近65年来四川红杉径向生长对气候变暖的响应

大量研究揭示全球变暖已经对青藏高原东南缘树木生长产生显著影响,为了解气候变化对林线位置的四川特有树种四川红杉(Larix mastersiana)生长的影响,以黑水县达古冰川四川红杉为研究对象,利用树木年轮学的方法建立树木年轮宽度标准年表,探讨1977年升温突变前后四川红杉径向生长对气候因子的响应差异.结果显示,197...     

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）。     

长白山北坡林线处岳桦年轮年表及其与气候的关系

运用相关函数及响应分析等树木年轮气候学方法,研究了长白山北坡林线处岳桦(Betula ermanii)径向生长及其与气候的关系.结果表明,林线处岳桦年轮宽度年表具有较强的气候敏感性.其径向生长与上年7月和当年3月的温度显著负相关(P<0.05),与上年9月和当年7月的温度显著正相关;同时与上年6月降水量显著正相关.与季节性气候因子的响应分析表明,岳桦径向生长与当年春季(1～3月)和当年生长季前(4、5月)的平均温度呈显著负相关,与当年生长季前的平均最高温度显著正相关,与降水量的相关关系不显著.利用多元逐步回归方法模拟了岳桦年轮宽度指数与气候因子间的关系,并据此预测在温度和降水增加的背景下,林线处岳桦径向生长将降低14.8%.     

中亚热带3种类型米槠林凋落叶水溶性组分及其氮磷养分含量

凋落物水溶性组分流失是森林凋落物降解最为前端的过程，水溶性组分的动态变化可以在一定程度上指示森林物质循环过程，其研究对于认识天然林转变为次生林和人工林后结构和功能的改变以及不同经营模式的森林管理具有一定的科学意义.以中亚热带典型米槠（Castanopsis carlesii）人工林、米槠次生林和米槠天然林为研究对象，分析凋落叶水溶性组分以及氮磷养分含量特征.结果显示：天然林凋落叶水溶性有机碳含量及其占总有机碳的比例显著高于人工林和次生林（P <0.05），而10、11月和6月人工林凋落叶水溶性氮含量及其占总氮的比例显著高于天然林和次生林（P <0.05）,3-8月人工林凋落叶的水溶性碳氮比和水溶性碳磷比则低于天然林和次生林.12月至次年8月，人工林的总碳、总氮和总磷含量显著高于天然林和次生林，并且这一时期凋落叶的总碳氮比、总碳磷比和总氮磷比表现为次生林>天然林>人工林.此外，米槠凋落叶水溶性有机碳和水溶性氮含量在10-11月出现峰值，7-8月相对较低，并与降雨量和气温呈显著负相关关系.总的来说，天然林凋落叶较高的水溶性有机碳含量有利于凋落叶早期降解和以其为载体的...     

天然次生林人工更新后对土壤物理性质及碳贮量的影响

天然林被人工林取代后对土壤水文物珲性质及土壤碳贮量有重要的影响.文章以海南天然次生林人工更新为尾细桉(Eucalyptus urophylla×E.tereticornis)和马占相思(Acacia mangium)林前后的土壤为研究对象,研究分析了人工植被更新对土壤水文物理性质和土壤碳贮量的影响.结果表明:天然次生林更新为桉树、马占相思人工林后,土壤容重增加,土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度减小,0～80 cm土壤的最大贮水量、毛管贮水量和非毛管贮水量降低,桉树和马占相思人工林最大贮水量分别降低19.8 mm和43.3mm,桉树人工林0～40cm土壤碳贮量降低6.77t·hm-2,马占相思人工林的增加14.68t·hm-2.     

