2008–2018年天童常绿阔叶林不同演替阶段凋落物月和年回收量数据集

中国生态系统研究网络（CERN）专题 II 区论文（已发表） • 版本 ZH2 Vol 8 (3) 2023

A dataset of monthly and yearly litterfall production in different succession stages of evergreen broad-leaved forests in Tiantong (2008 – 2018)

郑泽梅，杨海波，董舒，姚芳芳，杨庆松，王希华，阎恩荣，江山

ZHENG Zemei, YANG Haibo, DONG Shu, YAO Fangfang, YANG Qingsong, WANG Xihua, YAN Enrong, JIANG Shan

DOI: 10.11922/11-6035.csd.2022.0018.zh
CSTR: 32001.14.11-6035.csd.2022.0018.zh
: 10.11922/sciencedb.j00001.00339

： 2022 - 03 - 08

： 2022 - 08 - 09

： 2022 - 07 - 06

： 2023 - 07 - 19

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5502 18 0

摘要&关键词

摘要：凋落物生产是森林生态系统物质循环的重要组成部分，在维持森林土壤肥力、促进生态系统养分循环中起着重要作用。凋落物生产量也是衡量森林生产力等生态系统功能和碳平衡的重要指标。本数据集采自浙江天童森林生态系统国家野外科学观测研究站木荷林辅助观测场和栲树林综合观测场。上述两样地群落演替类型分属于常绿阔叶林演替中后期和顶级阶段。每个观测样地投影面积50 m × 50 m，样地内各设27个0.5 m²凋落物框，分凋落物组分（枯枝、枯叶、花（果实）、树皮和杂物）进行收集和统计。数据集包含了两个样地2008–2018年凋落物各组分及总量的月和年回收量，已经过原始纸质记录比对、同期数据动态趋势比较等数据质量控制和评估。本数据集可以为理解常绿阔叶林演替进程中生态系统结构与功能的变化提供基础信息，也能为研究区域气候变化对森林生态系统的影响和常绿阔叶林分布区碳平衡评价提供数据支撑。

关键词：凋落物；森林演替；中亚热带；常绿阔叶林

Abstract & Keywords

Abstract: Litter production is an important part of the matter cycle of forest ecosystems, which plays an important role in maintaining forest soil fertility and promoting ecosystem nutrient cycling. Additionally, it serves as an important indicator for the quantification of ecosystem function such as forest productivity and carbon balance. The data in the dataset are from two observation plots in Zhejiang Tiantong National Forest Ecosystem National Observation and Research Station. The community succession types in the above two pilots belong to the middle-late stage and mature stage of evergreen broad-leaved forest succession, respectively. The projected area of each plot is 50 m × 50 m. There are 27 litter traps of 0.5 m² in each plot. We collected and counted the data in terms of litter components, i.e. branches, leaves, flowers (fruits), bark and debris). The dataset includes the monthly and annual production of each component and the total amount of litter in the two plots from 2008 to 2018. The data have been checked against the original paper records, as well as the dynamic trend of data in the same period, so as to ensure data quality control and accuracy assessment. This dataset can provide basic information for understanding the changes of ecosystem structure and function during the succession process of evergreen broad-leaved forests. Moreover, it can also provide data support for studying the impact of regional climate change on the forest ecosystem and the assessment of carbon balance in the zone of evergreen broad-leaved forests.

