三峡库区土地利用/覆被变化对碳储量的影响

【目的】土地利用/覆被变化通过改变陆地植被覆盖度对生态系统产生影响,笔者估算1990—2015年三峡库区不同土地利用类型碳储量的变化,及时有效地评估土地利用变化与区域生态系统碳储量的关系,了解三峡库区生态系统碳储量对土地利用变化的响应,为区域碳循环研究提供参考。【方法】以1990年、2000年、2015年Landsat影像获取三峡库区土地利用/覆被变化数据,应用InVEST模型定量分析了土地利用/覆被变化对三峡库区生态系统碳储量的影响。【结果】1990—2015年三峡库区土地利用格局和各类土地面积发生了明显变化,林地、水域、建设用地和未利用地面积均不断增加,而耕地和草地面积减少; 1990—2015年三峡库区生态系统碳储量呈持续增加趋势,净增加量为90.43 Tg,增加率为24.47%,年增加率为0.98%; 三峡库区生态系统碳储量空间分布不均,呈现出东高西低、南高北低的趋势; 耕地转化为林地是库区生态系统碳储量增加的主要原因,碳损失途径主要源于林地开垦为耕地、其他土地利用类型转为水域和建设用地。【结论】三峡库区土地利用类型变化导致生态系统碳储量时空分布格局发生了相应变化,生态系统碳储量随林地面积的增加而增加。因此,在保障耕地安全的前提下,加大三峡库区退耕还林力度,加强三峡库区林地保护,有助于增加库区碳汇潜力并改善库区生态环境。     

迪庆州云杉老龄林生态系统碳转移

研究老龄林生态系统内部及向外界的碳转移对评价区域尺度森林生态系统碳收支具有重要意义.基于森林资源规划设计调查、干扰统计数据和CBM-CFS3模型,估算云南省迪庆州云杉老龄林生态系统年均内部碳转移为158.66 Gg·a~(-1),其中地上生物量和地下生物量碳库分别向死亡有机质碳库(DOM)转移87.48Gg·a~(-1)和71.18 Gg·a~(-1);生态系统向外界年均碳转移176.22 Gg·a~(-1),包含采伐木材产品移出33.09 Gg·a~(-1)、燃烧释放2.62 Gg·a~(-1)和分解释放140.51 Gg·a~(-1);净初级生产力(NPP)、净生态系统生产力(NEP)与净生物群系生产力(NBP)分别为145.45、4.95 Gg·a~(-1)和-30.77 Gg·a~(-1).云杉老龄林为碳汇但在个别年份为弱碳源.采伐是生态系统碳转移的重要驱动力,连续采伐会加剧生态系统内部周转、移出木材产品、增加异养呼吸及燃烧释放从而增大云杉老龄林转变为碳源的风险.     

三峡库区防护林土壤有机碳的累积

退耕还林等土地利用变化影响着土壤有机碳(SOC)的累积。笔者设置LA(天然马尾松林地)、LB(桤木林地,2002年营造,之前为玉米地)、LC(玉米地)3类采样区,将土样按粒径分为3类,再分离为8种土壤团聚体组分,测定所有组分SOC和δ13C值。利用土壤团聚体组分和稳定性碳同位素(13C)技术探讨三峡库区农地造林后SOC的动态累积机制。结果表明:农耕使0～10 cm土层的SOC密度降低了57.2%,≥10～30 cm土层的降低了32.2%;而退耕造林11 a后的桤木林0～10 cm土层的SOC密度增加了34.5%,≥10～30 cm土层的增加了42.9%;其中源自桤木林的"新碳"在0～10 cm土层中占48%,≥10～30 cm土层占52%,土壤原先存储的"旧碳"仅损失了9.2%,造林增加SOC含量的原因可能是增加了"新碳"的固定能力,加强了对原存贮的"旧碳"的物理保护。     

