城市湖泊富营养化对水生植物叶片C、N、P化学计量特征的影响

为研究城市湖泊富营养化对水生植物叶片元素组成的影响,在植物生长季,对南京3个湖泊的6种常见水生植物进行碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量学研究,并分析驱动水生植物叶片元素变化的关键环境因子。结果表明:(1)水生植物叶片C、N、P含量变化范围分别为397.03～672.70、10.63～39.16及1.15～13.30 mg/g,叶片C/N、C/P及N/P变化范围分别为13.15～50.36、31.39～458.60及1.88～19.06,其中叶片P含量变异最大,叶片C含量变异最小;(2) Spearman相关性分析表明,芦苇(Phragmites australis)、睡莲(Nymphaea tetragona)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)叶片元素组成与湖泊富营养化综合指数具有显著相关性,叶片P含量随湖泊富营养指数升高而增加,叶片C/P及N/P随之减小;(3) RDA分析表明,春季水生植物叶片C、N、P含量及C/N/P变化主要受水体高锰酸盐指数(COD_(Mn))和底泥总有机碳(SOC)含量的共同影响,夏季主要受水体总磷(TP_W)浓度的影响,秋季主要受底泥总磷(TP_S)含量的影响。     

滨海芦苇湿地土壤微生物数量对长期模拟增温的响应

采用开顶式生长室(Open-top chamber,OTC)连续8 a(2008~2015年)长期模拟温度升高,研究滨海芦苇湿地不同土壤深度,及两种代表植物芦苇(Phragmites australis)和白茅(Imperata cylindrical)根际、非根际土壤可培养微生物数量变化对长期增温的响应。结果表明:(1)相对于对照,长期增温导致土壤可培养微生物的数量显著增加。其中,增温对土壤表层细菌、真菌的数量影响显著,细菌在第一层的增幅最大,增加率为34.16%,真菌在第三层的增幅最大,增加了64.42%。增温对20~40 cm土层放线菌影响显著,其中在第二层达到最大增加率59.47%;(2)长期增温对芦苇根际土壤微生物的根际效应变化的影响不大,表现为各土层芦苇根际效应增温对照,而白茅根际真菌和放线菌分别在第二层和第三层有显著差异;(3)不同的植物类型,其根际可培养微生物数量及根际效应对长期增温的响应不一致,表现为芦苇和白茅根际土壤可培养微生物数量及根际效应的增加幅度不同,这可能与植物不同类型,根际分泌物种类、数量的差异有关。     

湖北竹溪黑壳楠的种群结构与群落特征

为加强黑壳楠(Lindera megaphylla)种质资源的保护,了解其种群结构与群落特征,对分布于湖北省竹溪县的黑壳楠群落进行了全面的调查。研究群落的物种组成和物种多样性,绘制种群结构图,采用静态生命表和生存分析探明种群的生存现状,利用动态指数和时间序列预测分析其未来发展趋势。结果表明,黑壳楠群落的物种数量和多样性指数均较低,各层次的物种多样性指数均为灌木层>草本层>乔木层,乔木层物种单一;种群的径级结构为不规则金字塔型,高度级结构为金字塔型,黑壳楠种群为增长型种群,但幼龄个体较少,中老龄个体较多,对外界干扰的敏感性较高;静态生命表结果表明,黑壳楠的存活数量随着龄级的增加逐渐减少,个体期望寿命也逐渐降低;存活曲线趋向于Deevey-II型,前期死亡率平稳,但后期死亡率上升;生存分析表明,种群进入衰退期相对较晚,危险率曲线在V和VIII龄级出现陡增;时间序列分析预测,随着时间的推移,老龄个体数量增加,幼龄和中龄个体缺乏补充,种群在未来仍会面临衰退。在今后的保护工作中,应采用补植或人工促萌等措施增加幼苗数量,同时减少破坏性干扰,加强对黑壳楠种质资源的保护。     

