黔中喀斯特山区退化生态系统生物量结构与N、P分布格局及其循环特征

喀斯特生态系统退化导致植被群落结构简单、系统生态功能逐渐丧失与稳定性不断下降,这些退化特征皆与系统生物量结构和生物地球化学循环特征密切相关。采用实地调查和典型取样方法,探讨了贵州省普定县3个不同退化程度的喀斯特生态系统生物量结构与养分分布格局。结果表明:(1)随着生态系统不断退化,植被地上部分生物量和土壤有效态养含量呈下降趋势,植物营养物质通过凋落物返还土壤的比例也呈类似的趋势,而细根和草本植物等活性生物组分的生物量却呈现上升趋势。(2)对应于生物量结构的变化,各组分主要养分储量也呈现相似的变化特征。乔木林枯落物层养分(N和P)累积量显著高于草本层和细根部分,而灌木林和灌草丛系统草本层和细根部分的养分储量超过或接近枯落物层。(3)随着生态系统不断退化,N和P的生物吸收率、生物返还率、生物迁移率和生物分解率出现明显变化,生物吸收率和生物分解率呈现明显下降趋势,而生物迁移率和生物返还率却表现出上升趋势。

庐山若干常绿树种对冬季低温的生理生化响应

为了探讨引种的珍贵树种对庐山冬季低温环境的适应性,以庐山植物园引种栽培的6种常绿园林树种即乐东拟单性木兰（Parakmeria Latungensis）、红花木莲（Manglietia insignis）、桂南木莲（Manglietia chingii）、四川含笑（Michelia szechuanica）、深山含笑（Michelia maudiae）和广玉兰（Magnolia grandiflora）为研究对象,以庐山乡土树种云锦杜鹃（Rhododendron fortunei）为对照,采集冬季不同时期的鲜叶样品,分析了7个树种叶片4个主要生理生化指标随气温变化而变化的特征,研究低温环境对这些树种生理生化过程的影响。结果表明：1）在冬季,大部分树种的可溶性糖含量呈现出与气温变化相反的趋势即先上升后下降,只有深山含笑在1月份,比上年12月份下降了7.54%,其他树种增加幅度处于11.56%~34.49%之间,而乐东拟单性木兰和广玉兰的可溶性糖含量呈现不断上升趋势。2）除桂南木莲和广玉兰外,可反映植物耐寒程度的丙二醛含量呈现不断上升的趋势,从上年12月份到当年1月份,上升幅度较大的有红花木莲、深山含笑和四川含笑,而从1月份到3月份,增加幅度较大的为广玉兰、桂南木莲、深山含笑和云锦杜鹃等树种。3）乐东拟单性木兰和深山含笑呈逐渐增加的趋势,而大部分树种的SOD活性都呈现与气温相似的变化趋势即先下降后上升的趋势;除了广玉兰的POD活性先上升后下降,其他树种则不断上升,但不同树种POD活性大小及变化幅度不尽相同,POD活性最高且变异性最大的是乐东拟单性木兰。4）单因素方差分析表明,可溶性糖含量和POD活性在不同温度下和不同树种间存在显著差异,丙二醛含量和SOD活性只在不同温度下存在显著差异,树种之间差异不明显。通过分析4个表征植物耐寒性的生化指标,显示出可溶性糖含量能够较客观地反映植物随着气温变化所发生的生理生化变化,可作为本地区植物耐寒性的一个重要指标。由于不同树种适应低温环境的生理生化机制存在差异,在选择表征植物耐寒性的生化指标时,应综合分析。

贵州中部喀斯特山地三种优势灌木养分分布

选择贵州喀斯特山区广泛分布的灌木林和灌草丛生态系统,探讨了三种优势灌木养分分布格局及其与土壤的关系。结果表明:(1)三种优势灌木叶片和果实的氮和钾元素含量高于茎干和根系,果实和茎干的磷含量比其他器官高,而钙镁主要集中在茎干和叶片。(2)在灌草丛中,三种灌木根系和茎干的N∶P之间差异显著且变异很大,而在灌木林中,三种灌木根系的N∶P比值变异较大,但它们之间没有差异。(3)根际有效态养分含量与叶片养分含量呈正相关关系。

