楠木人工林生态系统生物量、碳含量、碳贮量及其分布

对32年生楠木人工林生物量、碳含量、碳贮量及其空间分布进行测定。结果表明：楠木林分平均生物量为174.33t·hm^-2,其中乔木层为166.73t·hm^-2,占林分生物量的95.6%;楠木林分生态系统各组分碳含量为树干0.5769gC·g^-1,树皮0.4654gC·g^-1,树枝0.5232gC·g^-1,树叶0.4958gC·g^-1,树根0.4931gC·g^-1,灌木层0.4989gC·g^-1,草本层0.4733gC·g^-1,苔藓层0.4143gC·g^-1,枯落物层0.3882gC·g^-1;土壤碳含量平均值为0.0139gC·g^-1,随土层深度增加各层次土壤碳含量逐渐减少;楠木林分生态系统总碳贮量为227.59t·hm^-2,其中乔木层91.33t·hm^-2,占楠木林分生态系统总碳贮量的40.13%,灌木层0.38t·hm^-2,只占0.17%,草本层1.71t·hm^-2,占0.76%,苔藓层0.63t·hm^-2,占0.28%,枯落物层0.66t·hm^-2,占0.29%,林地土壤（0-80cm）碳贮量为132.88t·hm^-2,占58.40%;其碳库空间分布序列为土壤（0-80cm）〉乔木层〉草本层〉枯落物层〉苔藓层〉灌木层;楠木林分净生产量为8.5706t·hm^-2a^-1,其中乔木层净生产量为6.6691t·hm^-2a^-1,占林分总量的77.82%。楠木林分碳素年固定量4.2536t·hm^-2a^-1,其中乔木层碳素年固定量3.5736t·hm^-2a^-1,占林分总量的84.01%。

酸雨胁迫下黑壳楠Lindera megaphylla Hemsl．幼苗在夏季和秋季的生理生态特性

浙江为酸雨危害严重地区之一,而植物在酸雨胁迫下的生长和生理变化情况可以衡量其对酸雨的耐受能力,亦可作为植被引种、经营和管理的参考依据。采用盆栽法,研究了在不同季节不同强度酸雨胁迫下黑壳楠Lindera megaphylla Hemsl.的生理生态特性,设置了3个酸雨处理:重度酸雨处理(pH2.5)、中度酸雨处理(pH4.0)和酸雨对照处理(pH5.6)。研究结果表明:①酸雨、季节以及酸雨和季节的交互效应对黑壳楠的株高、地径和叶绿素相对含量没有显著影响。②黑壳楠的最大净光合速率(Amax)、表观量子效率(AQE)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)对酸雨胁迫敏感,而季节并未显著影响到植物的光合特性。③酸雨胁迫显著影响黑壳楠的气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)。季节对黑壳楠的蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)影响显著。酸雨和季节的交互效应极显著影响到植物的胞间CO2(Ci)浓度和蒸腾速率(Tr)。研究表明夏季黑石楠受酸雨胁迫的影响比秋季严重。重度酸雨胁迫严重影响到黒壳楠的生理生长,在酸雨危害严重地区如浙江不适宜大量种植黑壳楠。

不同起源时期的3种被子植物对酸雨胁迫响应的光合生理生态特征

为了验证起源时间较长的植物具有较强适应性的假设,人工模拟酸雨胁迫,研究了在不同酸雨处理下不同起源时期的3种被子植物乐东拟单性木兰(Parakmeria lotungensi)、石栎(Lithocarpus glaber)和山核桃(Carya cathayensis)的光合生理适应特性。实验设置了酸雨对照处理(pH5.6)、中度酸雨胁迫处理(pH4.0)和重度酸雨胁迫处理(pH2.5),并测定了这3种植物的光合特性。研究结果显示:1)在不同强度的酸雨处理下,乐东拟单性木兰的光合能力大小趋势为pH2.5>pH4.0>pH5.6,石栎则为pH5.6>pH4.0>pH2.5,但山核桃在酸雨处理之间差异不显著;2)在酸雨对照处理(pH5.6)中,石栎的光合能力相对较高,其次是乐东拟单性木兰,山核桃最小。但在重度和中度酸雨胁迫下(pH≤4.0),3种植物光合能力的大小趋势为乐东拟单性木兰>石栎>山核桃,且酸雨胁迫越严重,上述趋势越明显。研究结果表明:在重度酸雨胁迫下,起源时间较早的乐东拟单性木兰表现出较高的光合与适应能力。从应用的角度出发,建议考虑将乐东拟单性木兰作为酸雨灾害严重地区植被构建的物种之一。

