福建省森林植被NEP时空变化及影响因子分析

不断加剧的气候变化和人类活动增加了区域生态系统碳循环研究的不确定性。净生态系统生产力(NEP)能够定量描述陆地生态系统与大气之间的碳交换量,探究区域生态系统NEP的时空变化及对气象、植被等因子的响应有助于明晰区域生态系统碳收支状况和应对气候变化。基于TEC模型和生态系统呼吸模型评估了福建省森林2000-2020年NEP时空格局,并借助地理探测器和贡献率方法探究了福建省NEP时空变化的主要驱动因子。结果表明：(1)2000-2020年福建省森林多年年均NEP为528 g·m^-2,呈极显著的增强趋势。空间分布规律为“高值主要分布在福建南部的内陆地区,低值主要分布在中北部和南部沿海地区”,约48.3%的地区NEP呈显著上升趋势,主要分布在福建省的中部偏西南地区,而仅有1.00%的地区呈显著下降趋势;(2)空间分布上,影响福建省森林NEP的空间分异的主要因子为植被、地形和气象要素。归一化植被指数对森林NEP空间分布的影响最大,是影响福建省森林NEP空间分异的主要驱动因子,其次是地形和太阳辐射,高程的最适区间为891-1 491 m,而辐射的最适区间为128-130 W·m...     

基于“三生空间”的土地利用转型时空演变及其碳排放效应研究——以福建省为例

随着城市功能和产业形态的不断变迁,国土空间格局变化带来的环境问题频发,“三生空间”格局(生产、生活、生态空间)优化对碳中和的实现愈发重要,探究“三生空间”转型变化与碳排放时空变化之间的关系,对解决中国式韧性城市建设、国土空间格局优化和“双碳”目标实现具有重要意义。以福建省为例,基于“三生空间”动态度、“三生空间”动态转移矩阵,在确定2005-2020年福建省“三生空间”时空变化的基础上,选取多期碳排放相关经济社会数据确定福建省碳排放系数,利用“三生空间”碳排放贡献率,揭示福建省“三生空间”转型对碳排放的作用程度。结果表明,1)2005-2020年,福建省“三生空间”空间类型表现为林地生态空间占据主体地位,农业生产空间、林地生态空间减少,其他空间类型都有不同程度的扩展。2)福建省“三生空间”转型由急剧增加向逐步减缓发展,其中以工业生产空间、林地生态空间、农业生产空间之间的相互转换规模较大。“三生空间”转换的空间分布前期集中在东南部,中期向中西部延伸,后期中心重新聚集在东南部。3)基于“三生空间”的变换,福建省2005-2020年间的碳排量呈不断增长趋势,但增长率渐缓,15年间累积碳排放共...     

杉木林取代阔叶林后土壤生物学活性变化的研究

通过对福建省南平市溪后安曹下取代阔叶林的70a生杉木车产林（山坡）、32a生杉木“青年林”（山坡）及前茬阔叶林（山脊）土壤生物学活性连续2a的比较研究结果表明，与山脊上前茬的阔叶林相比，70a生杉木丰产林土壤微生物总数、生理类群的数量减少、活性下降；土壤酶活性减弱；呼吸作用强度（内源）及添加基质的外源呼吸作用强度降低，土壤中有机质分解和腐殖质再合成程度降低．32a生杉木“青年林”土壤生物学活性下降则更为明显，说明从杉木取代阔叶林（头耕土）起，土壤生化活性及土壤肥力就存在明显下降现象，轮伐期缩短或林地连栽杉木代数增加，而不采取恢复地力措施，杉木林地地力衰退将更为明显．     

重庆四面山杉木群落物种多样性研究

通过对重庆四面山杉木(Cunninghamia lanceolata)林样地的调查,运用丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数,分析了该地区杉木群落物种多样性特征,将该地区现存杉木群落划分为2个群系组(杉木林和杉木针阔混交林),8个群系,10个群丛。结果表明,杉木群落可分为乔木层、灌木层和草本层。在杉木林群系组中,丰富度指数、多样性指数和均匀度指数均表现为灌木层>草本层>乔木层。在杉木针阔混交林群系组中,丰富度指数表现为灌木层>乔木层>草本层;多样性指数多数表现为灌木层>乔木层>草本层;均匀度指数变化较为复杂,没有统一规律。杉木群落各层的丰富度指数随海拔高度的升高总体上呈下降趋势。群落各层的多样性指数随海拔高度的升高在特定区间内表现出一定规律性:在海拔1180m以下低海拔区域,随海拔高度的升高呈下降趋势;在海拔1180～1351m范围内,随海拔高度的升高呈波动状态;而在海拔1351m以上高海拔区域,又呈下降趋势。群落各层的均匀度指数随海拔梯度变化较为复杂,未表现出明显规律。     

