地上地下生物量分配格局
- 格式:ppt
- 大小:7.95 MB
- 文档页数:21
广西主要树种(组)异速生长模型及森林生物量特征汪珍川;杜虎;宋同清;彭晚霞;曾馥平;曾昭霞;张浩【摘要】基于广西11类主要树种(组)5个龄组(245株样木、345块样地)的生物量实测调查,建立了各树种(组)的生物量优化异速生长模型,探讨广西森林生态系统总生物量及不同森林类型、不同龄组、不同层次的生物量组成与分配.结果表明:(1)广西11类树种(组)叶、枝、干、根、全株生物量(除了杉树叶、桉树叶生物量)、地上-地下、胸径-树高的优化回归模型均为幂函数,经t检验均达到显著水平(P<0.05),其中11类树种(组)以全株生物量的模拟效果最好;(2)广西森林总生物量为1425.37 Tg,平均生物量为105.36Mg/hm2,各森林类型总生物量为松树林(366.14 Tg)>硬阔(291.08 Tg)>软阔(239.75 Tg)>石山林(165.51Tg)>杉木林(164.01 Tg)>桉树林(99.55 Tg)>栎类(46.34 Tg)>八角林(20.21 Tg)>油茶林(19.59 Tg)>竹林(13.19 Tg),均随年龄的增加而增加,各层次生物量均以乔木层占绝对优势,所占比例为78.30%-97.47%,各龄组地上生物量均大于地下生物量;(3)考虑统计学与实际应用之间的平衡及异速生长模型的可解释量、回归系数的显著性,以胸径为变量的生物量模型能有效估算广西主要树种(组)各器官及总生物量;(4)优化筛选的广西各树种(组)的地上-地下优化异速生长模型及推算的地上-地下生物量比,对于估计广西森林地下生物量具有重要参考价值.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2015(035)013【总页数】11页(P4462-4472)【关键词】树种(组);异速生长模型;生物量;龄组;广西森林【作者】汪珍川;杜虎;宋同清;彭晚霞;曾馥平;曾昭霞;张浩【作者单位】中国科学院亚热带农业生态研究所重点实验室,长沙410125;湖南农业大学资源环境学院,长沙410128;中国科学院亚热带农业生态研究所重点实验室,长沙410125;中国科学院环江喀斯特农业生态系统研究观测站,环江547200;中国科学院亚热带农业生态研究所重点实验室,长沙410125;中国科学院环江喀斯特农业生态系统研究观测站,环江547200;中国科学院亚热带农业生态研究所重点实验室,长沙410125;中国科学院环江喀斯特农业生态系统研究观测站,环江547200;中国科学院亚热带农业生态研究所重点实验室,长沙410125;中国科学院环江喀斯特农业生态系统研究观测站,环江547200;中国科学院亚热带农业生态研究所重点实验室,长沙410125;中国科学院环江喀斯特农业生态系统研究观测站,环江547200;中国科学院亚热带农业生态研究所重点实验室,长沙410125;中国科学院环江喀斯特农业生态系统研究观测站,环江547200【正文语种】中文森林生物量是研究森林生态系统生产力的基础,也是度量植被碳库、研究整个生态系统结构、功能、能量流动和物质循环的重要参数[1-4]。
大兴安岭不同龄组兴安落叶松林乔木层生物量分配王飞;叶冬梅;臧传富;张秋良【摘要】以内蒙古大兴安岭兴安落叶松天然林(Larix gmelinii)为研究对象,通过对幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林的调查,采用异速生长方法,对兴安落叶松乔木层生物量器官分配特征及随龄组的变化规律进行分析.结果表明,杜香-兴安落叶松从幼龄至成熟林,乔木层生物量为98.63~249.46 t/hm2,地上和地下生物量分别占83.30%~88.40%和12.60%~16.70%.总生物量及地上生物量随年龄增加而增大,根冠比则呈降低的趋势.兴安落叶松天然林各器官生物量积累因龄组而异,乔木生物量的主体为树干,占总生物量的58.26%~68.78%,其次是根(11.38%~16.12%),叶生物量最小(1.01%~2.21%),随龄组的增加,树干生物量比例呈单峰曲线,地上生物量比例增加,树根、树枝、树皮和树叶生物量比例则呈“U”型曲线,在近熟林最低.如果采用本地的参数并按年龄进行详尽的调查和统计,得到的兴安落叶松林生物量和生产力的估算将更可靠.%Taking the natural Larix gmelinii forests occurring in Daxing'anling Mountains in Inner Mongolia as the research objects,this paper analyzed the tree layer biomass distribution characteristics and the variations among different age groups based on the investigations on the young,middle-aged,nearly mature and mature forests.The results showed that the tree layer biomass of Ledum palustre-L.gmelinii forests from young to mature ranged from 98.63-249.46 t/hm2,the ground and underground biomass accounted for 83.30%-88.40% and 12.60%-16.70%,respectively.Total biomass and ground biomass increased with forest age,but the root to crown ratio decreased with age.The biomass of different tree positions was different among different age groups.Treetrunk was the main body of tree