2011-2020年川中丘陵区典型人工桤柏混交林凋落物回收量月动态数据集

高美荣，王小国*

1.中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所，成都 610041

2.中国科学院山地表生过程与生态调控重点实验室，成都 610041

数据库（集）基本信息简介

数据库（集）名称 2011-2020年川中丘陵区典型人工桤柏混交林凋落物回收量月动态数据集数据作者 高美荣、王小国数据通信作者 王小国（xgwang@imde.ac.cn）数据时间范围 2011-2020年地理区域地理区域为川中丘陵区的桤柏混交林人工林地，产生数据的林地观测场位于四川省绵阳市盐亭县大兴乡林园村，盐亭站综合观测场林地样地内。盐亭站桤柏混交观测场面积为36.5 m×36.5 m，经度范围：105.4564°E-105.4568°E，纬度范围：31.2753°N-31.2754°N。数据量 0.043 MB数据格式 *.xlsx数据服务系统网址 http://www.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00288基金项目 科技基础资源调查专项项目（2017），中国南北过渡带综合科学考察（2017FY100900）。数据库（集）组成在对盐亭站人工桤柏混交林样地的森林凋落物长期定位观测基础上，整理了2011-2020年典型人工桤柏混交林凋落物回收量月动态数据，凋落物按叶、枝、果（包括脱落的种子）分组，形成样地和样点的凋落物月动态2个数据表，用户可以按照采集时间和凋落物器官进行数据检索。

引 言

我国亚热带地区存在的森林类型是全球同纬度特有的重要森林生态系统，对全球陆地生态系统碳贮存发挥着重要贡献。川中丘陵区位于长江上游的四川盆地中部，范围为长江以北，剑阁、苍溪、仪陇等县以南，龙泉山以东、华蓥山以西，是中国最典型的盆中丘陵区。本区在植被区划中属于亚热带常绿阔叶林亚区中的中亚热带常绿阔叶林。由于历史上的大规模人工采伐，原有的植被类型破坏殆尽。为治理水土流失和改善环境，自20世纪70-90年代，该区域区陆续营造了大面积桤柏混交林，到1996年底合计营造防护林1733 000 hm2，形成了典型的川中丘陵区林地和农地交错镶嵌的农林复合生态系统分布格局。目前该区域广泛分布桤柏混交林及由混交林演替而成的纯柏林等人工林，该模式也成为了长江上游防护林体系工程的典型模式。但是，桤柏混交林在经历了几十年的演替，其生态系统在群落结构、生物多样性、生态功能，以及抗病虫害能力方面都出现了退化现象[2]，暴露出了严重的脆弱性特征。

森林凋落物（Forest litter）是指森林生态系统内，由生物组分产生的并归还到林地表面，作为分解者的物质和能量的来源，借以维持生态系统功能的所有有机物质总称[3]。森林凋落物是森林生产力的重要组成部分，是森林生态系统生物产量、养分循环和能流研究中一项极为重要的指标[4]，也是森林生态学、生物地球化学及森林土壤学的研究对象。森林凋落物的收集与准确定量测定是研究森林生态系统结构与功能的重要手段。

四川盐亭农田生态系统国家野外科学观测研究站作为中国生态系统研究网络（CERN）和国家野外科学观测研究站网络（CNERN）成员，其代表了中亚热带四川盆地紫色土农田生态系统，一直关注着该区域生态系统结构与功能的研究。盐亭站地处四川盆地中部，气候属中亚热带湿润季风气候区，年均温17.5℃，年均降雨量826 mm，无霜期290天。中深丘地貌，出露岩层为侏罗纪系上部蓬莱镇组、白垩系底部城墙岩群紫色砂泥岩，土壤为非地带性紫色土。主要森林植被类型为人工柏树林或桤柏混交林。自20世纪70年代，盐亭生站的科研人员就与盐亭县政府开展桤柏木混交林试验研究与示范，试验区目前森林覆盖率达40%。但经过长时间演替，大部分桤木已死亡，现逐渐演化为纯柏林。本数据集通过整理集成了2011-2020年川中丘陵区人工桤柏混交林凋落物各组分（枝、叶、果等）回收量的月动态实测数据，同时附录了该样地2011-2020年部分气象辐射因子月值数据和2006年不同部位凋落物的养分含量，为深入研究该植被类型的凋落物动态特征提供本底资料，为长江上游防护林森林生态系统的林分特征、物质循环等研究提供数据支持。

