薇甘菊入侵对深圳湾红树林生态系统碳储量的影响

外来植物入侵对生态系统碳过程的影响已经成为入侵生态学研究的热点问题。采用比较研究的方法分析了薇甘菊（MikaniamicranthaH．B．K．）入侵对深圳湾红树林生态系统碳储量的影响,分别设置红树林（Kandelia candel）群落、红树林．薇甘菊群落、薇甘菊群落以及光滩等样地,采集植被、凋落物和土壤剖面样品,分析生态系统各组分的碳储量变化。结果表明,薇甘菊入侵对红树林生态系统碳储量有着显著的影响,碳储量从未被入侵下215．73tC／hm^2减少到轻、高度入侵下的197．56tC／hm2和166．70tC／hm2,分别减少8．42％和22．72％。其中植被和土壤碳储量显著减少,凋落物碳储量显著增加。薇甘菊入侵一方面导致红树林枯萎,减少植被生物量,增加凋落物量,另一方面促进了土壤微生物活动,使土壤有机碳分解释放,降低土壤碳储量。薇甘菊入侵后红树林碳储量的降低将大大削弱生态系统的碳汇功能。     

广东省雷州附城主要红树林群落碳储量及其影响因子

红树林生态系统具有碳储量高、碳汇潜力强的特点,选择碳密度高的红树林树种和最佳的碳汇环境有利于实现碳储量的最大化。以广东省雷州半岛附城沿海红树林为研究对象,通过比较不同林龄、不同潮位、不同树种栽种模式红树林群落碳储量,深入研究不同生物因素和环境因素对红树林碳储量的影响。该研究中,红树林碳储量包括植物碳储量和土壤碳储量两部分,植物碳储量通过地上植物、地下植物和凋落物的生物量的测定进行计算,通过测定土壤有机碳来计算土壤碳储量。结果表明,红树林群落碳储量一般具有随树龄增加而持续增大的趋势,主要原因为土壤碳储量不断增加。高潮位红树林碳储量高于低潮位的,潮位因素与树种因素对碳储量的影响具有交互作用,潮位因素对不同树种的影响程度不同。在研究区域内,20年生各群落碳储量排序为:无瓣海桑(S.apetala)-桐花树(A.corniculatum)桐花树(A.corniculatum)+秋茄(K.obovata)无瓣海桑(S.apetala)桐花树(A.corniculatum)无瓣海桑(S.apetala)-白骨壤(A.marina)秋茄(K.obovata)白骨壤(A.marina),碳储量分别为305.52、236.26、178.15、172.96、145.99、136.98、97.42 t·hm~(-2)。本研究可为合理制定红树林碳汇造林方案提供科学依据。     

井冈山中亚热带森林植被碳储量及固碳潜力估算

国内外关于森林碳汇功能的研究集中于热带和温带森林,就中国东部亚热带森林,尤其是中亚热带常绿阔叶林的碳汇功能的研究较为薄弱。该研究选取井冈山国家级自然保护区作为中国中亚热带森林生态系统的典型代表,针对不同森林类型分别设置样地,采用材积源生物量法估算该地区森林生态系统植被碳储量,并以老龄林生态系统碳储量为参考标准,通过计算参考碳储量与基准碳储量之差,估算研究区森林植被的固碳潜力,旨在明确中国中亚热带森林生态系统在全球碳循环中的作用及贡献。研究发现,(1)井冈山自然保护区森林植被总碳储量为1 589 531 t,平均碳密度为7.29 kg·m-2,高于中国及全球中高纬度森林植被平均碳密度。常绿阔叶林植被碳密度最高,为9.25 kg·m-2,其次是针阔叶混交林和常绿落叶阔叶混交林,其植被碳密度分别为8.12和7.83 kg·m-2。(2)各林型老龄林的植被碳密度均高于平均植被碳密度,常绿阔叶林的老龄林植被碳密度最大,达10.53 kg·m-2。(3)研究区森林植被的固碳潜力为182 868 t,常绿阔叶林的植被固碳潜力最大,达74 086 t,其次为常绿落叶阔叶林混交林、暖性针叶林和针阔叶混交林。研究结果表明中国中亚热带森林生态系统具有较高的固碳能力。     

