利用空间分布模式与样地设计提升森林资源抽样调查精度

【目的】森林资源调查中,研究森林属性空间分布模式下的抽样设计,以突破地域限制,为抽样调查提供可推广的经验法则。【方法】利用北京市鹫峰国家森林公园样地调查的实测数据,构建人工总体。以树木死亡率作为为森林属性的代理属性,表达空间自相关。采用系统抽样设计,并通过蒙特卡洛模拟法,评估森林空间自相关、样地大小以及系统抽样设计对抽样精度的影响。【结果】(1)4种不同空间分布模式的总体变异系数,从小到大依次为:死亡率为0%的总体、死亡率为20%的随机模式总体、死亡率为10%的聚集模式总体、死亡率为20%的聚集模式总体。当死亡率为20%,抽样强度为2.73%时,随机模式的变异系数比聚集模式的变异系数低了1.3%。(2)3种不同大小的样地总体变异系数,从小到大依次为:20 m×20 m、30 m×30 m、40 m×40 m。其中,40 m×40 m的变异系数明显高于20 m×20 m和30 m×30 m对应的变异系数。(3)随着抽样强度增大,随机模式下8×8的主单元数目设计的人工总体的变异系数比4×4的约高0.02%,比16×16的约高0.15%;聚集模式下,8×8的N设计的人工总体的变异系数比4×4的约高0.32%,比16×16的约低0.54%。【结论】(1)不同强度的空间自相关都会削弱抽样精度,其中聚集模式相比随机模式的影响更为显著;(2)较小的样地有利于提高抽样精度和精度的收敛速度,但合理大小的样地设计才能有效提升抽样效率;(3)系统抽样中不同主单元数目对抽样精度的影响不明显,实际调查中应避免选择样本量为1的系统抽样,否则抽样误差难以度量。

毛竹扩张对南亚热带常绿阔叶林土壤跳虫群落特征的影响

以广州市流溪河国家森林公园内的毛竹林、竹阔混交林和常绿阔叶林为研究对象,探讨2018—2019年的旱、雨季,毛竹扩张对土壤理化性质的影响,及其引起的土壤跳虫群落特征的改变。研究结果显示:①共捕获土壤跳虫4455头,隶属于12科27属,其中,符跳属、拟裸长角跳属和小圆跳属为优势属。②3种类型样地中土壤跳虫的个体密度和类群数均为雨季高于旱季。旱季所有指标在不同林分类型之间无显著差异。雨季土壤跳虫的个体密度、类群数、Shannon⁃Weiner多样性指数、Simpson优势度指数和Margalef丰富度指数均表现为毛竹林>竹阔混交林>常绿阔叶林,Pielou均匀度指数为竹阔混交林>毛竹林>常绿阔叶林。③随着毛竹扩张,凋落物层的β-葡糖苷酶、酸性磷酸酶、β-乙酰葡糖胺糖苷酶和土壤有机碳显著降低,导致土壤跳虫的个体密度、类群数显著增加,多样性亦增加,但扩张中过渡类型的竹阔混交林跳虫多样性减少。毛竹扩张不同阶段中土壤跳虫的大部分优势属和常见属相同,表明土壤跳虫群落在毛竹扩张过程中具有一定的稳定性。

