上海大金山岛植被功能组成对草本植物、土壤动物和细菌多样性的影响

揭示植物群落对土壤动物和微生物多样性的上行调控效应有助于理解不同营养级生物多样性的维持机制。以往的研究主要集中在植物物种多样性对土壤动物和微生物多样性的影响,而关于植被功能组成自下而上的影响研究较少。以上海大金山岛13个植物群落为对象,在分析落叶木本植物占比与树木和草本物种多样性,以及土壤动物和细菌多样性的关系基础上,利用结构方程模型区分了落叶木本植物占比对土壤动物和细菌多样性的直接与间接影响效应。结果显示:落叶木本植物占比不仅分别对草本物种多样性和土壤动物多样性分别产生直接正效应和负效应(P<0.01;P<0.05),也会通过草本物种的级联效应间接的降低地下土壤细菌多样性(P<0.10)。然而,木本植物多样性仅与草本物种多样性显著正关联(P<0.10),与土壤动物和细菌多样性无显著关联(P>0.10)。该研究结果表明,相较于木本植物多样性,落叶植物占比在中亚热带北缘森林生态系统不同营养级生物多样性维持格局中扮演着更为重要的角色。

平潭岛野生观赏草资源的评价及开发应用

观赏草因具有优良的生态性和特有的观赏性,近年来成为重要的园林绿化材料。本研究通过对平潭岛野生观赏草的调查,采用灰色关联度分析法对其进行综合评价。结果表明,1)平潭岛观赏草隶属于5科50属77种。2)生态适应性广,原生境以山坡草地及疏林灌木为主,占总数55.84%;抗性强,耐干旱占总数45.45%、耐水湿占总数31.17%、部分耐盐碱及抗风;观赏价值高,评价得分均≥2。3)参评的77种观赏草中与理想种的关联度≥0.6有66种,均有开发利用潜力;与理想种的关联度≥0.7有19种,均具有较高的观赏性和适应性;与理想种关联度≥0.8有5种,分别是芒(Miscanthus sinensis)、五节芒(Miscanthus floridulus)、甜根子草(Saccharum spontaneum)、野百合(Lilium brownii)和间型沿阶草(Ophiopogon intermedius),可考虑直接用于园林绿化。

生态学视角下岭南古典园林植物群落的地域性特征

从区系、生活型、叶性质等生态学方面分析岭南四大古典园林的植物群落特征,为在南亚热带地区营造适宜当地气候环境,体现地域性特征的园林植物景观提供参考。结果表明,1)岭南四大古典园林有植物81科181属220种,植物区系具有明显的热带性,其中热带性的属占72%;2)岭南园林与地带性植被群落相似点在于高位芽生活型(64.54%)、中型叶(51%)、单叶(75.91%)、全缘叶(70.91%)比例均较高,革质叶(56.82%)略多于非革质叶(43.18%),反映了岭南湿热的气候环境;不同点在于矮高位芽、地面芽、地下芽所占比例均明显高于地带性植被。综上所述,岭南古典园林植物在乔木比例、叶级、叶型、叶缘、叶质方面具有一定的生态合理性,根据观赏需求在灌草种类多样性方面有所提升,营造出适应高温多湿环境,具有热带风情的地域性植物景观。

森林公园生态系统服务功能评估综述

在论述森林公园的发展现状及森林生态系统服务功能研究进展的基础上,总结了森林公园生态系统服务功能价值评估的主要指标,如涵养水源、固碳释氧、净化空气与生物多样性等。其次,对涵养水源、固碳释氧、生物多样性的计量方法进行探讨,分析计量原理与优缺点。最后,针对目前评估指标不一的情况下,提出了基于分布式测算方法构建我国森林公园生态系统的评估体系。建议未来森林公园的发展应结合生态系统评估的精准化和应对气候变化的机制进行研究。

