作者设计和实现了基于树木年轮信息动态估算树木材积生长量模型TGTRing。利用该 模型动态估算了中国红壤丘陵典型区千烟洲三种人工林乔木层的生物量和碳蓄积量。结果表明: 马尾松的年生物量和碳蓄积量的增长曲线分别在林分年龄17 年和18 年左右开始出现拐点, 湿地松、杉木的年生物量和碳蓄积量则均在林分年龄15 年左右开始出现拐点; 20 年的 单位面积生物量和碳蓄积量杉木林最高, 分别为171.697 t/hm2 和92.29 tc/hm2, 其次为湿地松 林, 分别为147.639 t/hm2 (未割脂) 和135.743 t/hm2 (割脂)、80.18 tc/hm2 (未割脂) 和73.72 tc/hm2 (割脂), 马尾松林最低, 为133.84 t/hm2 和73.92 tc/hm2; 平均年生物量和碳蓄积量杉木 林最高, 分别为8.58 t/hm2/yr 和4.61 tc/hm2/yr; 湿地松林次之, 未割脂和割脂湿地松林生物 量分别为7.38 和6.76 t/hm2/yr、碳蓄积分别为4.01 和3.69 tc/hm2/yr; 马尾松林最低, 分别为 6.69 t/hm2/yr 和3.70 tc/hm2/yr; 到2006 年为止, 千烟洲马尾松林乔木层总生物量和碳蓄积量 分别为3324.43 t、14156.64 tc, 杉木林分别1326.97 t、713.27 tc; 湿地松林按未割脂算分别 为14156.64 t 和7688.21 tc, 按割脂算分别为13015.97 t 和7068.78 tc; 千烟洲湿地松人工林 因为割脂原因, 乔木层总生物量损失1140.67 t, 总碳蓄积量损失619.43 tc。
利用内蒙古地区1982-2003 年遥感归一化差值植被指数(NDVI) 数据, 对植被带进行了 分时段的划分, 并以典型草原植被带为例, 分析植被覆盖度时空变化及其与水热因子的关系。 结果表明: 在整个研究期间, 典型草原带的面积呈增加的趋势, 荒漠草原带的面积呈减少的 趋势, 森林带、森林草原带和荒漠带的面积趋势变化不明显。总体上看, 从时段1 (1982- 1987 年) 到时段2 (1988-1992 年) 植被带进化演变的面积占优势, 从时段2 (1988-1992 年) 到时段3 (1993-1998 年) 进化和退化演变的面积相当, 从时段3 (1993-1998 年) 到 时段4 (1999-2003 年) 退化演变的面积占优势。在典型草原带内, 多年平均植被覆盖度具有明显的季节变化, 从5 月上半月返青开始到8 月下半月达到年最大值, 其空间演进以大兴 安岭两翼为中心, 逐渐向东南的西辽河平原和向西的乌兰察布高原扩展。前期降水量与覆盖 度季节增量年际变化之间呈正相关, 显著正相关的区域位于锡林郭勒高原西部和乌兰察布高原, 而气温与覆盖度季节增量年际变化的相关一般不显著。典型草原年最大覆盖度线性趋势 降低与升高的面积分别占52.6%和47.4%, 其中, 呼伦贝尔高原西部边缘以及大兴安岭山麓 两侧的年最大覆盖度呈显著降低的趋势, 而西辽河平原西南部和努鲁儿虎山东段的年最大覆 盖度呈显著升高的趋势。年降水量是影响年最大覆盖度的主要因子, 而年均温对年最大覆盖度的影响不明显。
通过研究我国高山林线的分布高度沿纬度、经度的变化格局,和对高山林线处的温度和基带降水等气候指标的分析,对我国高山林线分布高度与气候因子的关系进行探讨。结果表明:(1) 我国高山林线高度表现出明显的纬向和经向变化,总体趋势是:在北纬30o以北,高山林线高度随纬度升高而下降,下降速率为112 m/度左右;在30oN以南,则表现出较大的东西部差异:在东部,高山林线高度变化不明显,西部则随纬度增加呈上升趋势。在相似的纬度上,高山林线高度呈现出从东向西升高的趋势。高山林线在藏东南的洛隆、丁青、工布江达一带 (约29o~32oN,94o~96oE) 达到4 600 m,为世界最高林线高度,并以此为中心向四周降低。(2) 影响高山林线高度的主导气候因子为生长季温度条件。我国高山林线高度的温度指标为年生物温度3.5 oC,温暖指数14.2 oC·月,生长季平均温度8.2 oC。该指标相应海拔高度的地理差异,导致了我国高山林线高度的纬向、经向变化,和从沿海到内陆林线高度的差异。(3) 降水对高山林线高度有显著影响。在中高纬度地区,相同纬度上干旱区域的高山林线高于较湿润区域,降水量是通过温度间接作用于林线高度的。