川西高山森林生态系统林下生物量及其随林窗的变化特征

作为森林生态系统的重要组成部分,林下植被及其残体的分布受到林冠层的影响,但迄今有关林窗对林下植被和残体生物量的影响尚无研究报道.于2013 年8 月2 日至20 日,以海拔3 600 m 的川西岷江冷杉原始林林下植被为研究对象,根据区域内的坡向和林分组成等因素设置3 个100 m×100 m 的典型样地,调查其生物量及其随林窗的变化特征.在每个样地内选择3 个大林窗,在林窗、林缘和林下分别设置3 个20 m×20 m 的样方,调查粗木质残体长度或高度、大小头直径、枯立木记录胸径、腐烂等级等;在林窗、林缘和林下分别设置3 个5 m×5 m 的样方,采用“收获法”收集样方内直径在2.5-10 cm之间的细木质残体和灌木生物量;在林窗、林缘和林下分别设置3 个1 m×1 m 的样方来调查凋落物储量和草本生物量;在1m×1 m 的样方内随机选择1 个20 cm×20 cm 的小样方来调查地被植物生物量.结果表明,（1）川西高山森林生态系统总生物量为72.75 t·hm^-2,其中林下生物量为67.92 t·hm^-2,占生态系统生物量的95.17%.活体植被以灌木为主,其生物量为9.81t·hm^-2;残体部分以粗木质残体为主,其储量为53.00 t·hm^-2;（2）林窗对灌木、草本、地被植物的影响各不相同,且不同物种的灌木生物量表现出不同的分布规律;草本生物量表现出明显的“边缘效应”,在林缘显著高于林下;林窗和林缘的地被植物生物量相对较低;（3）粗木质残体储量从林下到林窗呈现减小的趋势,但总体储量仍然较大,林窗和林缘的细木质残体储量高于林下.这些结果为认识高山森林生态系统林下生物量及其格局,以及林窗在森林生态系统的重要作用提供了基础理论依据.     

南亚热带中幼龄针阔混交林碳储量及其分配格局

以南亚热带中幼龄针阔混交林为研究对象,通过典型样地调查法,对森林生态系统各个层次进行取样调查,采用12个样地实测数据和已有生物量模型相结合的方法计算乔木层生物量,灌木层、草本层和凋落物层采用全部收获法测得其生物量,对土壤层的调查采用剖面法加土钻法,代表性样品碳含量的测定采用重铬酸钾-水合加热法。在此基础上,分析了中幼龄针阔混交林碳储量及其分配格局。结果表明,主要造林树种树根、树杆、树枝和树叶碳含量均值分别为45.07%、46.73%、46.30%和47.72%。植物碳含量表现为乔木〉灌木〉草本。乔木碳储量占植被总碳储量比例介于63.38%-94.08%之间,灌木碳储量所占比例介于3.55%-12.67%之间,而草本碳储量仅介于为1.28%-23.95%之间,不同林龄段乔木和灌木碳储量均值随林龄的增加呈上升趋势,而草本碳储量呈下降趋势。土壤碳储量介于106.73-136.61 t·hm^-2之间,土壤碳储量随林龄的增加呈现出先降低后升高的趋势。针阔混交林总碳储量介于134.79-162.60 t·hm^-2之间,分配格局表现为土壤层〉植被层〉凋落物层。土壤层碳储量所占总碳储量比例范围为78.34%-94.45%,植被层所占比例介于4.84%-20.16%之间,凋落物层仅介于0.71%-1.50%之间,中幼龄针阔混交林碳储量主要以土壤固碳为主。研究结果为树种选择、人工林生态系统固碳潜力以及人工碳汇林的经营管理等研究提供科学参考。     