biomass,which accounted 58.26%-68.78%of the total,followed by root(11.38%-16.12%),and leaf (1.01%-2.21%).The biomass percentage of tree trunk in total biomass presented a unimodal curve with the increase of the forest age,and the percentage of ground biomass increased with forest age.The percentages of root,branch,bark and leaf presented a "U-shaped" curve,lowest for the mature forest.It would be more reliable to estimate the biomass and productivity if the relative parameters of the local forest were adopted.【期刊名称】《西北林学院学报》【年(卷),期】2017(032)005【总页数】6页(P23-28)【关键词】大兴安岭;兴安落叶松;乔木层生物量;器官分配【作者】王飞;叶冬梅;臧传富;张秋良【作者单位】内蒙古农业大学林学院,内蒙古呼和浩特010019;内蒙古农业大学林学院,内蒙古呼和浩特010019;内蒙古农业大学林学院,内蒙古呼和浩特010019;内蒙古农业大学林学院,内蒙古呼和浩特010019【正文语种】中文【中图分类】S791.220.1森林生物量是生态学研究的一个重要领域,它为能量流动和养分循环等功能过程提供基础数据[1],是全球变化对陆地生态系统生产力影响的基本工作[2],能为探索生态系统的源汇关系,进而对全球变化进行预测提供基本资料[3]。
26年生红椎人工林的生物量及其分配格局①摘要:采用径阶平均标准木法,对中国林业科学研究院热带林业实验中心的红椎人工林乔木层各器官生物量进行了测定。
结果表明:26年生红椎人工林乔木层的生物量为114.933 t/hm2,年均净生产量为4.421 t/(hm2.a);各器官生物量分配格局为干材(59.57%)>根(17.15%)>枝(13.98%)>干皮(6.29%)>叶(3.01%);其地上部分生物量主要集中分布于树高12m以下,占66.49%;林木径级为20cm~36cm范围的生物量占地上部分总生物量的75.01%;根系生物量的分配是以根兜的最大(57.81%),吸收根的最小(3.10%)。
关键词:红椎人工纯林生物量分配格局红锥(Castanopsis hystrix A. Dc)又名红黎、红栲,属壳斗科(Fagaceae)栲属(Castanopsis)常绿乔木,是喜热、喜湿润的亚热带常绿阔叶林优势树种,主要分布于华南的广东、广西、福建、台湾等省区的南部。
红椎生长快、成材早、适应广、改土效果好、涵养水源的能力强,是优良的水源林和公益林树种;其干形通直、心材大、坚硬、耐腐蚀,也是家具、船舶、建筑和农具的优质用材,具有重要的生态和经济价值。
近年来,对红椎的研究主要集中在丰产栽培、生长规律、木材特性[1-3,14]等方面。
唐玉贵等[1]对红椎人工林速生丰产栽培技术的研究表明,培育壮苗、间伐整枝和中期施肥能有效提高林分生长量;黄全能[2]研究了红椎天然林的生长规律,指出4~18龄为其树高和胸径的速生期,不苛求立地;吕建雄等[3]报道了红椎木材的力学性质,表明其树干南北向的木材弦面顺纹抗剪强度的差异达到显著水平(p80cm,表土层厚18~20cm,pH = 4.8~5.5。
1.2 试验林的基本概况1983年,将24年生马尾松(Pinus massoniana)纯林(立地指数16~18)采伐后,种植红锥(苗高30~40cm),初植密度1250株/hm2。
试卷类型:A 2023年汕头市普通高考第一次模拟考试试题生物(答案在最后)本试卷8页,21小题,满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:1.答卷前,考生在答题卡上务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将自己的姓名、准考证号填写清楚,并贴好条形码。
请认真核准条形码上的准考证号、姓名和科目。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。
答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。
不按以上要求作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。
考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.下列有关生物学知识的应用有科学性错误..的是A.用差速离心法可分离出大小不同的细胞器B.用高Ca2+、高pH融合法诱导原生质体融合C.酵母菌可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制D.应用太阳能水生态修复系统改善湖水水质2.在真核细胞中,膜联蛋白参与膜的运输和组织,如囊泡运输、信号转导等。
下列说法错误..的是A.膜联蛋白合成的起始阶段在游离核糖体上进行B.光对植物生长发育的调节可能有膜联蛋白参与C.膜联蛋白是需要分泌到细胞外起作用的蛋白质D.膜联蛋白参与蛋白质从内质网到髙尔基体的运输3.“竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知。
蒌蒿满地芦芽短,正是河豚欲上时。
”诗句出自苏轼的《惠崇春江晚景二首》,下列说法错误..的是A.诗句中的生物组成了群落B.诗句中体现了人与自然和谐共生C.诗句中蕴含了生态系统的信息传递D.诗句创作体现了生物多样性直接价值4.长日照植物是指在24h昼夜周期中,日照长度必须长于一定时数才开花的植物,短日照植物是指日照长度短于一定时数才开化的植物。