通过野外植被调查和室内试验,从1 220份土样中,挑选土壤中的种子,进行分类统计,研究秦岭太白山南坡土壤种子库储量与物种多样性沿海拔梯度的变化。研究结果如下:(1) 太白山南坡土壤种子库中的植物种为172种;从总体上看,土壤种子库中的物种丰富度 (S) 随着海拔的上升呈下降趋势。土壤种子库生物多样性特征表现为在2个海拔段发生较明显的变化:一是从低海拔到中等海拔 (1 500~2 500 m),二是从中等海拔到高海拔 (2 500~3 500 m)。在?琢多样性方面,生态优势度在海拔2 500 m处最大;在海拔2 400 m以下 (包含2 400 m) 的样地中,种子库生态优势度大于海拔2 500 m以上 (含2 500 m) 的样地种子库的生态优势度。 H′(Shannon-Wiener指数)与生态优势度的变化趋势相反。(2) 太白山南坡土壤种子库储量最大值出现在海拔2 600 m的样地,为2.24×104 Ind./m2;种子库储量最小值出现在海拔3 500 m的样地,为4.43×102 Ind./m2。储量沿海拔梯度的变化趋势表现为:在海拔2 600 m以下,种子库储量沿海拔的上升呈逐渐增加的趋势;在海拔2 600 m以上,种子库储量沿海拔的上升呈逐渐下降的趋势。(3) 土壤种子库的种子储量与种子密度的变化规律基本一致。而用单位面积土壤中的种子储量来表示种子库的大小特征比用种子密度来表示更为实用和方便,而且采集具有不同性质的土壤研究种子库,考虑到了土壤性质等因素的影响,更能客观反映土壤种子库的特点。
为探讨区域尺度物种丰富度与地形的关系,利用湖南省地方植物志资料和地形图,借助GIS软件等手段,在定量分析湖南省地形的海拔分异特征的基础上,研究了湖南省种子植物的物种丰富度和物种密度沿海拔梯度的变化趋势,以及他们与地形复杂度的关系,得到如下结果:(1) 随着海拔的升高,科、属、种丰富度和物种密度均呈现先增大后减小的趋势,也即物种丰富度和物种密度均在中海拔地区达到最高;(2) 随地形复杂度的增加,物种丰富度和物种密度呈现先增大后减少的趋势,即中等复杂程度的地形,具有较高的丰富度和物种密度。
沿87o37'09"~88o24'04"E纵穿古尔班通古特沙漠,对44o14'04"~45o41'52"N的范围进行11个样地的地貌景观调查、植被分布参数采集和土壤取样。研究区统计到的植物种数占古尔班通古特沙漠文献资料中植物种数的1/3,出现的植物群落构建了该沙漠大面积成片分布的荒漠植被景观。调查发现,随着宏观生境的空间变化,植物群落作相应的演替。在此基础上,利用因子分析 (PCA)和相关分析 (CA) 查明了沙漠风沙土理化属性,如土壤养分、盐分、水分、碱性 (pH) 等微生境的异质性仅对沙漠植被草本层片的多样性 (PIE草) 产生显著影响。同时,这些微生境因相互拮抗使沙漠环境处于暂时的脆弱平衡之中。
研究表明,塔里木河下游地区共有植物18种,分别隶属于9科、15属。其中藜科 (Chenopodiaceae)、柽柳科 (Tamaricaceae)、豆科 (Leguminosae) 3个科有10种,约占所有种数的56%,反映了干旱区旱生耐盐种类占优势的特点。样地排序结果表明,沿样地CA第一排序轴,所有18个调查样地可划分为3种类型,分别对应3种不同地下水位,即浅地下水位区 (<3 m)、中地下水位区 (3~5 m) 和深地下水位区 (>5 m),不同的植被类型组合亦分别对应不同类型的地下水位。CCA排序表明,影响该地区植物群落分布格局的环境因子主要是地下水位、土壤含水量、土壤pH值。CCA排序分析可将18种植物分为4个组,分别对应于不同的环境因子变化梯度。从管理的角度出发,在塔里木河流域下游地区进行受损生态系统的恢复与重建过程中,要重点考虑到上述提及的主要环境因子,尤其是重视水资源的合理开发与利用,采用适宜的灌溉方式,防止地下水位下降和土壤盐渍化的发生。