摘要&关键词
摘要：中亚热带杉木人工林是亚热带地区最典型的人工林植被类型。按照中国生态系统研究网络（Chinese Ecosystem Research Network，CERN）的统一规范，通过对野外固定样地的凋落物进行长期观测，本数据集整理了2005–2015年我国杉木人工林中心产区湖南省会同县杉木人工林凋落物的回收量及现存量月动态数据（枯枝、枯叶、落果(花)、树皮、苔藓地衣及杂物的干重）。中亚热带杉木人工林凋落物动态数据集的建立与共享，可为我们认识杉木人工林生态系统结构、功能以及生态过程，合理安排杉木人工林的经营管理策略提供数据支撑，为气候变化背景下不同类型人工林凋落物研究提供本底资料，推动亚热带地区森林养分循环、碳循环研究和生态服务功能评估的发展。
关键词：杉木；年际动态；植物器官；长期观测
Abstract & Keywords
Abstract:?Chinese fir plantation is one of the most typical community types in mid-subtropical zone. According to the unified specification of Chinese Ecosystem Research Network (CERN), and on the basis of long-term observation of litter on fixed sample plots in the field, the dataset integrates litter recovery amount and litter standing crop of Chinese fir plantation of central production region in Huitong County, Hunan Province in the period of 2005–2015, which comprises the dry weight of branch, leaf, flower and fruit, bark, moss and lichen and other things specifically. The setup and data sharing of the database would provide data support for understanding the structure, function and ecological process of Chinese fir plantation ecosystem, rationally making the management strategy about Chinese fir plantation, It can serve as background data for the study on litter in different types of plantations under the background of climate change, and promote the development of forest nutrient cycle, carbon cycle research and ecological service function evaluation in subtropical zones.
Keywords:?Chinese fir;?interannual dynamics;?plant organs;?long-term observation
数据库（集）基本信息简介
| 数据库（集）名称 | 2005–2015年中亚热带杉木人工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 |
| 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 | 会同森林站综合观测场（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 | 2897条 |
| 数据格式 | *.xlsx |
| 数据服务系统网址 | http://www.sciencedb.cn/dataSet/handle/995 |
| 基金项目 | 国家自然科学基金项目（41630755）、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，包含2897的条目，为2005年到2015年亚热带杉木人工林凋落物回收量和现存量的数据。 |
Dataset Profile
| Title | A dataset of litter recovery amount and stock dynamics in middle subtropical Chinese fir plantation (2005–2015) |
| Data corresponding author | GUAN Xin(guanxin@iae.ac.cn) |
| Data authors | GUAN Xin, HUANG Ke |
| Time range | 2005–2015 |
| Geographical scope | Huitong National Research Station of Forest Ecosystem (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 | 2,897 items |
| Data format | *.xlsx |
| Data service system | <http://www.sciencedb.cn/dataSet/handle/995> |
