2011-2020年川中丘陵區(qū)典型人工榿柏混交林凋落物回收量月動態(tài)數(shù)據(jù)集

高美榮，王小國*

1.中國科學(xué)院、水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所，成都 610041

2.中國科學(xué)院山地表生過程與生態(tài)調(diào)控重點實驗室，成都 610041

數(shù)據(jù)庫（集）基本信息簡介

數(shù)據(jù)庫（集）名稱 2011-2020年川中丘陵區(qū)典型人工榿柏混交林凋落物回收量月動態(tài)數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)作者 高美榮、王小國數(shù)據(jù)通信作者 王小國（xgwang@imde.ac.cn）數(shù)據(jù)時間范圍 2011-2020年地理區(qū)域地理區(qū)域為川中丘陵區(qū)的榿柏混交林人工林地，產(chǎn)生數(shù)據(jù)的林地觀測場位于四川省綿陽市鹽亭縣大興鄉(xiāng)林園村，鹽亭站綜合觀測場林地樣地內(nèi)。鹽亭站榿柏混交觀測場面積為36.5 m×36.5 m，經(jīng)度范圍：105.4564°E-105.4568°E，緯度范圍：31.2753°N-31.2754°N。數(shù)據(jù)量 0.043 MB數(shù)據(jù)格式 *.xlsx數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)址 http://www.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00288基金項目 科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項項目（2017），中國南北過渡帶綜合科學(xué)考察（2017FY100900）。數(shù)據(jù)庫（集）組成在對鹽亭站人工榿柏混交林樣地的森林凋落物長期定位觀測基礎(chǔ)上，整理了2011-2020年典型人工榿柏混交林凋落物回收量月動態(tài)數(shù)據(jù)，凋落物按葉、枝、果（包括脫落的種子）分組，形成樣地和樣點的凋落物月動態(tài)2個數(shù)據(jù)表，用戶可以按照采集時間和凋落物器官進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索。

引 言

我國亞熱帶地區(qū)存在的森林類型是全球同緯度特有的重要森林生態(tài)系統(tǒng)，對全球陸地生態(tài)系統(tǒng)碳貯存發(fā)揮著重要貢獻(xiàn)。川中丘陵區(qū)位于長江上游的四川盆地中部，范圍為長江以北，劍閣、蒼溪、儀隴等縣以南，龍泉山以東、華鎣山以西，是中國最典型的盆中丘陵區(qū)。本區(qū)在植被區(qū)劃中屬于亞熱帶常綠闊葉林亞區(qū)中的中亞熱帶常綠闊葉林。由于歷史上的大規(guī)模人工采伐，原有的植被類型破壞殆盡。為治理水土流失和改善環(huán)境，自20世紀(jì)70-90年代，該區(qū)域區(qū)陸續(xù)營造了大面積榿柏混交林，到1996年底合計營造防護(hù)林1733 000 hm2，形成了典型的川中丘陵區(qū)林地和農(nóng)地交錯鑲嵌的農(nóng)林復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)分布格局。目前該區(qū)域廣泛分布榿柏混交林及由混交林演替而成的純柏林等人工林，該模式也成為了長江上游防護(hù)林體系工程的典型模式。但是，榿柏混交林在經(jīng)歷了幾十年的演替，其生態(tài)系統(tǒng)在群落結(jié)構(gòu)、生物多樣性、生態(tài)功能，以及抗病蟲害能力方面都出現(xiàn)了退化現(xiàn)象[2]，暴露出了嚴(yán)重的脆弱性特征。

森林凋落物（Forest litter）是指森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，由生物組分產(chǎn)生的并歸還到林地表面，作為分解者的物質(zhì)和能量的來源，借以維持生態(tài)系統(tǒng)功能的所有有機(jī)物質(zhì)總稱[3]。森林凋落物是森林生產(chǎn)力的重要組成部分，是森林生態(tài)系統(tǒng)生物產(chǎn)量、養(yǎng)分循環(huán)和能流研究中一項極為重要的指標(biāo)[4]，也是森林生態(tài)學(xué)、生物地球化學(xué)及森林土壤學(xué)的研究對象。森林凋落物的收集與準(zhǔn)確定量測定是研究森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的重要手段。