基于IPCC一阶衰减法和Prophet模型的中国竹制品碳储量评估及潜力预测

【目的】竹子生长速度快,收获周期短,所以竹制品具有一定的固碳优势,但鲜有相关其固碳能力的研究,因此亟须评估竹制品碳储量以探究其未来的固碳潜力。【方法】根据历年(1961—2018年)竹材产量,应用IPCC一阶衰减法和生命周期分析(LCA)法,计算相应的碳储量,进一步将竹制品碳储量分为在用与废弃2个环节,并结合应用Prophet时间序列模型预测今后至2060年的竹材产量,以评估竹材制品在双碳目标进程中的贡献。同时,计算比较我国竹材产量前5省份在1992—2018年间的累计竹制品碳储量。【结果】我国竹制品是一个碳储量不断增加的重要碳库。1)我国在用竹制品当年碳储量自1961年的1.45 Tg CO_(2)-eq增长到2018年的53.91 Tg CO_(2)-eq,1961—2018年间在用竹制品碳储量累计为479.23 Tg CO_(2)-eq;2018年我国废弃竹制品当年碳储量为14.41 Tg CO_(2)-eq,1961—2018年间累计为188.47 Tg CO_(2)-eq。二者相加得到我国竹制品碳储量在2018年为68.32 Tg CO_(2)-eq,1961—2018年碳储量累计为667.70 Tg CO_(2)-eq。2)根据Prophet模型预测,2030年我国竹制品当年碳储量为82.75 Tg CO_(2)-eq,2060年为133.27 Tg CO_(2)-eq,我国竹制品碳储量累计值在1961—2030年为1546.48 Tg CO_(2)-eq,至2060年累计为5434.98 Tg CO_(2)-eq。3)1992—2018年竹材累计产量前5的省份是福建、广西、浙江、云南、广东,将其竹材累计产量转化为竹制品累计碳储量分别为162.28、108.20、70.51、66.18、52.31 Tg CO_(2)-eq。【结论】竹材制品具有较强的固碳能力与巨大的固碳潜力,我国竹制品在木质林产品固碳中占有重要地位。本研究结果为推动竹林相关碳汇纳入国际认可的林业碳汇核算体系奠定了重要基础,利于发挥我国竹资源优势,加强竹林生态系统保护与利用。

海南岛次生低地雨林棕榈藤伴生群落优势种生态位研究

以海南岛甘什岭自然保护区次生低地雨林群落优势种及棕榈藤为试验材料,通过重要值筛选群落优势种,利用生态位宽度、相似性比例和生态位重叠探究棕榈藤与各林层优势种对资源的作用机制,为棕榈藤资源保护和利用提供理论参考。结果显示:(1)青梅(Vatica mangachapoi)和铁凌(Hopea reticulata)为群落建群种,5种棕榈藤在整个群落中具有相对较高的重要值,但差异较大,其中杖藤(Calamus rhabdocladus)最大(0.286),小钩叶藤(Plectocomia microstachys)最小(0.053),其排序为:杖藤>大白藤(C.faberii)>黄藤(Daemonorops jenkinsiana)>白藤(C.tetradactylus)>小钩叶藤。(2)5种棕榈藤在群落中具有较大的生态位宽度,其中杖藤最大(Bi和Ba分别为2.900和0.612),且明显大于草本层,但与其他林层优势种差异小。(3)棕榈藤种间与优势种均表现出较低的生态位相似性比例,除黄藤与亮叶鸡血藤(Callerya nitida)外,各林层优势种与所有棕榈藤种相似性比例最高的物种相同,为益智(Alpinia oxyphylla)、百足藤(Pothos repens)、铁凌和青梅;藤种间,杖藤与各其它棕榈藤具有较高的生态位相似性比例,小钩叶藤最小。(4)林层优势种和棕榈藤的Lik和Lki值总体较低,均低于0.1,且生态位宽度大的不一定重叠程度越高;其中0~0.023的重叠数量占总数的63.5%,0.023~0.046为36.0%,>0.046的仅占0.5%。研究认为,棕榈藤在群落中具有相对较高的资源利用能力,但种间差异较大,棕榈藤种间及其与优势种间均表现为生态位分化,物种间倾向于资源共享。

绿竹矮化方法比较研究

为解决设施栽培条件下笋用绿竹高度限制及食品安全问题,以福建省尤溪县出笋盛期绿竹为研究对象,比较了幼笋截梢、成竹截秆和喷施植物生长调节剂甲哌鎓3种方法对绿竹形态指标的影响。结果表明:1)幼笋截梢各个处理株高较对照组显著降低,且随笋体高度增加,矮化效果越明显,其中180 cm高的幼笋截梢株高矮化率达到56.49%,枝下高、分枝率分别较对照组降低36.69%、12.13%,主枝长度增加8.45%;2)成竹截秆后,各处理切口至下一节部分干枯,株高不再增加,其中220 cm截秆株高矮化率达到61.45%,枝下高、分枝率分别较对照组降低15.07%、41.23%,主枝长度增加4.17%;3)喷施9种浓度梯度甲哌鎓处理与对照组株高无显著差异。综合生产实践,180 cm的幼笋截梢高生长结束后平均株高为234.70 cm,满足矮化栽培要求,同时可消除成竹截秆造成切口上端竹材营养消耗和避免绿竹笋中甲哌鎓药剂残留隐患。

