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生态学报 2011年第19期31卷 5762-5770页

作者：王瑞丽程瑞梅肖文发封晓辉刘泽彬王晓荣中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业局森林生态环境重点实验室北京1000091 湖北省林业科学研究院武汉430079

北亚热带地处暖温带向亚热带的过渡地区,对环境变化较为敏感。因此,研究北亚热带马尾松年轮宽度与森林NDVI的关系对于揭示陆地生态系统对全球气候变化的响应具有重要意义。以马尾松自然分布北界的南郑县和河南省鸡公山自然保护区为研究... 详细信息

北亚热带地处暖温带向亚热带的过渡地区,对环境变化较为敏感。因此,研究北亚热带马尾松年轮宽度与森林NDVI的关系对于揭示陆地生态系统对全球气候变化的响应具有重要意义。以马尾松自然分布北界的南郑县和河南省鸡公山自然保护区为研究地点,利用北亚热带马尾松年轮宽度指数和1982—2006年逐月NOAA/AVHRR的归一化植被指数(NDVI)数据及气候数据,在分析年轮宽度及NDVI与气候因子关系的基础上,重点讨论了北亚热带马尾松径向生长与NDVI之间的关系。结果表明:北亚热带NDVI受水热条件的共同控制,其中与月均温相关性较强,且以正相关为主,与月降水量和干旱度指数多负相关;马尾松的径向生长与上一生长季的温度呈正相关,降水和干旱度指数为负相关,当年生长季内的温度和降水以促进作用为主,而与干旱度指数的关系在两地区内相反;南郑县和鸡公山地区年轮宽度与NDVI年值之间关系均不显著(P>0.05)。单月来讲,南郑县3、4、12月NDVI值与年表显著相关,鸡公山地区9月份的NDVI值与差值年表RES相关性最大;南郑县树木生长受温度影响最大,而鸡公山地区受温度和降水的综合作用。因此,在北亚热带地区,长时间序列的年轮宽度数据并不能很好反应NDVI的长期变化,利用树轮宽度指数来重建北亚热带地区NDVI需要进一步研究。

关键词：北亚热带年轮宽度指数 NDVI 马尾松

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三峡库区消落带水淹初期土壤种子库月份动态

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生态学报 2012年第10期32卷 3107-3117页

作者：王晓荣程瑞梅唐万鹏肖文发潘磊史玉虎封晓辉中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业局森林生态环境重点实验室北京100091 湖北省林业科学研究院武汉430079

干湿交替往往导致土壤种子库产生剧烈变化,严重影响着地上植被的自然恢复和生长。采用垂直空间梯度代替水淹时间梯度,研究了消落带水淹初期土壤种子库月份动态变化。结果表明:消落带内不同土地环境类型土壤种子库具有不同的月份变化趋势... 详细信息

干湿交替往往导致土壤种子库产生剧烈变化,严重影响着地上植被的自然恢复和生长。采用垂直空间梯度代替水淹时间梯度,研究了消落带水淹初期土壤种子库月份动态变化。结果表明:消落带内不同土地环境类型土壤种子库具有不同的月份变化趋势,分别是采伐迹地土壤种子库密度逐渐增加,弃耕地则逐渐降低。随着垂直空间梯度的升高,5、7、9月份消落带土壤种子库密度都表现为逐渐增加,说明水淹时间越长越不利于土壤种子的储存。不同月份共同出现的优势物种包括地果、黄鹌菜、具芒碎米莎草、毛马唐、婆婆纳、匍茎通泉草、鼠曲草、水田碎米荠、雾水葛、细穗腹水草、香附子、一年蓬、知风草、苎麻,这些物种构成了消落带土壤种子库的主要组成部分。各月份土壤种子库的物种生活型非常接近,主要以1年生草本和多年生草本为主,相对缺少乔灌木,且生活型百分比例在不同海拔梯度存在差异。结合土壤种子库物种水分生态功能,将其划分为湿生植物、湿中生植物、中生植物、旱中生植物,发现其主要以中生植物为主,高海拔区段旱中生植物比例相对较高,低海拔区段湿中生植物比例相对较高,而湿生植物比例则变化较小,水淹导致种子库植物呈现向中生和湿中生植物类型的变化趋势。消落带土壤种子库植物具有较高的生物多样性,但不同海拔区段植物变异性较高,没有形成绝对优势的物种,植被群落明显处于演替早期。研究认为,消落带水淹初期,土壤生境、物种组成以及种子储量都发生着剧烈的变化,仅依靠土壤种子库进行消落带植被恢复与重建是不现实的,必须要给予更多的人为干预。

