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晋北不同华北落叶松人工林生物量碳分布特征及其与气候因子的关系

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应用与环境生物学报 2024年

作者：李华一韩海荣达安吴会峰北京林业大学生态与自然保护学院内蒙古七老图山森林生态系统国家定位观测研究站

退耕还林工程是改善黄土高原生态环境、实现固碳增汇的重要举措。以晋北三种林分类型华北落叶松人工林为研究对象，通过树木年轮法和生物量经验方程法分析了不同林分类型华北落叶松生物量碳分布特征，并解析了华北落叶松乔木层及其各器... 详细信息

退耕还林工程是改善黄土高原生态环境、实现固碳增汇的重要举措。以晋北三种林分类型华北落叶松人工林为研究对象，通过树木年轮法和生物量经验方程法分析了不同林分类型华北落叶松生物量碳分布特征，并解析了华北落叶松乔木层及其各器官碳密度年增量与气候因子的关系。结果表明：不同林分间华北落叶松碳密度年增量年际变化基本一致，其中华北落叶松柠条混交林的碳密度增加最快，从2002年的1.11 t/hm2增加到2022年的44.74 t/hm2。华北落叶松不同器官碳密度分布格局随林龄变化显著，幼龄林时期树枝对华北落叶松碳密度年增量的贡献最大，随着林龄的增加，树干和树根占比逐渐增大。不同林分类型华北落叶松碳密度年增量与上年7月和当年7-8月的降水呈显著正相关，与12月降水呈显著负相关；而与上年7月及当年7-8月平均气温和月均最高温呈显著或极显著负相关，与3月的平均温度呈显著正相关。气候因子对华北落叶松纯林碳密度的影响显著高于两种混交林。另外，随机森林结果表明气候因子对华北落叶松不同器官碳密度年增量的相对重要性的差异显著。综上所述，华北落叶松碳密度增量受温度与降水共同影响，其中温度的影响更显著。在未来该地区暖干化的气候变化趋势下，华北落叶松的固碳潜力可能会降低，而混交可以有效缓解气候因子对华北落叶松固碳速率的限制，是气候变化下提高碳储量，增加植被固碳能力的有效手段。

关键词：黄土高原林分类型华北落叶松碳密度气候因子

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不同抚育方式对人工幼林地水土流失的影响

中国水土保持科学(中英文) 2024年

作者：李华郑路吴思达陈琳李朝英明安刚闵惠琳郝建中国林业科学研究院热带林业实验中心广西友谊关森林生态系统国家定位观测研究站崇左凭祥友谊关森林生态系统广西野外科学观测研究站

人工林皆伐炼山后林地水土流失严重，通过对不同抚育方式下人工幼林地水土流失的研究，为当地人工林的科学经营和生态管理提供依据。在广西南部马尾松采伐迹地炼山后，基于连续3a的径流小区观测数据，对比研究割灌抚育和铲草抚育对林地... 详细信息

人工林皆伐炼山后林地水土流失严重，通过对不同抚育方式下人工幼林地水土流失的研究，为当地人工林的科学经营和生态管理提供依据。在广西南部马尾松采伐迹地炼山后，基于连续3a的径流小区观测数据，对比研究割灌抚育和铲草抚育对林地水土流失的影响。结果表明：1）炼山后、在林地水土流失最为严重的前2年，割灌抚育年径流量分别是铲草抚育的65.4%和64.5%，年泥沙流失量分别是铲草抚育的46.9%和37.2%，雨水多、雨强大的月份，割灌抚育对水土流失的降低作用更为明显或显著（P＜0.05），在炼山后的第3年、割灌抚育依然能显著降低抚育当月和全年的水土流失量；2）割灌抚育提高发生地表径流的最小降雨量，且随日降雨量的增加，水土流失量的增加幅度明显小于铲草抚育的。人工林皆伐炼山后，可通过抚育方式的改变来减少水土流失。

