全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 21 期摇 摇 2012 年 11 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
白洋淀富营养化湖泊湿地厌氧氨氧化菌的分布及对氮循环的影响 王衫允,祝贵兵,曲冬梅,等 (6591)………
造纸废水灌溉对滨海退化盐碱湿地土壤酶活性的响应 夏孟婧,苗颖,陆兆华,等 (6599)………………………
图们江下游湿地生态系统健康评价 朱卫红,郭艳丽,孙摇 鹏,等 (6609)…………………………………………
适应白洋淀湿地健康评价的 IBI方法 陈摇 展,林摇 波,尚摇 鹤,等 (6619)………………………………………
基于 MODIS的洞庭湖湿地面积对水文的响应 梁摇 婕,蔡摇 青,郭生练,等 (6628)……………………………
崇明东滩湿地不同潮汐带入侵植物互花米草根际细菌的多样性 章振亚,丁陈利,肖摇 明 (6636)……………
中国东部亚热带地区树轮 啄13C方位变化的谐波分析 赵兴云,李宝惠,王摇 建,等 (6647)……………………
甘肃臭草型退化草地优势种群空间格局及其关联性 高福元,赵成章 (6661)……………………………………
川西亚高山 /高山森林土壤氧化还原酶活性及其对季节性冻融的响应 谭摇 波,吴福忠,杨万勤,等 (6670)…
模拟分类经营对小兴安岭林区森林生物量的影响 邓华卫,布仁仓,刘晓梅,等 (6679)…………………………
苹果三维树冠的净光合速率分布模拟 高照全,赵晨霞,张显川,等 (6688)………………………………………
拟茎点霉 B3 与有机肥配施对连作草莓生长的影响 郝玉敏,戴传超,戴志东,等 (6695)………………………
落叶松林土壤可溶性碳、氮和官能团特征的时空变化及与土壤理化性质的关系
苏冬雪,王文杰,邱摇 岭,等 (6705)
………………………………
……………………………………………………………………………
人工固沙区与流沙区准噶尔无叶豆种群数量特征与空间格局对比研究
张永宽,陶摇 冶,刘会良,等 (6715)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
山地河流浅滩深潭生境大型底栖动物群落比较研究———以重庆开县东河为例
王摇 强,袁兴中,刘摇 红 (6726)
…………………………………
…………………………………………………………………………………
荣成俚岛人工鱼礁区游泳动物群落特征及其与主要环境因子的关系 吴忠鑫,张摇 磊,张秀梅,等 (6737)……
北黄海秋、冬季浮游动物多样性及年间变化 杨摇 青,王真良,樊景凤,等 (6747)………………………………
鄂尔多斯市土地利用生态安全格局构建 蒙吉军,朱利凯,杨摇 倩,等 (6755)……………………………………
村落文化林与非文化林多尺度物种多样性加性分配 高摇 虹,陈圣宾,欧阳志云 (6767)………………………
不同生计方式农户的环境感知———以甘南高原为例 赵雪雁 (6776)……………………………………………
两种预测模型在地下水动态中的比较与应用 张摇 霞,李占斌,张振文,等 (6788)………………………………
四川黄龙沟少花鹤顶兰繁殖成功特征 黄宝强,寇摇 勇,安德军 (6795)…………………………………………
硝化抑制剂对蔬菜土硝化和反硝化细菌的影响 杨摇 扬,孟德龙,秦红灵,等 (6803)……………………………
新疆两典型微咸水湖水体免培养古菌多样性 邓丽娟,娄摇 恺,曾摇 军,等 (6811)………………………………
白洋淀异养鞭毛虫群落特征及其与环境因子的相关性 赵玉娟,李凤超,张摇 强,等 (6819)……………………
双酚 A对萼花臂尾轮虫毒性及生活史的影响 陆正和,赵宝坤,杨家新 (6828)…………………………………
孵化温度对双斑锦蛇初生幼体行为和呼吸代谢的影响 曹梦洁,祝摇 思,蔡若茹,等 (6836)……………………
黄玛草蛉捕食米蛾卵的功能反应与数值反应 李水泉,黄寿山,韩诗畴,等 (6842)………………………………
互惠鄄寄生耦合系统的稳定性 高摇 磊,杨摇 燕,贺军州,等 (6848)………………………………………………
超微七味白术散对肠道微生物及酶活性的影响 谭周进,吴摇 海,刘富林,等 (6856)……………………………
专论与综述
氮沉降对森林生态系统碳吸存的影响 陈摇 浩,莫江明,张摇 炜,等 (6864)………………………………………
全球 CO2水平升高对浮游植物生理和生态影响的研究进展 赵旭辉,孔繁翔,谢薇薇,等 (6880)………………
跨界自然保护区———实现生物多样性保护的新手段 石龙宇,李摇 杜,陈摇 蕾,等 (6892)………………………
研究简报
会同和朱亭 11 年生杉木林能量积累与分配 康文星,熊振湘,何介南,等 (6901)………………………………
退化草地阿尔泰针茅生殖株丛与非生殖株丛的空间格局 任摇 珩,赵成章,高福元,等 (6909)…………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*326*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄11
封面图说: 白洋淀是华北地区最大的淡水湖泊湿地。 淀区内沟壕纵横交织错落,村庄、苇地、园田星罗棋布,在水文、水化学、生
物地球化学循环以及生物多样性等方面,具有非常复杂的异质性。 随着上游城镇污废水、农田径流进入水域,淀区
富营养化日益加剧。 复杂的水环境特点、高度的景观异质性和良好的生物多样性,使得该地区成为探索规模性厌氧
氨氧化反应的良好研究地点(详见本期第 6591—6598 页)。
彩图提供: 王为东博士摇 中国科学院生态环境研究中心摇 E鄄mail: wdwangh@ yahoo. com
第 32 卷第 21 期
2012 年 11 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 21
Nov. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家重点野外台站资助项目(2000鄄076); 国家林业局重点科研资助项目(2001鄄07)
收稿日期:2011鄄10鄄08; 摇 摇 修订日期:2012鄄03鄄13
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: hjnhn@ 126. com
DOI: 10. 5846 / stxb201110081464
康文星,熊振湘, 何介南,李进.会同和朱亭 11 年生杉木林能量积累与分配.生态学报,2012,32(21):6901鄄6908.
Kang W X,Xiong Z X,He J N,Li J. The energy storage and its distribution in 11鄄year鄄old chinese fir plantations in Huitong and Zhuting. Acta Ecologica
Sinica,2012,32(21):6901鄄6908.
会同和朱亭 11 年生杉木林能量积累与分配
康文星1,2,3,熊振湘1, 何介南1,*,李摇 进1
(1.中南林业科技大学, 长沙摇 410004;2.南方林业生态应用技术国家工程实验室, 长沙摇 410004;