川西亚高山3种典型森林土壤氮矿化特征

采用室内培养法对川西亚高山3个典型森林群落(天然林、云杉人工林和桦木次生林)有机层和矿质层土壤铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)积累量及净氮矿化速率进行测定.结果表明:培养4周后,天然林、云杉人工林和桦木次生林土壤有机层铵态氮含量分别增加356.85%、258.33%和176.81%,硝态氮含量分别增加872.92%、326.25%和120.32%,净氨化速率、净硝化速率和净氮矿化速率总体表现为天然林桦木次生林云杉人工林.方差分析表明,森林类型和土壤层次及其交互作用对土壤无机氮积累量和矿化速率均有显著影响.土壤净氮矿化速率和土壤初始化学性质之间存在显著相关关系.综上所述,森林转化显著影响川西亚高山森林土壤氮矿化潜力,主要体现在土壤有机层;川西亚高山土壤净氮矿化速率在很大程度上受控于底物数量和质量.     

川西亚高山3种森林土壤碳氮磷及微生物生物量特征

以空间代替时间的方法,对川西亚高山天然针叶林、桦木次生林、人工云杉林有机层和矿质层土壤碳、氮、磷化学计量以及土壤微生物生物量和呼吸进行比较分析.结果表明,天然针叶林转化为次生林和人工林,土壤有机层碳、氮、磷,微生物生物量碳、氮含量及微生物呼吸均显著下降,其中微生物生物量碳依次为天然林(727.98 mg/kg)次生林(554.56 mg/kg)人工林(239.83 mg/kg),微生物生物量氮为天然林(72.56 mg/kg)次生林(50.42 mg/kg)人工林(20.78 mg/kg),而矿质层各测定变量在3个森林群落之间差异基本不显著.各森林群落有机层土壤碳、氮、磷,微生物生物量及呼吸均显著高于矿质层,而碳氮比和微生物生物量碳氮比在土壤层次之间差异不大.相关分析表明,土壤碳、氮、磷及化学计量比及微生物变量之间存在显著相关关系.综上所述,森林转换显著影响川西亚高山土壤碳、氮、磷化学计量及微生物生物量,且影响主要体现在土壤有机层.     

晋西黄土区油松林的生长释放与生长抑制

为探究气候变化和抚育间伐对油松林生长的影响,选取黄土高原东部山西省临汾市吉县人工油松林中3个不同密度的林分,采用年轮生态学的方法对油松的径向生长过程进行分析.年轮宽度指数与气候因子的相关性分析表明该地区油松生长在年际尺度上与当年1月降水和上年12月最高气温负相关,与当年7月降水和10月最高气温正相关;生长释放和生长抑制分析表明由于气候变化和间伐的影响在1978-2003年之间,样方1出现了1次中度生长抑制,生长变化率低于-50%,1次由间伐引起的轻度生长释放,生长变化率大于47%;样方2出现了1次间伐产生的轻度生长释放,生长变化率超过39%;样方3出现了1次气候条件不适导致的轻度生长抑制,生长变化率低于-32%,1次由间伐和气候条件适宜共同作用产生的中度生长释放,生长变化率大于75%;间伐产生的生长释放效应能够维持5年左右.综上所述,不适宜的气候条件会抑制树木生长,间伐抚育能够使树木在5年内快速生长,结果可为后期的林业管理决策提供一定的参考.     

西大别山百战坪黄山松径向生长对气候因子的响应

研究基于标准的树轮年代学研究方法（样芯经固定、晾干、打磨、交叉定年、测量和标准化等处理）,首次建立了大别山西部的黄柏山百战坪的黄山松树轮宽度标准年表。研究发现,黄山松宽度年表有较高的信噪比SNR和样本解释总量EPS,表明树轮宽度年表中含有较多的气候信息,适合做树轮气候学研究。树轮宽度年表与气象因子关系的研究结果显示,黄山松树轮宽度与上一年10月、12月及当年的5月至9月的气温（包括月均最高气温、月均温和月均最低气温）呈较高的负相关,且在上一年的12月和当年7月月均最高气温和月均温的限制作用较强,而上一年10月月均温限制作用最大,这表明上一年生长季末和当年生长季中的高温通过对水分的影响限制黄山松的生长。树轮指数与当年2月、4月至7月的月降水及月相对湿度（6月份除外）均呈较高正相关,说明在进入生长期前后充足水分对黄山松生长有促进作用,但当降水或相对湿度过大时（如上年8月与当年6月）对黄山松生长就起到一定的限制作用。本研究结果填补了大别山西段树木年轮研究的空白,为该区域树木年轮气候重建研究提供参考和基础数据,也为黄柏山自然保护区今后的森林培育和森林管理提供了一定的理论依据。     