三峡库区蓄水前后冬季小江水面及河岸鸟类种群波动调查

在2002年,以及2005—2010年7个年度的1月份,对三峡库区长江支流小江的冬季鸟类分布状况进行了较为系统的调查.观察统计到鸟类95种,隶属11目29科,其中属于国家Ⅱ级重点保护野生动物7种.鉴于不同类群的鸟类对环境变化的反应差异,所以,将观察到的鸟类划分为游禽类、涉禽类、傍水栖息类、空中傍水栖息类和岸边活动鸟类等5种类型,对各类群鸟类在三峡库区不同阶段蓄水高程前后的种群状况进行分析讨论.结果显示:游禽类的数量和鸟种数呈大幅度增加状态;涉禽类数量小幅度降低,鸟种数大幅度减少;傍水栖息鸟类和岸边活动鸟类的数量及鸟种数,均在蓄水前后出现剧烈变动,急剧降低.回水区水生植物的大量生长是游禽类,特别是骨顶鸡[白骨顶]数量大幅度增加的重要因素.     

三峡库区巫山县五里坡自然保护区鸟类区系分析

1996-2006年调查资料表明,重庆市巫山县五里坡自然保护区截至目前为止记录有鸟类294种,隶属于17目51科,其中列入国家Ⅰ级保护动物的鸟类有2种,国家Ⅱ级保护动物的鸟类有35种,共计占鸟类物种总数的12．59％．仅分布于中国的鸟类有11种,主要分布于中国的鸟类物种有2种,特有种分布占鸟类物种总数的4．42％．从属区系为：古北界110种;东洋界113种;广布种71种;不同从属区系物种分别占库区鸟类物种总数的比例为：古北界37．41％,东洋界38．44％,广布种24．15％．如果仅考虑繁殖鸟类226种的从属区系为：古北界58种,东洋界110种,广布种58种;不同从属区系物种分别占库区繁殖鸟类物种总数的比例为：古北界25．66％,东洋界48．67％,广布种25．66％．在划分的7个鸟类生境中,与灌草丛和森林这2种生境相关的鸟类物种数和适应值最高．     

崖柏属5种植物叶片挥发油成分分析

【目的】通过比对分析崖柏属5种植物叶片挥发性成分化合物的组成及相对含量,为进一步开发利用崖柏属植物资源提供理论依据。【方法】选择长势一致的4年生幼苗,通过固相微萃取技术(SPME)对幼苗相同部位叶片中的挥发性成分进行提取,利用气相色谱质谱联用(GC-MS)进行分离并鉴定,采用质谱进行定性,最终通过峰面积归一化法求得各组成成分的相对含量。【结果】5种植物幼苗叶挥发油成分共解析出136种化合物,崖柏、朝鲜崖柏、日本香柏、北美香柏、北美乔柏幼苗叶挥发油成分中分别鉴定出41、48、40、41和36种化合物。崖柏属5种植物叶片挥发油成分主要为萜类化合物,以单萜类化合物为主,质量分数均值为61.154%,其中北美乔柏含量最高(78.669%),朝鲜崖柏含量最低(49.451%)。5种植物叶片挥发油组成成分及相对含量差异较大。崖柏属5种植物共有成分仅有γ-松油烯、α-崖柏酮和(8β,13β)- 13-methyl-17-norkaur-15-ene 3种,异松油烯、α-石竹烯、棕榈酸甲酯和α,α-4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇乙酸酯由其中4种植物共有; 且共有成分相对含量在种间差异显著,但α-崖柏酮在5种植物中相对含量均较高。崖柏属5种植物所含特有成分达75种,崖柏、朝鲜崖柏、日本香柏、北美香柏和北美乔柏所含特有成分分别为18、23、11、12和11种,且分别以长叶烯(Longifolene, 4.950%)、乙酸桃金娘烯酯(myrtenyl acetate,2.759%)、松油烯(1-methyl-4-(1-methylethyl)- 1,3-cyclohexadiene, 0.678%)、β-蒎烯(β-pinene, 4.232%)和草蒿脑(estragole,0.963%)含量最高。【结论】崖柏属5种植物挥发油化学成分以单萜类化合物为主,化合物成分组成及其相对含量差异显著,但α-崖柏酮含量均较高。     

