橡胶林生态系统干季微气候特征和通量的初步观测

应用微气象法中的梯度观测系统、涡度相关系统和闭路水汽-CO2廓线系统,使用设置在海南省西部儋州地区一片刚开割的橡胶林中观测铁塔上的观测仪器所得的干季7个晴好天气的微气候观测数据和通量观测数据,对其微气候特征和通量特征进行初步分析研究。结果表明:(1)橡胶林的辐射通量与光合有效辐射(photosynthetically active radiation,PAR)呈明显的昼夜交替变化;橡胶林林内和林冠上风速昼夜变化明显,风向则多为东北风(15°～40°);林冠上方气温和树冠面表温具有显著的日变化特征,树冠表温日变化幅度大于气温;相同时刻干季橡胶林林冠上方和林冠内湿度和水汽压相差不大;林冠内CO2浓度夜高昼低;土壤温度日变化明显,土壤含水量变幅较小。(2)林冠上方显热通量与潜热通量变化趋势相同,显热通量小于潜热通量;净辐射通量日变化呈规则的倒"U"形,主要由下行短波辐射决定;土壤热通量存在日变化,随土层深度增加变化变小;CO2通量随光合有效辐射发生日变化;水汽通量随净辐射发生日变化。

海南岛儋州橡胶林生态系统氮储量研究

生态系统N储量是由乔木层、林下植被层、凋落物层和土壤层N储量组成的。对海南岛儋州6个龄级(5、10、15、20、25、30a)的橡胶林进行调查采样,并进行室内测试分析得出N含量,计算得出各个层次的N储量和生态系统总N储量。结果表明:(1)儋州一代和二代橡胶林土壤N含量和储量均随着土壤层次的增加而减少,橡胶林土壤N含量和储量均表现为0~20cm内一代小于二代,20~40cm内两代相差不大,40cm以下一代均明显大于二代;(2)儋州橡胶林生态系统总N储量范围为5.30~8.53t·hm-2,平均为6.447t·hm-2,其中土壤N储量5.727t·hm-2,植物(包括乔木和林下植被)N储量为0.694t·hm-2,凋落物N储量0.026t·hm-2;土壤N储量所占比例最大(88.83%),是橡胶林生态系统N储量最主要的组成部分。说明海南岛儋州橡胶林土壤总体处于缺氮状态,有必要增施氮肥或复合肥。

海南儋州不同林龄橡胶林土壤碳和全氮特征

为研究热带人工林巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)生态系统不同林龄土壤碳、全氮特征,对热带地区种植橡胶及其更新进行生态效益评估,文章分析了海南儋州地区幼林早期(2龄)、幼林晚期(7龄)、开割树(16龄)和老龄即将更新树(30龄)4种不同林龄的橡胶林土壤碳、氮质量分数垂直分布特征。结果如下,(1)不同林龄橡胶林胶园土壤有机碳质量分数存在极显著差异,其大小排列顺序为幼林晚期(7龄)>老龄即将更新树(30龄)>幼林早期(2龄)>开割树(16龄),各土壤层次土壤有机碳质量分数的空间垂直分布大体随着土层的深入而降低,其垂直分布的变异系数由大到小排列顺序为7龄幼林晚期(37.54%)>16龄开割树(26.48%)>30龄老龄即将更新树(24.44%)>2龄幼林早期(18.99%);(2)不同林龄橡胶林胶园土壤全氮质量分数存在显著差异,其大小排列顺序为幼林晚期(7龄)>幼林早期(2龄)>老龄即将更新树(30龄)>开割树(16龄),各土壤层次土壤全氮质量分数的空间垂直分布大体随着土层的深入而降低,其垂直分布的变异系数由大到小排列顺序为16龄开割树(34.32%)>7龄幼林晚期(30.98%)>30龄老龄即将更新树(21.09%)>2龄幼林早期(14.37%);(3)不同林龄胶林土壤碳氮(C/N)比存在极显著差异,其大小排列顺序为开割树(16龄)>老龄即将更新树(30龄)>幼林晚期(7龄)>幼林早期(2龄),各胶林土壤有机碳质量分数与土壤全氮质量分数之间均存在极显著线性正相关关系(R2≥0.5839,p<0.01)。本研究可为研究热带土地利用与覆盖变化对全球碳循环及橡胶林生长碳氮耦合提供基础数据,为我国热区进行天然橡胶种植提供理论依据。

