高寒河谷灌丛冠层降雨再分配特征及影响因素

通过植被冠层的降雨被分割成冠层截留、穿透雨和树干茎流3个部分,这个过程（冠层降雨再分配）是高寒河谷灌丛生态演变的关键驱动因子之一,对于认识高寒河谷灌丛的水文循环过程及水分收支规律也具有重要意义。选取青海湖流域最重要的河谷灌丛--具鳞水柏枝作为研究对象,通过野外定点观测,深入分析了冠层降雨再分配特征及影响因素\.结果显示:①穿透雨量、树干茎流量、冠层截留量占同期降雨量的比例平均为48.40%、4.04%和47.56%,并在不同降雨量等级之间存在显著差异;②冠层降雨再分配各组成要素（穿透雨、树干茎流、冠层截留）与降雨特征参数存在高度相关性,伴随降雨量和降雨历时的增加,穿透雨量、树干茎流量、冠层截留量占同期降雨量的比例均逐渐趋于稳定,极限稳定值分别介于60.45%～61.07%、6.45%～7.42%、33.11%～34.17%;③产生穿透雨和树干茎流的临界降雨量分别为1.10 mm和1.87 mm,表明2 mm以下的降雨对土壤水分的补给基本没有贡献。因此,高寒河谷灌丛冠层降雨再分配与其他林木类型存在明显差异,需要深入研究其内在机制及水分利用规律。     

科尔沁沙地樟子松人工林土壤粒径分布特征

为揭示科尔沁沙地不同林龄沙地樟子松人工林对风沙土粒径分布特征的影响,以中龄、近熟和成熟沙地樟子松人工林风沙土为研究对象,以裸沙地风沙土为实验对照,采用激光衍射技术测定土壤样品粒度组成,计算分析土壤粒度参数特征,绘制土壤粒配曲线。结果显示:(1)科尔沁沙地樟子松人工林风沙土以砂粒为主,其次是粉粒,黏粒含量最少。随林龄的增长,土壤黏粒、粉粒含量呈增加趋势,砂粒含量呈减少趋势。裸沙地风沙土砂粒含量多高于同层林地土壤。(2)科尔沁沙地樟子松人工林风沙土质地较粗,分选性较差,偏度值多为正偏度,峰度值多为尖窄,0～10 cm和10～20 cm风沙土分形维数分别为2.18～2.43和1.98～2.17。裸沙地风沙土质地更粗,分选性更好,分形维数更小。(3)科尔沁沙地樟子松人工林风沙土的粒度频率分布曲线均为双峰型。随林龄的增长,10～20 cm风沙土的土壤颗粒细化滞后于0～10 cm。林地悬移组分的含量高于裸沙地,裸沙地跃移组分的分选性高于林地。科尔沁沙地不同樟子松人工林风沙土粒径分布特征存在显著差异,本研究结果可为科尔沁沙地土地沙漠化防治及生态修复提供理论依据。     

不同类型防护林中樟子松的构型特征分析

 影响植物枝系构型的因素有各级分枝长度、各级分枝角度、枝径比、逐步分枝率和总体分枝率等。采用枝系构型的理论和方法,对甘肃民勤不同类型防护林中樟子松的分枝构型特征进行研究。结果表明：①不同类型防护林中的樟子松分枝格局有较大的差异,主要表现在分枝长度、分枝率等变化明显;②不同类型防护林中樟子松在不同部位处的分枝格局也存在一定的差异性,劣势类型Ⅰ的中下部枝条占优势,优势类型Ⅱ、中间类型Ⅲ以中上部枝条占优势,而劣势类型Ⅰ的基部分枝角度大于其他两种类型的;③优势类型防护林中樟子松在距地面不同高度处的分枝长度、分枝角度随高度呈规律性变化,在不同高度处的枝系构型指标以中上部占优势,基部较弱;④通过分枝构型特征研究认为在干旱区营造樟子松防护林以杨树和樟子松株间混交效果较好,杨树与樟子松行间混交效果较差,樟子松纯林居中。     