三峡库区库首森林生态系统植物叶片碳氮磷化学计量特征研究

【目的】森林是三峡库区重要的生态屏障,研究该地区森林生态系统化学计量特征可深入了解生态系统的养分循环、限制作用以及稳定机制。【方法】通过对三峡库区库首森林生态系统的7个站点进行典型取样,研究了包括乔木、灌木和草本30种植物的107个样品叶片中碳(C)、氮(N)和磷(P)的化学计量学特征。【结果】三峡库区库首森林生态系统植物叶片中有机碳(OC)、全氮(TN)和全磷(TP)的含量变化范围分别为352.0～506.3、8.3～48.6和0.5～2.5 mg/g,平均值为450.2、18.6和1.2 mg/g; 叶片C/N、C/P和N/P的变化范围为7.6～56.5、158.8～799.3和7.3～40.2,平均值为28.6、450.4和16.9。不同生活型植物叶片的养分组成存在显著差异,乔木叶片的有机碳含量要明显高于灌木和草本,而草本植物的叶片全氮和全磷的含量要明显高于乔木和灌木; 落叶乔木叶片的全氮、全磷含量及N/P的值要明显高于常绿乔木,但有机碳含量及C/N和C/P的值则相反。不同生活型植物有机碳与全氮(磷)含量的相互关系也存在差异,草本植物叶片有机碳与全氮(磷)含量存在极显著负相关,乔木叶片有机碳与全氮含量呈显著的负相关,但与全磷含量不相关,灌木叶片有机碳与全氮(磷)含量不相关; 不同生活型植物叶片全氮和全磷含量均存在极显著正相关。【结论】三峡库区库首森林生态系统植物叶片有机碳含量处于中等水平,而全氮和全磷含量相对较低,磷缺乏是限制该区植被生产力的关键元素。     

神农架锐齿槲栎林植物区系及群落特征研究

在神农架锐齿槲栎集中分布地带布设20个样方,对其进行植物物种及群落调查,分析其植物物种组成、区系地理成分和群落特征。结果表明:锐齿槲栎林群落中共出现维管束植物199种,隶属于71科145属,物种组成主要以蔷薇科、菊科和忍冬科等植物为主。区系组成中,在科的层次上,以世界广布科占优势,其次为泛热带分布科; 属的分布以温带分布属类型为优势,占总属数的50.3%,具有明显温带性质,同时也具有一定的热带成分。运用二元指示种分析(TWINSPAN)方法,可将神农架锐齿槲栎林划分为7个群落类型,并以锐齿槲栎+四照花-绿叶胡枝子-中日金星蕨群丛和锐齿槲栎+华山松-鄂西绣线菊-苔草群丛类型最为常见。     

三峡库区森林土壤有机碳空间分布模型的建立

森林土壤有机碳(SOC)深度分布模式影响其稳定性,一般下层SOC较上层稳定。笔者选取三峡库区秭归县马尾松林地、退耕林地、针阔混交林地等3类森林类型的黄壤、黄棕壤、石灰土、紫色土等4类土壤类型共12种组合,通过典型地段取样法构建研究区SOC密度的深度分布模型,确立模型参数与土壤性质的回归关系,确定土壤传递函数(PTFs)方程式。结果表明:森林类型仅在土壤表层影响SOC密度,土壤类型对SOC密度影响不显著,土壤质地对各深度层SOC密度影响显著; 黏土表层SOC密度比砂质土高,SOC密度随深度下降的速率受土壤质地和森林类型的影响,黏土SOC下降速率高于砂质土; 通过森林类型和土壤质地信息,构建的模型可以预测SOC深度分布模式; 运用构建的模型估算出三峡库区黑沟小流域30 cm土层内SOC储量约为(5 290.32±74.85)t,0～100 cm土层SOC储量约为(8 280.87±120.98)t,0～30 cm土层SOC储量约占整个剖面层的63.89%。