温带-亚热带过渡带的景观变迁及其生态意义

从景观生态的角度 ,讨论温带 亚热带过渡带的历史变迁过程及其对我国农业和技术的发展、转移、交融等方面的影响 .历史时期温带 亚热带过渡带界限随气候变化南北移动 ,寒冷期一般南移 1～ 2个纬度 ,温暖期北移 1～ 2个纬度 .过渡带环境条件复杂多样具有较强的敏感性 ,在我国南北方农业异质交融、农业技术和文化的异质创新等方面起了重要的景观通道和屏障作用 .

暖温带-亚热带过渡区鸡公山不同海拔天然松栎混交林生态系统碳库特征

河南省鸡公山位于暖温带-亚热带过渡区,马尾松(Pinus massoniana Lamb)栎类混交林是该区域的典型林分类型。分别在鸡公山海拔200、400和600 m的天然松栎混交林分中设置样地,调查分析松栎混交林生态系统土壤碳密度和碳储量,测定林下植被层和凋落物层碳储量,用生物量方程法估测了乔木层各组分的生物量及碳储量,并与鸡公山天然落叶栎林生态系统总碳储量作了比较分析。结果表明,松栎混交林生态系统总碳储量为179.74t·hm-2,空间分布特征表现为乔木层(97.57 t·hm-2)>土壤层(70.56 t·hm-2)>凋落物层(10.57 t·hm-2)>灌木层(0.83 t·hm-2)>草本层(0.21 t·hm-2)。在不同采样层次上碳含量存在显著差异。200、400和600 m 3个海拔高度上,松栎混交林生态系统仅在土壤层碳储量存在显著差异(P<0.05),其他各层次差异均不显著;土壤层碳储量随着海拔升高而显著增加,随着土层深度增加而显著降低(P<0.05)。松栎混交林生态系统总碳储量与林分密度正相关,随着样地林分密度的增加而呈现上升趋势。松栎混交林总碳储量高于落叶栎林,但二者之间没有显著差异。这些结果揭示了该地区松栎混交林生态系统碳储量的分布特征,也为当地碳汇林业的经营提供了依据。

热带亚热带过渡地带枇杷引进试种与安全优质早熟栽培技术

本项目分别于2003年、2004年引种大五星、早钟6号、长红枇杷获得成功,成熟期2月中旬—3月初,比原引种地早熟1～2个月,填补了广东省茂名市2、3月份水果上市空档,丰富了淡季水果供应,拉长了鲜果供应期,改善了我市水果品种结构。

2017-2018年河南宝天曼天然栎林碳水通量观测数据集

基于微气象学理论的涡度相关通量观测技术,直接测定了亚热带暖温带过渡区天然栎林生态系统尺度的生产力、能量分配和水分利用等功能和过程,为研究森林生态系统碳水循环过程机理提供了重要的数据基础。本研究选取位于河南宝天曼森林生态站的天然栎林作为研究对象,使用涡度相关系统和环境梯度系统进行长期定位观测,并对2017年1月至2018年12月的监测数据进行了整理、质量控制和分析。本数据集包括空气温湿度、土壤温湿度、风速、风向、光合有效辐射、向上/向下的短波辐射、向上/向下的长波辐射、净辐射、显热通量、潜热通量和碳通量等观测指标,形成了半小时、日尺度、月尺度和年尺度的数据产品,以期为研究亚热带-暖温带过渡区典型森林生态系统对气候变化的响应和适应及其机制提供数据基础。

广东阳春现代樟树树轮宽度变化及其对气候因子的响应

树木年轮方法定年准确、连续性强、分辨率高和易于获取复本等 ,成为全球气候变化研究的重要手段之一。在热带、亚热带地区 ,受树木生理特性的影响 ,树轮研究工作开展较少。通过广东阳春过渡热带现代樟树树木年轮宽度的变化 ,发现秋季降水是影响研究区樟树生长的重要因子。树轮记录的准 4～ 4 .92 a周期的树轮指数变化可能与厄尔尼诺的周期有关 ,即厄尔尼诺引起气候变化对树木生长产生影响。尽管樟树生长快 ,树轮不清晰 ,交叉定年困难 ,但由于研究区存在明显的旱季 ,樟树树轮仍然能够在一定程度上反映气候条件的影响。