关键词：降雨特征抚育方式水土流失炼山广西南部

基于结构方程模型的森林生态系统空气负离子影响机制分析

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生态学报 2024年第4期44卷 1662-1670页

作者：蔡露露王聪慧张劲松孟平施光耀宁夏大学生态环境学院/西北土地退化与生态恢复省部共建国家重点实验室培育基地银川750021 平罗县乡村振兴服务中心石嘴山753400 宁夏银川城市森林生态系统国家定位观测研究站银川750021 中国林业科学研究院林业研究所/黄河小浪底国家森林生态系统定位站北京100091

空气负离子(Negative air ion, NAI)是衡量空气质量的重要指标之一,受到植被和环境的共同影响。然而,森林生态系统作为NAI产生的重要来源,森林中的植被和环境之间的相互作用以及对NAI的影响机制和贡献潜力仍难以捉摸。以暖温带森林生态... 详细信息

空气负离子(Negative air ion, NAI)是衡量空气质量的重要指标之一,受到植被和环境的共同影响。然而,森林生态系统作为NAI产生的重要来源,森林中的植被和环境之间的相互作用以及对NAI的影响机制和贡献潜力仍难以捉摸。以暖温带森林生态系统中广泛分布的栓皮栎(Quercus variabilis BI.)为对象,基于自动观测设备长期定位观测获取了气象、土壤性质、空气洁净度以及植被光合等数据,利用皮尔逊相关系数分析和偏最小二乘结构方程模型分析了森林植被和环境要素对NAI的影响机制和贡献潜力。结果表明,环境要素和植被光合对NAI的贡献差异显著,植被光合对NAI的贡献潜力为62.65%,环境要素对NAI的贡献率为37.35%。环境要素中太阳辐射和饱和水汽压差的影响程度最大,分别为68.94%和16.55%。植被光合和PM2.5主要通过直接效应影响NAI,而光合有效辐射、紫外辐射、土壤温湿度和饱和水汽压差主要通过间接效应影响NAI。因此,利用结构方程模型可以阐明植被光合与环境要素的变化对NAI的影响趋势,从而全面揭示了森林生态系统中植被产生NAI的作用机制以及环境对NAI的影响趋势,并为评估森林生态系统对NAI的贡献潜力提供理论基础。

关键词：空气负离子结构方程光合作用气象要素日光诱导叶绿素荧光

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广西猫儿山优势木本植物叶功能性状关联性沿海拔梯度的变化规律

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生态科学 2024年第2期43卷 95-101页

作者：欧芷阳郑威庞世龙何峰申文辉谭一波陈始贵广西壮族自治区林业科学研究院南宁530002 广西漓江源森林生态系统国家定位观测研究站桂林541316

为揭示植物对海拔差异导致的环境变化的适应策略,以猫儿山不同海拔梯度上的5个植物群落为研究对象,测定了群落优势树种的叶含水率(LWC)、叶干物质含量(LDMC)、比叶面积(SLA)、叶体积(LV)、叶厚度(LT)、叶组织密度(LTD)以及比叶重(SLW)等... 详细信息

为揭示植物对海拔差异导致的环境变化的适应策略,以猫儿山不同海拔梯度上的5个植物群落为研究对象,测定了群落优势树种的叶含水率(LWC)、叶干物质含量(LDMC)、比叶面积(SLA)、叶体积(LV)、叶厚度(LT)、叶组织密度(LTD)以及比叶重(SLW)等7个功能性状,运用单因素方差分析、Pearson相关分析以及标准化主轴法分析了猫儿山植物叶功能性状的海拔分异规律及性状组合关系。结果显示7个叶功能性状变异系数的大小顺序为SLA>LV>SLW>LTD>LT>LDMC>LWC。叶功能性状在海拔梯度上的差异均达极显著水平(P研究结果表明,猫儿山植物叶功能性状对海拔梯度引起的环境差异产生响应,叶功能性状组合的协同变异或权衡在海拔梯度上存在非同步现象。

