喀斯特常绿与落叶阔叶混交林过去50年来的碳循环模拟

通过对Forest-DNDC模型的植被和土壤参数本地化校准,以气象插值数据为输入,模拟了贵州省普定县高原型喀斯特次生常绿与落叶阔叶混交林1965~2014年的土壤、植被和生态系统碳循环特征。结果表明,与冷模拟和实测值相比,参数本地化校准后的模型能更准确地模拟春、秋、冬3个季节的土壤呼吸动态,而模拟的夏季土壤呼吸偏小;但统计检验指出,参数修订后的Forest-DNDC模型能够较好地模拟喀斯特森林土壤呼吸,降低了模拟误差,可用于喀斯特常绿与落叶阔叶混交林碳动态的模拟。进一步分析发现,1965~2014年喀斯特森林的碳通量除模拟早期的前3~4年急剧增加之外,随后总初级生产力(GPP)保持相对稳定,植物呼吸(Rplant)和生态系统呼吸(R_(ecosystem))随着森林发育而增加,土壤呼吸(R_(soil))减少,植被净初级生产力(NPP)呈迅速减小趋势;净生态系统碳交换量(NEE)亦较迅速下降,在2013年达到最低值-0.17 t C/ha,喀斯特森林由碳汇变为弱碳源。相关分析表明,年均温度和年降水对喀斯特常绿与落叶阔叶混交林的GPP和R_(soil)没有显著影响,但却显著影响NPP、R_(plant)、R_(ecosystem)和NEE。     

缙云山3种典型森林降雨过程及其氮素输入

选取重庆缙云山的常绿阔叶林、毛竹林和针阔混交林为研究对象,于2012年5~10月对大气降水、穿透雨和树干径流等降水过程及其氮素输入进行研究.结果表明:①研究期间总降雨量564.88 mm,常绿阔叶林、毛竹林和针阔混交林的穿透雨量占总降雨量的比例分别为74.0%、85.0%和71.6%,且树干径流量所占比例分别为1.9%、10.3%和1.6%;3种林分的穿透雨量、树干径流量与林外降雨量之间均呈显著的线性关系(P<0.05),且穿透雨率、树干径流率与林外降雨量之间都呈对数关系(P<0.05).②与大气降水相比,穿透雨和树干径流的NO-3和NH+4浓度要高,且3种林分的大小关系为针阔混交林>常绿阔叶林>毛竹林;穿透雨和树干径流的总无机氮输入量(以N计)分别为针阔混交林(18.93 kg·hm-2)、常绿阔叶林(14.93 kg·hm-2)和毛竹林(15.31 kg·hm-2).③3种林分的无机氮输入量与穿透雨量、树干径流量之间均呈显著的线性关系(P<0.05).     

杉木观光木混交林群落的能量生态

对杉木观光木混交林群落能量的研究结果表明：混交林中观光木地上部分灰分含量以皮最高,而杉则以叶最高,两者GCV（干重热值）和AFCV（去灰分热值）均以叶为最高;观光木、杉木地下各部分的灰分含量均随径级的减小而增加,GCV均以粗根最高,细根最低;观光木的平均灰分含量高于杉木,但GCV和AFCV均低于杉木;从乔木层、灌木层到草本层,灰分含量依次增加,GCV和AFCV则依次降低,混交林群落的能量现存量公占群落的很小一部分,而其能量年净增量、归还量和净固定量却占有一定比重,混交林群落的太阳能转化率为1.57%,而纯林为1.44%,表明杉观混交林是一种能量生产力较高和维持地力能力较强的杉阔混交类型。同时,混交林的能量累积比大于纯林,能量流动速率则低于纯林;乔木层的能量累积比高于林下植被,能量流动速率则低于林下植被,从能量的角度看,构建合理的群落结构必须选择高能量累积比的乔木层树种,同时须促进能量流动速率快的林下植被的发育以维持和提高地力。     

