湿地松改造林分冠层结构及树种光合特征研究

低效林林分改造是提高森林效益的重要技术。为探讨南亚热带湿地松林分改造在冠层结构和光能利用上的效益,对广东省中山市五桂山区长命水村2个湿地松(Pinus elliottii)与乡土阔叶树种改造的混交林和对照湿地松纯林的冠层结构和光合作用进行了对比研究,结果表明,(1)在林冠结构方面,湿地松-荷木(Schima superba)等7种阔叶树种混交林改造效果明显,光能利用较为充分;林冠开度以对照样地最大,达38.75%,显著大于2个林分改造样地;叶面积指数以湿地松-荷木等7种阔叶树种混交林最大,达2.26,显著高于其他样地。(2)在光合作用方面,各改造树种之间各项光合指标均呈现显著差异。光能利用率以樟树(Cinnamomun camphora)和黎蒴(Castanopsis fissa)最好,樟树的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、环境光合有效辐射分别为12.08μmol·m~(-2)·s~(-1)、0.18 mmol·m~(-2)·s~(-1)、2.43 mmol·m~(-2)·s~(-1)、302.60μmol·m~(-2)·s~(-1),黎蒴的净光合速率、气孔导度、环境光合有效辐射分别为7.98μmol·m~(-2)·s~(-1)、0.11 mmol·m~(-2)·s~(-1)、309.66μmol·m~(-2)·s~(-1),这两个树种的这些光合指标在各树种中都排前两名。对照地湿地松光能利用率比改造地湿地松好,对照地湿地松的净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率、环境光合有效辐射分别为3.13μmol·m~(-2)·s~(-1)、0.06 mmol·m~(-2)·s~(-1)、267.19μmol·mol-1、0.83 mmol·m~(-2)·s~(-1)、85.87μmol·m~(-2)·s~(-1),均大于改造地湿地松。     

昆明市常见绿化植物冬季固碳释氧能力研究

固碳释氧是植物的一项重要功能。以昆明市18种常见绿化植物为研究对象,测定净光合速率和叶面积指数,对其固碳释氧能力进行分析研究。结果表明:18种常见绿化植物的净光合速率日变化曲线主要呈单峰型曲线或双峰型曲线;单位叶面积日净同化量为31.25~125.17 mmol·m~(-2)·d~(-1),固碳量为1.10~4.41 g·m~(-2)·d~(-1),释氧量为0.80~3.20 g·m~(-2)·d~(-1);单位土地面积日固碳量为2.43~24.68 g·m~(-2)·d~(-1),释氧量为1.17~17.95 g·m~(-2)·d~(-1)。单位叶面积固碳释氧能力聚类分析表明,乔木(5种)、灌木(7种)、草本(3种)、藤本(3种)均可分为两级;单位土地面积固碳释氧能力分析表明,乔木(5种)、草本(3种)、藤本(3种)均分为两级,灌木(7种)分为三级。其中,日固碳释氧能力较强的乔木有山茶(Camellia japonica),灌木有鹅掌柴(Schefflera octophylla)和洒金叶珊瑚(Aucuba japonica),草本有扁穗雀麦(Bromus catharticus)和早熟禾(Poa pratensis),藤本有常春藤(Hedera nepalensis);日固碳释氧能力中等的灌木有八角金盘(Fatsia japonica)、红花檵木(Loropetalum chinense)和假连翘(Duranta repens);日固碳释氧能力较弱的乔木有蒲葵(Livistona chinensis)、小叶榕(Ficus microcarpa)、长叶刺葵(Phoenix canariensis)和金桂(Osmanthus fragrans),灌木有锈叶杜鹃(Rhododendron siderophyllum)和红叶石楠(Photinia×fraseri),草本有吊兰(Chlorophytum comosum),藤本有爬山虎(Parthenocissus tricuspidata)和蔓长春花(Vinca major)。本研究旨在为城市绿化植物选择提供参考依据,为构建城市绿化植物群落提供理论支撑,为建设城市生态园林提供科学依据。     

