热带人工林替换原始雨林对生态系统环境生物物理过程的影响及机制

For economic reasons, most of the primary tropical rain forest was destroyed and replace by pure rubber plantations in Xishuangbanna, China. Though the ecological consequences of this large scale forest conversion is a hot topic of public concerning, few measurements data have provided to address these issues. We have chosen two typical forests: a primary tropical rain forest and a rubber plantation, to study these points. The eddy covariance method was introduced to providing ecosystem scale flux data. The data was analyzed under the frame of environmental biophysics. Eco-physiological data was also collected to explain the ecosystem measurements in this study. Not only the processes, but also the mechanism of biophysical consequences on converting rain forest into rubber plantation was highly treated in this study. We wish this study can provide basic data for climate models on the one hand. And on the other hand, this study was assumed providing basic principles for foresters to manage forest and ecosystem. Based on this work, we wish 1-2 graduate students grew up during the campaign. 3-5 papers, including 2 SCI papers, will be published after this study.

受经济因素的刺激，热带原始雨林大量的被破坏砍伐，继之而起的是大面积的人工纯林。社会舆论和监测数据表明人工林的大面积扩展严重的影响了当地的生态环境。然而，迄今为止，关于热带人工林替换原始林环境生态效应的系统研究还非常稀缺。本研究立足于西双版纳热带季节雨林和人工橡胶林中的微气象监测系统，联合涡度相关监测和生理生态方法，力图得到热带雨林和人工橡胶林生态系统主要环境生物物理过程的参数，揭示二种森林类型在主要环境生物物理过程的差异，从机制上分析人工橡胶林替换原始雨林环境生物物理过程差异的原因。一方面为大气模式的陆面参数化提供数据库，另一方面为生态系统管理，营林造林计划等提供了理论框架。并且基于这些工作培养研究生1-2名，发表论文3-5篇，其中SCI论文2篇。

东南亚中北部及至中国的西双版纳和海南岛的热带区域，热带雨林大量的被人工橡胶林取代，这种人类活动对环境的影响是未知的。不论是实测还是模型，对这个问题的探讨都还停留在非常表明的层次。针对这个问题，我们探讨了这种人类活动的环境效应，重点的探讨了环境生物物理学后果。.重要结果有：.（1）人工橡胶林是一个非常大的碳汇，碳汇强度比热带原始雨林要强。人工林的碳汇强度大约在7~10 t ha-1 yr-1，而热带雨林的大约为1~3 t ha-1 yr-1。这是符合生物学规律的，因为人工橡胶林有人工施肥、除草等作用，可以增加固碳能力，另一方面，人工橡胶林林龄大约在30年前后，正处在生长的旺盛期。.（2）人工橡胶林的落叶主要受到温度的调控，而热带雨林的季节性换叶则主要受到水分条件的影响，二者的调控因素不相同，最终也造成二者在对环境变化的响应上的有差别。.（3）通过将橡胶林冠层抽象为一个大叶片，我们探索了ci/ca（胞间CO2浓度和环境CO2浓度的比值）的时间动态，及其环境调控。结果显示ci/ca并非固定的0.7，而是随着环境条件在一定范围内波动，表现出明显的日变化，却没有季节变化。.（4）人工橡胶林的反照率大于人工雨林，净辐射能在人工橡胶林中大量的转变为潜热，以水分蒸发的方式散失。.本研究对于东南亚热带森林的管理和人工橡胶林的合理种植发展有重要的其实意义。另外，在此工作的推动下，我们还将与2016年在西双版纳召开首届橡胶林环境效应论坛。