中亚热带天然阔叶林林层划分新方法-最大受光面法

【目的】依据林木树冠是否接受到垂直光照和林木树冠接受到垂直光照的程度提出林层划分新方法——最大受光面法,为揭示中亚热带天然阔叶林垂直结构的自然分异规律提供新方法。【方法】在典型中亚热带天然阔叶林中,采用最大受光面法将林分划分为受光层和非受光层;在受光层中,以林木树高为聚类因子采用离差平方和法(ward法)对受光层进一步分层。【结果】通过最大受光面法将5块典型中亚热带天然阔叶林标准地划分为受光层Ⅰ和非受光层Ⅱ,其中受光层包括Ⅰ_1和Ⅰ_2亚层;最大受光面法林层划分结果显示,5块标准地的受光层和非受光层的分界面高度(即第Ⅰ,Ⅱ层分界面高度)分别为17.0,16.5,17.0,17.0和16.0 m;Ⅰ_1和Ⅰ_2亚层的分界面高度分别为25.0,27.0,25.0,22.9和25.0 m;划分林层后,Ⅰ_1,Ⅰ_2和Ⅱ层的每公顷蓄积量,相邻的Ⅰ_1,Ⅰ_2和Ⅱ层间的高差和Ⅰ_1,Ⅰ_2,Ⅱ层平均胸径均符足林层划分国家标准(GBT 26424—2010)。【结论】CVPA-H曲线的变化规律证实了最大受光面的存在,在野外只需判断林木树冠是否接受到垂直光照和林木树冠是否明显突出(即接受到垂直光照的程度)即可实现林层划分,无需测量每株林木树高,野外操作简单易行;林层划分结果与剖面图判断结果的对比和各层测树因子都符合林层划分国家标准(GBT 26424—2010)等,验证了最大受光面法划分林层的科学性;最大受光面法能较好地反映中亚热带天然阔叶林垂直结构的自然分异规律,该方法依据林木树冠是否能接受到垂直光照和接受到垂直光照的程度进行林层划分,体现了林木对垂直光照和空间资源竞争的结果,具有一定的生物学意义。

典型中亚热带天然阔叶林各林层直径分布及其变化规律

【目的】研究典型中亚热带天然阔叶林各林层直径分布及其变化规律,为揭示天然林结构、辅助天然林相关测树因子的调查和指导天然林经营规划奠定理论基础。【方法】采用最大受光面法划分5块中亚热带天然阔叶林林层,利用Shapiro-Wilk检验(S-W检验)对各林层(包括全林分和各亚层)直径分布进行正态性检验,采用偏度和峰度描述各林层直径分布图形特征,利用Meyer负指数函数和Weibull分布函数对各林层直径分布进行拟合,根据卡方检验结果选择拟合效果较好的函数拟合各林层直径分布,分析各林层直径分布及其变化规律。【结果】S-W检验表明,各标准地全林分、第Ⅲ亚层和第Ⅱ亚层直径分布均不服从正态分布;1-3号标准地第Ⅰ亚层直径分布服从正态分布,4和5号标准地第Ⅰ亚层直径分布不服从正态分布;各标准地内,各亚层的S-W值随亚层高度的升高而增大。从总体上看,除5号标准地第Ⅱ、Ⅲ亚层的偏度和峰度及2号标准地第Ⅰ、Ⅱ亚层的峰度外,各亚层偏度和峰度的绝对值均随林层高度的升高而减小。利用Meyer负指数函数拟合全林分(所有标准地均未通过卡方检验)和第Ⅱ亚层(2和4号标准地通过卡方检验,1、3和5号未通过)时适应性较差;而在拟合第Ⅰ亚层(所有标准地均通过卡方检验)和第Ⅲ亚层(3、4和5号标准地通过卡方检验,1和2号未通过)时有较好的适应性。Weibull分布函数对各林层的直径分布具有较好的拟合效果,除了1号标准地全林分直径分布外,1号标准地剩余亚层和其他标准地各林层均通过Weibull分布的卡方检验。利用Weibull分布函数拟合典型林分各标准地直径分布后发现,随着各亚层高度的升高,各亚层直径分布由倒"J"形曲线向右偏山状曲线和正态分布曲线过渡,顶峰向右移动,同时峰值随之减小。【结论】划分林层后,Weibull分布函数在拟合中亚热带天然阔叶林各林层(包括全林分和各亚层)直径分布时比Meyer负指数函数具有更好的拟合效果;各亚层S-W检验中P值、偏度和峰度以及Weibull函数中各亚层直径分布图形波峰的变化情况说明各亚层直径分布有随亚层平均胸径和平均高度增大而逐渐向正态分布过渡的趋势;各林层(包括全林分和各亚层)直径分布间的差异说明分林层研究直径分布的必要性。

