通过野外调查测定,研究了六盘山林区天然次生林(杂灌林、山杨和辽东栎林)、农田、草地和人工林(13、18和25年生华北落叶松)植被活体生物量的C贮量。结果表明,天然次生林植被地上生物量C贮量为14.93～25.92 t.hm-2,根系为6.50～7.55 t.hm-2;人工林地上为11.97～45.39 t.hm-2,根系为6.48～7.64 t.hm-2;农田和草地地上分别为0.83和1.09 t.hm-2,根系分别为0.49和1.61 t.hm-2。植被活体生物量C年均积累量,天然次生林地上为2.97～5.15 t.hm-2.a-1,根系为1.67～2.86 t.hm-2.a-1;人工林地上为5.07～6.49 t.hm-2.a-1,根系为1.90～2.10 t.hm-2.a-1;农田与草地地上分别为0.83和1.09 t.hm-2.a-1,根系分别为1.38和1.03 t.hm-2.a-1。在生长季,草本地上部分C积累呈逐步增长趋势,最高峰在9—10月,10月后下降。细根生物量C的积累量,天然次生林在5、6、9月较高,草地在8月份较低,农田在7和9月较高,人工林在5、9和10月较高。

运用凋落物野外分解模拟实验的方法,对北亚热带地区6种主要森林类型凋落物分解过程中有机碳的变化进行了研究,结果表明: (1) 6种土地利用类型森林凋落物分解过程中,有机碳相对含量在分解初始阶段都呈现增加的趋势,表现为凋落物有机碳相对含量的积累过程;分解开始的第3～4个月后,凋落物有机碳相对含量下降;经过1 a的分解周期以后,粗放经营毛竹林凋落物有机碳相对含量变化最大,下降11. 7%; (2)集约经营毛竹林凋落物有机碳数量从分解开始就减少,而其它几种类型分解初期有机碳数量都表现一个净积累的过程,然后才逐步释放;经过1 a分解周期以后,粗放经营毛竹林凋落物53. 8%的有机碳净释放;凋落物有机碳释放速率由高到低的顺序为:粗放经营毛竹林、早竹林、杉木林、天然次生林、集约经营毛竹林、马尾松林; (3) 6种土地利用类型森林凋落物在分解过程中,有机碳剩余率随时间变化的模型都极其显著地符合分解指数模型,因此都可以用指数方程表达; ( 4)影响凋落物分解的环境因子所发挥的作用不尽相同,凋落物的分解速率和温度之间呈现显著的正相关关系。

对农田营造早竹林后不同年限土壤有机碳变化规律的研究结果表明:(1)竹林3年生时,各层次土壤有机碳含量都呈现下降的趋势,其中表土层(0～30 cm)下降幅度最大;竹林满园后,由于采取了集约经营措施,竹林土壤有机碳含量迅速回升,至9年生时,各层次土壤有机碳含量都超过了农田相应层次水平,但是12年生时竹林各层次土壤有机碳含量又呈现下降趋势。(2)土壤有机碳密度变化和土壤有机碳含量相似,竹林3年生时各层土壤有机碳密度均呈现下降趋势;6年生时,除了0～30 cm土层继续下降外,其余各层次有机碳密度都增加;至9年生时,有机碳密度都超过相应农田各层土壤有机碳的密度;12年生时,各层土壤有机碳密度都呈现下降趋势。(3)3年生竹林土壤有机碳储量下降了近22%;以后土壤有机碳储量均逐渐增加,9年生竹林,土壤有机碳储量要超过农田土壤有机碳的储量;12年生时竹林有机碳储量下降,但是依然高于农田土壤有机碳的储量。

利用野外调查的方法,研究了北亚热带地区土地利用变化对土壤有机碳的垂直分布特征及储量的影响。研究结果表明: (1)除茶园土壤外,不同林分土壤有机碳含量均以0～10 cm土层最大,随着土层深度的增加,含量总体表现为下降的趋势;茶园土壤有机碳含量在0～30 cm土层范围内增加, 30 cm以后表现下降的趋势; (2)次生林转变成农耕地以后土壤有机碳含量平均下降21. 1% ,而转变成集约经营早竹林后,土壤有机碳含量平均下降近48. 5%; 1m深度以内,土壤有机碳平均含量由高到低的顺序为:茶园、灌木林、次生林、粗放经营毛竹林、集约经营毛竹林、马尾松林、农耕地、杉木林和早竹林; (3)土壤有机碳储量随土层深度变化的趋势和土壤有机碳含量变化趋势基本一致;次生林转变成长期经营的农耕地后,土壤有机碳储量下降22. 5% ,而转变成长期集约经营早竹林后土壤有机碳储量则下降51. 4%; 9种土地利用类型中,土壤有机碳储量由高到低的顺序为:茶园、灌木林、次生林、粗放经营毛竹林、马尾松林、农耕地、集约经营毛竹林、杉木林和早竹林。

对江西大岗山17年生杉木人工林树冠内不同年龄针叶面积(NA)、叶面积密度(NAD)的垂直、水平和二维空间分布以及当年生针叶面积及其密度分布的季节动态进行了测定和模拟。结果表明,生长盛期杉木单个树冠平均NA为25.42m2,平均NAD为2.2727m2·m-3,其中2年生及其以上老叶(简称2年生)大于1年生,1年生大于当年生。NAD的水平和垂直分布均可用β分布函数表达,而相对冠高和冠径的二次趋势面表达式可很好地描述NAD二维空间分布。树冠内NAD在冠中上部枝的中前部最大,但不同年龄NAD的分布不同,当年生针叶更接近于树冠顶部和最外层,1年生针叶最大NAD位于树冠中部枝的中前部,2年生针叶最大NAD出现于树冠中下部枝的中部。随着林龄的增加,累积叶面积指数降低,NA在树冠中的垂直分布重心向上移动。当年生针叶干质量和NA的季节生长进程适合Logistic方程。生长末期树冠内平均NA和NAD可达29.4243m2和2.6307m2·m-3.