2010-2014年哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤呼吸数据集

亚热带森林是我国分布面积最大的森林类型,在调控全球气候变化和维持大气碳平衡中具有重要作用。土壤通过呼吸作用排放的碳是大气CO_(2)的主要来源,土壤碳库的细微变化也会显著影响大气CO_(2)的浓度,因此目前亚热带森林土壤碳储量的大小及动态变化特征受到广泛关注。云南哀牢山是我国重要的亚热带森林分布区。本研究依托云南哀牢山森林生态系统国家野外科学观测研究站,利用全自动多通道观测系统开展了亚热带常绿阔叶林土壤呼吸的连续测定,经过严格的数据质量控制和评估,将2010-2014年的土壤呼吸的监测数据收集与整理,包括土壤5 cm温度(Ts)、土壤10 cm含水量(SWC)和土壤呼吸(Rs),并形成日、月和年尺度三类数据集。本数据集对于揭示气候变化对亚热带常绿阔叶林土壤生态过程的影响、正确评估土壤有机碳排放和森林生态系统管理具有重要意义,也为进一步研究气候变暖等全球变化对土壤呼吸组分尤其是土壤有机碳排放的影响提供经验和理论基础。

哀牢山保护区双柏县片区喜马拉雅红豆杉分布区植物群落及物种多样性调查

为了解哀牢山国家级自然保护区双柏县片区喜马拉雅红豆杉分布区植物群落特征与物种多样性,在该区设置了3块样地进行调查与分析。结果显示:喜马拉雅红豆杉分布区3个群落内共有野生维管束植物53科75属108种,其中蔷薇科、百合科、樟科、鳞毛蕨科、壳斗科等12个科为主要组成科;仅含1个种的科和属分别占总科数和总属数的77.36%和73.33%。滇木荷、露珠杜鹃、珊瑚冬青、珍珠花、硬叶柯等是乔木层的主要树种,喜马拉雅红豆杉为乔木层的重要伴生树种;无量山箭竹在灌木层中占据绝对优势地位;层间层以毛狭叶崖爬藤、扶芳藤、蛇泡筋为主;草本层以长穗柄薹草、帚状薹草、大羽鳞毛蕨为主。喜马拉雅红豆杉所在群落各层的物种多样性指数总体呈现为乔木层的>草本层的>层间层的>灌木层的;乔木层总体表现为物种多样性最高,其种类最为丰富,分布最为均匀;喜马拉雅红豆杉所在群落之间的物种组成相似性低,差异明显。

基于近红外光谱技术的哀牢山六种优势树种叶凋落物定性鉴别研究

植物凋落物是联结生物有机体合成和分解的桥梁,通过物质流、能量流及信息流深刻地影响了陆地生态系统的结构、功能及关键生态过程。自然生态系统中地表凋落物通常以混合物的形式分解,尤其是在物种极其丰富的亚热带常绿阔叶林中。受样地内树种组成影响,叶凋落物往往属、种混杂,非专业人士难以实现准确鉴别,这为后续凋落物分解研究带来一定的困难。近红外光谱分析技术作为一种快速无损的检测手段,已经成功应用于牛肝菌、柑橘、水稻等的种类鉴别。该技术为解决叶凋落物鉴定这一难题提供了新的途径。该研究收集云南哀牢山典型中山湿性常绿阔叶林6种优势树种叶凋落物共计540份,获取样品近红外漫反射光谱,分析不同种类叶凋落物平均光谱图特征。建模时,使用Kennard-Stone算法将540个样品数据以2∶1比例分为训练集与验证集,其中360个样品数据用于叶凋落物分类模型的建立,180个样品数据用于叶凋落物分类模型的验证。使用标准正态变量变换(SNV)、Savitzky-Golay卷积平滑(SG)、多元散射校正(MSC)、导数处理(Derivative)等单一与组合算法对光谱数据进行预处理,并采用主成分分析(PCA)与正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)2种模式识别方法对不同树种叶凋落物进行鉴别。结果表明:(1)叶凋落物近红外光谱主成分分析得分图中各组数据呈现交织状态,虽然经SNV+SG方法预处理后,光谱数据得到优化,变色锥与舟柄茶与其他树种出现一定的区分,但仍然无法实现6种叶凋落物的准确鉴别。(2)SNV+SD预处理方法结合OPLS-DA建立的模式识别模型,效果最好,因变量累计拟合指数为0.922,模型累计预测能力指数为0.894,置换检验显示模型未过度拟合,训练集与验证集识别率均为100%。研究表明,在对样本近红外光谱进行预处理优化的基础上,结合有监督的OPLS-DA模式识别方法,可以实现不同树种叶凋落物的准确鉴别,为后续植物凋落物研究提供了有力的技术支撑。

哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤微生物多样性对碳输入变化和增温的响应

为掌握哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤微生物多样性对碳输入变化和增温的响应,本研究基于云南哀牢山亚热带常绿阔叶林模拟增温实验平台,以去除地表凋落物、切根、切根并增温和对照4个处理6 a后表层矿质土壤(0~10 cm)为研究对象,测定土壤理化性质和微生物群落组成,探讨土壤微生物多样性对碳输入和增温处理的响应和驱动因子。研究结果表明,碳输入和增温处理未改变哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤微生物的优势菌群,各处理的细菌优势菌门为变形菌门和酸杆菌门,真菌优势菌门为子囊菌门和担子菌门。与对照处理相比碳输入和增温处理改变了土壤微生物群落的α多样性指数,切根处理显著降低细菌Shannon指数和Chao1指数,而切根并增温处理的Shannon指数和Chao1指数显著升高。与切根处理相比,切根并增温使土壤细菌群落结构发生显著改变。冗余分析显示,处理间细菌群落结构差异的主要调控因子为土壤温度、土壤含水量、土壤全磷和土壤全钾,其中土壤温度和土壤含水量的影响最大;土壤细菌群落对碳输入变化和增温的响应比真菌群落更为敏感。

哀牢山森林凋落物与腐殖质及土壤的生态化学计量特征

以哀牢山原生中山湿性常绿阔叶林及其受损后处于恢复演替中的滇南山杨林的凋落物、腐殖质和表层土壤(0~20 cm)作为研究对象,测定不同组分的C、N、P和土壤表层有效养分含量,结果为:C、N含量表现为凋落物>腐殖质>土壤,P含量则表现为腐殖质>土壤>凋落物;铵态氮、硝态氮、有效磷含量均为腐殖质>表层土壤;凋落物的C与N呈负相关,N与P呈极显著正相关;从不同林型看:凋落物中的C、N、P含量为常绿阔叶林<滇山杨林;土壤中的C、N、P含量为常绿阔叶林>滇山杨林(p<0.05);腐殖质与表层土中的铵态氮、有效磷含量均为常绿阔叶林>滇山杨林;常绿阔叶林凋落物、腐殖质、土壤的C∶N∶P分别为615∶18∶1、159∶11∶1、84∶6∶1,滇山杨林凋落物、腐殖质、土壤的C∶N∶P分别为518∶16∶1、172∶11∶1、86∶6∶1。研究结果表明,富含P的腐殖质可能是哀牢山亚热带常绿阔叶林不存在P匮乏的主因,而两种林型各组分的C、N、P比值表明恢复演替中的滇山杨林地上、地下养分循环已经达到相对稳定的水平。

哀牢山常绿阔叶林水源涵养功能及其在应对西南干旱中的作用

为了解云南哀牢山中山湿性常绿阔叶林在2010年初西南地区特大干旱中是否遭遇水分胁迫,及其水源涵养功能在应对干旱中的作用,测定了该森林土壤和主要树种在2010年旱季的水分状况,并对比研究了原生林和森林经砍伐烧垦后形成的毛蕨菜-玉山竹群丛的土壤持水、凋落物持水、水面蒸发和土壤水分季节动态。结果表明:常绿阔叶林主要树种在2010年初西南特大干旱中并未遭受水分胁迫(最旱月叶片凌晨水势高于-0.4 MPa)。虽然常绿阔叶林土壤含水量和地下水位在最旱月都达到了有观测以来的最低点,但主要根系分布区的土壤水势仍不低于-0.5 MPa,并高于毛蕨菜-玉山竹群丛。森林较好的水分状况和原生常绿阔叶林较好的水源涵养功能有关。常绿阔叶林的土壤总持水量尤其是非毛管持水量要显著大于毛蕨菜-玉山竹群丛,同时也大于云南地区的一些次生林和人工林。常绿阔叶林地表丰富的凋落物通过持水和抑制土壤蒸发也对水源涵养有一定作用。哀牢山常绿阔叶林良好的水源涵养功能,充足的土壤地下水储存弥补了旱季和特大干旱中降水的不足。结果指示原生林在水源涵养中不可替代的作用,以及加强原生林保护在提高区域抗干旱能力中的重要意义。

