鼎湖山3种演替群落凋落物及其水分特征对比研究

对鼎湖山 3种演替群落凋落物及其水分特征研究表明 ,凋落物现存量为针叶林 >混交林 >阔叶林 ,年凋落量阔叶林 >混交林 >针叶林 ,说明针叶林凋落物分解较阔叶林迟缓 ;针叶林凋落物中叶所占的比例最大 ,而阔叶林最小 ,枝和花果所占的比例以阔叶林最大 ,针叶林最小 ,与它们的林木分枝多少以及林冠幅度大小有关 ;凋落物的最大持水率为针叶林 >混交林 >阔叶林 ,但差异不明显 ;凋落物含水量以阔叶林最大 ,混交林次之 ,针叶林最小 ,与凋落物最大持水率恰恰相反 ,说明凋落物的含水量受林地环境条件的制约 ;凋落物饱和含水时相对自由水面蒸发率阔叶林为 78.95 % ,混交林为 82 .45 % ,针叶林为 91.2 2 % ,说明在相同的环境条件下 ,阔叶林凋落物水分损失较难 ,而针叶林凋落物水分损失较容易 .这也是阔叶林具有较小的最大持水量而却有较大的自然状态含水量的原因之一 .

鼎湖山顶级森林生态系统水文要素时空规律

运用连续 7a( 1 993～ 1 999)的水文观测资料 ,对南亚热带顶级生态系统鼎湖山季风常绿阔叶林集水区水文要素时空规律进行分析 ,得到如下一些主要结论 :( 1 )鼎湖山多年平均降水量为 1 91 0 mm,湿季降水量占年降水量 80 % ,干季仅占 2 0 %。 6月份的降水量最大 ,1月份最小。 ( 2 )季风常绿阔叶林冠层截留率为31 .8% ,湿季的截留量占全年截留量的 66.7% ,截留量最大值和最小值所在的月份分别为 7和 1月份。各月的截留率差异很大 ,截留量大的月份 ,截留率较低 ;截留量小的月份 ,截留率较高。 ( 3)季风常绿阔叶林集水区多年平均总径流量 95 3.0 mm,总径流系数 49.9% ,其中地表径流量为 2 5 2 .3mm,地表径流系数1 3.2 % ;地表径流与降水量之间存在二次抛物线型回归关系 ,与降水强度的关系不大 ,这说明季风常绿阔叶林的产流形式是是蓄满产流。 ( 4 )季风常绿阔叶林多年平均蒸散 948.2 mm,占同期降水量的 49.7% ;蒸散力 1 0 31 .4mm,年蒸散系数为 0 .92 ,蒸散月变化规律较降水量的月变化规律有所滞后。( 5 )系统贮水量的月变化很大 ,2～ 8月份 ,系统处于蓄水阶段 ;9月份至翌年 1月份 ,系统处于失水阶段。蓄水和失水的最大值分别出现在湿季和干季的第一个月 ,即 4月份和 1 0月份。 ( 6)

贵州喀斯特石漠化过程中的土壤有机碳与容重关系

测定了不同石漠化等级的西南喀斯特生态系统的土壤容重和土壤有机碳。结果表明:西南喀斯特生态系统的土壤容重为0.91～1.37 kg cm-3,土壤有机碳含量变化较大,为8.1～58.9 g kg-1。在0～40 cm的土层中,没有发生石漠化的生态系统的有机碳储量达16.91 kg m-2,伴随着石漠化程度的加剧,土壤有机碳储量急剧下降,极度退化土壤的有机碳储量只有0.52 kg m-2。在1999-2005年间,中国西南石漠化(约55×104km2)导致的有机碳流失通量年增加量超过28 Tg。同时,探讨了喀斯特石漠化过程中土壤有机碳流失的去向,喀斯特石漠化过程土壤有机碳对生态恢复的限制作用,利用土壤容重推算土壤有机碳的可靠性。

