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.     

天山雪岭云杉树木年轮汞记录对区域大气汞历史演变的重建及其方法验证

树木年轮是一种新兴的重建历史大气汞趋势的自然档案,但其可靠性还需进一步完善。本研究以中国天山雪岭云杉(P.schrenkiana Fischet Mey.)为研究对象,探讨了环境因子和幼龄效应对树轮汞(Hg)浓度的影响,并将树轮汞记录与新疆地区人为汞排放资料和其他研究数据对比,以评估雪岭云杉树轮汞记录的可靠性。结果表明：树轮汞浓度存在一定的个体性差异。相关分析显示新疆乌鲁木齐的年平均日照时数与雪岭云杉树轮汞浓度呈显著性正相关(R²=0.65,P<0.05),说明环境因子可通过影响树木生长进而影响树轮汞记录。受幼龄效应的影响,雪岭云杉树木幼龄期的汞数据不能很好地反映大气汞浓度的变化趋势,但去除这部分数据后可以较好地重建历史大气汞水平。最后,结合新疆地区人为汞排放资料和后向气团轨迹分析,表明新疆地区大气汞浓度的提高主要与近20年来新疆地区人为汞排放的增加,以及与我国西北部相邻的中亚国家排放的大气汞经西风带跨境传输进入新疆有关。经进一步规范和完善,树轮可成为重建大气汞变化趋势可靠的自然档案。     

天山云杉森林生态系统的水源涵养能力海拔梯度变化特征

为揭示天山云杉森林的水源涵养功能,探究天山云杉林枯落物层和土壤层水文效应特征。以天山北麓中段的天山云杉森林为研究对象,沿海拔梯度(1 500-2 300 m)布设系列样地,采用样地调查法和室内浸泡法对天山云杉森林枯落物层和土壤层的水源涵养能力进行定量分析,明确其在海拔梯度上的分异特征。结果表明,1)天山云杉森林枯落物层厚度(2.50-3.38 cm)和蓄积量(13.6-21.7 t·hm^-2),两者均随海拔的升高而显著减小(P<0.05);天山云杉森林枯落物层最大持水量(50.9-65.0 t·hm^-2)和有效拦蓄量(21.6-25.8 t·hm^-2)均随海拔升高先增大后减小;对比不同海拔梯度枯落物的持水过程发现,其在浸水1h内持水量迅速增加,此时吸水速率最大;相同时间内,半分解层枯落物持水量均大于未分解层。2)在1 500-1 700、1 700-1 900、1 900-2 100、2 100-2 300 m 4个海拔段的土壤容重(0.481、0.621、0.643、0.452 g·cm^-3...     

天山云杉的种群动态

选择我国新疆境内天山山脉从西到东处于不同经度位置5个地区(昭苏、巩留、乌苏、乌鲁木齐和哈密)的天山云杉林进行垂直样带调查,采用静态生命表法,分析5个地区天山云杉种群的存活曲线和死亡率曲线,为天山云杉种群数量统计和生态保护提供依据.结果表明:其存活曲线为DeeveyⅡ型,表明天山云杉种群处于动态稳定状态;5个地区天山云杉种群均有两个死亡率曲线高峰,死亡高峰主要出现在幼年时期、近成熟前期、成年阶段和老年期.种群的死亡强度和死亡高峰在时间格局上各地区有明显的差异.图2表6参31     

