长白山阔叶红松林净初级生产力对气候变化的响应: 基于BIOME-BGC模型的分析

为了分析气候变化和大气CO₂浓度增加对长白山阔叶红松林净初级生产力(NPP)的影响, 运用本地参数化后的BIOME-BGC模型进行模拟, 并以实测NPP和增强型植被指数(EVI)进行验证。模拟结果表明, 长白山阔叶红松林NPP均值为611.71 gC/(m²•a), 1960-2011年年际间的波动范围是473.28~703.44 gC/(m²•a)。模拟结果与基于样地实测的NPP (均值为594.66 gC/(m²•a))相似; 同时, BIOME-BGC模型模拟的NPP年际间变化趋势与EVI的波动趋势相似, 二者间存在显著的相关关系, 表明模型能较好地模拟生产力的时间动态。模拟表明, 红松的NPP与降水关系更为密切, 而阔叶树NPP与温度、降水都呈显著的正相关。模型预测, 在未来CO₂浓度加倍和温度、降水同时增加的场景下, 长白山阔叶红松林NPP将显著增加, 其中阔叶树和红松的NPP将分别增加27.87%和23.96%。单独增加温度(2℃)或单独增加降水(12%)都能促进阔叶树和红松NPP的增加, 其中降水的作用弱于温度的作用, 而单独CO₂浓度的倍增对阔叶树和红松的NPP没有明显的影响。     

气候变化和人类活动对中国北方农牧交错区草地净初级生产力的影响

中国北方农牧交错区位于内蒙古高原东南边缘和黄土高原北部,生态系统脆弱,对气候变化敏感,草地是该区域的主体生态系统类型,在气候变化和人类活动影响下易发生退化.如何区分气候变化和人类活动对草地生产力的影响还有待于深入研究.本文利用CASA模型和Thornthwaite纪念模型分别模拟2000—2015年草地实际净第一性生产力(net primary productivity,NPP)和潜在NPP,草地潜在NPP与实际NPP的差值代表人类活动对NPP的影响.结果表明,2000—2015年间42.29%的草地处于退化状态,57.71%的草地处于恢复状态.其中18.46%和7.39%的草地分别受到气候变化和放牧等人类活动的影响发生退化;在气候变化、人类活动以及二者的共同作用下,分别有7.51%、30.26%和19.94%的草地处于恢复状态.因此,2000—2015年间,气候变化是退化草地区域NPP变化的主要驱动力,生态建设等人类活动是恢复草地区域NPP变化的主要驱动因素.     

SWAT模型在青海湖布哈河流域径流变化成因分析中的应用

为了探讨气候变化和人类活动对流域水文过程的影响,利用分布式水文模型SWAT对青海湖布哈河流域过去几十年径流变化进行了模拟研究.研究结果表明,20世纪80~90年代流域径流减少的主要原因是气候变化.在此基础上,根据未来不同气候情景的变化趋势,对布哈河径流变化进行了预测,得出未来30年径流增加的可能性比较大,青海湖水位下降速度将会减缓甚至出现上升趋势的结论.     

极端气候事件的模拟研究进展

介绍了气候模式的发展历程,综述了近年来全球范围内关于极端气候事件的研究现状,比较了不同模式对不同事件的模拟效果并探讨了模拟效果影响因素.虽然不同模式模拟结果有所差异,但大部分模式都能再现极端气候事件的演变过程,并能有效预测未来极端气候变化情况.综述了温室气体增加情景下我国未来极端气候变化的响应研究,提出了其中可能存在的问题,并对未来极端气候模拟研究进行了展望.     