关键词：三峡库区消落带水淹初期土壤种子库水分生态类型

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树木年轮在干扰历史重建中的应用

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生态学报 2011年第11期31卷 3215-3222页

作者：封晓辉程瑞梅肖文发王晓荣王瑞丽国家林业局森林生态环境重点实验室中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所北京100091 湖北省林业科学研究院武汉430079

干扰是影响森林生态系统结构和功能的重要因子,重建森林群落干扰历史可以掌握干扰发生的机制和规律,对森林经营有重要意义。年轮记载了树木逐年的生长历史,利用年轮可以重建不同尺度上干扰的时空格局,具有重建历史长、定年准确和材料容... 详细信息

干扰是影响森林生态系统结构和功能的重要因子,重建森林群落干扰历史可以掌握干扰发生的机制和规律,对森林经营有重要意义。年轮记载了树木逐年的生长历史,利用年轮可以重建不同尺度上干扰的时空格局,具有重建历史长、定年准确和材料容易获得的优点,是森林动态历史研究不可替代的资料。干扰对树木个体的影响可以分为伤害干扰和生长干扰两种类型。不同类型干扰的特点和对树木的生长影响不同所以重建方法也不同,对树干造成直接伤害的干扰可以利用树干的疤痕重建,如火灾和泥石流等;生长干扰对树木的生长势造成影响,可以通过识别年轮中的生长抑制和释放发生和持续时间来确定干扰的时间和强度。但是对破坏性的干扰事件要通过群落中个体的建成时间高峰来判断。欧洲和北美地区利用树木年轮重建森林干扰历史的研究已经很广泛,主要包括火灾、虫灾、地质灾害和气象灾害等干扰类型,在中国利用年轮重建群落干扰的研究还处于起步阶段。探讨了应用树木年轮重建不同森林干扰事件的方法,总结了不同的重建方法和干扰重建取得的进展,并指出了以后研究的方向,为以后的干扰重建提供了参考。

关键词：树木年轮干扰历史重建

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三峡库区典型消落带土壤化学性质变化

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林业科学 2017年第2期53卷 19-25页

作者：程瑞梅刘泽彬肖文发王娜王晓荣沈雅飞中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业局森林生态环境重点实验室北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 湖北省林业科学研究院武汉430075

【目的】分析三峡库区消落带土壤化学性质,为深入揭示消落带水土环境变化及为植被恢复与物种筛选提供科学依据。【方法】在三峡库区典型消落带设置固定监测样地,通过2008年(未水淹)和2012年(经历4次水位涨落)的监测,研究库区典型消落带... 详细信息

【目的】分析三峡库区消落带土壤化学性质,为深入揭示消落带水土环境变化及为植被恢复与物种筛选提供科学依据。【方法】在三峡库区典型消落带设置固定监测样地,通过2008年(未水淹)和2012年(经历4次水位涨落)的监测,研究库区典型消落带土壤化学元素的变化特征。【结果】相比2008年,2012年消落带各土层pH均显著增加(P<0.05),pH趋于中性;与2008年未水淹相比,2012年消落带不同土层土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾含量分别降低36.9%~53.3%,12.0%~23.5%,42.0%~52.3%,39.7%~43.8%,12.3%~17.5%,78.5%~91.4%和41.1%~57.9%,其中氮素下降幅度相对较小,而磷素下降幅度最大;经过4次水位涨落后,消落带土壤养分处于十分贫瘠的状态,以钾元素最为明显;土壤金属元素在受水位涨落后均增加,2012年消落带全镁和全钠含量上升幅度最大,与2008年消落带全镁和全钠含量相比差异显著(P<0.05);2012年消落带全钙含量虽有上升,但与2008年相比差异不显著。【结论】随着库区长期的水位涨落,消落带土壤养分匮乏和水体富营养化问题将突显,对于消落带土壤化学性质变化仍需长期监测。