宝天曼自然保护区不同针叶树径向生长对气候的响应

树木年轮资料能够提供区域内过去长时间的环境和气候信息,成为获取过去气候变化信息的重要手段之一。利用采自宝天曼自然保护区的两种针叶树种油松和华山松树木年轮样本分别建立了油松和华山松树轮宽度标准年表PT和PA,并将油松和华山松样本合并建立了联合树种的区域年表(RC)。3种年表分别与不同气候要素(月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温、月降水量)及其不同月份组合进行相关分析,结果表明,油松年表PT和华山松年表PA都包含较高的气候信息,且都和生长季不同月份温度显著负相关和降水显著正相关。其中,油松和华山松都与当年4月和5月降水显著正相关,油松还与当年5月的平均最高温度和上年11月最低温显著负相关,与当年3月平均最低气温显著正相关;华山松与上年10月和当年4月的平均最高温度显著负相关,与上年12月和当年7月平均最低温度显著正相关;联合年表RC包含了单个年表PT和PA共同的气候信息,与当年4—5月降水和3月最低温显著正相关,与当年7月最低温和4、5月最高温显著负相关。不同年表与生长季(3—8月)内气候要素月份组合的相关分析也表明联合年表RC包含和单物种年表PT、PA相似的气候信息并加强了PT、PA受当年生长季气候变化影响的公共信号。可见,同一地区的多树种联合年表一定程度上能体现出区域性树木生长对气候变化响应的生态生理特征,为同地区建成多树种联合年表来探讨当地区域性气候变化提供了可行性的理论基础和一定的参考作用.

气候变化对亚热带—暖温带过渡区信阳冬小麦生育期的影响

选择地处中国亚热带和暖温带生态地理分界线（秦岭—淮河）的信阳地区,利用1992-2012年信阳冬小麦从播种到各生长发育期大于0℃活动积温数据和1951-2013年气温、降水量月值数据,主要运用Morlet小波分析方法,分析信阳地区冬小麦在出苗、分蘖、返青、拔节、抽穗、乳熟六个生长发育阶段的活动积温和气温序列的多时间尺度变化规律.信阳地区近60a的增温速率达到0.18℃/10a,平均气温变暖幅度约为1.1℃,上世纪90年代中期开始增温较为显著;信阳地区近60a的降水量变化较为平稳,没有明显的增减趋势,降水变率为20%;这些特征与中国及全球同期的变化特征较为相似.信阳地区近60a冬小麦各生育阶段大于0℃活动积温时间序列和气温时间序列都存在着明显的多尺度震荡周期,存在着复杂的多重时间尺度的嵌套结构;各生育阶段积温时间序列存在着2a为周期的高频震荡和4～6a为周期的低频震荡,这些尺度的震荡周期信号强弱不等.研究对提高气候敏感区冬小麦产量、降低病虫害风险及应对旱涝等极端气象灾害有一定的现实意义.

台风麦莎与赤道穿透对流云团的初步比较分析

利用TRMM卫星的测雨雷达、微波成像仪、可见光和红外扫描仪资料详细分析比较了麦莎台风和位于南海南部的赤道穿透对流云团(EPCC)的云高以及降水结构特征。首先,对热带地区对流层到平流层的过渡带(TTL)以及进入TTL的穿透对流云团进行了阐述和定义。然后,分析对比了赤道穿透对流云团和台风麦莎不同生命史阶段的云高、降水结构特征,分析对比结果表明:(1)在强降水区:麦莎台风和EPCC的云顶上部均出现了冰粒子散射现象,但EPCC的散射强度强,微波亮温值均低于180 K,并且其雷达云高和红外云顶亮温云高相差较大、云顶亮温曲线平缓。(2)EPCC的深对流数量百分比、穿透对流数量百分比、尤其是穿透对流数量占深对流数量比,都比麦莎台风各阶段的高;在麦莎台风和EPCC(10—20 km)云体中大部分云高集中在10—12 km,但EPCC(10—20 km)的云高谱相对具有连续性、相对较宽。(3)麦莎台风以层云降水为主,对总降水量的贡献中也是层云降水贡献大,但是EPCC中却是对流性降水的贡献大,且EPCC对流降水与层云降水的像素数量比值和降水量比值也比麦莎台风的3个时次都高。(4)EPCC的降水廓线深度无论是层云降水还是对流降水都比麦莎台风深,层云廓线深度达11km,对流廓线深度达18 km。另外,从EPCC的穿透对流数量百分比比麦莎台风多,层云、对流降水廓线比麦莎台风深这几方面,一定程度上说明了EPCC的局部垂直对流强度比麦莎台风强。