Keywords: litterfall; forest succession; mid-subtropical zone; evergreen broad-leaved forest

数据库（集）基本信息简介

数据库（集）名称	2008–2018年天童常绿阔叶林不同演替阶段凋落物月和年回收量数据集
数据作者	郑泽梅、杨海波、董舒、姚芳芳、杨庆松、王希华、阎恩荣、江山
数据通信作者	杨海波（hbyang@des.ecnu.edu.cn）；姚芳芳（ffyao@des.ecnu.edu.cn）
数据时间范围	2008年1月–2018年12月
地理区域	中国浙江省宁波市天童国家森林公园（29^o48′6″N–29^o48′55″N、121^o46′45″E–121^o47′5″E）
数据量	35 KB
数据格式	*.xlsx
数据服务系统网址	https://doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00339
基金项目	科技部浙江天童森林生态系统国家野外科学观测研究站运行服务项目；上海市“科技创新行动计划”自然科学基金项目（22ZR1421800）。
数据库（集）组成	数据集包括1个数据文件，共286条记录，包含2008年1月至2018年12月浙江天童森林生态系统国家野外科学观测研究站木荷林辅助观测场和栲树林综合观测场两个样地的月和年尺度凋落物回收量数据。

Dataset Profile

Title	A dataset of monthly and yearly litterfall production in different succession stages of evergreen broad-leaved forests in Tiantong (2008 – 2018)
Data corresponding author	YANG Haibo (hbyang@des.ecnu.edu.cn); YAO Fangfang (ffyao@des.ecnu.edu.cn)
Data authors	ZHENG Zemei, YANG Haibo, DONG Shu, YAO Fangfang, YANG Qingsong, WANG Xihua, YAN Enrong, JANG Shan
Time range	From January 2008 to December 2018
Geographical scope	Tiantong National Forest Park, Ningbo, Zhejiang （29^o48’5.57” N–29^o48’54.64”N, 121^o46’44.64” E–121^o47’50.12” E）
Data volume	35 KB
Data format	*.xlsx
Data service system	<https://doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00339>
Sources of funding	Operation Service Project of Zhejiang Tiantong Forest Ecosystem National Observation and Research Station, Ministry of Science and Technology of the People’s Republic of China; Shanghai Science and Technology Innovation Action Plan "Natural Science Foundation Project" (22ZR1421800).
Dataset composition	The dataset consists one data file, with a total of 286 entries, including the monthly and yearly litterfall production in mid-end and mature stages of evergreen broad-leaved forests in Tiantong from two observation plots in Zhejiang Tiantong National Forest Ecosystem National Observation and Research Station from January 2008 to December 2018.

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引言

凋落物是森林生态系统的重要组成部分，凋落物生产量能部分表征森林生态系统净初级生产力大小^[1-2]，凋落物分解过程则是森林植被与土壤间养分循环的重要环节，维系着森林生态系统的养分平衡^[3-4]。森林凋落物的生产量受到气候、森林群落类型与结构等诸多因素的影响^[5-8]。由于凋落物生产和土壤养分动态之间的相互作用，森林凋落物的生产量也会随着森林的生长发育和演替过程而发生变化^[9-12]。因此，长时间尺度、不同类型森林凋落物生产量数据，对于森林生态系统净初级生产力的量化和理解气候变化对森林物质循环的影响具有重要的数据价值。

常绿阔叶林是全球一种独特的植被类型，生物多样性极其丰富，仅次于热带雨林。中国的常绿阔叶林在世界上分布最广、面积最大，类型最为复杂多样，是全球常绿阔叶林的主体，并维持着较高的植被生产力^[13-14]。浙江天童森林生态系统国家野外科学观测研究站（以下简称天童站）位于浙闽丘陵东部，属于浙闽山地常绿阔叶林生态区，是常绿阔叶林的主要分布地区。站区保留有我国东部低海拔难得的大面积成熟常绿阔叶，以栲、木荷、米槠、云山青冈、石栎等浙闽生态区低海拔典型常绿阔叶林植物为优势种，而在周边地区存在着向常绿阔叶林演替的多种过渡植被类型和人工植被，是中亚热带常绿阔叶林演替系列分布区的典型代表^[15]。

