中国亚热带5种林型的碳库组分偶联关系及固碳潜力

中国亚热带森林对亚热带地区乃至中国的碳收支和碳平衡具有十分的重要作用。根据中国亚热带地区5种主要林型(杉木林、马尾松林、常绿阔叶林、阔叶速生人工林和针阔混交林)生物量的文献资料,采用关联矩阵法分析了亚热带5种林型树干、树枝、树叶、乔木层地上部分、乔木层地下部分、乔木层总碳库、林下植被碳库(包括灌木层和草本层)、死生物量碳库(包括枯立木、枯倒木、枯枝和凋落物)8个碳库间的偶联关系,利用回归方程研究乔木层、林下植被层、死生物量碳密度与立木蓄积量的关系,通过Logistic曲线探讨5种林型乔木层的最大碳密度。结果表明:1)5种林型生态系统碳库组分的碳密度和分配比例存在明显差异,但均呈现乔木层死生物量灌木层草本层的规律;2)5种林型树干、乔木层地上部分、乔木层地下部分、乔木层总碳库的碳密度之间关联性极为显著(p0.001),它们与死生物量碳密度的关联性均达到显著水平(p0.05);针阔混交林的林下植被碳密度与其他碳库组分碳密度相关性不显著(p0.05),而其他4种林型的林下植被碳密度均与树干、乔木层地上部分、乔木层地下部分、乔木层总碳库、死生物量的碳密度显著相关(p0.05);3)针阔混交林的林下植被碳密度与立木蓄积量相关性不显著,其他4种林型的乔木层总碳密度、林下植被碳密度、死生物量碳密度与立木蓄积量的回归曲线均达到显著水平(p0.05);4)5种林型乔木层的碳密度与林龄的关系符合Logistic曲线(p0.0001),碳密度最大值分别为194.43Mg/hm~2,110.62Mg/hm~2,260.42Mg/hm~2,175.52Mg/hm~2和157.20Mg/hm~2,它们可视为亚热带5种林型乔木层固碳潜力的参考水平。     

基于LIDAR数据的森林参数反演方法研究

森林结构参数诸如林分平均高、平均冠幅、平均胸径、林分密度、地上生物量等的空间分布对于森林可持续经营管理具有重要意义。以黑河流域祁连山大野口典型森林区为研究区,采用高密度LIDAR小脚印点云数据,在进行单木结构参数提取的基础上,按20 m×20 m大小的网格进行了小区域森林参数反演研究。首先由LIDAR点云数据生成冠层高度模型(Canopy Height Model,CHM),从CHM中估测单株木结构参数树的位置、树高、冠幅。然后采用多元逐步回归分析法建立样地(20 m×20 m)尺度上LIDAR估测的平均树高、冠幅等与实测森林参数(林分平均高、林分算数平均高、平均冠幅、平均胸径、林分密度、地上生物量)之间的关系。结果表明,林分平均高、林分算术平均高、地上生物量的估测方程精度较高,R2均大于0.7,平均冠幅、平均胸径、林分密度的估测方程R2均大于0.5,根据建立的方程得到了森林参数的空间分布图。高密度LIDAR数据可以得到较高精度的森林参数空间分布图,对于森林可持续经营管理以及林相图的更新等具有重要意义,同时对小流域森林水文科学的研究具有重要的应用价值。     

长白山自然保护区历史森林景观的初步重建

本文在对环境因子(包括年均温、年降水量、海拔高度、坡度和坡向)进行空间表达的基础上,建立了长白山自然保护区当前森林景观垂直带(包括阔叶红松林、云冷杉林、岳桦林和苔原)与这些环境因子间的逻辑斯蒂回归模型,然后利用1997年各环境因子的空间数字面来反推1975年森林景观带的空间分布,并根据1975年MSS遥感影像计算机监督分类的结果,用Kappa指数对模型预测结果进行验证。结果表明,苔原、岳桦林、云冷杉林和阔叶红松林1975年的预测分布面积分别为7243.83hm2、6517.08hm2、125570.16hm2和34264.80hm2,与遥感分类结果相比,苔原和云冷杉林的面积分别减少了29.04%和3.05%;岳桦林和阔叶红松林的面积分别增加了246.45%和8.6%。用逻辑斯蒂回归模型可以较好地预测苔原在保护区内的分布范围,同时在一定程度上也能预测阔叶红松林的分布范围,但是对岳桦林和云冷杉林分布范围的预测结果较差。尽管如此,作为一种方法性的探讨,本文可以为森林景观空间分布和环境因子变化的关系以及森林景观对气候变化的反应研究提供一种新思路。     

