长白山阔叶红松林草本植物多样性季节动态及空间分布格局

基于长白山阔叶红松林25hm2样地(CBS)一年内草本植物的4次调查数据,对样地内草本植物多样性的季节动态及其空间分布格局进行了初步分析.结果表明:样地内草本植物物种组成丰富,共有102种,隶属于40科84属.Shannon多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数分别为3.52、0.96和0.75;物种组成的季节变化比较明显,以初夏物种数最多;各季节的Shannon多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数的变化较大,个体数量从早春到秋季逐渐减少;物种丰富度和多度的空间分布连续性较差,主要表现为斑块性分布,说明草本植物对微环境有较强的依赖性;坡向是影响物种丰富度和多度的主要因素,在早春、夏末和秋季,不同坡向的物种丰富度和多度差异极显著(P<0.01),且早春阶段北坡和东坡的丰富度高于南坡和西坡,夏末和秋季则相反.

长白山阔叶红松林中红松与紫椴的空间分布格局及其关联性

以长白山阔叶红松林25 hm^2样地调查数据为基础,采用点格局分析方法O-ring统计,分析了红松与紫椴两个优势树种在主林层、次林层和林下层的空间分布格局,以及各林层之间的种内和种间关联性.结果表明：在小尺度上,红松和紫椴总体上呈聚集性分布,但不同林层的分布格局各异.物种在较低的林层呈明显的聚集分布,而在较高的林层则呈随机或规则分布,聚集度随林层的增高而降低.主林层与次林层红松在＜11 m的尺度内呈明显的正相关.主林层与次林层、林下层紫椴之间呈负相关.红松和紫椴在整体上表现为正相关,但不同林层间的关联性各异.主林层红松与3个林层紫椴之间没有明显的关联性;次林层红松与次林层紫椴在＞4 m的尺度上呈负相关,而与林下层紫椴没有明显的关联性;主林层紫椴与次林层红松在0～100 m尺度内都表现为显著正相关.

长白山阔叶红松林样地(CBS)：群落组成与结构

阔叶红松(Pinus koraiensis)林是中国东北地区的地带性植被,长白山区是阔叶红松林的核心分布区。参照巴拿马Barro Colorado Island (BCI) 50hm2热带雨林样地的技术规范,于2004年在长白山自然保护区的阔叶红松林内建立了一块25hm2的固定样地(简称CBS),这是目前中国科学院生物多样性委员会中国森林多样性动态研究网络中最北端的一块,也是全球温带地区最大的一块森林样地。2004年夏的第一次调查结果表明,样地内胸径≥1cm的木本植物有52种,隶属于18科32属。总的独立个体数为38902,包括分枝的总个体数为59121。植物组成上属典型的长白山植物区系,同时混有一些亚热带和亚寒带成分。群落优势种明显,个体数最多的前3个种的个体数占到总个体数的60%,前14个种占到95%,而其余38个种只占到5%。从物种多度、胸高断面积、平均胸径和重要值来看,群落成层现象显著,具有比较明显的优势种。主要树种的径级结构近似于正态分布或双峰分布,而次林层和林下层树种则表现出倒"J"形或"L"形。红松、紫椴(Tilia amurensis)、蒙古栎(Quercus mongolica)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)、色木槭(Acermono)和春榆(Ulmus japonica)几个主要树种的空间分布随物种、径级的变化表现出不同的分布格局,其它一些树种的分布格局也表现出一定的空间异质性。