哀牢山中山湿性常绿阔叶林群落生态学特征

根据样地调查资料,分析了云南哀牢山徐家坝地区群落物种组成、区系特点、群落层次结构及生态外貌特征。结果表明,在1hm2固定样地中,共有维管束植物166种,隶属77科138属,植物的科属组成丰富。群落内区系成分复杂,热带区系成分高于温带区系成分。群落成层现象明显,可分为乔木层、灌木层和草本层3个层次,层间植物非常丰富。群落的生态外貌主要由中叶、单叶、革质、非全缘为主的常绿高位芽植物所决定。无论从区系地理成分组成还是群落结构和生态外貌上均体现了中山湿性常绿阔叶林的特征。

西南干旱对哀牢山常绿阔叶林凋落物及叶面积指数的影响

为探讨2010年初西南干旱对这一地区原生植被林冠和凋落物量的影响,以及这一地区凋落物量和气候条件之间的关系,对比研究了哀牢山亚热带常绿阔叶林2010年和一般年份的凋落物特征以及各层的叶面积指数,并分析了凋落物量和气候因子之间的关系。2010年凋落物总量和往年相比无显著差异,但是叶凋落总量、旱季凋落物总量、旱季叶凋落量为历年来最高,其中旱季叶凋落物量比一般年份平均高35.2%(0.81t/hm2)。而2010年附生苔蘚年凋落量为历年来最低。2010年最旱月的乔木层和灌木层叶面积指数和2005同期相比无显著差异,但是草本层叶面积指数却极显著低于2005年同期。因此,2010年初西南干旱尽管使哀牢山常绿阔叶林旱季落叶增加,但还没有到显著影响冠层叶面积指数的程度。而草本层和附生苔藓的生长则受到了干旱事件的显著影响。此外,哀牢山常绿阔叶林年总凋落量和年降水量显著正相关,而和年均温却不相关,表明该亚热带森林凋落物量主要由降水而非温度决定。

哀牢山常绿阔叶林林冠的截留特征

为了评估亚热带常绿阔叶林的水源涵养服务功能,选择哀牢山典型的原始常绿阔叶林,定位监测了林冠层对1 a中共144次降雨的截留分配效应。观测期间降水总量为1 707.8 mm,穿透雨量、茎流量和林冠截留量分别是1 421.8,15.4和270.6 mm,穿透雨率、茎流率和截留率分别为83.3%,0.9%和15.8%。总降雨量大于3.7 mm时才观测到林内穿透雨和树干茎流,"漏斗"状的林冠结构和持续的降雨,均可造成穿透雨量大于林外大气总降水量,而树木较大分枝角度和较多附生物,可能使有些胸径和冠幅较大树木的树干茎流量反而更小;穿透雨量和茎流量、林冠截留量与降水量均呈显著的线性正相关(P<0.01),而林冠截留率随降水量增大而减少;降雨特征和林分特征是影响林冠截留的主要因素。

哀牢山常绿阔叶林优势树种热值与养分特征

测定了云南省哀牢山国家级自然保护区常绿阔叶林6种优势植物各器官的热值、养分和灰分。结果表明:6种植物各器官的干质量热值和灰分因种而异,且同种植物不同器官之间热值存在明显差异。6种植物各器官的干质量热值变化范围是:叶19.01～23.41kJ·g-1,枝19.22～21.47kJ·g-1,皮18.22～21.24kJ·g-1,干19.32～21.27kJ·g-1,根18.89～20.90kJ·g-1;6种植物平均干质量热值大小顺序为木果柯Lithocarpus xylocarpus>南洋木荷Schima noronhae>黄心树Machilus bombycina>景东冬青Ilex gintungensis>蒙自连蕊茶Camellia forrestii>变色锥Castanopsis rufescens,去灰分热值大小顺序为木果柯>黄心树>南洋木荷>景东冬青>变色锥>蒙自连蕊茶,都和植物的优势度顺序没有关系。