喀斯特石漠结皮层藓类物种多样性及在石漠化治理中的作用研究

根据对烂泥沟金矿区附近喀斯特石漠区域生物结皮的物种调查,藓类植物共7科9属13种,丛藓科(Pottiaceae)和牛舌藓科(Anomodontaceae)是该区的优势科.13种结皮藓类植物的生物量、成土量、饱和吸水率和饱和吸水量的测定结果显示,平均生物量为161～6 690kg/hm2;平均成土量为438～18 350 kg/hm2;平均饱和吸水率在780.43～1705.56%,最高的达到2 228.57%,最低的也有512.99%;平均饱和吸水量在1 256.5～18434.1kg/hm2,最高的达到68 140.3 kg/hm2.该结果说明,在喀斯特石漠这种缺少土壤、极度干旱且保水能力弱的环境区域,生物结皮层藓类植物以其特有的生态功能在石漠化治理、退化生态系统的恢复中具有十分重要的作用.      

典型喀斯特地区马尾松纯林及马尾松-阔叶树混交林营养元素生物循环研究——以贵州龙里为例

以龙里典型喀斯特地区马尾松纯林及马尾松- 阔叶树混交林为研究对象,研究了两个群落的生物量、营养元素贮量、分布及循环特征。结果表明: 马尾松纯林、马尾松- 阔叶树混交林的生物量分别为40. 62t /hm2、48. 32t /hm2 ,混交林的乔木层总生物量比马尾松纯林高18. 97% ,根系生物量较纯林高65. 12%。混交林乔木层各器官营养元素的含量整体大于马尾松纯林,两群落乔木层N、P、K、S的含量表现出一致的趋势,叶> 根> 枝> 干。混交林乔木层各元素的积累量分别比纯林高47. 97%～ 197. 67% ,凋落物层各元素贮量比纯林高85. 40%～ 318. 301%。混交林的年归还量、年存留量和年吸收量均大于马尾松纯林,且各元素循环系数大于马尾松纯林。马尾松林与阔叶树混交可以有效地提高群落生物量和营养元素循环的能力。      

生态环评中森林植被生物量的估算方法

生物量的估算方法主要有皆伐实测法、标准木法、回归估计法、森林蓄积量与生物量的转换模型等四种方法,通过对四种方法分析比较,提出森林蓄积量与生物量的转换模型法是目前最适合在环境影响评价工作中进行生物量估算的方法.     

川西米亚罗地区岷江冷杉林过去223年森林净初级生产力重建

利用BIOME-BGC模型和树木年轮数据模拟1954~2008年川西米亚罗岷江冷杉林森林净初级生产力(NPP)动态,并构建了相应的NPP线性重建模型(方差解释量为44.8%),最终重建了该地区岷江冷杉林过去223年(1788~2010年)NPP的波动历史。在1788~2010年区间,岷江冷杉林NPP波动于498.66~563.65gC/m~2/a之间,平均值和标准差分别为527.2gC/m~2/a和12.45gC/m~2/a。森林NPP主要上升时期有1788~1811年、1832~1844年、1890~1928年和1969~1993年,NPP主要的下降时期有1812~1831年、1845~1860年、1929~1968年和1994年至今。重建NPP序列与气象数据的相关和响应函数分析发现,夏季至秋季温度是限制森林生长的最为重要的气候要素,另外前一年秋季至初冬温度和春季至初夏的降雨对森林生长也有一定的控制性影响。树木年轮是一种指示森林NPP动态变化的可靠待用材料,可以检验和校正包括BIOME-BGC模型在内的各种生态系统过程模型。     

