高寒草甸阳坡-阴坡梯度上环境因子特征及其与地上生物量和物种丰富度的关系

以甘南高寒草甸为对象,研究了坡向梯度上环境因子的变化特点及其与地上生物量和物种丰富度的关系.结果表明:0～20 cm与20～40 cm的土壤含水量均是自阳坡到阴坡呈递增的变化趋势,且20～40 cm土壤的含水量高于0～20 cm的;两层土壤的全磷质量分数和w(C):w(N)与含水量的变化相同,土壤全氮、有机质、速效磷及速效氮质量分数的变化均呈先减小后增大的趋势,偏阳坡最小.土壤养分质量分数均是0～20 cm的大于20～40 cm的,表现出表层土壤养分富集的现象,土壤pH值沿阳坡到阴坡呈递减趋势.地上生物量和物种丰富度的变化特点均为阴坡>偏阴坡>偏阳坡>阳坡,且地上生物量与物种丰富度显著正相关.同归分析表明:土壤含水量与土壤全磷,有机质质量分数是影响地上生物量和物种丰富度的主要因子,其中土壤含水量是关键限制性因子.     

福建东山县赤山滨海沙地厚荚相思林与湿地松林生物量和能量的研究

对滨海沙土的厚荚相思林与湿地松林生物量和能量进行了研究,结果表明:1)厚荚相思林现存生物量为 149.51t/hm2,其中干占总量的57.83%,根系占总量的12.82%,地上部分生物量是地下部分生物量的 6.81 倍;各组分干质量热值在19.98~23.48 kJ/g之间,整个林分平均干质量热值为20.59 kJ/g,能量现存量为3 079.16×106 kJ/hm2;2)湿地松林现存生物量为142.22 t/hm2,干占总量的35.35%,根占总量的32.88%,地上部分生物量是地下部分生物量的2.04倍;各组分干质量热值在20.53~21.54 kJ/g,整个林分平均干质量热值为21.00 kJ/g,能量现存量为2 986.28×106 kJ/hm2.3)厚荚相思和湿地松根系发达,可以克服沙地养分贫瘠,树干所占比例大,起着很好的防风效果,总体上有着较高的现存生物量;整个林分的平均热值高,反映厚荚相思和湿地松高的太阳能利用率,从这些特性可知它们对沿海沙地有很好的适应性,并起着很好的改善沿海沙地生态环境和提高生物多样性的作用.     

佛坪自然保护区巴山木竹种群地上生物量及其回归模型

为探讨巴山木竹地上部分生物量及其分配规律,以深入理解秦岭山系大熊猫对巴山木竹的觅食对策和环境承载力,于2008年11月到2009年4月通过设置样方对陕西佛坪自然保护区三官庙保护站管护范围内巴山木竹的生物量进行了调查.结果表明随着龄级增长,巴山木竹地上生物量呈增长趋势,各器官生物量所占比例大小依次为：茎＞枝＞叶.在海拔梯度上,以1600-1800m巴山木竹地上生物量最大.通过回归分析显示,巴山木竹竹叶生物量可以通过竹株基茎以幂函数进行较好地拟合.上述研究结果表明,为保护好研究区域内大熊猫的冬居地,应有效控制海拔1600-1800m落叶阔叶和针阔混交林中的人为活动.     