哀牢山常绿阔叶林土壤水分动态变化

利用哀牢山站常绿阔叶林内2005年土壤烘干水测定的观测资料,分析常绿阔叶林内土壤水分的季节和空间变化,以期了解本区域常绿阔叶林土壤含水量的变化特征。研究结果表明:①6—10月份土壤含水量较高,11—1月份次之,2—5月份较低;②随土壤剖面深度的增加,土壤含水量逐渐降低,上层土壤含水量变化幅度大于下层;③水平方向上研究区域不同位点土壤含水量差异变化不显著;④降雨是影响研究区域土壤含水量季节变化的主要因素,但土壤含水量的峰值出现的时间要滞后于降雨量峰值(6月)出现时间,8月土壤含水量最高。

水分条件变化对哀牢山亚热带常绿阔叶林林下幼苗死亡率的影响

为探讨环境水分条件变化对亚热带森林林下乔木幼苗动态的影响,以及木材密度和幼苗在干旱中死亡率的关系,研究了哀牢山常绿阔叶林2005—2011年的总体和主要树种幼苗(黄心树、多果新木姜子、多花山矾、鸭公树和大花八角)的死亡率,并分析了幼苗死亡率和旱季幼苗根系所在土层土壤质量含水量、旱季降水量、旱季降水日数以及木材密度的关系。结果表明:1)幼苗死亡率与旱季降水日数、旱季浅层土壤平均质量含水量有显著的负相关关系,和旱季降水量无显著相关性;2)总幼苗及5种乔木幼苗的死亡率均在2010年(西南干旱)达到有观测以来最高,是2009年的2—10倍,其中多花山矾、黄心树幼苗的死亡率最高,大花八角幼苗的死亡率最低;3)在种间,幼苗2010年干旱中的死亡率和木材密度显著正相关,即木材密度较大的物种幼苗死亡率更高。研究表明林下幼苗由于根系较浅,对降雨变化较为敏感,因而受到了这次干旱的较大影响。由于木材密度较低的树种在干旱中有较低的死亡率,干旱频度和强度的增加可能使低木材密度幼苗的丰富度增加,森林的组成也将受到影响。

1995~2011年CERN土壤环境元素含量数据集

土壤环境是地球环境的重要组成部分。目前土壤环境问题的关注重点在于土壤污染。我国土壤污染以无机污染为主。中国生态系统研究网络(Chinese Ecosystem Research Network,CERN)自1988年组建以来,在中国主要农田、森林、草原、荒漠、湿地生态系统中,按统一的规范,对与土壤环境状况有关的铁、锰、铜、锌、硼、钼、镉、铬、铅、镍、汞、砷、硒元素进行了长期定位监测。通过对CERN典型生态样地表层土壤环境元素监测数据进行加工处理,获得1995~2011年中国陆地生态系统土壤环境元素含量数据集。本数据集中13种土壤环境元素指标测定的相对误差平均为6.55%,重复测定的相对偏差为7.70%。同时附有完整的背景信息,保证了数据在空间和时间上的一致性。本数据集可以为全国和区域土壤环境质量评估、土壤污染风险评价以及环境土壤学研究等工作提供数据基础。

2005~2014年CERN野外台站气象观测场土壤含水量数据集

土壤水分是影响陆地-大气边界层能量和物质传输的重要因子。土壤水分含量是中国生态系统研究网络(CERN)陆地生态系统水环境长期定位观测的重要指标。截至2014年,CERN全国范围内包括农田、森林、草地、荒漠与湿地等生态类型的34个陆地生态系统台站,依据陆地水环境观测规范、质量保证与质量控制规范,设立观测样地,并开展土壤含水量的长期定位观测与数据汇交及质控工作。CERN水分分中心选取了这34个台站2005~2014年气象观测场的土壤含水量长期监测数据,通过进一步统一规范数据格式,形成了全国范围内较长时间序列的公开共享数据集,为土壤含水量时空动态的遥感反演、模型估算验证提供地面实测数据支撑。

2005~2014年CERN地下水位数据集

地下水是一个地区重要的自然资源,地下水位数据可为研究地下水的长期变化提供重要的参考资料。本数据集收集整理了中国生态系统研究网络(CERN)34个台站采用人工或自动记录方法观测的2005~2014年地下水位深度数据。重新整理后的数据格式更加规范,质量也有所提高。此外,为了便于用户了解台站地下水位的概况(如平均深度及其变化),我们还计算了各台站地下水位深度的平均值及其标准差。