杉木地理种源遗传变异的RAPD分析

应用随机扩增多态性DNA技术对我国12个有代表性的杉木地理种源遗传多样性进行分析,从80个随要引物中筛选出20个进行扩增,共扩增出149个DNA片段,其中具多态性的片段有115个,占77．18％％,表明极木地理种源间具有丰富的DNA序列多态性、平均每个引物提供7．45个RAPD标记的信息量,扩增出的DNA片段大小一般为150到2000bp范围之间,12个杉木地理种源间遗传距离变幅为0．193－0．4467,聚类结果表明,在0．2664处,广东信宜,广西梧州,湖南会同,湖南江华,贵州锦屏,江西全南聚为一类,福建沙县,浙江开化,湖北咸宁,安徽休宁聚为一类,四川雅安,陕西南郑各为一类,图2表2参15     

4个岷江柏种群的球果和种子形态特征及其地理空间差异

研究了我国四川和甘肃地区特有珍稀濒危植物岷江柏(Cupressus chenggiana S.Y.Hu)的4个地理种群球果和种子的形态特征，分析了不同生境条件下岷江柏的地理差异．结果表明：岷江柏球果呈椭球形，长(l)为1．5～2．5cm，宽(6)为1．5～2．0cm，重(m)为1．5～4．5g，球果鳞片数为8～11片，球果内种子粒数为40～70粒．在调查的4个岷江柏种群中，小金县种群的球果最大、球果内种子数最多，马尔康县种群和金川县种群的球果重量、球果内种子数居中，理县种群的球果最小、球果内种子数最少．讨论认为，4个种群球果和种子大小特征存在极显著差异，不同种群球果和种子的形态差异与岷江柏的种群遗传特征、气候特征和生境特征有着密切的关系．图3表7参25     

近年来长江流域气溶胶光学厚度时空变化特征分析

利用2000年3月至2011年2月MODIS Level3遥感反演大气气溶胶光学厚度（AOD）产品数据,结合中国地形的3大阶梯分布,分析近年来长江流域气溶胶光学厚度的时空变化特征。结果表明,近12年来,长江流域的年平均AOD值在0．38,～,0．44之间变化,其中“第一阶梯”年平均AOD呈极显著下降趋势（P〈0．01）,“第二阶梯”和“第三阶梯”则呈上升趋势,但趋势不显著（P〉0．05）;4季平均AOD除春季呈下降趋势,其他3季均为上升趋势,其中冬季上升速率最快,线性倾向率为0．004·a-1（P〈0．05）,春季AOD与其他季节的差距在逐步减小;长江流域3大阶梯AOD具有鲜明的季节变化特征,基本上是春夏季较大,秋冬季较小,具体表现为春季最大,从夏季到冬季逐渐减小,冬季到来年春季跳跃性增高,但由于地理位置、地形、气候、人类活动等因素的影响,不同区域又有所差异;AOD年平均值和四季平均值均表现为“第三阶梯”〉“第二阶梯”〉“第一阶梯”。长江流域年平均AOD变化空间差异显著,其中显著减少区域占整个流域面积的17．54％,主要分布在“第一阶梯”;显著增加的区域仅占流域总面积的5．23％,主要分布在“第二阶梯”和“第三阶梯”。另外,由于海拔、地形及山脉阻挡等诸多因素影响,导致在地形阶梯间高程突变线左右两边的狭窄区域,AOD分布存在低处明显大于高处的现象。这些结果有助于长江流域的区域气候变化和环境研究。     

杉木生长对南方涛动的可能响应

对杉木中心产区边缘杉木个体年轮生长规律进行了研究,分析了杉木年轮生长的特点,建立杉木个体年轮的时间模型,求算年轮指数,通过对２０多年来南方涛动指数第一、第二主分量与杉木人工林生长关系的研究,探讨南方涛动对杉木生长的可能影响,以南方涛动第一、第二主分量为自变量,建立杉木人工林年轮生长模型,模拟精度达９１．０５％,说明南方涛动对杉木人工林胸径生长可能存在一定影响（α＝０．０５）。     