典型中亚热带天然阔叶林各林层林木高径比分布规律

【目的】揭示典型中亚热带天然阔林各林层(包括全林和各亚层)林木高径比分布规律,为中亚热带人工阔叶林、半天然林和天然阔叶林可持续经营提供阔叶林木高径比方面的典型参照。【方法】以建瓯万木林省级自然保护区为研究区,在研究区内5个典型中亚热带天然阔叶林中分别设置50 m×50 m样地,计算典型林分各林层林木高径比平均值和标准差分析其随亚层的变化情况,运用Mann-Whitney U检验分析各亚层之间(包括第Ⅰ亚层、第Ⅱ亚层和第Ⅲ亚层间以及受光层和非受光层间)林木高径比平均值的差异显著性,利用偏度和峰度描述各林层林木高径比分布的偏离程度和离散程度,选择正态分布、Weibull分布函数对各样地各林层林木高径比分布进行拟合,并采用χ^(2)检验法检验拟合效果。【结果】综合5块样地林木高径比平均值,全林为103.1,各亚层平均值随亚层高度升高而减小,排序为第Ⅲ亚层(112.7)>第Ⅱ亚层(89.0)>第Ⅰ亚层(66.9)以及非受光层(112.7)>受光层(78.3);除4号样地第Ⅱ亚层与第Ⅲ亚层间林木高径比平均值为显著差异外,其他样地内各亚层间林木高径比平均值均为极显著差异。偏度结果表明,各林层林木高径比分布为右偏。峰度结果表明,全林、第Ⅰ亚层林木高径比分布相对较为分散;第Ⅱ亚层、第Ⅲ亚层、受光层林木高径比分布相对较为集中。运用正态分布函数拟合各林层林木高径比分布,其结果均通过卡方检验;而运用Weibull分布函数拟合较多未通过卡方检验。【结论】典型中亚热带天然阔叶林各亚层林木高径比平均值间均有极显著差异,且各亚层林木高径比平均值随亚层高度升高而减小;各林层林木高径比分布均为右偏,全林与第Ⅰ亚层林木高径比分布相对较为分散,第Ⅱ亚层与第Ⅲ亚层以及受光层林木高径比分布相对较为集中;正态分布函数对各林层林木高径比分布拟合效果较好,Weibull分布函数拟合效果不理想;典型中亚热带天然阔叶林林木高径比分布与直径分布不同,全林和第Ⅲ亚层林木高径比呈正态分布,而全林和第Ⅲ亚层直径呈反J形分布。本研究所体现的各林层林木高径比平均值和各林层林木高径比分布属于理想结构森林的林木高径比特征。

万木林自然保护区2种天然林及杉木人工林凋落量及养分归还

通过对福建建瓯万木林自然保护区内以观光木（Tsoongiodendron odorum，TSO）和细柄阿丁枫（Altingia gracilipes，ALG）为建群种的2种天然林及杉术（Cunninghamia lanceolata，29年生）人工林凋落量与养分归还为期3a（2000，2002年）的研究表明。3种林分年均凋落量（t·hm^-2）范围从杉木人工林的4．63t·hm^-2到观光木林的6．74t·hm^-2，叶所占比例范围为62％-69％。细柄阿丁枫林凋落量每年只出现1次峰值（3月份或4月份），观光木林的出现2次（3月份、6-8月份）。而杉木林的则出现3次（3月份或4月份、6—8月份和11—12月份）。3种林分Ca和Mg年归还量大小排序与按总凋落量的不同。除杉木人工林的Ca年归还量最大外，其余养分年归还量均以观光木天然林的最大。通过凋落物各组分的养分归还中，落叶是养分归还的主体。与针叶树人工林相比，天然林的凋落量大、养分归还量高，具有良好维持地力的能力。因此，保护和扩大常绿阔叶林资源已成为南方林区实现森林可持续经营的重要措施之一。

