胶林复合生态系统林下植被群落动态和碳分配特征及其对季节性干旱的响应

Rubber-based (Hevea brasiliensis) agroforestry system are considered to be good way to improve the overall environmental quality of rubber monocultures, and they will endorse the restoration of understory vegetation. However, few studies have examined the effects of different intercropping patterns and seasonal drought on community dynamics and carbon allocation of understory vegetation and their underlying mechanisms. In this project, a combination of field and laboratory methods will be used to assess the changes in community dynamics and carbon allocation of understory vegetation and their response to seasonal drought in different rubber-based agroforestry systems in Xishuangbanna, Southwest China. Our objectives are to: (1) evaluate the effects of different intercropping patterns on community dynamics and carbon allocation of understory vegetation in rubber-based agroforestry systems; (2) elucidate the responses of community dynamics and carbon allocation of understory to seasonal drought and their underlying mechanisms. This project would provide a useful practical guide for the future management of rubber plantations and offer a sustainable framework for establishing environment-friendly rubber plantations.

胶林复合生态系统被认为是一种能改良橡胶纯林的营林模式，其构建将会影响林下植被的恢复和生长。但关于不同间作模式对胶林复合生态系统林下植被群落动态和碳分配格局的影响及其对季节性干旱的响应过程等方面的研究甚少，其潜在的响应机制尚不清楚。本项目拟以西双版纳胶林复合生态系统林下植被为研究对象，采用野外连续观测和室内分析相结合的方法，试图从物种、植物功能群到群落不同尺度上，揭示不同间作模式下林下植被的群落动态和碳分配格局，阐明不同间作模式胶林复合系统林下植被物种组成和碳分配对季节性干旱的响应过程，并探讨胶林复合系统林下植物对干旱的响应机制。本项目将为优化现有橡胶林的经营模式提供实践指导，也为建设可持续发展的环境友好型橡胶园提供科学依据。

林下植被作为森林生态系统的重要组成部分，一直是生物多样性保护、森林经营和功能维持的关键，如何保护好林下植被的多样性是人工林经营中必须要面对的问题。橡胶林复合系统作为一种重要的人工林营林模式，它的构建将会对林下植被的生长和多样性造成影响，但不同橡胶林复合系统对林下植被群落动态和碳分配的时空分布规律尚不清楚。本项目探讨了橡胶林复合系统林分气象因子的变化以及林下植被的群落时空动态分布规律，还通过数据整合系统分析了我国森林林下植被生物量的变化和分配格局。结果表明：（1）橡胶林全年相对湿度较高，年平均湿度为74.1%；2-5月的相对湿度较低，与降水量的整体趋势保持一致；饱和水汽压差的值较大，它与相对湿度呈现出相反的趋势；（2）不同林龄橡胶复合系统的构建显著提高了林下植被群落的平均高度；林下植被的高度受季节的影响较弱。老龄的橡胶复合系统林下植被的盖度要显著高于相同林龄的橡胶纯林，在干季更为明显。整体上不同林龄橡胶复合系统林下植被群落多样性都要显著低于相应林龄的橡胶纯林。（3）不同间作模式的橡胶林复合系统的构建显著提高了林下植被的平均高度，而其盖度在雨季和干季的变化趋势基本一致。另外，橡胶间作大叶千斤拔复合系统降低了林下植被的多样性，不同间作模式下林下植被多样性变化较小。（4）我国森林林下植被的生物量平均为6.59 t ha-1，林下植被的根冠比平均为1.27。林下植被生物量和根冠比在不同森林类型和气候区变化很大；林下植被生物量和根冠比随经度增加而降低，随海拔升高而增加；林下植被生物量随着纬度、年平均温度和年平均降水量的增加而增加，而林下植被的根冠比则呈现出相反的趋势。林分结构是控制森林林下植被生物量积累的关键因子，降水是决定林下生物量分配最重要的驱动因素。本项目的研究结果将服务于橡胶园未来的更新改造，特别是在对老旧胶园进行更新改造时为林下生物的多样性保育提供更好地支持；同时为优化橡胶林的现有种植管理模式提供了参考。