鄱阳湖沙山植物叶片与土壤C∶N、C∶P沿沙化梯度分布特征

在鄱阳湖多宝沙山沿沙化梯度测定了17种常见植物叶片及土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)含量,以阐明沙山常见植物种与土壤C〖DK〗∶N、C〖DK〗∶P分布特征及对沙化的响应,为沙山植被恢复提供基础数据。结果表明：（1）植物叶片C〖DK〗∶N、C〖DK〗∶P分布范围为185～1273、1698～5071,平均值分别为431、3418;土壤0～10、10～30、30～50 cm层C〖DK〗∶N变化范围分别为98～463、24～465和37～450; 相应土层C〖DK〗∶P范围分别为198～759、30～905和47～765。（2）植物C〖DK〗∶N、C〖DK〗∶P对沙化的响应模式一致,均表现出在重度沙化区数值最小;土壤C〖DK〗∶N随沙化程度增加表现出降低趋势,而C〖DK〗∶P则表现出增加趋势,二者对沙化的响应不一致。（3）植物C〖DK〗∶N、C〖DK〗∶P变化主要取决于叶片的N、P含量;土壤C〖DK〗∶N的变化受控于土壤N含量;C〖DK〗∶P变化则决定于土壤有机C含量     

江汉平原稻田冠层CO2通量变化特征及其影响因素分析

二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)被认为是最重要的温室气体,在气候变化中扮演着重要角色,实地测定稻田生态系统CO2通量是农业源温室气体监测与控制技术研究的基本内容。采用涡度相关法对江汉平原稻田生态系统进行了通量观测,并对水稻不同生长阶段冠层CO2通量、潜热、显热通量变化特征及其影响因素进行了分析。结果表明:水稻各生育期冠层CO2、潜热、显热通量日变化均表现出明显的单峰特征,但幅度不同,这与太阳总辐射的日变化及下垫面作物叶面积指数大小关系密切。稻田系统作物呼吸与土壤呼吸排放CO2,排放通量一方面与温度的变化有关,另一方面也受灌溉、作物生长状况的影响;稻田光合作用吸收同化大气CO2,吸收通量与作物群体叶面积指数大小、光合有效辐射强度有关。不同生长期冠层CO2通量与温度因子(气温、5cm土层温度)、光辐射强度因子(时光合有效辐射曝辐量)的相关性均达到极显著水平(P<0.01),其中,分蘖-灌浆乳熟期CO2净通量对时光合有效辐射曝辐量响应的灵敏度较大,可以通过直角双曲线模型来拟合评估CO2净通量。     

崇明东滩围垦芦苇生长、繁殖和生物量分配对大气温度升高的响应

应用开顶式生长室(OTCs)模拟增温试验,研究了上海市崇明岛东滩湿地围垦区芦苇的生长、繁殖和生物量分配对温度升高的响应。结果表明：温度升高使株高显著增加,但对茎粗的影响不明显。与对照相比,升温显著增加了叶长、叶宽、叶面积;但却显著减少了叶面积比率(LAR)和比叶面积(SLA),对叶长/叶宽,叶质比(LMR)无显著影响。研究发现,升温使开花个体数、开花率、花序高、花颈长、花数以及种子数量均显著减少,对芦苇的繁殖起到抑制作用。此外,升温时地上部分各层生物量显著增加,而且从下到上增加程度逐渐增大;根、茎、叶的生物量显著增加;花的生物量显著减少。升温对根各层生物量影响不同,上层生物量显著增加,中层显著减少,下层变化不明显。进一步研究表明,升温使根和花生物量占总生物量的比例显著下降,茎和叶生物量所占比例显著升高。     