闽楠幼树光合特性及生物量分配对光环境的响应

设置100%光环境(L100)、40%光环境(L40)、8%光环境(L8)3种光照梯度,分析万木林闽楠(Phoebe bournei)幼树的光合特性及生物量分配特征对不同光环境的响应。结果表明:(1)闽楠幼树在不同光环境下的最大净光合速率(Pnmax),表观量子效率(AQY),光饱和点(LSP),光补偿点(LCP),暗呼吸速率(Rd)均有显著差异(P<0.05),且随着光照强度的降低,Pnmax,LSP,LCP,Rd随之降低,而AQY却呈现升高的趋势。(2)总生物量、茎生物量、叶生物量、根生物量均表现为L100最大,根冠比、叶生物量比、茎生物量比及根生物量比在3种光环境下无显著差异。(3)闽楠幼树通过改变光合特性,生物量积累来适应光环境的变化,其中光照强度的降低限制了生物量的积累,但并未显著改变生物量地上地下分配比例。闽楠幼树在3种光环境下生物量分配比例并无显著的改变,生物量分配可塑性极低可能是闽楠零散分布的一个重要非人为干扰因素。(4)闽楠幼树所采取的生存策略以地上部分生长为主,光照强度降低时则采取保守策略进行缓慢的资源获取和消耗,全光照条件下采取快速的资源获取和消耗策略。未来造林时可以将闽楠与毛竹(Phyllostachys pubescens)混交来减少郁闭度,促进闽楠幼树的生长。

万木林中亚热带常绿阔叶林物种多样性研究

本文应用物种多样性的多样性指数、均匀度、丰富度指数等指标测定万木林自然保护区中亚热带常绿阔叶林群落物种多样性．结果表明：万木林常绿阔叶林群落物种多样性高，种类组成复杂；物种多样性与群落结构、生境有密切关系．物种多样性的研究将为万木林自然保护区生物多样性保护提供参考依据．

万木林群落生态学研究Ⅱ万木林中亚热带常绿阔叶林主要种群生态位研究

对万木林自然保护区常绿阔叶林森林群落的５３个主要种群进行生态位测定，包括生态位宽度、生态位相似比例、生态位重叠。结果表明：组成万木林森林群落的种群绝大多数为狭生态位、种群之间关系复杂，对资源具有一定的共享性；种群之间的生态位相似性比例和生态位重叠指数指标值反映了亚热带常绿阔叶林的生态特征。

典型中亚热带天然阔叶林各林层树高胸径关系研究

[目的]在划分林层的基础上,探讨天然阔叶林树高胸径关系,从林层角度研究树高曲线以揭示复层林林分特征。[方法]根据典型中亚热带天然阔叶林各林层数据情况选择Schumacher式(简称S式),Curtis式(简称C式)对典型林分各林层树高胸径关系进行拟合。[结果]S式和C式在拟合全林分和第Ⅲ亚层的效果较好,全林分树高模型的R^2均在0.86以上,第Ⅲ亚层的R^2均在0.58以上,且RMSE和AMR均较小,但无论是S式还是C式都不能很好的拟合第Ⅰ、Ⅱ亚层,其拟合R^2的结果较低,大都在0.2~0.3左右。选取模型拟合结果 R^2较大,RMSE、AMR较小的C式拟合各林层树高胸径模型,结果表明采用全林分模型推算各亚层(不包括全林分)的树高会产生较大的AMR;虽然分层拟合各亚层树高胸径时获得的模型的R^2较小,但其估计相应层内树高产生的ARM值却小于全林分模型,表明采用亚层树高胸径模型估计相应层内林木树高时具有较小的误差。[结论]在典型中亚热带天然阔叶林中,无论是全林树高模型还是分林层树高模型,C式的适应性均比S式高。选择C式全林分树高模型估计各亚层树高产生的误差比各亚层采用各自的C式树高模型拟合的误差大。