关键词：三峡库区消落带水位涨落土壤pH 土壤有机质土壤全量养分土壤速效养分土壤金属元素

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三峡库区植被不同演替阶段的土壤养分特征

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林业科学 2010年第9期46卷 1-6页

作者：程瑞梅肖文发王晓荣封晓辉王瑞丽中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业局森林生态环境重点实验室北京100091 湖北省林业科学研究院武汉430079

用空间替代时间的方法分析三峡库区植被在不同演替阶段的土壤养分特征。结果表明:随着植被正向演替,土壤pH值逐步降低;土壤有机质和速效磷含量表现为常绿阔叶林>针阔混交林>落叶阔叶林>灌丛>针叶林,水解性氮含量表现为针叶... 详细信息

用空间替代时间的方法分析三峡库区植被在不同演替阶段的土壤养分特征。结果表明:随着植被正向演替,土壤pH值逐步降低;土壤有机质和速效磷含量表现为常绿阔叶林>针阔混交林>落叶阔叶林>灌丛>针叶林,水解性氮含量表现为针叶林>灌丛>针阔混交林>落叶阔叶林>常绿阔叶林;有机质、水解氮和速效磷含量在植被演替过程中表现出较强的表聚性;相关分析表明有机质含量、水解性氮含量和速效磷含量3者之间存在极显著正相关,且都与土层极显著负相关;植被演替进程与土壤pH值极显著负相关、与水解性氮含量显著负相关、与速效磷含量极显著正相关。

关键词：三峡库区植被演替土壤养分

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北亚热带生长期温度对马尾松径向生长的影响

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生态学杂志 2011年第4期30卷 650-655页

作者：封晓辉程瑞梅肖文发王瑞丽王晓荣高宝庆中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业局森林生态环境重点实验室北京100091 湖北省林业科学研究院武汉470039 陕西省南郑县林业局陕西汉中723011

近几十年由于温度升高导致的植物生长期的延长已经得到了证实,虽然生长期的长短变化会引起树木生产力变化,但不同起始温度的生长期对树木径向生长的影响尚不明确。为了探索不同起始温度的生长期变化对马尾松生长的影响,找出马尾松生长... 详细信息

近几十年由于温度升高导致的植物生长期的延长已经得到了证实,虽然生长期的长短变化会引起树木生产力变化,但不同起始温度的生长期对树木径向生长的影响尚不明确。为了探索不同起始温度的生长期变化对马尾松生长的影响,找出马尾松生长的敏感温度,本研究选择北亚热带西北边缘汉中地区的老龄马尾松为对象,应用树木年轮学的方法得到了马尾松从1945年到2009年的年轮宽度指数;同时利用汉中气象站的日均温度,计算每一年不同温度的初日、终日、持续时间以及生长期活动积温;分析生长期的变化规律和不同温度生长期对马尾松生长的影响。结果表明:6.0℃～7.5℃的开始时间对年轮宽度有负影响,6.0℃的初日对马尾松的生长最明显,10.5℃的终日时间对生长有显著促进作用;10.0℃和10.5℃的生长期与马尾松生长正相关最为显著,生长期活动积温对生长的影响也较为显著。这些敏感温度分别对应马尾松春季开始萌动、针叶出现以及秋季形成层活动停止时的温度,说明温度的变化导致物候期的变化进而影响植物的年生长量。

关键词：马尾松年轮温度活动积温生长期

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北亚热带马尾松净生产力对气候变化的响应

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生态学报 2011年第8期31卷 2086-2095页

作者：程瑞梅封晓辉肖文发王瑞丽王晓荣杜化堂国家林业局森林生态环境重点实验室中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所北京100091 湖北省林业科学研究院武汉430079 河南省鸡公山自然保护区管理局信阳454000