庐山植物园11种植物的根际土壤氮磷有效性和酶活性

通过比较不同种源植物的土壤理化性质与生物学活性的差异及根际效应,探讨不同种源植物对庐山酸性山地土壤的环境适应性。在庐山植物园内选择引种多年的11种不同种源的常绿树种,在生长季节中采集根际土和非根际土,测定有机碳含量、碱解氮及有效磷含量、脲酶和酸性磷酸酶活性,并分析各树种根际土壤氮磷养分及酶活性的根际效应。结果表明,(1)不同树种之间的根际土壤酸性磷酸酶(P<0.01)、有效磷(P<0.05)和碱解氮(P<0.01)存在明显差异,而脲酶没有差异。(2)根际与非根际土壤氮磷有效性和酶活性表现出不同的特征,大部分树种根际土壤有效磷及酸性磷酸酶存在一定的根际效应(R/S>1),例如红花木莲Manglietia insignis、桂南木莲Manglietia chingii及云南拟单性木兰Parakmeria yunnanensis的根际与非根际土壤有效磷含量存在显著差异(P<0.05),红花木莲、桂南木莲、巴东木莲Manglietia patungensis、红茴香Illicium henryi及红皮糙果茶Camellia crapnelliana与乡土树种云锦杜鹃Rhododendron fortunei根际与非根际土壤酸性磷酸酶存在显著差异(P<0.05)。但是,根际与非根际土壤碱解氮和脲酶差异不明显,有的甚至出现脲酶的根际负效应(R/S<1),如巴东木莲和红花木莲等树种根际土壤低于非根际土壤(P<0.05)。(3)不同种源树种影响下的土壤有效磷和酸性磷酸酶的根际效应(R/S比值)明显,原产西南地区的树种如桂南木莲、云南拟单性木兰和巴东木莲与华南地区的红花木莲、红茴香等土壤有效磷的根际效应(R/S>1.5)比原产华东亚热带地区的深山含笑Michelia maudiae和云锦杜鹃更明显,相应的酸性磷酸酶的根际效应也较高。土壤脲酶和碱解氮的根际效应却不明显。(4)土壤有机碳与碱解氮、有效磷和酸性磷酸酶存在显著正相关关系(P<0.01),土壤碱解氮与有效磷(P<0.01)和酸性磷酸酶(P<0.05)具显著正相关关系,酸性磷酸酶与pH值(P<0.05)显著负相关,说明根际土壤有机物质的积累对根际微区的理化环境及根际土壤养分活性具有重要影响。

东亚-北美间断分布植物的早期适应性

东亚-北美间断分布植物类群有不少属在植物系统演化和植物地理学研究中处于重要地位,而且有很多国家重点保护的珍稀濒危物种。通过4年来从国内外收集的8属26种植物种子或苗木的试种试验,根据种子萌发率、幼苗树高年生长势、幼苗成活率、幼苗耐寒性与抗病虫害能力等生存力指标,综合评价引进树种的早期适应性表现。在试种的26种树种中,有5种生长表现优良,适应性指数(AI)>0.8,8种树种表现较好,适应性指数(AI)为0.6～0.8,12种表现一般,适应性指数(AI)为0.4～0.6,1种植物(AI<0.4)因不适应而死亡。原产我国华东地区亚热带山地的种类适应性最佳,生长也最旺盛,而原产南亚热带和西南高原地区的树种适应性较差;在引自国外的树种中,原产日本的树种适应性优于原产北美洲树种。

