中亚热带喀斯特森林树木功能型的生态位特征

【目的】分析中亚热带喀斯特森林树木功能型的生态位特征,推断不同功能型树木对资源的利用程度和种间竞争差异,为喀斯特地区的植被恢复与重建提供理论指导。【方法】以中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林为研究对象,在样地调查基础上根据冠层高度、种群大小、耐荫性和种子传播方式将被选的40种树木划分为不同功能型,通过计测生态位宽度和生态位重叠指数分析不同功能型树木的生态位特征。【结果】喀斯特森林树木的生态位宽度普遍较低,表现为常见种>偶见种>稀有种,且三者的生态位宽度间差异显著;重力传播种的生态位宽度显著低于动物和风力传播种,不同耐荫性和冠层高度功能型间的生态位宽度无显著差异;40种树木种对间的生态位重叠指数同样较低,常见种的生态位重叠指数显著高于偶见种和稀有种,上层种显著高于下层种,喜光种显著高于耐荫种,而重力传播种则显著低于动物和风力传播种;常见种与偶见种间的生态位重叠指数显著高于常见种与稀有种以及偶见种与稀有种间,动物与风力传播种间的生态位重叠指数显著高于动物与重力种间以及风力与重力种间,而中生与耐荫种间的生态位重叠指数则显著低于喜光与中生种以及喜光与耐荫种间。【结论】中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林中多数树种占据较小的生态位空间并可能存在较低的种间竞争作用,不同树木功能型生态位宽度和生态位重叠指数的差异可能与生境异质性和物种性状差异等存在密切联系。在进行退化生境植被重建时,可根据不同功能型树木的生态位特征合理构建群落的组成与结构,促进森林植被快速恢复。

外来入侵杂草田菁的构件生物量分配与异速生长分析

田菁(Sesbania cannabina)是我国华南、华中和华东等地区危害严重的外来入侵杂草,通过测定其构件(根、茎、叶、花、果)生物量和植株高度等数据,分析其构件生物量分配特征及其与异速生长的关系,以期掌握该入侵杂草的生长发育规律。结果表明:田菁的构件生物量分配关系表现为茎>叶>果>根>花,而其变异系数从大到小为果>茎>叶>根>花,其地上与地下以及生殖与营养构件间的生物量均表现出极显著的差异性。此外,田菁各构件之间以及株高与构件间均为异速生长关系,株高与各构件生物量间呈极显著正相关性。田菁种群各构件间的异速生长关系以及较高的地上构件生物量与其较强的入侵性有密切联系,该结果对评估田菁的入侵机制具有重要价值。

广西桉树人工林的植物物种组成与区系特征研究

基于野外调查和文献资料,分析广西桉树人工林维管植物的物种组成及属的区系特征。结果表明,广西桉树人工林中有维管植物120科369属584种,包含蕨类植物15科28属49种、裸子植物4科4属6种和被子植物101科337属529种,分别占广西维管植物科、属、种总数的38.83%、18.35%和6.37%,表明桉树人工林的植物物种多样性较低。桉树人工林中植物以灌木(201种)为主,藤本(91种)最少。在科、属水平上,以大科、中等科、单种属和少种属为主,大多数植物属和种趋于大科及单种属、少种属内,表明植物区系具有一定的分化潜能,科属组成较分散。优势科属种含有丰富的原始类群,表明区系成分具有一定的古老性。属分布区类型共有14个分布型和15个变型,热带与温带性质属的比值(R/T值)达5.37,以热带成分为主,其中泛热带成分占最大优势。区系中出现中国特有分布类型仅2属2种。总的来看,广西桉树人工林植物的区系成分复杂,热带性质明显,起源古老,但特有成分缺乏,分化程度较低。该研究结果可用于指导开展广西桉树人工林植物物种多样性和区系特征分析,可为桉树人工林的科学管理提供理论依据。

喀斯特地区不同退耕类型对土壤碳氮的影响

为探讨不同退耕模式对喀斯特峰丛洼地土壤碳氮特征的影响,选取广西环江典型退耕类型样地进行有机碳、全氮特征研究,结果表明:不同退耕类型之间的土壤有机碳、全氮差异显著;各退耕类型土壤有机碳和全氮都表现出随土层加深而逐渐降低趋势;土壤有机碳和全氮线性拟合呈显著正相关.表明退耕还林(草)显著提高了土壤有机碳、氮,但在植被类型和人为活动的影响下土壤碳氮特征差异明显.