3种优势树种深秋树干液流特征与环境因子的关系

运用热扩散法对福建万木林自然保护区3种优势树种木荷(Schima superba)、米槠(Castanopsiscarlesii)和杉木(Cunninghamia lanceolata)树干液流速率进行测定,并结合自动气象站同步连续监测太阳辐射、空气温度、空气相对湿度等环境因子.结果表明:3种优势树种树干液流速率呈现明显的昼高夜低起伏趋势,白天液流速率变化显著,夜间液流速率变化缓慢;阔叶树木荷与米槠树干液流速率日变化和峰值远大于针叶树杉木,且阔叶树树干液流速率均为北面>南面,针叶树树干液流速率则为南面>北面;3种优势树种液流速率与太阳辐射、空气相对湿度和水气压亏缺均呈极显著相关(p<0.01),其相关性大小依次为:水气压亏缺>空气相对湿度>太阳辐射>空气温度.

典型中亚热带天然阔叶林林层特征及蓄积估计研究

[目的]研究典型中亚热带天然阔叶林各林层(包括全林分和各亚层)主要测树因子的特征,特别是各林层树高和蓄积的关系,探讨中亚热带天然阔叶林蓄积的估计方法。[方法]通过计算各林层林分平均胸径、平均高、标准差、变异系数等指标,分析各亚层株数和蓄积占全林分的比重,采用亚层平均高H_s和亚层中值高H_z代替林木树高H计算林分蓄积,并对结果进行相对误差和方差分析检验。[结果]表明,与全林分相比,分层后各亚层胸径和树高的变异系数明显变小,各亚层之间胸径的变异系数随亚层高度的增加而减小,而第Ⅰ、Ⅱ亚层树高的变异系数基本一致,小于第Ⅲ亚层。第Ⅰ、Ⅱ亚层的株数占全林分的20%~30%,蓄积却占全林分的90%以上。相对误差结果表明3种方法计算林分蓄积时全林分、第Ⅰ亚层和第Ⅱ亚层误差均在5%以内,第Ⅲ亚层在10%以内,方差分析结果表明3种方法算出各林层的蓄积差异p值均大于0.05。[结论]在典型中亚热带天然阔叶林中,受光层(第Ⅰ、Ⅱ亚层)的蓄积占绝对优势,是外业调查的重点。亚层平均高H_s和亚层中值高H_z代替林木树高H计算林分蓄积计算方法的误差总体上符合生产实践中精度的要求,方差分析得出3种方法计算得到的结果没有显著差异,表明在典型中亚热带天然阔叶林中采用亚层平均高H_s和亚层中值高H_z代替林木树高H计算林分蓄积,可在满足精度的同时提高工作效率。

中亚热带森林土壤真菌多样性的案例研究

为了解中亚热带森林土壤的真菌多样性，利用PCR-DGGE分子指纹图谱技术对武夷山国家级自然保护区和建瓯万木林自然保护区内的米槠（Castanopsis carlesii）天然林土壤真菌进行研究。结果表明，中亚热带地区森林土壤真菌群落丰富，土壤真菌的多样性指数、丰富度指数和均匀度指数分别为3.37~3.80、26~29和0.977~0.984。经测序及同源性比对，真菌以担子菌类（Basidiomycota）最多，占总数的35.9%；其次为子囊菌类（Ascomycota），占总数的15.4%；接合菌类（Zygomycota）和半知菌类（Deuteromycota）分别占总数的10.3%和7.7%。主成分分析表明，地点和土层深度共同影响真菌群落组成，其中由地点引起的真菌群落组成差异大于土层深度。土壤真菌多样性指数与土壤铵态氮呈显著正相关，与土壤碳氮比呈显著负相关；丰富度指数和均匀度指数与土壤因子间没有显著的相关性，因此，土壤碳、氮含量是影响土壤真菌群落结构的重要因子。

濒危植物沉水樟的濒危机制研究

2003-2004年对沉水樟生殖物候进行了连续2年的野外定位观测，从沉水樟的生殖繁育过程及其种子品质两方面对其有性生殖过程进行系统研究，以探讨沉水樟种群濒危机制。结果表明：（1）沉水樟的花期长达3个月，而盛花期只有15d左右，杂交指数值为2，繁育系统类型为兼性自交。花粉胚珠比值为244．7～2588，为风媒传粉的自花授粉植物；（2）沉水樟种子横径为0．50～O．83cm，纵径为0．87～1．28cm，结实量比较多，但由于不同物候期重叠，落果率高，果实产量低；（3）沉水樟的生育期长达19个月，其中果实发育期16个月，在漫长的生殖发育过程中易受环境因素影响，种子病虫危害严重，存在严重的空心现象，影响了沉水樟种群的天然更新，这是导致沉水樟种群濒危的主要原因。同时人为破坏和对现代生境不适应也是影响沉水樟种群濒危的原因。

