·hm-2·a-1。马占相思林生物量呈对数函数形式增加,20龄后增加很少;荷木林与湿地松林的生物量呈直线增加,约在2050年时,荷木林的NPP和生物量将超过马占相思林;2100年时马占相思、荷木与湿地松林的生物量将分别达到252.7 t·hm-2、352.4 t·hm-2和226.3 t·hm-2。荷木林具有更大C累积潜力。3种人工林生态系统的N累积动态与其生物量累积动态相似,但马占相思林生态系统的N累积量远高于荷木林与湿地松林,至2100年时它们的N累积量将分别达到7.2 t·hm-2、1.9 t·hm-2和2.2 t·hm-2。3种林分的C、N随着林分的发育将更?

顺德产业生态系统能值动态分析

虽然当前的产业生态学研究多集中于生产线、企业和产业生态园尺度,但城市无疑是产业系统基本组合单元,城市区域尺度的产业生态学研究是产业生态学研究尺度上推的必经阶段。我国产业生态系统及城市化进程的空间分布不均,以顺德等为代表的东南沿海市(县)产业生态系统的发展历程对中西部地区有拉动和借鉴的双重作用。以能值理论方法为基础,结合环境经济学和区域经济学方法,从系统开放性、本土性、闭路循环性和经济性4个方面,投入和产出端2个角度,对顺德市产业生态系统改革开放22a的发展动态进行分析研究。结果发现,22a系统能值总用量增加15.65倍,能值密度增加16.31倍,人均能值使用强度增加9.70倍,外部不可更新资源用量增加16.32倍。能值废弃率在20世纪80年代不断上升而在90年代迅速下降,但环境负载率则表现为无规律的波动状态。20世纪90年代,系统能值出口率上升至1978年的4.10倍,但能值交换率小于1。结果表明,改革开放22a,顺德产业生态系统自组织能力明显提高,土地资源利用率不断提高,但系统对周边负熵资源,尤其是不可更新资源的依赖性不断提高,人力资源生产力水平提高相对较慢。20世纪90年代污染物处理产业发展迅速,但在系统资料消耗端的绿色化方面则无显明进展。系统对不可更新资源的利用效率不高,产出商品在市场交换中处于表面繁荣背景下的生态经济不利地位。系统已到了向知识密集型发展道路转变的拐点域。能值理论方法与环境经济学和区域经济学分析的整合可以满足产业生态系统分析评价要求,针对产业生态系统特点,进行多尺度、多方面联立评价,实现系统发展现状、动态与动因的整合分析,对产业生态系统优化点的发现与优化方向的确定有直接的意义。