鳞毛蕨天山云杉林粗死木质残体贮量及其分解动态

为了丰富我国森林粗死木质残体研究的对象类型,并为探讨粗死木质残体在天山云杉天然更新中的生态作用奠定基础,借助粗死木质残体5级分类系统,采用临时标准调查法对西天山国家级自然保护区原始鳞毛蕨天山云杉纯林粗死木质残体的贮量、养分含量及其分解动态进行了研究.结果表明:(1)鳞毛蕨天山云杉林粗死木质残体体积贮量为337.61 m3/hm2,生物量为87.98mg/hm2;倒木树干是粗死木质残体的主体组成部分,占总体积的98.09%;(2)以基本密度(比重)为衡量指标,倒木腐朽等级越高,其密度越小,倒木分解符合单项指数衰减模型,分解常数为0.01174.5个不同腐朽等级倒木的平均滞留时间依次为4年、18年、38年、68年和92年.在自然状态下,倒木分解50%、90%和95%所需时间分别为59年、196年和255年;(3)倒木有机碳、全N、全P、全K、Na+的平均含量依次为55.93%±1.42%、0.34%±0.07%、0.12%±0.01%、0.06%±0.01%和0.03%±0.002%,Ca2+、Mg2+的平均含量分别为56.74±4.87 g/kg和34.89±3.66 g/kg,不同养分的变化趋势不同,但同一养分在不同腐朽等级倒木之间的差异不显著.     

黑河上游山地青海云杉林土壤有机碳特征及其影响因素

以黑河上游祁连山中段青海云杉林为研究对象,分析了不同林区云杉林表层(0~20 cm)土壤有机碳的分布特征及其与气候因子、植被特征和土壤特性的关系。结果表明：祁连山中段3个林区青海云杉林表层土壤有机碳含量为寺大隆林区[(9.38±0.72)%]>西水林区[(7.81±0.43)%]>大河口林区[(6.06±0.30)%],土壤有机碳含量平均值为(7.41±0.28)%,变异系数为37.9%。土壤有机碳含量与海拔、土壤含水量、土壤全氮呈显著正相关关系,而与土壤pH值呈显著负相关关系。经主成分分析表明,海拔和土壤pH值是影响土壤有机碳含量的第一主成分,土壤全氮是第二主成分,云杉林密度是第三主成分,累计解释率为72.47%。     

祁连山大野口流域森林空间结构及水源涵养功能

林分空间结构及其水源涵养功能关系一直是森林生态水文学研究的热点.我们在祁连山大野口流域选取林分空间结构、林冠截留和河川径流等监测样地,采用特征参数统计分析、多度分析和相关系数分析等方法,研究了林分空间结构因子及其水源涵养功能之间的关系.结果表明:(1)祁连山大野口流域49块样地的2 819株青海云杉(Picea crassifolia)的胸径、树高、冠长、冠幅、冠幅面积的分布曲线比正态分布平缓,树龄、胸径断面的分布曲线比正态分布剧烈;径级从1～5 cm到26～30 cm、高度级从2～4 m到18～20 m、冠长级从2～4 m到12～14 m、冠幅级从2～4 m到4～6 m,其多度分别为89.4%、94.4%、77.8%和82.7%.(2)林冠截留年总量和平均截留率分别为139.1 mm和35.28％;(3)从相关系数分析来看,海拔对树高影响较大,对冠长影响较小,与其他因子不相关;坡向对冠幅影响最大,对冠长、树高影响较小;坡度对这些因子几乎没有影响.径级与多度、冠长与多度均符合三次多项式关系;胸径与树高、冠长、冠幅、树龄符合线性多元回归函数;雨量级与林冠截留率呈反比.本文可为流域林分空间结构特征与水源涵养功能之间的机理研究提供基础数据和参考资料.     

祁连山北坡青海云杉林生境特征分析

青海云杉林分布格局深受环境影响,量化其分布与环境之间的关系对该种群管理、恢复与重建具有重要的意义,但目前仍然缺乏量化研究成果。本研究选择祁连山北坡青海云杉林为研究对象,以数字高程模型(digital elevation model,DEM)和青海云杉林分布图为基础数据,利用地理信息系统(GIS)空间分析方法,着重量化分析祁连山青海云杉林的生态幅度和地形特征,得出祁连山北坡青海云杉生境的气候边界函数,并界定青海云杉林分布的海拔、坡度以及坡向范围。该项研究目的在于数量化表达青海云杉林空间分布的气候和地形幅度,为退耕退牧还林提供科学支撑,为气候变化条件下青海云杉林的响应研究奠定基础。     

基于不同郁闭度的青海云杉冠层截留特征研究

祁连山区为石羊河、黑河和疏勒河等内陆河流域的主要水源涵养区域,青海云杉作为祁连山区水源涵养林的主要建群种,对流域尺度的水文过程起到了重要的作用。很多学者对该地区的青海云杉冠层截留特征进行了研究,但是在进行集雨器布设的时候多采用随机或者规则采样方法,两种方法由于没有考虑到冠层结构的影响,所以不易具有很好的代表性。试图采用一种新的布设雨量筒的方法:即根据雨量筒上方冠层的郁闭度来确定雨量筒的布设位置,使其大致能够在郁闭度区间内均匀分布。同时在实验样地内还采用了规则采样方法布设了集雨槽,用来做对比分析。为了得到冠层郁闭度,实验采用遥感图像处理软件ENVI来对普通数码相机采集的冠层图像进行处理。利用数理统计原理和数学模型,对观测期间的34组降雨数据进行了综合分析,并且和规则格网采样的结果进行了对比。结果表明:林内的穿透降雨和郁闭度之间呈现非线性关系;平均林内穿透降雨量随降雨量的增加而增加,二者之间呈现良好的线性关系;在一定的降雨量范围内林冠截留量随降雨量的增加而增加,反之,林冠截留量减少;青海云杉林冠层的总截留降水率为22.2%;根据郁闭度来确定雨量筒的布设位置是可行的。     