闽东沿海秋茄天然林与人工林生物量比较王韧;李晓景;蔡金标;张典铨;何东进;刘翠;王其炳;郑开基;林峰【摘要】闽东(福鼎市)是中国红树林(秋茄)自然分布的最北端,在红树林研究中具有十分重要的地位.采用标准木法以及收获法,研究闽东沿海不同起源秋茄林生物量及其分配规律.结果表明:秋茄天然林生物量为58.305 t/hm2,地上部分为32.919t/hm2,地下部分为25.386 t/hm2;人工林生物量为25.359 t/hm2,地上部分为14.711 t/hm2,地下部分为10.648 t/hm2.花、叶、枝、干等生物量数据显示.秋茄种群生物量分配为枝>干>粗根>叶>中根>墩>细根>花;生物量及器官分配反映了秋茄种群对高纬度生境的适应性.【期刊名称】《西南林业大学学报》【年(卷),期】2010(030)001【总页数】5页(P16-20)【关键词】秋茄;天然林;人工林;生物量;福建福鼎【作者】王韧;李晓景;蔡金标;张典铨;何东进;刘翠;王其炳;郑开基;林峰【作者单位】福鼎市林业局,福建,福鼎,355200;福建农林大学林学院,福建,福州,350002;霞浦县林业局,福建,霞浦,355100;福鼎市林业局,福建,福鼎,355200;福建农林大学林学院,福建,福州,350002;福建农林大学林学院,福建,福州,350002;福建农林大学林学院,福建,福州,350002;福建农林大学林学院,福建,福州,350002;霞浦县林业局,福建,霞浦,355100【正文语种】中文【中图分类】S792.990.2红树林广泛分布于热带、亚热带海滩,即北纬25°至南纬25°的范围内,约75%的海岸上生长有红树林[1]。
在我国,红树林广泛分布于两广、福建、浙江及台湾等地沿海海滩。
秋茄(Kandeliacandel(Linn.)Druce)为红树林科秋茄属植物,是热带和亚热带海滩造林特有的经济防护林树种。
不同谷子品种地上干物质量积累及分配规律比较1. 引言1.1 研究背景不同谷子品种地上干物质量积累及分配规律比较引言谷子作为重要的粮食作物之一,在我国广泛种植并具有重要的经济价值。
谷子的产量和品质直接关系到粮食安全和农民收入。
而地上干物质的积累和分配是谷子生长发育过程中一个重要的生理过程,对谷子的产量和品质具有关键的影响。
深入研究不同谷子品种地上干物质量积累及分配规律的比较,对谷子的生长规律和产量形成机制有着重要的意义。
目前,关于不同谷子品种地上干物质量积累及分配规律的研究仍存在较大的空白,尤其是对于不同谷子品种之间的比较研究较少。
本研究旨在通过比较不同谷子品种地上干物质的积累过程和分配规律,揭示不同品种之间生长和发育的差异,为谷子生长调控和高产栽培提供理论依据和技术支持。
1.2 研究目的研究目的是通过对不同谷子品种地上干物质量积累及分配规律的比较研究,探讨各种谷子在生长过程中地上干物质的积累情况以及分配规律,进一步了解不同谷子品种的生长发育特点,为优化谷子种植管理提供科学依据。
通过分析影响地上干物质积累和分配的因素,在探讨谷子生长发育和产量形成的关系的基础上,为谷子的高产高效栽培提供理论指导和技术支持。
通过本研究的开展,对于提高谷子产量、改进谷子种植管理措施具有重要的指导意义,为谷子的生产发挥潜在潜力,促进我国谷子产业的健康发展提供理论和实践支持。
1.3 研究意义谷子作为我国主要粮食作物之一,在我国农田种植面积广泛,产量高。
研究不同谷子品种地上干物质量积累及分配规律对于指导农民科学种植、提高谷子产量具有重要意义。
通过研究不同谷子品种地上干物质量积累及分配规律,可以了解各品种在生长发育过程中地上部分的生物量积累情况,探索不同品种生长发育的特点和规律。
这有助于农民根据不同地区的生长条件和种植要求选择适合的谷子品种,提高生产效率。
深入研究地上干物质分配规律可以帮助科学制定施肥和农艺措施,合理调控谷子生长发育过程中的营养分配,提高作物的养分利用率和产量。
天山林区6种优势种灌木林生物量比较及估测模型王文栋;白志强;阿里木·买买提;刘端;郭忠军【摘要】采用平均标准木收获法测定了天山东、中、西部林区6种优势种灌木,多刺蔷薇(Rosa spinosissima L.)、黑果小檗(Berberis heteropoda Schrenk.)、刚毛忍冬(Lonicera hispida Pall.)、天山绣线菊(Spiraea.tianschanica Pojark.)、新疆方枝柏(Juniperus seudosabina Fisch.et Mey.)和黑果栒子(Cotoneaster melanocarpus Lodd.)的地上和地下生物量并构建基于D2H变量的个体生物量模型.结果表明:(1)天山西部林区灌木林的总生物量大于中部和东部的;(2)6种灌木的平均生物量大小排序为刚毛忍冬>黑果栒子>黑果小檗>新疆方枝柏>天山绣线菊>多刺蔷薇;(3)6种灌木的生物量贡献主要源于根和枝生物量,不同器官生物量的大小排序根>枝>叶;6种灌木叶生物量的大小与枝的生物量之间呈极显著相关(P<0.01);(4)以D2H为自变量建立6种灌木不同器官及个体生物量估测模型24个,除黑果小檗和新疆方枝柏叶生物量模型达到显著水平(P<0.05),其他各组成生物量模型均达到极显著水平(P<0.o1),模型模拟结果达到了较高的准确度,可用于推算灌木生物量.研究结果可为定量评估天山森林生态系统的固碳功能提供数据支撑,也可为深入开展森林生态系统服务功能评价提供依据.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2016(036)009【总页数】10页(P2695-2704)【关键词】灌木;生物量模型;生物量分配;天山【作者】王文栋;白志强;阿里木·买买提;刘端;郭忠军【作者单位】新疆林业科学院森林生态研究所,乌鲁木齐830063;新疆林业科学院森林生态研究所,乌鲁木齐830063;新疆林业科学院森林生态研究所,乌鲁木齐830063;新疆林业科学院森林生态研究所,乌鲁木齐830063;新疆林业科学院森林生态研究所,乌鲁木齐830063【正文语种】中文气候变化问题已成为当今全球共同面临的重大课题。