生态产品价值实现机制研究——以广西金秀大瑶山为例

广西金秀大瑶山是我国典型的贫困与重点生态功能区高度叠加的地区之一,生态产品资源富集,但尚未实现生态资源优势向经济优势的转化。文章采用理论分析和实证分析相结合的研究方法,以生态产品的内涵与特征阐释为切入点,深入剖析其生态产品价值实现过程中存在的问题,并提出从生态产品的价值评估机制、生态效益补偿制度和多元化的补偿机制、生态文化驱动机制等方面建议,积极探索生态产品价值实现的有效路径与机制,以期为乡村脱贫振兴提供内在动能,为全国同类地区的生态扶贫和绿色发展提供借鉴。

树种丰富度和组成对南亚热带人工林土壤植物源碳保存及有机碳稳定性的影响

混交造林能显著提高森林生产力和土壤碳储量。然而,不同树种丰富度和组成如何影响土壤中植物源碳保存和有机碳稳定性仍不清楚。以南亚热带不同树种组配的人工林生态系统为研究对象,采用角质-叶源和木栓质-根源生物标志物研究树种丰富度和组成变化对土壤中叶和根源碳保存和降解的影响,并量化了它们对土壤有机碳稳定性的贡献。结果表明,树种丰富度增加,木栓质含量显著增加,但对角质含量无显著影响。相比之下,不同树种组成显著影响角质含量,但对木栓质含量无显著影响。土壤pH和含水量主要影响角质含量,而土壤全氮和真菌/细菌丰度显著影响木栓质含量。角质和木栓质的降解参数ω-C_(16)/ΣC_(16)和ω-C_(18)/ΣC_(18)与树种丰富度和树种组成均无关,主要受土壤pH、铵态氮、碳氮比的显著影响。结构方程模型结果表明角质组分对土壤有机碳稳定性指标易氧化有机碳与总有机碳比值(EOC/SOC)具有直接正效应,而木栓质组分对EOC/SOC具有直接负效应。树种丰富度可以通过增加细根生物量和真菌/细菌丰度促进土壤中根源碳组分的保存,从而提高土壤有机碳稳定性。本研究结果为亚热带人工林选择合适树种组配来提高土壤碳固持功能提供了理论依据。

树种多样性和土壤微生物多样性对人工林生产力的影响

林分生产力通常会随着树种多样性增加而增加,但不同营养级生物多样性以及树种和土壤微生物多样性之间的相互作用如何影响生产力目前尚不清楚。以亚热带不同丰富度和树种组成的人工林为研究对象,从物种、功能性状、遗传三个维度的树种多样性以及土壤真菌和细菌系统发育多样性,探究了中国亚热带人工林树种多样性和土壤微生物多样性对林分生产力的影响。研究发现,林分生产力随树种功能多样性(FD)(P<0.001)、比叶面积群落加权均值(CWM-SLA)(P<0.01)、树种系统发育多样性(PD)(P<0.05)和土壤真菌多样性(PDF)(P<0.01)的增加而显著增加,分别解释了林分生产力总变异的12.86%、6.80%、3.67%和3.08%。FD和CWM-SLA可分别通过增加土壤真菌、细菌多样性而间接提高林分生产力。研究结果表明多营养级生物多样性是维持高水平林分生产力的基础,树种多样性和土壤微生物多样性之间的自上而下的级联效应在调节生态系统生产力方面发挥着重要作用。