西双版纳森林植被碳储量动态与增汇潜力研究

科学评估区域森林碳储量动态与增汇潜力对理解陆地碳循环具有重要的意义。本文基于生物量转换因子连续函数法,对西双版纳1993—2006年间森林植被碳储量与碳汇潜力进行了研究,结果表明,（1）西双版纳1993—1994年间森林植被整体碳储量为60 770 378.37 t,碳汇增量表现为栎类（Quercus L.）〉经济林〉思茅松（Pinus kesiya）〉其它阔叶〉桤木（Alnus cremastogyne）,主要森林类型的碳密度范围为15.08～74.76 t.hm-2;2005—2006年间森林植被整体碳储量为62 347 715.19 t,比1994—1993年间上升2.60%,碳汇增量均表现为其它阔叶〉经济林〉栎类〉思茅松〉桤木〉杉木（Cunninghamia lanceolate）〉其它针叶,主要森林类型的碳密度范围为8.60～70.90 t.hm-2。（2）2005—2006年间,景洪森林植被整体碳储量为23 299 801.23 t,碳密度范围为8.78～73.35 t.hm-2;勐海森林植被整体碳储量为14 058 043.42 t,碳密度范围为7.95～59.51 t.hm-2;勐腊森林植被整体碳储量为25 050 562.32 t,碳密度范围为8.46～98.73 t.hm-2。可见,1993—2006年间,西双版纳森林植被起到了重要的碳汇功能,且其碳汇功能呈上升趋势。     

内蒙古农牧交错带小叶杨人工林碳汇效应研究

造林工程已经对生态恢复起到重要作用,并将对全球碳素循环起到积极作用。以内蒙古农牧交错带小叶杨(Populus simonii)人工林为研究对象,并以天然草地为对照,分析了退牧还林对生态系统碳储量和碳循环的影响。结果表明,造林活动使植被碳库迅速增加,凋落物碳库及生态系统碳库基本上随林龄的增加而缓慢增加,土壤碳库则随林龄增加出现先降低再增加的趋势;小叶杨林木平均碳汇速率表现为:幼龄林中龄林近熟林成熟林;以成熟林(30 a)为参照,小叶杨林木固碳潜力为4 500 g·m~(-2),生态系统固碳潜力为5 141.79 g·m~(-2)。研究结果表明,内蒙古农牧交错区退牧还林后种植的小叶杨人工林在长时间尺度上是一个可观的碳汇。     

海南岛天然草地有机碳分布格局及碳储量估算

海南岛草地在全球碳循环中具有重要作用,但该区域的草地碳储量尚不明确。以海南岛主要的3种草地类型(低地盐化草甸、热性灌草丛、热性草丛)为研究对象,共设置26个1 hm2的大样地,采用收获法收集地上活体植物、凋落物样品,采用根钻和土钻分7层分别采集地下生物量和土壤样品,经室内样品测定,分析草地的地上活体、凋落物、根系生物量以及各生物量和土壤的碳密度,并结合海南岛草地分布图,研究海南岛草地的碳密度分布格局及碳储量现状。结果表明:3种草地类型地上活体、土壤及生态系统碳密度表现为热性灌草丛热性草丛低地盐化草甸;凋落物、根系碳密度表现为热性草丛热性灌草丛低地盐化草甸,其中,低地盐化草甸的土壤有机碳密度和生态系统碳密度显著低于其他两类草地(P0.05),3类草地其他指标差异不显著。植被碳密度为407.8-478.7 g·m~(-2),占生态系统碳密度的9.5%-13.2%,土壤有机碳密度对生态系统碳密度的贡献最大,为2694.8-4539.3 g·m~(-2),占86.9%-90.5%。估算海南岛2 333 km2草地面积的碳储量约为11.4 Tg。     