油松人工林不同林窗位置凋落物酶活性的变化

研究林窗不同位置对凋落物酶活性变化的影响,可为促进养分循环、森林更新和提升生态系统服务提供理论依据。在北京八达岭地区油松(Pinus tabulaeformis)人工林中,选择形成时间为1年、面积为40~50 m~2的林冠林窗为研究对象,分别在林窗中心、林缘和林下样地,采集未分解凋落物(L层)和半分解凋落物(F层)样品,分析不同林窗位置的凋落物化学性质和酶活性,并探讨不同化学性质凋落物对酶活性的影响。结果表明,林窗中心凋落物的水溶性有机碳、易氧化碳、铵态氮和硝态氮的质量分数显著高于林缘和林下;林缘凋落物的全氮质量分数显著高于林窗中心和林下;而凋落物的pH值和全磷质量分数在不同林窗位置间的差异不显著。与林下凋落物酶活性相比,林窗中心的α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、几丁质酶、亮氨酸氨基肽酶、酸性磷酸酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性分别显著提高了26.75%、31.29%、32.17%、53.41%、11.24%、8.19%和10.03%;而相应的林缘凋落物的酶活性则分别显著提高了20.94%、10.74%、22.25%、26.78%、22.88%、3.55%和20.32%;凋落物脱氢酶活性在不同林窗位置间的差异不显著。双因素方差分析表明,凋落物层次对凋落物化学性质和酶活性的影响程度大于林窗位置及两者的交互作用。回归分析表明,凋落物水溶性有机碳和铵态氮质量分数的增加可促进酶活性的提高。总体来说,林窗不同位置对凋落物化学性质和酶活性具有显著影响,在研究过程中应关注凋落物层次的作用。     

云南松林不同枯落物输入处理的土壤呼吸动态及其影响因素研究

为揭示枯落物输入变化对林地土壤呼吸的影响,采用枯落物添加和去除试验(DIRT),在对滇中高原磨盘山的云南松(Pinus yunnanensis)林6种不同枯落物处理(对照CK、双倍枯落物DL、去除枯落物NL、去除有机层和A层O/A-Less、去除根系NR、无输入NI)样地土壤呼吸(Rs)和理化性质的测定的基础上,对枯落物输入变化下云南松林地土壤呼吸和土壤理化性质及两者的关系进行了研究。结果表明,(1)不同枯落物处理及不同月份间土壤呼吸差异极显著(P0.01),不同枯落物处理样地的年均土壤呼吸速率分别为:R_(s(DL))=8.32μmol·m~(-2)·s~(-1)、R_(s(CK))=6.34μmol·m~(-2)·s~(-1)、R_(s(NL))=5.71μmol·m~(-2)·s~(-1)、R_(s(NR))=4.32μmol·m~(-2)·s~(-1)、R_(s(O/A-Less))=3.69μmol·m~(-2)·s~(-1)、R_(s(NI))=2.54μmol·m~(-2)·s~(-1)。(2)不同处理对0—10 cm土层土壤水分(φ_w)、土壤温度(t)、全氮(TN)、全碳(TC)、硝态氮(NO3~-)、有机碳(TOC)、p H值和土壤总孔隙度(SP)影响显著(P0.05)。(3)R_s与t和TN呈显著正相关关系(P0.05),而与p H呈极显著负相关关系(P0.01);R_s与φ_w、NO_3~-、TC、SOC、SP、容重和C/N无显著相关性(P0.05)。研究结果对于评估未来气候变化条件下云南松森林生态系统的碳平衡具有重要意义。     