森林生态系统土壤碳库对氮沉降的响应

从土壤碳含量的输入和输出两方面综述了N沉降胁迫对土壤碳库的影响方式和过程,分析了目前N沉降对凋落物分解、细根生物量、土壤呼吸的影响的研究进展及其作用机制,但由于N沉降对土壤碳库的影响是一个复杂的综合作用过程,N沉降对森林土壤碳库的总效应尚需要更深入的研究。

桫椤生态系统的土壤呼吸特征

桫椤植物最早出现于中生代的晚三叠纪或早侏罗纪,现存的桫椤林是一种非常典型的孓遗陆地生态系统。对桫椤生态系统土壤呼吸特征研究表明,6月份桫椤纯林的土壤呼吸速率很小,去除凋落物和保留凋落物的土壤呼吸速率分别为0.87、0.89μmol.m-.2s-1,两种处理无显著差异(P>0.05)。由于其它生物的入侵,在保护区桫椤林中出现了多种混交的森林类型,比较典型的是毛竹、落叶阔叶林、常绿阔叶林作为桫椤纯林的入侵种与其形成的3种生态系统类型,根据测定的结果,表明这3种生态系统类型的林地土壤呼吸速率均大于桫椤纯林,平均值分别为2.95、2.06、1.33μmo.lm-.2s-1,经统计分析,发现它们与桫椤纯林有显著的差异(P<0.001)。凋落物对这3种类型的影响表现为,毛竹桫椤混交林、常绿阔叶桫椤混交林差异显著(P<0.001),落叶阔叶和桫椤混交林差异不明显(P>0.05);在较短时间尺度上对4种森林类型的日动态分析,均表现为一致的平稳状态。在土壤温度和湿度变化较小的情况下,两种处理5cm土壤温度和湿度均与土壤呼吸无明显相关性。

亚热带6种针叶和阔叶树种凋落叶分解比较

针叶和阔叶树种分别代表了不同的生活型,其凋落叶片具有不同的分解速率.应用分解网袋法,在中国亚热带地区,选取了具有代表性的3种针叶树种(马尾松Pinus massoniana、水杉Metasequoia glyptostroboides和杉木Cunninghamia lanceolata)和3种阔叶树种(木荷Schima superb、乐昌含笑Michelis chapensis和青冈Cyclobalanopsis glauca)的凋落叶,放置于样地杭州千岛湖的林地中,经过1a的分解实验,分析不同类型树种凋落叶的分解特征.6种树种凋落叶质量损失过程基本符合Olson指数模型,其中,3种针叶树种(马尾松、水杉和杉木)凋落叶的分解系数k值(分别为0.51、0.30和0.44),明显小于3种阔叶树种(木荷、乐昌含笑和青冈)凋落叶的分解系数k值(分别为0.55、1.12和0.66);同时,针叶树种(马尾松、水杉和杉木)凋落叶分解50%和95%所需时间(分别为1.36、2.31、1.78a和5.87、9.99、7.68a),大于阔叶树种(木荷、乐昌含笑和青冈)凋落叶的分解时间(分别为1.26、0.62、1.05a和5.45、2.68、4.54a).多元回归分析表明,凋落物分解系数与初始钾元素含量显著相关(P<0.05).一元线性回归分析表明,凋落物的分解系数与初始钾元素和初始木质素含量均具有显著性差异(P<0.05).亚热带地区针、阔叶树种凋落叶分解的差异与自身质量密切相关,其中初始木质素与钾元素含量是控制凋落物分解的主要因素.

柳杉凋落物在中国亚热带和热带的分解

柳杉(Cryptomeria fortunei)为我国特有种,具有很高的经济价值,而且在吸收二氧化碳和净化空气方面具有重要作用。为探究全球气候变暖对森林凋落物分解速率的影响,分别在中亚热带的千岛湖、南亚热带的鼎湖山和热带的尖峰岭,用分解袋法对柳杉凋落物进行分解实验,3个实验样地的主要差异为温度。结果表明:凋落物在3个样地的分解速率顺序为尖峰岭、鼎湖山、千岛湖,且不同样地之间的分解速率具有显著差异(P<0.01)。在千岛湖样地分解速率常数k值与初始C/N呈显著相关(P<0.05);在鼎湖山样地分解速率常数k值与初始碳含量呈极显著相关(P<0.01);在尖峰岭样地,凋落物的分解速率常数k值与凋落物各初始化学元素含量相关性均不显著,推测可能是气候起主要作用。