鼎湖山亚热带季风常绿阔叶林蒸散研究

运用Penman蒸散力公式和理论上导出的计算森林生态系统蒸散公式 ,对亚热带地带性群落鼎湖山季风常绿阔叶林的蒸散力和蒸散逐日进行计算 ,其结果表明 :鼎湖山季风常绿阔叶林蒸散力年平均为987 5mm ,占同期降雨量的 4 7%。蒸散力最大的月份是 7月 ,最小的月份是 2月 ,这基本上与近地面层的气温变化规律相一致 ,而与同期的降雨量有所延迟。林外自由水面蒸发年平均为 1 1 94 5mm ,干季林内蒸散力明显小于林外自由水面的蒸发 ,而湿季两者又十分接近 ,因此 ,两者相比可用来作为该地区划分干湿季的一个参考指标。理论公式法所计算出该系统的蒸散年平均为 951 9mm ,与蒸散力相当 ,占同期降雨量的4 5 3%。鼎湖山季风常绿阔叶林总径流量年平均为 1 1 0 3 8mm ,径流系数为 0 52。研究期间系统贮水量的变化年平均为 38 9mm。水量平均法所得的蒸散年平均为 960 1mm ,与公式法计算所得的蒸散非常接近 ,3年的系统误差不到 1 % ,因此 ,初步得出此公式是计算森林生态系统蒸散的一种值得推广的方法。

用灰色关联法分析森林生态系统植被状况对地表径流系数的影响

运用灰色关联法对南亚热带鹤山丘陵试验站 4种森林生态系统植被状况影响地表径流系数进行了定量分析 .结果表明 :对于本文所选取的植被状况参数对地表径流系数影响的大小顺序是 :枯落叶层厚度 >草本层盖度 >灌木层盖度 >乔木层盖度 >林分高 ;4种森林生态系统的植被状况对地表径流系数的影响 ,马占相思林最大 ,平权关联度与非平权灰关联度分别为 0 .782和 0 .76 6 ;林果苗系统最小 ,平权关联度与非平权灰关联度分别为 0 .5 32和 0 .5 35 ,显示马占相思林生态水文功能的主要地位 .表 4参

鼎湖山人工松林生态系统蒸散力及计算方法的比较

Based on the consecutive measurement (1995-1997) of meteorology and microclimate of artificial Pinus forest in Mount Dinghu, we calculated the potential evapotranspiration by using four different methods to discuss the method which is fit for forest ecosystem. The results are given as follows.1) In terms of the enviromental conditions of forest ecosystem, we redefined some parameters in Penman equation and used it to calculate the potential evapotranspiration of artificial Pinus forest ecosystem in Mount Dinghu.Preliminary result is that Penman equation is worth spreading for calculating the potential evapotranspiration of forest ecosystem,compared with several other methods.2) The annual average potential evapotranspiration of the artificial Pinus forest in Mount Dinghu is 937.55 mm,according to Penman equation. It is 50% of the rainfall in the corresponding period. The highest mean monthly potential evapotranspiration is July and the lowest mean monthly potential evapotranspiration is January. This is completely consistent with the variations of temperature.

鼎湖山季风常绿阔叶林小气候特征分析

阐述了鼎湖山季风常绿阔叶林小气候特征与空旷地的差异 ,并分析了这些差异产生的原因。结果表明 :季风常绿阔叶林冠层顶部的太阳总辐射量年平均为 3488.8MJ·m- 2 ,由辐射强度和辐射总量计算出的反射率分别为 1 0 .5%、1 1 .4% ,年平均气温为 1 9.9℃ ,此 3项都比空旷地低 ,而年平均相对湿度高于空旷地 ,其值为 87% ;季风常绿阔叶林年蒸散力为987.50 mm,湿润指数为 0 .96;季风常绿阔叶林土壤表层温度日变化不及空旷地显著 ;无论是季风常绿阔叶林 ,还是空旷地 ,土壤温度在春、夏季节自上而下逐步降低 ,在秋、冬季节自上而下逐步升高。

森林水文学研究进展(综述)

近年来，人们饱受了森林破坏所致的洪涝和旱魃灾难，森林水文功能因而日益受到关注。同时，也给森林水文的研究提出了挑战，森林水文学研究的简史、涉及领域及展望将在本文中阐述。

发展广东林业改善水资源环境

针对广东省的水资源环境问题 ,分析了森林在改善水资源环境中的作用 ,然后通过数学方法对广东省 3种生态公益林改善水资源环境的效益进行评价计算 ,在此基础上提出了改善广东省水资源环境的措施———加强保护阔叶林 ,加快改造针叶林 。

