川西亚高山森林不同恢复途径物种组成和群落结构动态变化

川西亚高山森林作为西南林区主体,是长江上游的生态屏障,该区域植被恢复方式主要为人工恢复和自然恢复,比较不同恢复方式下森林的物种组成和群落结构动态变化,对于川西亚高山森林恢复与重建有重要的意义,可以为制定合理的森林管理策略提供科学依据。基于茂县山地生态系统定位研究站不同恢复模式形成的的华山松人工林、油松人工林和自然恢复的次生林野外调查数据,分析了2005—2020年乔、灌、草三个层次的群落结构特征和多样性。结果表明:(1)不同恢复途径下,乔木层物种数都呈现增加趋势,华山松人工林、油松人工林、自然恢复的次生林乔木层物种数分别增加了11种、7种、8种;(2)华山松人工林中华山松重要值从48.06%降低到31.1%,乡土阔叶树种四川蜡瓣花进入乔木层,2020年重要值增大至21.62%,油松人工林中油松重要值逐渐降低,从43.59%降至29.76%;自然恢复的次生林中,乡土树种锐齿槲栎逐渐成为第一优势种,2020年重要值增至19.9%。(3)华山松人工林、油松人工林和自然恢复的次生林中,温带区系成分分别占总属数的71.43%,80.77%和84%,温带区系特征明显。(4)华山松人工林和油松人工林乔木层径级结构均为偏正态分布;而自然恢复的次生林径级分布呈倒“J”形,以小径级个体为主。(5)不同林型的乔木层高度在15年间呈现增加的趋势,具体表现为油松人工林>华山松人工林>自然恢复的次生林。(6)乔木层Shannon⁃wiener指数和Simpson指数均表现为自然恢复的次生林显著大于两个人工林,丰富度指数和均匀度指数表现为油松人工林最大;灌木层4个多样性指数均表现为油松人工林最大;草本层的丰富度指数、Shannon⁃wiener指数和Simpson指数均表现为油松人工林较大,均匀度指数没有显著差异。结论:人工林恢复速度大于自然恢复的次生林,但自然恢复的次生林更新能力更强,且更有利于多样性的保存。两个人工林逐渐由常绿针叶林演替为以常绿针叶树为主的针阔混交林,自然恢复的次生林演替为以常绿阔叶树为主的针阔混交林。

雪被减少对亚高山森林凋落叶酸不溶性组分动态特征的影响

【目的】凋落叶酸不溶性组分(acid-insoluble residue, AIR)是森林土壤有机质形成的重要前体,其降解过程可能受到全球气候变暖导致的雪被减少的影响,但具体机制仍不清晰。【方法】以川西亚高山森林落叶树种红桦(Betula albosinensis)和四川红杉(Larix mastersiana)凋落叶为研究对象,通过野外雪被控制(50%和100%雪被减少)和凋落物分解实验,探究雪被减少对凋落叶分解各关键时期AIR降解的影响。【结果】在2 a的分解过程中,红桦和四川红杉凋落叶AIR含量总体呈增加趋势,且分别增加了50.37%和39.63%。相较于自然雪被,雪被减少处理下凋落叶AIR的残留量更高,说明雪被减少促进了凋落叶分解过程中AIR的积累,但这种促进作用在分解1a后逐渐减弱。同时,与四川红杉凋落叶在整个分解过程中始终呈现AIR累积不同,初始N、P含量较高的红桦凋落叶在分解初期即表现出AIR净损失,表明AIR的降解存在物种差异。此外,相关性和回归分析结果表明,凋落叶AIR降解分别与pH、N和木质素含量呈正相关关系,与均温、P和纤维素含量以及微生物生物量碳呈负相关关系。【结论】雪被减少促进了亚高山森林凋落叶分解过程中AIR的累积,且受到环境因子、叶片养分和结构性碳含量以及微生物生物量的共同调控,研究结果为深入理解亚高山森林生态系统的物质循环过程提供了科学依据。