长白山阔叶红松林乔木树种幼苗组成及其年际动态

为了解阔叶红松(Pinus koraiensis)林乔木树种幼苗的组成及其年际动态,以长白山阔叶红松林25ha动态监测样地为平台,在样地内150个种子收集器周围设置了600个5m×5m幼苗样方。基于2006-2008年连续3年的幼苗样方调查数据,对乔木幼苗的树种组成、数量组成、空间分布特征、年际动态、新增和死亡幼苗组成等进行了分析。结果表明:(1)从树种组成来看,该群落乔木树种的幼苗组成种类较为丰富,共记录到21个树种,这些树种也是样地内胸径1cm以上乔木树种的主要组成成分。树种组成在年际间变化不大,但各样方间表现出极大的空间变异。(2)从数量组成来看,共记录到11,959株乔木幼苗,以水曲柳(Fraxinus mandshurica)和紫椴(Tilia amurensis)幼苗数最多,占总幼苗数的72.75%;水曲柳、紫椴和红松的幼苗数量在年际间有明显波动,其他树种年际间波动较小。(3)从新增和死亡幼苗的数量与组成来看,共记录到15个乔木树种的新增幼苗,其中紫椴、水曲柳、色木槭(Acer mono)、红松等10个树种在每次调查中都有新苗记录,新苗数量在年际间随物种和样方位置表现出明显差异。(4)对各树种的幼苗、种子和大树的组成和空间分布的比较发现,各树种的幼苗、种子和大树之间的数量组成和比例差异较大,其中紫椴、水曲柳、色木槭和假色槭(A.pseudo-sieboldianum)的幼苗、种子在整个样地内都有分布,春榆(Ulmus japonica)和怀槐(Maackia amurensis)幼苗的空间分布与种子和大树不一致,糠椴(T.mandshurica)和山丁子(Malus baccata)等的幼苗、种子和大树的个体数相对都较少,且它们的分布是一致的。

长白山阔叶红松(Pinus koraiensis)林种子雨组成及其季节动态

为了解阔叶红松（Pinus koraiensis）林的种子雨组成及其在时间和空间上的动态变化，在长白山阔叶红松林25hm^2样地内，设置了150个种子收集器，收集掉落于种子收集器中的果实、种子等。所有收集到的样品分别鉴定其种类并分为成熟种实、未成熟种实、花序和果实或种子碎片及其附属物4类，计算各类别的数量，而后分别烘干秤重。从2005年6月到2006年11月，共收集到隶属11科12属20种的种实及其生殖器官残体。累计收集到121291粒种实，其中成熟种实23147粒，仅占所有种实总个体数的19．1％。种实数最多的树种是紫椴（Tilia amurensis）和水曲柳（Fraxinus mandshurica），两个树种种实的个体数占总个体数的90％。对2006年5月-11月种子雨季节动态的分析发现：种实在7月中旬至10月下旬数量极大，但主要由未成熟种实组成；在10月中旬出现成熟种实散落高峰，但未成熟种实仍占一定的比例。按每个收集器收集到的成熟种实数统计，成熟种实数量在100-200之间的收集器数量最多。按每个收集器收集到的树种数统计，收集器中最多收到的树种数为7，树种数为3和4的收集器个数最多。对6个主要树种成熟种实所在收集器的空间分布进行分析发现，紫椴和水曲柳的成熟种实在整个样地都有分布，春榆（Ulmusjaponica）、糠椴（T.mandshurica）、色木槭（Acermono）和假色槭（A．pseudo-sieboldianum）则只在样地的局部区域收集到成熟种实。成熟种实的空间分布与母树的空间分布大都表现出明显的相关性，表明这些树种的成熟种实并没有扩散到离母树较远的距离。

长白山次生杨桦林样地：物种组成与群落结构

长白山次生杨桦林是该地区阔叶红松林经皆伐和火烧等破坏后恢复形成的主要次生林类型之一,是阔叶红松林次生演替系列中的重要阶段。参照巴拿马巴洛科罗拉多岛(Barro Colorado Island,BCI)50hm2热带雨林样地的技术规范,于2005年在长白山北坡的自然保护区内建立了一块5hm2的次生杨桦林长期监测样地,对样地内所有胸径≥1cm的木本植物进行了详细的定位调查。对样地的物种组成与群落结构的分析表明:次生杨桦林样地物种组成丰富,共包括16科28属44种;区系特征明显,北温带成分占主要部分;样地内被监测的树木个体数为20101,不包括分枝的独立个体数为16565;优势树种明显,从个体数、平均胸径、胸高断面积和重要值等分析来看,演替先锋树种白桦(Betula platyphylla)和山杨(Populus davidiana)在群落中占有绝对优势地位,但从径级结构来看,它们的更新却非常差,随着演替的进展,这些先锋树种将逐渐走向衰亡;阔叶红松林中的主要树种如红松(Pinusko-raiensis)和紫椴(Tilia amurensis)等已经在次生杨桦林中占有了一定的比例,林下更新良好,逐渐进入林冠层并最终取代杨桦等成为该森林的优势种;从物种的空间分布格局来看,演替先锋树种和阔叶红松林中的主要树种并没有表现出明显的聚集性分布格局,而其它的小乔木和灌木树种则表现出明显的聚集性分布格局,但与地形并没有表现出明显的相关性,相关结论还需要进一步分析。

