| 单词 | 粗木质物残体生态研究 |
| 释义 | 【粗木质物残体生态研究】 粗木质物残体简称CWD，是森林生态系统或溪流生态系统中残存的一定直径大小的站杆、倒木、枝桠及根系等死木质物的总称，倒木往往是CWD中最主要的组成成分。为了便于实际调查研究，一般把CWD最小直径定为2．5cm或10．0cm。 粗木质物残体的研究，最早可追溯到20世纪初，主要是森林病理学家和昆虫学家，他们研究倒木上起分解作用的微生物和昆虫的种类、演替及外界环境因子对分解者的影响。1923年，美国J．S．Boyce发表了一篇关于昆虫在松树倒木上分解作用的文章。1925年，S．A．Graham研究倒木分解昆虫寄生部位与外界因子关系后指出：养分、水分和温度条件，是决定昆虫在腐烂倒木上寄生部位的主要因子。CWD早期工作的另一方面是倒木对森林天然更新的作用和不同腐烂程度倒木微生境上植物演替的研究。总体上看，CWD早期研究工作比较零碎，对CWD生态功能的认识也很肤浅。70年代以来，随着生态系统生态学的发展，Fogel等人根据花旗松立木倒下后的外表特征提出了划分倒木腐烂级的五级划分系统，并开展了倒木养分的研究。1973年，B．W．Cornaby等研究了分解倒木上微生物的固氮作用。同年，Russell提出倒木上的分解生物就是养分库的观点。CWD分解模型和分解速率等定量工作，也成为研究的重点，并且从生态系统的角度开始阐述CWD在生态系统物理循环和能量流动中的作用。1986年，《生态学研究进展》发表了粗木质物残体研究综述文章——《温带生态系统CWD生态学》，系统地介绍了CWD研究工作日趋成熟和完善，同时也表明CWD的研究开始受到国际生态界同行们的广泛关注。CWD的研究层次 主要是在生态系统水平上，同时在景观水平上也开始了一些研究工作。从生态系统层次看，CWD研究主要从天然温带森林生态系统，逐渐开始扩延到次生林、溪流、入海口和海岸生态系统，旨在不同生态系统中比较和研究CWD的生态功能。从景观层次看，CWD的研究开始运用景观生态学整体性的思想方法，在具异质性的景观背景上，研究CWD的功能，主要探讨CWD在现有景观形成、演变中的作用。CWD研究层次的提高，与景观生态学的迅猛发展是密不可分的。CWD研究的地理区域 开始主要局限于美国西北部的针叶林，后来加拿大、墨西哥、中国和欧洲数国都陆续开始了CWD的研究。美国CWD的研究区域从西北部的针叶林扩展到东部的阔叶林；从温带延伸到亚热带、热带；从天然林扩延到次生林。加拿大和中国主要开展温带森林生态系统CWD的研究。墨西哥在热带雨林中布置了倒木长期分解实验。中国和美国还开展了针叶林和混交林中CWD生态功能的比较研究。因此，CWD研究的地理区域很广，不同国度、不同气候带的不同森林型都有CWD的研究。CWD研究的主要内容 包括(1)CWD形成过程。指生态系统或景观层次CWD的来源和数量。以森林生态系统为例，CWD形成过程包括林木死亡率，不同类型的CWD如倒木、站杆的输入率等定量指标及林木致死原因和CWD输入方式等定性分析。(2)CWD分解过程：包括研究不同类型CWD的分解速率、分解速率模型及影响CWD分解速率的生物的和非生物的因子。确定CWD分解速率，是CWD研究中的重点和难点。确定分解速率的方法有长期实验观测法、空间取代时间法、CWD输入量与CWD总生物量比值法等。用数学模型拟合CWD分解过程中重量、密度或营养元素的变化，是CWD分解定量研究的特点和方向。综观粗木质物残体分解速率模型，指数衰减模型最为适用，而渐近线模型、线性模型、二次曲线模型和幂函数模型几乎不适用。指数衰减模型包括单项指数衰减模型、双项指数衰减模型、多项指数衰减模型和两个指数衰减模型的变型。单项指数衰减模型最早是Jenny等(1949)研究枯枝落叶分解后提出的，迄今它是CWD分解研究中应用最普遍的模型。但它是建立在CWD各部分均以相同速率分解的基础上的。为此，Mindenma(1968)提出了双项的和多项的指数衰减模型，把CWD分成两部分或3部分，每一部分都以一定的分解速率呈单项指数衰减模型分解。(3)据国外CWD研究和中国长白山CWD调查发现，CWD是温带森林生态系统的重要组成部分，CWD的存在，给生态系统增添了结构和生境多样性、生物多样性和功能多样性。CWD在森林生态系统中起着极为重要的作用，这些作用至少包括：贮藏养分和碳素；动植物生境；涵养水源和减缓水土侵蚀；影响土壤形成等。综观国外CWD研究，主要发展趋势有以下3方面。1．跨区域CWD生态功能的比较研究：进行不同区域、不同生态系统间CWD生态功能的比较研究，有助于客观认识CWD的作用规律。现在美国长期从事森林生态系统研究的3个野外站，都将开始不同森林生态系统CWD的比较研究。未来几年中，我国东北地区与美国西北部，将继续进行CWD生态功能的比较研究。这些都反映了跨区域CWD的比较研究将是CWD研究的一大趋势。2．CWD生态功能定量化与模型化：虽然CWD在许多森林生态系统结构和功能方面起着重要的作用，但CWD生态功能的描述，大多仅仅停留在定性化水平上，定量化不够，模型预测功能变化的能力弱。如果建立了生态系统养分循环模型，且模型包含倒木分室，这样就可以预测增加或减少倒木量对生态系统作用行为，所以CWD生态功能定量化与模型化是未来CWD研究发展趋势之一。3．CWD合理经验对策研究：CWD的研究，对传统的森林经营模式提出了挑战。传统的森林经营思想把CWD看成是一堆易引起病虫和林火的废物，因此片面强调清理站杆和倒木。研究表明，CwD不是废物，而是一种资源，所以合理经营CWD就显得极为重要。生态林业强调保留林中的CWD，但对于一系列具体的CWD经营措施，如针对CWD生态功能多样性、生态系统应保留多少倒木和站杆、倒木和站杆的空间分布格局如何等等许多实际经营问题都有待于进一步的研究。中国CWD研究工作仅仅起步，研究区域仅仅集中于长白山，研究层次主要是在生态系统水平上开展的。中国最早的CWD研究工作是中国科学院沈阳应用生态研究所的程伯容与英国陆地生态所的O．W．Heal博士，他们研究了采伐迹地长白落叶松和红松伐桩的分解过程(1983)，而后郝占庆(1988)开展了倒木在岳桦云冷杉林天然更新中的作用研究。1988年，陈华等与美国俄勒冈州立大学合作，选择了长白山主要森林类型红松针阔混交林与美国安珠试验站的云冷杉林，开展了两种森林生态系统CWD生态功能的全面比较研究，加强了CWD生态功能的认识，同时也提高了研究水平。中国幅员辽阔，横跨寒温带、温带、亚热带和热带，具有各种各样的森林类型，但有许多未知世界值得探讨和研究，因此，CWD研究的前景十分广阔。【参考文献】：1 郝占庆，等．木质物残体在森林生态系统中的功能评述，生态学进展，1989，6：179～1832 Boyce J S．Thedeterioration of felled western yellow pine on insect control projects，USDA Agri．Bull．US Gov．Print，Washington，D．C．1923．1140(中国科学院沈阳应用生态研究所陈华硕士、徐振邦研究员撰) |
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