模拟氮沉降对温带森林凋落物分解的影响

森林凋落物的分解是生态系统养分循环的重要过程,以北京西山地带性植被栎树林（辽东栎：Quercus liaotungensis）为对象,主要研究温带森林植物凋落物分解对模拟氮沉降的响应,为更好地了解氮沉降对温带森林地区凋落物的分解过程提供参考.通过模拟氮沉降,研究不同形态氮（硝态氮、铵态氮和混合态氮）和不同水平氮沉降（对照0 kg·hm^-2·a^-1、低氮处理50 kg·hm^-2·a^-1 和高氮处理150 kg·hm^-2·a^-1）对凋落物分解的影响,在2 年的时间内调查分析了凋落物分解过程中质量损失动态和碳（C）、N 含量及w（C）/w（N）比值的变化.研究结果表明,氮沉降均使凋落物分解速率减缓,且随氮沉降剂量增加,凋落物分解速率相比对照分别减慢了9.88%（硝态氮低氮）、15.02%（硝态氮高氮）、11.46%（铵态氮低氮）、14.62%（铵态氮高氮）、13.04%（混合态氮低氮）和16.20%（混合态氮高氮）.且不同氮沉降类型、不同氮沉降水平间差异显著.不同形态、不同水平的氮沉降显著地增加了凋落物N 含量（P=0.061,P=0.087）,其中混合态氮沉降对凋落物中N 素含量增加最显著（P=0.044）.但在分解过程中,各处理均未对凋落物C 含量产生显著影响.不同水平的氮沉降显著降低了凋落物的w（C）/w（N）比值,而且不同类型不同水平氮沉降对凋落物w（C）/w（N）比值具有显著的交互作用（P=0.011）.综上所述,通过对模拟氮沉降后凋落物残留率等的变化分析,得出氮沉降对温带森林凋落物的分解产生了抑制作用.     

滇中亚高山典型森林生态系统碳储量及其分配特征

同一区域不同植被类型的生长习性、土壤类型、林分立地状况等的差异,可能导致生态系统碳储量的变化。采用标准地调查和生物量实测相结合的方法,对云南省新平县磨盘山国家森林公园5种典型森林类型——华山松(Pinusarmandii)林、云南松(Pinus yunnanensis)林、滇油杉(Keteleeria evelyniana)林、高山栎(Quercus aquifolioides)林和常绿阔叶林各器官(叶、枝、干、皮和根)碳含量、生物量、碳储量及分配特征进行了比较研究,探讨该区域典型森林生态系统碳储量及其分配格局,揭示滇中亚地区各林分植被层的碳源-汇变化和土壤各层碳动态规律。结果表明,(1)5种林分类型各器官碳含量在45.60%～57.60%之间波动,乔木层、灌木层、草本层和凋落物生物量分别占植被层的56.46%～92.28%、1.12%～13.15%、0.003%～2.19%和6.21%～30.26%。各林分类型植被层碳储量大小表现为:华山松常绿阔叶林云南松滇油杉高山栎。(2)5种林分的土壤碳储量随着土层深度的增加而显著降低,主要集中在0～30 cm表土层,占总碳储量的52.6%～79.8%;0～60 cm土壤碳储量大小顺序表现为:滇油杉常绿阔叶林华山松高山栎云南松。(3)5种林分的生态系统碳储量表现为:常绿阔叶林华山松滇油杉云南松高山栎,其中乔木层和土壤层之和占总碳储量的95.1%～99.2%,林下植被层占比较低。华山松、滇油杉和常绿阔叶林生态系统具有较高的碳储量,云南松林和高山栎林植被碳储潜力较大,应通过制定出切实可行的森林管理措施,提高林分质量、增加林分碳密度,发挥其更大碳汇功能。     

吕梁山南段森林碳密度及其空间分布格局研究

基于2000年和2005年两期森林资源清查资料,利用双向指示种分析（ two-way indicator species analysis, TWINSPAN）方法,对森林植被进行群系划分;采用生物量换算因子法,对森林样地碳密度进行估算,对碳密度及其动态变化特征进行研究;基于地统计学原理对森林碳密度的空间分布格局进行分析,并对其影响因子进行探讨。结果表明,（1）吕梁山南段森林植被可分为9个群系,即臭椿群系、柳树群系、辽东栎-油松混交群系、辽东栎群系、辽东栎-枫树混交群系、辽东栎-白桦-山杨混交群系、白皮松-辽东栎混交群系、白皮松-侧柏混交群系和槐树群系。2000年各群系的碳密度值介于23.53 Mg·hm^-2和75.65 Mg·hm^-2之间,平均值为54.90 Mg·hm^-2;2005年的碳密度值介于24.16 Mg·hm^-2和78.91 Mg·hm^-2之间,平均值为57.20 Mg·hm^-2,5年间9个森林群系的碳密度增加了2.30 Mg·hm^-2。（2）森林碳密度呈现出自南向北、自西向东增加的趋势;球状模型能很好地反映森林植被碳密度的空间结构特征;碳密度分布主要受结构性因子影响,空间依赖性较强,在小尺度上没有明显规律,而在中尺度上有群团状分布的特点。（3）随着海拔的升高,森林碳密度先增后降,1600～1800 m最大;坡上部森林碳密度最高,其次为坡下部,山脊部最低;阴坡半阴坡森林碳密度一般高于阳坡和半阳坡,无坡向处最低;斜坡和平坡碳密度值明显高于其他坡地,急坡地最小。     