四川鹽亭農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站作為中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)（CERN）和國家野外科學(xué)觀測研究站網(wǎng)絡(luò)（CNERN）成員，其代表了中亞熱帶四川盆地紫色土農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，一直關(guān)注著該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的研究。鹽亭站地處四川盆地中部，氣候?qū)僦衼啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候區(qū)，年均溫17.5℃，年均降雨量826 mm，無霜期290天。中深丘地貌，出露巖層為侏羅紀(jì)系上部蓬萊鎮(zhèn)組、白堊系底部城墻巖群紫色砂泥巖，土壤為非地帶性紫色土。主要森林植被類型為人工柏樹林或榿柏混交林。自20世紀(jì)70年代，鹽亭生站的科研人員就與鹽亭縣政府開展榿柏木混交林試驗研究與示范，試驗區(qū)目前森林覆蓋率達(dá)40%。但經(jīng)過長時間演替，大部分榿木已死亡，現(xiàn)逐漸演化為純柏林。本數(shù)據(jù)集通過整理集成了2011-2020年川中丘陵區(qū)人工榿柏混交林凋落物各組分（枝、葉、果等）回收量的月動態(tài)實測數(shù)據(jù)，同時附錄了該樣地2011-2020年部分氣象輻射因子月值數(shù)據(jù)和2006年不同部位凋落物的養(yǎng)分含量，為深入研究該植被類型的凋落物動態(tài)特征提供本底資料，為長江上游防護(hù)林森林生態(tài)系統(tǒng)的林分特征、物質(zhì)循環(huán)等研究提供數(shù)據(jù)支持。

1 數(shù)據(jù)采集和處理方法

1.1 數(shù)據(jù)采集

1.1.1 樣地描述

試驗林地為1972年栽植的榿木（Aldercremastogyne）和柏木（Cypressesfineries）混交林，初始栽植密度4000-6000 株/hm2，混交林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)過長時間演替，大部分榿木已死亡，現(xiàn)逐漸演化為純柏林。林下灌木主要有黃荊（Vitexnegundo）、馬桑（Coriariasinica）、刺梨（Rosaroxburghii）、栓皮櫟（Quercusvariablilis）等，草本多為禾本科（Gramineae）、莎草科（Cyperaceae）、菊科（Compositae）、唇形科（Labiatae）和豆科（Leguminosae）等植物[5]。

凋落物的回收采集試驗布置在鹽亭站人工榿柏混交林林地輔助觀測場（YGAFZ06）。該觀測場1994年建立，位于山坡上部。樣地概況見表1。

表1 樣地基本信息

1.1.2 凋落物采集

依照《陸地生態(tài)系統(tǒng)生物觀測指標(biāo)與規(guī)范》[6]，在鹽亭站人工榿柏混交林林地輔助觀測場隨機(jī)布設(shè)5個1.0 m×1.0 m固定的網(wǎng)狀凋落物收集框（如圖1），收集框中心距離地面高度為1.0 m，用支架固定使收集框保持水平狀態(tài)，上坡方向的框架邊至少距地面30 cm左右。從2010年開始，于每月月底收集框架內(nèi)凋落物，帶回實驗室后分揀成枯枝、枯葉和果實3組，分別在65℃下烘干至恒重，稱取干重并記錄到森林植物群落凋落物回收量季節(jié)動態(tài)記錄表中。

圖1 凋落物觀測樣地圖

1.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理主要包括兩個過程：一是野外取樣和室內(nèi)烘干稱重的信息記錄、完善及檢查；二是將數(shù)據(jù)原始記錄錄入設(shè)計好的電子表格并進(jìn)行檢查，確認(rèn)原始記錄表和電子版數(shù)據(jù)表的一致性，按照需求進(jìn)行分析計算，獲得可用的數(shù)據(jù)指標(biāo)。