海桑-无瓣海桑红树林生态系统的防浪效应

对海桑-无瓣海桑红树林生态系统进行为期1年(2007年11月—2008年11月) 的实地监测,分析不同气象条件对红树林防浪效应的影响,通过波高、流速等数据的变化对红树林的消波效能进行定量分析。结果表明:1)30m宽的海桑-无瓣海桑红树林带平均消波系数为 0. 12,最大消波系数可以达到 0. 47;风暴潮期间平均消波系数为 0.18,最大消波系数为 0.33,消波效能提升了 38% ; 2)根据消波系数公式计算 30 m 宽红树林带的消波系数为 0. 58,远大于实测消波系数; 3)一般情况下,海桑 - 无瓣海桑红树林对于波浪的消减效能随着来波波高的增大而增大,但是当海水将林木全部淹没时,林带基本失去消波能力,甚至发生林后波高大于林前波高的现象,这说明林分高度对红树林防浪护岸效益有着重要的意义; 4) 在潮位起伏的海岸环境中,不同树种、林龄搭配的多层次结构有利于提高红树林的综合消波防浪功能。

海南与西双版纳龙脑香热带雨林比较研究

以海南龙脑香热带雨林和西双版纳龙脑香热带雨林为研究对象,比较分析了这两种森林类型在树种多样性与组成、群落外貌及群落动态等方面的特征。结果表明:(1)在树种多样性和物种组成上,西双版纳龙脑香热带雨林的树种多样性高于海南龙脑香热带雨林;西双版纳龙脑香热带雨林的优势种为假海桐和望天树,与海南龙脑香热带雨林的优势种截然不同。(2)在群落外貌上,西双版纳龙脑香热带雨林的全缘叶和常绿植物的比例较低,而纸质叶植物和小型叶植物的比例较高,反映出西双版纳龙脑香热带雨林具有旱生的特点。(3)在群落动态上,树种频率分布和直径分布表明西双版纳龙脑香热带雨林是较为稳定的森林群落,而海南龙脑香热带雨林建群种单一,物种分布很不均匀,群落处于演替的初期阶段。

干旱胁迫对入侵植物假臭草幼苗生长和生理生态指标的影响

在控水条件下,研究干旱胁迫对入侵植物假臭草幼苗生长和生理生态指标的影响。结果表明,假臭草在干旱胁迫下,幼苗生长受到抑制;幼苗叶片的净光合速率、蒸腾速率均随着土壤含水量的减少而降低;体内的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、叶绿素含量均发生了不同程度的变化。表明假臭草体内存有抗旱的机制,能够适应多种生境,这可能是其成为入侵植物的原因之一。

海南吊罗山不同海拔高度热带雨林种间联结性对比研究

在对吊罗山2块不同海拔高度的热带雨林样地乔木层树种的RA、RD、RF及IV分析的基础上,通过出现-不出现数据的方差比例、基于2×2联列表的种间联结分析和卡方(χ2)统计量检验,对其种间联结性进行研究,以揭示不同海拔高度热带雨林种间联结性之间的相互关系。结果表明:(1)在不同海拔高度热带雨林中,群落内所有树种间总体呈显著正联结;(2)对2块不同海拔高度热带雨林样地20种优势种190对种对进行χ2检验,发现种对间大都呈现无联结;(3)2个不同海拔高度热带雨林种间联结比例及强度变化表明,物种正负联结比例随着海拔高度的增加而增加,而无联结比例则随着海拔高度的增加而降低。