计算森林生态系统蒸散力和蒸散理论公式中参数的确定

森林生态系统蒸散力蒸用是评价森林生态系统水分蒸散与水分平衡的重要指标。分别推导了 森生态系统蒸散力和蒸散的理论计算公式，并重新确定了其中的某些一数，这对研究森林生态有着重要意义。

鹤山马占相思生态系统在重建过程中对立地水热因子的调节作用

分析南亚热带鹤山人工马占相思 (Acaciamangium)生态系统水热的连续观测资料 ,采用时空互代的方法 ,并与邻近的退化草坡、裸地相比较 ,得到如下一些主要结果 :1)本区域年内降水分配不均 ,而热量输入却相对均匀 ,存在湿季水土流失和干季水分亏匮的可能性。 2 ) 7龄后的马占相思林分反射率明显小于裸地与草坡 ,为该系统提高生产力和生物量累积提供了前提条件。 3)马占相思生态系统对立地气温、地温的调节集中表现在缩小其变化振幅 ,使得林地的气温、地温变化有其自身的规律 ,倾向于有益于生态系统发育方面的变化。 4)干季时 ,林地内的大气相对湿度明显高于裸地 ,而蒸散力又明显低于裸地的自由水面蒸发 ,使系统摆脱了干旱的威胁 ,对植被恢复和系统健康发育起到了重要作用。 5 )植被恢复过程中 ,系统的蒸散量呈增加趋势 ,总径流呈减小趋势 ,但减小的是雨季可能造成灾害的地表径流量 ,产水量的主体地下径流量仍然是增加的 ,林地的土壤水分较草坡地有所增加 ,变化幅度也较草坡地小 ,以上说明森林植被对系统水分的调节是明显的。

生态旅游与自然保护区关系的探讨

阐述了生态旅游和自然保护区的概念，特点，意义以及生态旅游与一般旅游的区别，分析了生态旅自然保护区的各种影响。

南亚热带森林不同演替阶段植物与土壤中N、P的化学计量特征

选择南亚热带森林演替过程3个阶段(初期、中期和后期)的典型森林生态系统为研究对象,在测定植物与土壤中全N、全P含量的基础上,阐明了森林演替过程中植物与土壤的N、P化学计量特征。结果显示:1)土壤中全N含量随演替进行而增加,马尾松(Pinus massoniana)林(初期)、混交林(中期)和季风林(后期)0–10cm土层中全N含量分别为0.440、0.843和1.023g·kg–1;混交林0–10cm土层中全P的含量最为丰富,为0.337g·kg–1,马尾松林和季风林土壤全P含量分别为0.190和0.283g·kg–1。2)植物叶片中全N、全P的含量随演替呈减少的趋势,但根系中全N、全P的含量都以马尾松林为最多,混交林和季风林含量彼此相当。3)各土层中N:P随演替的进行呈现明显增加趋势,马尾松林、混交林和季风林0–10cm土层中N:P分别为2.3、2.5和3.6;植物各器官中N:P随演替的进行也呈增加趋势,且叶片和根系中的N:P相近,马尾松林、混交林和季风林叶片中N:P分别为22.7、25.3和29.6。基于上述结果,探讨了南亚热带森林生态系统植物与土壤中N:P特征、森林演替过程中植物与土壤中N:P变化规律以及P对南亚热带森林生态系统的限制作用。结果表明,P已经成为南亚热带森林生态系统生物生长和重要生态过程的限制因子。

鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林C贮量分布

在对 1 hm2永久样地调查的基础上结合优势树种 C含量的实测值 ,对鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林的 C贮量及其空间和种群分布特点进行了分析 ,结果表明 :( 1 )鼎湖山季风常绿阔叶林现存 C贮量为89.75 t·hm- 2 ,其中 ,干、枝、叶、根分别占总量的 5 3.0 9%、2 5 .36%、2 .64%和 1 8.31 % ;( 2 )数量上小径级个体占有绝对优势 ,1 hm2 样地内 DBH<2 0 cm的个体占总数的 95 % ,个体数量随径级的增加而迅速减少 ,而 C贮量的径级分布则大致呈“M”形 ;( 3)根据树木高度分为 4个层次 ,即 层 ( h≥ 2 0 m) , 层 ( 1 0 <h≤2 0 m) , 层 ( 5 <h≤ 1 0 m)和 层 ( h<5 m) ,各亚层之间 C贮量与该层次的高度呈正相关 ,占总 C贮量的比例依次为 5 3.97%、31 .37%、1 1 .2 6%和 3.40 %。在垂直方向上 ,干、枝、根 C贮量变化与总 C贮量的变化趋势大体一致 ,叶的 C贮量则以 层最大 ;( 4 )优势种群对季风常绿阔叶林 C贮量贡献排序为 :锥栗 Cas-tanopsis chinensis>荷木 Schima superba>黄果厚壳桂 Cryptocarya concinna>厚壳桂 Cryptocarya chinensis>肖蒲桃 Acmena acuminatissima>黄杞 Engelhardtia roxburghiana>白颜树 Gironniera subaequalis>臀形果 Pygeum topengii>橄榄 Canarium album>窄叶半枫荷 Pterospermum

鼎湖山针阔混交林旱季能量平衡研究

运用涡度相关(Eddy covariance,EC)法开路系统、常规微气象观测系统及土壤热通量板等设施对鼎湖山季风常绿阔叶林旱季(2003/1/9-2003/1/23)的能量分量进行测定。结果表明,平均净辐射通量(Netradiation,Rn)为53.14Wm-2,与下行短波辐射具有相同的变化趋势。林冠上层EC法潜热通量(Latentheat,LE)、显热通量(Sensibleheat,Hs)实测平均值分别为57.18Wm-2、43.40Wm-2,林冠下层分别为12.61Wm-2、7.61Wm-2。白昼EC法所测得的LE和Hs数据与利用波文比-能量平衡法(Bowenratioandenergybalance,BREB)计算出的数据相比,略偏低,而夜间及凌晨数据差异较大。土壤热通量日变化曲线呈“S”形,平均土壤热通量为-1.50Wm-2,表面土壤总热通量(Gt)仅为5cm处土壤热通量的84.0%,可见表层土壤尽管很薄,但其热储量不能忽略。将LE、Hs之和与可供能量(Rn-Gt)进行闭合,回归直线斜率为0.9128,相关系数达0.8517,与许多研究结果的60%-90%的区间相符,这说明鼎湖山涡度相关法通量观测数据是非常可靠的。

典型森林和草地生态系统呼吸各组分间的相互关系

生态系统呼吸是陆地生态系统碳收支的重要组成部分,分析其组分间的相互关系对理解生态系统呼吸过程和精确评价生态系统碳收支具有重要意义,也是当前碳循环研究工作的一大难点。利用ChinaFLUX的长白山温带针阔混交林(CBS),鼎湖山亚热带常绿阔叶林(DHS)和海北灌丛草甸(HBGC)3个典型生态系统的通量观测数据,分析了经验统计方法在中国典型生态系统中的适用性及敏感性,揭示了生态系统呼吸各组分的动态变化特征及相互关系。结果表明:采用呼吸组分拆分方法所获结果与理论推测及实测数据大致相同,拆分结果对净初级生产力与总初级生产力比值(NPP/GPP)的变化较为敏感,NPP/GPP变化0.1时,自养呼吸在生态系统呼吸中的比例(Ra/RE)改变0.05。各生态系统中,生态系统呼吸及其组分在年内均表现出明显的单峰型变化特征,在夏季生长旺盛的时节达到最大值。异养呼吸与生态系统呼吸的比值(Rh/RE)也具有明显的季节变化,但在生态系统间表现出明显差异,CBS和HBGC分别表现出先增大后减小和先减小后增大的变化趋势,DHS则相对稳定,在0.5附近波动,Ra/RE的季节动态与Rh/RE相反。在年总量上,HBGC主要通过异养呼吸向大气排放CO2,异养呼吸占生态系统呼吸的60%,而CBS和DHS的自养呼吸和异养呼吸所占比重大致相似,异养呼吸占生态系统呼吸的49%。这说明,经验统计学模型可以用来进行生态系统呼吸组分的拆分,进而可以为生态系统碳循环过程的精细研究提供参考数据,但今后应加强NPP/GPP的测定,以提高生态系统呼吸拆分的精度。

