国家林业局重点科研项目(2006-77)
- 作品数：12 被引量：279H指数：8
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- 11种温带树种粗木质残体分解初期结构性成分和呼吸速率的变化被引量：7
- 2011年
- 采用长期定位跟踪实测方法,比较分析我国东北温带森林11个主要树种粗木质残体(CWD)分解初期3 a中结构性成分的差异、变化以及与其呼吸速率(RCWD)的关系。测定树种包括:软阔叶树种(白桦、山杨、紫椴)、硬阔叶树种(胡桃楸、蒙古栎、色木槭、春榆、黄檗、水曲柳)和针叶树种(兴安落叶松、红松)。结果表明:11个树种CWD木质素含量(Lc,%)和综纤维素含量(Hc,%)差异显著(P<0.001),其中软阔叶树种的Lc最低。木质素含量与N含量的比值(Lc/N)依次为:针叶树种>硬阔叶树种>软阔叶树种。经过3 a的分解,大部分树种(除了紫椴和春榆)的Lc略有增加,但变化不显著(P>0.05);而其木质素密度(Ld,g/cm3)和综纤维素密度(Hd,g/cm3)都有不同程度的减小(P<0.05),软阔叶树种损失最多,针叶树种损失最少。所有树种Lc/N值均增大。将RCWD标准化成温度为15℃时(R15)比较发现,在CWD形成初期(2005年)不同树种的R15有所差异;阔叶树种的R15及其温度系数(Q10)均高于针叶树种。经过3 a的分解,除兴安落叶松、色木槭和水曲柳外,其它树种的R15出现了不同程度减小。总体看来,软阔叶树种R15减少了32.0%,而针叶树种R15则增加了23.1%。另外,针叶树种的Q10增大,而阔叶树种的Q10则基本保持不变。R15与Hc呈正相关,与Lc和Lc/N呈负相关。CWD分解初期3 aR15的变化率与Hc的变化率之间呈正相关关系,表明结构性成分的变化是导致CWD分解初期RCWD变化的主要因素之一。
- 张利敏王传宽唐艳
- 关键词：倒木木质素纤维素温度系数
- 基于不同浓度变量的温带落叶阔叶林CO_2储存通量的误差分析被引量：11
- 2013年
- 利用帽儿山温带落叶阔叶林通量塔8层CO2/H2O浓度廓线的测定数据,比较分析了基于不同浓度变量[密度(ρc)、摩尔分数(cc)和混合比(χc)]计算CO2储存通量(Fs)的误差.结果表明:通量观测的控制体积内部干空气储存量不为常数,其波动可引起CO2分子进出控制体积,即干空气储存通量调整项(Fsd)的变化.在夜间以及昼夜转换期,Fsd相对于涡动通量而言较大,忽略Fsd将为森林与大气之间净CO2交换量的计算带来误差.大气水热过程对Fs计算引起的误差包括3方面:空气温度变化引起的误差最大,比大气压强(P)的影响高1个数量级;水蒸气的影响在温暖湿润的夏季大于P的影响,但在寒冷干燥的冬季则相反;P的效应在全年均较低.基于ρc、cc和χc计算Fs分别平均高估CO2有效储存通量(Fs_E)8.5%、0.6%和0.1%.在通量计算过程中,建议选择对大气水热过程守恒的χc计算Fs.
- 王静王兴昌王传宽
- 关键词：空气温度水蒸气大气压强
- 温带12个树种新老树枝非结构性碳水化合物浓度比较被引量：26
- 2013年
- 非结构性碳水化合物(NSC)是树木存活的重要碳储备。以温带12个树种(红松、樟子松、红皮云杉、兴安落叶松、蒙古栎、春榆、水曲柳、胡桃楸、山杨、大青杨、白桦和紫椴)为对象,在不同物候期取样7次以比较新枝和老枝的NSC浓度的季节动态,分析新枝和老枝的可溶性糖和淀粉浓度的关系,探索引起树枝NSC种间差异的原因。结果表明:除了山杨和大青杨之外,其它树种的新枝和老枝NSC浓度具有相似的季节动态,且新枝NSC浓度普遍高于老枝。常绿树种发芽前老枝TNC(总非结构性碳水化合物,即糖和淀粉之和)浓度快速上升,发芽后TNC变化较小,秋季TNC略有回升。落叶树种展叶前多数树种老枝TNC浓度下降;完全展叶后新枝和老枝TNC浓度均逐渐升高;秋季新枝和老枝的TNC大量积累,在休眠季节部分淀粉转化为可溶性糖。所有树种的新老枝中可溶性糖和淀粉均具有显著的线性关系;而可溶性糖、淀粉和TNC在新枝和老枝之间也均有显著的相关性。除了红皮云杉、春榆(缺乏数据)和蒙古栎(夏季出现两次生长)之外,其它9个树种老枝的TNC浓度的季节平均值、最大值和储存能力均随枝长生长期的延长而显著下降,说明枝长生长期与TNC存储功能之间相关联。