2000—2019年中国南方竹林区水分利用效率时空特征及驱动机制

水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)是深入理解生态系统碳、水循环及两者耦合关系的重要指标,然而我国重要森林类型之一的竹林的WUE时空格局及其驱动机制研究不足。通过MODIS净初级生产力(NPP)和蒸散(ET)数据得到竹林区WUE,采用线性趋势法计算WUE年际变化率表征变化趋势,并应用地理加权回归(GWR)模型分析了WUE与气候和地形等10个驱动因子的关系,探究了中国南方竹林区近20年间(2000—2019)WUE驱动机制。结果表明:(1)2000—2019年中国南方竹林区WUE多年均值为0.89 gC m^(-2)mm^(-1),呈显著下降趋势,下降速率为0.0028 gC m^(-2)mm^(-1)a-1,ET上升速度大于NPP上升速度是造成WUE下降的主要原因;WUE呈南高北低的空间分布格局,83.5%区域的WUE呈下降趋势。(2)基于GWR模型的WUE驱动力分析发现,WUE变化最强的驱动因子是CO_(2)浓度和年降水量,而海拔、坡度等地形因子的驱动作用较弱,人类活动因子在大部分区域对WUE存在较小的正向驱动作用。明晰了我国竹林区近20年间对气候与环境变化的响应规律,为制定竹林适应性管理措施,并更好地发挥竹林在缓解气候变化方面的作用提供科学依据。

乔木根系和凋落物对南亚热带3种人工林土壤线虫群落的差异化影响

根系分泌物和凋落物为土壤食物网提供了基础的养分资源。然而,不同树种纯林和混交林地下根系和地上凋落物对土壤线虫群落的影响机制尚不清楚。2019年9月在广西凭祥热带林业实验中心选取格木(Erythrophleum fordii Oliv.)纯林、马尾松(Pinus massoniana Lamb.)纯林和格木×马尾松混交林3种林分类型,分别设置对照、阻断乔木根系、去除地上凋落物和阻断乔木根系并去除地上凋落物四组实验处理,于2021年3月对3种林分类型不同处理下的土壤线虫群落和土壤理化性质进行了调查。研究结果表明,无论哪种林分类型,阻断根系改变了土壤线虫群落的营养类群组成,显著降低了食真菌线虫相对多度,增加了植物寄生线虫相对多度;去除凋落物显著降低了土壤线虫密度、类群数、线虫通路比值和结构指数,增加了基础指数,表明去除凋落物降低了土壤食物网的稳定性。无论哪种林分类型,人工林中树木地下根系输入是构建土壤线虫群落营养类群组成的主要驱动因素,地上凋落物在维持土壤食物网稳定性方面发挥着重要的作用。此外,阻断根系和去除凋落物对混交林中土壤线虫群落没有显著的影响,表明含固氮树种的格木×马尾松混交林比人工针叶纯林土壤食物网的稳定性更高,因此建议采用引入固氮树种改造针叶纯林籍以增强人工林土壤生态系统的稳定性。

1982—2020年东北森林带植被绿度时空变化特征

植被绿度变化(绿化或褐化)的时空格局研究有助于了解生态系统结构和功能的变化,制定适应气候变化的生态系统管理政策。在全球气候变化加剧的背景下,过去40a间东北森林带植被绿度如何变化仍不清楚。基于气象再分析数据分析了1982—2020年来东北森林带的气候变化趋势,以叶面积指数(LAI)作为植被绿度的衡量指标分析了东北森林带中大兴安岭、小兴安岭和长白山脉植被绿度的时空变化格局和影响因素。研究发现:1982—2020年东北森林带气候趋势呈现“暖干化”特征。研究区植被绿度总体呈绿化趋势,但2000年后植被绿度变化呈降低趋势的区域增加了7.23倍,主要位于大兴安岭西北部。影响因素分析表明,1982—2000年温度和土壤水分是植被绿度增加的主要驱动因素;而2000年之后,区域内植被绿化的主要驱动因素为土壤水分的增加,降雨和相对湿度降低引起的水分胁迫导致大兴安岭西北部植被褐化加剧。研究结果为揭示东北森林带固碳能力变化、制定适应气候变化的林业管理对策提供了科学参考。