基于Meta分析的土壤呼吸对凋落物输入的响应

凋落物输入是影响土壤呼吸的一个重要因素,然而从国内外目前研究结果来看,土壤呼吸响应凋落物输入的影响因素尚不清楚。利用国内外已发表的30篇研究论文共1393对有效数据,通过Meta分析,从凋落物管理措施、气候、植被、地形、土壤理化性质等因素揭示凋落物输入对土壤呼吸的影响程度。研究发现:与清除凋落物处理相比较而言,(1)凋落物输入后显著增加了土壤呼吸,且土壤呼吸的增加程度呈现出倍增凋落物处理是自然凋落物处理的1.33倍;(2)不同气候条件下的土壤呼吸增加程度呈现出强降雨(>1000 mm)是微弱降雨(<1000 mm)的1.34倍,以及高温气候(>20℃)是低温气候(<20℃)的1.7倍;(3)土壤呼吸的增加程度在不同植被带下呈现出针叶林带(34.1%)>阔叶林带(28%)>混交林带(22%)>草地(17.3%)的趋势;(4)不同海拔梯度条件下土壤呼吸的增加程度呈现出高海拔(59.6%)>中海拔(34.2%)>低海拔(26.7%)的趋势;(5)不同土壤理化性质条件下的土壤呼吸增量呈现出低容重(77.5%)分别是中容重(26.9%)和高容重(18.0%)的2.9倍和4.3倍,同时中性土壤(79.6%)的呼吸增量远远大于酸性(28.2%)和碱性(24.1%)土壤的呼吸增量,以及高土壤碳氮比(81.2%)的土壤呼吸增量远远大于低土壤碳氮比(19.4%)和中土壤碳氮比(29.6%)的土壤呼吸增量。由此可见,凋落物输入后会导致土壤呼吸的显著增加,但是不同气候、不同植被、不同地形、不同土壤理化性质等条件下其土壤呼吸增加的幅度不同。     

广西英罗港不同红树林群落土壤CO2和CH4通量对气温变化的响应

采用WEST-1011便携式土壤通量测量仪对广西北海英罗港自然保护区不同红树植物群落土壤的CO2和CH4排放通量特征以及其与气温的关系进行研究。结果表明,各群落土壤CH4通量的值都较小,在-2~3μmol.m-2.s-1之间;红海榄Rhizophora stylosa群落、木榄Brugiera gymmonhiza群落一天的CO2通量变化很小,秋茄Kandelia candel群落一天的CO2通量变化比较明显,最大值出现在19：00,为5.001μmol.m-2.s-1,桐花树Aegiceras corniculatum群落一天的CO2通量变化明显,最大值出现在11：00,为8.325μmol.m-2.s-1。排放通量与气温做相关性研究发现,气温与红海榄群落、木榄群落土壤CH4通量与气温呈不显著的正相关关系,与秋茄群落呈现极其显著的负相关关系,与桐花树群落呈显著的负相关关系;气温与红海榄群落、木榄群落、秋茄群落、桐花树群落的土壤CO2通量均呈不显著的负相关关系。     