第1篇一、实验目的本研究旨在通过模拟生态系统,探究生物量在生态系统中的积累、分配及动态变化规律。
通过设置不同实验组,分析不同因素对生物量的影响,为生态系统管理和保护提供理论依据。
二、实验原理生物量是指生物体在一定时间内积累的有机物质总量。
生物量的积累和分配受到多种因素的影响,如植物种类、土壤条件、气候等。
本实验采用生态瓶模拟生态系统,通过观察不同条件下生物量的变化,分析影响生物量的因素。
三、实验材料与方法1. 实验材料:- 生态瓶:2500毫升的可乐瓶- 材料:粗沙、细石、纱网、水草、绿藻、水蜗牛、胶皮- 仪器:电子天平、温度计、光照计、pH计2. 实验方法:- 将可乐瓶用热茶清洗后,用剪刀将其上部剪去。
- 在纱网上铺一层粗沙和细石,用自来水冲洗干净。
- 将冲洗好的粗沙和细石均匀铺在可乐瓶底部。
- 将自来水静置24小时,放入瓶子中。
- 待隔夜水放好后,种上水草,用沙砾固定。
- 将少量绿藻放入瓶中。
- 将以绿藻为食的两只水蜗牛放入可乐瓶中。
- 用胶皮将可乐瓶的开口上端密封起来。
- 将瓶子放置于阳光充足且阴凉处。
3. 实验分组:- A组:正常光照组- B组:遮光组- C组:限制水分组- D组:添加氮肥组四、实验步骤1. 实验准备:- 配制营养液,用于添加氮肥的实验组。
- 准备遮光材料,用于遮光实验组。
- 准备限制水分的装置,用于限制水分实验组。
2. 实验操作:- 将A组、B组、C组、D组的生态瓶分别放置在正常光照、遮光、限制水分、添加氮肥的条件下培养。
- 每隔一段时间,记录各组的生物量、光照强度、水分、pH值等指标。
- 定期观察各组的生长状况,记录水草、绿藻、水蜗牛的生长情况。
3. 实验数据收集:- 利用电子天平称量生态瓶内的生物量。
- 利用温度计、光照计、pH计等仪器测量实验条件。
五、实验结果与分析1. 生物量变化:- 在正常光照条件下,生物量逐渐增加,水草、绿藻、水蜗牛生长良好。
- 在遮光条件下,生物量增长缓慢,水草、绿藻、水蜗牛生长较差。
沿海沙地4种竹子生物量分配特征作者:***来源:《安徽农业科学》2024年第12期摘要為阐明沿海沙地不同竹种对沙地环境的适应能力及其生存策略,选择福建省漳州市赤山国有林场的花吊丝竹(Dendrocalamus minor var. amoenus)、青丝黄竹(Bambusa eutuldoides var. viridi-vittata)、鼓节竹(Bambusa tuldoides ‘Swollenintrnode’)、青皮竹(Bambusa textilis McClure)4种竹子为研究对象,采用方差分析、多重比较等研究方法对其地上各器官生物量分配进行研究。
结果表明:移植后经过2年,4种竹子对沿海沙地环境的适应性都有所增强。
从地上部分各器官含水率来看,青丝黄竹、鼓节竹与青皮竹表现为竹秆>竹枝>竹叶,花吊丝竹表现为竹秆>竹叶>竹枝。
单株地上部总生物量表现为花吊丝竹>青皮竹>青丝黄竹>鼓节竹。
各器官占地上生物量的比率也有所差异,青丝黄竹、鼓节竹和青皮竹表现为竹秆>竹枝>竹叶,而花吊丝竹表现为竹秆>竹叶>竹枝。
关键词生物量;地上器官;沿海沙地中图分类号 S 795.9 文献标识码 A文章编号 0517-6611(2024)12-0105-03doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.12.022Biomass Allocation Characteristics of 4 Species of Bamboo in Coastal Sandy LandLAI Dong-yong(Fujian Chishan State-owned Forest Farm, Zhangzhou, Fujian 363400)Abstract To elucidate the adaptability and survival strategies of different bamboo species in coastal sandy land. Dendrocalamus minor var.amoenus, Bambusa eutuldoides var. viridi-vittata,Bambusa tuldoi des ‘Swollenintrnode’,Bambusa textilis McClure were selected from Chishan National Forest Farm in Zhangzhou City, Fujian Province. and their aboveground biomass allocation was studied by variance analysis and multiple comparisons. The results showed that after 2 years of transplantation, the adaptability of the four bamboos to coastal sandy land increased. According to the moisture content of the aboveground organs, the order of Bambusa eutuldoides var. viridi-vittata,Bambusa tuldoides ‘Swollenintrnode’ and Bambusa textilis McClure was bamboostalk>bamboo branch>bamboo leaf, the order of Dendrocalamus minor var. amoenus was bamboo stalk>bamboo leaf>bamboo branch.The total biomass of aboveground parts of each plant is Dendrocalamus minor var. amoenus > Bambusa textilis McClure > Bambusa eutuldoides var. viridi-vittata > Bambusa