国家自然科学基金(30625010)
- 作品数：18 被引量：491H指数：13
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- 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
- 东北东部14个温带树种树干呼吸的种内种间变异被引量：14
- 2011年
- 采用红外气体分析仪——局部通量测定法于2009年6—10月原位测定了东北东部山区14个温带森林主要组成树种的树干表面CO2通量(RW),旨在量化种内和种间RW的差异,探索RW随树木直径和季节的变化规律,为深入理解温带森林生态系统碳循环过程、构建和校验其模型提供基础数据。测定的树种包括:散孔材阔叶树(白桦、枫桦、山杨、紫椴、五角槭)、环孔材和半环孔材阔叶树(春榆、黄菠萝、胡桃楸、蒙古栎、水曲柳)、针叶树(兴安落叶松、红松、红皮云杉、樟子松)。结果表明:树种、月份及其交互作用均显著地影响RW(P<0.001)。测定期间平均RW波动在1.32(黄菠萝)—3.12μmol CO.2m-2.s-1(兴安落叶松)之间,其中环孔材和半环孔材阔叶树的平均RW高于散孔材阔叶树,而针叶树的平均RW变异较大。各个树种RW的平均值均呈单峰型季节变化模式,其中7月份最高、10月份最低。RW种内的绝对变异(标准误,SE)波动在0.11—0.29μmol CO.2m-.2s-1之间,相对变异(变异系数,CV)波动在61%(红皮云杉)—89%(白桦)之间。各个树种的RW均有随胸径(DBH)增大而增加的趋势,但两者之间的回归模型及其决定系数因树种而异。除了春榆和水曲柳之外(P>0.05),其它树种的RW与DBH之间的回归关系显著(P<0.05),表明DBH可作为某些树种RW预测和上推的一个简便实用的指标。这些结果强调了在树干呼吸能力的比较和上推估测时应充分考虑其种内种间差异的重要性。
- 许飞王传宽王兴昌
- 关键词：胸径针叶树
- 移栽自不同纬度的兴安落叶松(Larix gmelinii Rupr.)的树干液流特征被引量：14
- 2008年
- 将4个纬度上（大兴安岭塔河、大兴安岭松岭、黑河孙吴、伊春带岭）8年生的兴安落叶松（Larix gmelinii Rupr．）幼树移栽到其分布区的南缘构成4个实验处理，以探索树木水分关系的时空变化格局及其影响因子。采用基于热平衡方法的包裹式茎流计和环境因子自动测定系统同步测定移栽自4个纬度的兴安落叶松的树干液流及其相应的环境因子。研究结果表明：兴安落叶松的树干液流密度基本上呈现单峰曲线日变化格局，而日最大液流出现的时间随生长季节和实验处理不同而略有变化。移栽自4个纬度的兴安落叶松的平均单位边材面积液流通量在展叶前、中和后期分别为26．24—54．45g·cm^-2·d^-1、114．33—355．39g·cm^-2·d^-1和58．32—304．03g·cm^-2·d^-1。展叶期间落叶松的日耗水量与距地面10cm处树干直径呈显著的正相关关系；单位边材面积液流通量与针叶长度呈显著的正相关关系。影响树干液流密度的环境因子随生长阶段和实验处理而变化，主要包括太阳辐射、水蒸气压亏缺、相对湿度、气温和风速，其中太阳辐射通常是影响树干液流密度的关键因子。
- 王翠王传宽孙慧珍张彦群张全智
- 关键词：树干液流兴安落叶松
- 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
- 生物环境因子对树干呼吸时空变异的影响被引量：4
- 2009年
- 树干呼吸是解释森林生态系统生产力变化的关键过程之一.测定树干呼吸速率,理解其生物环境调控机制,有助于构建森林碳循环模型,提供森林碳收支的估测精度.本文比较分析了树干呼吸3种测定方法,指出活体测定法与质量平衡方法的结合使用,可以更深入地进行树干呼吸机理研究.针对树干呼吸速率时空变异,着重探讨温度、树干液流的重要影响机制,并比较分析了不同森林生态系统的维持呼吸年通量,维持呼吸年通量与林龄、维度、年均温和降水量呈显著线性相关.