中国东部气候带凋落物分解特征——气候和基质质量的综合影响

凋落物分解是陆地生态系统物质循环和能量转换的主要途径。凋落物分解主要受到基质质量和气候因素多因子的综合影响。目前国内尚缺乏关于凋落物分解同气候因子和基质质量关系的多元统计和综合分析。应用分解袋法,对亚热带8个主要树种的凋落叶沿中国东部气候带5个地点历时2a的分解试验研究表明,年均降水量是影响中国东部凋落叶分解速率的首要气候因子,其次是实际蒸散和年均温度。凋落叶的初始N含量是决定分解快慢的首要基质因子,其次是P含量和Lignin∶N比和C∶N比。

模拟酸雨对青冈和木荷幼苗光合响应特性的影响

选用中国亚热带常绿阔叶林地区常见的先锋植物木荷(Schima superba)和顶极植物青冈(Quercus glauca)为材料,以pH5.6雨水为对照(CK),采用盆栽实验研究了pH分别为4.5,3.5,2.5的酸雨处理下,2种植物的光合作用光响应特性.结果发现:在对照(CK)条件下,木荷和青冈的最大光合速率(Pnmax)分别为6.1,6.14μmol/(m2.s),表观光合量子效率(AQY)分别为0.048,0.035μmol/μmol,光补偿点(LCP)分别为21,45μmol/(m2.s),光饱和点(LSP)分别为152,130μmol/(m2.s),暗呼吸速率(Rd)分别为0.57,1.60μmol/(m2.s),二者的Pnmax,AQY,LCP,LSP以及Rd均无显著差异.但一定程度的酸雨胁迫能显著降低两树种的Pnmax,使LCP和LSP显著升高,而对AQY无显著影响,但酸雨胁迫仅能使木荷的Rd显著升高而对青冈的Rd无影响.各酸雨处理两树种间的Pnmax无显著差异,但木荷的AQY,LCP和Rd在一定酸雨处理下显著低于青冈,LSP高于青冈.总的看来,木荷的光和特征比青冈对酸雨胁迫表现出更强的忍耐性,可能增强其在群落演替中的地位和作用.

基于比较优势分析法的冬小麦产量差异

在农户调查基础上,采用比较优势分析法对曲周县2003—2004年度冬小麦产量差异进行分析.调查数据表明,地块间小麦产量差异较大,产量范围为在4.2～7.9t.hm-2,变异系数为0.14.通过逐步回归建立的由土壤盐碱度、土壤肥力、是否咸水灌溉、品种选择、返青期追施氮肥类型、播种时间、病虫害防治和返青期是否水分胁迫8个因子构成的产量差模型可以解释63%的产量差异.其中土壤盐碱度、土壤肥力和是否咸水灌溉是冬小麦的主要产量限制因子,其引起的产量差为727kg.hm-2,占总模拟产量差的52%.小麦品种引起的产量差为202.1kg.hm-2,占总模拟产量差的14%.播种时间、返青期追施氮肥类型、病虫害防治和返青期是否水分胁迫4个因子引起的产量差分别占总模拟产量差的7%、14%、10%和3%.因此,除土壤和气候状况外,管理措施也是造成产量差异的重要因素,通过优化管理措施可以大大减小产量差异.

桫椤植物群落区系进化保守性

植被进化是生态系统进化研究的重要议题之一,而对"活化石"植物生物学、生态学特性的研究则是其基础。选以乐山五通桥桫椤自然保护区-桫椤群落的种子植物区系与蕨类植物区系组成为研究对象,发现种子植物区系在属的水平上热带成分与古华夏成分占到近2/3,在科的水平上则更高;种子植物区系中有9个中国特有属,其中8个为残遗或原始类型的古特有属,表现出典型的古特有现象;而在蕨类植物区系中热带成分和华夏成分所占比重更大。将之与我国不同气候带15代表性地点的植物区系进行DCA排序,发现其种子植物区系与蕨类植物区系组成都与更低纬度的一些区系更相近,表现出强烈的热带残遗性和亲缘性。将之与中国晚白垩纪和新生代第三纪中国东北、辽宁抚顺、云南景谷、山东山旺化石植物类群相比,发现桫椤群落中蕨类植物成分与其晚白垩纪化石植物群有着高度的相似性,而其种子植物组成与其后兴起的第三纪被子化石群不甚相似。由此可见,桫椤群落区系组成与起源年代都十分古老;与桫椤伴生的成分中存在较大比例的中生代甚至古生代的古老遗存物种,也明显表现出其在植被进化中的保守性和种系发生的古老性。