中国主要人工林土壤有机碳的比较

区域和全球碳循环是全球变化研究中的核心内容之一,其中估算并量化区域乃至全球土壤碳储量已经成为碳循环研究中的重大科学问题。森林生态系统在全球碳循环中发挥着重要作用,而人工林是重要的人工森林生态系统。中国对小尺度区域内一个或数个人工林土壤有机碳含量、密度和储量等已进行了大量研究,但缺乏对全国尺度下主要人工林土壤有机碳的比较研究。本文通过对近10 a内的橡胶（Hevea brasiliensis）、桉树（Eucalyptus spp.）、杉木（Cunninghamia lanceolata）、毛竹（Phyllostachys edulis）、马尾松（Pinus massoniana）、刺槐（Robinia pseudoacacia）、杨树（Populus spp.）、油松（Pinus tabulaeformis）和落叶松（Larix spp.）等9种人工林土壤有机碳53篇文献资料的统计分析,估算了中国主要人工林的土壤有机碳含量、密度及储量等。结果表明,9种人工林0-60 cm土壤有机碳含量介于4.0-31.1 g·kg^-1,平均14.8 g·kg^-1;0-60 cm土壤有机碳密度为2.8-15.1 kg·m^-2,平均8.7 kg·m^-2;0-60 cm的土壤有机碳储量介于28.2-158.1 Mg·hm^-2,平均84.5 Mg·hm^-2。以落叶松最高,毛竹、马尾松、桉树、杉木和油松等人工林居中,杨树和橡胶仅高于刺槐,刺槐最低。中国人工林土壤有机碳储量具有较为明显的经度分布性,从西向东逐渐升高;同时也具有一定的纬度分布性,大致表现为南低北高;9种人工林土壤有机碳储量虽明显低于同气候带的天然林,但仍具有很高的固碳潜力。人工林生产管理中,亟待寻找能有效增加土壤碳固定及减少碳损失的途径和措施。     

太行山南麓栓皮栎径向生长的海拔差异及其气候响应变化

研究气温突变前后栓皮栎(Quercus variabilis Blume)径向生长海拔差异及其气候响应的变化，可为不同海拔栓皮栎林的养护管理提供参考数据.基于太行山南麓海拔1 507 m和909 m的栓皮栎样地年轮宽度数据，结合树轮序列的差值年表(RES)与气候因子分析两个海拔栓皮栎径向生长在气温突变前后对气候响应的差异，并利用胸高断面积年增长量(BAI)分析两海拔栓皮栎生长速度的差异.结果显示，高海拔栓皮栎的BAI年增长速度[0.63 cm²/(10 a)]高于低海拔[(0.23 cm²/(10 a)]，且在温度上升作用下二者差值逐渐增大.在具有明显快速升温变化(1992年)之前，高海拔栓皮栎生长主要与当年2、7月温度显著正相关，低海拔栓皮栎生长则主要与夏季(6-8月)降水呈正相关.快速升温变化之后，高海拔栓皮栎生长与当年7月平均与最低温度由正相关转变为负相关；低海拔栓皮栎生长与当年3月最高温度和7月最低温度由正相关转变为负相关.本研究表明温度升高使两海拔栓皮栎径向生长-气候因子关系发生了改变，温度对树木生长的限制作用增强，升温促使研究区内...     