雪被去除对亚高山森林“凋落物-土壤”剖面有机碳周转模式的影响

气候变化引起冬季雪被的剧烈改变,可能导致“地表凋落物-土壤”连续体的碳周转过程在土壤剖面上出现分化。在川西亚高山森林开展除雪处理的原位模拟实验,监测并定期采样分析地表和土壤不同层次的有机和无机碳含量的季节变化,以探究雪被去除对土壤碳周转的调控机制。结果表明:去除地表雪被加剧土壤冻融循环,剧烈的冻结事件促进了地表凋落物和土壤有机层中有机碳的积累和碳有效性,而对矿质土壤层的影响并不显著。土壤呼吸作用受到雪被去除影响显著降低。“凋落叶-土壤”连续体中,除雪处理会增加矿质土壤层与凋落物层的各种有机碳间的联系,但矿质土壤层与土壤有机层之间有机碳的联系因此失去显著性。地表雪被损失和冻融事件加剧,对川西亚高山森林生态系统有机碳积累过程具有短期积极作用。

川西亚高山森林苔藓与枯落物持水特征

森林苔藓和枯落物在水土保持、水分涵养方面具备重要作用,但现有研究多单一关注苔藓或枯落物,对苔藓-枯落物层的整体效应的认识较少,尤其针对高海拔西南森林林下的苔藓-枯落物层,更为鲜见。本文以川西贡嘎山针叶林和阔叶林地被层(苔藓、枯落物)为研究对象,通过野外调查、采样瓶取样浸水试验,分析了单一苔藓、单一枯落物及苔藓-枯落物整体的持水特征。结果表明:(1)贡嘎山苔藓和枯落物最大持水率为327.9%~432.6%,最大持水量为16.6~79.4 t/hm^(2),有效拦蓄量为7.1~34.2 t/hm^(2)。针叶林比阔叶林具有更大的持水能力和水分拦蓄能力。(2)不同地被组分中,苔藓-枯落物层持水率、有效拦蓄率、持水量和拦蓄量最大,苔藓显著提高了针叶林地被层的水源涵养能力;(3)地被层持水量与时间呈对数关系,吸水速率与时间呈幂函数关系,不同组分持水量和持水率均在0~2 h内迅速增长,2~12 h内缓慢增长,12 h时几乎达到饱和状态。(4)与单一苔藓或枯落物层相比,苔藓-枯落物整体的吸水速率更快,具有更高效的短期降水拦蓄能力。本研究结果可为亚高山森林水源涵养和生态水文研究与保护提供参考和理论基础。

季节变化对川西亚高山森林土壤酶活性及化学计量特征的影响

【目的】探讨川西亚高山森林土壤酶活性及其化学计量比对不同季节的响应,为该区域森林物质循环过程提供基础数据。【方法】以川西亚高山针叶林、阔叶林和针阔混交林3种不同森林类型土壤为对象,采用原位培养实验,对比研究季节变化对川西亚高山森林土壤碳(C)、氮(N)和磷(P)循环相关的土壤酶活性及其化学计量比的影响。【结果】采样时期和林型及其交互作用对酸性磷酸酶(AP)、β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)和β-N-乙酰葡萄糖苷酶(NAG)活性影响显著。在生长季初期,阔叶林BG活性显著高于针叶林和针阔混交林,针叶林AP、NAG活性显著高于阔叶林和针阔混交林;随着温度升高,BG、纤维素酶(CBH)、NAG、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和AP活性升高,3种林型酶活性整体表现为生长季初期高于冻结期。土壤酶化学计量碳氮比(E_(C/N))低于全球平均值,而碳磷比(EC/P)和氮磷比(E_(N/P))均高于全球平均值,表明该区域N转化酶活性较高,处于相对N限制的区域。冗余分析表明环境因子解释了土壤酶活性及化学计量比变异的81.09%,其中SWC、N/P和Tm是主要影响因子。【结论】土壤酶活性及其化学计量比受林型和季节变化的综合影响,且在不同程度上受土壤C、N、P及土壤水热条件等的调控。