珠江流域植被净初级生产力及其时空格局

为阐明珠江流域植被净初级生产力(NPP)变化的整体状况,应用以遥感观测数据驱动的GLO-PEM模式模拟估计的NPP数据,对珠江流域1981~2000年间的地表植被净初级生产力的空间分布及时间序列变化进行了综合分析。研究结果表明:①20年来,珠江流域年均NPP总量为0.60Pg C,占中国总量的19.42%,单位面积的年平均NPP为1328.61 g/(m2.a),是中国平均水平的4.12倍;②从NPP的空间分布看,单位面积的NPP以右江上游山区及珠江三角洲西南部地区等地最高,北盘江上游山区最低;③从各种植被类型来看,以热带常绿阔叶林的平均NPP最大,山地稀树灌木草原的平均NPP最小;④受气候和土地利用变化的影响,20年来珠江流域植被NPP整体上呈现了不显著减少的趋势,单位面积NPP减少了约0.6%。     

不同发育阶段阔叶红松林空间结构的初步研究

选择受到不同程度干扰的阔叶红松林群落,以空间序列代替时间序列,应用空间结构参数混交度和角尺度描述处于不同发育阶段的阔叶红松林的空间结构,结果表明由先锋树种占相对优势阶段→伴生树种占相对优势阶段→稳定群落结构阶段,群落整体的混交度不断提高;由先锋树种占相对优势阶段→伴生树种占相对优势阶段,群落的结构变化大.     

杭州湾地区生态-气候监测预警系统及其应用

基于3S技术、中尺度模式及动态植被模式建立了生态-气候监测预警系统,其中包括4个子系统:土地覆盖动态监测系统、城市热岛动态监测系统、城市气候监测系统和植被NPP模拟与监测系统.利用土地覆盖监测系统可以精确地获取各种土地覆盖类型,并分析土地利用覆盖变化;利用土地覆盖监测系统结果、Landsat-TM红外影像及常规气象资料构建城市热岛监测系统,分析该地区城市热岛效应的时空变化:利用土地覆盖分类结果,对改变下垫面进行敏感性试验,模拟城市发展对城市气候的影响,构建城市气候监测系统:利用LPJ模拟杭州湾地区植被NPP及对气候变化的响应,构建植被NPP模拟与监测系统.生态预警系统可以实时监测土地覆盖、城市热岛、城市气候、植被NPP变化.对保护耕地资源、改善生态环境、提高城市人居环境、合理利用气候资源、保持农林业的可持续发展有着重要的指导和现实意义.     

呼伦贝尔草地生产力模型适用性及对气候变化响应分析

本文利用研究区草地植被净初级生产力(NPP)实地测定资料(2008~2013年)和气象资料(1961~2013年),分析验证了Miami模型、Thornthwaite Memorial模型和周广胜综合模型对研究区草地的适用性,同时建立了草地NPP与气温和降水量间的回归预测模型,对研究区草地NPP对气候变化的响应进行预测分析.结果表明:研究区气候变化呈暖干化趋势.Miami模型、Thornthwaite Memorial模型以及周广胜综合模型对研究区气候生产力模拟适用性较差,使用时需要进行修正.降水是影响呼伦贝尔草地NPP的主要限制因子,而温度对NPP的影响相对较小.50多年来,研究区草地NPP总体呈下降趋势,下降速率为11.04 g·m-2·10a-1.     

气候变化对漳州市植被生态影响分析

植被净第一性生产力(NPP)是反映植被生态的重要因子,通过NPP对区域植被生态变化进行研究具有重要的意义.基于气候影响的自然植被的净第一性生产力模型,应用线性倾向值估计等统计方法,分析1981-2016年漳州市气候变化及NPP变化特征.结果表明,漳州市气候呈现气温显著升高、降水增多的暖湿化倾向,全市NPP年平均值随年际变化,并呈微略增加趋势,NPP年际总体波动幅度小,植被生产力较为稳定.漳州市NPP分布具有明显的县域差别,漳州南部县(东山、诏安)为NPP最小值区,而中部县(南靖、平和、云霄县)为最大值区,内陆山区县NPP值总体较沿海县市大.NNP空间分布呈现由东南部向西北部、南部向北部递增的分布态势,但各县市各年代NPP值都保持较为稳定,有利于漳州市良好生态的维持.漳州市降水与其NPP呈显著正相关,降水对NPP有着重要影响作用.     