3.国家野外科学观测研究站, 会同摇 418307)
摘要:利用我国杉木中心产区会同和杉木扩大栽培区朱亭测定的杉木林生物量和干物质热值资料的基础上,对会同和朱亭 11
年生杉木人工林能量积累和分配规律进行研究。 结果表明:杉木人工林群落林分能量现存量与立地和气候条件关系密切,朱亭
11年生杉木人工林群落林分能量现存量 (9294伊108—10894伊108 J / hm2)显著低于会同(12406伊108—14733 伊108 J / hm2);同龄林
分中,现存能量的数值在一定的林分密度范围内,随密度增加而减少。 随密度增加而减少的能量现存量,主要是减少了树干的
能量现存量,而枝、叶的能量现存量则保持一定稳定状态;能量在林分各组分的分配比大小依次是干>根>叶>枝,林分各组分能
量的分配比大小也与立地和气候条件有关,树干中能量分配比会同(56. 8%—61. 2% )大于朱亭(47. 0%—53. 5% ),枝叶中能
量分配比朱亭(28. 3%—34. 2% )大于会同(22. 2%—25. 9% );林分能量现存量的空间分布与林分功能作用层面及对水分和养
分交换作用密切相关,林分的地表平面和林冠 2 / 3 高度处分配的能量最多。
关键词:杉木人工林;热值;生物量;能量现存量
The energy storage and its distribution in 11鄄year鄄old chinese fir plantations in
Huitong and Zhuting
KANG Wenxing1,2,3,XIONG Zhengxiang1,HE Jienan1,*,LI Jin1
1 Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China
2 National Engineering Laboratory for Applied Technology of Forestry & Ecology in South China. Changsha, 410004, China
3 National Field Station for Scientific Observation & Experiment in Huitong Hunan. Huitong 418307, China
Abstract: The energy storage and distribution were studied in the 11鄄year鄄old Chinese fir plantations in Huitong, the
central production area and Zhuting, the expanded cultivation area based on the biomass and thermal value of try matter.
The result showed that the the amount of existing energy in Chinese fir plantation of Huitong area (12406伊108—14733伊
108J / hm2) was significantly higher than that in Zhuting (9294伊108—10894伊108J / hm2), suggesting the stand condition
and climate play a critical role on the energy accumulation in Chinese fir plantations. Besides, the amount of existing energy
in both Chinese fir plantation areas decreased with increasing density in a certain range of stand density, mainly due to the
reduced existing energy of the trunk capacity, whereas the amount of existing energy of branches and leaves maintains at a
stable state. The allocation of the energy to the different componentsof the tree was different, ranked with decreasing order:
stem, roots, leaves, and branches. The energy distribution ratio in Huitong is different from that in Zhuting, e. g. the for
both planations, for energy allocated into stem was 56. 8%—61. 2% in Huitong plantation, which was higher than that of
47郾 0%—53. 5% in Zhuting, while in leaves, the allocation ratio is much lower in Huitong (22. 2%—25. 9% ) than that
in Zhuting (28. 3%—34. 2% ). For the spatial distribution of the amount of existing energy at the stand level, most of
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existing energy was distributed at the soil surface and 2 / 3 height of the canopy above the ground, where was regarded the
most important places for the exchange of substances and energy including water, light, gas and heat in the surrounding
environment in forest. Results indicated that: (1) where there is the most urgency in supply of water and nutrients, there is
the largest gathering of energy flows at the ecosystem level, and (2) for the 11a stand, there were some factors not suited to
the growth of Chinese fir plantation in Zhuting area, in terms of micrometeorologic factors and stand conditions compared
with Huitong area, the central area of China fir plantation.