中国亚热带⁃暖温带过渡区锐齿栎林净生态系统碳交换特征

在2017年1月1日-2017年12月31日期间,采用涡度相关法对位于亚热带⁃暖温带气候过渡区的河南宝天曼国家级自然保护区的65年生锐齿栎(Quercus aliena)天然次生林的碳通量进行了连续观测。结果表明:在观测期间,该森林生态系统在生长季5-10月份为碳汇,非生长季各月为碳源,净碳吸收量与释放量分别在7月和4月达到最大。净生态系统生产力为569.4 g C m-2a-1,生态系统呼吸为529.9 g C m-2a-1,总生态系统生产力为1099.3 g C m-2a-1。30min尺度上夜间净生态系统碳交换量与5cm深度土壤温度的关系可用指数方程表示(R2=0.21,P<0.001),其温度敏感性系数(Temperature sensitivity coefficient,Q10)为2.2。如果排除夜间通量观测的误差,处在海拔较高地区的夜间低温和非生长季的低温抑制了生态系统呼吸排放,可能导致全年生态系统呼吸量较低。在生长季5-10月份,各月的白天净生态系统碳交换量对光合有效辐射的响应符合直角双曲线模型,初始光能利用效率、平均最大光合速率和白天平均生态系统呼吸强度呈明显的季节变化,范围分别是0.06-0.12μmol CO2μmol-1 photon、0.44-1.47mg CO2m-2s-1和0.07-0.19 mg CO2m-2s-1。夏季7、8月份,较高的饱和水汽压差对白天锐齿栎林的碳吸收有明显的抑制作用;生长季末期9月份较高的土壤含水量对白天锐齿栎林的碳吸收也产生了抑制作用,表明生长末期降水过多影响森林的碳吸收。

择伐留竹量和施肥量对巨龙竹发笋成竹、新竹直径及生物量的影响

以滇西南巨龙竹为研究对象,设计择伐留竹量(7、15、25、35株/丛)和有机肥施用量(0、40、80、120 kg/丛)的2因素4水平正交试验,分析各处理对巨龙竹发笋成竹和新竹直径及生物量的影响。结果表明:择伐留竹量,显著影响巨龙竹发笋数、发笋率、成竹数、退笋数、新-母竹直径比率、竹丛新竹生物量增长率(P<0.05),对成竹率、退笋率、新竹直径、新竹平均生物量影响不显著;随着择伐留竹量增加,发笋数、成竹数、成竹率、竹丛新竹生物量增长率先提高后降低(转折点在25株/丛),发笋率逐渐降低,退笋数逐渐增加,退笋率先降低后提高(转折点在25株/丛),新竹直径、新-母竹直径比率、新竹平均生物量先提高后降低(转折点在15株/丛)。有机肥施用量,显著影响发笋数、发笋率、成竹数、新竹直径、新-母竹直径比率、新竹平均生物量增长率、竹丛新竹生物量增长率(P<0.05),对成竹率、退笋数、退笋率的影响不显著;随着施肥量增加,退笋率逐渐降低,其它生长指标均逐渐提高。择伐留竹量与有机肥施用量的交互作用,显著影响发笋数(P<0.05),对其它生长指标无显著影响。综合比较分析,竹丛择伐留竹25株/丛和施用有机肥120 kg/丛能有效促进巨龙竹发笋成竹,并提高其新竹质量和生物量增长率。