MixSIAR和IsoSource模型解析植物水分来源的比较研究

选取西南喀斯特地区次生林中主要优势植物刺楸(Kalopanax septemlobus(Thunb.)Koidz.)、香椿(Toona sinensis)和化香(Platycarya strobilacea Sieb.et Zucc.)为研究对象,通过对不同土壤深度的土壤水、泉水、雨水和植物采样,利用氢氧稳定同位素技术,借助IsoSource和MixSIAR两种模型分析植物水分来源,通过直接相关法判断植物主要吸水源来衡量两种模型的适用性。结果表明,降雨δ^18O值在3月—6月偏正,在6月—8月数据偏负,存在明显的季节变化。在春季不同土壤层土壤水δ^18O值土壤深度增加而降低,夏季呈现相反的规律。基于IsoSource和MixSIAR模型计算植物不同水分来源比例时存在一定差异。基于直接相关法定性分析植物水分来源表明MixSIAR模型计算结果可靠性高于IsoSource模型。基于均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)进行模型评价,结果显示出MixSIAR模型的RMSE结果小于IsoSource模型,表明利用MixSIAR模型计算植物对各水源的利用比例适用性高于IsoSource模型。本文结果有助于在解析植物水分来源时为模型的选择提供参考。

广西桉树人工林林下植物的物种和谱系多样性及其影响因素

本研究对广西桂林、南宁和北海的桉树(Eucalyptus)人工林开展样地调查和环境因子测定,对3个地区桉树人工林林下灌木层和草本层植物的物种和谱系多样性格局及其影响因素进行分析。结果显示,从桂林、南宁到北海,桉树人工林灌木层和草本层物种α多样指数多呈增加趋势。其中灌木层的物种α多样性表现为桂林显著小于北海;草本层的Pielou均匀度指数表现为桂林显著小于北海;南宁的草本层Patrick指数显著小于北海和桂林;南宁和北海间灌木层和草本层物种均最为相似,而桂林与北海间草本层物种组成的差异最大;3个地区的灌木层谱系α多样性无显著变化,而南宁草本层的谱系α多样性显著低于桂林。除了北海灌木层的平均谱系距离(MPD)与桂林和南宁存在显著差异外,3地间灌木层最近种间平均谱系距离(MNTD)以及草本层的MPD和MNTD均无显著差异。研究结果说明广西桉树人工林林下植物的物种和谱系多样性主要受坡度、土壤总磷、海拔等因素的影响。

手机APP在辅助高校植物学和生态学教学中的应用

手机APP在辅助高校植物学和生态学教学中具有重要的应用价值.通过对植物识别和查询类、野外调查和记录类、研究工具类共计16种手机APP的功能及其应用价值进行归纳总结,分析APP在辅助植物学和生态学教学中的优势和不足,以期提升高校植物学和生态学教学的效果,提高学生学习的积极性,为高校生物学教学模式的创新和实践提供参考.

广西会仙喀斯特湿地植物群落的多样性和区系成分

以会仙喀斯特湿地为研究区,采用样地和样方相结合的方法,开展了野外植物调查,研究了植物群落的物种组成、多样性和区系成分。研究结果表明,2022年8月,在会仙喀斯特湿地中分布着39科79属133种植物,被子植物(128种)占绝对优势,而且以挺水植物(77种)为主;优势科为禾本科(Gramineae)和莎草科(Cyperaceae),分别包含了15属31种和7属24种物种;优势属为蓼属(Polygonum)、荸荠属(Heleocharis)和莎草属(Cyperus),都有6种物种;会仙喀斯特湿地中主要有12种植物群落,其中,马来眼子菜(Potamogeton malaianus)群落和五刺金鱼藻(Ceratophyllum demersum var. oryzelorum)群落的多样性水平较高,长苞香蒲(Typha angustata)群落和菰(Zizania caduciflora)群落的多样性水平较低;会仙喀斯特湿地中的植物属区系具有热带特性。