樟子松固沙林土壤碳截存及土壤呼吸对干湿变化的响应

 在科尔沁沙地测定分析了流动沙丘栽植樟子松林23 a后的土壤碳截存作用,以及林地和流动沙丘土壤呼吸对干湿变化的响应。结果表明:①流动沙丘造林后土壤容重减小,土壤颗粒中极细沙和黏粉粒含量显著增加;②樟子松林地0~5 cm和5~15 cm层土壤有机碳截存量分别为221.8 g·m-2和113.9 g·m-2,截存速率分别为9.64 g·m-2·a-1和4.95 g·m-2·a-1;CaCO3-C截存量分别为4.0 g·m-2和2.5 g·m-2, 截存速率分别为0.17 g·m-2·a-1和0.11 g·m-2·a-1;③干旱条件下土壤呼吸随气温的升高呈现指数减小;无论是干旱还是降雨后,林地土壤呼吸速率均显著高于流动沙丘;④降雨刺激后土壤呼吸显著增加,林地增加的幅度显著高于流动沙丘;林地地表凋落物去除后土壤呼吸速率下降,并且在降雨后下降更为明显。     

樟子松碳汇价值的长时间尺度模拟分析（英文）

森林生态系统具有重要的碳汇作用。目前,碳汇价格可以通过碳交易、碳税和固碳项目实际成本3种机制实现。本研究从森林植被碳汇功能发挥的过程出发,认为森林植被碳汇价值包括碳固定价值和碳蓄积价值两部分。在此基础上以樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)为例,采用固碳项目实际成本,模拟了森林植被在100年的生命历程中碳汇价值的动态变化过程。研究表明,单株樟子松碳固定的物理量和价值量动态过程曲线都呈倒"U"型;碳蓄积的物理量和价值量动态过程曲线都近似呈"S"型。在碳固定和碳蓄积价值叠加下,碳汇价值流量过程曲线近似呈"S"型,且逐渐趋近碳蓄积价值流量曲线。100年内,樟子松的碳汇总价值(资产价值)随着林龄逐渐增大,其中碳蓄积价值所占的比重逐渐增加。樟子松林分碳汇价值曲线与单株树木的曲线不完全相同,但是基本形态一致。     

干旱荒漠地区沙地樟子松育苗试验研究

春季低温低湿、大风频繁,夏季干旱高温,土壤颗粒粗,持水力低是干旱荒漠地区沙地樟子松育苗的主要制约性因素。只要抓好土壤改良、春季苗床覆盖、灌水、遮荫、越冬覆盖和施肥施药等措施,即可保证沙地樟子松育苗的成功。     

樟子松在甘肃干旱区的适应性及发展潜力研究

通过对樟子松在甘肃干旱区的适应性进行研究分析得出:樟子松的耐旱性强于当地主要防护林树种二白杨和沙枣;也较常绿乡土树种侧柏、油松、刺柏、青海云杉适应性强,并表现出明显的生长优势。对樟子松的生长量、移栽造林技术、光合速率、蒸腾强度、水分利用效率、耐盐性、物候期等进行研究的结果表明:樟子松能适应甘肃干旱区气候、自然生态环境条件;同时长势也优于原产地,是优良的防风固沙造林树种,能抗病虫害、可作为用材林树种,改造当地"小老头树"防护林等,其发展潜力大,应大力发展。     