tuldoides ‘Swollenintrnode’. The biomass ratios of different organs were also different.the bamboo stalk > bamboo branch > bamboo leaf of Bambusa eutuldoides var. viridi-vittata, Bambus a tuldoides ‘Swollenintrnode’ and Bambusa textilis McClure, The bamboo stalk > bamboo leaf > bamboo branch of Dendrocalamus minor var. amoenus.Key words Biomass;Aboveground organs;Coastal sandy land作者简介赖东永(1973—),男,福建漳州人,工程师,从事森林经营与林业管理工作。
宝天曼不同海拔典型栎类林植被与土壤碳贮量及其分配格局齐光;佟伟霜;彭舜磊;陈昌东;杨雨华;梁亚红;赵干卿;杨风岭【摘要】森林是陆地最大的碳库,主要包括植被碳库和土壤碳库两部分.地带性森林植被与土壤碳贮量核算及其分配格局成为全球变化背景下的研究热点.采用样地调查法,对河南省宝天曼不同海拔高度的3种典型栎类林植被与土壤碳贮量及其分配格局进行了对比研究.结果表明3种林型地上和地下植被碳贮量都随海拔升高而降低,但是地上/地下植被碳贮量比率却随海拔升高而增加.0 ~ 10 cm、10 ~ 20 cm 和20 ~ 30 cm土壤有机碳(SOC)贮量都随海拔升高表现出先升高后降低的趋势,该波动主要由底层土引起.森林总碳贮量并没有随海拔变化而表现出显著差异(p>0.05),由此推断植被和土壤碳贮量间存在着补偿效应.【期刊名称】《平顶山学院学报》【年(卷),期】2015(030)002【总页数】6页(P90-95)【关键词】地上和地下植被碳贮量;土壤有机碳;海拔;碳密度;宝天曼【作者】齐光;佟伟霜;彭舜磊;陈昌东;杨雨华;梁亚红;赵干卿;杨风岭【作者单位】平顶山学院低山丘陵区生态修复重点实验室,河南平顶山467099;平顶山学院低山丘陵区生态修复重点实验室,河南平顶山467099;平顶山学院低山丘陵区生态修复重点实验室,河南平顶山467099;平顶山学院低山丘陵区生态修复重点实验室,河南平顶山467099;平顶山学院低山丘陵区生态修复重点实验室,河南平顶山467099;平顶山学院低山丘陵区生态修复重点实验室,河南平顶山467099;平顶山学院低山丘陵区生态修复重点实验室,河南平顶山467099;平顶山学院低山丘陵区生态修复重点实验室,河南平顶山467099【正文语种】中文【中图分类】Q948人类活动导致大气中CO2 浓度不断增加,引发严重的全球变化问题.通过碳汇作用将CO2固持在陆地碳库中成为减缓全球变化问题的关键,陆地碳库尤其是森林碳库逐渐成为全球变化背景下生态学研究的热点[1-3].森林是地球上最大的陆地碳库,约占陆地总碳库的46%,清洁发展机制(Clean Development Mechanism,CDM)使森林碳库研究提高到外交与政治谈判的层面,森林碳库也因此成为森林生态系统服务与功能的重要内容[4].森林碳库主要由植被碳库和土壤碳库构成,其中由植物各器官组成的地上和地下生物量碳库总称森林植被碳库[2],多采用生物量结合平均含碳率进行估算[5-6];森林土壤碳库主要指1 m以内的土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC),多采用土壤剖面法进行取样和测定[2].以往报道中森林碳库大小常以碳贮量(即碳密度,t/ha)来表征[1-6].对于地带性山地森林而言,海拔梯度差异往往造成林型变化,进而对森林植被和土壤碳贮量产生直接或间接影响.目前我国有关海拔梯度对于植被碳贮量影响的研究主要集中于温带、热带或亚热带等物种多样性研究的热点地区,而对于气候过渡区的研究较少[7-9].笔者选取我国暖温带向北亚热带过渡区不同海拔的典型栎类林为研究对象,揭示海拔对典型栎类林植被与土壤碳贮量及其分配格局的影响,为深入理解气候过渡区森林植被碳贮量特征及其与环境的关系提供参考.1.1 研究区概况宝天曼国家级自然保护区(北纬33°25′~33°33′,东经111°53′~112°)位于河南省西南部,地处秦岭东段和伏牛山南坡,最高峰海拔1 830 m,总面积约53.4 km2.研究区年均温15.1 ℃,年均降水量885.6 mm ,年均蒸发量991.6 mm,年均相对湿度为68%.植被以暖温带落叶阔叶林为主,兼有北亚热带常绿落叶阔叶混交林的特点.栎类物种约占宝天曼乔木树种的70%,是当地主要建群树种.海拔900 m 以下分布的植被类型主要有栓皮栎(Quercus variabilis)林和槲栎(Q.aliena)林,海拔1 000 m以上为锐齿槲栎(Q.aliena var.acutiserrata)林和短柄枹栎(Q.glandulifera var.brevipetiolata)林[10-12].1.2 研究方法1.2.1 样地选择选取宝天曼3个海拔带的典型栎类林设置调查样地.最终选取了林龄和土壤类型相同的栓皮栎-短柄枹栎混交林(MF)、锐齿槲栎林(QF1)和山脊锐齿槲栎林(QF2) 3种林型,分别位于海拔1 100~1 200 m、1 400~1 500 m和1 550~1 650 m处.各样地详情见表1.1.2.2 样方设置森林碳贮量调查样方尺度为20 m×20 m,每个林型设置3个重复,共9个调查样方.在9个调查样方内,对于胸径≥1 cm的木本树种,分别调查每木物种名、树高(h)、胸径(dbh)和相对位置.1.2.3 植被碳贮量核算通过样方调查获得每木胸径和树高数据后,代入以往报道中的器官生物量二元异速生长方程[13](表2),计算得到样方内每木器官及整体植被生物量公式(1).然后通过生物量碳换算因子0.5以及样方面积求出植被碳贮量公式(2)(以碳密度表示).式中,CDA为植被碳密度,t/ha;0.5为森林生物量和植被碳密度的换算因子;S为样方面积,ha,研究中为 0.04 ha.1.2.4 土壤碳贮量核算通过剖面法进行土壤取样.