滇中亚高山森林土壤细菌多样性及群落结构对N沉降的响应

【目的】研究N沉降对不同森林类型细菌多样性及群落结构的影响,旨在为我国西南亚高山森林土壤细菌群落以及森林生态系统应对N沉降等研究提供理论基础。【方法】以亚热带高海拔季风气候区高山栎林、云南松林、华山松林和常绿阔叶林为研究对象,设定4个N施氮水平:对照(CK,0 g·m^(-2)·a^(-1))、低氮(LN,10g·m^(-2)·a^(-1))、中氮(MN,20 g·m^(-2)·a^(-1))、高氮(HN,25 g·m^(-2)·a^(-1)),测定施N18个月后土壤细菌多样性及群落结构变化特征。【结果】1)4种林分类型土壤细菌多样性存在一定差异,细菌α多样性指数表现为:常绿阔叶林>华山松林>云南松林>高山栎林;不同施N浓度会造成细菌多样性变化,即随着施N浓度增加,细菌多样性呈先下降后上升的趋势。2)不同施N处理下,土壤细菌群落优势门均由酸杆菌门(29.10%~44.46%)、变形菌门(25.22%~37.50%)、放线菌门(9.3%~12.1%)组成,其中酸杆菌门相对丰度随施N浓度上升而降低,而变形菌门则相反。3)优势属中仅罗河杆菌属、厌氧黏细菌属、出芽菌属、黏液杆菌属在不同施N浓度之间有显著差异。4)土壤细菌一级功能代谢通路包括6类,其中最主要的功能代谢(51.5%~52.2%);二级代谢通路功能基因获取41类,其中主要的二级代谢通路包括10类,碳水化合物代谢占总功能基因数最高(10.7%-~11.1%)。【结论】N沉降对土壤细菌多样性的影响具有阈值限制性;土壤细菌可通过改变生化过程来应对N沉降,以此提高对于N沉降的抵抗能力;林分类型因C源差异、立地特征等因素,为影响N沉降下土壤细菌多样性与群落结构差异的重要因素。

哀牢山高山森林系统土壤汞的海拔分布格局及其影响因素

理解汞在高山森林生态系统中的海拔分布及其影响因素对于认识汞的生物地球化学循环具有重要意义。本研究以哀牢山东西坡的树叶、土壤O层、表层土壤(0~20 cm)及剖面土壤(0~100 cm)为研究对象,测定不同组分的汞、碳及氮含量。结果表明,哀牢山叶汞浓度无明显海拔分布格局,针/阔叶树种的叶汞浓度无显著差异;土壤O层中的汞浓度随土壤深度的增加而增加,与含碳量显著负相关,与含氮量显著正相关;表层土壤(0~20 cm)汞含量及土壤汞背景值(60~100 cm深层土壤汞浓度)均随海拔的上升而增加;表层土壤汞浓度与年降雨量、含碳量及含氮量显著正相关,与年均温度显著负相关。研究结果表明哀牢山高山森林土壤汞存在明显的海拔分布格局,且受到地质背景、气候、土壤有机质及其矿化程度的影响。

基于植被和环境因子的亚高山森林土壤水源涵养功能空间尺度上推模型构建——以岷江上游杂谷脑流域为例

土壤层水源涵养功能是森林水源涵养功能的主体。目前关于森林土壤水源涵养功能的研究主要集中在林地或坡面尺度上。由于流域尺度,尤其是环境空间异质性强的西南亚高山区流域,如何将林地尺度实测结果上推至流域或更大空间尺度仍是生态水文领域面临的巨大挑战之一。以川西岷江上游杂谷脑流域为研究对象,融合多种森林类型样地实测与流域尺度多源遥感数据,构建了基于植被和环境因子的林地-流域森林土壤水源涵养功能尺度转换模型,实现了流域尺度土壤水源涵养功能快速评价及其空间分布预测。样地尺度研究结果表明各类型森林的土壤水文特性各异,总体表现为天然林优于人工林,混交林优于单纯林。林地土壤持水能力受到区域气候、植被、土壤及地形等因子的共同影响,其中风速、NDVI及林龄与土壤最大持水量、毛管持水量及非毛管持水量均呈极显著正相关(P<0.01)。基于关键植被和环境因子构建的林地-流域土壤水源涵养功能尺度上推模型精度较高,土壤最大持水量、土壤毛管持水量和土壤非毛管持水量模型拟合优度R2分别为0.700、0.720和0.908;土壤最大持水量、土壤毛管持水量和土壤非毛管持水量的模型预测值与野外实测值的相关系数介于0.69—0.79之间,平均误差均低于20%,表明模型预测结果可靠。利用构建的土壤水源涵养功能尺度上推模型,估算得出流域尺度森林土壤持水量的空间分布,其结果表明杂谷脑流域森林土壤持水量空间分异明显,海拔较高区域森林土壤持水量最高,其次为距道路和河流有一定距离的缓坡地带,下游干旱河谷地区土壤持水量最低。本研究为亚高山森林生态功能的恢复和提升提供了科学依据和评价工具。