环境因子对海岛植物茎、叶功能性状的影响

植物功能性状与环境之间的关系是功能性状研究的重点,海岛作为独特的生态系统,其植物功能性状必然和大陆存在差异。为了明确海岛植被的生态适应机制,该文以平潭岛森林群落为研究对象,通过测定茎、叶10个功能性状,以及地形和土壤9个环境因子,探讨了植物功能性状之间的权衡关系,分析了环境因子对海岛植物功能性状的影响。结果表明:(1)比叶面积(SLA)与叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)呈正相关,与叶厚度(LT)、叶干物质含量(LDMC)、茎组织密度(STD)、叶碳含量(LCC)呈负相关;LDMC与LNC、茎氮含量(SNC)呈负相关;LT与STD呈正相关,与LNC和LPC呈负相关;LPC与LNC、SNC呈正相关;茎和叶C、N含量均呈正相关。(2)土壤有机质和TN是海岛植物功能性状的主要土壤影响因子。然而,由于土壤中磷含量的缺乏,LNC、茎磷含量(SPC)、SNC均与土壤全磷呈正相关;LDMC与土壤全氮呈正相关;STD与土壤有机质呈正相关;SLA随着土壤pH的增加而增加。(3)坡位和坡度是海岛植物功能性状的主要地形影响因子。SLA、SPC随着海拔上升而下降;STD、LDMC随着海拔和坡度增大而增大;LNC、LPC阴坡大于阳坡。该研究为海岛植被修复和重建提供了参考依据。

海岛植物不同演替阶段植物功能性状与环境因子的变化规律

植物功能性状与环境之间的关系是功能性状研究的重点,环境因子驱使植物功能性状发生变化,进而推动群落发生演替。以平潭岛4个不同演替阶段的森林植被(灌草丛、针叶林、针阔混交林、常绿阔叶林)为研究对象,结合不同群落演替阶段的物种特征和群落结构,分析海岛不同演替阶段茎、叶功能性状的变化规律,以及功能性状与环境因子的关系。结果表明:(1)随着演替的进行,土壤养分和水分逐渐增加,土壤 pH逐渐下降。比叶面积(SLA)、叶片氮含量(LNC)、叶片磷含量(LPC)、茎氮含量(SNC)、茎磷含量(SPC)下降后上升,叶厚度(LT)、叶片碳含量(LCC)、茎碳含量(SCC)与之相反,叶干物质含量(LDMC)、茎组织密度(STD)逐渐上升。(2)冗余分析表明,演替早期植物主要分布在土壤pH、容重高的贫瘠环境,拥有较高SLA、SNC、SPC、LPC的性状组合;演替后期植物主要分布在土壤养分和水分高的肥沃环境,拥有较高的STD、LDMC、LCC、LNC的性状组合。其中,土壤有机质和全氮含量是影响海岛植物演替过程中功能性状变化的关键环境因子。研究海岛植物功能性状与环境之间的关系随演替的变化规律,探讨各演替阶段功能性状和环境特征,以及功能性状如何响应环境变化。旨在为今后选择合适的树种进行海岛植被修复和重建提供依据。

基于CiteSpace植物功能性状的研究进展

植物功能性状不仅反映植物对生存环境的适应和响应,而且能够强烈影响生态系统功能,是生态学重要研究领域。利用CiteSpace软件,全面系统梳理植物功能性状的研究成果,分析当前国际研究现状,挖掘其知识基础,归纳研究热点和发展趋势。研究发现:(1)国际上植物功能性状研究领域的发文数量经历了缓慢增长-波动增长-平稳增长-快速增长4个阶段;(2)植物功能性状研究分为探索阶段、发展阶段、平稳阶段和扩展阶段,各阶段均由相应的关键文献引领发展。4个阶段的研究热点不同,当前研究热点为"叶性状"、"经济谱"、"植物功能多样性"、"性状生态位";(3)植物功能性状研究内容从大尺度、单一生境、单个性状扩展到小尺度、多生境、多性状组合的演变趋势;(4)美国、德国、法国和中国是该领域贡献最多的国家,中国科学院是发文量最多的机构;Sandra Lavorel,Peter B Reich,Johannes H C Cornelissen等科学家奠定了植物功能性状的研究基础;(5)今后应运用先进技术手段,结合植物不同器官和系统发育信息,研究植物功能性状在不同空间和时间尺度的变化。

