中国科学院西部行动计划项目(KZCX2-XB2-02) 作品数:21 被引量:624 H指数:15 相关作者: 包维楷 刘庆 庞学勇 吴宁 吴福忠 更多>> 相关机构: 中国科学院成都生物研究所 中国科学院研究生院 阿坝州川西林业局 更多>> 发文基金: 中国科学院西部行动计划项目 国家自然科学基金 国家科技支撑计划 更多>> 相关领域: 农业科学 生物学 天文地球 环境科学与工程 更多>>
增温对川西亚高山针叶林内不同光环境下红桦和岷江冷杉幼苗生长和生理的影响 被引量:55 2008年 川西亚高山针叶林是青藏高原东部高寒林区的重要组成部分,也是研究全球变化对森林生态系统影响的重要森林类型。开展亚高山针叶林不同树种对气候变暖响应差异的研究,可为预测未来气候变暖背景下亚高山针叶林植被组成和森林动态提供科学依据。我们以川西亚高山针叶林两种主要树种——红桦(Betula albo-sinensis)和岷江冷杉(Abies faxoniana)为研究材料,采用开顶式增温法(Open-top chamber,OTC)模拟气候变暖,研究了增温对全光条件和林下低光环境中(约为全光的10%)生长的红桦和岷江冷杉幼苗生长和生理的影响。在人工林环境下,OTC使增温框内平均气温和地表温度分别升高了0.51和0.33℃;而在林外空地处,OTC使二者分别升高了0.69和0.41℃。研究结果显示,增温总体上促进了两种幼苗的生长和生理过程,并促使幼苗将更多的生物量投入到其同化部位——叶,使幼苗的根冠比(R/S)显著降低。增温通过增加叶片的光合色素含量和表观量子效率等光合参数,促进了幼苗的光合过程和生长。然而,增温对两种幼苗生长和生理的影响效果与植物种类及其所处的光环境有关。增温仅在林外全光条件下显著影响红桦幼苗的生长和生理过程。岷江冷杉幼苗对增温的响应与红桦相反,即增温仅在林下低光环境下对岷江冷杉幼苗的生长和生理过程有明显促进作用。这种响应差异可能赋予这两种植物在未来气候变暖背景下面对外界环境变化时具有不同的适应能力和竞争优势,从而对亚高山针叶林生态系统物种组成和森林动态产生潜在影响。 尹华军 赖挺 程新颖 蒋先敏 刘庆关键词:红桦 岷江冷杉 气候变暖 亚高山针叶林 亚热带森林木本植物叶大小与大孢子叶的关联研究 2017年 对亚热带常绿阔叶林常见44种木本植物叶大小与大孢子叶的关系进行研究,对研究物种按同类型果实、同生活型进行分组检验,并研究枝条上叶大小和果实产量之间的关联。研究结果表明:叶大小与大孢子叶之间有显著的关系,其中干果植物组的叶大小与孢子叶大小不相关,而肉果植物组显著相关;叶大小在一定程度上决定了植物果实的产量。 陈洪醒 陈红 孙珍 李佼阳关键词:亚热带常绿阔叶林 果实产量 大渡河上游不同林龄云杉人工林与原始林下地表苔藓层片结构与物种组成 被引量:9 2009年 为评估在人工林早期发育过程中地表苔藓层片物种组成和结构的演变趋势,选择四川省金川县507林场4-30年林龄的5块云杉(Picea asperata)人工林和1块300年岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林,开展了地表苔藓植物调查。采用方差分析法(ANOVA)对苔藓植物特征参数进行差异性检验,采用S?rensen群落相似性系数比较了苔藓群落β多样性差异。结果表明:(1)云杉人工林较原始林地表苔藓物种丰富度高。年轻的人工林(<16年)较中龄林(21-30年)地表有更多的苔藓种类;(2)原始林较人工林有更高的地表苔藓植物盖度、密度、平均高度和厚度,而不同林龄的人工林之间在苔藓植物层片盖度和密度上并没有表现出统计学意义上的差异(P>0.05),但地表苔藓优势种及次优势种组成具有较明显的差异;(3)人工林与原始林地表苔藓共有种具有明显的喜光耐旱特性,4年生未成林地段与原始林共有种数最多,为19种;(4)原始林下地表24种苔藓植物中,除Rhytidium rugosum外,23种在云杉人工林早期发育过程中存在。在人工林发育过程中地表苔藓物种替代明显,替代率随林龄呈增加趋势(0.24-0.60),有明显的物种替代现象发生。