关键词：海拔梯度适应对策叶功能性状猫儿山

黑沙蒿应对降水变化的木质部与韧皮部协同响应机制

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植物生态学报 2024年第7期48卷 903-914页

作者：张富崇于明含张建玲王平丁国栋何莹莹孙慧媛北京林业大学水土保持学院北京100083 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站山西临汾042200 宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站宁夏盐池751500 北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083

探究不同降水情景下荒漠植物茎干解剖学结构的适应性调节,可以更好地理解未来降水格局变化下荒漠植物水和碳运输间的协调机制。该研究以毛乌素沙地黑沙蒿(Artemisia ordosica)种群为对象,通过野外人工控制降水的方法,模拟半干旱气候区... 详细信息

探究不同降水情景下荒漠植物茎干解剖学结构的适应性调节,可以更好地理解未来降水格局变化下荒漠植物水和碳运输间的协调机制。该研究以毛乌素沙地黑沙蒿(Artemisia ordosica)种群为对象,通过野外人工控制降水的方法,模拟半干旱气候区降水变化趋势,设置3个降水量水平(减水30%、自然降水、增水30%)以及2个降水间隔水平(降水间隔5 d、降水间隔15d)开展双因素完全随机实验,测定了黑沙蒿茎木质部与韧皮部解剖结构在不同降水情境下的轴向与径向变异。结果表明:1)在降水改变的情况下,黑沙蒿并未产生更抗栓塞的轴向木质部结构及传导效率更高的轴向韧皮部结构来适应环境;2)降水变化通过改变40–60 cm土层含水率对黑沙蒿的木质部、韧皮部径向解剖性状产生影响。在低水分生境下,黑沙蒿减小导管直径和增大导管壁厚度以保证水分运输的安全性,并且通过增大韧皮部筛管面积来维持韧皮部导度保证碳的有效运输,以此保证黑沙蒿进行正常的生理活动;3)黑沙蒿木质部导管和韧皮部筛管具有等标度的轴向缩放规律,二者协同关联共同维持水力功能,且这种相关关系不受降水变化的影响。该研究表明,黑沙蒿通过改变径向茎干结构而不是轴向结构来适应降水的改变。

关键词：降水变化黑沙蒿木质部韧皮部异速生长

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缙云山针阔混交林水热通量特征及其影响因子

中国水土保持科学 2024年第1期22卷 77-85页

作者：刘烜沃白浪王云琦冯印成刘双楠孟祥江师贺雄北京林业大学水土保持学院、重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083 山西农业大学山西晋中030801 围场满族蒙古族自治县林业和草原局河北承德067000 重庆市林业科学研究院重庆武陵山森林生态系统国家定位观测研究站重庆400700

基于涡度相关技术,对重庆市缙云山观测站内的针阔混交林生态系统的净辐射(Rn)、显热通量(H)、潜热通量(LE)、土壤热通量(G)等进行处理,分析研究区水热通量及各环境因子的变化过程,明确水热通量变化的外在驱动因子,为森林经营及林业可持... 详细信息