Key Words: chinese fir plantation;thermal value;biomass;energy storage
以往森林生态系统生产力的研究,多以干物质量作为指标,这对深入了解生态系统的功能、生态效益有一
定的局限性。 用能量研究植物群落生产力,能反映出该群落对自然资源(特别是太阳能)的利用情况[1鄄2],从
能量的角度认识群落特性,更能反映群落功能特征[3鄄5]。
我国较早从能量的角度探讨群落特性是林光辉[6]等和尹毅[7]等,他们将干物质测定和热值测定结合起
来,系统地研究了红树林的功能特征。 其后一些学者对马尾松[8鄄10](Pinus massoniana Lamb)、东南滨海主要树
种[11]、马占相思 ( Acacia mangium) [12]、暖温带阔叶林[13]、湿地松[14] ( Pinus elliottii)、落叶松林[15] ( Larix
ganelini)等群落进行能量积累与分布的研究[16鄄17],此外,一些学者探讨了优势树种或优势群落的热值和能值
生产动态,还有学者分析了群落能量与养分特征[18鄄19]。
多年来,冯宗炜[20]等对杉木(Cunning hamia lanceolate (Lamb)Hook)的地理分布、种源、生理学特性、生产
力等进行了较深的研究,肖文发等[21]也对杉木人工林的能量利用、分配及生物生产力的特征和规律进行综合
分析。 然而,从不同地区杉木人工林的能量和分配来分析不同地域杉木人工林的群落特征鲜见报道。 本文利
用我国杉木中心产区会同和杉木扩大栽培区朱亭的测定资料,分析 11 年生杉木人工林现存能量及其在各组
分中分配的规律,揭示两地杉木人工林结构、功能和生产力的同异,为杉木扩大栽培区及低产林改造提供科学
根据。
1摇 研究地概况
湖南会同是我国著名的杉木中心产区,109毅45忆—110毅07忆E,22毅41忆—22毅53忆N,属中亚热带气候。 年均气
温 16. 8 益,年降水量 1000—1500 mm,相对湿度 80%以上。 海拔 300—500 m,相对高度 150 m 以下,属于丘
陵山地。
湖南朱亭是杉木扩大栽培区,位于湘中盆地,136毅11忆—136毅21忆E,27毅23忆—27毅32忆N。 海拔高度 70—200
m,相对高度 100 m以下,地形开阔,属于丘陵区。 该区也属于中亚热带气候,年均气温 17. 5 益,年降水量
1200—1500 mm,相对湿度 76%左右。
两个地区虽同属亚热带温湿气候区,年平均气象因子无明显差异,但季节的逐月变化则迥然不同。 会同
林区气候特点是:夏无酷热,冬无严寒,气候温和,降水分布均匀且空气湿度大,这些条件均有利于杉木生产。
朱亭则相反,夏季酷热,冬季严寒,尤其是 7—9月的高温干旱季节对杉木生长极为不利。
两个地区立地条件也存在较大差异。 会同土壤母岩以震旦纪板溪系变质页岩为主,风化程度甚深,土层
厚度 80 cm以上,为中有机质厚层黄壤。 土壤有机质含量平均为 4. 562% , N 、P 、K 含量积累在林木分别为
0. 182% 、0. 054%和 1. 365% 。 朱亭土壤母岩为变质板页岩,风化程度较深,土层厚度 50 cm左右,为有机质中
层红壤。 土壤有机质含量平均为 3. 274% , N 、P 、K含量依次是 0. 116% 、0. 032%和 1. 029% 。 朱亭的立地条
件和土壤肥力水平都低于会同。
研究的林分,两地均为 1997 年在杉木林皆伐后第 2 年营造的杉木林,到 2009 年会同林分平均高度 9. 5
m,平均胸径 9. 1 cm,郁闭度 9,叶面积指数 8. 1;朱亭林分平均高度 7. 7 m,平均胸径 7. 4 cm,林分完全郁闭,叶
面积指数 8. 9。
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2摇 研究方法
2. 1摇 生物量现存量
摇 摇 在会同和朱亭林区 11 年生不同密度的杉木林内设立了 8 块固定样地(会同和朱亭各 4 块)。 每块样地面
积 667 m2,样地内的林木按克拉大特法分级进行每木调查(测定胸径、树高、冠幅)。 生物量调查根据林木各
生长级的平均测树因子,每级林木各选标准木 1 株,共伐标准木 40 株。 标准木除记载常规的调查因子外,用
分层截取法(1 m区分)在现场测其枝(当年枝、1 年枝、2 年枝、老枝)、叶(当年叶、1 年叶、2 年叶、老叶)、干和
根(根头、大根(根径逸1 cm)、粗根(0. 2 cm臆根径<1 cm)、细根(根径<0. 2 cm))等各组分的鲜重。 再分别在
各个组分中抽取样品,置于干燥箱内,在 80益下烘干至恒重,求出各组分的干物质量,利用相对生长法建立回
归方程,会同杉木相对生长方程如下:
LogWc = 3. 04085logD - 2. 24523摇 摇 摇 ( r = 0. 98摇 Sy-x = 0. 0368摇 S y^ = 0. 0045)
Ws = 0. 02649(D2H) 0. 762671 ( r = 0. 98 Sy-x = 0. 0286摇 S y^ = 0. 0044)
WB = 0. 00604(D2H) 0. 34625 ( r = 0. 91摇 Sy-x = 0. 0718摇 S y^ = 0. 0093)
WR = 0. 03262(D2H) 0. 7096 ( r = 0. 99摇 Sy-x = 0. 0029摇 S y^ = 0. 0015)
朱亭杉木相对生长方程如下:
LogWc = 2. 04157logD - 1. 51748摇 摇 摇 ( r = 0. 92摇 Sy-x = 0. 0392摇 S y^ = 0. 0086)
Ws = 0. 02947(D2H) 0. 8864 ( r = 0. 98 Sy-x = 0. 0257摇 S y^ = 0. 0063)
WB = 0. 02099(D2H) 0. 7258 ( r = 0. 92摇 Sy-x = 0. 0506摇 S y^ = 0. 0115)
WR = 0. 05604(D2H) 0. 8452 ( r = 0. 92摇 Sy-x = 0. 0649摇 S y^ = 0. 0136)
