人为干扰对碧峰峡栲树次生林群落物种多样性及其优势种群生态位的影响

为进一步了解人为干扰对碧峰峡生态旅游区的生态环境及不同种群利用资源、占据生态空间的能力的影响,并为该区植物资源、大熊猫栖息地的保护及旅游可持续措施的制定提供依据,调查了人为干扰下碧峰峡栲树(Castanopsis fargesii)次生林物种多样性及其优势种群生态位的组成情况。结果表明:7200m2的样方中共记录到156个植物种,隶属于70科114属,其中乔木16科23属33种,灌木39科67属95种,草本38科42属47种;乔木层总体物种多样性水平在中度干扰下最低,在轻度及重度干扰下差异不大。灌木层总体物种多样性水平在中度干扰下最高,在轻度干扰下最低。而草本层物种多样性随着干扰强度的加深有明显降低趋势;随着人为干扰强度的增加,乔木层中优势种栲树的生态位宽度均为最大,与其他树种生态位重叠值在中度干扰下有所降低,枹栎(Quercus serrata)的生态位宽度会变小,山茶科(Theaceae)植物的生态位变宽,同时其生态位重叠值增大;在灌木层中,重度干扰下,菝葜(Smilax china)生态位宽度减小,栲树幼苗的生态适应范围也骤减,其他大多数物种在中度干扰下,生态位宽度最低;在草本层中,蕨类植物及皱叶狗尾草(Setaria plicata)在重度干扰下生态位宽度及重叠值均增高,其适应范围变广,种间竞争加剧。综合分析表明,群落各层次物种多样性水平对人为干扰的响应各不相同,其中人为干扰对灌木及草本层物种多样性影响最大。同时人为干扰会改变群落物种组成及种间原有的关系,特别是中度干扰会使群落间优势种地位增强,种间竞争关系加剧,导致其原有生境被破坏,不利于群落发展。因此强化景区保护及合理经营迫在眉睫。

林窗对川西周公山柳杉人工林林下物种多样性的影响

采用典型样地法,以川西周公山柳杉人工林5种不同大小的林窗为研究对象,以林下非林窗为对照,研究了不同大小的林窗对柳杉人工林物种多样性的影响,同时分析了不同梯度林窗下林窗中心、林窗边缘、及林下群落的物种组成、物种多样性的变化情况。结果表明：（1）在所调查的18个样地231个样方中共记录到维管束植物141种,隶属于76科113属;随着林窗面积的增大,群落各层次的物种数呈现出先升高后降低的趋势,灌木层物种数在各林窗梯度上表现为林缘〉林下〉林窗中心,草本层物种数在各林窗梯度上表现为林缘〉林窗中心〉林下。（2）不同林窗优势种及其重要值不同,即在小林窗内,优势种为柳杉和野桐,其重要值之和高达0.292 3;在大林窗内,杉木及亮叶桦为群落优势物种,群落内出现大量其更新幼苗。（3）不同大小的林窗表现为灌木层物种丰富度指数（D）、Shannon-Wienner指数（H）、和Pielou均匀度指数（Jsw）值在400~450 m^2面积的大林窗内达到一个均优水平,草本层物种的多样性在面积为100~150m^2的小林窗内达到较高水平;不同梯度的林窗各层次群落D、H值整体表现为林缘〉林窗中心〉林下。研究认为：林窗的存在会改变群落物种组成,提高群落物种多样性水平,并且大林窗（400~450m^2）更利于柳杉人工林林下树种更新及物种多样性的提高。

川西周公山柳杉人工林林窗大小对土壤理化性质和物种多样性的影响

以川西周公山柳杉人工林林中5种不同大小(50~100、>100~150、200~250、400~450、600~650 m2)的林窗为研究对象,通过对林窗内土壤pH值、有机质含量等指标和物种多样性的研究,探讨天然林窗的形成对土壤各理化指标以及物种多样性的影响。结果表明:(1)随着林窗面积的增大,群落各层次的物种数呈现出先升高后降低的趋势,灌木层、草本层的Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson优势度指数(H')和Pielou均匀度指数(Jsw)均表现为林窗>林下;(2)0~20 cm土壤速效钾含量表现为林窗>林下;(3)各物种多样性指数变化与土壤理化指标存在一定相关性,草本层物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数及Simpson优势度指数与土壤pH值呈显著相关关系(P<0.05),物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数与速效钾含量呈显著相关关系(P<0.05)。

近100年喀斯特槽谷区洼地沉积速率与流域产沙强度

首次尝试通过沉积物定年反演喀斯特洼地流域单元近100年尺度的侵蚀产沙历史,这有助于认识人类活动对喀斯特石漠化演化过程的影响。以喀斯特槽谷区典型洼地—常家洼洼地为研究对象,应用137Cs、210Pbex定年法分析了近100年的流域产沙强度特征。结果表明:(1)洼地平均沉积速率为1.00cm/a(1917—1963年)和0.25 cm/a(1963—2017年),流域的平均产沙模数为609t/(km^2·a)(1917—1963年)和152t/(km^2·a)(1963—2017年);(2)1917—1963年期间流域产沙强度远高于1963年以后,这与该地区民国至新中国建国初期强烈的人类活动有密切关系,尤其是上世纪50年代末大规模伐木;(3)1963年以来产沙强度明显减小,这是由于此前发生过较强侵蚀导致土壤变少,局部基岩出露,加之此间植被恢复、人类扰动强度降低和水土保持工程实施;(4)常家洼流域产沙强度高于西南其他喀斯特地区,与流域岩性和人为扰动有关。喀斯特石漠化并非仅是近50年人类活动的结果,也与近100年乃至更长时间尺度的人类活动有关。