由于宝天曼地区土层较浅,研究取样深度最深为30 cm.取样前去除地表枯落物层,用土钻分别对0~10 cm,10~20 cm,20~30 cm深度土壤进行取样.每个调查样方设置3个剖面,在各层中部取土,取土后将样品带回实验室,分为两部分,分别测定容重和SOC含量.将用于容重测定的样品挑出砾石、细根等杂物,自然状态下风干后得到样品风干重.然后取风干样品50 g左右置干燥箱中,105 ℃烘干得到烘干重,由此计算土壤含水率并得到原有土样的烘干重,根据环刀体积计算土壤容重.将剩余风干样品粉碎后过100目筛,并进行SOC含量的测定,所用方法为重铬酸钾氧化-外加热法[14-15],由公式(3)得到SOC贮量(以碳密度表示:Soil Organic Carbon Density,SOCD).式中, i 为土层;SOCDT为0~30 cm 土层的土壤碳密度,t/ha;SOCDi代表第i土层的土壤碳密度,t/ ha;Ci为SOC含量,t/g;Di为土壤容重,g/cm3;Ei代表第i层土的厚度,cm.所有数据运用R统计分析软件和Origin 8软件进行数据分析和作图,采用方差分析比较数据组内和组间差异,组间差异达到显著水平时(p<0.05)采用Tukey法进行多重比较 (Multiple Comparisons).Tukey 法是最为常用的多重比较检验方法,比“最小显著差”(Least Significant Difference,LSD)等方法具有更高的检验效率,因此又称为“实际显著差”(Honestly Significant Difference)方法,这种检验方法要求每组数据长度相等.研究中各林型具有相同的重复数,符合Tukey法多重比较的要求,因此采用Tukey法进行多重比较.2.1 宝天曼典型栎类林的植被碳贮量及其分配格局由图1可知,宝天曼3个海拔带典型栎类林总植被碳贮量为128.8~184.6 t/ha.各林型总植被碳贮量大小排序为栓皮栎-短柄枹栎混交林(MF)>锐齿槲栎林(QF1)>山脊锐齿槲栎林(QF2).两种锐齿槲栎林QF1和QF2的植被碳贮量差异并不显著(p>0.05).3种典型栎类林树干、树枝、树叶、树根各器官碳贮量大小排序一致,都为树干>树枝>树根>树叶,植被碳贮量具有相似的分配格局.就同一海拔而言,树干是碳贮量最大的植被器官,树枝和树根没有显著差异,植被碳贮量分配到树叶中的比重则显著低于其他器官.对比不同海拔可见总植被碳贮量分配到各器官中的比重变异较大(表3),树干占总植被碳贮量的比重随海拔升高显著增加(p<0.05),同时叶和根的比重则显著降低(p<0.05),树枝占总植被碳贮量的比重保持恒定,在3个海拔带的典型栎类林中都维持在0.22左右.3种林型地上(包括树干、树枝和树叶3种植物器官)和地下(即树根)植被碳贮量都随海拔增加呈现逐步减少的趋势,其中MF和QF1之间差异更为明显(图1).与此相反的是,3种林型的地上/地下植被碳贮量比率却随海拔升高而逐步增加,增加最为明显的部分仍然是MF和QF1两种林型之间(表3).“±”后的数字表示标准差(sd);小写字母为多重比较(Tukey法)结果:后面标有相同字母者表示无显著差异,标有不同字母者表示有显著差异.2.2 宝天曼典型栎类林的土壤碳贮量及其分配格局土壤有机碳是森林土壤碳库的主要内容,与森林植被碳库一起构成了森林碳库的主体.本研究3种典型栎类林0~30 cm深度的土壤碳贮量总量为72.9~137.6t/ha(图2),各林型3个重复样方的组内差异不显著(p>0.05),组间0~10 cm和10~20 cm土层的土壤碳贮量差异不显著(p>0.05),但是20~30 cm以及0~30 cm土层差异显著(p<0.05).各林型0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm土层的土壤碳贮量均呈现出表层土大于深层土的趋势.对比不同林型可知,3个层次的土壤碳贮量都表现出随海拔升高而先升高后降低的趋势,这与“总植被碳贮量随海拔增加而单调递减”以及“地上/地下植被碳贮量比率随海拔增加而单调递增”的趋势不同,而是存在显著的波动.2.3 宝天曼典型栎类林植被与土壤碳贮量对森林碳贮量的影响将宝天曼3种典型栎类林植被和土壤碳贮量分别累加,得到各林型的森林碳贮量.宝天曼典型栎类林森林碳贮量并没有表现出随海拔梯度的变化,各林型3个重复样方总碳贮量的组内和组间差异都不显著(p>0.05)(图3).联系海拔梯度上植被碳贮量单调递减、地上/地下植被碳贮量比率单调递增以及土壤碳贮量先降低后升高的波动趋势,推断土壤和植被碳贮量随海拔的分布格局存在着相互补偿机制.目前已有报道揭示了宝天曼栎类林物种多样性、养分循环和群落结构等内容[16-18],但是对于栎类林植被碳贮量及其与环境的关系却少有报道[19-20].海拔梯度和林型是影响地带性森林植被碳贮量的两个重要影响因子[21-24].笔者选取宝天曼3个海拔高度水平上的典型栎类林,通过样地调查的方法揭示了栎类林植被和土壤碳贮量及其分配特征随海拔的变化规律,对于开展气候过渡区地带性森林碳库的研究具有启发意义,也便于与以往报道中典型气候区的研究结果[22-23]进行对比. 研究中3种典型栎类林总植被碳贮量为128.8~184.6 t/ha,该区间与以往报道中我国暖温带落叶阔叶林的总植被碳贮量相符 [22-23],说明笔者所采用的植物异速生长方程[13]和植被碳贮量的核算方法具有较大的可信度.就树种组成而言,以栓皮栎和短柄枹栎为双优势树种的混交林(MF)总植被碳贮量大于单优势树种的两类锐齿槲栎林(QF1和QF2),这与以往研究中混交林植被碳贮量普遍大于纯林的研究结果相符[23].海拔往往导致林型的变化,从而间接影响植被碳贮量.3种典型栎类林所处海拔区间为1 100~1 650 m,其植被碳贮量的总体变化趋势为随海拔的升高而降低.由于植物的异速生长特性,不同器官的植被碳贮量分配特征逐步受到重视[25].笔者深入分析了不同海拔栎类林的植被器官碳贮量分配特征,值得注意的是研究区典型栎类林地上和地下植被碳贮量都随海拔升高而减少,但是其地上/地下植被碳贮量比率却随海拔升高而增加.该结果暗示海拔升高导致的环境因子变化对树根的抑制更强,对树干、树枝和树叶生长的负面影响则较小.