台风“麦莎”活动期间TTL区域的物质分布特征分析

利用ECMWF逐6 h的ERA-Interim再分析资料,分析了台风"麦莎"的环流场、位势高度场以及涡度场随时间的演变,了解台风的发生发展过程。在此基础上,进一步分析了台风发生发展期间热带对流层顶(TTL,称为热带对流层到经流层的过渡带)区域的云覆盖情况和微量物质(臭氧、云冰、水汽)分布特征,并对其产生的原因进行了初步探究。结果表明:(1)台风活动强盛地区的TTL区域臭氧浓度相对较低。(2)台风活动期间TTL区域云冰和水汽的浓度明显升高,浓度的高值中心处于台风中心附近。(3)台风活动会使其上空TTL区域的云覆盖量增加,在TTL区域上存在一个云量的极值区。(4)台风引起的垂直运动造成了对流层和平流层之间的物质交换,进而对TTL区域的微量物质产生重要影响。

鸡公山自然保护区4种森林植被凋落物量及动态

为探究鸡公山自然保护区典型林分生态系统凋落物量及季节动态,于2013年4月至2014年3月,采用凋落物收集器法对鸡公山4种植被类型凋落物量及组成进行研究。结果表明:年凋落量排名为落叶阔叶林(8.43 t/hm^2)>针阔混交林(8.15 t/hm^2)>马尾松纯林(7.73 t/hm^2)>杉木纯林(7.19 t/hm^2);各植被类型均以落叶为主,占50%~71%,表现为落叶>落枝>落果>落花;各植被类型月凋落量均呈双峰趋势,分别于7月左右和12月达到峰值;各组分凋落量月动态明显不同,落叶峰值在12月,占叶年凋落量的40%左右,落枝主要集中在7~10月,落花主要在4月,占花年凋落量的60%,而落果主要在10月,杉木纯林则在翌年2月达到峰值。不同植被类型凋落物量从一定程度上反映出植物的生物学特征和对干旱胁迫的适应性。

耐寒桉树品系栽培试验

在福建永春南亚热带向中亚热带过渡区域开展巨桉、韦赤桉、邓恩桉等耐寒桉树品系造林试验,通过对参试品系的适应性和抗逆性的调查与分析,结果表明:巨桉无性系Eg5和韦赤桉无性系(广3)不但适应性和抗逆性较强而且速生,造株成活率可达90%以上,第2a后存活率可在82%以上。1a生树高可达3.0～4.0m,2a生树高、胸径分别可达8.4～9.7m和8.2～9.0cm,3a生树高、胸径分别可达14.4～14.9m、13.4～14.7cm,年均生长量树高达5.0m,胸径达4.4～5.0cm,为该区适宜推广的优良无性系。