祁连山青海云杉林截留对降水的分配效应

为了评估青海云杉林的水源涵养服务功能,选择祁连山西水林区排露沟流域青海云杉林,定位监测了在2006年中共83次降水事件的截留分配效应,观测期降水总量为394.2 mm,林冠截留、茎流和穿透水量分别是139.1、1.96和253.1 mm,林冠截留率、茎流率、穿透率分别为35.28%、0.50%和64.22%,当林外降水量>0.8 mm时才观测到林内穿透雨,而大于13.60 mm时,才观测到树干茎流。林冠对降水的截留分配与降水量、降水形态以及林分特征密切相关。冠层截留量、茎流量和穿透量与降水量均呈正相关,冠层截留率与降水量呈负相关,而茎流率和穿透率呈正相关;林冠对降雪的截留强于降雨,而降雨的穿透量强于降雪,同一降水事件下树干茎流量随着胸径的增大而增加。青海云杉林冠的几何形态结构(枝叶的分布与排列)不利于形成树干茎流。     

祁连山青海云杉(Picea crassifolia)夜间树干液流特征及影响因素

利用SF-300树干液流仪对祁连山中段青海云杉(Picea crassifolia)2011年生长季树干液流进行监测, 研究了在典型天气条件下青海云杉的夜间树干液流特征, 以及气象因子和树形特征对其夜间液流变化的影响. 结果表明:典型晴天、阴天, 夜间树干液流速率分别在(2.78±0.64)~(5.02±1.06) g·cm^-2·h^-1、(2.31±0.62)~(3.94±1.22) g·cm^-2·h^-1之间波动, 其平均值分别为(3.55±0.28) g·cm^-2·h^-1、(3.06±0.24) g·cm^-2·h^-1; 夜间树干液流量分别占当日总液流量的(34.51±6.20)%、(46.06±11.20)%. 夜间树干液流速率与饱和水汽压差、气温呈显著相关关系, 与风速相关性不显著; 夜间树干液流与胸径、树高、边材面积、胸径平方与树高之积呈显著线性相关, 与冠幅相关性不显著. 青海云杉夜间树干液流的变化是其生理特征与环境因素综合作用的结果, 夜间树干液流可能用于夜间蒸腾和植物体内部的水分补充.     

树轮记录的过去384a乌鲁木齐河源7月温度变化

利用采自乌鲁木齐河源上树线跃进桥东采样点的雪岭云杉树轮样本,分析了其年表特征和气候响应特点.结果表明:采样点树轮早材密度标准化年表与和大西沟气象站7月份平均最高温度具有很好的正相关关系.用跃进桥东采样点的早材密度标准化年表序列,可较好地重建乌鲁木齐河源1623-2006年的7月平均最高温度,1959-2006年48 a...     

甘肃临夏地区过去195年最高温度历史重建——基于紫果云杉树轮宽度资料

通过对甘肃临夏松鸣岩地区紫果云杉树轮宽度的分析,发现研究区树轮标准宽度年表与降水、PDSI相关低,而与当地3～10月平均最高温(3月至10月月平均最高温的算术平均值)相关最高(r=0.578,p＜0.0001,n=62).在此基础上,利用多元回归技术设计转换方程,重建了研究区1818年以来3～10月平均最高温,重建序列的方差解释量达40％(调整自由度后为38％).重建序列中高温年与低温年的年份大致相当,分别为14.9％和12.9％;重建时段可以分为4个温暖期(1818～1854年、1882～1900年、1937～ 1966年和2001～2012年)和3个寒冷期(1855～1881年、1901～1936年和1967～2000年),可与秦岭西部的温度重建结果进行良好的对比;研究区在20世纪后期(2001～2012年平均最高温比1970～1980年平均最高温)有明显的升温趋势,上升0.77℃.空间分析表明,临夏地区3～10月平均最高气温变化具有一定的空间代表性,可以反映黄土高原西部地区气温的历史变化.功率谱分析(MTM)检测出该重建序列在过去195年中存在42.74a,7.79～3.18a和2.77a的准周期震荡,可能与PDO和ENSO大尺度海洋耦合作用有关.     

玛纳斯河流域不同海拔树轮宽度年表特征及其对气候响应的对比分析

利用位于玛纳斯河流域地区不同海拔高度的6个采样点的树木年轮宽度资料,建立其宽度年表,并分别将位于上树线区域的2个年表和下树线区域的3个年表合成,得到森林上树线年表（MNU）和下树线年表（MNL）,将涝坝湾年表作为森林中部年表（MNM）。对比3个树轮宽度标准化年表的特征参数及年表对气候的响应,结果表明：（1）样本总体代表性、平均敏感度、信噪比、第一特征向量百分比随着海拔的升高而递减。（2）高频信息量随着海拔的升高而递减,而低频信息量随着海拔的升高而递增。（3）气温是制约森林上树线年表（MNU）的主要气候限制因子;而对于森林下树线年表（MNL）与森林中部年表（MNM）来说,降水起直接的正向影响作用,气温则发挥间接的反作用,均具有明确的树木生理学意义[1]。