长白山阔叶红松林物种多度和空间分布格局的关系

应用随机分布多度模型和聚集分布多度模型,探讨不同研究尺度下物种多度和空间分布格局的关系。结果表明,预测的物种多度不仅受物种分布面积大小的影响,还受其聚集程度的影响。物种多度和空间分布格局的关系存在着明显的尺度效应,即随着研究尺度的增加,无论是随机分布多度模型还是聚集分布多度模型,通过物种空间分布格局来预测物种多度的准确度都在下降。聚集分布多度模型预测物种多度的结果要好于随机分布多度模型,这表明该区大多数物种是聚集分布的。由于物种的空间分布格局不同,不同物种多度的预测值和真实值之间的差异也不同。因此,为了进一步提高模型预测的准确性,进一步考虑不同物种的生活史特性是必要的。

啮齿动物和鸟类对红松种子的消耗

2006—2007年在长白山相同海拔的阔叶红松林和白桦林样地内研究了啮齿动物和鸟类对红松球果种子的消耗情况.结果表明:阔叶红松林中啮齿动物对红松球果种子的消耗量明显大于鸟类(P<0.01),而白桦林中鸟类的消耗量明显大于啮齿动物(P<0.01);两林型中啮齿动物的总消耗量明显大于鸟类,二者差异极显著(P<0.01).啮齿动物对阔叶红松林中埋藏种子的消耗量显著多于白桦林,两林型中啮齿动物对埋藏种子的消耗量均随埋藏深度的增加而减少.

长白山暗针叶林苔藓植物群落特征与林木更新的关系

暗针叶林是长白山亚高山地区的主要森林植被,林下苔藓植物资源极其丰富,有些地段苔藓盖度可达80%以上。苔藓植物作为暗针叶林的主要活地被物,其对林木更新的影响不容忽视。研究了苔藓植物的盖度和厚度对暗针叶林主要树种更新的影响。对苔藓层盖度及厚度与主要针叶树种及亚乔木树种幼苗数量的相关关系分析发现,当苔藓盖度大于40%或厚度大于4 cm时,苔藓层对红松、臭冷杉、花楷槭幼苗数量的负面影响较明显;而在苔藓厚度小于4 cm时,苔藓层有利于花楷槭和花楸幼苗数量的增加;对苔藓层盖度及厚度与针叶树幼苗高度的相关关系分析发现,一定盖度和厚度的苔藓层对幼苗高生长有积极作用,但其影响程度在各树种间有明显差异。

车八岭20 hm^(2)中亚热带常绿阔叶林监测样地群落物种组成和区系特征

研究参照CTFS森林监测技术规范,在车八岭国家级自然保护区内建立20 hm^(2)森林监测样地。2017年第一次调查结果显示:样地内共调查到DBH≥1 cm含分枝的乔木、灌木和木质藤本植物存活个体有100129个;其中,独立个体有85501株,隶属于64科,140属,230种。不同物种的独立个体数存在明显差异,排序在前面8个物种独立个体数为41815棵,约占总数的50%。样地内单种属有112个,占总属数的80%,包含两个种的次之,其属数为19个。从植物区系组成分析表明,样地群落调查到的230个物种中,有5个物种属于世界分布种。样地内广义热带种为170个,隶属于95个属;广义温带种51个。结果表明,车八岭处在由热带向温带过渡的森林生态系统,属于典型的中亚热带森林生态系统。