基于生态过程模型和森林清查数据的森林生长量估算对比研究

利用遥感驱动的生态过程模型-Boreal Ecosystem Productivity Simulator （BEPS）、2001-2006年国家森林资源连续清查数据（一类清查-样地尺度）和2003-2009年森林资源规划设计调查数据（二类调查-区域尺度）,分别计算江西省吉安市的森林生态系统生长量,从不同空间尺度和森林类型对3种数据源估算的森林生长量进行了分析。结果表明,样点尺度上,BEPS模型模拟的森林生长量（4.18 Mg·hm^-2·a^-1）低于群落生长量（5.86 Mg·hm^-2·a^-1）,与乔木层生长量（4.29 Mg·hm^-2·a^-1）基本一致,模型模拟结果与两者的拟合R2分别为0.48和0.43。区域尺度上,BEPS模型模拟、二类调查数据计算的群落及乔木层生长量分别为4.65、4.36和3.34 Mg·hm^-2·a^-1,BEPS模型估算的吉安市各县森林总生长量与二类调查数据计算的群落、乔木层生长总量拟合R2分别达0.84和0.83。一类清查数据计算结果高于二类清查数据计算结果,BEPS模型模拟森林生长量分别与基于一类清查数据计算的乔木层生长量及二类调查数据群落生长量较为一致。从研究区两种主要森林类型来看,常绿阔叶林年平均生长量高于常绿针叶林,常绿针叶林与模型估算结果差异小于常绿阔叶林。最后利用模型估算了研究区2001-2010年平均生长量,为认识研究区的森林生长空间分布差异及更新森林生物量提供支持。     

梵净山不同森林植被生物量、净生产量、碳储量及空间分布特征

为做好梵净山国家级自然保护区森林植被保护,摸清自然保护区森林植被资源家底,采用2016年第四次森林资源规划设计调查数据及变更至2019年的森林资源数据,计算和分析保护区内森林植被生物量、净生产量、碳储量。梵净山8种森林类型的总生物量为443.72×10⁴t,总碳储量为219.80×10⁴t,总生长量为29.75×10⁴t·a^?1,总凋落量为18.65×10⁴t·a^?1,总净生产量为48.40×10⁴t·a^?1,总生物量、总碳储量较大的是栎林,较小的是铁杉林,桦木林、阔叶混交林、马尾松林、软阔林、杉木林和硬阔林居中;平均碳密度为48.86 t·hm^?2,依次为:桦木林>阔叶混交林>栎林>硬阔林>软阔林>马尾松林>杉木林>铁杉林;总生长量、年凋落量、净生产量较高的是栎林、硬阔林,较低的是马尾松林、阔叶混交林和铁杉林,3种森林类型合计比例不到10%;在龄组中的分配依次为:中龄林>近熟林>成熟林>幼龄林>过熟林。在不同海拔中,梵净山森林植被生物量、碳储量、生长量、凋落量和净生产量主要分布在海拔1201—1800 m,其分布比例分别为50.39%、50.38%、49.21%、50.08%和49.54%;在不同坡向中,梵净山森林植被生物量、碳储量、生长量、凋落量和净生产量主要分布在南坡和北坡,二者合计比例大于60%。     

大兴安岭南部温带山杨天然次生林不同生长阶段生物量及碳储量

基于内蒙古赛罕乌拉森林生态系统定位研究站山杨（Populus davidiana Dode）天然次生林幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林及过熟林生物量调查,探讨了不同龄组山杨天然次生林单株木、林分、林下植被和枯落物的生物量及群落碳储量的时空变化规律。结果表明：随林龄的增大,山杨天然次生林木和各器官生物量总体呈增加趋势,树干所占比例增加,中龄林增加尤为明显;林下植被层、枯落物层生物量随林龄增大呈增加趋势。群落总碳储量的空间分布序列是：乔木层〉枯落物层〉林下植被层。幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林群落的碳储量分别为27.146 6、53.545 1、60.889 8、77.915 8、79.135 3t.hm-2,乔木层碳储量分别为22.206 5、47.215 7、52.056 3、68.445 3、68.773 1 t.hm-2,枯落物层和林下植被层碳储量平均值分别为5.814 4、2.172 7 t.hm-2。乔木层、枯落物层和林下植被层碳储量占总量的平均率分别为86.05%、10.39%和3.57%。研究认为山杨天然次生林群落碳储量随林龄增加的变化规律明显,碳汇潜力巨大;中龄林为碳储量增长迅速期,且持续较长一段时间,是林分管理的关键阶段;自然稀疏有利于促进林木生长,林分碳储量并未随林分密度下降而减小。