综合分析表明:(1)本文所研究的4-30年的云杉人工林发育过程中地表苔藓结构与多样性并没有表现出预期的恢复趋势,大多数土著苔藓种群还未能有效恢复;(2)要恢复重建林地后演替阶段的苔藓种群结构和多样性,不仅需要在采伐和造林过程中减少对土壤的扰动以保护地表微生境,还应在云杉人工林处于16-20年林龄,地表苔藓植物丰富度发生显著衰退时进行合理疏伐。 包维楷 雷波 庞学勇 闫晓丽 贾渝关键词:人工林 原始林 苔藓 岷江干旱河谷黄蔷薇和川滇蔷薇更新能力及其限制因素 被引量:14 2009年 植物种子、种子库和幼苗库的研究是种群更新和植被恢复的重要内容。研究了岷江干旱河谷两种乡土灌木(黄蔷薇和川滇蔷薇)的种子、种子库和幼苗库特征。黄蔷薇和川滇蔷薇种子产量较高,分别为(627±216)和(7832±4347)果/丛,但种子质量较差,饱满率分别为(49.62±1.03)%和(73.83±3.42)%,活力为(32.25±0.67)%和(55.38±2.5)%。黄蔷薇种子产量和活力低于川滇蔷薇,但其种子重量和休眠程度却远高于川滇蔷薇。两种蔷薇土壤种子库的水平和垂直分布格局相似:在水平分布上,离植株基部越近,种子密度越高;在垂直分布上,种子主要分布在地表层。黄蔷薇和川滇蔷薇种子库密度均较高,分别为(560±90)粒m2和(1955±235)粒/m2,但活力种子数量较少,分别为(26±4)粒/m2和(152±18)粒/m2,处于休眠状态的种子,黄蔷薇(60.6%)较川滇蔷薇(18.4%)高,可萌发的种子,两者分别为(10±1)粒/m2和(124±14)粒/m2。黄蔷薇(65.3%)的种子库中被啮齿动物取食的比例较川滇蔷薇(0.5%)高。两种蔷薇的幼苗密度差异不大,黄薇幼苗密度((4.28±0.49)株/m2)略小于川滇蔷薇((5.24±1.28)株/m2)。幼苗组成的总体趋势是高度级低的幼苗所占的比例相对较高,且Ⅰ级幼苗数显著高于较其他级幼苗数。研究表明,两种蔷薇种子存在休眠,能形成持久种子库,种子特征对种子库和幼苗库具有深刻影响。两种蔷薇更新状况不佳,比较而言,黄蔷薇更新较川滇蔷薇好。黄蔷薇更新的主要限制因素是动物对种子的破坏,而川滇蔷薇更新的主要限制因素是幼苗存活定居。 周志琼 包维楷 吴福忠 吴宁关键词:干旱河谷 植被恢复 川西北高寒草甸蚁丘植物群落演替:种类组成与物种多样性 被引量:9 2011年 蚂蚁通过构建蚁丘,提高了群落生境异质性,影响群落物种组成,甚至生态系统结构和功能。我们在川西北典型高寒草甸调查了平地(非蚁丘,即距离蚁丘4~5m的草地)和不同大小广布弓背蚁(Cam-ponotus herculeanus)蚁丘(小蚁丘、中蚁丘和大蚁丘3种,平均面积大小分别为309.45cm^2、948.45cm^2、2124.90cm^2)上的植物种类组成、物种多样性,以及每个物种的高度,盖度和多度,在此基础上分析了蚁丘植物群落演替进程中的优势种变迁及其机制。调查发现,与平地相比,天气晴朗条件下蚁丘的土壤温度在白天较高,而在夜晚较低,日变化的波动性较大;蚁丘中心的相对湿度低于边缘,更低于平地。群落结构分析表明,不同大小蚁丘之间植物物种丰富度和多样性差异不显著,但是优势种变化明显。随蚁丘增大,钩状嵩草(Kobresia uncinoides)的群落地位(重要值)逐渐上升,小、中、大蚁丘上的次优种分别为拉拉藤(Galium aparine)、羊茅(Festuca ovina)、垂穗披碱草(Elymus nutans)。蚁丘上禾草类优势度显著高于平地,而杂草类优势度则显著低于平地。平地上菊科(Compositae)和毛莨科(Ranunculaceae)植物占优势,蚁丘上莎草科(Cyperaceae)和禾本科(Gramineae)植物占优势。文中还讨论了蚁丘植物群落演替的可能机制,以及蚁丘对整个草甸群落组成和动态的潜在意义。 蒙凤群 高贤明 孙书存关键词:群落演替 物种多样性 优势度 植物功能群 高寒草甸 中国人工林生态系统的可持续更新问题与对策 被引量:40 2010年 我国具有世界上面积最大的人工林,它在维系区域生态安全和国家经济建设中发挥了重要作用。阐述了我国人工林生态系统的战略地位,从人工林结构、功能和可持续发展等方面初步探讨了目前所面临的急需解决的生态问题。介绍了国内外人工林的研究进展,并在此基础上提出,今后在人工林管理与研究方面应该提高人工林的生态、经济综合效益,并加强对现有成熟人工林的可持续更新研究及管理对策。 