摘要&关键词
摘要：常绿阔叶林是亚热带地区森林中最为稳定的顶级演替群落。通过对湖南会同森林生态系统国家野外科学观测研究站（简称会同站）综合观测场凋落物的长期监测，本数据集整理了2005–2015年中亚热带地区常绿阔叶林凋落物的月回收量和月现存量，具体包括枯枝、枯叶、落果(花)、树皮、苔藓地衣及杂物的干重。本数据集的建立和共享主要为全球变化背景下常绿阔叶林凋落物动态研究提供数据支持，对深入了解中亚热带地区常绿阔叶林生态系统的结构和功能，推动中亚热带地区常绿阔叶林长期生态学研究具有重要意义。
关键词：常绿阔叶林；凋落物；长期监测；植物器官
Abstract & Keywords
Abstract:?The evergreen broad-leaved forest is the most stable top succession community in the subtropical area. Based on long-term litter observation at the comprehensive observation field by Huitong National Forest Ecosystem Research Station, Hunan (Huitong Station), the dataset collects monthly litter recovery amount and monthly litter standing crop of the middle subtropical broad-leaved evergreen forests in Huitong Station during the period of 2005–2015, which both comprise branch, leaf, flower and fruit, bark, moss and lichen and others. The creation and sharing of the dataset provide data support for litter dynamic study on the forest of this type amid global climate change, and help us further understand the structure and function of the evergreen broad-leaved forest ecosystem in the middle subtropical region. Additionally, it can also promote the long-term ecological study of the evergreen broad-leaved forest in the middle subtropical region.
Keywords:?evergreen broad-leaved forest;?litter;?long-term observation;?plant organs
数据库（集）基本信息简介
| 数据库（集）名称 | 2005–2015年中亚热带常绿阔叶林凋落物回收量和现存量月动态数据集 |
| 数据作者 | 关欣、黄苛、颜绍馗、汪思龙 |
| 数据通信作者 | 关欣(guanxin@iae.ac.cn) |
| 数据时间范围 | 2005–2015年 |
| 地理区域 | 会同站综合观测场（中心地理坐标：109.605°E、26.8508°N，海拔高度500–540 m），位于湖南省怀化市会同县广坪镇么哨村。 |
| 数据量 | 2926条 |
| 数据格式 | *.xlsx |
| 数据服务系统网址 | http://www.dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00192 |
| 基金项目 | 国家自然科学基金项目（41630755）和湖南省科技计划项目（2017TP1040） |
| 数据库（集）组成 | 数据集由1个数据文件组成，数据量2926条（凋落物回收量1270条，凋落物现存量1656条），包含收集框号、枯枝、枯叶、落果(花)、树皮、苔藓地衣及杂物的干重等信息 |
Dataset Profile
| Title | A dataset of litter recovery amount and standing crop dynamics in middle subtropical broad-leaved evergreen forests (2005–2015) |
| Data corresponding author | GUAN Xin (guanxin@iae.ac.cn) |
| Data authors | GUAN Xin, HUANG Ke, YAN Shaokui, WANG Silong |
| Time range | 2005–2015 |
| Geographical scope | 109.6050°N, 26.8508°E, with the altitude of 500–540 m, located in Mosao Village, Guangping Town, Huitong County, Huaihua City, Hunan Province |
| Data volume | 2926items |
| Data format | *.xlsx |
| Data service system | <http://www.dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00192> |
| Sources of funding | National Natural Science Foundation of China (41630755); Science and technology program of Hunan Province (2017TP1040). |