- 张海燕王传宽王兴昌
- 关键词：温带森林非结构性碳水化合物生长节律
- 兴安落叶松对环境变化的物候驯化和光合能力适应被引量：6
- 2015年
- 兴安落叶松(Larix gmelinii Rupr.)作为欧亚北方森林的优势树种,在全球变化和区域碳平衡研究中具有重要作用,但其物候和光合能力在环境变化下的响应是一种表型驯化还是基因调控下的适应还不清楚。于2009—2011年生长季内在帽儿山森林生态系统研究站(45°24'N,127°40'E)测定了6个来自不同气候条件(纬度:48—52°N,年均温:-2.3—2.6℃)下的兴安落叶松种源在同质园内的32年生树木的叶片物候(4—10月)和光合能力季节动态(5—9月)。结果表明:6个种源的树木叶片的展叶和落叶起始日期均无显著差异,均在4月下旬展叶、在9月下旬开始落叶,2009年、2010年和2011年的生长季天数分别波动在150—153 d、145—147 d和148—151 d之间。6个种源树木叶片展叶起始日期和春季展叶前>0℃积温均显著负相关,而落叶起始日期和秋季均温均显著正相关(P<0.05)。这表现出物候对环境变化的表型驯化效应。最大净光合速率(Pmax)的季节动态具有明显的种源差异。来自于较高纬度的塔河、根河、中央站种源的Pmax仅在生长季初期(5—6月)明显低于其各自的年均值,而在其他生长阶段则在年均值以上;来自较低纬度的鹤北和乌伊岭种源的Pmax仅在生长盛期(8月)明显高于其各自年均值,而在其他阶段则处于年均值以下。6个种源树木Pmax和生长季均温均显著正相关(P<0.01),且来自较高纬度的中央站、根河、三站种源树木Pmax随温度升高的增幅程度明显高于其他种源树木。在每个生长阶段Pmax均存在显著的种源差异(P<0.05),并且差异趋势随生长季进程而有所不同:中央站种源在每个生长阶段都具有最高的Pmax,而根河、塔河、乌伊岭分别在生长季初期(5—6月)、中期(7月)和盛期(8月)、后期(9月)具有最小Pmax。这些光合能力的差异是基因调控下的树木对种源原地气候条件长期适应的结果。兴安落叶松的物候可塑性和光
- 全先奎王传宽
- 关键词：兴安落叶松种源物候光合能力
- 5种温带森林生态系统细根的时间动态及其影响因子被引量：2
- 2013年
- 细根(直径≤2 mm)的生长和死亡动态及其影响因子是森林生态系统能量流动和物质循环的重要研究内容,但因受到研究方法的限制而了解甚少。于2010年5—10月采用微根管技术对东北东部山区5种温带森林生态系统的细根生长量(FRP)和死亡量(FRM)进行了动态跟踪测定,并同步测定了土壤温度(Ts)、土壤湿度(Ms)、叶面积指数(LAI)等相关因子。结果表明:不同林型和取样时间的FRP和FRM均差异显著(P<0.001)。杨桦林、硬阔叶林、兴安落叶松林、红松林、蒙古栎林的FRP和FRM分别为:(13.34±0.90)μm.cm-.2d-1(平均值±标准误)和(5.02±0.36)μm.cm-.2d-1、(13.04±0.82)μm.cm-.2d-1和(6.85±0.32)μm.cm-.2d-1、(8.74±1.44)μm.cm-.2d-1和(5.05±0.61)μm.cm-.2d-1、(8.02±2.27)μm.cm-.2d-1和(3.88±0.35)μm.cm-.2d-1、(7.59±0.82)μm.cm-.2d-1和(3.88±0.61)μm.cm-.2d-1。所有林型生长季期间FRP的时间变化均呈现明显的单峰型,但峰值出现的时间却因林型而异。FRM随生长季的进程而逐渐增加,杨桦林和硬阔叶林FRM在8月初出现峰值,而红松林、兴安落叶松林和蒙古栎林的FRM峰值均出现在生长季末期。Ts、Ms和LAI对FRP和FRM均存在显著的正效应(P<0.05),3个因子的综合作用对各个林型FRP和FRM变异性的解释率分别达68%和53%以上,表明这些温带森林生态系统细根生长和死亡的时间动态主要受土壤温湿度和叶面积变化的联合影响。
- 李向飞王传宽全先奎
- 关键词：土壤温度土壤湿度叶面积指数
- 东北主要树种光合作用可行的离体测定方法被引量：19
- 2011年