长白山两种生态系统土壤养分比较

本文通过野外调查长白山地区阔叶红松林和白桦次生林的植被和土壤,并对土壤进行养分分析,着重分析了两种林下三个层次土壤的pH值、总氮、总磷、速效氮、速效磷、总有机碳、C/N和C/P.结果表明,阔叶红松林乔木的平均胸径、物种丰富度、冠层郁闭度和物种多样性均高于白桦次生林.除pH值外,其他土壤中养分指标在阔叶红松林土壤中各层次均高于白桦次生林土壤中相应的层次中的指标值;而红松林土壤中各养分指标的空间变异程度也大于白桦林土壤中养分的空间变异程度.文中进一步分析了长白山的红松阔叶林和杨桦次生林的土壤养分差异、有机碳含量差异及C/N的差异、乔木层群落结构特征和物种多样性的关系.     

Effects of Land Use Change on Eco-environment in Hilly Area of Central Sichuan Basin--A Case Study of Yanting County, Sichuan Province

With the artificial alder and cypress mixed forest being planted, there has been a marked land use change since 1970s' in Hilly Area of Central Sichuan Basin, China. Data from meteorological observations or posts operated over long time, measurement and calculation of NPP (net primary production) and biomass of biological community, and analysis of soil organic matter content show that the artificial alder and cypress mixed forest has outstanding eco-environmental effect: adjusting local climate, raising soil fertility, alleviating menace of drought, and raising NPP and biomass of biological community. It is very beneficial for improving ecological environment to afforest artificial alder and cypress mixed forest in populous Hilly Area of Central Sichuan Basin, China.     

红松天然林胸径生长的空间异质性及其与地形的关系

【目的】探讨红松天然林胸径生长的空间异质性及其与地形因子的关系,为科学管理经营红松天然林提供借鉴。【方法】通过采用地统计学、方差分析、地理加权回归等方法,对白河林业局的红松天然林胸径生长的空间异质性及其与海拔、坡位、坡向和坡度等地形因子的关系进行了研究。【结果】研究区内红松天然林胸径生长变异系数为0.6,属于中等变异性,其空间变异特征最适合用指数模型来描述,且模型拟合度高; 红松天然林胸径生长在0～4 230 m范围内存在强烈的空间自相关; 运用普通线性回归(OLS)与地理加权回归(GWR)方法建立基于地形因子的红松天然林胸径生长模型,预测结果显示,GWR方法较OLS方法提高了预测精度。【结论】红松天然林胸径生长在一定范围内具有较强空间异质性,且会因地形因子的变化而产生差异,其中海拔、坡向对胸径的生长影响较大。     

Paleoenvironmental information recorded by pollen in B-3GC gravity core in Okinawa Trough

Based on pollen records in B-3GC gravity core, environmental change since 9500 aBP of Okinawa Trough and its adjacent islands was derived. The result showed that the most time during this period was in a warm temperate climate except in middle Holocene (6800-4400 aBP) that was under subtropical climate control. During 9500–8300 aBP and 3100–2000 aBP periods, it appeared colder and drier than the rest time. The original area of pollen sources surrounding Okinawa Trough was covered by evergreen and deciduous broadleaf forest alternatively with mixed broad-leaf-conifer forest distributed in high mountainous areas. Usually, these three kinds of forests existed at the same time with difference in altitude. Pollen from subtropical and tropical plants increased obviously in about 5000–6000 aBP, reflecting a great lifting of vegetation zone and expansion of evergreen broad-leaf forest in the study area. However, there was a slight descending of plant zone and shrinking of evergreen broadleaf forest during 9500-8300 aBP and 3000-2000 aBP. During the remaining periods vegetation zone was higher than the present but in a limited range.     