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。

鼎湖山季风常绿阔叶林大气降雨、穿透雨和树干流的养分特征

对鼎湖山季风常绿阔叶林大气降雨、穿透雨和树干茎流中的5种养分元素K、Ca、Mg、N、P进行了测定,结合水量分配规律,研究了森林降雨过程中养分在水相中的含量变化特征和输入规律。结果表明:(1)所有离子浓度均为大气降水<穿透雨<树干流,且增幅较大,而平均浓度以K+和总氮(TN)含量最高;总磷(TP)、磷酸盐(HPO42-)、总有机磷(TOP)含量均最低。(2)大气降雨中的离子平均浓度中以总有机氮(TON)的变异系数最大,为1.282;最小的是NO3-(0.502);穿透雨中变异系数最大的是TOP(2.357);最小的是TN(0.621)。树干流中各养分元素浓度与树种的相关性不显著(P>0.05)。(3)季风常绿阔叶林树干流和穿透雨各养分对森林土壤的年输入量为TN>K+>Ca2+>Mg2+>TP,树干流和穿透雨对森林土壤层Ca2+的输入大于凋落物分解输入。因此,大气降雨是养分从林冠层转移到土壤层的重要因素。

中国南方喀斯特地区碳循环研究进展

中国南方喀斯特地区碳循环路径与过程基本清晰,与其他陆地生态系统明显不同,呈现出鲜明的区域特色:雨热同季、地质构造背景与碳酸盐岩可溶性的耦合,导致碳酸盐岩中大量封存的碳重新进入生态系统碳的循环;二元三维结构中地下空间CO_2具体动态变化性,可视为次级碳库,影响生态系统碳的循环过程;陆生植物、水生植物均有利用HCO_3^-碳源进行光合作用的新途径;发现了碳酸盐岩快速的风化作用与水生植物生物碳泵的耦合机制,喀斯特作用碳汇效应得以确证。但是,中国南方喀斯特地区碳循环的研究还存在明显不足:喀斯特作用碳汇量的估算受到气候变化、土地利用变化的正负机制、外源酸等多因素的挑战,还具有很大的不确定性;植被、土壤与岩石、地下空间次级碳库、大气、大气降水存在复杂的多界面作用过程,碳的通量及迁移转化机制仍不明确。未来研究应重视:针对喀斯特地区特点的新研究方法、技术的研发;喀斯特关键带理念的统领;联网长期观测;模型的集成与创新。

鼎湖山地带性植被及其不同演替阶段水文学过程长期对比研究

分析鼎湖山 3种植被类型生态系统水文的长期连续观测资料 ,采用时空互代的方法 ,得到如下一些结果 :1)鼎湖山自然保护区东沟集水区产水量达到降水量的 6 6 .5 % ,日径流量高峰的出现相对降水的发生滞后 1d左右。 2 )地下水位平均稳定在 2 .2 2m ,最低为 2 .84m ,最高为 1.14m。 1999、2 0 0 0、2 0 0 1、2 0 0 2和 2 0 0 3年地下水位平均值分别为 2 .38,2 .2 7,2 .0 8,2 .13和 2 .11m。鼎湖山东沟集水区每日地下水位与前 16d每一天的降水量相关。3)随着时间推移 3种不同的植物群落中土壤含水量都有减少的趋势。季风林 (p <0 .0 1)和混交林 (p <0 .0 5 )的土壤含水量减少趋势具有统计上的显著性 ,松林除外。 4 )鼎湖山 3个处于不同演替阶段的植物群落其穿透水量与大气降水皆呈线性相关 ,它们的R2 值随演替的进展而减小。穿透水占大气降水的比例也随演替进展而减少 ,松林、混交林和季风林分别为 83.4 %、6 8.3%和 5 9.9%。松林、混交林和季风林的树干茎流占大气降水的比例分别为1.9%、6 .5 %和 8.3%。树干茎流和胸径的关系受控于整个群落整体的影响而不仅仅是某个单一物种 ,并且群落的郁闭程度和结构是影响降水在林内再次分配的关键因素。季风林 2月大气降水 2 8.7mm林冠截流率为 83.3% ,而在大气降水为