杨树刺槐混交林沙地土壤的水分—物理性质

研究了刺槐与杨树混交林后沙地土壤水分－物理性质变化的状况,结果表明,刺槐与杨树混交后,土壤水分－物理性质得到了改善,表现在土壤最大持水量增加,毛管持水量、田间持水量得以提高,土壤有效持水量也有了较大幅度的提高,刺槐与杨树混交后土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度得到提高,并由此而改善了混交林土壤的渗透性能,表4参7     

杉木观光木混交林和杉木纯林群落细根生产力、分布及养分归还

研究了福建三明27a生杉机光木混交林和杉木群落细根（d＜2mm）的生产力、分布、和养分归还。结果表明，混交林细根生物量、N、P养分现存量分别为5．381thm^2、48．085kghm^-2和4．174kghm^-2，分别比杉木纯林增加17．4％、27．2％和20．0％，混交林林细根的年净生产力达4．124thm^-2a^-1，比纯林高出16．9％，混交林杉木和观光木细根均在表层土壤富集，而在较深层土壤再会得分布具镶嵌性；与混交林杉林相比，纯林杉木土吉表层细根量较少，最大分布层次下移，混交林中观光木细根的周转速率咪1．16，杉木为0．96和0．95；而林下植被层细根周转速率（1．46－1．52）均同于相应的乔木层，混交林细根的年死亡量、N和P养分年归还量分别达2．119thm^-2、18．559kghm^-21．565kgkhm^-2，分别是纯林的1．21倍、1．23倍和1．14 倍，其中林下植被细根占有较为重要位置，对细根分布与土壤性质的相关分析表明，细根的垂直分布与土壤全N的相关性最强（0．87－0．89）。     

鼎湖山针阔叶混交林土壤酸度与土壤养分的季节动态

研究了鼎湖山南亚热带森林演替系列中处于中间阶段的针阔叶混交林土壤的pH值、水解氮、速效磷、钾、交换性钙、镁等几种营养元素的含量现状及季节动态。结果表明：混交林土壤为强酸性土壤，表层(0--20cm)土壤酸度高于中(20--40cm)、下(40-60cm)层土壤，0～40cm土壤pH值具有明显的季节波动性。降雨、温度、凋落物、植物根系以及微生物的活动等因素可能是鼎湖山混交林土壤pH值季节动态变化的主要因素。除Ca外，在同一剖面内，表层土壤养分的含量明显高于中下层，而中下层之间相差不大，养分大多在冬季较高，随着季节变动(1，4，7，10月)呈下降趋势。     

马尾松纯林及其与阔叶树混交林的凋落量与养分通量

在25a生马尾松林下分别套种1a生火力楠、闽粤栲、苦槠、格氏栲、青栲和拉氏栲等阔叶树种的幼苗,16a后形成郁闭的针阔混交异龄林.通过定位监测和化学分析,对上述6种混交林类型及林下未套种阔叶树的马尾松纯林的森林凋落量及养分通量进行了研究.统计结果显示,6个混交群落的年凋落量分别为7137.3kghm-2、6741.1kghm-2、8041.7kghm-2、7151.3kghm-2、7533.2kghm-2和6149.1kghm-2,而马尾松纯林的年凋落量仅3442.8kghm-2.在所有林分的凋落物组成中,枯叶占绝对优势,占凋落物总量的49.7%~71.5%,其余依次为枯枝(5.7%~26.1%)、其它组分(5.5%~17.1%)、树皮(7.7%~18.9%)和果实(0.7%~2.0%).各混交林分中来自马尾松的凋落物占50.4%~58.0%,而来自阔叶树的凋落物占42.0%~49.6%,且两者的组成存在明显差异.各林分总凋落量的季节动态呈双峰型,第1次峰值出现在2~4月份,第2次峰值出现在8、9月份.凋落物中主要养分元素的含量依林分类型、凋落物组分和凋落时间不同而异,N、P、K、Ca和Mg的含量范围依次为3.25~12.98gkg-1、0.23~0.97gkg-1、0.42~4.02gkg-1、7.34~32.57gkg-1和1.34~5.58gkg-1.不同的林分类型,凋落物中各养分元素的年通量大小均为:Ca>N>Mg>K>P.马尾松纯林中,通过凋落物的5种养分元素的年流通量为142.01kghm-2;而在林下分别套种上述6种阔叶树后,其养分年流通量依次增加到204.95kghm-2、223.93kghm-2、304.12kghm-2、288.46kghm-2、213.77kghm-2、238.05kghm-2.图3表4参13     