纳帕海流域不同植被类型土壤呼吸动态及其影响因子分析

土壤呼吸在生态系统碳循环过程中占有重要地位,为探讨纳帕海流域生态系统土壤呼吸过程,于2014年8月中下旬期间,采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对流域内7种植被类型土壤呼吸速率及其与土壤温度的响应规律进行了研究。结果表明:(1)各植被类型的土壤呼吸速率日变化都呈单峰曲线形式,最高值和最低值分别出现在13:00─16:00和2:00─8:00;(2)各植被类型土壤呼吸速率日均值为自然草地(5.506μmol·m~(-2)·s~(-1))轻度退化草地(4.322μmol·m~(-2)·s~(-1))高山灌丛(3.849μmol·m~(-2)·s~(-1))中度退化草地(3.226μmol·m~(-2)·s~(-1))重度退化草地(2.959μmol·m~(-2)·s~(-1))高山松Pinus densata林(2.260μmol·m~(-2)·s~(-1))青稞Hordeum vulgare Linn.var.nudum Hook.f.地(2.256μmol·m~(-2)·s~(-1));(3)当草地开垦为农田后,其土壤呼吸速率降为最低水平;(4)所有植被类型的土壤呼吸速率与5 cm土壤温度呈指数相关,其中在自然草地上,土壤温度对其土壤呼吸的影响最大,但温度敏感性却较低,重度退化草地的土壤温度对其土壤呼吸的影响最小,但温度敏感性最大。研究可见,区域内人类活动使草地退化、转变为农田等过程,导致其土壤呼吸速率显著下降。重度退化草地对温度变化所表现出的相对较高的敏感性,预示着在环境变化的影响下,生态系统过程及功能将会产生更大的波动。     

林窗大小对川西马尾松人工林林下物种多样性和生物量的影响

林窗是植被演替和森林循环的重要驱动力,研究林窗大小对物种多样性和生物量的影响有利于揭示林窗干扰在生态系统恢复中的作用.以川西莲花山马尾松人工林为研究对象,划分出5种不同面积(81-625 m~2)的林窗共计15个和3个非林窗(林下)作对照(CK),对其群落物种组成、物种多样性水平(丰富度指数D、Simpson优势度指数H’、Shannon-Wiener指数H、Pielou均匀度指数J_(sw))和林下生物量(灌木层生物量、草本层生物量)进行调查研究.结果表明:(1)在总面积为5 493 m~2的样地中,共记录到维管植物99种,隶属56科84属;草本层和灌木层物种数随林窗面积增加均呈单峰格局,前者的物种数变化较后者明显.(2)总的来看,林窗下的D、H、J_(sw)值较林下大,H’值较林下小,且400-450 m~2面积的林窗下灌木、草本各物种多样性指数值达到一个较高水平.(3)林窗内的生物量显著大于林下生物量,200-250 m~2林窗下的生物量最大.(4)群落各层次物种多样性指数与对应层次地上、地下、全株生物量的相关性均不显著.因此认为,大面积林窗(400-450 m~2)有利于增加马尾松人工林林下群落物种丰富度,提升林下群落物种多样性水平;而中等面积林窗(200-250 m~2)则有利于增加林下生物量.     

中亚热带杉木人工林冰雪灾害引发的林木损害及林地养分分布

对中亚热带被冰雪灾害破坏的杉木林地的杉木损害程度及其林地养分分布变化进行了调查,冻雨在杉木枝叶上形成冰柱,造成大量的林木折冠,林木折断的树干部位随胸径的增加而显著升高。树木残体的干质量达25987.6kg·hm-2,树干、枝、叶和皮分别占44%、27%、22%和7%。树木残体中叶、干、枝和皮的N、P和K储量分别占其N、P和K总储量的62%、18%、13%和7%。杉木林地的N、P、K3种养分的积累量为63294.5kg·hm-2,杉木残体的养分仅占杉木林地的0.23%,凋落物层的养分占0.09%,而土壤养分所占比例高达99.68%。3种养分数量在各组分中均为N〉K〉P。雨雪冰冻灾害造成的杉木折干增加了土壤肥力。林冠残体分解引起的养分含量下降,林冠破坏后几乎没有凋落物归还土壤,华南地区频降大雨造成的速效养分流失将使土壤变得贫瘠。     

