北京低山区油松林和元宝枫林凋落物酶活性研究

森林凋落物中的酶直接催化凋落物中有机化合物的分解。为探讨不同林分凋落物中酶活性的差异,以北京低山区油松林、元宝枫林以及油松元宝枫混交林为对象,比较不同林分未分解层(L层)和半分解层(F层)凋落物的化学性质以及与碳氮转化相关酶活性的差异,并分析了凋落物化学性质对酶活性的影响。结果表明,与油松林相比,元宝枫林凋落物中L层的α-糖苷酶、β-糖苷酶、几丁质酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶分别高103.66%、158.17%、222.70%、32.18%、242.14%,F层的几丁质酶、亮氨酸氨基肽酶和多酚氧化酶分别高86.10%、63.10%、845.28%;而混交林凋落物中L层的α-糖苷酶、几丁质酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶比油松林凋落物分别高58.81%、58.28%、89.54%、210.64%,F层的几丁质酶、氨基酸氨基肽酶和多酚氧化酶分别高43.98%、46.43%、280.85%。因此,针叶树和阔叶树混交有利于针叶凋落物酶活性的提高,从而促进凋落物的分解。

华北土石山区油松-元宝枫混交林的结构与功能

在调查北京八达岭林区不同混交模式林分生产力、生物量及其分配状况、林分土壤养分分配状况、混交距离对油松生长的影响与不同林分土壤水源涵养能力的基础上,研究不同混交模式的结构与功能关系。结果表明,油松-元宝枫块状混交林的生产力、生物量及其分配状况均好于油松-元宝枫带状混交林与油松纯林。油松-元宝枫块状混交林林下枯落物分解速度较快,积累量明显少于油松-元宝枫带状混交林与油松纯林,说明油松-元宝枫块状混交林具有较好的改良土壤作用,油松-元宝枫块状混交林的土壤物理、化学性质及其涵养水源功能好于油松-元宝枫混交林与油松纯林。此外,15a油松-元宝枫混交林混交距离应大于760cm;混交方式采用块状混交能起到较好的效果。

元宝枫生长旺季树干液流动态及影响因素

利用热扩散式边材液流探针和多种气象、土壤因子传感器组成的全自动数据采集系统和美国产Licor-6400光合测定系统，于夏秋季节对北京西山地区低山成林元宝枫单株边材液流动态和叶片蒸腾作用进行了系统观测。元宝枫树干边材液流变化受天气的影响，环境胁迫或环境的改善都能改变边材液流的波动特征。在正常情况下，边材液流的日变化呈单峰曲线：日出后树干液流迅速上升。峰值在中午前后出现，然后下降，在次日早晨前达到坡谷。最热月7月液流启动和进入坡谷的时间比其他各月早1～4h。6月树干上位液流速率大于中位和下位，其他各月树干下位液流速率大于上位和中位，这种差距在7月达2～3倍。多元回归分析表明，在整个生长旺季，元宝枫边材液流变化深受气温、太阳辐射、空气相对湿度、土壤温度和风速等环境因子的影响，但在不同的观测时段和观测部位其影响的主导因子不完全相同，只有空气温度在任何情况下都是影响液流的主导因子；元宝枫边材液流的变异规律较好地说明了其耐旱的生态策略。

基于Gash修正模型的元宝槭林分结构对降雨分配的影响

林冠截留是森林生态系统降雨分配的起始点,准确模拟林冠截留是探究森林水文过程的基础。为了研究林分结构中林分密度对林冠截留的影响规律及Gash修正模型的适应性,以北京市八达岭森林公园2种林分密度的元宝槭纯林为研究对象,对其林冠截留过程进行了模拟分析,并针对元宝槭林分结构特征探讨了Gash修正模型的适应性。研究结果表明:(1) 2013年生长季内,元宝槭密林(3 665株/km^2)穿透降雨量、树干茎流量和林冠截留量实测值分别为365.50、38.19、69.82 mm,模拟值分别为386.45、33.86、53.21 mm,相对误差分别为5.73%、4.33%和23.80%;元宝槭疏林(1 090株/km^2)的穿透降雨量、树干茎流量和林冠截留量实测值分别为380.20、19.04、74.25 mm,模拟值分别为368.37、13.71、91.43 mm,相对误差分别为3.12%、27.99%和23.13%。疏林条件下,更多的降雨穿透林冠,进入了森林生态系统的下一水文效应层,Gash修正模型的模拟结果亦呈现基本一致的特征,模型对元宝槭林的模拟精度基本可以满足需要。(2)对Gash修正模型中的平均降雨强度(R)、树干茎流系数(Pt)、饱和林冠持水能力(S)、郁闭度(c)、饱和树干持水能力(St)、平均饱和林冠蒸发速率(E)共6个关键参数的进行敏感性分析,各参数对元宝槭密林林冠截留量模拟的影响程度大小依次为R>S>E>St>c>Pt,对于元宝槭疏林的影响程度大小依次为S>R>E>c>St>Pt。通过分析可以得出,选择适宜的时间尺度计算平均降雨强度和饱和林冠持水能力,是提升Gash修正模型模拟精度的关键,适当疏伐可以为林分的生长提供更好的水分条件。