天童站自2007年进入国家生态系统观测研究网络（CNERN）以来，一直参照《中国生态系统研究网络野外观测技术指南》开展森林群落凋落回收量的监测工作。基于该调查数据的相关研究表明，天童常绿阔叶林演替系列中，成熟常绿阔叶林较常绿灌丛具有更高的年平均凋落物生产量^[9]。凋落物枝、叶、花果实和碎屑的组成比例因群落类型而异，凋落叶的比重均高于凋落物其他组分的比例，占到46%–81%^[5]。常绿阔叶林凋落物量月动态基本呈现双峰型，生产量高峰多出现在春季和秋末^[9,16-17]。台风使得月凋落物量在夏季增加一个生产高峰，其干扰强度在不同演替阶段之间存在差异^[17]。

本数据集收集并整理了天童常绿阔叶林演替中后期和顶级两个阶段2008–2018年月和年两个时间尺度的凋落物回收量数据，以期为深入探讨森林演替和极端气象事件对森林生产力等生态系统功能的影响提供数据支撑。

1 数据采集和处理方法

1.1 数据采集样地介绍

天童站位于浙江省宁波市天童国家森林公园内（29°48′N，121°47′E），站区属中亚热带季风气候区，四季分明，年均温16.2℃，其中7月平均温度为28.1℃（全年最热），1月平均温度4.2℃（全年最冷），平均降雨量1374.7 mm，大多集中于6–8月，雨热同期。站区土壤类型为山地黄红壤，成土母质为中生代的沉积岩和部分酸性火成岩以及石英砂岩和花岗岩的残积风化物^[13]。

在天童站木荷林辅助观测场和栲树林综合观测场进行凋落物收集和数据采集。上述两个样地的群落类型分别代表了中亚热带常绿阔叶林次生演替中后期和演替顶级阶段^[9,17]。两个样地位于天童国家森林公园天童寺旁边，属于保护比较完整的森林核心地带，样地均始建于1992年，2007年扩建观测投影规格为50 m×50 m，样地概况见表1。

表1 天童常绿阔叶林次生演替中后期和顶级阶段样地概况

序号	样地名称	木荷林辅助观测场	栲树林综合观测场
1	群落类型	木荷群落	栲树群落
2	演替阶段	中后期	顶级
3	地理位置	29°48′29″ N，121°47′12″E	29°48′29″ N，121°47′12″E
4	海拔（m）	163	196
5	坡度（°）	20	26
6	坡向	SE	SE
7	主要优势种类	木荷和石栎	栲树、木荷和枫香
8	群落高度（m）	20	25
9	群落盖度（%）	95%	90%
10	乔木层生物量（t/hm²）	203.3	150.3
11	土壤类型	红黄壤	红黄壤
12	土壤PH（水提）	3.81	3.64
13	0–10 cm土壤有机碳含量（g C/kg）	33.6	27.0
14	0–10 cm土壤容重（g/cm³）	0.93	0.73

1.2 数据采集方法

2007年底，在各样地内按倒“品”字形划分出3个面积为225 m²的凋落物收集区，在每个收集区内中心位置布置3排×3列9个收集框，每个凋落物框间隔5 m，共计27个收集框（图1）。收集框（高度为0.6 m，面积为0.5 m²）由PVC管和尼龙网（孔径为1 mm）组成。2008年1月开始每月月底收集一次凋落物。收集完成后，将凋落物带回实验室，分成叶、枝、花、果、树皮和碎屑（主要为虫鸟粪、小动物残体和各种无法分辨的碎屑等）。将各组分凋落物在80 ^oC烘干至恒重，用电子天平称重（精度为0.01 g）。

图1 样地凋落物框分布示意图

Figure 1 The spatial distribution of litterfall collection boxes in the sampling plot

1.3 数据加工和处理方法

记录凋落物框中各凋落物组分的回收量，再根据凋落物框面积换算为单位面积的凋落物回收量。本数据集中记录了每个样地中27个凋落物框月和年凋落物各组分和总凋落物回收量的平均值。

2 数据样本描述

本数据集的数据存储格式为Excel表。文件表含2个数据表单，分别存放了天童常绿阔叶林2008–2018年凋落物月和年回收量数据，分别包含264条和22条记录。表2和表3列出了各数据表单所包含的具体字段内容、类型、量纲和实体数据示例。