中亚热带地区米槠天然林土壤微生物群落结构的多样性

为了解土壤微生物群落的结构,采用磷脂脂肪酸方法对武夷山和建瓯的米槠（Castanopsis carlesii）天然林土壤微生物群落的结构多样性进行了研究.结果表明,两地米槠天然林的土壤微生物群落组成十分丰富,多样性指数、丰富度指数和均匀度指数分别为2.92-3.01、25.84-28.23 和0.88-0.90.0-10 cm 土层的磷脂脂肪酸总量、细菌特征脂肪酸、真菌特征脂肪酸、放线菌特征脂肪酸、革兰氏阳性菌和阴性菌特征脂肪酸含量均高于10-20 cm 土层的,且建瓯万木林自然保护区的高于武夷山国家级自然保护区.10-20 cm 土层的革兰氏阳性菌/ 革兰氏阴性菌高于0-10 cm 土层的;细菌特征脂肪酸含量显著高于真菌,表明细菌在土壤微生物群落结构中处于优势地位.主成分分析表明,土壤微生物群落结构的差异主要是由采样地点的不同引起.

中亚热带常绿阔叶林粗木质残体呼吸季节动态及影响因素

粗木质残体呼吸(RCWD)释放的CO2是生态系统碳收支中的一个重要组成部分。采用红外气体分析法(Li-Cor8100土壤碳通量系统连接自制腔室)对中亚热带常绿阔叶林不同分解等级粗木质残体呼吸进行测量,探讨分解等级、温度(TCWD)和含水量(WCWD)对RCWD的影响机制。结果表明:不同分解等级粗木质残体呼吸季节变化曲线均呈明显的单峰型,最大值(9.69μmolCO2·m-2·s-1)出现在8月,最小值(0.60μmol CO2·m-2·s-1)出现在2月;不同分解等级粗木质残体呼吸存在着明显差异,Ⅲ级和Ⅳ级粗木质残体呼吸显著高于Ⅰ级(P<0.05);粗木质残体呼吸与TCWD呈显著的正相关关系(P<0.01),TCWD可以解释RCWD变化的70.2%—85.6%;RCWD与WCWD相关性不显著(P>0.05);不同分解等级粗木质残体呼吸的Q10值变化范围为2.46—2.83,平均值为2.64,Q10值随分解等级升高而增大。

人为干扰对闽北森林群落物种多样性的影响

本文从群落及其组成结构等方面分析了闽北长期封禁保护的森林（ｃｏｎｓｅｒｖｅｄｆｏｒｅｓｔ，ＣＦ）和人为干扰后的退化森林（ｄｅｇｒａｄｅｄｆｏｒｅｓｔ，ＤＦ）群落物种多样性，结果认为，ＤＦ群落的植物物种丰富度和ＳｈａｎｎｏｎＷｉｅｎｅｒ指数与ＣＦ群落相近或略高，但ＤＦ群落植物种类组成和层次结构的物种多样性发生明显变化，群落物种种群基础已改变，稀有种和渐危种缺乏，这正是ＤＦ与ＣＦ群落物种多样性的本质差异。