森林土壤种子库研究进展

土壤种子库与物种多样性存在密切相关性,森林土壤种子库是植被天然更新的物质基础。文章阐述了森林土壤种子库的内涵、森林生态系统土壤种子库的基本特征及其主要研究方法,探讨了影响种子库的基本因素及当前极为关注的热点问题。在受损森林生态系统目标树种培养、植被群落快速恢复和生态系统科学管理等领域仍存在一些理论和实践急待解决的问题,如随着群落进展演替土壤种子库种子数量在增加而质量却在逐渐下降,面临如何解决生态系统健康稳定发育和物种多样性长期维持问题。文章认为今后应加强土壤种子库与生物多样性保护、防止外来物种入侵乡土物种利用及对全球变化的响应等领域的研究工作,以期为从事森林土壤种子库研究和退化森林植被群落恢复实践提供理论指导。

江西裸子植物区系分析

江西裸子植物自然分布7科22属32种1变种(其中中国特有科1个为银杏科,特有属有银杏属、金钱松属、杉木属、水松属、白豆杉属等5个,特有种有银杏、华东黄杉、长苞铁杉、金钱松、水松等20种),分别占全国58.3%、53.66%、13.75%。江西有6个单型属,分别占世界和全国35.3%和50%。属分布区类型中以亚热带到温带成分和特有成分为主,分别占江西全部属的50%和22.72%。总结出江西裸子植物种级分布区亚型有17个,其中从西南或喜马拉雅到华东的分布就有9个分布式样18种,占总种数的54.5%。江西现代裸子植物通过南岭山脉、武夷山脉和罗霄山脉等与周边地区联系密切,相似性系数显示江西裸子植物区系与华南、华中、西南联系密切(相似系数皆大于50%),与华北比较疏远(相似系数为6.1%)。

庐山野生观赏植物资源调查

庐山蕴含较丰富的野生观赏植物资源,通过查阅标本和野外调查研究,根据观赏特性整理出野生观赏植物549种,隶属于118科318属,分别约占本区系科属种总数的63.1%、37.7%、27.5%。其中蕨类15科17属22种,裸子植物5科7属8种,双子叶植物85科224属422种,单子叶植物13科70属97种。根据野生观赏植物的资源分布状况,探讨了野生观赏植物的可持续利用的有效途径,为保护和应用提供借鉴。

基质和IBA浓度对云锦杜鹃扦插生根的影响

【目的】基质组成与外源激素应用是影响扦插生根的重要因子。云锦杜鹃扦插生根困难,本研究旨在探讨不同基质、IBA浓度及其交互效应对该物种扦插生根的影响,筛选出最佳扦插基质与IBA浓度组合,为引种驯化与产业化开发提供理论依据。【方法】以云锦杜鹃当年生带芽苞的木质化顶枝为材料,采用纯河沙、泥炭+珍珠岩(4∶1,体积比)、珍珠岩+森林土(4∶1)、蛭石+森林土(4∶1)、河沙+森林土(1∶1)、纯森林土6种扦插基质与100,200,400,800 mg·L-14个IBA浓度的两因素完全随机区组设计,研究不同基质与IBA浓度处理组合对云锦杜鹃插穗愈伤组织诱导率、腐烂率、生根率、老叶留存率及总根数、不定根数、最长不定根长、根幅等生根指标的影响,并运用隶属函数法对各处理组合的生根效果进行综合评价。【结果】扦插基质、IBA浓度对所有测试指标均有极显著的(P<0.01)影响,且基质的影响大于IBA浓度;两者交互效应仅对总根数、不定根数、最长不定根长及根幅4个根系发育指标有极显著的影响。6种基质中,纯河沙除最长不定根长、根幅表现较差外,其他指标表现极佳;泥炭+珍珠岩(4∶1)在愈伤率、最长不定根长及根幅上表现最佳,其他指标仅次于纯河沙;其他4种基质的生根效果随着森林土配比增加而下降,纯森林土在所有指标上表现最差。4个IBA浓度上,愈伤率、腐烂率以100 mg·L-1处理最佳,随着IBA浓度升高愈伤率显著降低、腐烂率升高;生根率、老叶率以200 mg·L-1处理最佳,随着IBA浓度进一步升高而逐渐降低;总根数、不定根数、最长不定根长及根幅在100,200,400 mg·L-1浓度间无显著差异,但均显著优于800 mg·L-1处理。隶属函数评价表明,24个处理组合中纯河沙与200 mg·L-1IBA组合为云锦杜鹃扦插生根的最佳组合,其腐烂率、生根率、老叶率、总根数及不定根数在所有组合中表现最佳;泥炭+珍珠岩(4∶1)与100 mg·L-1IBA组合愈伤率最高(100%),其他指标也表现良好,综合生根效果其次;纯森林土与800 mg·L-1IBA组合生根效果最差。【结论】云锦杜鹃扦插生根受基质、IBA浓度及其交互效应的显著影响,纯河沙、泥炭+珍珠岩(4∶1)生根效果优于其他4种基质,为其扦插生根的首选基质,纯森林土不适合扦插育苗;200,100 mg·L-1IBA处理有利于插穗愈伤组织诱导和不定根形成,而800 mg·L-1处理引发插穗腐烂,不利于生根和根系发育;不同基质扦插生根的最适IBA浓度存在差异,纯河沙与200 mg·L-1IBA及泥炭+珍珠岩(4∶1)与100 mg·L-1IBA 2个处理组合被推荐用于云锦杜鹃产业化育苗。