川西亚高山森林土壤有机层碳、氮、磷储量特征

同步研究了川西亚高山云杉林、冷杉林和白桦林生态系统土壤有机层(OL)和矿质层(MS)的有机碳、全氮及全磷储量特征.所有土壤剖面上的有机碳和易氧化有机碳含量均随土壤深度增加而降低,即未分解层<半分解层<完全分解层<腐殖质层<淀积层<母质层.云杉林、冷杉林和白桦林土壤有机层的有机碳储量分别为29.38(±1.28)thm-2、22.70(±1.20)thm-2和8.63(±0.95)thm-2,矿质土壤中分别为17.84(±1.92)thm-2、19.74(±1.76)thm-2和14.92(±1.64)thm-2.冷杉林和白桦林土壤剖面上的全氮和全磷含量大小顺序为半分解层<完全分解层<腐殖质层,但腐殖质层>淀积层>母质层.云杉林、冷杉林、白桦林土壤有机层的全氮储量分别为0.85(±0.11)thm-2、0.68(±0.06)thm-2和(0.36±0.03)thm-2,全磷储量分别为0.29(±0.03)thm-2、0.22(±0.03)thm-2和0.06(±0.02)thm-2.

川西亚高山森林林窗不同时期土壤转化酶和脲酶活性的特征

为了解川西亚高山森林林窗对不同时期土壤生态过程的影响,于2012年6月—2013年5月期间,根据温度动态过程,对比研究了生长季节(土壤完全融化期、生长季节前期和生长季节后期)与非生长季节(冻结初期、深冻期和融化期)川西亚高山粗枝云杉(Picea asperata)人工林林窗中心、林缘和林下土壤有机层和矿质土壤层转化酶和脲酶活性变化过程。结果表明:林窗不同区域中,土壤有机层转化酶活性均高于矿质土壤层;在生长季节,土壤有机层和矿质土转化酶活性表现为:林窗中心>林下>林缘,而脲酶活性表现为:林窗中心>林缘>林下。冻结初期和深冻期林窗中心土壤转化酶活性均高于林缘和林下,而在融化期林下转化酶活性高于林窗中心和林缘;冻结初期和融化期林下土壤脲酶活性显著高于林窗中心和林缘,而在深冻期林窗不同区域土壤脲酶活性没有显著差异。林窗不同区域在不同时期对土壤转化酶和脲酶活性的响应有着深刻影响。

季节性冻融期间亚高山森林凋落物的质量损失及元素释放

季节性冻融期间的凋落物分解对季节性冻土区的森林生态系统过程可能具有重要的影响,但已有的研究报道很少。因此,采用凋落物分解袋法研究了岷江冷杉(Abies faxonianaRehder&E.H.Wilson)林和白桦(Betula platyphyllaSukaczev)林凋落叶的分解。一个季节性冻融期间,冷杉林和白桦林凋落物的质量损失率分别为(19.4±2.0)%和(21.5±3.5)%,约为1a中凋落物分解的64.5%和65.6%,表明季节性冻融对亚高山森林凋落物分解影响显著。冷杉凋落物中C、N、P、K、Ca和Mg的释放率为(15.0±1.0)%、(34.1±3.6)%、(17.0±0.9)%、(22.8±5.9)%、(20.1±0.1)%和(36.3±2.1)%,白桦凋落物中C、N、P、K、Ca和Mg的释放率为(20.7±0.1)%、(29.4±3.4)%、(15.7±1.3)%、(16.8±5.1)%、(21.3±1.8)%和(20.5±2.8)%。结合叶凋落物产量可以推断,冷杉林凋落物在一个季节性冻融期间释放到土壤的N、P、K、Ca、Mg为(10.17±1.14)kg.hm-2、(0.68±0.08)kg.hm-2、(4.08±0.46)kg.hm-2、(0.46±0.05)kg.hm-2、(0.09±0.01)kg.hm-2,白桦林为(5.61±1.12)kg.hm-2、(0.34±0.07)kg.hm-2、(1.21±0.24)kg.hm-2、(0.300±0.059)kg.hm-2、(0.051±0.010)kg.hm-2,这对于春季亚高山森林植物生长具有重要的生态学意义。