利用MODIS遥感数据反演广州市气溶胶光学厚度

利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据和NASA的V5.2气溶胶业务反演算法,对广州市进行了高空间分辨率气溶胶光学厚度的反演,并应用地面太阳光度计(CE-318)观测的气溶胶光学厚度进行验证.结果表明,利用MODISL1B数据进行高分辨率气溶胶光学厚度反演,结果精度较高.利用反演结果分析2008～2009年冬季广州市的气溶胶光学厚度时空变化特征,2008年12月的气溶胶光学厚度较低,平均大约为0.65,随后气溶胶光学厚度逐渐增大,到2009年2月,气溶胶光学厚度平均大约为1.35.广州市气溶胶光学厚度空间差异显著,在0.1～1之间变化,呈东北低西南高的空间分布特征.即森林覆盖率比较高的地区气溶胶较低.

热带尖峰岭和亚热带千岛湖六种凋落叶的分解特征

选取亚热带6个树种马尾松(Pinus massoniana)、毛竹(Phyllostachys heterocycla)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、木荷(Schima superba)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)和苏铁(Cycas revoluta)的凋落物,在亚热带的千岛湖和热带的尖峰岭进行凋落物分解实验,研究不同气候带下凋落物的分解特征。两样地的年均气温和降水为主要差异,年均温差达3.0℃。结果表明:两个样地凋落物的分解速率顺序为:毛竹﹥木荷﹥青冈﹥马尾松﹥水杉﹥苏铁,尖峰岭样地6个树种95%分解所需的时间集中在3.22-8.81a,千岛湖样地95%分解所需的时间为4.61-14.27a。6种凋落物叶的分解速率尖峰岭显著大于千岛湖(P<0.05)。用尖峰岭的气候条件来模拟千岛湖气候变暖后的状况,凋落物分解的分解速率将提高43.08%-95.65%,凋落物的95%分解时间将缩短30.15%-48.85%。凋落物分解的表观Q10在3.30-9.35之间。在千岛湖样地凋落物的分解速率(k值)与初始氮含量呈显著正相关(P<0.05),与木质素含量呈显著负相关(P<0.05);在尖峰岭样地,凋落物的分解速率与凋落物基质质量的各因子相关性均不显著。氮含量和木质素含量在中亚热带地区是预测凋落物分解和失重的良好指标,在热带地区气候因子对凋落物分解的控制作用较强于凋落物初始基质质量的控制作用。

孑遗植物银杏(Ginkgo biloba L.)雌雄株水分生理特征初步研究

[目的]研究银杏雌雄株在水分生理上的差异，探讨其水分利用策略，以及在进化过程中的重要作用。[方法]对银杏雌雄株的树干液流（sap flow）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）以及水分利用效率（WUE）进行对比研究。[结果]雌雄银杏的液流昼夜进程具有相似的规律，且白天雌雄株液流基本相同，夜间雄株液流大于雌株；不同性别银杏的丹和岱同样呈现为早晚高、午间低的曲线趋势，早晚雌株有比雄株更高的Tr和Gs，但中午11：00-14：00之间雌株的值低于雄株；雌雄银杏的WUE曲线变化趋势相似，但雌株的平均水分利用效率略小于雄株。[结论]与其他伴性植物比较分析得知，不同性别银杏的水分生理有较强的趋同特征。这可能是在长期进化的压力下，雌雄异株植物的一种生存策略。

九寨沟保护区植被景观变化与生境破碎化研究

根据1974、1994和2002年三个时段卫星影像，将土地覆盖类型划分为针叶林、针阔叶混交林、落叶阔叶林、灌丛、草地、裸地和水体7个类型。研究发现，九寨沟森林面积、特别是针叶林面积减少，各景观类型破碎化程度也在增大。与1974～1994年间森林丧失平均速率相比，1994～2002年间森林丧失速率明显放缓。第二期灌丛面积平均增长速率是第一期的3．5倍。随着生境破碎化的加剧，许多珍稀保护生物的前景变得难以预测，应以审慎的态度来对待所谓的“生态旅游”。