威布尔分布模型在巨龙竹林直径与年龄分布特征估测中的应用

以研究区班洪乡处连续分布的整个巨龙竹林分为试验对象、单干巨龙竹为研究单元,于2019年12月份,筛选得到健康且非林缘处生长的巨龙竹共计93丛,对其干高达到主林层及以上的2090干巨龙竹进行直径和年龄检尺统计;应用一元3参数威布尔(Weibull)概率密度函数模型、二元威布尔生存函数模型、2种改进的二元威布尔概率密度函数模型,分析滇西南巨龙竹林直径与年龄分布特征。结果表明:通过概率散点图(P-P)检验法和柯尔莫可洛夫-斯米洛夫(K-S)检验法证实,巨龙竹林直径分布服从威布尔分布,呈单峰状,主要分布于16~20 cm;利用一元3参数威布尔概率密度函数模型拟合其直径分布的效果优良,决定系数R^(2)=0.993 436、平均绝对误差值ε=0.003 183,并得到巨龙竹林直径的一元3参数威布尔概率密度函数最优预估模型;利用二元威布尔生存函数模型拟合巨龙竹林直径与年龄分布的效果优良,R^(2)=0.997 341、ε=64.013 527,并得到巨龙竹林直径与年龄的二元威布尔生存函数最优预估模型和生存株数(概率)预测数表;利用2种改进的二元威布尔概率密度函数模型拟合巨龙竹林直径与年龄分布的效果良好,R^(2)_(1)=0.919 323、ε_(1)=0.000 072、R^(2)_(2)=0.906 260、ε_(2)=0.001 325,并得到巨龙竹林直径与年龄的2种改进二元威布尔概率密度函数最优预估模型和分布概率预测数表。

模拟穿透雨减少对锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)树干液流密度的影响

降水格局变化是全球气候变化的重要特征之一,未来气候变化下,较为频繁和严峻的干旱将威胁地球中纬度部分地区的森林,但森林植被如何响应季节性干旱胁迫及其机制尚不清楚。北亚热带-暖温带过渡区分布着以锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)为优势树种的落叶阔叶林,研究其水分蒸腾代谢过程对干旱的响应是评估气候变化对过渡区天然落叶阔叶林生态系统水碳影响的关键科学问题。在典型的锐齿栎天然林中通过开展模拟穿透雨减少大型野外实验,采用Granier热扩散式探针技术监测锐齿栎树干液流密度的动态变化,研究了不同径级锐齿栎树干液流密度对模拟干旱的响应规律。结果表明:(1)穿透雨减少对树干液流密度的影响呈现季节变异。在7月份,林内穿透雨减少显著降低了锐齿栎的树干液流密度,但生长季后期的10月份林内穿透雨减少反而使锐齿栎树干液流密度显著升高。(2)不同径级的锐齿栎树干液流密度在生长季内对干旱有不同的响应,特别是小径级的树干液流密度与其他径级有较多的不同。小径级的锐齿栎树干液流密度在5、7月份表现为减雨样地显著小于对照样地,在9、10月份则表现为减雨样地显著大于对照样地。中径级的锐齿栎树干液流密度在5、10月份表现为减雨样地显著大于对照样地,在7月份则表现为减雨样地极显著小于对照样地。大径级的锐齿栎树干液流密度在6、7月份表现为减雨样地显著小于对照样地,在10月份则表现为减雨样地显著大于对照样地。

毛竹扩张对土壤甲螨群落结构的影响

为探究毛竹扩张对土壤甲螨群落结构的影响,于2019年夏季,采用样方法对广州市流溪河国家森林公园的竹林、竹阔混交林、常绿阔叶林等3个竹密度梯度林地土壤甲螨群落进行了调查,通过室内Tullgren漏斗法对土壤甲螨进行分离并鉴别。结果表明:共捕获土壤甲螨9259头,隶属于21科77属。竹林土壤甲螨中的优势类群为小奥甲螨属(Oppiella)和菌甲螨属(Scheloribates),竹阔混交林、常绿阔叶林样地土壤甲螨中的优势类群均为圆单翼甲螨属(Peloribates)。3种林分类型中土壤甲螨个体数量由多到少依次为竹林、常绿阔叶林、竹阔混交林,类群数由多到少依次为竹阔混交林、竹林、常绿阔叶林。3种林分类型的土壤甲螨群落Shannon-Weiner指数、Simpson指数、Pielou指数、Margalef指数4个指数变化规律一致,由大到小依次为竹林、竹阔混交林、常绿阔叶林,且3个样地间Margalef指数差异显著(P<0.05)。竹林与常绿阔叶林的群落相似性为中等不相似,竹阔混交林与另外2种林地为中等相似。MGP分析I、II结果表明,3种林地的MGP分析I均属O型,但MGP分析II分别为O型(竹林)、O型(竹阔混交林)、P型(常绿阔叶林),说明常绿阔叶林土壤甲螨以体壁骨化程度较高的甲螨为主。