基于无人机遥感技术的广东内伶仃岛植被类型划分与植被图

内伶仃岛植被,由于自然保护区的建立而得以迅速恢复。对其植被现状进行类型划分并绘制高精度植被图,对于保护区的科学管理具有重要的指导意义。本研究基于无人机技术所获取的全岛遥感影像,结合1个15 hm2大样地和113个100 m^(2)样地以及全岛踏查的317个样点的实地调查,对内伶仃岛的植被类型进行了划分,并绘制数字植被图,主要结果如下:(1)内伶仃岛主要的自然植被类型包括南亚热带常绿阔叶林、南亚热带针阔叶混交林、南亚热带常绿灌丛、南亚热带竹林,并伴有滨海砂生灌草丛、红树林分布;(2)南亚热带常绿阔叶林为该区域的气候顶极群落类型,占全岛植被分布面积的46.97%,居绝对优势地位,群落中优势物种破布叶Microcos paniculata和血桐Macaranga tanarius等均为内伶仃岛重点保护对象猕猴Macaca mulatta的主要食源植物;红树林退化明显,仅在东湾咀东侧和黑沙湾东侧海岸边有小面积分布,主要树种为蜡烛果Aegiceras corniculatum;(3)人工植被类型主要有台湾相思Acacia confusa、血桐、木麻黄Casuarina equisetifolia、幌伞枫Heteropanax fragrans、椰子Cocos nucifera和海滨木槿Hibiscus hamabo,以及荔枝Litchi chinensis和龙眼Dimocarpus longan等经济果林类型分布,其中台湾相思林为最主要人工植被,植被分布面积达29.80%,也是猕猴的最主要食源植物之一;(4)微甘菊Mikania micrantha和刺果藤Byttneria grandifolia分别为该岛屿最主要的外来入侵植物和本地有害植物,是除猕猴以外,影响岛内植被变化的重要胁迫因子,虽长期进行人工及化学防除,仍蔓延严重。通过无人机遥感影像技术和地面调查手段对内伶仃岛全岛植被进行精准复核,二者相互补充,为岛屿植被调查与植被制图提供了新的手段和思路,运用地理信息系统绘制的数字化植被图,将为保护区提出合理、科学的植被保护策略和进行信息化管理提供重要依据,有利于维持内伶仃岛生态系统的稳定发展。

广东车八岭常绿阔叶林物种多样性及分布格局

以广东车八岭中亚热带常绿阔叶林20 hm;森林监测样地第一次调查数据为基础,分析了不同空间尺度的物种多样性与植株密度的关系,物种丰富度和多度与地形的关联性,以及群落物种的空间分布格局.结果显示:物种多样性在5 m×5 m、10 m×10 m、20 m×20 m和25 m×25 m尺度上随着植株密度的增加而明显增加,但两者相关性随尺度的增加而逐渐降低;在100 m×100 m尺度上,物种多样性与植株密度之间的关系基本没有相关性;物种多样性和物种多度受地形因素的影响,二者呈现斑块分布的格局;80%物种在≤20 m尺度内均显示出聚集分布格局,有少数为随机分布,极少数物种(少于10%)显示为均匀分布.本研究分析了车八岭20 hm;森林监测样地内物种多样性及物种的分布规律和格局,有助于了解中亚热带常绿阔叶林物种对微地形生态位的分配和物种共存机制,并为本地及中亚热带科学发展林业提供理论依据.

广东内伶仃岛植物群落类型及其分布

【目的】划分广东内伶仃岛植物群落类型及绘制其分布图,为内伶仃岛国家二级保护动物猕猴栖息地的分析以及保护区的长期规划和有效管理建设提供科学依据。【方法】在广东内伶仃岛—福田国家级自然保护区面积为554 hm^(2)的内伶仃岛调查1个15 hm^(2)大样地、113个100 m^(2)小样地和317个样点,结合无人机航拍影像,对岛内植物群落进行分类,绘制植物群落类型分布图,并计测其分布面积。【结果】内伶仃岛的自然与人工植被可划分为25个群落类型,隶属于9个植被型和17个植被亚型。自然植被占全岛面积的51.81%,占植被分布面积的61.66%,主要的群落类型包括白楸(Mallotus paniculatus)群落、破布叶(Microcos paniculata)群落、刺葵(Phoenix loureiroi)群落、鹅掌柴(Schefflera heptaphylla)群落、榕树(Ficus microcarpa)群落、马尾松(Pinus massoniana)-鹅掌柴+银柴(Aporosa dioica)群落。人工植被占全岛面积的32.21%,占植被分布面积的38.34%,台湾相思林为主要的人工植被类型。破布叶群落在岛内分布较广,其分布与海拔无显著相关。【结论】作为离岛,内伶仃岛与大陆植被的差异主要表现在由于长期受人类活动的干扰及猕猴活动的影响,群落结构与物种组成较为简单,抵抗外来入侵植物的影响能力较低,但自然植被仍是岛上的主要植被类型。建议加强本地乡土植物的引进种植,优化植被结构,为猕猴提供良好的栖息地环境和充足食源植物。

