西双版纳热带季节雨林的土壤呼吸研究

2003年1月~2004年1月,用静态箱-气相色谱法对西双版纳热带季节雨林的土壤呼吸进行了研究.实验设3个处理,处理A:土壤;处理B:土壤+凋落物层;处理C:土壤+凋落物层+地表低矮植物.研究表明,土壤呼吸速率年变化在12~2月呼吸速率最低,7月出现明显的呼吸高峰,4月和10月还分别存在两个小峰.不同处理的土壤呼吸速率不同,实测平均值C>B>A,分别为14642,12807和9532mgCO2·m?2·h?1,差异达到1%显著水平.因西双版纳温度日变化不大,土壤呼吸速率日变化不明显.土壤呼吸速率与土壤含水量呈凸型抛物线型相关,达1%显著水平,水分含量在35%~40%范围时,土壤呼吸速率较大.土壤呼吸速率与5cm地温呈指数相关,达1%显著水平.根据计算,西双版纳热带季节雨林土壤呼吸的Q10为2.03~2.36,与文献所报道的热带土壤Q10接近.根据模型计算得到2003年的土壤+凋落物层+地表低矮植物的CO2排放量为5.34kgCO2·m?2·a?1,其中土壤为3.48kgCO2·m?2·a?1,占65.2%,凋落物层为1.19kgCO2·m?2·a?1,占22.3%,地表低矮植物为0.67kgCO2·m?2·a?1,占12.5%.     

西双版纳季风常绿阔叶林的群落学特征

对西双版纳地区季风常绿阔叶林植物群落的物种组成、区系成分、多样性指数、群落外貌、结构特征以及物种面积关系等进行了分析,结果表明在3块2 500 m2的样地上,计有维管束植物70～123种,分别属于36～49科、70～74属;区系地理成分可分为12个类型,主要以热带区系成分为主,其中又以热带亚洲(印度-马来西亚)分布和泛热带分布的成分占优势,温带成分所占的比例很少;群落中胸径≥2 cm的乔木树种丰富度为60±11.14,Shannon-Wiener指数为2.605 1±0.342 0,Pielou均匀度指数为0.637 3±0.065 4;群落的结构层次可分为乔木(Ⅰ、Ⅱ)层、灌木层和草本层;群落外貌以单叶、革质、全缘、中叶为主的常绿中、小高位芽植物组成为特征;物种-面积曲线在取样面积为1 500 m2时开始趋于平缓.与本地区的季节雨林和山地雨林相比,西双版纳季风常绿阔叶林群落的中、小高位芽植物以及单叶、革质、中叶植物所占的比例较大,而大高位芽、藤本植物的比例较少.与其他地区常绿阔叶林相比,其中高位芽、全缘叶、中叶植物比例明显偏高,小、矮高位芽、小叶植物比例则明显减少;物种多样性指数低于本地区季节雨林和山地雨林以及广东鼎湖山、白云山的常绿阔叶林,与云南哀牢山、浙江天台山的常绿阔叶林较为接近,但明显高于日本Okinawa群岛、滇中地区的常绿阔叶林.表明西双版纳的季风常绿阔叶林物种组成较为丰富,群落结构复杂,植物多样性指数较高,植物区系成分虽具有一定的温带成分,但主要以热带区系成分为主,热带性较强.     

西双版纳热带季节雨林的C贮量及其分配格局

利用已有生物量模型（乔木层、木质藤本）和收获法（灌木层、草本层）获得群落生物量，结合土壤、植物样品C含量的实测值。对西双版纳热带季节雨林1hm^2样地的C贮量及其分配格局进行了分析。结果表明：（1）西双版纳热带季节雨林生态系统的总C贮量为220．492t／hm^2，其中植物活体部分为128．099t／hm^2、土壤为81．85t／hm^2、粗死木质残体为5．708t／hm^2、凋落物为4．835t／hm^2。（2）群落植物活体C贮量的层次分配以乔木层占绝对优势（97．23％），其他层次所占的比例很小，层次分配的大小顺序为：乔木层〉灌木层〉木质藤本〉草本层。（3）乔木层的C贮量随径级而变化，并在30cm〈DBH≤40cm、70cm〈DBH≤80cm及DBH〉100cm范围内形成三个C贮量高峰。（4）乔木的总C贮量集中分布于少数优势树种中。其中绒毛番龙眼（Pometia tomentosa）的C贮量占乔木层的24．70％。西双版纳热带季节雨林的植被C贮量远高于全国平均水平。     

热带季节雨林碳通量年变化特征及影响因子初探

为深入分析西双版纳热带季节雨林碳通量年变化特征及其与各种因子的关系,通过西双版纳主要自然生态系统(热带季节雨林)2003～2004年林冠-大气间和近地层的碳通量以及不同覆盖状况下的地表碳通量(土壤呼吸)的长期观测,并结合植物光合作用、叶面积指数、凋落物和凋落物分解速率以及温度、辐射等常规气象的测定,对热带季节雨林碳通量的年变化特征及其影响因子进行了综合的分析与研究.结果表明热带季节雨林的碳通量表现出和其它热带雨林不同的特征,在干季(11～4月)的林冠-大气间碳通量为负值,森林生态系统呈现碳汇效应;而在雨季(5～10月)表现出较弱的碳源效应;森林生态系统碳通量具有明显的日变化特征,在白天呈现碳汇效应,而夜间为碳源效应,并且干季昼间碳通量较大;雨季较小;夜间则呈现相反趋势.林冠植物在昼间具有较强的光合作用,对昼间林冠-大气间碳通量有较大的贡献;林冠和植物林内低矮植物的光合速率均与林冠-大气间碳通量有显著的相关关系,而林内低矮植物的光合速率与林内近地层碳通量仅在于热季存在显著的相关关系.林内不同覆盖状态的地表碳通量具有明显的季节变化;林冠-大气间碳通量与地表碳通量同样具有较好的相关性,地表碳通量是导致热带季节雨林生态系统碳通量呈现特殊分布的主要因子;另外,林冠-大气间碳通量与凋落物量、凋落物分解速率、降水量、土壤含水率和土壤温度均表现出较好的相关性.初步的统计表明,西双版纳热带季节雨林林冠-大气间碳通量在不同季节呈现不同的汇/源效应,在总体上表现为一个较弱的碳汇.     

橡胶-大叶千斤拔复合生态系统中的植物生长与土壤水分养分动态

对橡胶-大叶千斤拔复合生态系统和橡胶纯林进行连续3 a的对比观测研究,结果表明在橡胶林里种植大叶千斤拔能促进橡胶生长,橡胶平均基径、平均胸径和平均树高分别比橡胶纯林高出11.0%、9.62%和3.78%.与橡胶纯林相比.混作后土壤含水量的季节变化较为缓和且旱季含水量较高;且0～10 cm和10～30 cm的土壤容重每年分别约下降0.03 g/cm3和0.01～0.02 g/cm3.随着种植年限的增加,土壤中有机质、全氮、全磷、全钾含量都呈现出先降后升的趋势,而在对照中土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量均呈现不断下降的趋势.表明混作后植物的生长及土壤养分状况比橡胶纯林都有所改善.