硒对不同品种茶树土壤酶活性及硒含量的影响

为探明硒与不同品种茶树土壤酶活性变化规律之间的关系,采用盆栽试验方法,设置8个处理,分别为:对照(CK,即不添加硒),2、4、8、10、15、20、30 mg·kg~(-1)等7个Se处理水平,研究不同处理水平硒对不同季节茶树(Camellia sinensis)品种(福鼎大白和南江1号)土壤酶活性和硒含量的影响,为不同品种茶树土壤合理施用硒肥提供一定的科学依据。结果表明,春季硒对福鼎大白土壤脲酶活性有刺激作用,在硒处理水平为30 mg·kg~(-1)时表现出最大值(2.77 mg·g~(-1)·d~(-1));低水平硒对春季福鼎大白土壤蔗糖酶活性刺激作用明显,硒处理水平为4 mg·kg~(-1)时,蔗糖酶活性最高,为12.63 mg·g~(-1)·d~(-1),南江1号土壤蔗糖酶活性在硒处理水平为10 mg·kg~(-1)时表现出最大值,为12.18 mg·g~(-1)·d~(-1);夏季硒对2个品种茶树土壤脲酶、蔗糖酶活性抑制作用明显;春、夏两季硒对土壤酸性磷酸酶活性均表现为抑制作用,且均在硒处理水平为30 mg·kg~(-1)时抑制作用明显,春季福鼎大白和南江1号土壤酸性磷酸酶活性分别较对照降低了32.8%和14.7%,夏季分别降低了36.8%和29.5%。南江1号夏季土壤脲酶、蔗糖酶活性与硒处理水平均呈显著负相关(相关系数分别为-0.758和-0.768)。不同水平硒处理均提高了2个品种茶树土壤硒含量,春季福鼎大白和南江1号土壤硒质量分数分别较对照提高了83.2%和83.1%,夏季分别提高了86.3%和85.2%,且春、夏两季福鼎大白土壤硒质量分数均低于南江1号。综上,硒对土壤酶活性的影响随硒处理水平、茶树品种和酶类型的不同而异,土壤硒质量分数也随硒处理水平和茶树品种的不同而异。     

武夷山常绿阔叶林生态系统降水分配与离子输入特征

大气降水是森林生态系统重要的水源和养分的主要来源之一。于2014年11月—2015年11月对武夷山中亚热带常绿阔叶林生态系统林外雨、林内雨和树干流定位观测,分析了各类降水中的养分离子(NO_3~--N,SO4~(2-)-S,Cl-和Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+、Na~+)浓度动态变化规律及养分离子输入量,以期为进一步研究常绿阔叶林生态系统的水量平衡及养分循环过程提供基础数据。结果表明:研究期间大气降水量(林外雨)为2 623.7 mm,树干流量仅占大气降水量的4.5%,9.8%的大气降水被冠层截留;林内雨、树干流与林外雨量的动态变化规律相似,林内雨、树干流量与林外雨量呈极显著正线性相关关系(P0.001)。各类降水年加权平均pH值表现为林外雨树干流和林内雨。各类降水在降水量较小的1—2月,各阴阳离子的浓度普遍较高,在降水量较大的3—8月,阴阳离子浓度普遍较低。整体上,树干流的离子浓度林内雨林外雨。研究表明武夷山常绿阔叶林生态系统降水分配过程中,林内雨是养分输入的主要形式,各养分离子年输入量占总输入量的比例均在90%以上。通过林内雨输入林地较多的养分离子是SO4~(2-)-S和K~+,分别为24.51、37.53kg·hm~(-2)·a~(-1);SO4~(2-)-S和K~+也是总养分输入量的主要离子,二者分别占离子输入总量的24%和36%,NO_3~--N的年输入量也达到了12.44kg·hm~(-2)·a~(-1),占到养分离子总输入量的11%以上。     

北京城市森林PM_(2.5)质量浓度特征及影响因素分析

以北京西山森林公园为林内观测点,北京海淀植物园为林外对照点,研究城市森林PM_(2.5)质量浓度变化特征,并对其影响因素进行分析。结果表明,林内外PM_(2.5)质量浓度日变化呈"双峰双谷"型,8:00和21:00左右是一天中的两个峰值,15:00和4:00左右是一天中的两个谷值,PM_(2.5)质量浓度林内(104.02μg·m~(-3))林外(82.52μg·m~(-3))。一年中PM_(2.5)质量浓度在冬季最高,春季次之,夏季最低,PM_(2.5)质量浓度年变化林内为冬季(115.46μg·m~(-3))春季(112.39μg·m~(-3))秋季(106.37μg·m~(-3))夏季(81.87μg·m~(-3)),林外为冬季(97.35μg·m~(-3))春季(94.07μg·m-3)秋季(93.17μg·m~(-3))夏季(61.86μg·m~(-3))。气温、降雨均与PM_(2.5)浓度呈负相关。晴天时,温度高、空气对流旺盛,PM_(2.5)浓度较低;降水对PM_(2.5)有很好的消减作用;风有驱散PM_(2.5)的作用。在高温高湿天气下,PM_(2.5)浓度高于其他天气情况。该研究可以丰富森林净化大气的理论,为环保部门相关政策的制定提供依据。     