表2 天童常绿阔叶林凋落物月回收量数据集表单内容

序号	字段内容	数据类型	量纲	示例
1	台站名称	字符型	无	天童站
2	样地名称	字符型	无	木荷林辅助观测场
3	年	数字型	无	2008
4	月	数字型	无	1
5	枯枝干重	数字型	g/( m²月)	3.10
6	枯叶干重	数字型	g/( m²月)	7.03
7	落果（花）干重	数字型	g/( m²月)	0.69
8	树皮干重	数字型	g/( m²月)	0.07
9	杂物干重	数字型	g/( m²月)	0.18
10	凋落物总干重	数字型	t/( m²月)	0.11

表3 天童常绿阔叶林凋落物年回收量数据集表单内容

序号	字段内容	数据类型	量纲	示例
1	台站名称	字符型	无	天童站
2	样地名称	字符型	无	木荷林辅助观测场
3	年	数字型	无	2008
4	枯枝干重	数字型	g/( m²年)	77.48
5	枯叶干重	数字型	g/( m²年)	371.04
6	落果（花）干重	数字型	g/( m²年)	55.20
7	树皮干重	数值型	g/( m²年)	2.52
8	杂物干重	数字型	g/( m²年)	32.66
9	凋落物总干重	数字型	t/( m²年)	5.39

3 数据质量控制和评估

本数据集的数据质量控制工作分凋落物收集和室内分析两个阶段进行。凋落物收集阶段，首先尽量保持凋落物收集的时间和频率基本一致，一般为当月的最后一天或下个月的第一天，遇到极端或者恶劣天气时，推迟采样日期不超过2–3天；其次，在凋落物收集袋上注明采样时间、样地名称、收集框号和采样人等信息。室内分析阶段，首先将凋落物按枝条、叶、花（果）和碎屑等分类，装入信封中，标记与凋落物收集袋上的同样信息后，及时进行烘干处理；然后，及时称重并使用统一表格的纸质记录凋落物各组分干重、采样时间、记录人及相关辅助信息后，录入电子文档，同时与纸质记录对照检查。

本数据的质量评估采用绘制凋落物的季节动态图，对比同期数据的方式进行。通过同期数据对比，查看波峰、波谷数据出现的月份，比较不同年份之间的动态特征，对照纸质记录对异常数据进行核查。

4 数据价值

凋落物生产是森林生态系统中物质循环和能量流动的重要环节，在维持土壤肥力、促进生态系统养分循环中起着重要作用，也是衡量群落生产力等生态系统功能和碳平衡的重要指标^[1-4]。常绿阔叶林是我国极具特色的生态系统类型之一，生物多样性高，也在区域碳平衡中起着重要作用^[13-14]。本数据集时间跨度10年，准确量化了长时间尺度上典型常绿阔叶林不同演替阶段凋落物及其组分的月和年回收量，数据能为理解常绿阔叶林演替进程中生态系统结构与功能的变化提供基础信息。根据宁波市气候公报等资料记载，台站在2008–2018年间，共经历了2次极端降雪和冰冻（2008和2016年），1次极端高温和干旱（2013年）和2次高强度台风和热带风暴（2008和2012年），因此，本数据集也能为研究区域气候变化和极端天气事件对森林生态系统的影响和常绿阔叶林分布区碳平衡评价提供基础数据支撑。

致谢

特别感谢在数据采集和分析过程中提供过帮助的学生和工作人员，他们是袁铭皎、曾雅雯、张首和、马春晖、曹定中和张爱国。

[1]

CLARK D A, BROWN S, KICKLIGHTER D W, et al. Measuring net primary production in forests: concepts and field methods[J]. Ecological Applications, 2001, 11(2): 356–370. DOI:10.1890/1051-0761(2001)011[0356: mnppif]2.0.co;2.