- 树木光合作用的测定常因植株高大而难以开展,其中离体测定是解决途径之一。但离体测定的方法及其可靠性因树种而异。选取东北东部温带森林中特性各异的7种主要树种:针叶树(红松(Pinus koraiensis)、长白落叶松(Larix olgensis))、散孔材(白桦(Betula platyphylla)、胡桃楸(Juglans mandshurica))和环孔材(水曲柳(Fraxinus mandshurica)、黄榆(Ulmus macro-carpa)、蒙古栎(Quercus mongolica)),首先采用光合速率恢复到光合诱导前稳定值90%的时间(T90)长短和叶片蒸腾速率(E)的大小评估离体叶片水分供应状况及其光合活力,以此确定较优的离体测定方案;同时,观测离体叶片的光合活力稳定时间;最后通过比较原位测定和采用所确定的较优离体方案测定的各树种叶片气体交换参数,论证采用离体测定光合作用的可靠性。结果表明:除蒙古栎外的6个树种的离体叶片均具有较高、较稳定的水分供应和光合活力。离体枝条或复叶插入水中,环剥去除切口处3cm左右的韧皮部和剩余叶片的方法,是这6个温带树种叶片光合能力的较优离体测定方法。6个树种叶片的T90受树木特性的影响而差异显著(p<0.05),其中环孔材树种的T90显著高于散孔材和针叶树种。6个树种离体叶片在1h内均有较高、较稳定的水分供应和光合活力。在此期间离体所测得的绝大多数叶片的气体交换参数与其原位测定值之间的差异不显著。该研究提出了可行的树木叶片光合作用的离体测定方案,适用于蒙古栎以外的其他6个温带树种。
- 唐艳王传宽
- 关键词：气体交换原位离体温带森林
- 三种温带树种树干储存水对蒸腾的贡献被引量：12
- 2011年
- 树干储存水在协调叶片水分和碳平衡、维持树木水分收支平衡中起着重要作用。以无孔材红松(Pinus koraiensis)、散孔材山杨(Populus davidiana)和环孔材蒙古栎(Quercus mongolica)为对象,于2010年8月中旬至9月末(生长季后期)测定其冠基和干基树干液流通量以及树干储存水的日变化过程,量化分析树干储存水对日蒸腾量的贡献及其生物影响因子。结果表明:冠基的液流比干基启动得早,而且两者在一天中存在显著的时滞。树干储存水的日进程总体上可分为:完全释放、以释放为主补充为辅、以补充为主释放为辅、饱和稳定等4个阶段,但每个阶段的持续时间和变化格局随树种而变。红松的树干储存水在一天内表现出两个释放-补充周期,而两种阔叶树种均只经历了一次释放-补充过程。在测定时段内红松、山杨、蒙古栎标准化到平均木(边材体积为0.29 m3)的树干储存水释放量分别为:(3.4±1.5)、(2.4±0.6)和(1.5±0.4)kg.d–1,分别占日蒸腾量的18.9%、17.1%和8.8%。树干储存水释放量与日蒸腾量呈显著的指数函数关系,而与干基的边材面积和树高呈正相关关系。该研究突显了树木大小(树高和边材面积)和材性特征对树干储存水释放量及其对蒸腾量贡献的重要影响。
- 金鹰王传宽桑英
- 关键词：树干液流蒸腾水分利用
- 4种温带森林非生长季土壤二氧化碳、甲烷和氧化亚氮通量被引量：51
- 2010年
- 中高纬度森林土壤在漫长的非生长季中对重要温室气体——二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)的释放或吸收在碳氮年收支中作用很大,但目前研究甚少。采用静态暗箱-气相色谱法,比较研究东北东部4种典型温带森林土壤表面CO2、CH4和N2O通量在非生长季中的时间动态及其影响因子。结果表明:4种森林土壤在非生长季中整体上均表现为CO2源、N2O源和CH4汇的功能。红松林、落叶松林、蒙古栎林、硬阔叶林的非生长季平均土壤表面CO2通量分别为(65.5±8.1)mgm-2h-1(平均值±标准差)、(70.5±10.2)mgm-2h-1、(77.1±8.0)mgm-2h-1、(80.5±23.5)mgm-2h-1;CH4通量分别为(-17.2±4.6)μgm-2h-1、(-15.4±4.2)μgm-2h-1、(-31.5±4.5)μgm-2h-1、(-23.6±4.1)μgm-2h-1;N2O通量分别为(19.3±5.1)μgm-2h-1、(11.5±2.5)μgm-2h-1、(16.4±4.0)μgm-2h-1、(14.4±5.4)μgm-2h-1;其中非生长季土壤表面CO2总排放量分别为143.4gm-2、162.8gm-2、189.9gm-2、252.7gm-2,分别占其年通量的7.3%、10.6%、8.4%和8.5%。