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Ecophysiological Characterization of Different Maize (Zea mays L.) Genotypes under Mono- or Inter-cropping Conditions
不同基因型玉米间作复合群体生态生理效应

LI Chaohai,SU Xinhong,SUN Dunli,<br>李潮海,,孙敦立
生态学报 , 2002,
Abstract: 连续两年(1998-1999)根据不同基因型玉米株形的差异和对抗病虫,抗倒伏以及对水分胁迫适应性的差异进行了组合间作试验,结果表明,合理间作的复合群体后期抗逆能力明显提高,其抗病虫,抗倒伏能力和对干旱的适应能力增强,复合群体在后期可维持较高的叶日积(LAI-D),叶绿素(Chl)含量和光合速率(Pn),土地当量比(LER)有所提高,因此有利于实现玉米的高产和稳产。
Seasonal dynamics in leaf area index in three typical temperate montane forests of China:a comparison of multi-observation methods
3类典型温带山地森林的叶面积指数的季节动态:多种监测方法比较

SU Hong-Xin,BAI Fan,LI Guang-Qi,<br>,白帆,李广起
植物生态学报 , 2012,
Abstract: Aims Leaf area index (LAI) is one of the most frequently used parameters for analysis of canopy structure and forest productivity. It can be determined by direct or indirect methods. Sources of errors in indirect LAI measurements with optical instruments include non-photosynthetic components, element clumping, and a topography effect. Our objective was to find an appropriate method for evaluating LAI and its seasonal dynamics in typical temperate montane forest. Methods We examined the applicability of three indirect methods (LAI-2000 plant canopy analyzer, CI-110 plant canopy analyzer and digital hemispherical photograph (DHP)) and one direct method (litterfall) to determine the seasonal dynamics of LAI in three typical temperate forests in Dongling Mountain of Beijing. The forests included a secondary deciduous broad-leaved forest dominated by Quercus mongolica and two plantations (Larix gmelinii var. principis-rupprechtii and Pinus tabuliformis). These represent deciduous broad-leaved forest, deciduous needle-leaved forest and evergreen needle-leaved forest, respectively. The optically-based effective leaf area index (LAIe) values were corrected to eliminate wood elements and clumping effects and then compared with the direct measurement of LAI based on litter collection. Important findings For all the three forests, the LAI seasonal dynamic shows a uni-modal pattern with a peak in July. Optically-based LAIe underestimated the amplitude of the seasonal dynamics. Wood element elimination can strengthen the seasonal sensitivity of LAI, especially in the seasonally distinct deciduous forest. The order of LAIe measured by the three optically-based methods in three stands is LAI-2000 plant canopy analyzer > DHP > CI-110 plant canopy analyzer. There was good correspondence with the direct measurement LAI for the corrected LAI of LAI-2000 plant canopy analyzer and DHP. The correction method based on gap-size distribution was appropriate for the LAI-2000 plant canopy analyzer and the method based on both gap fraction and gap-size distribution for DHP. Considering economics and practical convenience, we recommend DHP for LAI evaluation in these temperate montane forests.
宏观植物生态模型的研究现状与展望
, 桑卫国
植物生态学报 植物生态学报 , 2002,