海岛森林不同演替阶段土壤和植物的碳、氮、磷化学计量特征

该研究采用空间代替时间的方法,对福建省东部海域的平潭岛林区不同演替阶段群落(灌草丛、针叶林、针阔混交林、常绿阔叶林)的土壤和植物的C、N、P含量进行测定,分析不同演替阶段土壤和植物的C、N、P及生态化学计量特征的变化规律,并探讨植物与土壤养分之间的相互关系。结果表明:(1)由于土壤C、N、P的来源不同,导致土壤有机碳(SOC)和全氮(STN)含量随着演替进行逐渐增加,土壤全磷(STP)含量呈先下降后上升的趋势;土壤C∶N随演替进行呈增加趋势,土壤C∶P和N∶P呈先升高后下降的趋势。(2)植物叶片碳(LC)含量随着演替进行呈先升高后下降的趋势,叶片氮(LN)和磷(LP)含量呈先下降后升高的趋势,反映了各演替阶段植物采取不同的生态适应性;植物叶片C∶N和C∶P随演替进行呈先升高后下降的趋势,植物叶片N∶P呈逐渐增加的趋势。(3)相关分析表明,土壤SOC与STN呈显著正相关关系,表明土壤C、N元素有较强的耦合关系;植物LN与LP呈显著正相关关系,共同反映植物的光合作用;植物叶片LP与土壤STP呈显著正相关关系,且植物叶片N∶P在各演替阶段均大于16,说明平潭岛植物生长主要受到土壤P限制。

基于植物疗法的福州医院户外植物景观研究

[目的]基于植物疗法,研究福州医院户外植物景观。[方法]对福州市4所综合医院和5所专科医院的户外植物景观进行实地调查。[结果]共有170种园林植物,隶属于70科137属;观赏特性以观叶植物为主,所占比例为34.71%,其次是观形、观花、观果植物,所占比例分别为30.58%、28.23%、6.47%;药用植物、有毒植物、芳香植物分别占植物总数的37.65%、2.94%、41.76%;植物配置形式为6种,主要以乔+灌为主,比例为40%。[结论]基于植物疗法分析福州市医院户外植物景观存在的问题,针对不同类型医院提出改善对策,以期为医院户外植物景观的建设提供参考。

平潭岛不同演替阶段植被群落物种多样性特征

以平潭岛天然次生林为研究对象,分析灌草丛、针叶林、针叶混交林、常绿阔叶林群落的物种组成、重要值、物种多样性特征的变化,探讨平潭岛与邻近海岛和大陆的群落物种多样性差异。结果表明:4种群落类型共有53科89属104种植物,群落类型间及各层次的丰富度、多样性、均匀度从灌草丛到针阔混交林阶段呈上升趋势,阔叶林阶段呈下降趋势。群落各层次的丰富度、多样性变化,乔木层为针阔混交林>阔叶林>针叶林;灌木层为针阔混交林>针叶林>常绿阔叶林>灌草丛;草本层为针阔混交林>常绿阔叶林>针叶林>灌草丛。单因素方差分析,乔木层丰富度、多样性、均匀度在针阔混交林和针叶林呈显著性差异(P<0.05);灌木层和草本层多样性在针阔混交林与灌草丛和常绿阔叶林呈显著性差异(P<0.05)。平潭岛群落物种多样性水平明显低于普陀山岛和大陆。