基于分层的典型中亚热带天然阔叶林林木竞争关系研究

[目的]通过分析不同林层林木之间的竞争情况,以期揭示林木间相互竞争的类型、林木受到的竞争压力与林木垂直分布之间的关系,为森林资源的保护与利用提供科学依据。[方法]在福建万木林自然保护区内设5块典型中亚热带天然阔叶林样地,采用Hegyi的竞争指数,按分层和不分层两种情形研究林木间的竞争强度。[结果]在1—5号样地,当取样半径超过4 m后,林木间的竞争强度随取样半径的增大而减小的趋势变缓,4 m是分析林木竞争的适宜半径;以4 m为半径分析林木间的竞争,发现有一半以上的组成树种只发生种间竞争,剩余同时发生种间和种内竞争的树种,其竞争木构成中数量占优势的普遍是与其相异的树种,且种间竞争强度普遍强于种内竞争;各样地的乔木层都可以划分出由高到低的3个林层,在平均水平,越高层的林木距离竞争木越远、在竞争木的组成中较矮小的第3林层林木数量也越多;越高层的林木,平均每株对象木与其全部竞争木之间的竞争压力越小。[结论]在调查的典型群落中,普遍发生的是种间竞争,而林木受到的竞争压力及其竞争木的组成都与它们的垂直分布关系密切,在森林资源保护和经营中应对垂直分布予以更多的关注;乔木层中的优势树种未发生激烈种间或种内竞争;可以发生激烈种间竞争的乔木树种有米槠、庆元冬青、少叶黄杞和杜英,不存在特定的竞争木与它们竞争,它们与竞争木相近、主要分布在第2或第3林层;种内竞争过于激烈的有山杜英、华杜英、山黄皮、野含笑和羊舌树,也主要分布在第2或第3林层。

福建万木林保护区观光木群落物种相对多度模型的拟合研究

应用群落物种相对多度分布的几何级数分布模型、对数级数分布模型、对数正态分布模型、分割线段模型和Weibull模型,对观光木群落物种相对多度分布进行了对比研究。结果表明,对于乔木层物种,其相对多度分布可用对数级数分布、对数正态分布、Weibull分布、几何级数分布和分割线段模型来拟合;而对于灌木层物种相对多度分布则可用对数级数分布、对数正态分布和Weibull分布加以拟合。研究结果为观光木群落物种多样性保护提供了理论基础。

福建万木林自然保护区森林群落物种多样性研究

分析福建万木林自然保护区常绿阔叶林植物区系和群落物种多样性。结果表明，万木林计有维管束植物１６１科５８１属１２０５种（含变种），其中蕨类植物３０科４９属１１２种，裸子植物７科１２属１４种，被子植物１２４科５０２属１０７９种。植物区系成分复杂，具较高的热带成分比例。森林群落物种多样性和科属种组成多样性均较高，乔木→灌木→藤本→草本物种多样性依次递减。

福州、建瓯和武夷山大气氮/硫湿沉降特征分析

于2013年对福州、建瓯和武夷山三地的雨水进行连续收集,测定其p H值及NH+4-N、NO-3-N、TN、SO2-4-S质量浓度,计算三地大气氮、硫湿沉降通量并揭示其时空动态变化特征。三地总降雨量分别为1 188.0 mm、1 451.1 mm、2 423.4 mm,平均降水量为1 687.5mm。三地的中性的降水(5.6<p H<7.0)分别占65.5%、15.5%、14.4%,弱酸性降雨(4.5<p H<5.6),分别占全年降雨的34.5%、84.5%、85.6%。因此福州以中性降雨为主、建瓯和武夷山以弱酸性降雨为主。三地雨水中TN浓度为1.17、1.02、0.74 mg·L-1,平均0.98 mg·L-1,SO2-4-S浓度为3.78、3.83、3.93 mg·L-1,平均3.85 mg·L-1。三地年氮湿沉降总量(FN)为15.20、14.79、17.88 kg·hm-2·a-1,平均15.96 kg·hm-2·a-1,武夷山>福州>建瓯。三地氮湿沉降以无机氮沉降为主,且NH+4-N较多。硫沉降总量占氮、硫沉降总量的百分比分别为63.67%,69.31%,75.77%,表明大气湿沉降是以SO2-4-S为主。三地大气湿沉降NH+4-N、NO-3-N、TN沉降通量的月变化趋势基本相似,均在3、4月份出现峰值,三地大气SO2-4-S沉降通量月变化差异较大,峰值分别出现在6月、4月、5月,可能与降雨强度和频次对氮、硫沉降浓度的影响有关。

两种珍稀植物群落物种多度分布的核方法研究

首次提出物种多度分布的非参数核密度估计方法，介绍了此方法的构造和主要性质．珍稀濒危植物观光木群落和长苞铁杉群落的乔木层、灌木层、所有木本植物物种多度分布实例拟合结果表明，核方法能很好地描述群落物种多度分布。非参数核估计方法是群落物种多度分布模拟的一种有效方法，它丰富了物种多度分布拟合方法，为珍稀濒危植物的管理与保护提供了理论参考．