保留带与造林带水土和养分再分配效应

保留带（ 保留现有灌丛的带状区域）与造林带（ 砍掉现有灌丛用于栽植林木的带状区域） 沿等高线交替配置的生态技术在四川西部逐渐被推广应用,本文定量分析了该技术中保留带与造林带的水土和养分再分配效应．结果表明：①坡度和雨量级是影响保留带与造林带水土流失的重要因子,其越大则水土流失量越大．②保留带净存储水６１ ４６４ ～１２５ １７９ｔｋｍ －２ａ－１ ,拦截土壤２ １３６ ～２ ８１７ｔｋｍ －２ａ－１ ．③保留带表土层的养分比造林带的提高了１４．６８％ ～７４．８９％ ,造林带表土层的养分比对照提高了３ ．３１％ ～１１４．１６％ ．④保留带和造林带内从上至下的表土层养分有逐渐富积的趋势,且保留带与造林带相邻处的养分变化速率最大．⑤保留带通过地表径流的养分流动净积累了５７５ ．５９ ～１ ６９０ ．６６ ｋｇ ｋｍ －２ａ－１有效Ｎ;而对Ｐ、Ｋ 而言,保留带是否能通过地表径流来净积累养分则主要取决于坡度,坡度越大,越有利于保留带通过地表径流来净积累有效Ｐ、Ｋ．     

TW-80对污染土壤中菲和芘的生物降解影响

以 Ｔ Ｗ８０ 为供试物,进行了表面活性剂对污染土壤中菲和芘生物降解影响研究． 实验周期１５０ ｄ ．并分别在３０ ｄ 、６０ ｄ 和１５０ ｄ 间隔采样监测菲、芘降解率．结果表明,３０ ｄ 后,加入 Ｔ Ｗ８０ 的不同处理土壤中,菲的降解率分别达８１ ％ ～９８ ．９ ％ ,比 Ｃ Ｋ 高２２ ．０２ ％ 以上、芘的降解率分别达７１ ．９０ ％ ～８０ ．６６ ％ ,比 Ｃ Ｋ 高９ ．４６ ％ 以上．６０ ｄ 后,加入 Ｔ Ｗ８０ 的处理中,菲的降解率达８８ ．９４ ％ ～９６ ．５１ ％ 、比 Ｃ Ｋ 高１１ ．１４ ％ 以上; 芘降解率达９２ ．３９ ％～９４ ．０２ ％ ,比 Ｃ Ｋ 高２ ．２７ ％ 以上．１５０ ｄ 后,所有处理中,菲和芘的降解率均分别达到９８ ％ 和９６ ％ 以上, 与 Ｃ Ｋ 无明显差别．研究还发现, Ｔ Ｗ８０ 土壤中含有优势真菌常见青霉、蠕形青霉、淡紫青霉和顶孢头孢霉．它们可能是促进土壤中菲、芘降解的原因     

杉木多代连栽后土壤肥力变化

通过选择邻近分布,母岩一致,树龄相近且为近成熟林等可比性较强的一代、二代、三代杉木林标准地,研究杂木林及不同栽杉代数杉木林土壤水分物理性质、土壤养分和腐殖质及土壤生化活性的差异,并采用主成分分析（PCA）法对不同林分类型土壤肥力进行排序。结果显示表层土壤（0～20cm）肥力以杂木林最高,其次为一代杉木林的,二代和三代杉木林的则最差;底层土壤(20～40cm)肥力以杂木林最高,一代、二代和三代杉木林的均较差。建议降低人为干扰频率和强度及改善林分群落结构来提高杉木人工林土壤肥力,从而实现杉木林的可持续经营。     

杉木林凋落物产量、分解率与储量的关系

在福建三明采用2种方法测定27a生杉木林的杉木叶和小枝凋落物的分解率．采用网袋法(孔径0．5mm尼龙网袋)测定的杉木叶和小枝凋落物残留率Olson指数模型的分解系数(k值)分别为0．7692a^-1和0．2501a^-1，相应的第1年的分解率分别为53．66％和22．13％；另一种测定矗值的方法较为准确，是通过计算凋落物年产量与地面凋落物储量的比值得到，采用该方法计算的杉木叶和小枝凋落物的矗值分别为1．788a^-1和0．8622a^-1，分别是网袋法测定值的2．32和3．54倍，相应的第1年的分解率分别为83．27％和57．78％，分别是网袋法测定值的1．55倍和2．61倍．采用后一种方法测定的凋落物分解率可以解决尼龙网袋法测定分解速率结果偏低的问题．     