贡嘎山亚高山森林带蒸散特征模拟研究

蒸散是森林水文循环中最重要的水分输出机制 ,是决定森林水文效应的关键因素 .然而寻求较高精度的蒸散模拟手段 ,尤其是在地形复杂的山区 ,一直是困扰森林水文学家的难点之一 .该文通过对贡嘎山林区的蒸发实验观测 ,利用修正的Penman Monteith公式对地面和冷杉林蒸散进行模拟 ,并与水面实际观测资料进行对比 .结果显示 :控制该区蒸散的主导因子是太阳有效辐射、大气温度和植被类型 ;对三种地表类型 (裸地、灌草、森林 )蒸散模拟的年内变化过程与水面蒸发的实际观测值趋势一致 .利用修正的Penman Monteith公式对贡嘎山森林带蒸散的模拟结果显示 :非生长季节期间 ,森林蒸散低于非森林地面蒸散 ;而在生长季节 ,森林带蒸散要高于非林地的蒸散 ,其变化差异在 - 2 5 %～ 2 5 %之间 ,这些结果完全符合森林的蒸散特征 .因此 ,在对亚高山森林地区的水文过程以及水量平衡进行计算时 ,修正的Penman monteith公式是有效的分析评价工具之一 .

川西亚高山／高山森林土壤氧化还原酶活性及其对季节性冻融的响应

川西亚高山/高山森林土壤通常具有明显的季节性冻融特征。为深入了解川西亚高山/高山森林冬季土壤生态过程,于2008年11月—2009年10月,在土壤初冻期、冻结期和融化期及生长季节,研究了不同海拔(3582 m、3292 m和3023 m)岷江冷杉林的土壤氧化还原酶活性及其对土壤冻融的响应。土壤冻结时间和冻融循环次数随海拔的增加而增加。冻融格局显著影响了土壤氧化还原酶活性,但不同土壤酶在不同海拔表现出明显差异。土壤过氧化物酶和脱氢酶活性受初冻期冻融循环和温度降低影响显著下降,而过氧化氢酶活性明显上升。3种土壤氧化还原酶活性在土壤温度相对稳定的冻结期变化不显著,但在融化期随着土壤温度急剧增加经历一个明显的活性高峰后快速降低,且冻结时间最长和冻融循环次数最多的3582 m变化更为显著。此外,海拔和土层的交互作用显著影响了过氧化物物活性,但对脱氢酶和过氧化氢酶活性不显著。脱氢酶活性与土壤温度极显著相关,但过氧化物酶和过氧化氢酶活性与土壤温度的相关性随海拔差异而不同。这些结果表明川西亚高山/高山森林冬季土壤氧化还原酶仍然具有较高的活性,但受到季节性冻融及其变化的显著影响。

中国西部3个亚高山森林土壤有机层和矿质层碳储量和生化特性(英文)

为了解土壤和植被界面的有机碳库和生化特性,分别将以云杉(Picea purpurea Masters)(SF)、冷杉(Abies faxoniana Rehder&E.H.Wilson)(FF)和白桦(Betula platyphylla Sukaczev)(BF)为优势树种的3个亚高山森林地表有机层(OL)分成新鲜凋落物层(LL)、半分解层(FL)和分解层(HL),并同步测定了有机层和矿质土壤层(MS)的有机碳(OC)储量、微生物生物量碳(Cmic)、微生物生物量氮(Nmic)及转化酶、过氧化氢酶、脱氢酶和多酚氧化酶活性。云杉林、冷杉林和白桦林土壤有机层的有机碳储量分别为29.38Mghm-2±1.28Mghm-2、22.7Mghm-2±1.12Mghm-2和8.63Mghm-2±0.95Mghm-2,分别为总有机碳储量的62.2%、53.5%和36.6%。云杉林、冷杉林和白桦林土壤有机层和腐殖质层分别储存了92.8%、99.6%和78.7%的有机碳。所有林型中,HL具有最高的细菌数量、Cmic和Nmic及过氧化氢酶活性,FL具有最高的真菌、放线菌数量及转化酶、脱氢酶和多酚氧化酶活性。微生物数量、微生物生物量和酶活性的垂直分布格局意味着OL是土壤和植被之间最活跃的生态界面之一。