另外,高海拔良好的光照条件也可能是导致地上植被碳贮量比重随海拔增加的原因.研究中3种栎类林0~30 cm深度的土壤碳贮量总量为72.9~137.6 t/ha(图 2),符合以往研究报道中落叶阔叶林土壤碳贮量的估算结果[26].各林型0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm土层的SOC贮量随土层加深而递减,这与以往绝大多数地区的研究结果相符[27].对比不同林型各层次SOC贮量可知,林型间SOC贮量的差异主要源自20~30 cm深度的土壤.一般而言,土壤碳贮量的取样深度应该在1 m以内,具体取样时要根据样地的土壤发生层次进行[1-3].研究区宝天曼土层厚度一般为 30 cm左右,SOC贮量最低的深层土却对土壤碳贮量格局产生巨大的影响,其中的机制有待于今后纳入更多土壤因子后加以解释,建议宝天曼地区今后开展类似研究的土壤取样厚度不应小于30 cm.森林碳库现存量或增加量是表征森林固持CO2能力的重要指标,而CO2又是植物、土壤动物、土壤微生物等生物体细胞构件物质的主要来源.尽管宝天曼栎类林的植被和土壤碳贮量存在不同的分配格局,但是最终的森林总碳贮量却并没有表现出显著差异,暗示土壤和植被碳贮量之间存在着补偿机制,这是该地区森林生态系统对环境长期适应的结果.建议对森林碳贮量进行核算时应设置样方进行实地调查,并充分考虑森林各部分碳贮量相对大小及内在补偿机制,而不应仅以植被或土壤碳贮量大小代表森林总碳贮量.【相关文献】[1]Dixon R K,Solomon A M,Brown S,et al.Carbon pools and flux of global forest ecosystems[J].Science,1994,263(5144):185-190.[2]IPCC.Climate change 2007:The physical science basis:working group 1 contribution to the fourth assessment report of the IPCC[M].London:Cambridge University Press,2007. [3]Fang J Y,Kato T,Guo Z D,et al.Evidence for environmentally enhanced forestgrowth[J].PNAS,2014,111(26):9527-9532.[4]李怒云,徐泽鸿,王春峰,等.中国造林再造林碳汇项目的优先发展区域选择与评价[J].林业科学,2007,43(7):5-9.[5]方精云,陈安平.中国森林植被碳库的动态变化及其意义[J].植物学报,2001,43(9):967-973.[6]王绍强,周成虎,刘纪远,等.中国陆地自然植被碳量空间分布特征探讨[J].地理科学进展,1999,18(3):238-244.[7]McEwan R W,Lin Y C,Sun I F,et al.Topographic and biotic regulation of aboveground carbon storage in subtropical broad-leaved forests of Taiwan[J].Forest Ecology and Management,2011,262(9):1817-1825.[8]Lin D M,Lai J S,Muller-Landau H C,et al.Topographic variation in aboveground biomass in a subtropical evergreen broad-leaved forest in China[J].PLOS ONE,2012,7(10):e48244.[9]徐耀粘,江明喜.森林碳库特征及驱动因子分析研究进展[J].生态学报,2015,35(3):1-11.[10]史作民,程瑞梅,刘世荣.宝天曼落叶阔叶林种群生态位特征[J].应用生态学报,1999,10(3):265-269.[11]阎东锋,李纪亮,何瑞珍,等.宝天曼栎类天然次生林群落稳定性研究[J].西北林学院学报,2006,21(5):69-73.[12]朱学灵,崔向慧,刘晓静,等.宝天曼自然保护区林火干扰下不同恢复阶段栎林群落幼苗库动态特征[J].林业科学研究,2011,24(5):572-578.[13]程堂仁,马钦彦,冯仲科,等.甘肃小陇山森林生物量研究[J].北京林业大学学报,2007,29(1):31-36.[14]Clark D A,Brown S,Kicklighter D W,et al.Measuring net primary production in forests:concepts and field methods[J].Ecological Applications,2001,11:356-370.[15]Dai L M,Shao G F,Chen G,et al.Forest cutting and regeneration methodology on Changbai Mountain[J].Journal of Forestry Research,2003,14(1):56-60.[16]袁志良,陈云,韦博良,等.暖温带-北亚热带生态过渡区物种生境相关性分析[J].生态学报,2013,33(24):7819-7826.[17]梅世秀,袁志良,叶永忠,等.宝天曼自然保护区锐齿栎种群空间分布格局研究[J].河南农业大学学报,2011,45(2):220-225.[18]朱从波,李丹丹,刘晓静,等.河南省5个自然保护区珍惜濒危植物的比较研究[J].福建林业科技,2011,38(3):127-130.[19]刘玉萃,吴明作,郭宗民,等.宝天曼自然保护区栓皮栎林生物量和净生产力研究[J].应用生态学报,1998,9(6):569-574.[20]张志铭,朱学灵,叶永忠,等.宝天曼自然保护区栎类群落细根生物量的研究[J].河南农业大学学报,2010,44(2):210-216.