式中,WC、WS、WB、WR分别是杉木叶、干、枝、根的干物质重;D 为杉木胸径;H 为杉木树高。 通过检验估算林分
的生物量。
林下植被(灌木与草本)与凋落物现存量,每个样地分别按 x取样法设 5 个 2 m伊2 m的小样方,先收集样
方内凋落物测定其凋落物量,由于林冠完全郁闭样方内灌木与草本非常少,因此灌木与草本没有分开调查,而
是将它们一起(分地上部分和地下根系)全部收获测定其生物量。
2. 2摇 热值测定
将林木划分成树干(包括树皮,以下相同)、当年枝、1 年枝、2 年枝、老枝、当年叶、1 年叶、2 年叶、老叶、根
头、大根、粗根、细根,另外,还有凋落物、活地被物地上部分和地下部分根系等共 16 个组分。 在各组分中抽取
样品,以 80 益烘干至恒重。 利用杨福囤[22]提供的方法,采用国产 GR鄄3500 型氧弹式热量计测出各样品的干
重热值。 用去干灰化法测定样品的灰分含量,然后根据样品的灰分含量和样品的测定热值求算出样品的去灰
分热值即干重热值(表 1)。 利用 SPSS 统计软件计算各组分干重热值的平均值和标准差,采用 Student鄄
Newman鄄Keuls多项比较法检查差异显著性。
2. 3摇 林分各组分能量现存量的估算
利用已测的各组分样本生物量数据,加权平均后根据相对生长法建立回归方程求算林分各组分生物量。
然后用各组分加权平均的去灰分热值乘上其加权平均后生物量得出各组分的能量现存量(表 2)。
3摇 结果与分析
3. 1摇 各组分热值
从表 1 看岀,朱亭和会同杉木相同的器官组织其热值不相同,同一地区杉木同一器官组织随着它的生长
阶段不同,其热值也不一样。 如枝和叶,1 年生、2 年生或多年生,其热值有差别,根系隨根径大小不同热值不
同。 说明某种植物组织热值不仅随立地和气候条件不同而变,而且也随它的生长阶段不同而发生变化。
3. 2摇 杉木林群落能量现存量
从表 2 看出,朱亭和会同 11 年生杉木人工林群落能量现存量中,积累在杉木中的能量占林分能量现存总
3096摇 21 期 摇 摇 摇 康文星摇 等:会同和朱亭 11 年生杉木林能量积累与分配 摇
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量的 92. 8%—94. 8% 。 杉木林 11 年生时,林分完全郁闭,自然整枝强烈,已有大量凋落物产生,因此两地林
分凋落物层能量占群落总能量的 4%以上。 也是由于林分完全郁闭,影响了林下植被生存环境,两地林下植
被层能量不到群落总能量的 1% 。 由此表明,两地 11 年生杉木人工林群落能量现存量有 90%以上积累在乔
木层林木体内。
表 1摇 杉木林各组分的燃烧值
Table 1摇 Calorie value of components of Chinese Fir Plantation(J / g)
地点
Site
树干
Bark
当年枝
Current
twig
1 年枝
1鄄yeartwig
2 年枝
2鄄yeartwig
多年枝
Perennial
twig
当年叶
Current
needle
1 年叶
1鄄year
needle
2 年叶
2鄄year
needle
朱亭 18996 18753 19709 18983 19114 19356 19319 20108
会同 18720 18427 18351 18429 18852 18834 19083 19953
地点
Site
多年叶
Perennial
needle
根头
Root tip
大根
1cm臆root
diameter
粗根
0. 2cm臆root
diameter<1 cm
细根
0. 2cm逸root
diameter
凋落物
Litter
活地被物
Undergrowth
活地被物根
Undergrowth
root
朱亭 20367 18549 18396 18685 19116 20051 19338 18824
会同 199928 18314 18129 18338 18821 19657 19195 18585
同龄林分中,会同林分能量现存量比朱亭多 2752伊108—4327伊108J / hm2,差别非常显著。 作为树木组合
的森林群落,林分能量的固定,除受树种的限制外,同时还受群落气候环境、立地条件、林分密度和营林措施方
面差异的影响。 朱亭造林的杉木苗是会同运载过来的,种源相同;在营林上,朱亭比会同采取更为集约的经营
方式;按理朱亭的杉木生长应比会同好,然而,朱亭杉木人工林群落能量现存量显著低于会同。 这里虽然有林
分密度效应的原因,林分密度过大 能限制林分生产力的提高和光能的吸收和固定。 但仔细分析表 2 不难看
出, 朱亭和会同密度相同的林分,会同杉木人工林群落能量现存量仍比朱亭多 1254伊108—3164伊108J / hm2。
因此有理由认为,朱亭和会同同龄林分中能量现存量的差异主要是由气候环境和立地条件不同产生的。 在自
然区划上朱亭和会同虽均属于亚热带湿润气候区,但从两地气候特点看出,彼此之间微气候条件仍存在较大
差异;会同的土层厚度比朱亭深,朱亭土壤有机质、N 、P 、K 含量均低于会同。 朱亭和会同气候环境、立地条
件的差异导致了两地杉木林分生产力的差异,进一步影响两地林分的能量固定和积累。
3. 3摇 能量现存量与林分密度的关系
从表 2 还看出,无论是朱亭还是会同,林分能量现存量随林分密度增加而递减。 林分密度增大,林分郁闭
度也增大。 充分郁闭林冠层下部的枝叶因缺乏足够的光资源发生自然整枝。 林冠层下部光资源不足,影响林
冠层下的植被生长。 这种生产结构限制了生产力的提高,也限制光能的吸收和固定。 此外,Odum[ 2 3 ]认为,一
般天然林的叶面积指数为 4 时,其净光合作用最大,超过 4 以后,由于过多的枝叶呼吸,消耗净光合生产而不
再增加。 会同和朱亭杉木人工林,随着林分的密度增大,叶面积指数也增加(会同 2100 株 / hm2,叶面积指数
7. 2,3000 株 / hm2,叶面积指数 8. 9;朱亭 2700 株 / hm2,叶面积指数 7. 8,3600 株 / hm2,叶面积指数 9. 3)。 林分