| Dataset composition | The dataset consists of one data file, including 2,926 items (litter recovery amount: 1,270 items, standing crop: 1,656 items). The dataset contains the information such as litter traps No. and the dry weight of dead branches, leaves, fruit (flower), tree barks, lichens and mosses, and debris. |
引 言
凋落物是森林生态系统生物量的重要组成部分[1]。凋落物的分解是森林生态系统物质和能量流动的关键过程[2,3,4 ]。凋落物通过微生物的分解向土壤输入能量和养分，进而改变了土壤的理化性质和生物学特性[5-6]，影响土壤的生物学特征[7]、植物的种间关系，其是连接土壤地上和地下过程的重要枢纽。在维持土壤肥力、水土保持、涵养水源以及维持森林生态系统养分平衡方面发挥着极其重要的作用。森林凋落物的回收量和现存量可以反映出森林凋落物的季节及年变化规律以及植物生长过程中林木的新陈代谢情况。森林凋落物量的影响因素较多，主要受树种组成[8-9]、林龄[10]、林分结构、气候类型[11]、海拔高度[12]及环境因子等诸多因素的影响[13]。常绿阔叶林是亚热带地区最具代表性的植物群落，我国对常绿阔叶林凋落物的研究已经有了较大的发展，现有的研究就基本涵盖了不同气候带的不同的森林类型。但已有的报道多为一年或几年的短期试验，受诸多因素的影响难以系统反映出其变化规律，需要长期的定位监测才能得到更加准确的结论。
中国科学院会同森林生态实验站自1989年加入中国科学院中国生态系统研究网络（CERN）以来，在常绿落叶阔叶混交林综合观测场定期进行凋落物的收集记录。本数据集整理了2005–2015年的凋落物月回收量及现存量，为深入研究中亚热带地区的凋落物动态特征提供本底资料，为认识中亚热带地区森林的物质循环特征及其对气候变化的响应提供数据支撑。
1 ? 数据采集和处理方法
本数据集的构建过程主要包括：样方的采样设计、凋落物收集器设置、凋落物收集处理、数据加工及处理、数据质量控制与评估、数据分析以及数据库的形成与入库。
1.1 ? 数据采集
1.1.1 ? 样地描述
会同站位于湖南省怀化市会同县广坪镇，常绿阔叶林综合观测场建立于1997年，面积15000 m2，能满足100年的监测要求，观测场内设有永久样地和破坏性样地。永久样地面积约5000 m2，在样地核心区域内设面积为2500m2的一级样方一个，一级样方内又划分为25个10 m×10 m的二级样方，整个一级样方用围栏永久性保护。二级样方分布见图1。本观测场为亚热带地区目前保留很少的天然次生常绿阔叶林，乔木层组成主要有栲（Castanopsis concinna）、青冈(Quercus glauca Thunb.)、刨花楠(Machilus pauhoi Kaneh.)，伴生树种有樟树(Cinnamomum camphora (L.) Presl)、枫香(Liquidambar formosana Hance)、杨梅树（Myrica rubra (Lour.) S. et Zucc）、大花枇杷（Eriobotrya cavaleriei (Levl.) Rehd.）等；灌木有山茶（Camellia japonica L.）、山核桃（Carya cathayensis Sarg.）、白叶莓（Rubus innominatus S. Moore）、杜茎山(Maesa japonica (Thumb.) Moritzi)、油茶（Camellia oleifera Abel.）、箬竹（Indocalamus tessellatus (Munro) Keng f.）、柃木（Eurya japonica）、钩状雀梅藤（Sageretia hamosa (Wall) Brougn.）、黄杞（Engelhardtia roxburghiana）、寒莓（Rubus buergeri Miq.）等；草本植物有小叶马蹄香（Asarum ichangense）、土茯苓（Smilax glabra Roxb.）、狗脊（Woodwardia japonica (L. F.) Sm.）、十字薹草（Carex cruciata Wahlenb.）、小叶菝葜（Smilax microphylla C. H. Wright）。海拔高度300–415 m，地貌为山地中丘陵，坡度32°，坡向ES(东南)，坡位中坡。土壤类型为：黄壤。土壤剖面特征：枯枝落叶分解多，土壤为棕至浅黄色，石砾含量较多，母岩为板、页岩；0–10 cm腐殖质多、土色深，10–20 cm土色较浅，20–30 cm细根多、浅黄色，30–40 cm中根多，40 cm以下浅黄色至黄色、可见少量的大根。
图1 ? 会同站常绿阔叶林综合观测场二级样方平面示意图及凋落物框编号
1.1.2 ? 凋落物采集
在永久样地内采用机械布点，选取固定的10个样方进行凋落物长期观测。凋落物收集器面积为1 m2。底部采用尼龙网，四周用PVC管固定。每月末收集凋落物收集器中的全部凋落物，用于记录凋落物回收量。每月同一时间随机选择5个收集器，在凋落物收集器邻近地表选择一处1 m×1 m的样方，收集其中全部凋落物用于记录凋落物现存量。2007年2月后，每个样方重复3次，共收集15个样本。会同站常绿阔叶林综合观测场二级样方平面示意图及凋落物框编号示意图见图1。将每次回收的凋落物按枝、叶、花果（繁殖器官）、树皮、苔藓地衣、杂物等分类记录，并根据含水量记录不同类别的干重。数据集中2008年1月、2011年1月、2012年1月、8月、9月以及2014年2月因极端天气（冰冻灾害、滑坡、洪水等）原因，未进行凋落物回收量和现存量的收集，延续至下个月一起收集。
1.2 ? 数据处理