马占相思林冠层水分利用效率的气候调节

由于受直射光、散射光或受遮阴叶层分布以及一天中光、温和水汽压亏缺变化的剧烈影响,植物冠层的水分利用效率(WUE)较为复杂.通过测定叶片的碳同位素比率(δ13Cp),估测叶片新固定碳同位素的比率(δ13Cplant)和冠层水平的碳同位素甄别率(⊿canopy),计算华南地区鹤山丘陵地马占相思林冠层WUE.结果显示:从冬季至夏季,最高气温(Tamax)和水汽压亏缺(Dmax)明显增高;冬季早上和傍晚的δ13Cplant最高,春夏季傍晚有较低的δ13Cplant,秋季的δ13Cplant日变动较小,冬季冠层有较其他季节高的δ13Cplant和较低的⊿canopy.由春季至冬季,δ13Cplant趋向于增高,而⊿canopy则趋向于下降.夏季马占相思林冠层平均(±SD)WUE[(2.01±0.38)mmol mol-1]明显低于冬季和春季值[分别为(6.90±0.26)、(5.65±0.14)mmol mol-1],年均WUE为(4.36±2.32)mmol mol-1.环境变化引起叶片胞间和空气CO2浓度的变化,从而改变⊿canopy和δ13Cplant,造成不同季节冠层WUE的差别.冠层WUE与水汽压亏缺(D1,kPa)、气温(Ta,℃)和叶片水势(Ψ,MPa)成显著负相关.利用δ13Cplant计算的WUE与根据Wang和Leuning的Ball-Woodrow-Berry模式求算的WUE契合较好.结果表明,以新固定碳的稳定同位素比率方法是研究环境胁迫对冠层WUE限制的有效方法.     

川西周公山柳杉人工林林窗大小对土壤理化性质和物种多样性的影响

以川西周公山柳杉人工林林中5种不同大小(50~100、100~150、200~250、400~450、600~650 m2)的林窗为研究对象,通过对林窗内土壤pH值、有机质含量等指标和物种多样性的研究,探讨天然林窗的形成对土壤各理化指标以及物种多样性的影响。结果表明:(1)随着林窗面积的增大,群落各层次的物种数呈现出先升高后降低的趋势,灌木层、草本层的Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson优势度指数(H')和Pielou均匀度指数(Jsw)均表现为林窗林下;(2)0~20 cm土壤速效钾含量表现为林窗林下;(3)各物种多样性指数变化与土壤理化指标存在一定相关性,草本层物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数及Simpson优势度指数与土壤pH值呈显著相关关系(P0.05),物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数与速效钾含量呈显著相关关系(P0.05)。     