Abstract: ?概述了3种主要植物生态模型的发展现状:1)种群动态模型,主要模拟在一个生态系统中单个种的植物个体发芽、成长和死亡过程,及其种内竞争和种间相互作用,是研究开发最早的一类生态模型之一。该类模型主要应用于分析植物种群之间相互作用。2)演替模型,主要模拟植物种类(动物与此相伴)在整个生态系统发展过程的变化,包括植被类型的转变和相关的生物地球化学循环过程的改变。可用于研究生物群落对气候变化的响应。3)生态系统模型,是把生态系统当作一个功能整体来模拟的一类模型,主要有以下3类:(1)SVAT模型,主要模拟地表生态系统过程,以BATS、SiB、SiB2和LEAF为代表,多用于气候研究;(2)BGC模型,主要模拟3个关键循环:碳,水和营养物质循环。常用的BGC模型有:FOREST-BGC、BIOME-BGC、CENTURY、TEM、DOLY以及由它们衍生而来的整合模型组;(3)BG模型,模拟群落、生物群区中植物分布,比较具有代表性的BGMs包括BIOMF2和MAPSS,它们主要用于研究因气候变化而引起的生物分布的变迁。最后,结合我们的实际工作展望了生态模型在未来几年内的几个发展方向:1)与基础学科相结合,比如把物候学引入生态模型研究中来,以寻求新的支撑点;2)与现代非线性理论相结合,重新评价模型的假设基础;3)与现代科学技术相结合,利用3S技术和计算机技术为模型的发展提供更强大的技术支持;4)在研究方法上,从还原论转向整体论,尽可能地把生态系统当作一个功能整体来模拟研究。
山地小气候模拟研究进展
, 桑卫国
植物生态学报 植物生态学报 , 2002,
Abstract: ?山地气候是最为复杂的气候类型之一,加上观测点少,气象资料比较缺乏,研究的难度很大,采用模型模拟的方法对山地气候进行研究是气象和生态学的交叉领域,得到气象和生态学者的广泛重视。目前,山地小气候模型模拟已得到很大的发展,作者从温度、降水、湿度、太阳辐射和风场5个方面综述了国内外在这方面的研究进展:1)温度场的模拟主要是以分离&综合法改进后的多元回归法为主;2)降水模拟的方法主要有地形因子相关法(又可分为单要素、双要素、三要素和多要素)和趋势面法;3)关于湿度,一般气象站只观测水汽压和相对湿度,但一般的生态系统模型却是以水气压饱和差来表征湿度的,用湿度-辐射循环法模拟;4)太阳辐射的模拟很复杂,主要以直接辐射、散射辐射、反射辐射和总辐射分别来模拟;5)风场主要模拟方法有诊断方法和预报方法。以上对山地小气候的模型模拟总的特点为:区域性强、经验性大、普适性(理论性)差。同时,我们根据实际研究工作,展望了未来山地气候中小尺度模拟研究的两个侧重点:1)今后要综合、动态地模拟山地小气候系统,用现代理论尤其是非线性理论来研究山地气候,以加强理论方面的研究;2)加强对先进技术(例如GIS、RS等)的吸收利用。
模拟蒙古栎林生态系统碳收支对非对称性升温的响应
,李广起
科学通报 , 2012, DOI: 10.1360/972012-236
Abstract: 夜间最低气温与白天最高气温的非对称性升高现象普遍存在于北半球.应用BIOME-BGC模型模拟了北京东灵山地带性植被蒙古栎林生态系统碳收支在多种气候变化情景下的变化趋势,通过协方差分析探讨非对称性升温对暖温带落叶阔叶林生态系统固碳的潜在效应.结果表明,当大气CO2浓度不变时,对称性升温对GPP和NPP影响不大,但促进了Rh;蒙古栎林生态系统为一个较强的碳源,而非对称性升温则显著地提高了GPP,NPP和Rh,只是Rh的变化幅度较小,碳源功能随着升温不对称性的不断加强而减弱.当大气CO2浓度和气温同时升高时,两者的正交互作用显著地提高了GPP,NPP和Rh,但Rh的变化幅度较小,蒙古栎林生态系统转变为一个较强的碳汇,且随着升温幅度及其不对称性的不断加强,各通量变化幅度增大,碳汇功能不断加强.总之,非对称性升温较对称性升温更有利于蒙古栎林生态系统的碳吸收.鉴于此,推测基于平均气温变化的估算都可能在一定程度上高估了暖温带落叶阔叶林生态系统对气候变暖的正反馈.但该模型模拟的结果还没有得到相应观测和实验的证实.强调今后只有采用协同方法,充分考虑最低气温、最高气温和平均气温各自的生态效应及其与其他生态因子的交互作用,才能更加真实地评价非对称性升温现实世界中森林生态系统的碳源/汇功能.
基于spei的北京低频干旱与气候指数关系
,李广起?
生态学报 , 2012,
Abstract: 干旱是北京地区发生最频繁、波及面积最大、持续时间最长的一种自然灾害。基于1868—2010年每月的降水和平均气温数据,应用综合了降水和气温变化共同效应的新的干旱指标标准化降水蒸散指数(spei)定量描述北京地区的干湿状况,并利用历史旱灾记录对其进行验证;采用连续小波转换(cwt)分析近150a来的干旱振荡特征,并利用交叉小波变换(xwt)探论了干旱与大尺度气候因子之间的关系。结果表明:1)spei揭示的干旱与历史记录比较吻合,证明该指数可以在多时间尺度上有效地反映北京地区旱涝程度及其持续时间;2)北京地区干旱具有80—120个月年际尺度和250个月、480个月年代际尺度的周期振荡,呈现了同大尺度气候因子相似的变化特征;3)北京干旱变化与四大气候因子存在着多时间尺度的显著相关性,spei和北大西洋涛动(nao)、北极涛动(ao)、太平洋涛动(pdo)都具有100—120个月和250个月的年代际主共振周期,而spei和厄尔尼诺-南方涛动(enso)在整个研究期内都表现出极显著的32—64个月年际主共振周期,同时spei与4个气候因子在共振周期上均体现出比较明确的时滞特征(2—6月不等)。因此,可以基于大尺度气象因子结合spei预测北京地区未来的干旱变化。
SIMULATION AND ANALYSIS ON FUTURE CARBON BALANCE OF THREE DECIDUOUS FORESTS IN BEIJING MOUNTAIN AREA, WARM TEMPERATE ZONE OF CHINA
北京山区3种暖温带森林生态系统未来碳平衡的模拟与分析

LIU Rui-Gang,LI Na,SU Hong-Xin,SANG Wei-Guo,<br>刘瑞刚,李娜,,桑卫国
植物生态学报 , 2009,
Abstract: 使用LPJ-GUESS植被动态模型,在北京山区研究了未来100 a以辽东栎(Quercus liaotungensis)为优势种的落叶阔叶林、以白桦(Betula platyphylla)为主的阔叶林和油松(Pinus tabulaeformis)为优势种的针阔混交林的碳变化,定量分析了生态系统净初级生产力(NPP)、土壤异养呼吸(Rh)、净生态系统碳交换(NEE)和碳生物量(Carbon biomass)对两种未来气候情景(SRES A2和B2)以及相应大气CO2浓度变化情景的响应特征.结果表明:1)未来100 a两种气候情景下3种森林生态系统的NPP和Rh均增加,并且A2情景下增加的程度更大;2)由于3种生态系统树种组成的不同,未来气候情景下各自NPP和Rh增加的比例不同,导致三者NEE的变化也相异:100 a后辽东栎林由碳汇转变为弱碳源,白桦林仍保持为碳汇但功能减弱,油松林成为一个更大的碳汇;3)3种森林生态系统的碳生物量在未来气候情景下均增大,21世纪末与20世纪末相比:辽东栎林在A2情景下碳生物量增加的比例为27.6%,大于B2情景下的19.3%;白桦林和油松林在B2情景下碳生物量增加的比例分别为34.2%和52.2%,大于A2情景下的30.8%和28.4%.