- 杨金艳杨阔王传宽
- 关键词：树干呼吸
- 11种温带树种粗木质残体呼吸的时间动态被引量：12
- 2010年
- 粗木质残体(CWD)呼吸释放出的CO2(RCWD)与温度的关系是森林生态系统RCWD年通量估测的基础,是随树种和时间而变化的,但这种关系的时间动态目前尚不清楚。采用红外气体分析法测定自然条件下东北东部山区典型天然次生林中11个主要树种RCWD的时间动态,尤其注重于其日变化格局及其对温度的响应。测定树种包括:白桦、山杨、紫椴、胡桃楸、蒙古栎、色木槭、春榆、红松、黄檗、兴安落叶松和水曲柳。结果表明:在测定的生长季期间,11个树种RCWD的日动态多表现为受10cm深的CWD温度(TCWD)驱动的单峰曲线日变化格局,RCWD最高值出现在13:0015:00时,明显滞后于气温(TA)的日变化。然而,在7月和8月份RCWD对温度的响应不明显,呈现出无峰或多峰的日变化格局。各树种均表现为白昼RCWD平均值高于黑夜。RCWD与TCWD、TA有显著的相关关系(P<0.05),但与测定前两个小时的TA相关更紧密,说明RCWD对TA响应的滞后性。RCWD温度系数(Q10)平均为2.61,但随树种和季节而变化。Q10值波动在1.74(白桦)和4.20(蒙古栎)之间,并有随温度升高而减小的趋势。本研究结果表明粗木质残体分解碳释放的估算应该考虑RCWD温度敏感性随树种和时间的变化特性。
- 张利敏王传宽唐艳
- 关键词：粗木质残体温度系数
- 五种温带森林土壤微生物生物量碳氮的时空格局被引量：105
- 2010年
- 土壤微生物是森林生态系统中的重要分解者,在碳和氮循环中起着重要作用,同时也是对环境变化的敏感指示者。采用氯仿熏蒸浸提法测定了我国东北地区5种温带森林土壤微生物生物量碳(Cmic)和氮(Nmic)的季节动态及其在土壤中的垂直变化。结果表明:林型之间Cmic和Nmic差异显著(P<0.01)。落叶松林、红松林、蒙古栎林、杨桦林、硬阔叶林的Cmic的变化范围依次为:278937mgkg-1、2181020mgkg-1、313891mgkg-1、5101092mgkg-1、4401911mgkg-1;其Nmic的变化范围依次为:1872mgkg-1、18103mgkg-1、2495mgkg-1、43125mgkg-1、40208mgkg-1。所有林型的Cmic和Nmic均随土壤深度的增加而下降。Cmic和Nmic基本上呈现出生长季开始之前下降、生长季结束时上升、其中出现12个峰值的季节变化格局,但峰值大小和出现时间随林型和土壤层次而变。010cm土层的Cmic和Nmic季节变化较大。Cmic和Nmic与凋落叶量、土壤有机碳含量和土壤总氮含量呈显著正相关。Cmic与土壤含水量呈正相关,而与土壤温度呈负相关。不同林型凋落物数量和组成、土壤理化性质的差异是导致其土壤微生物生物量时空格局差异的主要因素。
- 刘爽王传宽
- 关键词：土壤微生物林型
- 东北东部5种温带森林的春季土壤呼吸被引量：20
- 2010年
- 春季土壤解冻过程是中高纬度地区森林生态系统土壤呼吸(即土壤表面CO2通量,RS)年内变化的一个关键时期,但此期间RS的时间动态规律及其控制机理尚不清楚。以我国东北东部5种温带森林为研究对象,采用静态箱-气相色谱法测定春季土壤解冻时期RS动态及其相关的环境因子。结果表明:在土壤解冻过程中,RS受林型、解冻时期及其交互作用的显著影响。红松(Pinus koraiensis)林、落叶松(Larix gmelinii)林、硬阔叶林、杨桦(Populus davidiana-Betulaplaty phylla)林和蒙古栎(Quercus mongolica)林的RS变化范围依次为:10.0196.0mg·m-·2h-1,5.8217.1mg·m-·2h-1,9.7382.1mg·m-·2h-1,15.8-269.0mg·m-·2h-1和35.9262.5mg·m-·2h-1。RS的平均值随着解冻的进程而增大,其变化趋势大致与土壤温度的变化相吻合。土壤温度极显著地影响RS(R2=0.46-0.77),而土壤含水量对RS的影响则因林型和土壤深度而异。5种林型的土壤呼吸温度系数(Q10)依次为:落叶松林10.9,硬阔叶林7.1,红松林6.5,杨桦林4.3和蒙古栎林2.3。进一步的研究应该集中研究春季自然解冻过程中土壤呼吸的控制机制,尤其是土壤呼吸与土壤微生物种群动态及其活性之间的关系。