平潭岛维管植物区系特征分析

为探究海岛植物区系的组成和特征,对福建平潭岛维管植物区系特征进行分析,并与同纬度地区的福州国家森林公园维管植物进行对比.结果显示平潭岛种子植物及其地理分布类型具有以下特点:平潭岛共有维管植物83科234属327种,含被子植物80科231属323种;海岛植物群落以双子叶植物为主体,小科和单属科的数量占总科数比例高达40.97%和50.60%,大科、中科仅占2.41%和6.02%;属水平上,单种属所占比例最高,达76.50%;平潭岛种子植物属的分布区类型热带与温带交汇的特点明显,热带分布型属和温带分布型属分别占调查总数(世界广布型属除外)的60.41%和37.56%,其中泛热带分布型属和北温带分布型属是平潭岛植物区系的重要组成部分;相比福州森林公园维管植物的种类、区系组成、分布类型,热带、温带成分交汇特点相同.2地科、属、种水平上的相似程度分别为28.21%、10.89%、4.33%,其维管植物科、属、种数较大陆高出12.16%、105.26%和106.96%,被子植物的属、种数比大陆分别高出108.11%和108.39%.平潭岛维管植物与大陆植物的区系分布及特征相似,但受到海岛环境、气候、人为活动等影响,其植物区系组成较大陆有明显差异.

大陆性海岛野生植物功能性状特征及其演变趋势——以平潭岛为例

探讨海岛植物功能性状的演变机制,对福州市平潭岛和福州国家森林公园的野生植物功能性状进行了比较。结果表明,平潭岛和公园植物的共有科占总科数的63%,共有种占总种数的19%。海岛植物为适应强风、干旱、贫瘠的环境,以草本植物为主,占65.75%。海岛植物的叶级明显小于大陆植物,叶被毛植物占62.39%,并呈木质化和肉质化特征。海岛植物的繁殖能力提高,海岛植物花期长于大陆,以r-繁殖策略为主。海岛植物的传播能力提高,颖果和瘦果比例高于大陆植物,而核果和浆果比例相反;微型果为79.20%,以风力和蚁类传播为主。总体而言,大陆性海岛与大陆野生植物具有相同起源,海岛植物为适应脆弱的生态环境,其适应-繁殖-传播相关的功能性状发生演变,呈现出适应能力增强、繁殖和传播能力提高的特点。

国家森林公园生态系统服务评估——以福州国家森林公园为例

对森林公园生态系统服务功能进行评估,有助于人们了解其重要性和制定有效的森林资源保护政策。本文研究依据《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721-2008),采用福州国家森林公园的小班数据和实地调查数据,应用分布式测算的方法,对其2013年固碳释氧、涵养水源、保育土壤、净化大气和森林游憩5项服务功能进行评估。结果表明:(1)福州国家森林公园生态系统服务的总价值为6.84亿元/a;(2)价值量由高到低的顺序为:森林游憩(4.0960亿元/a)>固碳释氧(1.041亿元/a)>涵养水源(0.9983亿元/a)>保育土壤(0.7001亿元/a)>净化大气(56.94万元/a),其中,森林游憩的价值最高,占总价值的59.87%,其次为固碳释氧,占总价值的15.22%;(3)单位面积幼、中龄林的固碳释氧价值量的比重大,过熟林最低;(4)不同林分类型单位面积的4种服务功能(除森林游憩外)相比,软阔价值量最高,为11.99万元/(hm^2·a),经济林最低。根据本文研究结果提出以下建议:对福州国家森林公园过熟林采取间伐补植、异龄混交的林业经营措施,同时适当进行阔叶树种补种,提高林分的生态价值。

城市化背景下公园木本植物多样性的分布格局

为了揭示城市化背景下沿城郊梯度植物种类组成、多样性和分布格局的差异,以福州市为例,分别选取了市区、近郊区和远郊区各3个区域公园作为研究对象,对其进行植被调查。结果显示:(1)共记录61科110属139种植物。共9个优势科,主要是百合科(Liliaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)和豆科(Leguminosae)等;市区公园优势种不明显,近郊和远郊公园以造林种台湾相思(Acacia confuse)和柳杉(Cryptomeria japonica var.sinensis)为主。(2)物种丰富度、生态优势度和物种多样性在水平空间尺度上均表现为市区公园>近郊公园>远郊公园,在垂直分布上表现为乔木层>灌木层。结果表明,在人为引进外来物种和土地利用类型改变等城市化因素影响下,亚热带城市公园木本植物多样性沿城郊梯度呈现出由市区向远郊区线性递减的分布格局。