崇明滩涂湿地不同盐度梯度下芦苇种群及土壤的生态化学计量学特征

为了研究不同盐度梯度下芦苇(Phragmites australis)的生态适应性及其生长的限制因子,对崇明盐度梯度下的3个滩涂湿地生长的芦苇及土壤生态化学计量学指标进行测定;分析不同盐度下芦苇种群的生态化学计量学之间的差异,及土壤与芦苇元素、元素比之间的相关性。结果表明:(1)崇明滩涂湿地土壤C、N、P含量和C/N、C/P、N/P平均值分别是15.01、0.69、0.86g/kg,22.09、21.87、0.96。芦苇的C、N、P含量及C/N、C/P、N/P平均值分别为413.17、10.75、2.53g/kg,41.49、293.58、7.29。(2)随着崇明滩涂湿地土壤盐度增加,土壤的C、N含量及芦苇的C含量、C/N先降低后增加;土壤的C/N、C/P、N/P及植物的C/P、N/P增加;土壤的P含量及植物N、P含量降低。(3)盐度梯度下滩涂湿地土壤与芦苇生态化学计量学中的C、P、C/P、N/P之间均正相关关系,土壤N含量与植物的C/P正相关,与N/P负相关;而C/N与植物P含量之间有负相关性。(4)该研究区土壤的C、N元素较为匮乏,P含量较高;植物的N/P值小于14,说明崇明芦苇生长主要受到N的限制。     

亚热带红壤丘陵区湿地松人工林固碳释氧效益研究

用标准样方法对19年生湿地松（〖WTBX〗Pinus elliottii〖WTBZ〗）人工林碳素含量及碳贮量进行了测定。结果表明,湿地松各器官的碳素含量在5092±046%～5438±026%之间波动,按碳含量高低排列为树叶>树枝>树干>树根>树皮,且各器官的碳素含量随年龄的增长而提高。不同林冠层枝、叶碳素含量存在差异,上层叶与下层叶的碳素含量较低,下层枝条碳素含量明显比上、中层枝条高。灌木层、草本层、凋落物层的碳素含量依次为4516±04%、4228±041%、4088±031%,土壤层碳素含量平均为043±004%,且随土壤深度的增加而明显递减。湿地松林生态系统碳贮量为12194 t〖DK〗·hm-2,其中乔木层碳贮量为8618 t〖DK〗·hm-2,占总量的7067%,下木层和凋落物层碳贮量分别为06 t〖DK〗·hm-2(049%) 和886 t〖DK〗·hm-2（727%）。林地土壤（0～60 cm）为263 t〖DK〗·hm-2,占总碳贮量的2157%。乔木层年净固碳量为454 t〖DK〗·hm-2,年净释氧量为1212 t〖DK〗·hm-2。采用造林成本法计算得出试区湿地松林平均每年发挥的净固碳释氧效益达9 034元〖DK〗·hm-2。     

金沙河水库鲢、鳙生长特征及起捕规格的研究

2007年在金沙河水库分别取鲢(〖WTBX〗Hypophthalmichthys molitrix〖WTBZ〗)157尾、鳙(〖WTBX〗Aristichthys mobilis〖WTBZ〗)53尾样本,对其年龄组成和生长特征进行了研究。结果表明,该水库鲢、鳙均以3~4龄为主。体长和体重的关系式分别为〖WTBX〗WH=10×10-4L2.5135,WA=27×10-5L〖WTBZ〗2.8705。鲢、鳙的生长规律符合von Bertalanffy生长方程,鲢的生长方程分别为LH=1121244［1-e-0.1544(t+0.1371)］,WH=1418916［1-e-0.1544(t+0.1371)］2.5135;鳙的生长方程分别为LA=685382［1-e-0.396(t-0.3239)］,WA=5101875［1-e-0.396(t-0.3239)］2.8705。根据此方程计算出生长速度和生长加速度方程,并得出鲢、鳙生长拐点分别为583龄和300龄。与不同水库鲢、鳙生长比较,金沙河水库鲢比鳙生长快。并对金沙河水库鲢、鳙的放养和捕捞规格提出了建议     