去趋势方法对建立不同海拔鱼鳞云杉-气候关系的影响

为探讨不同去趋势方法对建立不同海拔梯度鱼鳞云杉年表与气候因子关系的影响,完善鱼鳞云杉气候响应机制研究,以长白山北坡不同海拔鱼鳞云杉(Picea jezoenssis var.komarovii)为研究对象,采用保守曲线(NEP or LINE)、样条函数(CSS,35年步长)和区域曲线(RCS)3种去趋势方法建立树轮宽度年表.结果表明:(1)3种去趋势得到的年表对气候因子的响应特征具有一定的相似性,长白山北坡不同海拔鱼鳞云杉均与当年5月气温显著正相关(P0.05).(2)去趋势方法对鱼鳞云杉生长-气候关系的影响在不同海拔梯度上有所差别.去趋势方法对低海拔鱼鳞云杉样本年表信号影响最明显,对中高海拔鱼鳞云杉样本年表信号无明显影响.利用区域曲线法得到的年表对降水更为敏感,利用保守曲线法和样条函数法得到的年表则对温度更敏感.(3)中海拔(AZYL处)鱼鳞云杉年表在多项指标上明显优于其他两个海拔梯度,且表现出与当年生长季初期温度显著正相关(P0.05),与上年生长季温度、当年春季和生长季降水显著负相关(P0.05).低海拔主要受到生长季温度的影响,而高海拔鱼鳞云杉主要受到上年生长季降水的作用,且与当年8月降水显著负相关(P0.05).综上,去趋势方法对建立年表-气候关系的影响与年表自身气候敏感性有关,长白山不同海拔鱼鳞云杉去趋势方法研究中,区域曲线去趋势法总体上要优于保守曲线法和样条函数法,使用区域曲线去趋势方法有利于在年表中保留较多与降水相关的气候信号.     

疏伐对不同林龄云杉人工林地被层水源涵养能力的影响

以川西亚高山暗针叶林区主要的人工林——云杉人工林为研究对象,通过在四川省理县米亚罗镇设置固定样地,进行群落调查、地被层(枯落物和苔藓)取样测定,探讨不同疏伐处理(S0:对照;S1:疏伐10％;S2:疏伐20％)对不同林龄云杉人工林(幼龄林:25年;中龄林:35年;近熟林:50年)地被层水源涵养能力的影响.结果表明:林分...     

改变碳输入对新疆天山雪岭云杉林土壤呼吸的短期影响

探究外源性碳输入改变对森林土壤呼吸的影响是深入解析森林碳循环的基础.本研究基于植物残体添加和去除控制实验,设置5种不同碳输入(对照组、双倍凋落物组、去根组、去凋落物组和去根去凋落物组)处理,研究了天山雪岭云杉林(Picea Schrenkiana)生长季土壤呼吸对碳输入改变的短期响应.结果表明,整个实验期间对照、双倍凋落物、去根、去凋和去根去凋处理土壤呼吸速率均值分别为3.38、 3.94、 2.65、 2.87和2.01μmol·(m~2·s)~(-1);与对照处理相比,双倍凋落物处理使累计土壤呼吸通量增加402.65 g·m~(-2),去根、去凋和去根去凋处理分别减少了515.00、 354.73和967.15 g·m~(-2),减少幅度为去根去凋去根去凋.整个实验期间相对于对照组,双倍凋落物处理下土壤呼吸速率平均增加20.35%,去凋、去根、去根去凋处理下土壤呼吸速率分别平均降低14.40%、 20.78%和40.83%.土壤矿质呼吸、凋落物呼吸和根系呼吸对土壤总呼吸的相对贡献率由大至小依次为:土壤矿质呼吸(59.46%)根系呼吸(21.49%)凋落物呼吸(14.79%).由主成分分析可知,土壤呼吸速率的变化与土壤温度、土壤湿度、全磷、pH值、土壤有机碳正相关,与土壤容重负相关,而全氮、碳氮比和土壤电导率对土壤呼吸速率影响不大.     

氮添加影响下新疆天山雪岭云杉林土壤酶活性及其与环境因子的相关性

氮沉降可能影响森林土壤性状及代谢活性,为进一步了解氮沉降下森林土壤生化过程与生境相互作用机制,探究天山雪岭云杉林土壤酶活性及土壤环境因子对氮沉降的响应特征,本文以天山雪岭云杉森林土壤为研究对象,采用氮沉降梯度法开展施氮试验,分析不同施氮水平下土壤酶活性与土壤环境因子的特征,并结合冗余分析方法讨论了土壤酶活性与土壤环境因...