浙江百山祖25 ha亚热带森林动态监测样地群落组成与结构特征

百山祖常绿林是亚热带中高海拔地区保存较好的森林类型,群落结构复杂。本研究以百山祖25 ha亚热带森林动态监测样地(简称百山祖样地)为平台,对样地内胸径(DBH)≥1 cm的所有木本植物进行调查和统计,分析了其物种组成、区系特征、径级结构和空间分布格局。结果表明:样地内DBH≥1 cm的木本植物独立个体有210,556株,分属43科85属163种。热带分布的科(20个)多于温带分布的科(17个),但在属水平上以温带性质为主(温带分布的属为47个,热带分布的属为33个)。常绿树种有90种,占总树种数的55.21%。样地内稀有种和偶见种分别占所有物种数的35.58%和25.77%。重要值≥1%的物种共有25个,分别占样地总个体数和总胸高断面积的85.84%和91.18%。重要值最大的3个物种分别是鹿角杜鹃(Rhododendron latoucheae)、黄山松(Pinus taiwanensis)和杉木(Cunninghamia lanceolata)。样地内所有个体的平均胸径为5.26 cm,整体径级分布呈倒“J”型,小径级个体较多,群落更新良好。样地内优势种在1–100 m尺度上呈聚集分布,且不同优势种表现出不同的生境偏好。本文可为后续开展亚热带中高海拔地带常绿林群落构建及生物多样性维持机制的研究提供科学基础。

长白山阔叶红松林树木短期死亡动态

树木死亡是森林群落动态的重要过程,是多种因素共同作用的结果。本文基于长白山阔叶红松林25ha样地2004年和2009年两次调查数据,从物种组成、数量特征、径级结构和空间分布等方面分析了5年间样地中死亡树木的特征。结果表明:5年间样地DBH≥1cm的独立个体树种数由52变为51,3个树种因仅有的1个个体死亡而消失,新增2个树种;独立个体数从36,908变为34,926,死亡个体数为4,030,死亡个体数占2004年个体总数的10.9%,新增个体数为2,048,独立个体数净减少1,982;死亡量大的树种其新增量也较大,灌木树种的死亡量和新增量均多于乔木树种;有5个树种的平均胸径减小,44个树种平均胸径增加;从死亡个体的径级结构来看,小径级个体死亡较多,大径级个体死亡少,5cm以下的死亡个体占总死亡量的81.5%,不同林层的优势树种死亡个体的径级分布与2004年该树种的径级分布基本相同;不同树种死亡个体的空间分布具有较大差异,不同林层的优势树种死亡个体空间格局主要以聚集分布为主,小径级死亡个体在小尺度呈聚集分布,在其他尺度呈随机分布,中径级和大径级死亡个体在各尺度上都呈不同程度的随机分布。

长白山阔叶红松林凋落物组成及其季节动态

为了解群落尺度上凋落物组成及其时空变化,对长白山阔叶红松林25 hm2样地内2008年度收集的凋落物进行统计分析.结果表明:一年间,150个收集器内收集的凋落叶分属35种树木,占样地内胸径≥1 cm树种数(52种)的67.3%;凋落物总量为29.39 kg,折合3918.4 kg.hm-2,其中,阔叶、杂物、针叶和枝条凋落量分别占凋落物总量的61.7%、18.0%、11.7%和8.6%;紫椴、水曲柳、蒙古栎、色木槭和春榆5个树种的叶凋落量占阔叶总凋落量的83.8%;不同树种的凋落量季节差异很大,61.9%的凋落物产生于9月13日至10月10日.其中,红松和紫椴叶凋落高峰出现在9月13—26日,蒙古栎、春榆和色木槭叶凋落高峰出现在9月27日—10月10日.收集器间凋落物量差异较大,其中68个收集器的年凋落量在150～200 g,1个收集器大于500 g;单个收集器全年最多可收集到18个树种的凋落叶,凋落叶种数为12种的收集器最多(32个).叶凋落量与样地内该树种的胸高断面积总和成正比.样地内凋落叶的分布存在明显的空间异质性,且收集器内凋落物的收集量与其所处的位置有关.