康复理论下福州市医院植物景观应用研究

应用康复理论,对福州市9所医院的植物景观进行了调查,结果表明:9所医院植物均以常绿灌木为主,种类相似,植物配置缺乏康复景观特色;视觉景观上,以绿叶,红、黄、白色花,红、黄、橙色果实,及褐色枝干为主,缺乏橙、紫、蓝色植物;触觉景观上,以革质叶、全缘叶、粗糙树皮、无毛叶及无刺枝为主,较为单调;嗅觉景观上,芳香植物应用较多,但主要以花芳香为主。针对存在的以上问题,提出了相应建议。

上海大金山岛常见木本植物功能性状对生长和死亡的影响

揭示功能性状如何影响关键植物种群特征有助于深化对群落动态的理解。该研究基于上海大金山岛26种常见木本植物5年期(2016-2021年)生长死亡动态的监测数据,通过测量各物种与光、水和养分资源竞争与利用策略相关的9个叶片和木质性状,分析了不同功能性状单独及其综合形成的植物经济谱与物种相对生长率和死亡率的关系。结果显示:叶面积和叶片氮含量与物种相对生长率显著正相关,叶片厚度、小枝密度和叶干物质含量与相对生长率显著负相关。干材密度和小枝密度与物种相对死亡率显著负相关。由9个功能性状构成的植物经济谱可解释物种相对生长率32.8%的变异,但是与相对死亡率无显著相关关系;资源获取型物种比保守型物种具有更高的相对生长率。以上结果表明,植物功能性状是影响植物生长的重要因素,植物经济谱可较准确地预测物种间相对生长率的差异,但对物种相对死亡率的预测较弱。

基于Cite Space分析植物功能性状对气候变化的响应研究进展

面对全球气候变化的严峻形势,植物功能性状(PFTs)能较为敏感地响应气候变迁,对预测全球气候变化及生态系统影响具有重要指示作用.以Web of Science核心集TM的科学引文索引扩展版SCI-E数据库作为数据来源,利用CiteSpace软件分析得到植物功能性状对气候变化响应的研究进展:(1)从发文量分析1992-2019年植物功能性状对气候变化的响应研究可分为4个发展阶段:初步萌芽期—波动发展期—平稳发展期—高速发展期,呈现出良好的发展态势.(2)在研究力量方面,德国等欧洲国家的科研水平和影响力较高,我国的科研水平虽已有较大提高,但仍需加强与其他国家及机构间合作,提高在本领域的科研影响力;在研究载体方面,从期刊类型及研究领域的分析能展现出本研究领域的多学科交融性,并基于个体或小尺度层面逐步向全球化研究发展,有利于推动本研究领域进一步发展.(3)通过聚类分析形成22个代表性研究,其文献主题词间交叉重叠,联系紧密,按研究内容归纳为5个主题集群,即气候变化诱导林火及引起的干旱对植物的影响,植物功能性状(叶、根、水力性状等)对气候变化的响应与适应,基于植物功能性状对气候变化响应的时空尺度推绎,借助植物功能性状探究气候变化对群落结构和生态系统功能的影响,植物功能性状对气候变化响应的数据获取、分析方法以及模型模拟方法;整体形成一个连贯的研究系统.(4)主题演化分析按照时间顺序分为探索阶段、初步发展阶段、快速发展阶段、突破性阶段4个阶段.该过程反映出国际植物功能性状对气候变化的响应研究由定性分析到科学定量的过程,尺度推绎技术研究逐步增强,并呈现出3个发展趋势:基于北极等特殊生态系统植物功能性状的敏感特性,将其作为今后长期研究工作的重点,有利于及时反映全球气候变化;基于大数据研究,该领域朝着数据全球化收集—定量分析—动态模拟的态势发展,有助于更精确地反向预测过去与未来的气候变化;基于不易测量的功能性状研究,探索其是否对于气候变化的响应更加强烈,更有助于预测全球气候变化.