3类典型温带山地森林的叶面积指数的季节动态:多种监测方法比较
, 白帆, 李广起
植物生态学报 植物生态学报 , 2012, DOI: 10.3724/SP.J.1258.2012.00231
Abstract: ?叶面积指数(leafareaindex,LAI)是定量描述冠层结构的最有效指标之一。鉴于森林冠层三维结构的高度复杂性和异质性,迄今仍没有形成统一标准的LAI测量方法。该文利用LAI-2000冠层分析仪、CI-110冠层分析仪和半球摄影法(digitalhemisphericalphotograph,DHP),对北京东灵山地区以蒙古栎(Quercusmongolica)为主的落叶阔叶林、华北落叶松(Larixgmeliniivar.principis-rupprechtii)林和油松(Pinustabuliformis)林的有效叶面积指数(effectiveleafareaindex,LAIe)进行了动态监测,探寻其季节变化规律。为准确地估算温带山地主要森林类型的LAI,对光学仪器测量值进行了去除木质成分、聚集效应等校正,与基于凋落物收集法的相应实测值进行了比较分析。结果表明:3种典型森林在生长季期间叶片生长均呈现单峰型;3种光学仪器测量方法的同期LAIe数值大小顺序为:LAI-2000冠层分析仪>DHP>CI-110冠层分析仪。光学仪器的直接测量值LAIe包含了木质成分的贡献,钝化了季节动态的变化幅度,这对有明显季节交替的落叶林尤为突出。经校正,LAI-2000冠层分析仪和DHP的测量值与实测值都表现出显著的相关性,其中LAI-2000冠层分析仪最适于采用基于空隙大小的校正方法,而基于空隙度和空隙大小的综合算法则是校正DHP的最佳选择。结合经济成本和野外实际操作等因素考虑,DHP具有更大的推广优势,特别适用于温带山地落叶林。
模拟夏季干旱对东灵山森林植被动态的影响
李亮, , 桑卫国
植物生态学报 植物生态学报 , 2011, DOI: 10.3724/SP.J.1258.2011.00147
Abstract: ?应用LPJ-GUESS植被动态模型,在耦合不同物种的干旱响应策略的基础上,研究了夏季干旱化对东灵山地区森林植被的物种组成及其功能的影响。结果表明,在气候变暖、降水减少、CO2浓度升高的情况下,无论树种采取何种策略,东灵山暖温带森林的总净初级生产力和生物量都有增加的趋势,降水在未来近一个世纪内尚未成为本地区植被生长的限制因子。但森林植被的树种组成与树种的干旱响应策略密切相关,不耐旱的物种核桃楸(Juglansmandshurica)的生物量水平在长期干旱条件下并没有降低,而耐旱的物种辽东栎(Quercusliaotungensis)在受到干旱化长期影响时,其生物量有下降的趋势。这种响应策略也会导致植被蒸散等生态系统水分循环过程的差异。因此,降水变化对森林生态系统影响的长期模拟研究应该考虑物种对干旱的不同响应策略。
东灵山暖温带落叶阔叶林生物量和能量密度研究
桑卫国, , 陈灵芝
植物生态学报 植物生态学报 , 2002,
Abstract: ?研究了辽东栎(Quercusliaotungensis)林生物量、能量分配和能量密度过程,结果表明,辽东栎林的生物量在60~200t·hm-2之间,乔木层的生物量在50~160t·hm-2之间,在林分中所占比例为80%~98%,辽东栎生物量在林分中所占比例从40%到100%,净初级生产力从,5t·hm-2·a-1到24t·hm-2·a-1。辽东栎群落能量现存密度为83000kcal·m-2,其中乔木层占96.65%、灌木层占3.12%、草本层占0.23%。乔木层中各器官能量密度排列顺序是树干>树根>树枝>树叶,比例是4:3:2:1,灌木层中,各器官能量密度顺序是干>枝>根>叶。最后给出了该类森林生态系统变化的生物量和能量概念模式,为下一步建立抽象的数学模型,建立可操作能实用的计算机模拟模型打下了基础。
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