长白山阔叶红松林灌木物种组成、结构和空间分布

以长白山阔叶红松林25 hm2动态监测样地为平台,基于样地内600个5 m×5 m样方的调查数据,对灌木的物种组成、基本特征、结构和空间分布等进行了初步研究.结果表明:共调查到18种灌木,以东北山梅花、毛榛和簇毛槭为主要优势种;调查样方共记录灌木个体6435个和灌木枝干11369个,其中东北山梅花的个体数和枝干数最多,分别占总数的40.6%和33.4%;不同灌木的成丛率、每丛枝干的数量、冠幅和基径均存在明显的差异;不同灌木在高度上有较为明显的分化,灌木群落成层现象明显;优势种东北山梅花分布广泛,而珍珠梅、石蚕叶绣线菊、柳叶绣线菊和瘤枝卫矛的空间分布则呈现出较明显的异质性.

基于WorldView-3遥感影像的福田红树林碳储量年际变化

红树林是热带亚热带地区特有的滨海蓝碳生态系统,然而其碳储量动态变化却鲜有报道。该文以深圳福田红树林为研究对象,基于2017年获取的WorldView-3高分辨率遥感影像以及地面样本点,采用面向对象的随机森林分类方法识别红树林优势群落冠层,反演并计算得到深圳福田红树林各优势群落面积。进一步,基于2017年、2020年和2023年3个时间段红树林群落实地调查数据,计算各优势群落碳储量,进而获得福田红树林群落碳储量空间分布及年际动态变化。结果表明:(1)随机森林算法的冠层识别总体精度为82.29%,Kappa系数为0.77;福田红树林分布面积为93.84 hm 2,其中秋茄(Kandelia obovata)分布面积最大(49.96 hm 2),白骨壤(Avicennia marina)、海桑(Sonneratia caseolaris)、无瓣海桑(S.apetala)、木榄(Bruguiera gymnorhiza)的面积依次为26.23、8.90、6.52、0.50 hm 2。(2)秋茄群落总碳储量最高,其次是白骨壤、海桑和无瓣海桑,木榄群落总碳储量最低。无瓣海桑和海桑的群落碳密度呈上升趋势且无瓣海桑群落碳密度在五个优势群落中最高,秋茄群落碳密度先升后降,白骨壤群落碳密度呈下降趋势,木榄群落碳密度变化不明显。总体而言,福田红树林优势群落碳储量在2017—2023年间变化不大,秋茄、无瓣海桑和海桑群落碳固存能力较强,白骨壤群落的碳密度逐年减少,而木榄群落碳密度相对稳定。该研究结果为评估福田红树林各优势群落固碳能力提供了数据基础,并对后续红树林恢复与管理提供科学依据。

中国亚热带4个森林动态监测样地无人机可见光遥感影像数据集

常绿阔叶林是我国亚热带地区的地带性植被类型。由于亚热带森林植物群落垂直结构复杂、林冠郁闭度高,对常绿阔叶林冠层的研究尚缺乏高质量的监测数据。本数据集包含浙江天童山、浙江百山祖、广东车八岭、广东鼎湖山4个大于20 ha的森林动态监测样地2014年8月或2016年9月采集的无人机可见光遥感影像。本数据集是通过将无人机影像、地面控制点和地面调查数据相结合而获得的。每个样地的数据集包括4个文件:~5 cm空间分辨率的正射影像图和数字表面模型、1 m空间分辨率的森林冠层高度数据和正射影像质量报告。本数据集可为常绿阔叶林的林冠生态学、生物多样性、生态系统功能等研究提供数据支撑。