热脉冲技术测定树干液流研究进展

热脉冲技术是生态生理学和森林水文学研究树木耗水最为常用的技术之一,该技术具有在树木自然生长状态基本不变的情况下实时测量树干木质部上升液流速度及流量,可以简捷准确地确定树冠蒸腾耗水量,同时具有经济可行,测定准确的优点.综述了热脉冲技术的发展历程,对热脉冲方法测定树干液流理论研究、树干液流时空变异性与环境因子的关系研究以及单株耗水向林分水平的尺度转换研究等方面作了较为详细的总结,据此,对热脉冲技术的发展做了展望.     

杭锦旗地区上古生界地层水成因及其与油气的关系

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区上古生界地层水总矿化度为13 831 mg/L～89 445 mg/L,属于盐水和卤水的范畴,pH值在4.37～7.3,在强酸性一弱碱性之间,地层水水型基本为CaCl2型水.根据对鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界地层水矿化度、pH值及离子含量等的分析发现,泊尔江海子断裂带及其以南、以北地层水特征差异明显:泊尔江海子断裂带地层水矿化度最高(47 061 mg/L～89 445 mg/L)、pH值最低(4.37～6)及Mg2+离子含量最高.最高达7 024 mg/L;断裂带以南地层水阴离子主要为Cl-和HCO3-,不含SO42+离子;断裂带以北含SO42-离子,而且往北SO42-离子增加的趋势非常明显.采用Davission地层水Nadeficit与Caexcess之间关系及其作用过程的地层水成因模式和地质特征进行综合研究,认为泊尔江海子断裂带的地层水成因为混合作用,主要是由断裂带热液活动导致深部偏酸性的高温、高Mg2+含量、高矿化度水与上古生界地层水混合所致.现今实测表明断裂带地温梯度2.72℃/hm～2.9℃/hm,为研究区最高;断裂带以北地温梯度只有2.27℃/hm～2.36℃/hm,与后期地表水的渗入降温有关.断裂带以外主要的流体一岩石相互反应是斜长石的钠长石化过程.地层水特征变化与油气特征的关系显示热液活动有利于烃源岩的成熟;SO42-离子往北逐渐增加表明受大气淡水影响.保存条件逐渐变差;热流影响区可能成为油气有利聚集区.     

季节性放牧对黄河源区高寒草甸植被耗水量及水分利用效率的影响

研究季节性放牧对植被耗水量、水分利用效率的影响,是探索如何提高高寒草甸水源涵养能力的重要内容之一。以青藏高原三江源高寒草甸季节性放牧样地与自然放牧样地为研究对象,分析了季节性放牧和自然放牧条件下高寒草甸植被耗水量、水分盈亏量、水分利用效率（WUE）的动态变化及其与环境因素的关系。结果表明：在植被生长季（5-9月）,季节性放牧样地和自然放牧样地植被耗水量在5月开始增加, 7月达最高,分别为160.94 mm和145.96 mm,季节性放牧样地植被总耗水量（395.52 mm）比自然放牧样地（348.14 mm）高13.61%。生长季平均来看,季节性放牧样地和自然放牧样地5-9月水分正盈余,分别为13.58 mm和70.96 mm,但在植物生长旺季（8月）略有亏缺。季节性放牧样地和自然放牧样地植被耗水量均与降水量呈弱的正相关关系。季节性放牧样地植被地上净初级生产量（ANPP）、地下净初级生产量（BNPP）和总的净初级生产量（NPP）比自然放牧样地分别高32.54 g·m^-2、5.96 g·m^-2、38.50 g·m^-2,季节性放牧样地ANPP的水分利用效率（WUE）比自然放牧样地高53.85%,而BNPP、NPP的WUE比自然放牧样地分别低13.06%和9.97%。这表明,季节性放牧可提高植被生产量和耗水量,但对高寒草甸WUE的影响因放牧方式不同导致地上、地下生物量分配格局不同而有所差异。