基于粗糙集的林木水分生理和冠层结构对净光合速率的影响研究

对广东省中山市30个乡土树种的冠层结构、水分生理及光合作用3种生态特性指标进行测定分析,结果表明:自然饱和亏、净光合速率、蒸腾速率、瞬时水分利用率、叶面积指数和林下透光率均在各树种间存在显著差异(P0.01)。自然饱和亏上升幅度为21.23%;蒸腾速率、瞬时水分利用率和净光合速率三者的变化幅度分别为2.35 g·m-2·h-1、15.10 g·kg-1和7.96μmol·m-2·s-1;叶面积指数和透光率二者的变化幅度分别为3.57 mol·m2·s-1·d-1和30.69%。自然饱和亏、蒸腾速率、瞬时水分利用率、叶面积指数和林下透光率都对树种净光合速率有较大影响,重要性分别为0.23、0.20、0.13、0.06、0.06。基于粗糙集的林木水分生理和冠层结构特性指标对净光合速率的综合影响力得分排序为合果木(Paramichelia baillonii)铁刀木(Cassia siamea)黄桐(Endospermum chinense)观光木(Michelia odora)山杜英(Elaeocarpus sylvestris)大叶木莲(Manglietia megphylla)双翼豆(Peltophorum pterocarpum)黄樟(Cinnamomum porrectum)苦梓含笑(Michelia balansae)宝华玉兰(Magnolia zenii)红花玉兰(Magnolia wufengensis)铁冬青(Ilex rotunda)竹节树(Carallia brachiata)云南拟单性木兰(Parakmeria yunnanensis)火力楠(Michelia macclurei)五月茶(Antidesma bunius)显脉杜英(Elaeocarpus dubius)白兰(Michelia alba)天竺桂(Cinnamomum japonicum)乐昌含笑(Michelia chapensis)黄兰(Michelia champaca)红花玉蕊(Barringtonia racemosa)亮叶含笑(Michelia fulgens)鱼木(Crateva formosensis)二乔木兰(Magnolia soulangeana)水翁(Cleistocalyx perculatus)海南木莲(Manglietia hainanensis)灰绒含笑(Michelia foveolata)深山含笑(Michelia maudiae)乐东拟单性木兰(Parakmeria lotungensis)。     

林冠氮添加和灌草去除对杉木生理生态特征的影响

氮素对植物的生长发育十分重要,但持续、过量的氮沉降将可能对植物乃至生态系统产生深远影响。去除林下灌草是常用的林业管理措施,然而氮添加与去除灌草交互对植物生理生态特征的影响还具有很大不确定性。以中亚热带杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林为研究对象,通过林冠氮添加(25kg·hm~(-2)·a~(-1))和林下灌草去除,设置对照(CK)、灌草去除(UR)、氮添加(N)和氮添加加灌草去除(UR×N)处理。以正常生长、无病虫害的标准木为样本,通过测定杉木叶片饱和光强净光合速率(A_(sat))、气孔导度(G_s)、叶绿素相对含量、全氮、全磷及非结构性碳水化合物含量以及δ~(13)C来探讨氮添加及灌草去除对杉木生理生态特征的影响。结果表明,经过两年处理,林冠氮添加、灌草去除及其交互处理对杉木叶片的光合参数、叶片养分(氮、磷)、非结构性碳水化合物含量等各项指标均未有显著影响。N处理使杉木叶片的光合氮利用效率(PNUE)和光合磷利用效率(PPUE)较CK处理分别下降了30.1%、28.9%,而N×UR处理可以使PNUE和PPUE分别较N处理上升17.1%和13.6%。N处理使杉木叶片瞬时水分利用效率提高了15.9%。林冠氮添加、灌草去除及其交互处理对杉木人工林的影响可能是一个缓慢而长期的过程,短时间内(2年)不会对杉木生理生态特征产生显著的影响,但在实际的杉木人工林经营过程中,可以通过适当的氮添加,提高杉木人工林的抗旱性。研究结果可为全球变化背景下的杉木人工林的可持续经营措施的选择提供理论依据。     

广州市帽峰山两种主要林型的暴雨水文特征

为了探索不同森林类型暴雨水文特征的差异,于2013年12月—2014年12月,在暴雨条件下对广州市帽峰山杉木林和常绿阔叶林的林外降水、穿透水、地表径流和集水区总径流进行水文量与水化学量的对比测定。结果表明,(1)2014年发生9场暴雨,暴雨雨量为655.0 mm,占全年降雨量(1 882.4 mm)的34.8%。(2)杉木林林冠层对暴雨的平均截留率为8.2%,集水区暴雨日的平均产流率为19.1%;常绿阔叶林冠层对暴雨的平均截留率为14.5%,集水区暴雨日的平均产流率为21.2%。(3)杉木林集水区全年产流714.8 mm,产流率为38.0%,其中雨季的产流率为44.4%,雨季产流量占全年的98.1%;常绿阔叶林集水区全年产流802.0 mm,产流率为42.6%,其中雨季的产流率为44.6%,雨季产流量占全年的87.9%;体现了常绿阔叶林对全年降雨的调蓄作用更大。(4)两种林分的冠层淋溶都表现为正淋溶,杉木林和常绿阔叶林穿透水的淋溶系数均以K最大,分别为4.10和7.88。(5)两种林分地表径流的化学含量显著高于降雨,地表径流中增加最小的N含量为降水的3.03倍,增加最大的Ca含量为降水的14.25倍,说明暴雨形成的地表产流是森林生态系统养分流失的重要原因。两种林分集水区总径流中C、NH_4~+-N和P的迁移系数为负值,表现为吸储效应。     