金钟藤的年轮生长量与气候因子的相互关系

分析了金钟藤(Merremiaboisiana(Gagn.)vanOoststr.)的年轮特征,并探讨了它与温度等气候因子的关系。金钟藤的年轮极不规则,有许多自然隆起和裂缝。金钟藤的年轮生长量通过格子法来估算。结果表明金钟藤年轮的年平均生长量与温度呈极显著正相关,与降水、日照时数和相对湿度相关性不显著。罗浮山地区降水和日照时数基本能够满足金钟藤的生长,结合相关研究结果推测:温度可能是金钟藤快速生长的主要驱动因子。     

土壤理化性质与褐根病感染的相互关系

以澳门松山公园为取样点,研究了受褐根病感染的不同受害等级树木根部土壤的理化性质,探讨了褐根病菌感染和土壤理化性质之间的相互关系.结果表明:褐根病菌和土壤理化性质之间的相互作用可能为褐根病菌的感染和生长创造了有利的条件.一方面,树木根部土壤中磷元素和速效钾的缺乏降低了树木的防御抵抗能力,为褐根病菌的感染创造了有利条件;另一方面,树木受到褐根病菌感染的初期.由于担子或担孢子萌发和菌丝体的快速生长大量消耗土壤中的水分和营养元素,使土壤营养元素更加匮乏,从而使树木自身防御能力进一步下降;此外土壤pH的降低为病菌的生长创造了更为优越的条件.树木死亡后由于褐根病菌生长的减缓,土壤理化性质有复原的趋势.     

张广才岭森林时空变化对步甲群落多样性的影响

研究中国北方地区成熟林、次生林和人工林生物多样性及群落结构,了解不同森林类型对物种的保育作用,可为生物避难所的选取和保护工作提供科学依据。为研究中国温带地区不同森林类型生物多样性,采用陷阱法对张广才岭森林中人工落叶松林、次生白杨林、次生混交林、成熟混交林和成熟针叶林5种典型森林生境中的地表步甲群落进行调查,在每种森林中设置4个重复样方,共20个样方,在每个样方中设置4个陷阱,在步甲的主要活动期(6—8月)内每隔2周收集1次陷阱内的昆虫样本,共捕获9 073头步甲。采用生态学多样性指数对群落组成进行分析,基于和弦标准化的预期物种共享(CNESS)相异指数的非度量多维标度法(NMDS)分析步甲物种周转率,并统计不同时间动态下步甲群落多度、丰富度和多样性变化,旨在分析并比较成熟林、次生林和人工林对生物多样性保护的作用。结果表明:次生白杨林步甲群落物种多样性最高,Shannon-Wiener多样性指数H'为2.37,人工林步甲最低,仅为1.99;人工林步甲群落结构与天然林差异较大,天然林中多样化的生态环境维持较高的步甲群落β多样性;在天然林中,步甲多度、丰富度和Simpson多样性指数随时间变化具有相似的变化趋势,而与人工落叶松林差异明显。由此认为,天然林对物种的保育作用是无可替代的,目前大规模种植单一种类的树木对维持森林生物多样性是不利的,改善中国森林生物多样性最有效的方法是任林地自然发展。     

成都龙泉山不同林龄香樟人工林土壤养分和微生物群落结构

香樟(Cinnamomum camphora)是我国南方地区重要的造林树种之一,对于生态恢复和城市绿化具有重要作用.以成都市龙泉山不同林龄香樟人工林(10年、20年和40年)为研究对象,分析土壤主要养分状况和微生物群落的演变特征,并与该区域的天然常绿阔叶林进行比较.结果表明,养分总体状况为20年香樟人工林下较差.随着林龄的增加,香樟人工林下土壤总碳、总氮呈“V”型变化,总磷、总钾、总钙则出现持续消耗的趋势.磷脂脂肪酸法(phospholipid fattyacid,PLFA)结果显示香樟人工林土壤微生物总PLFAs量为37.00-67.80nmol/g,细菌PLFAs量为25.42-47.60nmol/g,真菌PLFAs量为7.19-10.00nmol/g.土壤中微生物细菌、G⁺细菌、G^-细菌、放线菌及总PLFAs均随着林龄呈现先降后升的变化趋势,并主要受土壤铵态氮和硝态氮的调控.相比于快速生长阶段,40年香樟人工林的主要土壤养分和微生物群落各类群PLFAs量与天然常绿阔叶林较为接近,意味着随生长年限增加,香樟人工林能逐步改善土壤肥力.(图4...     