中国热带-亚热带常绿阔叶林群落交错区

在中国南部热带北缘,热带森林向亚热带常绿阔叶林转变过渡,它们之间存在群落交错区.本文主要通过对中国热带北缘地区的4个永久样地植被的群落结构、生态外貌和植物区系组成分析,论证了热带-亚热带常绿阔叶林群落交错区的存在和其识别特征.由于中国南部西高东低的地势,西南部群落交错区主要体现在沿海拔的转变过渡,东南部则是沿纬度的转变过渡.西南部热带北缘存在两个明显的群落交错区.在海拔800~1200 m,热带低地季节性雨林与热带低山常绿阔叶林交错过渡,森林群落的外貌、结构和林冠层树种明显改变:由具有3个乔木亚层和散生巨树、典型混交热带树种组成林冠层的热带低地季节性雨林转变为具有2个乔木亚层、缺乏散生巨树、林冠趋于平整、主要由热带山地分布的壳斗科和茶科植物为林冠层优势树种的热带低山常绿阔叶林.在海拔1800~2100(2200)m,热带低山常绿阔叶林向亚热带常绿阔叶林交错过渡,林冠层树种发生了替换,群落的植物区系性质也发生了改变,由热带性质的植物区系变成亚热带-暖温带性质的植物区系.在中国东南部低地,约22°30′N及两侧附近,存在一个明显的常绿森林群落交错区:热带北缘低地季节性雨林向(南)亚热带低地常绿阔叶林交错过渡,群落的外貌、结构和林冠层树种明显改变.我们认为,热带-亚热带常绿阔叶林群落交错区与霜冻情况有关,霜冻对热带低地季节性雨林的林冠树种是致命的.我们建议,西南部的热带低山常绿阔叶林与亚热带常绿阔叶林的群落交错区和东南部的低地热带季节性雨林与亚热带常绿阔叶林的群落交错区为热带森林分布的北界.超越热带北界,林冠树种在西南部替换为亚热带-温带分布的中国-喜马拉雅和中国特有种,在东南部替换为主要是亚热带分布的中国特有种.中国东南部的亚热带气候地区存在热带植物区系成分,本文也对其原因进行了探讨,并提出了尚需进一步研究的问题.

秦岭落叶阔叶林25 ha森林动态监测样地物种组成与群落特征

秦岭落叶阔叶林是温带–亚热带过渡区保存较好的植被类型,群落结构复杂。为了研究该过渡区植被的生物多样性维持机制,按照CTFS (Center for tropical Forest Science)和中国森林生物多样性监测网络(CFor Bio)的建设标准,于2015年在陕西省佛坪国家级自然保护区的落叶阔叶林建立了一块面积25 ha的动态监测样地。本文对样地内胸径(DBH)≥1 cm的所有木本植物进行了调查和统计,分析了其物种组成、区系特征、径级结构和空间分布格局。结果表明:样地内DBH≥1 cm的木本植物独立个体有47,739株,隶属于36科66属119种。温带区系成分的科和属分别占总科数和总属数的41.18%和60.00%,温带区系特征明显。稀有种有51种,占总树种的42.86%。落叶树种有106种,占总树种的89.07%,在样地内占绝对优势。重要值≥1的物种共有20个,分别占样地总个体数和总胸高断面积的70.35%和57.41%,重要值最大的物种分别是乔木层的锐齿栎(Quercus aliena var.acutesrrata)、亚乔木层的水榆花楸(Sorbus alnifolia)和灌木层的刺叶栎(Q. spinosa)。样地内所有个体的平均胸径为8.61 cm,整体径级分布呈倒'J'型,小径级个体较多,群落更新良好。除了太白杨(Populus purdomii),样地内优势种表现出大尺度的聚集分布,且它们的分布与生境紧密相关,不同物种表现出不同的生境偏好。

秦岭皇冠暖温性落叶阔叶林物种组成与群落结构

秦岭是典型的暖温带-亚热带过渡区。中国森林生物多样性监测网络(CForBio)现有的样地已经基本覆盖了中国大多数气候区,但位于气候过渡带的样地较少。本研究参照CForBio和CTFS(Center for Tropical Forest Science)的技术规范,于2019年在陕西皇冠山省级自然保护区内建立25 hm2(500 m×500 m)森林动态监测样地。本研究以样地内胸径(DBH)≥1 cm的所有木本植物为对象,分析了物种组成、区系特征、径级结构以及优势树种的空间分布格局。结果表明:样地内DBH≥1 cm的木本植物独立个体有75137株(包括分枝的个体数为95679株),隶属于44科83属121种。群落属的区系类型主要为温带成分,占总属数的71.1%,同时混有一些热带成分。群落优势种明显,前5个物种的个体数超过总个体数的40%,前50个物种的个体数占总个体数的95%,其余61个物种个体数不到样地总个体数的5%。样地所有木本植物个体总径级分布呈倒"J"型。重要值>5的4个主要物种的空间分布呈现不同的分布格局。随着尺度增大,种内的聚集程度降低,且不同物种的空间分布都受到环境异质性的影响。秦岭暖温性落叶阔叶林物种组成丰富,群落结构稳定,更新良好,反映了暖温带向亚热带过渡的典型特征,且环境异质性可能是影响该样地树种空间分布的重要因素。