长江上游高山森林林窗对凋落物分解过程中可溶性碳的影响

采用凋落物分解袋法, 以川西高山森林典型乔木(四川红杉Larix mastersiana、岷江冷杉Abies faxoniana、红桦Betula albo-sinensis和方枝柏Sabina saltuaria)和灌木(高山杜鹃Rhododendron lapponicum和康定柳Salix paraplesia)凋落物为研究对象, 研究了林窗中心到郁闭林下不同生境(林窗中心、林冠林窗、扩展林窗和郁闭林下)中凋落物第一年分解不同关键时期(雪被形成期、雪被覆盖期、雪被融化期和生长季节)可溶性碳的动态特征。结果表明:6种凋落物可溶性碳和可溶性有机碳在冬季含量增加而在生长季节含量降低, 而可溶性无机碳含量在全年呈降低趋势;雪被形成期, 6种凋落物可溶性碳和可溶性有机碳在郁闭林下达到最大值, 而雪被覆盖期在林窗中心和林冠林窗达到最大值, 生长季节6种凋落物可溶性碳含量均低于初始含量。这表明全球气候变暖情景下, 冬季林内雪被覆盖时间和厚度降低且生长季节延长将减少凋落物可溶性碳含量, 且变化程度受到凋落物质量控制。     

Modeling Carbon and Water Budgets in the Lushi Basin with Biome-BGC

Abstract

In this article, annual evapotranspiration (ET) and net primary productivity (NPP) of four types of vegetation were estimated for the Lushi basin, a subbasin of the Yellow River in China. These four vegetation types include: deciduous broadleaf forest, evergreen needle leaf forest, dwarf shrub and grass. Biome-BGC—a biogeochemical process model was used to calculate annual ET and NPP for each vegetation type in the study area from 1954 to 2000. Daily microclimate data of 47 years monitored by Lushi meteorological station was extrapolated to cover the basin using MT-CLIM, a mountain microclimate simulator. The output files of MT-CLIM were used to feed Biome-BGC. We used average ecophysiological values of each type of vegetation supplied by Numerical Terradynamic Simulation Group (NTSG) in the University of Montana as input ecophysiological constants file. The estimates of daily NPP in early July and annual ET on these four biome groups were compared respectively with field measurements and other studies. Daily gross primary production (GPP) of evergreen needle leaf forest measurements were very close to the output of Biome-BGC, but measurements of broadleaf forest and dwarf shrub were much smaller than the simulation result. Simulated annual ET and NPP had a significant correlation with precipitation, indicating precipitation is the major environmental factor affecting ET and NPP in the study area. Precipitation also is the key climatic factor for the interannual ET and NPP variations.     

Modeling Carbon and Water Budgets in the Lushi Basin with Biome-BGC

1 INTRODUCTIONEvapotranspiration (ET) is the key process controlling theexchange of energy and hydrologic flux for vegetatedsurface. Terrestrial net primary productivity (NPP)represents the carbon available for plant allocation toleaves, stems, roots, defensive compounds, reproductionand is the basic measure of biological productivity. Treegrowth, forage available for grazing, food productivity,and atmospheric CO2 levels are all strongly controlled byNPP (White et al., 2000). The exch…     

江西庐山自然保护区主要森林植被水土保持功能评价

随着环境压力的与日俱增以及森林过度采伐带来的生态危机的加剧,森林生态系统控制水土流失与涵养水源功能的量化及机理研究已成为各国生态学家、林学家、水土保持学家共同关注的课题。以江西庐山自然保护区的6种主要森林植被为研究对象,基于野外调查和室内实验获取的相关数据,采用层次分析法,选取郁闭度、丰富度指数、土壤容重、毛管孔隙度、土壤稳渗速率、枯落物储量、枯落物分解强度、海拔、坡度等15个指标构建多层次多指标的水土保持功能评价体系,根据层次总排序结果,分别计算出各指标的权重,并利用线型评分函数求出各森林植被类型水土保持功能的综合评价值,即6种主要森林植被类型水土保持功能排序为:常绿阔叶林玉山竹林常绿-落叶阔叶混交林落叶阔叶林黄山松林马尾松林。     