贵州喀斯特山区不同植被下土壤C、N、P含量和空间异质性

西南喀斯特地区是中国四大生态脆弱地区之一,为了解喀斯特生态环境下植被演替对土壤养分循环的影响,选取贵州中部喀斯特地区由乔木林、灌木林和灌草丛等不同植被类型下的土壤为研究对象,采用样块法采集了表层土壤样品,测定C、N、P全量及有效态含量,分析了这些元素的空间异质性特点。结果表明,各养分元素无论全量和有效态含量均在乔木林下最高,灌木林下有机碳及N、P全量的下降并不显著,但养分有效态含量显著下降,而灌草丛下土壤养分无论是全量还是有效态含量均较灌木林下显著降低下降;土壤养分空间异质性在灌木林下最高,土壤全磷素特别是速效磷的空间异质性高于有机碳和N。这显示,不仅是土壤养分含量,而且土壤养分的空间异质性都随植被演替而改变。这种变化中,土壤养分有效态较全量更为剧烈。植物类型和结构变化下凋落物返还及土壤生物化学转化环节的变化可能是引起喀斯特生态系统退化下土壤养分库降低而空间异质化提高的主要原因,这最终也会影响土壤养分在生态系统内的循环和分布。

喀斯特生态系统中乔木和灌木林根际土壤微生物生物量及其多样性的比较

我国喀斯特区域面积分布较广,而喀斯特生态系统的退化已成为当前西南地区面临的严重的生态问题。本研究选取贵州中部两种不同植被类型的生态系统—乔木林和灌木林,以乔木林中的白栎、园果化香和灌木林中的火棘、竹叶椒等主要优势树种为对象,研究不同的植物树种对根际土壤微生物生物量及其细菌群落结构的影响。结果显示:乔木林系统中根际土壤微生物生物量碳、氮显著性高于灌木林,植物的根际效应在乔木林中表现更为显著;同时乔木林中的优势树种通过根系分泌物的作用显著提高根际土壤细菌多样性指数,而灌木林中优势树种的根际土壤微生物量及多样性均未表现出明显的根际效应。因此,植被的演替通过改变土壤微生物的特性影响植物-微生物-土壤之间的物质和能量循环,进一步影响喀斯特生态系统的稳定和健康功能。

庐山不同海拔森林土壤中重金属含量分析

为阐明庐山森林土壤重金属含量及沿海拔梯度的分布特征,在庐山的南、北坡按200 m的高差分别选择6个和5个不同海拔采样点,分层（0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm）采集土样,测定了土壤Cu、Zn、Cd和Pb含量以及土壤基本理化性质。结果表明：对照我国土壤环境质量一级标准,庐山表层土壤Cu、Pb、Zn和Cd含量普遍超标,且北坡污染程度比南坡更重,其综合污染指数最高达2.54。随着海拔高度的增加,南坡Cu、Pb和Zn污染程度加重,而北坡未表现出这一变化规律。土壤重金属在剖面上的垂直分布是随着土层深度的增加而递减,证实了土壤重金属的污染主要来源于外部,而非成土母质。