天目山不同森林类型林冠对酸雨的缓冲作用

通过在浙江天目山国家级自然保护区不同森林类型中采集酸雨,比较空旷地和6种森林林冠下酸雨的pH值动态变化,研究森林林冠对酸雨的缓冲作用。结果发现,天目山主要森林林冠对酸雨有缓冲作用,受到酸性降水的淋溶后,除了毛竹林,大部分森林类型树冠下截留的雨水pH值普遍升高,说明树冠对酸性降雨具有缓冲作用。不同季节酸雨的pH值有差异,不同森林林冠下的酸雨pH值也不同,反映不同季节森林的缓冲的幅度有差异,春季:空旷地酸雨pH值5.7,森林5.9;夏季:空旷地酸雨pH值5.3,森林5.6;秋季:空旷地酸雨pH值5.1,森林5.3;冬季:空旷地酸雨pH值4.4,森林4.8,森林对酸雨的缓冲作用以冬季最为明显。

作物产量差研究进展

目前作物实际产量与潜在产量之间存在较大的差距,缩小这个差距对于提高粮食产量,满足日益增加的粮食需求具有重要意义,特别是针对中国人多地少,水资源短缺的情况,其意义更为重要。首先阐述了进行作物产量差研究的重要性,并从产量差定义的提出与发展、研究涉及的尺度及分析方法等方面介绍了国内外作物产量差研究现状及进展,在此基础上提出目前作物产量差研究中存在的问题,并进一步探讨了今后作物产量差研究的主要发展方向。

模拟酸雨对亚热带典型树种叶凋落物分解的影响

通过在酸雨胁迫下中国亚热带典型树种马尾松(Pinus massonianaLamb.)、木荷(Schima superbaGardn.et Champ.)、青冈(Cyclobalanopsis glauca(Thunberg)oersted)叶凋落物分解的比较研究,试图分析亚热带区域日益严重的酸雨是否会对森林凋落物的分解产生影响,从而揭示酸雨胁迫下凋落物分解的变化规律。利用网袋法进行试验,共设计有3个区组:酸雨对照处理(pH5.6)、中度酸雨胁迫(pH4.0)、重度酸雨胁迫(pH2.5)。试验结果表明:酸雨对3种亚热带树种凋落叶片的影响比较显著,通常会减慢凋落分解的速率。酸雨对照处理(pH5.6)、中度酸雨胁迫(pH4.0)和重度酸雨胁迫(pH2.5)三个处理对分解系数的影响,马尾松的分别为:0.49、0.34、0.25;木荷的分别为:0.70、0.34、0.32;青冈的分别为:0.64、0.23、0.21;酸雨对马尾松、木荷、青冈叶的凋落物的干重剩余率影响的大小为:pH(2.5)>pH(4.0)>pH(5.6)。中度酸雨处理(pH4.0)和重度酸雨处理(pH2.5)影响叶凋落物分解95%的时间分别推迟了:马尾松2.697a、5.869a;木荷4.531a、5.082a;青冈8.344a、9.584a。

全球环境变化对森林土壤呼吸的影响

森林土壤呼吸是陆地植物固定CO2后又释放CO2返回大气的主要途径,是与全球变化密切相关的一个重要过程。较全面地综述全球变化条件下,全球变暖、CO2浓度上升、N沉降和森林采伐对土壤呼吸的影响。全球增温可能导致土壤向大气中释放更多的CO2,大气CO2浓度的上升将增加土壤中CO2的释放量,同时也将通过提高植被生产力促进土壤的碳吸存。在CO2浓度上升和全球变暖相互作用下,土壤是碳的净"源"还是"汇"尚不完全清楚。N沉降和森林采伐对森林土壤呼吸既有增强作用,也有抑制作用。综合来看,全球变化对森林土壤呼吸的作用仍有很大的不确定性。

长白山区阔叶红松林采伐林隙种子库研究

土壤种子库是森林植物种群动态和森林更新的一个重要环节,为森林植被恢复提供了重要的物质基础。该文通过对凋落物层和腐殖质层(0~10 cm)种子库取样并用物理挑选法进行分类,对长白山区阔叶红松林不同面积和年龄的采伐林隙内土壤种子库的特征进行研究。结果表明:阔叶红松林不同面积林隙内种子库的丰富度和种子密度存在较大差异;不同年龄林隙内种子库的丰富度差异不大,但种子密度差异显著;林隙内不同部位间种子库的丰富度和种子密度差异较大,且丰富度和种子密度分别主要由腐殖质层和凋落物层决定;红松和色木槭在林隙内外种子库中均占据主导地位,显示出红松有良好的更新潜力;随林隙形成时间的延长呈现出多样性增加但优势度下降的趋势;非林隙林分内土壤种子库的多样性和种子密度高于林隙,但优势度低于林隙;与非林隙相比,林隙内土壤种子库的物种组成与更新幼苗的相似性较低,且随着林隙形成时间的延长,种子库物种组成与幼苗的相似性越来越低。