基于无人机航摄影像的喀斯特地区裸岩信息提取及景观格局分析

喀斯特地区不同石漠化等级的结构和格局是实现区域石漠化治理的重要基础信息,受技术手段的限制,目前这方面的研究进展仍非常缓慢。随着无人机技术的快速发展,高精度的地表信息获取越来越方便、且成本较低。本研究利用无人机影像,对比了基于像元的非监督和监督分类方法以及面向对象的分类方法在裸岩信息提取中的表现,发现面向对象分类结果具有更高精度。基于获得的裸岩分布信息的研究结果表明:①岩石平均斑块面积与裸岩率呈负相关的关系,岩石斑块个数与裸岩率呈正相关关系;②通过对比不同裸岩率(11%、20%、29%和48%)基质的景观斑块指数、景观形状指数和景观破碎度指数对不同裸岩率的景观分布的影响,从而表明了在不同的石漠化地区随着裸岩率的增加,岩石形状指数与岩石破碎度指数均逐渐增加,进而表明石漠化程度越严重;③裸岩率不同的地区表现不同的分布形态和斑块特征,裸岩率越高,岩石越破碎,斑块分布较为分散。小尺度斑块景观格局与区域的生态过程有着重要关系,开展小尺度景观格局的研究会深化区域尺度石漠化发展过程的理解。石漠化地区的小尺度斑块景观格局变化影响区域的生态过程,对以后的石漠化过程以及未来石漠化演变的发展有重要的启示作用。

中国西南地区饱和水汽压差的年际变化及其影响因素

厘清饱和水汽压差(VPD)的年际动态特征有助于深入理解大气干湿程度对气候变化的响应。本研究基于我国西南地区105个台站1982—2015年的气象观测资料,利用Mann-Kendall突变检验分析VPD的突变特征,基于统计分析探讨突变点前后的VPD变化趋势及影响因素。研究结果表明,西南地区1982—2015年VPD变化以2000年为突变年,增速由0.001 kPa/a变为0.005 kPa/a,并且VPD呈增加趋势的站点在2000年后增多。VPD在时间动态上出现变化的主要原因是在2000—2015年间相对湿度下降幅度增加,导致西南地区出现更干燥的气候特征。作为大气主要水汽来源的外来水汽通量和局地实际蒸散发在2000年后表现为增长趋势,但由于2000年后更高的空气温度引起饱和水汽压比实际水汽压增幅更大,即大气中实际水汽增加远低于饱和水汽容量增加,进而导致VPD增幅更大。本研究表明在突变点后西南地区VPD显著变化的原因主要是温度上升对相对湿度的影响,研究结果有助于深入理解中国西南地区的气候变化,明晰VPD变化背后的相关机制,为该地区的生态系统构建和未来气候变化应对提供参考。

放牧对中国亚热带喀斯特山地灌草丛物种组成与群落结构的影响

中国西南喀斯特生态系统较为脆弱,易因干扰而退化,然而处于植被恢复早期的喀斯特灌草丛对放牧干扰的响应过程及其机制仍知之甚少。该研究以广西马山县的亚热带喀斯特山地灌草丛为对象,选取重牧、中牧、轻牧和无牧4个放牧强度的群落设置样方并进行调查,从而分析喀斯特山地灌草丛的物种组成与群落结构对放牧强度的响应。主要结果:(1)样地中有维管植物272种,隶属77科200属,禾本科、菊科、豆科和马鞭草科是优势类群。随着放牧强度的增加,灌木层的科、属、种数量单调递减,草本层物种数单峰变化,峰值出现于轻牧区;(2)放牧强度增加并未使优势种发生明显更迭,但重要值会发生变化,如灌木黄荆(Vitex negundo)以及草本入侵种飞机草(Chromolaena odorata)、鬼针草(Bidens pilosa)的重要值会随放牧强度增加而增加;(3)非度量多维尺度排序(NMDS)分析表明,放牧致使灌木层物种趋于同质化,多数样方间的物种组成趋于相似,但同一放牧强度中的物种组成也存在较大差异;灌木层物种受放牧强度和岩石裸露率的影响最为明显,而草本层植物除受放牧强度影响外,还受海拔、土壤有机质含量、pH等因子影响;(4)群落高度、灌木层盖度和地上生物量随放牧强度的增加呈现明显降低趋势,且灌木层在群落结构方面的响应较草本层明显,这可能与山羊喜食灌木有关。总的来看,放牧强度的增加会驱使灌草丛物种组成与群落结构简单化、稀疏化和矮小化,从而显著降低地上生物量并增加喀斯特山地植被退化的潜在风险,阻碍喀斯特生态系统的自然恢复。