密度增大,林分郁闭度也增大,林冠层枝叶增加,过多的枝叶呼吸消耗是林分能量现存量随密度增加而降低的
主要原因之一。
从表 3 看出,林分随密度增加而减少的能量现存量,主要是树干的能量积累量减少了。 会同杉木林由密
度 2100 株 / hm2 增大到 3300 株 / hm2 时,树干积累的能量现存量减少了 1838伊108J / hm2,占去了林分随密度增
加而减少能量现存量的 79% 。 朱亭林分由密度 2700 株 / hm2 密度增大到 3600 株 / hm2,树干的能量积累量减
少 1893伊108J / hm2,比林分随密度增加减少能量现存量 1600伊108J / hm2 还多 293伊108J / hm2。 由此可见,在同
一立地条件下,当林分完全郁闭后,密度对林木干材能量积累的影响是十分显著的。
3. 4摇 各组织器官中的能量分配
会同杉木林分乔木层能量现存量在各组分的分配上,树干所占的比例最大为 56. 8%—61. 2% ,根次之,
20. 4%—22. 1% ,然后是叶,10. 2%—11. 9% ,最少是枝,7. 8%—9. 2% 。朱亭杉木林分乔木层现存能量在各
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表
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器官组织分配上,呈现出与会同林分相同的规律。 杉木林现存能量在干、根、枝、叶各器官分配的规律与东北
落叶松林群落[15]、东南滨海沙地主要造林树种[11]、相思林[13]与湿地松林群落[14]、银鹊树(Tapiscia sinensis)群
落[24]东灵山暖温带落叶阔叶林群落[12]、马尾松林分[8鄄10]研究的结果相同。 这是因为植物固定的能量一部分
在其能量代谢过程中被消耗掉,余下的能量则不断积累于树干、根、枝和叶中,由于枝叶不断地凋落,限制了能
量在这个器官中积累,因而所占比例较少。 而根虽有枯损,但随粗根的生长,积累也就增加了。 树干仅仅只有
树皮的脱落,损失量较少,随着干的生长,能量积累增加,所占比例最大。
从表 3 发现,林分枝叶的能量现存量似乎不受密度影响而发生大的变化。 不同密度林分积累于叶中的能
量朱亭和会同分别在(1710—1745)伊108J / hm2 和(1673—1704)伊108J / hm2 范围内,树枝中的能量分别稳定在
(1303—1371)伊108J / hm2 和(1200—1226)伊108J / hm2 周围,枝叶能量积累量随林分密度变化的变动幅度比林
分能量现存总量随林分密度变化的幅度小。
林分现存能量在树干、枝、叶各器官组织分配中,朱亭和会同两地林分存在较大差异。 朱亭林分中树干能
量现存量占林木总能量现存量的比例平均比会同低 8. 6 个百分点。 树干中积累的能量多少,实际表示干材生
物量的产量大小。 人们常把干材生物量占林木总生物量的百分率称为经济系数,从这点上分析,扩大栽培区
朱亭 11 年生杉木人工林净光合生产的经济系数比中心产区会同低。 能量在枝叶的分配上,朱亭的能量分配
(28. 3%—34. 2% )比会同(22. 2%—25. 9% )多,尤其是叶,会同叶中能量分配比平均只有朱亭 72. 7% 。 这意
味着相对于会同来说,朱亭杉木人工林出现只长枝叶不长干材的现象。
树木是由树干、枝条、叶片和树根等主要器官组成的有机体,它们彼此之间保持着相互联系和制约的关
系,树木各组分的组合特征是树木各组分之间与环境之间长期互相作用、互相适应长期进化的一种表现形式。
朱亭和会同林分现存能量在各器官组织分配中存在差异,是树木各组分之间与环境之间长期互相作用、互相
适应的结果。
3. 5摇 能量的空间分布
根据杉木每 1 m区分的生物量分布和林木各组分的测定热值,可推出杉木林分现存能量的垂直空间分
布。 从表 4 看出,杉木人工林平均积累的能量在地上和地下的分配中,地下部分的能量会同和朱亭分别占总
能的 21. 7%和 22. 3% ,地上部分的能量分别占总能的 78. 3%和 77. 7% 。 本文研究的结果无论是地下部分的
能量分配比还是能量在土壤深度分布上,比东北落叶松林群落[15]、相思林[13]和湿地松林群落[14]及马尾
松[8-10]研究的结果少。 产生的原因,可能是杉木是浅根系树种,其它的研究是深根系树种的缘故。
地上部分的能量垂直分布中,会同林分中 0—4 m,朱亭 0—3 m 高内,能量随高度增加而逐渐减少,这与
树干由下而上从粗到细相吻合,这部分能量与树干的生物量的关系极大。 从林冠层下部开始随冠层高度升
高,能量积累量逐渐增加,到达林冠层中上部后,能量积累量随冠层高度增加逐渐减少。 林冠层能量的空间分
布特征与林冠层枝叶生物产量的空间分布关系甚为密切,也就是说林冠层能量的空间分布由林冠层枝叶生物
产量的空间分布所控制。
从表 4 还看出,能量的空间分布中有两个部位的能量是最多的,一个位于地表平面至 1m高内(包括了凋
落物和活地被物地上部分)。 另一个,会同林分位于 5—6 m,朱亭的位于 4—5 m,这恰好是两地林分冠层的
2 / 3 高度处。
表 4摇 杉木人工林积累能量的空间分布
Table 4摇 Space distribution of solar energy storage in Chinese Fir Plantation(108 J / hm2)
地点
Site
地下
Under ground
地上高度 Ground height / m
0—1 1—2 2—3 3—4 4—5 5—6 6—7 7—8 8—9 9—10 10—11
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朱亭 2059 1525 865 651 1080 1271 1193 850 508
6096 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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4摇 结论与讨论
朱亭和会同杉木同一器官组织的热值不相同,同一地区不同生长阶段的枝叶器官组织热值不一样。 这可