掌握马尾松生产力与气候变化的关系,特别是在马尾松自然分布的北界研究生产力对气候变化的响应具有重要意义,以马尾松自然分布北界的河南鸡公山国家级自然保护区内的老龄马尾松林作为研究对象,根据河南信阳的马尾松生物量与树高胸径的关... 详细信息

掌握马尾松生产力与气候变化的关系,特别是在马尾松自然分布的北界研究生产力对气候变化的响应具有重要意义,以马尾松自然分布北界的河南鸡公山国家级自然保护区内的老龄马尾松林作为研究对象,根据河南信阳的马尾松生物量与树高胸径的关系,利用样地调查和年轮宽度推算出过去的30a中的生物量和生产力动态,并用当地的温度、湿度、降水、光照以及帕尔默干旱度指数5项气候因子与生产力做相关分析,在此基础上用多元逐步回归得到了气候因子与生产力的回归方程。结果显示:鸡公山马尾松林生物量从1980年的59.00 t/hm2逐步增加到2009年的254.75 t/hm2,30a中平均年净生产力为6.64 t/hm2;气候分析表明年净生产力与气候因子关系较为密切:上年8月降水、当年2月温度、3月湿度以及10月的光照和温度与生产力正相关,当年5月光照、10月的降水和湿度与生产力负相关,当年2月到9月的PDSI都与生产力正相关,并且在6月的相关系数最高。研究表明,北亚热带的马尾松生产力的年际变化主要是气候因素引起的,受当年生长季的长短和生长季的土壤水分可用性限制,在未来该地区升温增湿的条件下马尾松林的生产力可能会升高。

关键词：马尾松年轮生物量生产力气候响应

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三峡库区不同类型马尾松林枯落物层持水特性比较

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水土保持学报 2018年第3期32卷 160-166页

作者：袁秀锦王晓荣潘磊雷静品崔鸿侠肖文发中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业局森林生态环境重点实验室北京100091 湖北省林业科学研究院武汉430075 中国林业科学研究院林业研究所国家林业局林木培育重点实验室北京100091

为了研究三峡库区不同林分类型马尾松林的枯落物持水性能,采用野外调查和室内浸泡法,对马尾松纯林(Ⅰ)、马尾松+香椿混交林(Ⅱ)、马尾松+檫木混交林(Ⅲ)、马尾松+盐肤木混交林(Ⅳ)、马尾松+槲栎+檫木混交林(Ⅴ)、马尾松+光皮桦混交林(Ⅵ... 详细信息

为了研究三峡库区不同林分类型马尾松林的枯落物持水性能,采用野外调查和室内浸泡法,对马尾松纯林(Ⅰ)、马尾松+香椿混交林(Ⅱ)、马尾松+檫木混交林(Ⅲ)、马尾松+盐肤木混交林(Ⅳ)、马尾松+槲栎+檫木混交林(Ⅴ)、马尾松+光皮桦混交林(Ⅵ)、马尾松+木姜子混交林(Ⅶ)7种马尾松林分类型枯落物持水特性进行了研究。结果表明:三峡库区不同林分类型马尾松林枯落物储蓄量为5.39~11.77t/hm^2,枯落物总厚度变化范围为2.14~3.73cm,枯落物总蓄积量排列顺序为Ⅲ>Ⅳ>Ⅵ>Ⅱ>Ⅴ>Ⅰ>Ⅶ,最大持水量变化范围为11.94~23.42t/hm^2,最大持水率变化范围为198.53%~266.17%,7种类型马尾松林枯落物有效拦蓄量范围为8.34~15.90t/hm^2,有效拦蓄率范围为135.79%~195.81%,不同类型马尾松林枯落物有效拦蓄量排序与最大持水量排序相一致,均表现为Ⅲ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅰ>Ⅱ>Ⅵ>Ⅶ。而枯落物有效拦蓄率排序除了类型Ⅶ和类型Ⅱ,其他类型大小顺序与最大持水率保持一致。7种类型马尾松林枯落物持水量随着浸泡时间延长呈对数形式增加,浸泡5min时,不同林分类型枯落物吸水速率最大,浸泡1h后,不同层次枯落物吸水速率均呈现缓慢下降。吸水速率V与浸泡时间t以幂函数拟合效果较好,吸水速率随着浸泡时间延长以幂函数形式降低。