川西亚高山云杉人工林与天然林养分分布和生物循环比较

研究了川西亚高山云杉人工林和天然林养分的分布和生物循环特点 ,结果表明 :云杉天然林和人工林各养分含量变化总趋势为 :w(N) ,针叶 >凋落物 >土壤 >树枝 >树干 ;w(P2 O5,K2 O ,CaO ,MgO) ,土壤 >凋落物 >针叶 >树枝 >树干 ;在针叶、树枝、树干和凋落物中养分含量是CaO >N >K2 O >MgO >P2 O5,而在土壤中养分含量是CaO >K2 O >MgO >N >P2 O5.养分贮量以天然云杉林最高 ,且主要集中在土壤中 (占 6 9%) ,而人工云杉林随着抚育林龄的增加 ,地上各组分养分贮量增加 ,土壤中养分贮量则先升后降 ,人工和天然云杉林地上各组分养分贮量主要集中在针叶 ;云杉林养分年积累量以天然林最高 ,在人工林中随着抚育林龄的增加 ,养分年积累量随之增加 ,人工云杉幼林以N、CaO积累为主 ,而成熟林则以CaO、N积累为主 .养分的吸收、存留量天然林高于人工云杉林 ,人工云杉成熟林和天然林的利用系数和周转期相似 ,人工云杉林随着抚育林龄的增加 ,吸收、存留量增大 ,利用系数降低 ,归还量和循环系数先增后降 ,周转期则变长 ,人工云杉林利用系数顺序为 :CaO >MgO >N >K2 O >P2 O5,周转期顺序为 :P2 O5>K2 O >MgO >N >CaO .表 5参 14     

天山中部山区不同胸径天山云杉对气候的响应

运用树木年轮气候学的方法,研究天山中部山区天山云杉(Picea schrenkiana)不同胸径年表特征以及与气候因子之间的关系,揭示不同胸径云杉对气候因子的敏感度差异,以及胸径大小因素对年表的潜在影响.结果表明:(1)云杉敏感度与胸径大小有线性负相关关系,说明小胸径云杉与气候变化关系密切;(2)不同胸径云杉年表对气候因子的响应存在一致性,均表现为对上一年月降水与月平均温度存在显著的滞后作用,与上一年8月降水以及当年4、5月降水正相关,与上一年8、9月平均温度负相关,与当年生长季温度负相关;(3)不同胸径云杉年表对气候响应存在一定的差异,大胸径云杉主要是对上一年8月、当年5月降水的正响应,对月平均温度无显著的响应关系,而小胸径云杉不但对上一年8月和当年4、5月降水有显著的响应关系,对当年5月平均温度也有显著的负响应关系.因此,在树木年轮气候学研究中应该考虑胸径大小因素对年表的影响.     

海南尖峰岭热带山地雨林土壤有机碳储量和垂直分布特征

2016-2018年连续3年研究了海南尖峰岭热带山地雨林(香蒲桃天然林Syzygium odoratum、南亚松天然林Pinus latteri、桉树人工林Eucalyptus robusta和橡胶人工林Hevea brasiliensis)土壤有机碳储量和垂直分布特征,为该区域山地土壤碳库储量的准确预测提供参考依据。结果表明,(1)在垂直方向,不同年份热带山地雨林土壤有机碳含量均随着土层深度的增加而逐渐降低,表现出明显的"表聚性",其中表层随着年份的增加其增加趋势较为明显,深层有机碳含量随年份的变化不明显。此外,2016-2018年不同土层深度热带山地雨林土壤有机碳含量均表现为香蒲桃天然林和南亚松天然林显著高于桉树人工林和橡胶人工林。(2)垂直方向土壤有机碳储量与土壤有机碳呈一致的变化规律,2016-2018年热带山地雨林土壤活性有机碳均随着土层深度的增加而逐渐降低,表现出明显的"表聚性",其中表层增加趋势较为明显,深层土壤活性有机碳随年份的变化不明显,不同年份土壤活性有机碳含量差异不显著(P0.05)。此外,2016-2018年不同土层深度热带山地雨林土壤活性有机碳均表现为香蒲桃天然林和南亚松天然林显著高于桉树人工林和橡胶人工林。(3)土壤有机碳和活性有机碳与pH值和砂粒含量呈显著的负相关关系(P0.05),与电导率、黏粉粒含量、全氮呈显著的正相关关系(P0.05),与全磷含量没有显著的相关性(P0.05),其中与全氮的相关系数最大,土壤活性有机碳的相关系数高于土壤有机碳。(4)交互分析结果表明:土壤深度和林型对土壤有机碳和活性有机碳具有显著的影响,其中林型和土层深度对有机碳含量具有显著的影响(P0.05);林型对有机碳储量具有显著的影响(P0.05);林型、土层深度、林型×土层深度对土壤活性有机碳具有显著的影响(P0.01)。研究表明,土壤活性有机碳对林型和土层深度的响应较为敏感,而林型和土层深度海南尖峰岭热带山地雨林土壤有机碳储量起着决定性作用。     