扁刺栲-华木荷群系次生林林下物种多样性分析

对四川中亚热带扁刺栲(Castanopsis platyacantha)—华木荷(Schima sinensis)群系人工杉木林、水杉林、日本落叶松林和天然次生林林下植物进行了群落调查和物种多样性分析。结果表明：(1)杉木林、水杉林、日本落叶松林和次生扁刺栲—华木荷林(20a)的物种丰富度分别为62，59，53和32；Simpson多样性指数分别为7．95，7．08，9．24和5．38；Shannon—Wiener多样性指数分别为3．67，3．3l，3．64和2．46。(2)人工林林下植物群落之间的群落系数和相似度系数分别为0．45～0．60和0．62～0．82；人工林林下植物群落与次生阔叶林林下植物群落之间的群落系数和相似度系数分别为0．19～0．53和0．55～0．77。(3)人工林林下物种多样性比次生林高的主要原因可能是风倒木和站干死木导致人工林乔木层郁闭度减小，增加了林下的光照，从而改蛮了林下的微生境。表6参19。     

合肥市城乡梯度下麻栎林土壤呼吸特征及影响因素

以合肥市城乡梯度下3个森林公园为研究对象,于2017年4月-2018年6月开展中心城区—城郊—乡村梯度下麻栎林(Quercus acutissima)土壤呼吸速率及主要环境因子的野外观测。结果表明:城乡梯度森林土壤呼吸具有明显的季节性变化,其中夏季较高、冬季最低,呈单峰型曲线,年均土壤呼吸速率大小顺序为乡村(1.89μmol·m~(-2)·s~(-1))中心城区(1.86μmol·m~(-2)·s~(-1))城郊(1.80μmol·m~(-2)·s~(-1));土壤温湿度及土壤活性碳氮沿城乡梯度呈递减格局,土壤C、N在城乡梯度不同位置变异很大,3个区域的pH值差异不显著;不同城乡梯度下森林土壤呼吸速率与土壤温度呈显著正相关(P0.01),中心城区和城郊森林土壤呼吸速率与含水量呈负相关,土壤理化性质对城乡梯度森林土壤呼吸的影响因区域不同而有差异;不同城乡梯度下森林的Q_(10)值存在一定程度差异,Q_(10)值大小顺序为:城郊(2.15)中心城区(2.10)乡村(1.86)。因此,土壤温度及土壤理化性质是造成城乡梯度森林土壤呼吸差异的主要原因。研究结果对于了解控制城乡梯度森林土壤呼吸的因素和更准确估测城市碳通量具有重要作用,可为管理和保护城市森林生态环境提供理论支持。     

进水氮负荷波动下地下渗滤系统N_2O释放研究

地下渗滤系统(subsurface wastewater infiltration system,SWIS)是一种生态化的污水处理技术模式,在处理小水量、分散污水方面具有较为明显的技术优势,例如管理简单、运行费用低、兼具生态服务功能等。SWIS对污水中氮的去除主要依靠微生物硝化-反硝化作用,脱氮效果受内外部条件因子制约。当基质层内部溶解氧含量不足、NO_2~-积累、氧化亚氮还原酶活性受到抑制时,硝化和反硝化过程均可释放N_2O气体。进水水质、操作条件、温度等因素影响N_2O释放量和转化率。利用原位实验平台,采用静态箱-气相色谱分析方法,以实际生活污水为研究对象,分析了进水氮负荷波动条件下SWIS中N_2O产率、转化率和释放周期的变化规律。研究表明,进水氮负荷显著影响SWIS除污效率、N_2O产率和转化率。随着进水氮负荷由1.6 g·m~(-2)·d~(-1)增至7.2 g·m~(-2)·d~(-1),出水COD、NH_4~+-N、TN质量浓度分别由(9±3)、(0.4±0.1)、(1.5±0.11)mg·L~(-1)升高到(70±7)、(11.0±1.0)、(15.4±0.4)mg·L~(-1);N_2O产率与转化率表现出先升高后降低的趋势,其中,N_2O产率可高达(60.6±2.0)mg·m~(-2)·d~(-1),同时,进水总氮(转化率1.33%±0.03%)转化成N_2O逸出系统;随着系统落干时间的延长,N_2O产率呈下降趋势。综合考虑处理能力、出水水质和N_2O释放量,建议在工程应用中,选用具有一定脱氮能力的前处理工艺,控制SWIS进水氮负荷在4.0~5.6g·m~(-2)·d~(-1)之间,且适当延长SWIS干化周期。此时,出水水质满足城市景观地表水水质标准(GB/T18921—2002),N_2O产率和转化率均维持在较低水平。     