造林对沙地土壤微生物的数量、生物量碳及酶活性的影响

对科尔沁沙地流动沙丘中林龄为20年左右的樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）和小叶杨（Populus simonii）人工林表层土壤微生物数量、微生物生物量碳和酶活性进行了研究,流动沙丘作为对照。研究表明:樟子松和小叶杨人工林可以显著改善流动沙丘土壤性状,对沙丘土壤微生物活性具有显著的促进作用;土壤微生物数量、微生物生物量碳和酶活性均表现为小叶杨林>樟子松林>流动沙丘。樟子松和小叶杨林地土壤微生物总数分别是对照的50.16倍和72.48倍,三者差异显著;樟子松和小叶杨林地土壤微生物生物量碳分别是对照的23.67倍和33.34倍,林地与对照差异显著;两种林地土壤脱氢酶、过氧化物酶、蛋白酶、脲酶、纤维素酶活性分别是对照的19.00倍和27.54倍、4.78倍和9.89倍、4.05倍和8.67倍、29.93倍和37.46倍、9.66倍和13.42倍,林地与对照差异显著。在科尔沁沙地,人工种植适合当地气候特点的乔木,不仅可以改善流动沙丘土壤性状和微生物活性,而且还能起到固定流动沙丘的目的,樟子松和小叶杨是当地值得推广种植的防风固沙树种。土壤微生物量商（Cmic∶C）是一个衡量林地土壤稳定性和有效性较好的指标,从林地土壤养分有效性、林木稳定性和可持续性等方面综合考虑,樟子松比小叶杨更具优势。     

科尔沁沙地蒙古黄榆种群结构与空间分布格局

对科尔沁沙地分布的蒙古黄榆（Ulmus macrocarpa var. mongolica）疏林进行了调查研究,分析了其群落特征、种群结构和空间分布规律;编制了种群的静态生命表;绘制了年龄结构图、存活曲线和点格局分析图。结果表明:①蒙古黄榆疏林木本层的发育并不完善,种类单一,偶尔出现灌木层;②蒙古黄榆种群的年龄结构极不合理,呈明显的衰退型,并且幼树较少,更不存在0~10 a的幼树,天然更新严重不足,群落正处于严重的退化状态;③蒙古黄榆的种群静态生命表表明,死亡率最高出现在40~50年龄段,幼年个体的死亡率最低,它的存活曲线趋向于DeeveyⅠ型;④蒙古黄榆种群空间分布格局呈随机分布。     

科尔沁沙地人工林下结皮发育对表土特性影响的研究

通过野外取样和室内分析相结合,对科尔沁沙地不同生长年限人工林下土壤结皮的理化性质及结皮发育对表层土壤特性的影响进行了初步研究。结果表明,3 a、15 a生杨树林下分别发育了物理结皮、地衣结皮和苔藓结皮,15 a、25 a生樟子松林下均发育了苔藓结皮,结皮的厚度、紧实度、水分、粘粉粒含量及全效、速效养分等随物理结皮向苔藓结皮的发育依次增加。同时,结皮的存在增加了其下层土壤颗粒组成中的极细沙和粘粉粒含量,富集了结皮下土壤的有机质、全N、全P、速效N、速效P等养分,而且结皮对下层土壤的这些影响作用从物理结皮、地衣结皮到苔藓结皮呈逐渐增长的趋势。同一结皮下土壤粘粉粒含量、养分含量在0—5 cm范围内由表及里呈递减趋势,但均高于对照无结皮层相对应的值。25 a生樟子松林下发育的苔藓结皮及其下层土壤的理化状况明显优于其他人工林下结皮的情况。     

极端降水事件对科尔沁沙地一年生植被的影响

在科尔沁沙地奈曼旗,大于10 mm的降雨属极端降雨。根据当地多年平均降雨量,设置雨量×降雨次数的双因素模拟试验(T₁,共288 mm、分18次;T₂,共288 mm、分9次;T₃,共576 mm、分36次;T₄共576 mm、分18次;CK,接收当年的自然降雨),考察极端降雨对科尔沁沙地一年生植被的密度、多样性指数、生物量及根冠比的影响。结果表明:(1)在萌发期,植株密度在各处理下均维持在2 000株·m^-2;而在生长发育后期,T₃、T₄维持在400株·m^-2,而T_I、T₂维持在1 600株·m^-2,CK下为1 200株·m^-2,说明降雨总量决定了能完成生活史的沙地一年生植被的数量。(2)T₁、T₂、T₃3种极端降雨模式均显著提高沙地一年生植被的生物多样性指数,说明科尔沁沙地一年生植被的生物多样性不是由年降雨量单一因素决定的,而是由每次降雨量与降雨次数的分布共同决定的。(3)T₃、T₄显著降低了沙地一年生植被的水分利用效率。