2004–2016年中国生态系统研究网络(CERN)台站水中八大离子数据集

水是自然界重要的组成物质,是生态系统的主要环境因子,中国生态系统研究网络(CERN)对中国典型生态系统水环境开展了长期定位监测。本数据集收集整理了CERN 34个生态站2004–2016年地下水、静止地表水、流动地表水的八大离子(Ca2+、Mg2+、Na+、K+、HCO3-、CO32-、SO42-、Cl-)数据,包含了农田、草地、森林、荒漠、沼泽5类中国典型生态系统。我们对数据进行了准确性检验,剔除异常值,整理后的数据格式更规范,提高了数据的可靠性。本数据集有助于认识各生态系统的水化学变化特征。

云南哀牢山国家级自然保护区野生鸟兽的红外相机初步监测

红外相机技术目前已成为调查监测大中型兽类和地面活动鸟类的一种常规手段,在自然保护区物种资源编目中具有重要的应用价值。在2014年10月至12月间,我们采用红外相机技术在云南哀牢山国家级自然保护区北部布设了40个相机位点,布设密度为1台/2 hm^2,对中山湿性常绿阔叶林野生鸟兽进行了初步调查。相机累计工作1 961个有效工作日,共获得野生动物独立有效照片566张,鉴定出隶属4目9科的10种兽类和2目4科的10种鸟类。相对丰富度指数较高的前2种兽类和3种鸟类分别为红颊长吻松鼠(Dremomys rufigenis)、野猪(Sus scrofa)和白鹇(Lophura nycthemera)、长尾地鸫(Zoothera dixoni)及斑背燕尾(Enicurus maculatus)。属于国家Ⅱ级重点保护野生动物的有4种,被IUCN红色名录评估为"易危VU"级别的物种有2种,列入CITES附录Ⅱ和Ⅲ的物种分别有2种和3种。本次调查仍有多种重要大中型兽类和鸟类未被记录,但是为保护区后续的野生动物红外相机常规监测和保护管理提供了基础信息。

亚热带森林附生植物叶片气孔特征及其可塑性对光照变化的响应

附生植物是热带亚热带森林生态系统中物种多样性极高且极其脆弱敏感的生物类群之一。光照被认为是促进附生植物由陆生类群演化而来并决定其生长和分布的关键因素。然而,由于接近林冠和规范性采样的限制,附生植物与光照的关系仍亟待阐述。为揭示附生植物对光强变化的响应和适应策略,该研究以亚热带常绿阔叶林6种附生植物(林冠层木本:鼠李叶花楸、毛棉杜鹃;林冠层草本:狭瓣贝母兰、毛唇独蒜兰;树干区草本:点花黄精、距药姜)为对象,对其在4个光处理梯度下生长的叶片气孔特征及其可塑性进行了对比分析。结果表明:(1)2种附生小乔木的气孔面积(SA)、气孔密度(SD)、潜在气孔导度指数(PCI)和表皮细胞密度(ECD)均对光强改变显著响应。2种附生兰科植物的SA最大,而SD最小;附生乔木叶片SD和ECD的光响应趋势与陆生植物更相似,而附生草本则出现种间差异。(2)6种附生植物的气孔、表皮细胞特性及其表型可塑性,在草本-木本、常绿-落叶植物、林冠-树干区之间,均无明显差别。(3)附生植物气孔特性和表皮细胞平均可塑性指数均低于陆生植物。综上结果表明,亚热带常绿阔叶林中附生植物对于光环境变化的适应性相对较弱。不同的附生植物可以通过不同程度地增加叶片SD和ECD来适应高光强生境,并通过对SD和SA的双重调节以增大潜在光合能力从而应对低光胁迫。

名师拓展阅读智慧的品读

随着新课程“应创造性地理解和使用教材，积极开发课程资源”这一理念的深入人心，阅读教学不再是一套封闭的系统，它要求语文教师要善于以教材为凭借，通过课堂拓展教学，在学生面前打开一扇通往世界的窗户。拓展教学的方式很多，其中一种重要的拓展方式就是进行课堂拓展阅读。课堂拓展阅读，就是在课堂上以课文为中心，拓展到阅读相关作品。

为有源头活水来

《语文课程标准解读》中有言：“阅读活动是从朗读开始的。”朗读是默读的基础。鲜活而富有魅力的朗读教学语言，在每个个体的身上都有不同的体现，它们具有以下几方面的特征：