在野外取樣過程中，每清理分揀完一個凋落物框時，記錄調(diào)查時間、樣方信息、相關(guān)情況說明等，依據(jù)歷史經(jīng)驗進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)核，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正；完成稱重后，及時對原始記錄表進(jìn)行信息補(bǔ)充和完善；將原始紙質(zhì)記錄數(shù)據(jù)錄入計算機(jī)形成電子版原始記錄過程中，對數(shù)據(jù)進(jìn)行自查，保證數(shù)據(jù)的一致、真實和可靠。根據(jù)數(shù)據(jù)指標(biāo)，依據(jù)逐次的記錄，計算得到凋落物量的季節(jié)（月）動態(tài)及年總凋落物量，并可換算成單位面積的平均量等。

2 數(shù)據(jù)樣本描述

表2對數(shù)據(jù)集中包含的字段名及其標(biāo)識符、數(shù)據(jù)類型和量綱等作了相應(yīng)定義和說明。

表2 2011-2020年凋落物回收量月動態(tài)數(shù)據(jù)表字段涵義

另外，為方便本數(shù)據(jù)集使用者的研究，附錄了該樣地2011-2020年部分氣象輻射因子月值數(shù)據(jù)和2006年不同部位凋落物的養(yǎng)分含量。但在此不對該兩部分?jǐn)?shù)據(jù)做詳細(xì)的闡述。

3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和評估

本數(shù)據(jù)集的構(gòu)建過程主要包括：野外樣地調(diào)查，凋落物收集、分揀、烘干和稱重，數(shù)據(jù)收集、記錄、整理、錄入和分析計算，數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與評估，最后生成具有時間序列和主題目標(biāo)意義明確的數(shù)據(jù)集。每個環(huán)節(jié)均依據(jù)中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)（CERN）相關(guān)監(jiān)測規(guī)范，從取樣前期準(zhǔn)備、取樣過程到取樣后分揀、烘干、稱重，以及最后的數(shù)據(jù)錄入，觀測人員都需要經(jīng)過技術(shù)講解和實地操作的培訓(xùn)，每年數(shù)據(jù)匯總?cè)霂爝€要經(jīng)過專家審核驗證，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。

本數(shù)據(jù)集的具體質(zhì)量控制措施為：（1）凋落物的收集方法完全按照《陸地生態(tài)系統(tǒng)生物觀測指標(biāo)與規(guī)范》[6]；（2）室內(nèi)處理方面，將按器官分類的烘干后的凋落物使用同一天平重復(fù)稱量 3次，取其平均值作為該樣方的凋落物干重。判斷凋落物已恒重的標(biāo)準(zhǔn)是凋落物重量的變化范圍控制在±0.05 g，并保證天平的穩(wěn)定和清零；（3）紙質(zhì)版數(shù)據(jù)錄入電腦后，進(jìn)行2次自查和換人檢查，發(fā)現(xiàn)有遺漏及時糾正；（4）紙質(zhì)原始數(shù)據(jù)集經(jīng)掃描備份后妥善保存，以備將來核查。

4 數(shù)據(jù)價值

凋落物回收量動態(tài)數(shù)據(jù)是研究生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力、養(yǎng)分循環(huán)和碳循環(huán)過程的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本數(shù)據(jù)集收集了 2011-2020年亞熱帶川中丘陵區(qū)典型人工榿柏混交林凋落物回收量連續(xù) 10年的季節(jié)動態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)完整，質(zhì)量可靠。按照器官對凋落物進(jìn)行分揀以獲取各組分?jǐn)?shù)據(jù)，雖然十分耗時、費力，但更加精細(xì)，有利于充分利用各組分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)研究。

利用該數(shù)據(jù)集可對亞熱帶川中丘陵區(qū)典型人工榿柏混交林凋落物數(shù)量、組成和季節(jié)動態(tài)等進(jìn)行分析，對認(rèn)識全球變化背景下典型人工林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能、生存戰(zhàn)略、物質(zhì)循環(huán)過程以及多樣性和穩(wěn)定性維持機(jī)制具有一定意義。在宏觀層面上，可考慮在不同的典型區(qū)域、典型陸地生態(tài)系統(tǒng)之間開展多臺站數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)分析，結(jié)合中國生態(tài)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心長期定位觀測的生物、土壤、氣候等數(shù)據(jù)，為模型分析提供非常有用的實測數(shù)據(jù)。