不同退化程度喀斯特生态系统根际土壤的养分分布特征

以贵州中部喀斯特地区由乔木林、灌木林和灌草丛等不同退化程度生态系统中的优势物种根际土壤为研究对象,测定其C、N、P全量及有效态质量分数,分析各优势物种根际土壤的养分变化。结果表明:3个生态系统中不同优势物种根际各类土壤养分质量分数变化较大,其中,土壤C、N、P养分为乔木林中园果化香根际土壤质量分数最高,白枥根际养分质量分数最低。可溶性有机碳质量分数为乔木林中最低,其平均水平不超过10 mg·kg-1。土壤磷素的供给能力为乔木林的园果化香和刺秋相对较强,其中园果化香中达到1.5%。而且优势树种间根际土壤有效态养分质量分数的差异明显高于全量养分,说明喀斯特地区根际土壤养分差异性主要受植被因素的影响,土壤有效态养分较全量养分对植被群落演替的响应更为灵敏,而且根际土壤养分质量分数和形态的变化与土壤有机碳质量分数有显著的正相关关系,这进一步说明喀斯特地区植被类型的变化对土壤养分的循环利用具有重要的影响作用。

江西九江地区不同林分类型土壤重金属污染评价

为明确江西省九江地区森林不同林分类型土壤重金属污染水平及其主要影响因素，分别选择马尾松林、针阔混交林、板栗林、白栎林、油茶林和毛竹林共6种典型林分，分0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm、30～40 cm 和＞40 cm 共5个层面采集土样，测定其中的 Cu、Zn、Pb、有机碳和速效磷含量。结果表明：以我国土壤环境质量一级标准为评价标准，6种林分的表层土壤的重金属内梅罗指数均高于警戒值，有的已达到轻度污染水平；污染土壤的重金属在剖面上的垂直分布随着土壤深度的增加而递减，Cu 和 Zn 之间存在良好的同源性，且与土壤速效磷含量存在显著的相关关系。

庐山有毒植物的特点及其开发应用

通过对庐山有毒植物调查与分析,初步统计庐山自然分布及引种的有毒植物隶属62科117属153种,其中裸子植物3科3属3种;被子植物59科114属150种,分别占总科、属、种的95.16%、97.44%、98.04%。进一步分析了该类植物种类组成丰富多样、生态习性多样的特点,阐述了有毒植物在农药杀虫生物活性、药用和园林应用方面的研究,并就其保护与开发提出了一些建议。

濒危植物长序榆种群径级结构及其生命表分析

以浙江省松阳县三都乡水竹村长序榆Ulmus elongata野生居群为研究对象,通过典型样地调查,并编制生命表以及生存曲线,分析长序榆种群的分布格局及其径级结构特征。结果表明,长序榆群落乔木层中长序榆的重要值为57.91%,为该群落的绝对优势树种,重要值大于1%的乔木层树种还有杉木Cunninghamia lanceolata、红楠Machilus thunbergii、青冈Cyclobalanopsis glauca、柳杉Cryptomeria fortunei、南方红豆杉Taxus chinensis var.mairei、马尾松Pinus massoniana、鹅掌楸Liriodendron chinense、黄檀Dalbergia hupeana、香椿Toona sinensis、朴树Celtis sinensis和枫香树Liquidambar formosana等12种。长序榆种群空间上呈现集群分布格局,种群径级结构总体上呈倒“J”形。径级Ⅰ的幼树个体数量大,占种群个体总数的83.1%,但早期阶段死亡率高,径级Ⅰ~Ⅲ的个体死亡率均在68.4%以上,径级Ⅳ~Ⅶ个体的死亡率均低于35%,至径级Ⅷ时个体死亡率再次升高至50%,此后趋于稳定,种群最大生命期望值出现在径级Ⅸ。该种群自然更新状态较好,种群的存活曲线近于Deevey-Ⅲ型,属于增长型种群,但长序榆种群早期死亡率较高,是造成该种群成年植株稀少的主要原因。

