海南尖峰岭热带山地雨林更新林生物量动态及其与水分因子的关联性
由于全球气候变化加剧，生态系统的结构和功能也随之发生改变，因此关于陆地生态系统对气候变化的响应研究越来越受到重视。热带森林作为全球最为重要的陆地生态系统之一，在当前气候变化背景下，其碳循环动态对于全球碳平衡状况及碳收支估算具有重要的影响作用。本研究利用尖峰岭热带山地雨林更新林长期样地(P8401、P8402、P8901)自1984至2013年的清查数据，使用广义加性模型(Generalized Additive Models)模拟生物量动态特征;通过尖峰岭天池气象站长期气象资料分析极端气候环境因子评价指数动态特征，包括水分最大亏缺指数(Maximum Climatological Water Deficit)以及不同等级暴雨事件;并基于相关性分析，比较了生物量净变化及死亡生物量与极端气候环境因子评价指数的关联性，试图探求尖峰岭热带山地雨林更新林固碳能力的环境驱动机理。 主要研究结果如下: (1)基于长期样地清查数据显示，从1984～2013年尖峰岭山地雨林更新林平均碳密度年变化率为0.71±0.22 Mg·C·hm-2·a-1，属于碳汇速率较高的热带森林类型。其生物量密度在逐年增长，但生物量净变化在逐年减少，表示尖峰岭山地雨林更新林的碳汇能力正在逐渐减弱。这主要是由于死亡生物量的显著(P＜0.01)增加所导致的，死亡生物量的增加与死亡个体数及死亡个体生物量显著(P＜0.05)增加有关。而新增生物量、新增个体数均呈显著(P＜0.01)的增加趋势，新增个体平均生物量呈增加趋势。与死亡生物量年际变化较为均一相比，新增生物量、新增株数以及新增个体平均生物量存在明显的年际波动。样地内活立木总个体数表现为持续减少的趋势，而活立木个体生物量则呈显著(P=0.0014)增加趋势。 (2)通过日、旬、月三个时间尺度描述尖峰岭1980～2013年的水分最大亏缺指数（MCWD值）的动态特征。结果表明:在日时间尺度下，MCWD值有一个持续的减少趋势，而在旬与月时间尺度下，MCWD值呈现出持续增加的变化趋势。 通过研究尖峰岭1980～2013年不同等级暴雨事件年暴雨总量及暴雨天数的动态特征。结果表明:在50 mm暴雨等级及100 mm暴雨等级两个尺度范围内，年总暴雨降水量基本保持动态平衡;而在50mm暴雨等级尺度下，年总暴雨天数有一个弱增加趋势，在100mm暴雨等级尺度下，年总暴雨天数呈现出减少趋势。 (3)干旱是导致尖峰岭山地雨林更新林生物量显著减少的主要驱动因素之一。相关分析显示，MCWD值与生物量净变化呈显著负相关关系(P＜0.01)，与死亡生物量呈显著正相关关系(P＜0.01)。 不同等级暴雨事件的暴雨雨量与生物量净变化及死亡生物量的相关性都存在一个临界阈值，表示只有在暴雨雨量高于一定临界值后，与死亡生物量才会呈现显著正相关关系(P＜0.01)，与生物量净变化呈现显著负相关关系(P＜0.01)。
热带山地;雨林更新林;生物量;水分因子;环境驱动
中国林业科学研究院
硕士
森林生态学
陈德祥
2018
中文
S718.5
74
2018-11-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）