杉木人工林不同经营模式树冠的分形特征

对杉木纯林、杉木拟赤杨混交林、杉木观光木混交林的不同树种冠幅的分形维数进行计算和比较 .结果表明 :杉木观光木混交林中杉木种群冠幅分形维数 >杉木拟赤杨混交林中杉木种群冠幅分形维数 >杉木纯林冠幅分形维数 ;杉木观光木混交林中观光木种群冠幅分形维数 >杉木拟赤杨混交林中拟赤杨种群冠幅分形维数 .说明杉木混交林种间竞争小 ,而杉木种内竞争激烈 ,同时杉木同观光木之间的种间竞争小于杉木同拟赤杨之间的种间竞争 .图 4表 2参 16     

相思树种子的质量评价模型

投影寻踪技术为一种新兴的非线性分析方法,但存在计算过程复杂、编程实现困难等缺陷,鉴于此,我们提出采用模拟退火法直接优化投影寻踪技术的投影函数和投影方向以克服目前投影寻踪技术的种种缺点.在此基础上,提出基于模拟退火法的改进的投影寻踪的相思树种子质量评价模型,利用该模型可把各相思树种批测定指标综合成一维投影值,投影值越大,表示该种批质量越好,根据投影值的大小可对相思树种批样本集进行合理评价.实例质量评价结果表明,直接由样本数据训练的改进投影寻踪林木种子质量评价模型用于相思树种子质量评价简单可行,具有较强的适用性和应用性,可操作性强.基于模拟退火法的改进的投影寻踪法可广泛应用于种子质量评价、群落分类及环境质量评价等研究中各类非线性、高维数据的分级与评价.表1参11     

几种不同更新的森林群落碳储量结构特征分析

森林更新是维持和扩大森林资源的主要途径,也是森林结构调整、森林可持续经营和构建多功能高效的森林生态系统的过程。在安徽南部的岭南林场,选择了马尾松（Pinus massoniana Lamb）人工林（MP）、杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林（CF）、阔叶混交天然次生林（MB）和针阔混交人工次生林（MN）等4种具有典型代表性的森林群落类型,研究了不同更新方式形成的森林群落的碳储量结构特征。结果表明：（1）针阔混交次生林树干生物量密度最大,为（67.32±56.57）mg.hm-2,杉木人工林生物量密度最小,为（43.79±9.13）mg.hm-2,而马尾松树干生物量所占比例最大,为（64.04±1.49）%。阔叶混交次生林碳储量最高,为（126.47±90.75）mg.hm-2;（2）4种群落类型中,阔叶混交林与马尾松群落碳密度最大,分别为95.67和98.21mg.hm-2,杉木群落碳密度最小,为55.41 mg.hm-2。阔叶混交林中的灌木层生物量碳密度最大,为（17.438±24.627）mg hm-2,马尾松林的草本层和枯落层生物量碳密度最高,分别为（1.326±0.431）、（5.517±2.846）mg.hm-2;（3）阔叶混交林群落的地下碳储量最高,为（10.5±9.8）mg.hm-2,群落地下碳储量从大到小的顺序是阔叶混交林〉针阔混交林〉杉木林〉马尾松林。相应的群落地上碳储量从大到小的顺序是阔叶混交林〉针阔混交林〉马尾松林〉杉木林。杉木林根茎比（R/S）最大,为0.21±0.01,杉木林群落中的灌木层根茎比（R/S）最大,为1.61±0.11;（4）在阔叶混交林中,株数密度与乔木层、草本层的碳比例正相关。在杉木林群落中,平均胸径、株数密度与乔木层碳所占比例成负相关。除杉木林群落外,灌木层碳含量之比与胸径及密度等调查因子都呈负相关。     

杉木拟赤杨混交林土壤肥力的研究

通过对杉木拟赤杨混交林及杉木纯林土壤团聚体结构、土壤养分状况及酶活性的研究表明,与杉木纯林相比,混交林土壤结构性能得到改善,供肥和保肥能力加强,各种土壤酶活性提高,土壤肥力较好。表明杉木拟赤杨混交林具有良好的培肥土壤功能,对杉木人工林的地力维持和提高有重要意义。     

不同栽杉代数根际土壤肥力及生物学特性变化

通过对位于南平溪后安曹下和邓窠２９ａ龄１代、２代、３代实生杉木的根际养分、微生物、酶及生化活性的为期２ａ的研究,结果表明：随杉木连栽代数增加,根际微域土壤酸化趋势增强,有机质和全氮沉积量下降,速效性养分亏缺程度减弱,根际土壤中三大类微生物所占的比例发生一定的变化,真菌和放线菌所占比例增加,细菌所占比例减少,生理类群数量下降,除接触酶活性变化不大外,其它土壤酶和生化活性均有明显下降,体现了杉木多代连栽根际土壤的基本特征;亦是杉木连栽导致地力衰退重要原因之一