数据处理主要包括记录信息的核查和完善、数据录入。首先将纸质记录的数据进行核查，然后将纸质数据录入计算机，再进一步核查，确保数据输入的准确性。
2 ? 数据样本描述
中亚热带常绿阔叶林凋落物回收量和现存量月动态数据集包含的指标如下表1和表2。
表1 ? 中亚热带常绿阔叶林凋落物回收量
| 序号 | 字段名称 | 量纲 | 数据类型 |
|---|---|---|---|
| 1 | 凋落物类型 | 字符型 | |
| 2 | 年份 | 字符型 | |
| 3 | 月份 | 字符型 | |
| 4 | 凋落框号 | 字符型 | |
| 5 | 枯枝干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 6 | 枯叶干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 7 | 落果（花）干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 8 | 树皮干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 9 | 苔藓地衣干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 10 | 杂物干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 13 | 总干重 | g·m-2 | 数值型 |
表2 ? 中亚热带常绿阔叶林凋落物现存量
| 序号 | 字段名称 | 量纲 | 数据类型 |
|---|---|---|---|
| 1 | 凋落物类型 | 字符型 | |
| 2 | 年份 | 字符型 | |
| 3 | 月份 | 字符型 | |
| 4 | 收集框号 | 字符型 | |
| 5 | 枯枝干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 6 | 枯叶干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 7 | 落果（花）干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 8 | 树皮干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 9 | 苔藓地衣干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 10 | 杂物干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 11 | 倒木 | kg·m-2 | 数值型 |
| 12 | 立枯木 | kg·m-2 | 数值型 |
| 13 | 总干重 | g·m-2 | 数值型 |
3 ? 数据质量控制和评估
本数据集的质量控制主要从采集凋落物前准备、凋落物的收集、室内处理及数据录入4个方面进行。前期准备主要是有操作经验的工作人员参与采集，减少人为误差。按照《森林生态系统生物野外观测规范与方法》[14]中相关规定进行采集，采集过程中确认采集编号的准确性。室内处理严格按照实验室操作规程，数据录入采取一人录入、一人查验的方式，确保数据的准确性。
根据会同站对中亚热带常绿阔叶林连续11年的监测数据结果我们可以看出：中亚热带常绿阔叶林凋落物回收量（图2）出现明显的凋落规律，一年之中出现两个波峰，分别是5月和11月。5月的凋落物回收量平均值为120.45 g/m2，11月的凋落物回收量平均值为99.51g/m2。第一个高峰主要是由于常绿阔叶林树种在生季节初期的第一次换叶，以利于新叶的生长发育。第二个高峰主要是落叶树种在秋末冬初的一次性落叶造成。凋落物回收量最少出现在1月份，为13.93 g/m2。凋落物的这种季节变化与树种的生物学特性和气候条件密切相关。本数据研究中亚热带常绿阔叶林年凋落物回收量为6.79 t/hm2。汪思龙等[15]对中亚热带常绿阔叶林的研究成果进行总结发现：中亚热带常绿阔叶林年凋落物回收量为3.90-7.72.00 t/hm2，本数据集结果在其范围内。
图2 ? 中亚热带常绿阔叶林凋落物回收量
由图3可以看出，中亚热带常绿阔叶林凋落物现存量最高值出现在4月份，平均值为1014.12 g/m2。凋落物现存量与凋落物量和植被分解速率密切相关。通过对本数据分析表明：2005–2015年年凋落物现存量平均值为9.79 t/hm2。杨玉盛等[16]研究发现格氏栲树天然林年凋落物现存量为8.99 t/hm2。张万儒等[17]研究发现青冈栎天然林年凋落物现存量为11.24 t/hm2。张德强等[18]研究发现锥栗–荷木–厚壳桂天然林年凋落物现存量为8.74 t/hm2。均与本研究结果相近。
图3 ? 中亚热带常绿阔叶林凋落物现存量
4 ? 数据价值
常绿阔叶林是中亚热带地区的最为稳定的顶级演替群落，其森林生态服务功能价值高。对常绿阔叶林凋落物回收量和现存量的长期连续研究，可以为我们揭示亚热带地区常绿阔叶林凋落物月、季节变化规律。本数据可以与水分、温度等气象因素、物种、微生物以及凋落物养分等数据进行耦合，明确其变化规律，揭示凋落物量变化以及凋落物分解的过程。为我们掌握亚热带地区森林恢复驱动机制提供数据支撑，为人工林近自然经营提供理论依据。
[1]
彭少麟,刘强. 森林凋落物动态及其对全球变暖的响应[J]. 生态学报, 2002, 22(9): 1534-1543.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[2]
PARSONS S A, CONGDON R A, LAWLER I R. Determinants of the pathways of litter chemical decomposition in a tropical region[J]. New Phytologist, 2014, 203(3): 873-882.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[3]