基于涡度相关技术,对重庆市缙云山观测站内的针阔混交林生态系统的净辐射(Rn)、显热通量(H)、潜热通量(LE)、土壤热通量(G)等进行处理,分析研究区水热通量及各环境因子的变化过程,明确水热通量变化的外在驱动因子,为森林经营及林业可持续发展提供科学依据。结果表明:1)该生态系统能量闭合缺失为0.26。2)各水热通量在日变化上呈现单峰变化趋势,在季节变化上呈现出夏季最大(日均值124.66 W/m^(2)),冬季最小(日均值31.68 W/m^(2));空气温度(Ta)、饱和水气压差(VPD)呈现多峰变化趋势;降水集中于一年的4、7、8,9和10月;叶面积指数(LAI)在生长季(4—10月)呈现单峰变化。3)非雾天情况下显热通量(H)显著大于雾天情况,冠层导度(Gs)表现出多维度的复杂特征。缙云山针阔混交林能量循环损失较小,数据可靠;太阳高度角变化引起的净辐射变化是水热通量变化的主导因素;降水量(Pr)的不规则分布及LAI的变化导致Ta和VPD多峰变化;雾气对土壤热量的导向会造成显热通量下降;较高的空气温度导致了大气与下垫面之间湍流形式的热流显著增加而使显热通量上涨。一般情况下,H主要受到Rn的影响,且分别受到VPD和土壤温度(Tsoil)的次要影响(雾天环境)以及VPD和风速WS的次要影响(非雾天环境)。Rn、Gs、Ta、VPD均对LE产生显著影响,未发现研究区Pr和Tsoil与LE存在显著关系。Gs受多种因素(Rn、VPD、Ta、VWC、P等)综合影响。

关键词：针阔混交林水热通量涡度相关技术雾冠层导度

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兴隆山青扦液流特征及其与环境因子的关系

兰州大学学报（自然科学版） 2024年第1期60卷 84-89,97页

作者：吴国宏陈徵尼王芳王翠英甘肃省林业科学研究院甘肃兴隆山森林生态系统国家定位观测研究站甘肃兴隆山国家级自然保护区管护中心

在2018年5月1日-10月31日,对兴隆山青扦树干液流、气象因子、土壤温湿度和土壤电导率进行连续监测,分析监测期内青扦液流特征及其与环境因子之间的关系.结果表明,不同时间尺度上青扦液流量均呈单峰变化,呈先增后减趋势,相比于晴天,青扦... 详细信息

在2018年5月1日-10月31日,对兴隆山青扦树干液流、气象因子、土壤温湿度和土壤电导率进行连续监测,分析监测期内青扦液流特征及其与环境因子之间的关系.结果表明,不同时间尺度上青扦液流量均呈单峰变化,呈先增后减趋势,相比于晴天,青扦阴天液流启动时间和液流峰值出现时间均存在滞后现象.当年生长季内,青扦蒸腾总量为273.79 mm,日均蒸腾量1.49±0.71 mm.青扦夜间液流活动与日间液流量呈极显著相关.小时和日尺度上影响青扦液流的主要环境因子是土壤电导率和空气温度,可以分别解释78.4%和81.1%的液流量变异,饱和水汽压差是月尺度上的主要影响因子,可以解释月尺度97.3%的液流量变异.

关键词：液流环境因子热扩散法青扦

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新疆昆仑山国家公园潜力区鸟类群落结构

自然保护地 2024年

作者：江晓珩林宣龙王瑞初红军阿里木·买买提蔡新斌新疆林科院森林生态研究所新疆博斯腾湖湿地生态系统国家定位观测研究站新疆阿尔泰山森林生态系统国家定位观测研究站

【目的】了解新疆昆仑山国家公园潜力区鸟类资源组成及群落多样性，为国家公园建设提供基础数据。【方法】采用样线法对昆仑山国家公园潜力区进行调查，调查路线尽可能覆盖不同海拔高度、不同生境类型区域，同时结合以往历史资料资料，... 详细信息