关键词：三峡库区马尾松林林分类型枯落物持水性

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三峡库区马尾松人工林细根生产和周转

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应用生态学报 2012年第9期23卷 2346-2352页

作者：王瑞丽程瑞梅肖文发封晓辉刘泽彬葛晓改王晓荣张炜银中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业局森林生态环境重点实验室北京100091 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心石家庄050021 湖北省林业科学研究院武汉430079

2011年3—12月,采用连续根钻法和分解袋法,研究了三峡库区20年生马尾松人工林细根的季节动态,计算了细根的年生产量和周转率.结果表明:三峡库区马尾松人工林细根(<2mm)年均生物量为146.98g.m-2,其中活细根年均生物量(102.92g.m-2)远... 详细信息

2011年3—12月,采用连续根钻法和分解袋法,研究了三峡库区20年生马尾松人工林细根的季节动态,计算了细根的年生产量和周转率.结果表明:三峡库区马尾松人工林细根(<2mm)年均生物量为146.98g.m-2,其中活细根年均生物量(102.92g.m-2)远大于死细根生物量(44.06g.m-2);不同径级细根现存量的时间动态不同,<1mm根系季节动态较为明显,整体呈单峰型曲线;马尾松人工林细根(<2mm)的年生产量为104.12g.m-2.a-1,年周转率为1.05a-1,其中<1mm和1～2mm的年生产量分别为58.35和45.77g.m-2.a-1,周转率为1.41和0.69a-1.

关键词：马尾松细根生产量周转率三峡库区

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三峡库区马尾松根系生物量的空间分布

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生态学报 2012年第3期32卷 823-832页

作者：程瑞梅王瑞丽肖文发封晓辉刘泽彬葛晓改王晓荣张炜银国家林业局森林生态环境重点实验室中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所北京100091 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心石家庄050021 湖北省林业科学研究院武汉430079

以三峡库区主要植被马尾松人工林为研究对象,用内径为10 cm的根钻,分别在马尾松中龄林、近熟林和成熟林内,据树干0.5、1.0、1.5 m和2.0 m处设置取样点,各样点按0—10、10—20、20—30、30—40、40—60 cm将土壤分为5个垂直层次,对马尾... 详细信息

以三峡库区主要植被马尾松人工林为研究对象,用内径为10 cm的根钻,分别在马尾松中龄林、近熟林和成熟林内,据树干0.5、1.0、1.5 m和2.0 m处设置取样点,各样点按0—10、10—20、20—30、30—40、40—60 cm将土壤分为5个垂直层次,对马尾松根系的空间分布格局进行调查。结果表明:(1)三峡库区马尾松总根系生物量(0—10 mm)为中龄林(4.72 t/hm2)显著高于成熟林(2.94 t/hm2)和近熟林(2.40 t/hm2)(P<0.05)。细根(0—2 mm)生物量随年龄增加而递减,差异不显著(P>0.05);(2)马尾松3个林龄中根系生物量表现出一定的水平分布特征,但具体趋势表现各异,细根生物量最大值均出现在距离样木1.0 m处;(3)细根主要分布在土壤上层,其中47.53%—71.73%的活细根集中在0—20 cm土壤深度内,且随土层的加深,其生物量明显减少。粗根(2—10 mm)则主要分布于20—60 cm土层范围内;(4)根系直径越小,受环境变化越明显。马尾松细根生物量分布主要受土壤深度的影响,树龄和不同水平距离对细根分布格局影响不显著(P>0.05),各因素对粗根生物量的影响均未达到显著水平(P>0.05)。

关键词：根系生物量空间分布马尾松三峡库区

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