不同年龄慈竹养分地上空间分布特征及叶养分与土壤肥力关系

【目的】以慈竹为研究对象,探讨丛生竹养分的空间分布及土壤肥力对叶养分的影响。【方法】测量了慈竹叶枝秆的养分含量、叶养分的垂直结构和所处立地土壤肥力,分析了叶片养分间以及与土壤间的相关性,建立二者间的线性模型。【结果】土壤表层肥力高于下层;慈竹不同部位含量分布顺序为叶>秆>枝,全K含量枝>叶>秆,有机碳为秆>叶>枝,全N在3a立竹不同部位高于1~2a立竹,各年龄立竹营养器官全K均有明显的差异,全P与年龄成反比,有机碳与年龄成正比;叶全N和有机碳与高度呈正相关,全K与之呈负相关,各年龄养分垂直差异不显著;各年龄叶养分间多为显著或极显著相关性,但土壤肥力因子对叶养分多呈不显著负向影响,仅3a立竹全P含量受土壤多种养分影响大,1a立竹有机碳主要受土壤全P和碱解N影响。【结论】慈竹养分分布表现出时间和空间分异性。在土壤肥力充足条件下,竹叶养分间的相互作用较土壤肥力对叶养分作用更明显。

海南岛次生低地雨林天然更新棕榈藤种群动态

【目的】本文对海南岛甘什岭地区热带次生低地雨林棕榈藤的种群数量动态及波动周期进行分析,探究天然更新棕榈藤种群的生长动态规律,为棕榈藤资源保护和后期恢复提供参考。【方法】以海南岛甘什岭天然更新黄藤、杖藤、多果省藤和白藤种群为研究对象,采用空间代替时间,编制了棕榈藤种群生命表并进行动态分析;幂函数和指数函数对种群存活曲线拟合;3种生存函数预测藤种群生存概率;并通过谱分析来阐述藤种群的周期性波动规律。【结果】甘什岭天然更新棕榈藤种群以幼苗和幼藤为主,约占总样本的90.1%~97.7%,成年藤株数量少。白藤、杖藤间隔期死亡率和平均存活数随年龄增加逐渐减少,多果省藤和黄藤则为先增大后减小;白藤生命期望在2.5~4.5 m达到最大值,多果省藤、黄藤和杖藤则分布在4.5~6.5 m、6.5~8.5 m、8.5~10.5 m时最大。杖藤存活曲线趋于指数函数(Deevey-II,R2=0.840,P=0.000<0.01),其余3种藤存活曲线趋于幂函数(Deevey-III,R2>0.910,P=0.000<0.01)。4种棕榈藤生存率在幼苗期高,随生长呈逐渐降低趋势;除多果省藤外,死亡密度均呈锐减至相对稳定的下降趋势,早期危险率高于后期。谱分析表明,白藤波动振幅差异小,其余3种藤振幅差异大,其中杖藤和多果省藤在4.5~6.5 m时波动振幅最大,黄藤在2.5~4.5 m时波动振幅最大。【结论】甘什岭地区棕榈藤天然更新种群具有高繁殖和低存活率特点,反映出棕榈藤对该地区生境的适应策略,即通过高繁殖率弥补物种存活能力的不足,以提高物种保存几率。同时在攀援至林冠层过程的棕榈藤存活能力强,相对白藤,其余3种藤更易受外界环境影响。通过改善生境条件并结合人工培育壮苗措施提高更新苗存活率,有利于棕榈藤资源保护。