亚热带竹林挥发性有机物排放的模拟

2012年7月至2013年1月,采用松弛涡度积累(Relaxed Eddy Accumulation)技术在我国浙江省亚热带竹林测量了挥发性有机物(BVOC)冠层尺度的排放通量,同步测量了气象参数、太阳辐射(总辐射、直接辐射、光合有效辐射PAR)。利用PAR能量平衡原理,建立了冠层尺度异戊二烯和单萜烯排放的经验模式,经验模式对于日变化、季节变化有较好的模拟。采用不同方法对经验模式进行检验,一般而言,BVOC的模拟值高于测量值。经验模式与MEGANv2.1全球生物排放模式对BVOC排放有比较一致的模拟结果,标准状况下(温度t=30℃、PAR=1 500μmol·m~(-2)·s~(-1)排放因子较接近(异戊二烯分别为4.00和3.60 mg·m~(-2)·h~(-1),单萜烯分别为0.12和0.16 mg·m~(-2)·h~(-1))。经验模式的计算结果表明:竹林BVOC排放主要集中于夏季(7-9月)且以异戊二烯为主(占BVOC排放的87.3%~95.8%)。利用经验模式计算了BVOC排放对各个因子(PAR、水汽、S/Q-散射因子,散射辐射/总辐射)变化的敏感性:当各个因子增加率大于40%时,异戊二烯对PAR的变化最敏感,其次是水汽因子,再次是S/Q;单萜烯对S/Q的变化最敏感,其次是水汽因子,再次是PAR;单萜烯比异戊二烯对S/Q的变化更敏感;异戊二烯和单萜烯对各因子变化的响应是非线性的。冠层尺度上BVOC的排放量与卫星测量的HCHO柱浓度(molec·cm~(-1))之间有良好的线性关系:异戊二烯排放量(mg·m~(-2)·h~(-1))=3.93×10~(-16)HCHO-2.81,单萜烯排放量(mg·m~(-2)·h~(-1))=1.24×10~(-17)HCHO-0.05。对比我国不同生态系统实测的排放通量、排放因子,异戊二烯排放以亚热带竹林最高,其次为温带森林,草地最低;单萜烯排放以温带森林最高,亚热带竹林次之,草地最低。     

林窗对川西亚高山云杉人工林土壤呼吸的影响

为了解林窗对川西亚高山粗枝云杉(Picea asperata)人工林土壤呼吸的影响,采用CO2通量全自动监测系统对川西亚高山粗枝云杉人工林林窗和林内土壤呼吸及土壤温度、水分进行为期两年的连续观测,比较分析林窗和林内环境因子和土壤呼吸速率的变化.结果表明:川西亚高山粗枝云杉人工林林窗和林内的土壤温度、土壤水分和土壤呼吸速率均具有显著的季节动态.在生长季节(4-10月),林窗效应使土壤温度、土壤水分和土壤呼吸速率较林内分别增加了48.8%、19.3%和18.6%;而冬季(11月-翌年3月)两种环境之间并无显著差异.林窗和林内土壤呼吸速率和土壤温度均呈显著指数相关(P0.01),与土壤水分呈显著线性相关(P0.05).林窗和林内的土壤呼吸温度敏感性(Q_(10))分别为2.46和3.01.综上所述,林窗效应对川西亚高山森林土壤呼吸具有显著刺激作用,且有明显的季节动态特征.(图3表1参33)