辽宁清原山区3种林型地表蜘蛛多样性比较研究

2008年5月,采用陷阱法在辽宁省清原县大苏河乡大湖生态站选取杂木林、红松林和落叶松林3种森林植被类型收集地表蜘蛛。共采集成熟蜘蛛标本1825头,隶属于13科49种。调查发现：1）皿蛛科、漏斗蛛科及平腹蛛科是该地区的优势科,旋卷隙蛛Alloclubionoides circinalis及皿蛛科一未定种为该地区的优势种;2）3种森林植被类型的地表蜘蛛群落组成存在明显的差异,杂木林中物种最丰富,分布有13科39种,红松林中分布有10科29种,而落叶松林中有8科28种;平腹蛛科在杂木林中最丰富,而在红松林、落叶松林中数量稀少;3）多样性指数存在一定差异,杂木林中个体数量最多,红松林中个体数量最少,Margalef指数及Menhinick指数最低值均出现在红松林,而最高值出现在落叶松林。     

聚集指数边界效应的校正方法与应用

采用全站仪对野外设置的临时标准地测定4 个角点的相对坐标值和每株树木的相对坐标值,根据数据的特点,提出了消除标准地边界效应计算聚集指数的方法,并利用此方法结合定位数据,对吉林蛟河东大坡自然保护区不同发育阶段的阔叶红松林群落中林木的空间分布格局进行分析。结果表明,该群落中先锋树种占相对优势的发育阶段,林木呈聚集分布;伴生树种占相对优势发育阶段和稳定群落阶段的林木则趋于随机分布。林木由聚集分布趋向随机分布,是阔叶红松林在发育过程中树种生物学特性、树种适应对策和干扰状况共同影响的结果。     

祁门县查湾两种主要植被类型的初步研究

通过群落外貌、结构、种类成分、重要值、动态与演替等特征，分别对查湾两种主要植被类型常绿阔叶林和常绿－落叶阔叶混交林进行初步分析．地带性常绿阔叶林主要是甜储林；非地带性常绿－落叶阔叶混交林种类丰富，结构复杂，藤本植物粗壮、高大．     

庙岛群岛南部岛群无居民海岛植被净初级生产力评估

无居民海岛具有显著的战略地位和重要的生态价值,植被净初级生产力(NPP)评估对维护无居民海岛生态系统稳定性和活力具有重要意义.以庙岛群岛南部岛群中螳螂岛等5个无居民海岛为研究对象,通过遥感手段,对海岛NPP总量和密度及其空间分布特征进行分析.结果显示：1) 全年NPP总量为134.22 tC·a－1,平均密度为274.13 gC·m－2·a－1,并表现出明显的季节差异,各岛NPP平均密度由大到小依次为牛砣子岛、羊砣子岛、螳螂岛、南砣子岛和挡浪岛;2) 不同地表覆盖类型NPP平均密度由大到小依次为阔叶林、针叶林、草地、建设用地和裸地,各岛NPP平均密度与裸地面积占比呈明显的负相关,区域NPP密度与海拔、坡度、坡向和归一化植被指数呈显著正相关;3) 黑松和刺槐是北方无居民海岛人工林的理想树种,持续的人工林种植是提升无居民海岛NPP的重要途径.     

长白山自然保护区蝴蝶多样性研究

2003~2006年对长白山保护区蝴蝶种类进行了调查研究,共采集蝴蝶121种,隶属7科63属,以蛱蝶科为主要科,各林带均有分布共有19种.在不同生境中,随着海拔的升高蝴蝶的多样性有较明显的变化,其中红松阔叶林带蝴蝶的物种数、多样性指数、均匀度最高,苔原带最低.     

枫树山林场不同林分类型土壤养分状况

通过对枫树山林场四个分场不同林分类型下森林土壤肥力的研究，结果表明：（１）枫树山林场森林土壤表层ｐＨ值偏低，除毛竹ｐＨ值较高外，其余林下土壤ｐＨ一般都在３．７以下。这主要是由于枯落物分解产生的腐殖酸所致，市区工业污染也是原因之一。（２）大部分土壤供Ｐ水平极低，供Ｎ水平中等，供Ｋ水平稍高，土壤一般不缺Ｋ。（３）不同林分类型下的土壤肥力存在较大差异：在同龄杉木林、马尾松林和天然阔叶林中，以天然阔叶林林