上海大金山岛植被主要组成种的种群年龄结构和存活特征

揭示植物种群的年龄结构特征,有助于深入理解植被动态和过程.以上海大金山岛植被为对象,调查常见植物的全岛频度,并研究13个标准样地中不同植被演替阶段的18个代表性物种的径级结构,通过分析各物种的种群年龄结构、幼苗库大小、静态生命表和存活曲线,推断其种群发展态势.结果显示:在全岛水平,先锋种日本野桐(Mallotus tenuifdius)占绝对优势,频度高达90.6%,演替中期的落叶树种朴树(Celtissinensis)、小果蔷薇(Rosacymosa)、白杜(Euonymus maackii)、小叶女贞(Ligustrum quihoui)、白檀(Symplocos tanakana)、桑(Morus alba)和椿叶花椒(Zanthoxylum ailanthoides)频度都在35%以上,常绿阔叶物种柃木(Eurya japonica)、天竺桂(Cinnamomum japonicum)、青冈(Quercus glauca)和红楠(Machilus thunbergii)的频度分别为22.6%、21.7%、14.2%和11.3%.绝大多数物种的种群年龄结构完整,小径级个体多,幼苗库充足,表现为增长型种群特征.相比,豆梨(Pyrus calleryana)和红楠年龄结构为间歇型,樟(Camphora officinarum)为单峰型,主要缺少小径级个体和幼苗,表现出衰退型种群特征.静态生命表和存活曲线显示,白檀、青冈、小叶女贞、柘木(Maclura tricuspidata)、红楠、朴树和白杜幼年阶段死亡率高,日本野桐、柃木、天竺桂在大龄阶段死亡率高.本研究表明大金山岛植被组成种的先锋种类种群结构完整,但演替顶极种的种群更新受限,次生演替中前期的海岛生态系统在猕猴干扰下演替进程缓慢,因此,加大地带性种类的抚育是下一步管理工作的重点.

上海大金山岛不同植被类型土壤细菌群落的变异

揭示次生演替过程中土壤细菌群落对植被类型变化的响应格局,有助于深化对生态系统地上地下相互作用机制的理解。该研究以上海大金山岛处于演替前、中和后期的落叶灌丛、落叶阔叶林和常绿阔叶林为对象,通过测定土壤碳、氮、磷含量以及土壤细菌群落特征,分析土壤细菌多样性、类群关系网络结构和标志性类群如何随植被演替而更替。结果发现:土壤养分含量在常绿阔叶林显著高于落叶阔叶林,但土壤细菌多样性在落叶阔叶林显著高于常绿阔叶林,土壤养分含量和细菌多样性在落叶灌丛处于中等水平。土壤细菌的相关性网络节点、密度和复杂性在落叶阔叶林最高,在落叶灌丛中等,在常绿阔叶林最低。落叶灌丛和落叶阔叶林的优势土壤细菌分别为根瘤菌目(Rhizobiales)和伯克氏菌目(Burkholderiales)等具有潜在固氮功能的类群,常绿阔叶林的优势土壤细菌为黄单胞菌目(Xanthomonadales)和嗜热芽菌目(Thermogemmatisporales)等具有潜在致病和抗病性功能的类群以及酸杆菌目(Acidobacteriales)等与纤维素降解相关的类群。该结果表明:海岛植被演替过程中,植物种类组成和土壤养分供给性的改变会极大地重塑土壤细菌多样性、群落组成、互作网络结构和标志类群。海岛常绿阔叶林显著更低的土壤细菌多样性、趋于松散简化的细菌网络结构以及具有潜在致病和抗病功能的标志类群的出现,说明了顶极群落地下部分对地上部分退化趋势的响应。