干旱影响森林土壤有机碳周转及积累的研究进展

随着全球气候变暖趋势加剧,伴之而来的干旱问题成为全球关注的热点。干旱对森林生态系统碳积累和周转可能产生显著影响,其主要过程包括植被地上部分和地下部分凋落物对土壤有机碳的输入、凋落物的分解及土壤有机碳的矿化等。笔者综合分析了近年来国内外相关研究成果,对干旱影响森林土壤有机碳的主要过程与机制进行了归纳和总结,结果表明:①干旱通过促进叶片提前脱落,短期增加森林凋落物量,长期干旱则影响森林植物生长,降低森林初级生产力从而降低植物地上凋落物量。轻度和中度干旱下植物为补偿水分缺失增加细根生物量维持植物生命力,重度干旱下植物丧失自我修复能力导致细根生物量降低,干旱也会造成细根死亡率增加。平均而言,全球范围内干旱会造成森林凋落物量降低(1.9%)和细根生物量降低(8.7%),最终减少植物有机碳向土壤的输入量。②干旱可通过改变凋落物化学性质,对分解者——土壤动物、微生物产生胁迫,从而引起凋落物分解速率下降(10%~70%)。干旱使凋落物碳氮含量变化,造成凋落物次生代谢物,如纤维素、木质素、单宁等积累,改变根系分泌物化学组分,从而影响凋落物分解。干旱导致真菌生物量和分解者等土壤动物丰度降低,增加分解者捕食压力,使相关微生物和酶活性下降,造成凋落物分解速率下降。③干旱驱动微生物群落组成变化(真菌细菌比、革兰阳阴细菌比增加),造成微生物生物量下降,活性减弱,此外还会降低腐食动物的摄食活性、酶活性,最终导致土壤有机碳矿化速率下降(10%~50%)。④干旱对土壤有机碳不同组分影响不同,干旱会减小土壤微生物生物量碳(MBC)库(2%~30%),造成表层土壤溶解性有机碳(DOC)积累(30%~60%)。而在全球范围内的不同区域,干旱对土壤有机碳积累的影响也不同,亚热带森林中干旱对土壤有机碳积累的影响多是负面的,热带森林中则相反。总体而言,干旱对森林土壤有机碳库储量影响可能不大,但降低了土壤碳周转效率。而森林土壤有机碳周转过程不仅受干旱这一单一因素影响,温度、物种等因素会共同作用于土壤有机碳的周转与积累,且单因子的简单叠加模拟可能与现实环境中多因子综合对土壤碳通量的影响有一定差别。未来需要通过长期观测、延长控制实验时间、模拟原生环境条件等,开展多因素综合实验,加强干旱对土壤动物和微生物影响的研究,以深入了解干旱对森林土壤有机碳影响的生物学与生态学的过程与机制。     

香根草植物篱地上-地下部分对三峡库区紫色土坡耕地氮素流失的影响

植物篱能影响坡面产流产沙过程，进而影响其携带的氮素流失，但植物篱地上及地下部分对氮素流失的影响尚不明确.通过设置1个降雨强度(60mm/h)、2个坡度(15°和25°)和3个坡面条件(裸坡对照、植物篱和仅有植物篱根系),开展人工降雨试验，分析坡面侵蚀量和径流量及其携带的硝态氮(NO^-₃-N)、氨态氮(NH⁺₄-N)和全氮(TN)含量与流失量的变化特征.结果表明：植物篱可以减少坡面侵蚀量和径流量的产生，坡面土壤氮素主要以泥沙为载体而流失；植物篱可以降低坡面径流携带的氮素含量却增加了侵蚀泥沙中氮素含量，并能够有效地减少坡面径流和泥沙所携带氮素流失量；植物篱通过地上部分和地下部分共同发挥作用减少坡面氮素流失量，其中地上部分和地下部分对减少坡面NO^-₃-N、NH⁺₄-N、TN流失量的平均贡献率分别为43.97%和56.03%、44.12%和55.88%、46.91%和53.09%.以上结果加深了香根草植物篱对坡耕地氮素流...     

联合LiDAR和多光谱数据森林地上生物量反演研究

【目的】森林地上生物量的准确估测对于实时掌握全球碳储量变化及应对气候变化有着重要的意义。组合多种遥感数据特征优选,分类建模反演森林地上生物量,是提高森林地上生物量精度的有效方法。【方法】以根河市大兴安岭生态观测站寒温带天然林为研究对象,以机载激光雷达(LiDAR)、Landsat8 OLI两种遥感数据源结合55块地面调查数据,采用偏最小二乘算法优化筛选变量,再以线性多元逐步回归和快速迭代特征选择的最近邻算法(KNN-FIFS)构建模型,在两种数据源的不同组合方式下进行森林地上生物量反演。【结果】①基于线性多元逐步回归模型下的单一LiDAR数据反演精度决定系数(R²)为 0.76,均方根误差(RMSE)为 21.78 t/hm²;单一Landsat8 OLI数据的反演精度R²为 0.24,RMSE为39.27 t/hm²;LiDAR和Landsat8 OLI联合反演精度R² 为 0.84,RMSE为18.16 t/hm²;②基于KNN-FIFS模型下的单一LiDAR数据反演精度R²为 0.74,RMSE为23.83 t/hm²;单一Landsat8 OLI数据的反演精度R²为0.60,RMSE为 29.63 t/hm²;LiDAR和Landsat8 OLI联合反演精度R²为0.80,RMSE为21.15 t/hm²。【结论】①特征优选支持下的3种组合方式中,LiDAR和Landsat8 OLI两种数据的组合在两种模型中反演精度均最高,其中线性多元逐步回归模型的反演精度最高,说明LiDAR和Landsat8 OLI数据组合,激光雷达与光学数据优势特征互补,协同反演可有效提高森林地上生物量的反演精度;②单一数据源反演森林地上生物量精度中,LiDAR数据比Landsat8 OLI数据在两种模型反演精度中均较高,这与LiDAR数据空间分辨高、可获得垂直结构特征参数有关。