| Sources of funding | National Natural Science Foundation of China (41630755); Science and technology program of Hunan Province (2017TP1040). |
| Dataset composition | The dataset, one data file of 2,897 items is composed of the data of litter recovery amount and stock from 2005 to 2015 in middle subtropical Chinese fir plantation. |
引 言
凋落物是林木生长发育过程中新陈代谢的产物。在森林生态系统中，树木将光合作用合成的有机物质以凋落物的形式输入土壤，经过长期分解腐化，最终形成土壤有机碳并保存下来，对陆地生态系统碳循环产生重要影响。凋落物通过分解每年归还到土壤中的有机碳约为50 Gt，约占全年生态系统碳通量的70%[1,2,3]。森林凋落物分解是陆地生态系统土壤有机质、养分矿化和碳循环的重要过程[4-5]，在促进森林生态系统正常物质循环和养分平衡[6]、维持土壤肥力、保证植物生长养分[7]中起着重要作用。因此，凋落物数量和质量的微小改变都会影响土壤碳输入，对整个陆地生态系统碳平衡产生巨大影响[2,8]。凋落物及其相关研究对于人们认识和了解森林生态系统结构、功能起到了十分重要的作用。
杉木是我国特有的优良速生针叶树种，同时也是我国亚热带地区的主要造林树种，其人工林面积已达853.86×104 hm2，占全国人工用材林面积的21.35%，在我国木材供应及碳汇功能中占据非常重要的地位。湖南省怀化市会同县是杉木的中心产区，具有“广木之乡”的美称。1960年，为了缓解国内木材需求的压力，中国科学院沈阳应用生态研究所（原中国科学院林业土壤研究所）在湖南会同建立了会同工作站，率先在国内开展人工林定位观测和实验研究，探索人工林速生丰产规律，利用亚热带丰富的水热资源大力发展人工林，从根本上解决木材供应不足的问题。1978年，工作站更名为“中国科学院林业土壤研究所会同森林生态实验站”。1989年，会同站被首批纳入中国生态系统研究网络（Chinese Ecosystem Research Network，CERN），同时被更名为现“中国科学院会同森林生态实验站”。2005年，首批被国家科技部批准为国家生态与环境野外科学观测研究站，并被命名为“湖南会同森林生态系统国家野外科学观测研究站”。按照CERN统一的观测规范，以亚热带人工用材林和地带性常绿阔叶林为主要研究对象，开展生态系统各要素长期定位观测，对森林生态系统结构、功能和生态过程进行研究。
本数据集依照CERN监测规范，整理了会同站2005–2015年杉木人工林凋落物回收量及现存量的数据，主要为研究杉木人工林养分循环研究提供背景资料，为探究全球气候变化条件下中亚热带杉木人工林碳循环研究提供本底资料，也可以为该地区生态服务功能评估提供数据支持。
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
中国科学院会同森林生态实验站位于湖南省怀化市会同县广坪镇，杉木人工林综合观测场建立于1997年，面积1.5 hm2，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0.5 hm2，内设40 m×50 m的一个一级样方，一级样方内又划分为25个8×10 m的二级样方，整个一级样方用围栏永久性保护。海拔高度500–540 m，地貌为山地中丘陵，坡度20°，坡向ES（东南），坡位中坡。样地内杉木人工林为1983年人工栽植，至2015年底，平均树高18.53 m、胸径25.35 cm。乔木层为杉木（Cunninghamia lanceolata），灌木层主要以杜茎山（Maesa japonica）、菝葜（Smilax china）为主，种类较少；草本层，种类较多，主要有狗脊（Woodwardia japonica）、剪刀草（Sagittaria trifolia var. trifolia f. longiloba）、乌蔹莓（Cayratia japonica）、紫菀（Aster tataricus）等30余种。
1.1.2 ? 凋落物采集
凋落物回收量的月动态于每月月底进行测定。在综合观测场固定样地内采用随机布点，选取固定的10个样方进行凋落物长期观测。凋落物收集器为1 m2。底部采用尼龙网，四周用PVC管固定。凋落物框的布设位置和框编号如图1所示。现存量的月动态是每个样地随机调查5个点，每月每个点用1平方米的样方框调查，重复3次。分类记录（枯枝、枯叶、落果（花）、树皮、苔藓地衣、杂物等）重量，取样回室内测定每种类别的含水量，根据含水量计算该类别的干重，以月为基础单元，统计单位面积内不同类别凋落物回收量的质量。
图1 ? 综合观测场二级样方平面示意图及凋落物框编号
1.2 ? 数据处理
数据处理主要包括记录信息和数据的检查、数据录入和数据统计。原始数据的核查主要是将数据与历年监测结果进行比对，发现异常值后对采集的样品进行二次测定确保数据准确性。然后，进行数据录入，将原始数据电子化，确保数据与原始数据的一致性并进行备份。对录最后以月为单位对数据进行统计分析。
2 ? 数据样本描述
中亚热带杉木人工林凋落物回收量和现存量月动态数据集包含的指标如表1和表2。
表1 ? 中亚热带杉木人工林凋落物回收量
| 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 | 收集框号 | 数值型 | |
| 5 | 收集框面积 | m2 | 数值型 |
| 6 | 枯枝干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 7 | 枯叶干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 8 | 落果（花）干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 9 | 树皮 | g·m-2 | 数值型 |