天然针阔混交林优势种群间联结关系

运用２ ×２ 联列表,通过方差分析、χ２ 检验、联结系数Ｃ、Ｏｃｈｉａｉ 系数、Ｃｚｅｋａｎｏｗｓｋｉ 系数和Ｊａｃｃａｒｄ 系数等系列方法,测定了天然针阔混交林１５ 个优势种群间的总体联结关系,各种对间联结显著性和关联系数．研究表明：中亚热带针阔混交林的种间联结测定使用上述系列技术效果很佳．运用方差分析揭示出多物种整体间的联结关系;χ２ 检验揭示出成对物种间联结的性质和程度;Ｏｃｈｉａｉ、Ｃｚｅｋａｎｏｗｓｋｉ 和Ｊａｃｃａｒｄ 系数可表明种对的联结程度和相伴随出现的机率．结果表明：多物种间的整体联结关系为显著的正联结;χ２ 统计量检验了１０５ 个种对,其中９ 个种对呈现极显著的正联结;２ 个种对为显著的正联结;４ 个种对呈现显著的负联结．马尾松（ Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ）与常绿阔叶林优势树种间的联结关系很弱,反映出天然针阔混交林的成熟性     

中亚热带针阔混交林土壤-大气界面释汞通量研究

为了揭示不同气候条件下森林与大气间汞交换的规律,应用动力学通量箱与Lumex RA 915+测汞仪联用技术,选择重庆缙云山国家级自然保护区为研究地点,于2011年4月~2012年3月对针阔混交林土/气界面释汞通量进行了为期1 a的连续监测,并考察了各环境因子对土壤释汞通量的影响.结果表明,缙云山针阔混交林林地土壤年平均释汞通量值为(16.82±6.70)ng·(m2·h)-1,明显高于欧美国家自然背景区;受光照、温度、相对湿度等气象因素以及亚热带地区森林植被生长变化规律影响,缙云山地区林地土壤释汞通量存在显著的季节性差异,暖季林地土壤释汞通量[(22.23±13.19)ng·(m2·h)-1]明显高于冷季[(6.01±4.05)ng·(m2·h)-1];通径分析结果表明林地土壤释汞通量的日变化特征和1 d中光照强度变化有密切关系,土温、气温和相对湿度与土壤释汞通量之间的显著相关关系可能是光照强度与土壤释汞通量相关关系的表象.     

红松阔叶混交林林隙极端地面温度的地统计学分析

以小兴安岭原始红松阔叶混交林林隙为研究对象,采用网格法布点,通过对生长季内林隙各样点极端地面温度的连续观测,利用经典统计学和地统计学的方法分析并揭示了林隙极端地面温度的时空分布格局。研究结果表明:林隙极端地面温度不同空间样点之间存在异质性,而且异质性的强度、 尺度和空间结构组成随时间而改变,各月平均极端地面温度斑块形状复杂,最高地面温度大小顺序均为6月>7月>8月>9月,最低地面温度大小顺序为7月>8月>6月>9月,月平均地温的最大值和最小值分布位置不固定,同一月份地面最高温度的大小顺序是空旷地>林隙>郁闭林分,地面最低温度大小顺序是郁闭林分>林隙>空旷地。研究旨在为红松阔叶混交林的可持续经营提供基础数据和理论参考。