川西亚高山森林恢复的空间格局分析

以米亚罗林区为例，利用森林样地调查和遥感影像解译方法，通过森林植被图与数字地形的叠加。分析了川西亚高山森林大规模采伐和更新后，主要森林植被类型外貌与起源之间的联系，以及各类型分布的地形分异规律和空间格局。结果表明，大规模采伐和更新后，森林植被类型的外貌与起源相关，老龄针叶林为保留下来的原始林，中幼龄针叶林为人工林，落叶阔叶林为天然次生林，而针阔混交林中既有天然次生的成分，也有人工、天然更新共同作用的成分，海拔2800～3600m是米亚罗的主要伐区，森林恢复表现出坡向分异：人工更新的中幼龄针叶林主要分布于阳坡、半阳坡；落叶阔叶林和针阔混交林受天然更新的影响，主要分布于阴坡、半阴坡。老龄针叶林主要保留在海拔3600m以上，恢复过程中各种森林植被类型镶嵌分布，景观破碎化严重。

季节性冻结初期川西亚高山/高山森林土壤细菌多样性

高山/亚高山显著的季节性冻结过程可能对土壤细菌多样性产生重要影响。为了解季节性冻结初期土壤完全冻结前后川西亚高山/高山森林群落土壤细菌多样性变化特征,于2008年11月5日(土壤冻结前期)—11月25日(土壤完全冻结期)期间,采用PCR-DGGE技术同步研究了原始冷杉(Abies faxoniana)林(PF)、针阔混交林(MF)和次生冷杉林(SF)的土壤细菌群落多样性变化特征。土壤完全冻结后,3个森林群落仍然具有较高的土壤细菌多样性。3个森林的土壤细菌类群总数在土壤冻结前表现为MF>SF>PF,但在土壤完全冻结后表现为PF>MF>SF。土壤冻结明显降低了土壤细菌多样性,但提高了土壤细菌群落的优势度。冻结作用对土壤细菌群落的影响随着土壤深度增加而降低,随着海拔升高而降低。这些结果表明季节性冻结过程对亚高山/高山森林土壤细菌多样性有着显著的影响,这对深入认识冬季土壤生态过程具有重要意义。

华西箭竹对卧龙亚高山森林不同演替阶段物种多样性与乔木更新的影响

比较阔叶林、针阔混交林与针叶林有竹与无竹环境下的物种多样性与更新状况。结果表明:华西箭竹的存在未改变森林演替过程中多样性的变化趋势,但降低了各阶段物种多样性,尤其对灌木层多样性的影响最为显著,对阔叶林物种的影响大于针叶林;与无竹环境相比,华西箭竹环境下林分各层物种丰富度都有所降低,灌木层的均匀度和多样性明显下降,但对草本层影响较小;阔叶林、针阔混交林与针叶林无竹环境乔木幼苗数量大于华西箭竹环境,箭竹环境光资源较差且枯落物较厚,不利于幼苗萌发与生长;糙皮桦幼苗及各径级树木在阔叶林无竹环境数量最多,而岷江冷杉在针叶林无竹环境最多,但在箭竹环境也有一定数量;华西箭竹的存在阻碍了糙皮桦的高生长,但对冷杉的影响较小,因此,华西箭竹的存在加速了糙皮桦的更新失败,同时也阻碍了冷杉的更新进程。总之,亚高山森林内华西箭竹的存在,降低了森林循环演替各阶段的物种丰富度与多样性,同时也不利于森林演替过程中乔木的更新。