所有林型非生长季土壤表面CO2通量在春季土壤解冻前均维持在较低水平;在解冻进程中随温度升高而增大。土壤表面CO2通量与5cm深土壤温度(T5)呈极显著的指数函数关系。在隆冬时节出现CH4净释放现象,但释放强度及其出现时间因林型而异,其中以红松林的释放强度较大,高达43.6μgm-2h-1。土壤表面CH4通量与T5呈显著的负相关。土壤表面N2O通量的时间动态格局在林型间的分异较大,但在春季土壤解冻阶段均释放出N2O,而释放峰值和出现时间因林型而异。土壤表面N2O通量与0—10cm深土壤含水量呈显著的正相关(红松林除外)。研究展示了不同温带森林类型的土壤水热条件对其非生长季土壤CO2、CH4和N2O通量的重要影响,但这3种温室气体的林型间分异的生物学机理尚需进一步研究。
- 刘实王传宽许飞
- 关键词：冻融循环温室气体
- 兴安落叶松针叶解剖结构变化及其光合能力对气候变化的适应性被引量：39
- 2013年
- 叶片易受环境因子影响,其形态解剖结构特征不但与叶片的生理功能密切相关,而且反映树木对环境变化的响应和适应。叶片结构的改变势必会改变树木的生理功能。同一树种长期生长在异质环境条件下,经过自然选择和适应,会在形态和生理特性等方面产生变异,形成特定的地理种群。另外,母体所经受的环境胁迫也会影响到其子代的生长、发育和生理等特征。因此,了解植物叶片形态结构对环境变化的响应与适应是探索植物对环境变化的响应和适应机制的基础。兴安落叶松(Larix gmelinii Rupr.)是我国北方森林的优势树种,主要分布在我国东北地区。为了区分叶片对气候变化的可塑性和适应性,采用同质园法比较测定了6个不同气候条件下的兴安落叶松种源的32年生树木的针叶解剖结构和光合生理相关因子,分析了针叶的解剖结构特征、光合能力(P max-a)、水分利用效率(WUE)之间的关系及其对气候变化的适应性。结果表明:表皮细胞厚度、叶肉细胞厚度、传输组织厚度、维管束厚度、内皮层厚度以及叶片总厚度均存在显著的种源间差异(P<0.05)。叶肉细胞厚度与P max-a、气孔导度和WUE之间均存在显著的正相关关系(P<0.05)。叶肉细胞厚度、表皮细胞厚度、叶片总厚度以及叶肉细胞厚度和表皮细胞厚度在叶片总厚度中所占比例均与种源地的干燥度指数(即年蒸发量与年降水量之比)呈正线性关系。这些结果说明:不同种源兴安落叶松针叶解剖结构因对种源原地气候条件的长期适应而产生显著的差异,从而引起其针叶光合作用、水分利用等生理功能发生相应的变化,从而有利于该树种在气候变化的情景下得以生存和繁衍。
- 季子敬全先奎王传宽
- 关键词：气候变化种源光合特性水分利用效率
- 四个温带树种树干呼吸的时间动态及其影响因子被引量：24
- 2010年
- 揭示树干呼吸(RW)的时空变化规律及其影响因子,不但是模拟和估测森林碳收支的重要内容,而且对解释森林生产力的变化有重要意义。采用红外气体分析法于2008年5-9月份测定了自然条件下东北东部山区4个主要树种(红松Pinus koraiensis,兴安落叶松Larix gmelinii,白桦Betula platyphylla,水曲柳Fraxinus mandshurica)的RW日进程,探索其RW及其温度系数(Q10)的时间变化格局及其影响因子。结果表明:树种、径级、月份及其交互作用均显著地影响RW。测定期间RW的总体平均值分别为:落叶松(3.69μmol·m-·2s-1)、水曲柳(3.24μmol·m-·2s-1)、白桦(1.64μmol·m-·2s-1)、红松(1.62μmol·m-·2s-1)。4个树种的RW的日变化(7月除外)大体上与树干温度(TW)变化一致,呈单峰曲线格局,但峰值出现时间因树种和月份而异,RW比TW滞后2-6h。7月份的RW对TW的响应不明显,呈现S型或无峰的日变化格局。RW日平均的季节变化基本与TW和物候节律相符,呈单峰模式。虽然树种之间Q10的差异显著(波动在1.09-2.95之间),但所有树种Q10的季节变化格局一致,均在8月达到最低值,9月份反弹达到最大值。除白桦之外,同一树种不同个体的RW与其胸径之间有显著的正相关关系,但这种关系的形式和相关程度却因树种而异。在构建森林碳循环机理模型时,应考虑RW及其温度敏感性随树种和时间的变化特性。
- 石新立王传宽许飞王兴昌
- 关键词：日变化温度敏感性