海南岛典型地区桉树人工林生态系统碳、氮储量及其分配格局

对海南岛儋州、屯昌和琼海3个地区的2、4和6龄桉树人工林进行调查,研究桉树人工林生态系统碳、氮储量的变化动态及分配格局。结果表明：不同林龄桉树人工林林下植被碳含量为430.5~439.6 g/kg,氮含量为13.3~15.2 g/kg;枯落物碳含量为427.7~475.2 g/kg,氮含量为16.2~18.9 g/kg。0~100 cm土层碳含量为3.11~47.99 g/kg,氮含量为0.34~2.34 g/kg。土壤碳含量和氮含量均有随土壤深度的增加而减小,其中0~10 cm土层的碳含量和氮含量最高。3个地区桉树人工林生态系统总碳储量分别为83.98、158.13和189.58 t/hm2,总氮储量分别为9.61、11.59、和13.08 t/hm2。桉树人工林生态系统碳、氮储量均随林龄的增加而增加,琼海地区碳、氮储量均高于儋州和屯昌。土壤层是桉树人工林主要的碳库和氮库,碳、氮储量分别占生态系统的54.93%~98.54%和94.53%~99.65%,其次是乔木层。就3个地区林龄平均水平相比而言,土壤层碳占生态系统的比例大小为：琼海〉屯昌〉儋州,而乔木层碳占系统的比例大小为：儋州〉屯昌〉琼海。土壤层氮占生态系统的比例大小为：屯昌〉琼海〉儋州。

采用可拓学方法进行橡胶林风害影响评估——以1108号强热带风暴“洛坦”为例

海南橡胶生产期基本处于热带气旋活跃期,热带气旋带来的强风一直是海南岛橡胶业生产最大的自然灾害。本文选择橡胶风害多发区的海南岛作为研究区,通过对橡胶风害成因的分析,在橡胶风害形成环境背景和灾害数据库的基础上,建立海南岛橡胶台风灾害评估模型,将评估结果分为5级。并利用所建立的评估模型对1108号强热带风暴"洛坦"进行评估,得出的结果与实际灾情基本一致。

红厚壳光合特性及其与生态因子的关系

红厚壳(Calophyllum inophyllum Linn.)经济价值和生态效益十分巨大,为了研究其光合特性及其与生态因子的关系,为其生态栽培和商业栽培提供理论依据,对栽植6a的红厚壳利用便携式光合作用测定系统LI-6400测定其光合特性,试验包括以下在自然生长的条件下测定叶片光合、蒸腾作用的日变化规律;控制CO2浓度,测定叶片在不同光合有效辐射强度下光合作用的变化规律;控制光合有效辐射强度,测定叶片在不同CO2浓度下光合作用的变化规律。试验结果表明:(1)红厚壳叶片净光合速率与蒸腾速率日变化均为单峰型;(2)红厚壳叶片净光合速率与光合有效辐射、CO2浓度及其它相关生态因子(包括有蒸腾速率、气孔导度、水汽压差和叶温)均呈二次线性关系。红厚壳适于生长强光、高温的环境。

海南吊罗山热带低地雨林次生林乔木物种多样性研究

以吊罗山3块不同海拔热带低地雨林次生林为研究对象,分析了物种丰富度、物种组成、树高和径级分布以及不同起测胸径各样地生物多样性。结果表明,各样地群落有强的热带性,但同时具有热带-亚热带性质。样地乔木科属种组成丰富,单种科和单种属有较高的比例,不同海拔样地乔木树种都有较高的丰富度,中等海拔的样地最高。整个热带低地雨林次生林缺乏大乔木,群落整体低矮,胸径较小,目前未达顶级状态,植被处于旺盛的发展阶段。群落整体多样性较高,随起测胸径的增加,Shannon-wiener指数降低,中海拔样地由于有3个优势种,影响了其整体Shannon-wiener指数。Simpson指数随起测胸径增加而递减,但高海拔样地中≥2 cm起测胸径的Simpson指数由于富集种占比较高而较低。均匀度指数随起测胸径增加而增加,优势集中性指数显示出群落优势种的优势并不明显。与其它地区比较,吊罗山的热带低地雨林次生林乔木生物多样性较高。