川西高山森林生态系统林下生物量及其随林窗的变化特征

作为森林生态系统的重要组成部分,林下植被及其残体的分布受到林冠层的影响,但迄今有关林窗对林下植被和残体生物量的影响尚无研究报道.于2013 年8 月2 日至20 日,以海拔3 600 m 的川西岷江冷杉原始林林下植被为研究对象,根据区域内的坡向和林分组成等因素设置3 个100 m×100 m 的典型样地,调查其生物量及其随林窗的变化特征.在每个样地内选择3 个大林窗,在林窗、林缘和林下分别设置3 个20 m×20 m 的样方,调查粗木质残体长度或高度、大小头直径、枯立木记录胸径、腐烂等级等;在林窗、林缘和林下分别设置3 个5 m×5 m 的样方,采用“收获法”收集样方内直径在2.5-10 cm之间的细木质残体和灌木生物量;在林窗、林缘和林下分别设置3 个1 m×1 m 的样方来调查凋落物储量和草本生物量;在1m×1 m 的样方内随机选择1 个20 cm×20 cm 的小样方来调查地被植物生物量.结果表明,（1）川西高山森林生态系统总生物量为72.75 t·hm^-2,其中林下生物量为67.92 t·hm^-2,占生态系统生物量的95.17%.活体植被以灌木为主,其生物量为9.81t·hm^-2;残体部分以粗木质残体为主,其储量为53.00 t·hm^-2;（2）林窗对灌木、草本、地被植物的影响各不相同,且不同物种的灌木生物量表现出不同的分布规律;草本生物量表现出明显的“边缘效应”,在林缘显著高于林下;林窗和林缘的地被植物生物量相对较低;（3）粗木质残体储量从林下到林窗呈现减小的趋势,但总体储量仍然较大,林窗和林缘的细木质残体储量高于林下.这些结果为认识高山森林生态系统林下生物量及其格局,以及林窗在森林生态系统的重要作用提供了基础理论依据.

季节性冻融期间亚高山森林凋落物的质量变化

凋落物质量是影响凋落物分解的重要生物因子,其在季节性冻融期间的变化可能对亚高山森林生态系统过程产生显著的影响。因此,采用凋落物分解袋法,研究了岷江冷杉(Abies faxoniana)和白桦(Betula platyphylla)凋落物质量在一个季节性冻融期间(2006年10月至2007年4月)的变化。季节性冻融期间,岷江冷杉和白桦凋落物的木质素(L)和纤维素的降解率为全年降解的70%-75%,岷江冷杉和白桦凋落物的C/N、L/N和纤维素/N均显著增加,而纤维素/P均有所降低。岷江冷杉凋落物的C/P和L/P有所增加,但白桦凋落物的C/P和L/P有所降低。可见,季节性冻融期间,亚高山森林凋落物的质量发生了较为显著的变化,其显著影响了亚高山凋落物分解过程。

高山森林凋落物分解过程中的微生物生物量动态

凋落物分解过程中的微生物生物量动态对于深入了解森林凋落物分解机理具有重要意义。为了解高山森林典型树种凋落物分解过程中的微生物生物量特征,采用凋落物分解袋法,研究了土壤冻结期(3月)、融冻期(4—5月)、生长季节(5—10月)和冻结初期(11月)红桦(Betula albosinensi)、岷江冷杉(Abies faxoniana)和粗枝云杉(Picea asperata)凋落物分解过程的微生物生物量C(MBC)、微生物生物量N(MBN)和微生物生物量P(MBP)动态。4个关键时期,凋落物的MBC、MBN以生长季节最高,但非生长季节的3个关键时期也检测出较高的MBC、MBN。在融冻期结束后,3类凋落物分解过程中MBC和MBN均出现爆发性增长。然而,MBP在生长季节中期(8月)、完全冻结期(3月)和冻结初期(11月)均相对较低,但在融冻期和生长季节后期(9月)相对较高。另外,红桦凋落物的MBC、MBN和MBP含量均高于岷江冷杉和粗枝云杉凋落物(除4月粗枝云杉凋落物MBP异常升高外)。这些结果为更加清晰地认识高寒森林凋落物分解过程及机理,以及进一步理解陆地生态系统结构和功能提供了一定基础数据。