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。

宝天曼8种阔叶树木材密度的解剖学决定因素及其与叶性状的协同与权衡

【目的】探究影响木材密度的解剖学机制,揭示茎叶解剖和生理性状的协同与权衡关系,有助于阐明不同树种适应环境的生理生态机制。【方法】选择宝天曼天然林中常见的8种落叶阔叶树,测定木材密度、木质部导管及纤维等解剖性状、叶片压力-容积曲线参数等21个茎叶性状,探究决定木材密度的解剖学性状,分析茎叶性状的协同和权衡关系。【结果】1) 8个树种的木材密度与组成木质部的导管、薄壁组织和纤维组织这3大组织的比例都不相关,更多受到纤维细胞性状的影响。2)对木材密度影响最大的木质部性状是纤维细胞腔占横截面的比例,其次是纤维细胞壁占纤维细胞的比例、纤维细胞壁厚与腔直径比、纤维细胞壁厚度等性状。3)木材密度与叶片单叶面积、失膨压时相对含水量和弹性模量呈负相关。4)失膨压时相对含水量与导管水力直径、最大导管直径、平均导管直径、纤维细胞腔面积、纤维细胞腔直径呈正相关;与导管密度、纤维细胞壁厚与腔直径比、纤维细胞壁占横截面比例呈负相关。【结论】木材密度主要由纤维细胞性状决定,而非导管和薄壁组织性状;高的叶片忍耐失水能力耦合于致密的茎纤维细胞和木材密度。

7年穿透雨减少对锐齿槲栎光合固碳及生物量碳储量的影响

气候变化背景下不断加剧的干旱事件对树木的生长及碳积累产生显著影响。然而,树木光合固碳能力及生物量碳储量对相对长期干旱的连续响应机制的研究仍然有限。选择70年生的天然锐齿槲栎(Quercus aliena var.acuteserrata)林,探究长期模拟穿透雨减少对锐齿槲栎光合固碳潜力和生物量碳储量的影响。研究结果表明,连续7年的穿透雨减少处理显著降低了锐齿槲栎的光合固碳能力,其叶片净光合速率(A)、最大羧化速率(V_(cmax))、最大电子传递速率(J_(max))、最大光化学效率(F_(v)/F_(m))均明显降低,且穿透雨减少处理增强了A与气孔导度(g_(s))、J_(max)、F_(v)/F_(m)之间的相关性。在适应长期干旱过程中,锐齿槲栎通过增加比叶面积(SLA)、叶片栅栏组织与海绵组织的比值、气孔密度等叶片形态及结构特性变化,降低冠层叶面积(LAI)指数和蒸腾水分散失及提高水分利用效率(WUE)缓解和适应干旱胁迫的不利影响。但是,长期穿透雨减少仍然降低了锐齿槲栎的生物量碳储量。穿透雨减少处理7年后,叶生物量碳下降30.6%、茎生物量碳下降34.3%、地下生物量碳下降26.4%,总生物量碳下降32.8%。同时,地下/地上生物量碳比值显著提高,表明锐齿槲栎通过增加地下碳投入和生长适应干旱胁迫。在未来降雨格局变化下,锐齿槲栎生长及叶性状的适应性调整是该树种能够长期生存的重要策略。研究为评价全球气候干化背景下暖温带锐齿槲栎林光合固碳能力和碳储量的变化提供了科学依据。