基于C5.0决策树和时序HJ-1A/B CCD数据的神农架林区植被分类

我国神农架林区海拔高、气候复杂,森林类型多样,结构破碎,森林遥感分类难度较大。将2013年时间序列HJ-1A/B CCD遥感影像作为数据源,计算出植被指数(NDVI、DVI、RVI)和主成分第一分量(PC1),使用DEM数据生成地形因子(高程、坡度、坡向),构建植被分类时序因子集。运用C5.0决策树分类法将神农架林区植被细分为七类:针叶林;针阔混交林;落叶阔叶林;常绿和落叶阔叶混交林;常绿阔叶林;灌丛和草甸。结果表明:该方法的总体精度为72.7%,Kappa系数为0.67;在6~8月,针叶林、草甸和灌丛的植被指数明显低于常绿阔叶林、常绿和落叶阔叶混交林、落叶阔叶林和针阔混交林,对分类的贡献较大,称为植被分类的"窗口期"。PC1、NDVI和高程因子对神农架林地的区分度较高,而坡度、坡向和RVI因子对分类帮助不大。作为一种智能分类方法,C5.0决策树分类方法应用于30m分辨率的时间序列HJ-1A/B CCD数据,能够将地貌复杂的神农架林区植被分为七类,提高了类别精度,具有更高的应用价值。     

庐山不同森林植被类型土壤特性及其健康评价

土壤作为森林生态系统的一个重要因子,评价森林土壤健康状况对森林健康的维护经营以及森林系统功能的发挥具有重要意义。在系统调查和分析庐山8种森林植被类型土壤特性的基础上,评价指标分别从物种多样性以及不同的森林土壤特性中进行筛选,包括物种多样性系数、枯落物层厚度、腐殖质层厚度、土层厚度、容重、粘粒含量、有机质、p H值、阳离子交换量、全氮、水解氮、有效磷、速效钾、磷酸酶活性等指标,基于SPSS19.0软件对所获得数据进行差异性检验和相关分析,确定各项指标的权重,应用合适的土壤健康评分函数,将测得的指标值转换为对应指标的分值,最后通过加权综合法,计算其土壤健康指数,并对不同森林植被类型土壤健康状况进行评价。结果表明,8种森林植被类型下最终的土壤健康指数大小排序为:针阔混交林(0.78)常-落混交林(0.72)灌丛(0.69)常绿阔叶林(0.67)落叶阔叶林(0.64)竹林(0.59)马尾松林(0.53)黄山松林(0.46)。     

Small mammal communities in forest ecosystems affected by urbanization

A set of characters has been used to evaluate transformations in forest phytocenoses and their small mammal communities affected by urbanization, compared to conditionally undisturbed phytocenoses (communities). In park forests of the city of Yekaterinburg, the understory and subordinate shrub and herb-dwarf shrub layers of phytocenosis are transformed to a greater extent. The undergrowth of conifer forestforming species is as a rule sparse or absent, and that of deciduous trees often consists mainly of invasive species. Small mammal communities in pine forests transformed under the effect of urbanization also undergo changes leading to the formation of relatively stable (for an urbanized environment) zoocenoses differing both in species composition and in parameters characterizing community diversity.     

基于时序NDVI数据的鄱阳湖流域常绿覆被季节性变化特征

选择位于红壤丘陵区的鄱阳湖流域作为研究对象,利用1 km×1 km分辨率的时序SPOT4-VEGETATION数据,对流域内典型土地覆被--常绿覆被的绿度值、峰值、谷值、年均NDVI(NDVI-I)和NDVl年内极差(NDVIMM)等特征值进行了提取.在此基础上,探讨了不同常绿覆被类型的NDVI指数年内季节变化规律.结果表明:时序NDVI指数基本上能够较好地刻画不同常绿覆被类型之间的差异性,植被指数NDVI特征值随覆被的类型及其生长状态有规律地变化,即NDVI年均值和最小值基本上按"常绿阔叶林＞常绿针阔叶混交林＞常绿针叶林＞常绿针叶一落叶混交林"的顺序变化;典型常绿阔叶林的NDVI指数年内变化曲线基本上没有大的起伏波动;常绿针叶林以及常绿针阔叶混交林占主导地位的常绿混交林NDVI指数年内变化比较和缓,但常在8月和11月有所波动;以常绿针叶林为主、但有较多落叶林混杂其中的常绿混交林,其NDVI指数年内变化曲线基本上呈和缓的单峰型波动.     