刘庆 尹华军 程新颖 林波 胡蓉 赵春章 尹春英关键词:人工林 森林生态系统 模拟增温对川西亚高山两类针叶林土壤酶活性的影响 被引量:69 2010年 采用开顶式生长室(open top chamber,OTC)模拟增温,同步监测了亚高山人工针叶林和天然针叶林表层土壤温、湿度的变化,以及模拟增温初期土壤转化酶、脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性的变化.结果表明:在整个生长季节中,OTC使人工林和天然林5cm土壤日平均温度分别增加0.61℃和0.56℃,10cm体积含水量分别下降4.10%和2.55%;模拟增温增加了土壤转化酶、脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性.增温与林型的交互作用对土壤脲酶和过氧化氢酶活性有显著影响,而对转化酶和多酚氧化酶影响不显著.增温对过氧化氢酶活性的影响与季节变化相关.在各处理下,天然林土壤酶活性显著高于人工林.土壤酶活性季节动态与土壤温度有着较大相关性,而与土壤水分季节变化关系不明显.模拟增温易于增加土壤酶活性,但增温效应和林型、酶种类和季节变化有一定关系;亚高山针叶林土壤酶活性主要受控于土壤温度,而与土壤水分关系不大. 徐振锋 唐正 万川 熊沛 曹刚 刘庆关键词:土壤酶活性 亚高山针叶林 青藏高原东缘 森林生态系统土壤可溶性有机质(碳)影响因素研究进展 被引量:53 2009年 土壤活性有机质在土壤碳、氮、磷等养分元素的生物地球化学循环方面起着十分重要的作用.森林土壤活性有机碳(SAOC)库是极易变动的,其组分动态与周转速率主要受森林植被类型、演替过程以及由此造成的凋落物输入类型、数量、质量和季节与温湿度、pH等变化的控制.尽管在过去几十年中,关于土壤可溶性有机碳(DOC)已开展了大量的研究,但关于其形成、转移与转化速率,以及对环境变化的反应等结论仍然零散,甚至相互矛盾,因此,研究土壤DOC动态及持续管理,必需从探讨其影响因子出发,找出其关键限制因子进行调控.在将来的研究中,主要应集中在:(i)各种可溶性有机质(DOM)源和汇的大小与DOC定量变化关系,如何进行调控?(ii)在高度人为化管理的森林生态系统中,土壤DOC如何改变?(iii)DOC动态及周转速率的现代研究方法探索等. 庞学勇 包维楷 吴宁关键词:土壤活性有机质 土壤活性有机碳 可溶性有机碳 微生物生物量碳 气候变暖背景下森林土壤碳循环研究进展 被引量:40 2009年 由人类活动引起的温室效应以及由此造成的气候变暖对森林生态系统的影响已引起人们的普遍关注.森林土壤碳循环作为全球碳循环的重要组成部分,是决定未来陆地生物圈表现为碳源/碳汇的关键环节,揭示这一作用对于准确理解全球变化背景下陆地生态系统碳循环过程具有重要的指导意义.本文主要通过论述影响土壤碳循环过程的5个方面(土壤呼吸、土壤微生物、土壤酶活性、凋落物输入与分解、土壤碳库),综述了近10a来全球气候变暖对土壤碳循环过程的影响.近年来,尽管已开展了大量有关土壤碳循环对气候变暖的响应及反馈机制的研究,并取得了一定的成果,但研究结果仍然存在很大的不确定性.整合各种密切关联的全球变化现象,完善研究方法和实验手段,加强根际微生态系统碳循环过程与机理研究将是下一步研究的方向和重点. 卫云燕 尹华军 刘庆 黎云祥关键词:气候变暖 土壤碳库 土壤碳循环 根际微生态系统 岷江上游油松与云杉人工林土壤微生物生物量及其影响因素 被引量:21 2011年 以立地条件和营林方式相同的约30a林龄油松与云杉人工纯林为对象,测定地表微气候、土壤理化性质以及微生物生物量C、N、P(MBC、MBN、MBP),揭示林分结构、土壤性质与微生物生物量间的关系,以及两林分间的差异性。结果表明:两个林分地表环境荫湿,土壤肥力较低,土壤微生物生物量低,林地土壤碳积累低,土壤生态服务功能不强。相对而言,云杉林比油松林相对湿度大而地表温度低、林地土壤肥力高、土壤微生物生物量高,因此更有利于林地土壤生态服务功能的恢复。综合分析发现,林分结构、土壤养分状况及地表小气候影响着土壤微生物生物量与肥力转换过程,降低乔木冠层密度可以改善地表小气候,为有机物分解与养分归还创造良好的条件,从而改善土壤肥力与林地土壤生态服务功能。 江元明 庞学勇 包维楷关键词:土壤微生物生物量 油松人工林 云杉人工林 小气候