能是在不同气候环境和立地条件下或不同生长阶段,同一器官组织组成成分有所差异(如纤维素、灰分含量
不同)。 同一器官组织成分不同,其燃烧热值不一样。 这也说明了若以林分生物量和干重热值推算一个林分
积累的太阳能时,应用该林分各组分的干重热值测定数据,如果借用他人资料,可能会产生偏差。
营林上,尽管朱亭比会同采取更为集约的经营方式,然而同龄杉木林分中,无论是林分能量现存量还是树
干能量现存量,杉木扩大栽培区朱亭显著低于杉木中心产区会同。 这表明虽然朱亭和会同都处在亚热带湿润
气候区,但是朱亭的立地条件、微气候条件仍存在某些不适应杉木生长的因素,出现了杉木只长枝叶不长干材
的现象。 找出朱亭限制杉木生长的因子,采取什么样的措施来缓解这些因子对杉木生长的限制作用,这是广
大的杉木栽培区营林上迫切需要解决的问题。
当林分完全郁闭后,同龄林分现存能量的数值在一定的林分密度范围内,随密度增加而减少。 随密度增
加而减少的能量现存量,主要是减少了树干的能量现存量,而枝、叶的能量现存量则保持一定稳定状态。 这是
怎样的机制造成的,有待于进一步探讨。 要使林分净光合生产力达到高效,必须有一个由枝叶组成的合理的
冠层空间结构。 选择合理的造林密度或进行适度间伐,改善林分的空间结构,把它调整到对光合作用最佳枝
叶空间分布组合,是提高林分光能利用率的一个重要途径。
会同和朱亭林分各组分能量分配比中,朱亭林分枝叶的能量分配比例高于会同,干材的能量分配比例低
于会同。 这种立地条件较差的林分枝叶中能量高分配和干材能量的低分配,是群落各组分之间及与环境之间
长期互相作用、互相适应,在长期进化演替过程中形成的结果。 造成这种能量分配比差异的内在机理目前还
不十分明了。 无论是从生物产量还是木材的经济效益角度出发,弄清这种能量分配比差异的内在机理,应是
今后着重研究的重点。
林分能量的垂直空间分布中,地表平面和林冠 2 / 3 高度处分布的能量最多,这两个层次恰好是林分与周
围环境进行水、光、气和热等物质交换的重要场所,表明一个系统内,凡是对养分和水分供求最激烈的地方,也
是能量流向和聚集最多的地方。
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8096 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 21 November,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Widespread of anaerobic ammonia oxidation bacteria in an eutrophic freshwater lake wetland and its impact on nitrogen cycle
WANG Shanyun, ZHU Guibing, QU Dongmei, et al (6591)
………
………………………………………………………………………
Responds of soil enzfyme activities of degraded coastal saline wetlands to irrigation with treated paper mill effluent
XIA Mengjing, MIAO Ying, LU Zhaohua, et al (6599)
…………………
……………………………………………………………………………
Wetland ecosystem health assessment of the Tumen River downstream ZHU Weihong,GUO Yanli,SUN Peng,et al (6609)…………
An index of biological integrity:developing the methodology for assessing the health of the Baiyangdian wetland
CHEN Zhan, LIN Bo, SHANG He,et al (6619)
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MODIS鄄based analysis of wetland area responses to hydrological processes in the Dongting Lake
LIANG Jie, CAI Qing, GUO Shenglian, et al (6628)
………………………………………
………………………………………………………………………………
The diversity of invasive plant Spartina Alterniflora rhizosphere bacteria in a tidal salt marshes at Chongming Dongtan in the Yangtze
River estuary ZHANG Zhengya, DING Chengli, XIAO Ming (6636)………………………………………………………………
Analyzing the azimuth distribution of tree ring 啄13C in subtropical regions of eastern China using the harmonic analysis
ZHAO Xingyun, LI Baohui,WANG Jian, et al (6647)
………………
……………………………………………………………………………
In the process of grassland degradation the spatial pattern and spatial association of dominant species
GAO Fuyuan, ZHAO Chengzhang (6661)
…………………………………
……………………………………………………………………………………………