暴雨条件下灌木对边坡稳定性的影响模拟试验

[目的]研究暴雨条件下不同灌木种植模式对不同坡度边坡的固坡效应,探索灌木固坡发挥效用的临界坡度,为生态工程措施在山地灾害防治中的应用提供科学依据。[方法]通过制作灌木模型开展室内降雨试验,探究4种坡度(20°,35°,50°,60°)条件下4种灌木种植模式(稀植、适中种植、密植、裸坡)对边坡稳定性的影响,并利用考虑灌木自重和根系牵引力影响下的修正公式计算边坡安全系数(F s)。[结果]①20°和35°的灌木边坡发生沟蚀破坏,与种植模式无关;裸坡、50°灌木边坡和60°稀植、密植灌木边坡发生渐进式破坏;60°适中种植灌木边坡发生整体滑移式破坏。②在20°和35°边坡上种植灌木能够在降雨过程中有效增强边坡的稳定性,减少4%~70%坍塌量;在50°和60°边坡上种植灌木不仅会降低边坡的稳定性,还会增加10%~33%的坍塌量。[结论]灌木固坡不能简单归结为有效或者无效,和坡体的坡度密切相关,因此要注意不同坡度上种植方式的选择。

三峡库区喀斯特洼地小流域产沙强度WaTEM/SEDEM模拟——以巫山县常家洼洼地流域为例

三峡库区喀斯特广布,人类扰动强烈,石漠化问题日趋凸显,获取可靠的小流域产沙数据是认识石漠化过程的基本依据。以WaTEM/SEDEM模型模拟三峡库区典型喀斯特洼地流域即常家洼小流域的产沙强度,以^(137)Cs进行洼地沉积物定年得到流域产沙模数,用以模型参数校正,并用已报道喀斯特流域侵蚀产沙数据验证。结果表明:1963—2017年常家洼洼地流域产沙模数为122.91 t/(km^(2)·a);泥沙输移系数KTc最佳组合为18和7,此时有效系数c_(NS)达到峰值0.79;流域产沙模数和产沙量的模拟结果与实测值相关系数较高,分别为0.93和0.94,WaTEM/SEDEM模型模拟数据较为可靠。因此核示踪定年技术与WaTEM/SEDEM模型相结合获取峰丛洼地小流域侵蚀产沙强度,在缺乏监测数据的喀斯特地区有一定借鉴意义,未来对该地区的水土保持研究可选用WaTEM/SEDEM模型作为评估土壤侵蚀情况的有效工具。

川西周公山柳杉人工林群落的边缘效应

为研究人工林群落的边缘效应特征,本文以川西周公山森林公园的柳杉(Cryptomeria fortunei)人工林破碎化大斑块为对象,以植株平均胸径、平均高度、平均密度、丰富度指数(D)和Shannon-Wiener指数(H)来综合衡量边缘效应深度。在实地踏查的基础上,从林缘向林内(梯度1至梯度5)设置5条样带(宽度为10 m),在每条样带中设置4个10 m×10 m的小样方进行调查。结果表明:(1)从物种组成上看,在总面积为2,000 m^2的20个小样方中共记录到111个物种,隶属于54科96属,物种数从林缘至林内递减。(2)从群落结构上看,乔木层的平均胸径从林缘至林内呈减小趋势,平均密度则相反,平均高度无显著变化;灌木层的平均密度从林缘向林内减小,平均高度无显著变化;草本层的平均密度和平均高度均呈减小趋势。(3)从物种多样性上看,总体上各层次的丰富度指数和Shannon-Wiener指数均从林缘向林内呈减小趋势,其中灌木层和草本层的变化趋势最明显;同时,林内各梯度与梯度1(林缘)的共有种和相似性系数从林缘向林内递减。(4)分析各项群落特征发现,平均高度、平均密度和相似性系数的数值在梯度2向梯度3过渡时的起伏变化最明显,推断本研究中柳杉人工林斑块的边缘深度可达林内20 m。

青衣江中游河滨草本植物生态位和物种多样性

采用典型样地方法,2014年7-8月,对青衣江中游4种河滨生境的草本植物群落多样性进行调查;采用Shannon-Wiener生态位宽度和Levins生态位宽度、Pianka生态位重叠和Schoener生态位相似性指数,对各生境植物种群生态位特征进行计算。研究结果表明,该区共有草本植物91种,隶属于30科73属,以菊科（Compositae）、禾本科（Gramineae）、蓼科（Polygonaceae）和豆科（Leguminosae）植物为主;乔木林地草本植物的丰富度、多样性和优势度指数最大,河漫滩、灌木林地、弃耕地草本植物的各指数依次减小;各物种在不同生境中的生态位宽度存在差异,在乔木林地、灌木林地、河漫滩和弃耕地中,生态位重叠值大于0.8的物种所占的比例分别为62.12%、54.55%、50%和34.85%,生态位相似性比例大于0.5的物种所占的比例分别为89.39%、83.33%、68.18%和51.52%。生态位宽度较大的两个物种,生态位相似性比例较大,其生态位重叠值也越大,但生态位宽度较小的物种间也可能存在较大的生态位重叠。由于物种的生物学特性和环境异质性,4种生境草本植物群落的物种多样性和生态位存在较大差异。