湖北宣恩七姊妹山天师栗(Aesculus wilsonii)群落特征

天师栗（Aesculus wilsonii）是我国特有的珍稀树种,其天然分布比较零散,极少有大面积的自然群落存在。对湖北宣恩七姊妹山天然分布的天师栗群落采用相邻格子法进行调查,研究了群落的物种多样性、空间格局、群落结构和种群径级结构等群落特征。结果表明：（1）天师栗是群落的主要优势树种,其重要值为22.7,远大于重要值排在第二位的红枝柴（重要值为13.7）,且在群落中呈聚集分布类型;（2）群落物种比较丰富,相对于灌木层和草本层,乔木层丰富度指数和均匀度指数较低,优势度指数较高,说明乔木层物种没有灌木层和草本层多,且分布不均匀,但优势种作用显著,成层现象明显;（3）群落的年龄〖JP2〗结构显示,该群落虽然目前处于稳定阶段,但群落中5个优势种群的幼年个体补充都严重不足,潜在的影响群落以后的生存和发展。应采取保护措施,促进群落的自然演替.     

基于MODIS数据的安徽省植被水分利用效率时空变化及影响因素

水分利用效率是衡量生态系统碳水循环耦合程度的重要指标。基于MODIS数据、土地覆盖类型数据和气象数据,估算安徽省植被水分利用效率(WUE）,采用趋势分析法和相关分析法对安徽省2000~2014年植被WUE的时空格局、变化趋势及影响因素进行研究。研究表明:（1）不同植被类型的WUE年均值差异明显,常绿阔叶林和常绿针叶林的WUE均值较高,分别达到1.66和1.69 gC?mm-1?m-2,而耕地的年均WUE最低,各植被类型的年均WUE按照“常绿针叶林>常绿阔叶林>灌木>草地>落叶阔叶林>针阔混交林>耕地”的顺序递减。植被年均WUE具有较强的空间分异性规律,整体上呈现南北高中间低的趋势,植被WUE的高值区主要分布在大别山区和皖南山区,分布范围与常绿针叶林、常绿阔叶林的分布范围基本一致。（2）安徽省2000~2014年植被WUE年内变化呈现出“增加-减小-增加-减小”的M状“双峰型”趋势,具有明显的季节差异,呈现出春季＞秋季＞夏季＞冬季的特征,各季节植被WUE的均值分别占植被WUE的32.58%、24.91%、29.27%、13.24%。（3）安徽省植被WUE动态变化受到降水影响显著的区域占比3.88%;气温显著影响的区域占比2.19%;降水显著影响的地区主要分布在林地范围内,温度显著影响的地区则位于耕地范围内,降水和气温综合显著影响所占面积最小,为0.11%;而植被WUE受气温和降水影响均不显著占比为93.82%;整体上,安徽省大部分地区的植被WUE变化主要受非气候因素影响。     

The effect of natural and anthropogenic disturbance in forest canopy and its effect on species richness in forests of Uttarakhand Himalaya,India

Pinus roxburghii (chir-pine) and Quercus leucothchophora (banj-oak) are dominant forests of mountainous part of the Uttarakhand Himalaya. The continued anthropogenic disturbance is opening the canopy, forming canopy gaps and as a result forest fragments are developing. Thus, the present study aims to analyze variations in species richness and vegetational parameters in relation to canopy gaps in forests. Total species richness was greater in open canopied forest compared to moderate and close canopied forests. In comparison between oak and pine forest, it was greater in oak forest while the proportion of common species was low between oak—pine forests. Mean species richness did not significantly vary from one canopy gap to another as well as in oak and pine dominated forest. This indicated that dominant forest types played an important role to form the community structure. The shrubs richness were greater in closed canopy and between the forests it was greater in pine forest. Tree and shrub density was low in open canopy while herb density was high in moderate canopy. Thus, this study indicated that the dominant canopy species play an important role in deciding the community structures especially the distribution of under canopy species. These parameters should be considered for conservation and maintenance of plant biodiversity of a region.