| 10 | 苔藓地衣 | g·m-2 | 数值型 |
| 11 | 杂物 | g·m-2 | 数值型 |
| 12 | 总干重 | g·m-2 | 数值型 |
表2 ? 中亚热带杉木人工林凋落物现存量
| 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 | Ⅱ级样方号 | 数值型 | |
| 5 | 样方面积 | m2 | 数值型 |
| 4 | 枯枝干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 5 | 枯叶干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 6 | 落果（花）干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 7 | 树皮 | g·m-2 | 数值型 |
| 8 | 苔藓地衣 | g·m-2 | 数值型 |
| 9 | 杂物干重 | g·m-2 | 数值型 |
| 10 | 倒木 | g·m-2 | 数值型 |
| 11 | 立枯木 | g·m-2 | 数值型 |
| 10 | 总干重 | g·m-2 | 数值型 |
3 ? 数据质量控制和评估
本数据集主要从前期准备、凋落物的收集、实验室处理及数据录入4个方面进行。前期准备主要是对所有参与凋落物收集的人员进行集中培训，尽可能地保证调查人员固定性，采样时间一致性，减少人为造成的误差。凋落物的收集完全按照《森林生态系统生物野外观测规范与方法》[9]。实验室处理严格按照操作规程执行。获取数据后数据录入采用一人输入数据、一人核查的方法，以确保数据输入的准确性。录入的数据通过质量控制方法进行评估，确保准确无误后进行入库。
4 ? 数据价值
本数据集收集了中亚热带杉木中心产区杉木人工林凋落物回收量和现存量连续11年的月动态数据，数据连续性强，可靠性高、实用性强。凋落物回收量和现存量连续数据为揭示亚热带地区杉木人工林凋落物现存量现状提供了基础数据，也为该类型森林碳循环和养分循环研究提供了数据支撑。目前公开发表的多年的凋落物量动态数据较少，本数据集详尽说明了杉木人工林凋落物现状，对研究不同林型凋落物数量的差异，了解不同森林演替过程中生态系统的生产力水平和功能具有重要意义。
[1]
RAICH JW, SCHLESINGER WH. The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate[J]. Tellus, 1992, 44(2): 81-99.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[2]
葛晓改. 三峡库区马尾松林凋落物分解及对土壤碳库动态的影响研究[D]. 北京: 中国林业科学研究院, 2012.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[3]
张秀月.原始红松林皆伐后凋落物分解特征变化的解析[D].哈尔滨: 东北林业大学, 2019.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[4]
AUSTIN AT, BALLSRE CL. Dual role of lignin in plant litter decomposition in terrestrial ecosystems[J]. PNAS, 2010, 107(10): 4618-4622.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[5]
王清奎, 汪思龙, 于小军, 等. 杉木与阔叶树叶凋落物混合分解对土壤活性有机质的影响[J]. 应用生态学报, 2007, 18(6): 1203-1207.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[6]
宋新章, 江洪, 张慧, 等. 全球环境变化对森林凋落物分解的影响[J]. 生态学报, 2008, 28(9): 4414-4423.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[7]
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
[8]
KEANE RE, Biophysical controls on surface fuel litterfall and decomposition in the northern Rocky Mountains, USA[J]. Canadian Journal of Forest Research, 2008, 38(6): 1431-1445.
+?CSCD?·?Baidu Scholar
[9]
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
数据引用格式
关欣, 黄苛. 2005–2015年中亚热带杉木人工林凋落物回收量和现存量月动态数据集[DB/OL]. Science Data Bank, 2020. (2020-05-12). DOI: 10.11922/sciencedb.995.
稿件与作者信息
论文引用格式
关欣, 黄苛. 2005–2015年中亚热带杉木人工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(1). (2020-09-02). DOI: 10.11922/csdata.2020.0039.zh.
关欣Guan Xin
主要承担工作：数据整理、数据汇编与论文撰写。
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。