热带风暴对海南东寨港红树林林分结构的影响

通过研究热带风暴对海南岛东寨港海桑(Sonneratia caseolaris)-无瓣海桑(Sonneratia apetala)人工红树林及角果木(Ceriops ta-gal)-红海榄(Rhizophora stylosa)天然红树林群落结构的影响表明,热带风暴后海桑-无瓣海桑人工林树高、东西冠幅、南北冠幅平均值分别减少2.8%、14.3%、12.1%,枝下高增加60.0%;角果木-红海榄天然林的树高增加8.3%,东西冠幅、南北冠幅无变化,枝下高增加20.0%;热带风暴对人工林的影响比天然林大;热带风暴前后不同树种的树高增长顺序为角果木>红海榄>无瓣海桑>海桑;对冠幅的影响程度依次为角果木<红海榄<海桑<无瓣海桑;对枝下高的影响程度依次为角果木<红海榄<海桑<无瓣海桑;在热带风暴的影响下,海桑-无瓣海桑人工林凋落的生物量损失平均为0.22t/hm2,干生物量损失平均为0.13t/hm2;角果木-红海榄天然林生物量损失极小。总体而言,人工林中海桑的抗风性优于无瓣海桑,天然林中角果木的抗风性优于红海榄,天然林的抗风性优于人工林。

红厚壳的光合水分生理生态特性

研究了海南岛低山丘陵区红厚壳(Calophyllum inophyllum Linn.)在30℃温度条件下,不同光合有效辐射(PAR)强度及不同CO2摩尔分数(Ca)范围内叶片光合及水分生理生态参数的变化特征。结果表明:(1)400μmol/molCO2摩尔分数条件下,红厚壳叶片净光合速率(Pn)与PAR之间的回归方程:Pn=-1.3×10-6PAR2+4.89×10-3PAR-0.40902,相关系数(r)可达0.9214;光饱和点、补偿点及表观量子效率分别为1880.77μmol/(m2.s),85.59μmol/(m2.s),0.01644mol/mol;叶片蒸腾速率(Tr)与PAR间回归方程:Tr=-6.7098×10-8PAR2+2.8×10-4PAR+0.29612,相关系数r=0.8998;叶片水分利用率(WUE)与PAR间回归方程:WUE=-3×10-6PAR2+0.01093PAR-1.71097,二次回归关系较弱,相关系数为0.7601(n=39);(2)PAR为1000μmol.m-2.s-1PAR条件下,Pn与CO2之间回归方程Pn=-5.73×10-6Ca2+0.0161Ca-0.9765,相关系数r为0.9936,CO2饱和点、补偿点及羧化效率分别为1404.89μmol/mol,62.01μmol/mol,0.01598mol/mol;叶片蒸腾速率与Ca间回归方程:Tr=1.1804e-0.0009Ca,相关系数r为0.9803,水分利用率随CO2的增加呈直线上升,二者正相关明显WUE=2.33×10-2Ca-3.116,相关系数r为0.9821(n=36)。

热带森林树种多度和丰富度空间分布特征研究

用巴拿马50 hm2森林动态监测样地内直径≥1 cm的树种资料,分析了该样地树种多度(个体数)和丰富度(物种数)及其方差和变异系数在6个取样尺度(5 m×5 m,10 m×10 m,20 m×20 m,25 m×25 m,50 m×50 m,100 m×100 m)的变化规律。结果显示:(1)由于多度的可加性,不同取样尺度在样地内树种多度的变化表现出一致性;随取样尺度的增加,多度方差呈线性增加,而变异系数呈线性减小。(2)丰富度随取样尺度的变化较为复杂,随取样尺度的增加,丰富度方差呈非线性变化,在取样尺度为25 m×25 m时方差最大;变异系数随取样尺度的增加而呈线性减小。研究表明,大尺度的多度值可以由小尺度的多度值通过外推法估计,而丰富度却不能,在生物多样性的保护和管理中不能简单地从一个取样尺度的生物丰富度推测另一个取样尺度丰富度。

西双版纳热带雨林树种多度与丰富度空间分布特征

基于西双版纳20 hm2森林动态监测样地内直径≥1cm的树种资料,分析该样地树种多度(个体数)和丰富度(物种数)及其方差与变异系数在7个取样尺度(5 m×5 m,10 m×10 m,20 m×20 m,25 m×25 m,50 m×50 m,100 m×100 m,200 m×250 m)的变化规律。结果显示:(1)西双版纳热带雨林样地环境异质性较大,多度和丰富度随着尺度的增加均表现非线性增加。(2)多度的方差随尺度增加而线性增加;丰富度的方差与尺度都表现出非线性的关系。丰富度的方差在尺度100 m×100 m上最大。(3)多度、丰富度和多样性指数的方差、变异系数均大于随机分布模型拟合的数值,表明树种在样地内分布不是随机分布。总之,在生物多样性的保护和管理中要特别注意,尽管多度具有可加性,只有当环境异质性不大时用小尺度多度估计大尺度多度才比较可靠;丰富度的非线性变化使得一个尺度上生物多样性"热点",在另一个取样尺度上却可能为"冷点"。