改变碳输入对太岳山油松林土壤酶活性的影响

土壤酶是土壤微生物作用于土壤环境的媒介,其活性对土壤环境的变化十分敏感,因此测定土壤酶活性对了解土壤微生物群落功能与环境因子的关系具有重要意义.为了解碳输入变化对土壤酶活性的影响,本文以山西太岳山油松(Pinus tabulaeformis)天然林和人工林为研究对象,自2009年7月开始进行对照(无人为干扰,CK)、去凋(去除凋落物,LR)、切根去凋(切断根系并去除凋落物,LRNR)3种处理,于2012年7、9月和2013年5月采集表层0-20 cm的土样,测定了多酚氧化酶(Polyphenol oxidase)、过氧化物酶(Peroxidase)、纤维素酶(Cellulase)、蔗糖酶(Invertase)、脲酶(Urease)和中性磷酸酶(Neutral phosphatase)的活性,另于2012年10月采集表层0-20 cm的土样测定土壤化学性质.结果显示:碳输入的改变对土壤酶活性影响显著,去凋处理和切根去凋处理均显著降低了土壤碳、氮含量(P0.05),并且显著抑制了土壤纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、中性磷酸酶等水解酶的活性(P0.05),但对多酚氧化酶和过氧化物酶等氧化酶的影响不显著(P0.05).切根去凋处理对水解酶的抑制作用大于去凋处理,并略微提高了土壤过氧化物酶活性.另外在天然林中蔗糖酶活性的下降比人工林更为显著,而人工林中纤维素酶活性的下降比天然林更显著.研究表明:油松天然林中的土壤微生物群落功能倾向于分泌蔗糖酶,而油松人工林中的土壤微生物群落功能倾向于分泌纤维素酶.土壤酶活性的变化说明,在山西油松林,碳输入的减少会降低参与有机质降解的土壤酶活性,而对参与腐殖质合成的土壤酶活性没有显著影响.图3表3参31     

川西南不同植被木本物种多样性与土壤有机碳积累

为了探讨川西南不同植被对物种多样性维持和土壤有机碳积累的生态效应,以四川宁南县高山栲Castanopsis delavayi天然林、26年生赤桉Eucalyptus camaldulensis×新银合欢Leucaena leucocephala混交林和新银合欢Leucaena leucocephala纯林为研究对象,同时以附近的退化荒地为对照,调查其木本物种多样性、植被结构及表层土壤有机碳积累。结果显示:天然林具有较高的物种多样性。人工林木本物种多样性显著高于对照荒地,但显著低于天然林(P0.05)。在川西南,天然林一旦遭到破坏,物种多样性很难得到恢复。人工林呈乔、灌、草3层,植被结构显著优于对照荒地(荒地没有乔木层,灌木层只有一种树种),植被结构的改善有利于物种多样性的增加。赤桉×新银合欢混交林和新银合欢纯林表层土壤有机碳储量分别为(63.39±1.47)和(64.89±1.69)t·hm-2,显著高于对照荒地,但显著低于天然林(P0.05)。表层土壤有机碳储量的变化趋势与物种多样性的变化相似,物种多样性与表层土壤碳储量似乎相互促进。但物种多样性与土壤碳储量的关系还有待于进一步研究。