- 杨阔王传宽焦振
- 关键词：冻融交替
- 6种温带森林碳密度与碳分配被引量：39
- 2010年
- 量化森林碳储量及其分配格局是森林碳循环和陆地生态系统模型的重要研究内容.采用样地清查和异速生长方程法测定了相同气候条件下林龄相近（42-59年生）的6种典型温带森林类型（杨桦林、硬阔叶林、红松林、兴安落叶松林、杂木林和蒙古栎林）的碳密度和碳分配格局.结果表明,所处的立地条件和植被组成不同的6种温带森林,其生态系统组分碳密度（除碎屑碳库外）差异不显著,但用林分胸高断面积标准化之后则存在显著差异.6种温带森林的总碳密度在186.9-349.2tC/hm^2之间波动;其中,植被碳密度、碎屑碳密度和土壤碳密度分别在86.3-122.7,6.5-10.5和93.7-220.1tC/hm^2之间波动,占总碳密度的（39.7±7.1）%（均值±标准差）,（3.3±1.1）%和（57.0±7.9）%.在植被碳库中,乔木层占99%以上.叶生物量、中细根（直径〈5mm）生物量、根冠比、中细根生物量与叶生物量之比分别在2.08-4.72tC/hm^2,0.95-3.24tC/hm^2,22.0%-28.3%,34.5%-122.2%之间波动.6种森林中,红松林的叶生产效率（总生物量与叶生物量之比）最低（22.6g/g）,兴安落叶松林的中细根生产效率（总生物量与中细根生物量之比）最高（124.7g/g）.除蒙古栎林外,其他5种森林的中细根碳密度（包括死活中细根量）均随土壤层次加深而下降;而蒙古栎林的中细根碳密度的垂直分布却有下移趋势.两种人工林（红松林和兴安落叶松林）的粗木质残体碳密度显著低于4种天然林.本研究指出,特定森林碳分配格局的分异主要受植被类型、经营历史、局域土壤的水分和养分有效性等因素的共同作用,同时也为温带森林碳循环模型提供了重要的构建和校验参数.
- 张全智王传宽
- 关键词：碳储量碳库碳分配根冠比
- 三种温带树种非结构性碳水化合物的分配被引量：94
- 2011年
- 树体中的非结构性碳水化合物(NSC)浓度、含量及其分配反映了树木整体的碳供应状况,是决定树木生长和存活的关键因子,也是构建树木碳平衡模型的关键参数。温带树种的NSC尚缺乏系统研究。该文测定了特性各异的3种温带树种在生长盛期的NSC及其组分的浓度和含量以及分配格局的种间种内变异。结果表明,NSC及其组分的浓度在树种和组织之间差异显著,可溶性糖、淀粉和总NSC浓度分别在0.65–8.45、1.96–5.95和3.00–13.90 g.100 g–1DM之间波动。NSC及其组分含量的大小依次为:兴安落叶松(Larix gmelinii)>蒙古栎(Quercus mongolica)>红松(Pinus koraiensis),其中叶和根中的浓度较高。树干中的NSC及其组分浓度的纵向变化不显著,但其心材与边材之间的浓度差异却随树种和NSC组分而异,表现为心边材的可溶性糖浓度差异不显著,但其淀粉和总NSC浓度差异显著。不同直径根系的NSC及其组分浓度在2种针叶树种中差异不显著,但在蒙古栎中差异显著。蒙古栎将可溶性糖主要投资到地上生长,而2种针叶树将更多的可溶性糖投资到根系生长。淀粉的主要储存库为树干,其在树体内的分布格局与可溶性糖正相反,因而使总NSC在树根和树枝中的分配趋于较平衡状态。在树干中,除了2种针叶树的可溶性糖库以边材为主外,心材是淀粉和总NSC的主要储存库。在树根中,粗根是NSC及其组分的优势储存库。该研究中3种温带树种的NSC及其组分的浓度和含量的种间和种内变化,反映了这些树种的生长对策和体内碳源汇强度的差异。
- 于丽敏王传宽王兴昌
- 关键词：碳分配兴安落叶松蒙古栎可溶性糖淀粉