Activities of soil oxidordeuctase and their response to seasonal freeze鄄thaw in the subalpine / alpine forests of western Sichuan
TAN Bo, WU Fuzhong, YANG Wanqin, et al (6670)
………
………………………………………………………………………………
Simulating the effects of forestry classified management on forest biomass in Xiao Xing忆an Mountains
DENG Huawei, BU Rencang,LIU Xiaomei, et al (6679)
…………………………………
…………………………………………………………………………
The simulation of three鄄dimensional canopy net photosynthetic rate of apple tree
GAO Zhaoquan,ZHAO Chenxia, ZHANG Xianchuan, et al (6688)
………………………………………………………
………………………………………………………………
The effect of Phomopsis B3 and organic fertilizer used together during continuous cropping of strawberry (Fragaria ananassa Duch)
HAO Yumin, DAI Chuanchao, DAI Zhidong, et al (6695)
…
…………………………………………………………………………
Temporal and spatial variations of DOC, DON and their function group characteristics in larch plantations and possible relations
with other physical鄄chemical properties SU Dongxue,WANG Wenjie,QIU Ling,et al (6705)……………………………………
Comparisons of quantitative characteristics and spatial distribution patterns of Eremosparton songoricum populations in an artificial
sand fixed area and a natural bare sand area in the Gurbantunggut Desert, Northwestern China
ZHANG Yongkuan, TAO Ye, LIU Huiliang, et al (6715)
…………………………………
…………………………………………………………………………
Comparison study on macroinvertebrate assemblage of riffles and pools:a case study of Dong River in Kaixian County of Chongqing,
China WANG Qiang,YUAN Xingzhong,LIU Hong (6726)…………………………………………………………………………
Nekton community structure and its relationship with main environmental variables in Lidao artificial reef zones of Rongcheng
WU Zhongxin,ZHANG Lei,ZHANG Xiumei,et al (6737)
………
…………………………………………………………………………
Zooplankton diversity and its variation in the Northern Yellow Sea in the autumn and winter of 1959, 1982 and 2009
YANG Qing, WANG Zhenliang, FAN Jingfeng, et al (6747)
………………
………………………………………………………………………
Building ecological security pattern based on land use:a case study of Ordos, Northern China
MENG Jijun,ZHU Likai,YANG Qianet al (6755)
…………………………………………
…………………………………………………………………………………
Additive partition of species diversity across multiple spatial scales in community culturally protected forests and non鄄culturally
protected forests GAO Hong, CHEN Shengbin, OUYANG Zhiyun (6767)…………………………………………………………
Environmental perception of farmers of different livelihood strategies: a case of Gannan Plateau ZHAO Xueyan (6776)………………
Application and comparison of two prediction models for groundwater dynamics
ZHANG Xia,LI Zhanbin,ZHANG Zhenwen, et al (6788)