西双版纳龙脑香热带雨林乔木种——多度分布研究

对西双版纳热带雨林20 hm2动态监测样地直径大于1 cm的乔木树种多度分布特征进行分析研究,结果表明:(1)样地内的13个优势种占物种总数的2.78%,却占总个体数的56.34%;230个稀有种(<1株个体/hm2),占物种数的49.14%,仅占个体总数的1.24%,是西双版纳热带季节雨林动态监测样地种-多度分布的一个显著特征。(2)随机模型拟合的种面积曲线与观测值差别较大,表明样地内树木不是随机分布的。(3)对数正态分布和对数级数分布都不能很好地拟合样地内的种-多度分布规律。但相比而言,对数级数分布拟合效果稍好,表明环境对西双版纳热带雨林乔木种-多度分布具有一定的贡献。

幼龄胶园间种香蕉光合及水分生理生态特性

对比研究幼龄胶园间种香蕉后,橡胶与香蕉的光合及水分生理生态特性。试验结果表明:(1)间种香蕉的橡胶树幼林净光合速率和蒸腾速率均高于无间种(对照)的橡胶树幼林,水分利用效率间作香蕉的胶树低于无间种的对(照胶)胶树;(2)橡胶树下间种的香蕉净光合速率与对照香蕉间无明显差异,蒸腾速率以普通对照的香蕉略大,水分利用效率是间作的香蕉略大。幼林胶园间种香蕉,能充分利用林下资源,生态效应良好,值得发展。

基于QT的橡胶林长期定位观测数据库系统的开发

以农业部儋州热带农业资源与生态环境重点野外科学观测试验站为平台,为对橡胶林生态系统长期定位观测数据进行管理,开发基于QT的数据库系统软件。论文详细分析了橡胶林长期定位观测数据的内容和系统的特殊功能需求,并对数据库系统设计和前台应用程序开发的关键步骤进行了详细阐述,最后在集成QT的VC(Visual C++)2005可视化编程环境中,以SQL Server2005为后台数据库系统,采用Client/Server模式进行开发,建立了橡胶林长期定位观测数据库系统,并展示了系统的功能。

海南棕榈植物资源特点及应用

本文阐述了海南岛棕榈植物资源在园林上运用及其它用途,为棕榈植物资源利用提供一定的理论依据。

海南稻田土壤硒与重金属的含量、分布及其安全性

采集了海南省18个市(县)代表性的稻田土壤耕作层(0—20cm)样品280个,研究了硒(Se)和5种有毒重金属元素(Hg、Cd、Cr、Pb和As)的含量、分布及其相关关系,并对Se和重金属的安全性进行评价,可为合理区划清洁且富Se稻田提供理论依据。结果表明:海南稻田土壤中Hg、Cd、Cr、Pb和As平均含量均低于国家土壤环境质量一级标准值和全国土壤背景值,以绿色食品产地环境技术条件限量标准为标准,用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法评价海南稻田土壤重金属的污染状况,结果都是清洁的。但以海南省土壤背景值做参比值,Hakanson潜在生态危害指数达到211.54,属于强生态危害,从潜在生态危害系数来看,Hg(102.61)和Cd(98.89)达到强生态危害,分别比海南省土壤背景值增加1.56和2.3倍,今后应注意控制Hg和Cd污染源。稻田土壤Se含量从痕量到1.532mg/kg之间,平均值为0.211mg/kg,占47.5%的稻田土壤Se含量处于中等及以上水平(>0.175mg/kg)。Se含量高的稻田土壤主要集中在东北部的海口及其周边的澄迈、定安、文昌和琼海,还有东南部的万宁和保亭。由于重金属平均含量还比较低,可暂时忽略重金属污染,故可在上述Se含量高的稻田土壤上种植富Se水稻。稻田土壤Se含量与Hg、Cd和As含量呈极显著或显著正相关,因此今后应加强研究稻田土壤Se与Hg、Cd和As的有效性及其相互作用,以便生产出绿色的富Se优质大米。