【目的】了解新疆昆仑山国家公园潜力区鸟类资源组成及群落多样性，为国家公园建设提供基础数据。【方法】采用样线法对昆仑山国家公园潜力区进行调查，调查路线尽可能覆盖不同海拔高度、不同生境类型区域，同时结合以往历史资料资料，形成鸟类物种数据库。【结果】该地区共记录到鸟类193种，隶属于19目43科。其中，国家一级重点保护鸟类9种，二级重点保护鸟类26种，新疆维吾尔自治区二级保护鸟类3种；区系组成中以古北型（60种），全北型（28种），高地型（25种），中亚型（20种）为主，居留型组成以旅鸟（78种）为主。鸟类多样性分析表明，Shannon-Wiener指数为3.79,Simpson指数为0.87,Pielou均匀度指数为0.60，其中，草本沼泽生境Shannon-Wiener指数（3.41）和Simpson指数（0.85）最高，而河流湿地鸟类群落Pielou均匀度指数相对最大（0.83）。【结论】昆仑山国家公园潜力区广布高原湖泊和荒漠，生态环境条件独特，珍稀濒危鸟类物种数量众多，具有重要的保护价值。本次调查新增了27种鸟类，如斑翅山鹑（Perdixdauurica）、白眉鸭（Spatula querquedula）和中杓鹬（Numenius phaeopus），凸显了该区域鸟类多样性的丰富性及其在生物多样性保护中的重要性。昆仑山国家公园潜力区在增加保护鸟类数量和提高鸟类多样性方面取得了显著成功。通过有效的科学管理和保护措施，将进一步改善生态保护，支持生物多样性和可持续发展。国家公园的建立将保护重要栖息地，促进生态旅游，实现生态保护与经济增长的平衡。

关键词：鸟类群落结构多样性昆仑山国家公园潜力区

滇中高原川滇高山栎凋落叶、枝分解过程对模拟氮沉降的响应

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南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第4期48卷 191-199页

作者：邢进梅王克勤宋娅丽付宏伟西南林业大学生态与环境学院云南昆明650224 国家林业和草原局云南玉溪森林生态系统国家定位观测研究站云南昆明650224

【目的】氮(N)沉降增加通过影响凋落物分解过程中碳(C)、氮(N)元素的有效性,进而影响生物地球化学循环中的碳和养分平衡。通过研究模拟N沉降下川滇高山栎(Quercus aquifolioides)凋落物分解速率及养分含量变化特征,为川滇高山栎森林生... 详细信息

【目的】氮(N)沉降增加通过影响凋落物分解过程中碳(C)、氮(N)元素的有效性,进而影响生物地球化学循环中的碳和养分平衡。通过研究模拟N沉降下川滇高山栎(Quercus aquifolioides)凋落物分解速率及养分含量变化特征,为川滇高山栎森林生态系统的有效管理提供参考。【方法】以滇中新平县磨盘山川滇高山栎林为研究对象,以尿素(有效成分CH_(4)N_(2)O)为氮源,采用尼龙袋法进行N沉降处理以及凋落物原位分解试验,4个N沉降水平为:对照[CK,0 g/(m^(2)·a)]、低氮[LN,10 g/(m^(2)·a)]、中氮[MN,20 g/(m^(2)·a)]和高氮[HN,25 g/(m^(2)·a)],每月施氮1次,持续12个月后测定凋落叶及枝质量残留,及其木质素、纤维素和C、N、P、K含量变化。【结果】(1)分解1 a后,各N沉降处理凋落叶(0.84%~3.87%)、枝(1.67%~3.30%)质量残留率均显著增加(P<0.05),说明随时间延长,凋落物分解被抑制,且抑制强度与施氮水平成正比;(2)凋落叶、枝分解系数变化范围分别为0.271~0.368和0.167~0.218 kg/(kg·a),凋落枝C/N(69.02)和木质素氮比(54.65)高于凋落叶的值(52.09和44.42),叶分解速率快于枝;(3)凋落物化学组成会影响凋落物质量残留率,表现为凋落物质量残留率与凋落叶和枝的N、P含量呈极显著负相关,与C、纤维素含量,C/N、C/P、木质素氮比、纤维素氮比等比值呈极显著正相关。【结论】(1)N沉降抑制了凋落物的分解,且随施氮水平的增加,抑制作用明显增强;(2)初始养分含量会影响凋落物的养分固持和释放,其中,N含量、C/N、木质素氮比是凋落物分解过程中的重要影响因子。

关键词：凋落叶凋落枝分解速率木质素纤维素滇中高原川滇高山栎 N沉降