土壤可溶性有机质研究进展

可溶性有机质(DOM)是陆地生态系统重要的活性碳源和养分库,在土壤有机质的降解和矿化过程中发挥着关键作用,决定着土壤微生物区系和土壤生物学活性,在森林生态系统生命元素的生物地球化学物质循环中具有重要作用。本文介绍可溶性有机质的基本概念及其研究方法,分析和探讨可溶性有机质的影响因素及其发展趋势。

不同生境下景宁玉兰灌丛萌株形态及其生殖特征

景宁玉兰是萌生能力很强的灌木树种,为了解不同生境下景宁玉兰萌枝形态及其生殖特征,选择了灌丛(SH)、黄山松林(PTF)、落叶阔叶林(DBF)、杉木林(CLF)和林缘(FE)等5种坡向一致的生境类型,通过典型样地调查,比较分析了5种不同生境下景宁玉兰萌枝数量、大小、高度、枝系、开花及结实等性状。结果表明:(1)景宁玉兰在黄山松林下的分布密度最高,但5种生境下景宁玉兰每丛的萌枝数量没有差异,每丛最大萌枝基径对每丛萌枝数有一定影响,但最大萌枝高度与每丛萌枝数没有关系。在所有调查的景宁玉兰居群中,大于2根以上萌枝的灌丛达82.5%,说明萌生更新在种群繁衍中发挥着重要作用。(2)在落叶阔叶林下的萌枝基径显著小于其他生境(P<0.05),黄山松林下一级枝粗度和长度显著小于其他生境(P<0.05);灌丛中的总分枝率和逐步分枝率最高,灌丛和林缘生境的逐步分枝率(SBR_(2:3))高于其他生境。(3)生殖萌枝基径(r=0.320,P<0.05)和高度(r=0.349,P<0.05)与花量均呈显著正相关关系。杉木林下景宁玉兰生殖萌枝的花量显著高于黄山松林、落叶阔叶林和林缘生境(P<0.05)。虽然黄山松林下景宁玉兰萌枝开花率及开花萌枝比例最低,但其果实大小、单果种子粒数及每丛结实率却较高(P<0.05)。(4)景宁玉兰对环境变化极为敏感,生境类型和海拔对萌枝形态和生殖性状均有一定影响。研究表明,景宁玉兰萌生特征主要受其内在生物学特性所控制,而萌枝形态及生殖特征则与其所处环境条件更为密切。

濒危植物景宁玉兰的萌条形态特征分析

为了解景宁玉兰萌条发育特点,选择了灌丛(SH)、黄山松林(PTF)、落叶阔叶林(DBF)、杉木林(CLF)和林缘(FE)等5种坡向一致的生境类型,通过样地调查,比较了5种不同生境上景宁玉兰萌条大小、高度及枝系等性状。结果表明:(1)景宁玉兰在黄山松林下的分布密度最高,但5种生境上的景宁玉兰每丛的萌条数量没有差异,每丛最大萌条高度与每丛萌条数没有关系。(2)在落叶阔叶林下的萌枝基径显著小于其他生境(P <0.05),黄山松林下一级枝粗度和长度显著小于其他生境(P<0.05);灌丛中的总分枝率和逐步分枝率最高,灌丛和林缘生境的逐步分枝率(SBR2:3)高于其他生境。(3)在所调查的景宁木兰居群中,大于2根以上萌条的植株达82.5%,说明萌条更新在种群繁衍中发挥着重要作用。本研究表明,景宁玉兰萌生性特征主要受其内在生物学特性所控制,而萌条形态则明显受到所处环境条件的影响。

云南高山花卉种质资源调查

滇西北横断山区由于其特殊的自然环境条件,蕴藏着种类繁多且极具特色的高山花卉资源。通过对该地区高山花卉的野外调查及引种栽培,着重论述了21个属高山花卉资源的地理分布、生态环境、生物学特点、繁殖方法、应用前景及人工栽培状况等,并提出了高山花卉资源保护性开发的策略。