………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Pollination success of Phaius delavayi in Huanglong Valley, Sichuan HUANG Baoqiang, KOU Yong, AN Dejun (6795)……………
Mechanism of nitrification inhibitor on nitrogen鄄transformation bacteria in vegetable soil
YANG Yang, MENG Denglong, QIN Hongling, et al (6803)
………………………………………………
………………………………………………………………………
Archaea diversity in water of two typical brackish lakes in Xinjiang DENG Lijuan, LOU Kai, ZENG Jun, et al (6811)……………
Abundance and biomass of heterotrophic flagellates in Baiyangdian Lake, as well as their relationship with environmental factors
ZHAO Yujuan,LI Fengchao,ZHANG Qiang,et al (6819)
……
…………………………………………………………………………
Effects of bisphenol A on the toxicity and life history of the rotifer Brachionus calyciflorus
LU Zhenghe, ZHAO Baokun, YANG Jiaxin (6828)
……………………………………………
…………………………………………………………………………………
Effect of incubation temperature on behavior and metabolism in the Chinese cornsnake, Elaphe bimaculata
CAO Mengjie, ZHU Si, CAI Ruoru, et al (6836)
…………………………
…………………………………………………………………………………
Functional and numerical responses of Mallada besalis feeding on Corcyra cephalonica eggs
LI Shuiquan, HUANG Shoushan, HAN Shichou,et al (6842)
……………………………………………
………………………………………………………………………
Stability analysis of mutualistic鄄parasitic coupled system GAO Lei, YANG Yan, HE Junzhou, et al (6848)…………………………
Effect of ultra鄄micro powder qiweibaishusan on the intestinal microbiota and enzyme activities in mice
TAN Zhoujin,WU Hai,LIU Fulin,et al (6856)
………………………………
……………………………………………………………………………………
Review and Monograph
The effects of nitrogen deposition on forest carbon sequestration:a review
CHEN Hao, MO Jiangming, ZHANG Wei, et al (6864)
………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Effect of enhanced CO2 level on the physiology and ecology of phytoplankton
ZHAO Xuhui, KONG Fanxiang, XIE Weiwei, et al (6880)
…………………………………………………………
………………………………………………………………………
Transboundary protected areas as a means to biodiversity conservation SHI Longyu, LI Du, CHEN Lei, et al (6892)………………
Scientific Note
The energy storage and its distribution in 11鄄year鄄old chinese fir plantations in Huitong and Zhuting
KANG Wenxing,XIONG Zhengxiang,HE Jienan,et al (6901)
…………………………………
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Spatial pattern of sexual plants and vegetative plants of Stipa krylovii population in alpine degraded grassland
REN Heng, ZHAO Chengzhang, GAO Fuyuan, et al (6909)
………………………
………………………………………………………………………
《生态学报》2013 年征订启事
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新方法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
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