[21]Dai L M,Wu G,Zhao J Z,et al.Carbon cycling of alpine tundra ecosystems on changbai mountain and its comparison with arctic tundra[J].Science in China Series D:Earth Sciences,2002,45(10):903-910.[22]Fang J Y,Liu G H,Zhu B,et al.Carbon budgets of three temperate forest ecosystems in dongling mt.,beijing,China[J].Science in China Series D:Earth Sciences,2007,50(1):92-101. [23]He Y J,Qin L,Li Z Y,et al.Carbon storage capacity of monoculture and mixed-species plantations in subtropical China[J].Forest Ecology and Management,2013,295:193-198. [24]Qi G,Wang Q L,Zhou W M,et al.Moisture effect on carbon and nitrogen mineralization in topsoil of changbai Mountain,Northeast China[J].Journal of ForestScience,2011,57(8):340-348.[25]齐光,王庆礼,王新闯,等.大兴安岭林区兴安落叶松人工林植被碳贮量[J].应用生态学报,2011,22(2):273 -279.[26]桑卫国,马克平,陈灵芝.暖温带落叶阔叶林土壤碳循环的初步估算[J].植物生态学报,2002,26(5):543-548.[27]齐光,王庆礼,王新闯,等.大兴安岭林区兴安落叶松人工林土壤有机碳贮量[J].应用生态学报,2013,24(1):10-16.。
植物细根地下生物量测定方法汇总及其特点植物地下生物量测定的具体方法很多,综合各相关文献,可将其归纳为三大类:直接收获法;模型估算法;数字图像法。
l直接收获法根据操作方法的不同,又可以分为挖掘收获法,钻土芯法和内生长土芯法。
1.I挖掘收获法挖掘收获法包括传统挖掘法和挖土块法。
传统挖掘法一般是在所选择植株的周围挖沟,去除土壤,露出整个根系,观测根的形态和生物量,它是植物根系研究中常用的最古老方法。
挖土块法是在传统挖掘法的基础上发展起来的,主要是通过挖掘一定体积土块,然后将含有根系的土壤全部收集到一定容器内,放人孔筛或尼龙网袋中用水冲洗,将冲洗出来的根进行分离、烘干、称重,从而获得一定土体的根系生物量。
挖土块法几乎适用予所有的研究,因为它能同时获得植物的粗根和细根,只要条件允许就可以挖掘到任何想要的土样。
该方法广泛适合于农田、草地、森林等多类生态系统,但土块大小需要随生态系统或物种的不同进行实时调整。
挖土块法如果取样点选择科学,并有足够的重复数,可以获得可靠的直接观测数据。
同时,该法操作简单,不需要专门仪器,是目前草地生态系统研究中使用最多的方法。
但该方法存在以下缺点:(1)土块的挖掘和处理需要大量的人力;(2)对土块的挖掘及输出会对土壤和植被造成严重破坏;(3)在实际操作中易受土壤体积和土表面积的限制,同时由于工作量的制约,往往很难达到理想的采样重复数,使测定结果达不到该方法应有的可信度;(4)由于是破坏性取样,故不适合做时间上的动态观测研究。
挖掘收获法的共同特点是:实地测定,数据相对可靠,但是测定过程中需要高强度的劳动,且对实验地的破坏很大。
基于挖掘收获法存在的缺陷,很多新方法在努力弥补这些不足中获得发展。
1.2钻土芯法,由于挖掘收获法费时耗力以及重复次数的限制,人们开始尝试使用某些工具来达到对测定方法的改进。
经过几十年的钻研和尝试,20世纪60年代土钻被正式开始使用进行植物地下生物量的测定[1引,这类方法被称为钻土芯法。
围封的影响及意义一、草地土壤围封概述草地土壤围封又叫草地围栏封育,是把草场分成若干部分,通过设置围栏的方式把退化的草场保护起来,不受放牧的影响,也不让人们滥垦滥伐,这样可以让草地土壤获得自然恢复。
草地围封是人们有效恢复草地生态系统的重要手段,可以有效调整退化草地土壤的植被与草食动物的关系,进而更好地对草地土壤进行管理。
草地围封措施具有资金投入少、生态系统恢复成效快的特点,是现在人们对退化草地土壤生态系统进行重建和维护的主要方式,得到了广泛的应用。
但是,不适当的草地围封措施不仅不会给草地生态系统的恢复提供帮助,反而会对草地土壤产生负面的影响,因此采用科学合理的草地围封措施非常必要。
草地围封会给草地植被以及草地土壤的理化性和酶活性都带来相应的影响,科学合理的草地围封可以对草地土壤的修复起到积极的作用。
二、草原围栏的作用一是对草场界限的作用。
草原围栏建设使牧民实现了对草原承包经营权的有效管控,解决了牧民草场边界争议,调动了牧民畜牧业生产积极性。
二是对草原植被的作用。
围栏区内草原植被恢复明显,植被平均盖度比非工程区高3--5个百分点。
牧民在围栏内放牧大幅度降低了劳动强度,节省了生产成本。
三是对疫病防治的作用。
草场通过草原围栏形成了相对封闭的小环境,对于周边牧户发生的零星点状动物疫情起到了隔离作用,避免动物相互接触而导致疫情扩散。
四是对边界保护的作用。
在边界地区牧民禁牧后撤离无人,外地人员越界生产生活现象屡禁不止。
通过设置围栏明确界限,有效制止外地人员,保障相邻地区的社会稳定。
三、围封对草地植被生长的影响1、围封对植被生物量的影响围封使得高寒草地部分优良牧草数量增加,有效提高草地植被地上生物量,使草地生态环境得到改善。
通过对比不同类型草地围栏内外植被生物量发现,围栏内植被生物量均高于自由放牧地,表明围封是有助于退化草地植被向顶极状态恢复演替的一项有效措施。
但有研究认为,围封12a后三江源区高寒草甸植被地上生物量显著增加,群落结构却具有恶化趋势,优良牧草禾本科和莎草科生物量分别减少48.3%和23.9%,毒草生物量增加了230.2%。