竹林扩张符合外来物种入侵范式吗?——从养分循环角度初探

凋落物分解是生态系统中碳和养分循环的基础,有关植物入侵对凋落物分解的影响通常通过叶片凋落物性状差异来预测,并且普遍认为外来入侵植物分解更快,并籍以促进入侵地养分循环从而有利于其进一步入侵。然而,植物入侵还可能影响分解者的活性或改变分解者的功能多样性,从而改变凋落物分解,其机制尚不清楚;而且在不同的气候条件下其影响可能会有所不同。毛竹由于其克隆生长的特性,在缺乏管理的情况下往往会向邻近森林群落扩张,其对生态系统的负面影响近年来广受诟病。不过,其对生态系统影响是否符合外来入侵植物生态范式仍值得商榷。本研究在全国范围内存在毛竹扩张的7个地区建立84个观测样地,通过在受侵和未受侵群落开展凋落物分解实验研究,同时考虑了土壤分解者功能群的贡献及凋落物混合效应。研究结果表明,随着土壤分解者功能群多样性的增加,尤其是大型土壤动物的存在,凋落物碳和氮的循环以及分解的气候敏感性均相应增加,但分解者的氮利用效率降低。凋落物混合效应加速其分解(9.5%)和氮素循环(28.9%),但不依赖于分解者功能多样性。相反,被毛竹入侵的样地分解速度减缓,分解者氮利用效率降低,但在排除了大型土壤动物的作用后,这种负效应则被逆转,毛竹入侵降低了分解者尤其是大型土壤动物的气候敏感性。上述结果表明,分解者的功能多样性能够调节并在很大程度上决定凋落物分解受植物入侵的影响。同时,上述现象不完全符合外来入侵物种的“养分促进”假说,意味着毛竹扩张从凋落物分解层面或许难以像外来入侵物种那样形成正反馈。在当前和未来气候条件下,将分解者功能群(尤其是大型土壤动物)及其与凋落物性状的交互效应纳入相关模型,与以往基于植物功能性状的框架相比,有利于更加可靠的预测植物入侵对生态系统功能的改变。

碳中和目标下中国森林碳储量、碳汇变化预估与潜力提升途径

增强森林固碳增汇功能是减缓大气二氧化碳浓度上升和全球气候变暖的重要手段,也是实现碳中和国家战略目标的有效途径。本研究基于文献分析法和模型模拟,系统阐述中国森林碳储量和碳汇现状、动态变化与潜力提升途径。根据国家森林资源连续清查数据测算的森林植被碳储量近5年平均年增长0.152 Pg(以C计),2000s—2010s中国陆地生态系统碳汇量约229.7 Tg·a^(-1)(以C计),其中森林植被(指乔木林)碳储量约增加150.6 Tg·a^(-1)(以C计),约占整个陆地生态系统植被碳汇量的65.6%。过去70年,中国森林已从碳源转变为逐渐增强的碳汇。在森林面积保持不变的情景下,相比2000s—2010s时段,2030年后现有乔木林的生物量碳汇将有所下降;如果森林面积未来持续增加,2030—2050年中国新增乔木林的碳汇量仍将呈增加趋势。在全球变化背景下,气候变化及其引发的风险(极端干旱与热浪事件、森林火灾、病虫害等)可能会削弱森林碳汇功能。为维持并提升森林碳储量和碳汇潜力,需要采取森林碳储与碳汇双增以及森林碳汇与木质林产品碳库协同提升的策略,从保碳、增碳、扩碳和碳资源化利用的汇转移4个途径对森林资源实施保护修复、精准绿化、科学经营与合理利用以及多时空尺度的优化布局,同时重视森林土壤碳库增汇的长期效应。在林业减缓和适应气候变化框架下,森林碳汇潜力提升未来研究重点是科学推进国土绿化适宜造林地和树种选择,森林经营增汇技术,森林碳储、碳汇协同提升与木质产品库的碳汇转移与存续的时空配置优化模式,森林土壤固碳增汇机制以及潜力研究,准确评估森林碳汇对实现国家碳中和目标的贡献及其时间表和路线图。