1 数据采集和处理方法

1.1 数据采集

1.1.1 样地描述

试验林地为1972年栽植的桤木（Aldercremastogyne）和柏木（Cypressesfineries）混交林，初始栽植密度4000-6000 株/hm2，混交林生态系统经过长时间演替，大部分桤木已死亡，现逐渐演化为纯柏林。林下灌木主要有黄荆（Vitexnegundo）、马桑（Coriariasinica）、刺梨（Rosaroxburghii）、栓皮栎（Quercusvariablilis）等，草本多为禾本科（Gramineae）、莎草科（Cyperaceae）、菊科（Compositae）、唇形科（Labiatae）和豆科（Leguminosae）等植物[5]。

凋落物的回收采集试验布置在盐亭站人工桤柏混交林林地辅助观测场（YGAFZ06）。该观测场1994年建立，位于山坡上部。样地概况见表1。

表1 样地基本信息

1.1.2 凋落物采集

依照《陆地生态系统生物观测指标与规范》[6]，在盐亭站人工桤柏混交林林地辅助观测场随机布设5个1.0 m×1.0 m固定的网状凋落物收集框（如图1），收集框中心距离地面高度为1.0 m，用支架固定使收集框保持水平状态，上坡方向的框架边至少距地面30 cm左右。从2010年开始，于每月月底收集框架内凋落物，带回实验室后分拣成枯枝、枯叶和果实3组，分别在65℃下烘干至恒重，称取干重并记录到森林植物群落凋落物回收量季节动态记录表中。

图1 凋落物观测样地图

1.2 数据处理

数据处理主要包括两个过程：一是野外取样和室内烘干称重的信息记录、完善及检查；二是将数据原始记录录入设计好的电子表格并进行检查，确认原始记录表和电子版数据表的一致性，按照需求进行分析计算，获得可用的数据指标。

在野外取样过程中，每清理分拣完一个凋落物框时，记录调查时间、样方信息、相关情况说明等，依据历史经验进行数据复核，发现问题及时纠正；完成称重后，及时对原始记录表进行信息补充和完善；将原始纸质记录数据录入计算机形成电子版原始记录过程中，对数据进行自查，保证数据的一致、真实和可靠。根据数据指标，依据逐次的记录，计算得到凋落物量的季节（月）动态及年总凋落物量，并可换算成单位面积的平均量等。

2 数据样本描述

表2对数据集中包含的字段名及其标识符、数据类型和量纲等作了相应定义和说明。

表2 2011-2020年凋落物回收量月动态数据表字段涵义

另外，为方便本数据集使用者的研究，附录了该样地2011-2020年部分气象辐射因子月值数据和2006年不同部位凋落物的养分含量。但在此不对该两部分数据做详细的阐述。

3 数据质量控制和评估

本数据集的构建过程主要包括：野外样地调查，凋落物收集、分拣、烘干和称重，数据收集、记录、整理、录入和分析计算，数据质量控制与评估，最后生成具有时间序列和主题目标意义明确的数据集。每个环节均依据中国生态系统研究网络（CERN）相关监测规范，从取样前期准备、取样过程到取样后分拣、烘干、称重，以及最后的数据录入，观测人员都需要经过技术讲解和实地操作的培训，每年数据汇总入库还要经过专家审核验证，以确保数据的准确可靠。

本数据集的具体质量控制措施为：（1）凋落物的收集方法完全按照《陆地生态系统生物观测指标与规范》[6]；（2）室内处理方面，将按器官分类的烘干后的凋落物使用同一天平重复称量 3次，取其平均值作为该样方的凋落物干重。判断凋落物已恒重的标准是凋落物重量的变化范围控制在±0.05 g，并保证天平的稳定和清零；（3）纸质版数据录入电脑后，进行2次自查和换人检查，发现有遗漏及时纠正；（4）纸质原始数据集经扫描备份后妥善保存，以备将来核查。

4 数据价值

凋落物回收量动态数据是研究生态系统生产力、养分循环和碳循环过程的重要基础数据。本数据集收集了 2011-2020年亚热带川中丘陵区典型人工桤柏混交林凋落物回收量连续 10年的季节动态数据，数据完整，质量可靠。按照器官对凋落物进行分拣以获取各组分数据，虽然十分耗时、费力，但更加精细，有利于充分利用各组分数据进行科学研究。

利用该数据集可对亚热带川中丘陵区典型人工桤柏混交林凋落物数量、组成和季节动态等进行分析，对认识全球变化背景下典型人工林生态系统结构和功能、生存战略、物质循环过程以及多样性和稳定性维持机制具有一定意义。在宏观层面上，可考虑在不同的典型区域、典型陆地生态系统之间开展多台站数据联网分析，结合中国生态网络数据中心长期定位观测的生物、土壤、气候等数据，为模型分析提供非常有用的实测数据。