林捷, 叶功富, 黄石德, 等. 武夷山中亚热带常绿阔叶林凋落物量动态研究[J]. 防护林科技, 2019, 10: 1-4.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[4]
陈金磊, 张仕吉, 李雷达, 等. 亚热带不同植被恢复阶段林地凋落物层现存量和养分特征[J]. 生态学报, 2020, 40(12): 1-14.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[5]
郭伟, 张健, 黄玉梅, 等. 森林凋落物生态功能研究进展[J].安徽农业科学, 2009, 5: 1984-1985, 1987.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[6]
周存宇. 凋落物在森林生态系统中的作用及其研究进展[J]. 湖北农学院学报, 2003, 23(2): 140-144.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[7]
罗雷, 何丙辉. 森林凋落物的水文生态效应浅议[J]. 水土保持应用技术, 2005, 5:12-16.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[8]
原作强, 李步杭, 白雪娇, 等. 长白山阔叶红松林凋落物组成及其季节动态[J]. 应用生态学报, 2010, 21(9) : 2171-2178.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[9]
CELENTANO D, ZAHAWI R A, FINEGAN B, et al. Litterfall dynamics under different tropical forest restoration strategies in Costa Rica[J]. Biotropica, 2011, 43(3): 279-287.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[10]
田大伦, 宁晓波. 不同龄组马尾松林凋落物量及养分归还量研究[J]. 中南林学院学报, 1995, 15(2): 163-169.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[11]
张新平, 王襄平, 朱彪, 等. 我国东北主要森林类型的凋落物产量及其影响因素[J]. 植物生态学报, 2008, 32 (5) : 1031.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[12]
唐轶琳, 周本智, 邓宗付, 等. 不同海拔高度毛竹林凋落量动态分析[J]. 林业科学研究, 2013, 26(9): 214-219.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[13]
朱保坤. 长白山阔叶红松林凋落物的动态变化[D]. 长春: 东北师范大学, 2019.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[14]
张淑敏, 吴韦. 陆地生态系统生物观测规范[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 2007.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[15]
汪思龙，陈楚莹.森林残落物生态学[M].北京：科学出版社，2010.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[16]
杨玉盛，郭剑芬，林鹏，等．格氏栲犬然林与人工林枯枝落叶层碳库及养分库[J].生态学报.2004,24(2):359-367．
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[17]
张万儒,许本彤.山地森林十壤枯枝落叶层结构和功能的研究[J].土壤学报.1990.27(2):121-131．
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[18]
张德强,余清发.鼎湖山季风常绿阔叶林凋落物层化学性质的研究[J].生态学报.1 998.18(1):96-100．
+?CSCD?·?Baidu Scholar
数据引用格式
关欣, 黄苛, 颜绍馗, 等. 2005–2015年中亚热带常绿阔叶林凋落物回收量和现存量月动态数据集[DB/OL]. Science Data Bank, 2021. (2021-02-20). DOI: 10.11922/sciencedb.j00001.00192.
稿件与作者信息
论文引用格式
关欣, 黄苛, 颜绍馗, 等. 2005–2015年中亚热带常绿阔叶林凋落物回收量和现存量月动态数据集[J/OL]. 中国科学数据, 2021, 6(2). (2021-03-25). DOI: 10.11922/csdata.2020.0105.zh.
关欣Guan Xin
主要承担工作：数据整理、数据分析与论文撰写。
guanxin@iae.ac.cn
（1983—），女，辽宁灯塔人，博士，工程师，研究方向为森林生态学。
黄苛Huang Ke
主要承担工作：凋落物取样、分拣、录入，数据录入。
（1983—），男，湖南溆浦人，硕士，工程师，研究方向为微生物学。
颜绍馗Yan Shaokui
主要承担工作：数据审核，项目组织、数据建设与管理。
（1974—），男，湖南娄底人，硕士，高级工程师，研究方向为土壤动物。
汪思龙Wang Silong
主要承担工作：项目组织、数据建设与管理。
（1964—），男，安徽九华山人，博士，研究员，研究方向为森林生态学，森林土壤。
