Quantitative classification and discriminant analysis of the karst for

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石面及土面小生境对典型喀斯特森林凋落叶分解过程的影响

【目的】探究小生境对典型喀斯特森林凋落叶分解过程的影响,进一步认识喀斯特森林生态系统养分循环过程,为喀斯特森林的保护与管理提供科学支撑。【方法】以茂兰典型喀斯特森林凋落叶为研究对象,选取了石面和土面两种典型小生境类型,进行了为期1年的凋落物原位分解实验,并以2个月为周期监测其质量损失率(D)、分解速率(k)、养分含量及元素迁移等特征。【结果】1)小生境类型显著影响凋落叶质量损失率(P <0.05),年质量损失率和分解速率均表现为石面(D=70.04%,k=1.13)高于土面(D=61.41%,k=0.81)。2)凋落叶分解过程中,两种生境下的C、K、Ca、Mg和δ^(15)N元素含量具有相同的动态变化,而N、P和δ13C的则不相同,综合来看,小生境对凋落叶分解前期(0~187 d)各养分含量的影响较小,更易影响分解中后期(187~368 d)的养分含量。3)两种小生境下凋落叶的C、P、K和Mg元素迁移为直接释放模式,而N和Ca元素则为富集-释放模式;石面小生境下凋落叶C、N和P释放强度随分解时间的增加而增大,土面下则存在一定波动;K、Ca和Mg在两种生境下均具有相同的释放动态,且K和Mg在石面的释放强度显著高于土面(P <0.05),而Ca则无显著差异性。【结论】该区域两种小生境对凋落叶的分解过程具有一定的影响,石面较土面更能促进凋落叶的分解和养分释放。

濒危植物掌叶木种子生态特征

重点研究了贵州茂兰国家级自然保护区喀斯特森林国家一级保护树种掌叶木 ( H andeliodendron bo-dinieri)母树的种子生态特征。单因素方差分析表明在同株母树的不同果序球果量和不同母树的球果出种量均未显示明显差异 ,而不同母树果序出球果量、种子重量分异具有极显著差异 ,这反应了掌叶木母树的有性生殖基本同步 ,球果的发育程度比较接近。掌叶木种子千粒重为 2 0 1 .66g,种子的平均重量为 0 .2 0 g,占乔木树种平均重量的 61 % ;种子含空粒比例高达 8.1 % ;饱满的种子中具有生活力者占 78% ,反映出掌叶木种子有较高的败育率 ;种子的平均含水量为 1 3.5 6% ,自然散播的种子萌发率仅为 1 % ,种子在自然环境下受松鼠、鼠和金龟子类等动物的破坏率高达 98.2 5 %。在同样贮藏条件下 ,播种环境对种子的发芽率影响显著 ,质地疏松、透气性好或火烧地有利于掌叶木种子的萌发 ,其种子萌发率可达 84.98%。

贵州茂兰喀斯特森林土壤微生物活性的研究

通过研究不同植被类型下土壤微生物区系、土壤酶活性和土壤生化作用强度 ,分析了贵州茂兰国家级自然保护区喀斯特森林演替过程中土壤微生物活性的变化。结果表明 :随着喀斯特森林退化程度的加剧 ,土壤微生物总数下降、各主要生理类群数量均呈下降趋势 ,土壤酶活性减弱 ,土壤生化作用强度降低 ,对环境反应敏感 ,可作为反映森林生态系统的生物学指标。

不同地质条件下植物叶片中钙形态对比研究——以贵州茂兰为例

贵州茂兰国家级自然保护区是全球亚热带地区少有的岩溶森林区,对其进行岩溶生态系统研究具有重要意义。本文选择保护区岩溶区（石灰岩、白云岩）板寨地下河流域、非岩溶区（砂岩、页岩区）尧排流域,对不同地质条件下植物叶片中钙形态进行对比研究;采集岩溶区、非岩溶区植物品种各13种,其中岩溶区、非岩溶区特有植物品种各6种,分析其叶片中钙质总量、形态及分布部位（亚细胞组分）。结果显示：1）岩溶区植物叶片钙质含量平均为1216.82 mg/kg,比非岩溶区高出58.45%;2）岩溶区嗜钙型植物叶片中钙以果胶酸钙形态为主,其含量占总钙质量的27.91%~32.82%;而非岩溶区嫌钙型植物叶片中的钙以草酸钙形态为主,占总钙质量的33.69%~34.34%;3）岩溶区嗜钙型植物叶片中的钙主要赋存在细胞壁中,占总钙质的59.05%~66.54%,而非岩溶区嫌钙型植物叶片中的钙主要赋存在胞质中,占总钙质的36.67%~43.77%。

茂兰喀斯特森林大型土壤动物群落多样性初探

2008年7月至9月,对茂兰喀斯特森林3种植被类型下的大型土壤动物进行研究,共获5 728只,隶属3门7纲23类.选用类群数、个体数及多样性、均匀性、优势度指标来分析土壤动物群落结构.结果表明:茂兰喀斯特森林生态系统中,优势类群为膜翅目(蚁科)和蜘蛛目2类,稀有类群为原尾目、石蛃目、等翅目、同翅目、半翅目、双翅目(包含幼虫)、缨翅目、综合纲8类;两个优势类群的个体数占总捕获量的50.93%,3种植被类型的优势度:乔木林大于乔灌混交林大于草坡;均匀性指数差异不大;群落相似性系数差异较小.

茂兰地区白茅丛枝菌根真菌多样性及其对紫花苜蓿的接种效应研究

对贵州省荔波茂兰国家自然保护区内优势草本植物白茅(Imperata cylindrica)根际丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizal,AM)真菌多样性,优势种对紫花苜蓿的接种效应进行研究。结果表明:AM真菌对白茅根系的菌根侵染率为91.3%,白茅根际土壤共分离AM真菌2属35种,其中球囊霉属(Glomus)18种,无梗囊霉属(Acaulos pora)17种,黑球囊霉(Glomus melanosporum)、聚生球囊霉(G.fasciculatum)、红色无梗囊霉(Acaulospora capcicula)为优势AM真菌。以三叶草扩繁优势菌种,接种紫花苜蓿(Medicago sativa),均显著提高了生长量和超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性。

茂兰喀斯特森林干扰状况与林隙特征

调查茂兰喀斯特森林林隙干扰特征,并对林隙特征、林隙的形成方式进行探讨。结果表明:1)林隙大小分布表现出以小林隙为主的偏正态分布,但在总林隙面积比例上,大林隙所占的比例较大;2)林隙大多数在20年前形成,估计林隙形成速率为0.55个·hm-2a-1,返回间隔期为270年;3)林隙密度约为20个·hm-2,林隙平均面积(69.7±45.71)m2,扩展林隙平均面积(152.7±79.43)m2,林隙和扩展林隙占所调查林分面积的比例分别为13.9%和30.6%;4)林隙形成方式以折干为主,但因地形差异,槽谷、坡地、漏斗的主要形成方式分别为干中折断、拔根倒和干基折断;5)大多数林隙由1～4株形成木形成,平均每个林隙的形成木为2.5株。大部分林隙形成木为森林建群种,常绿和落叶树种分别占61.5%和38.5%。林隙形成木以小径级为主,表明本地森林林隙干扰十分频繁。

茂兰喀斯特森林实验区桑园土壤昆虫初步调查

于2008年1-12月,对茂兰喀斯特森林实验区2个桑园样地的土壤昆虫进行了抽样调查,共获大、中、小型土壤昆虫2 800只(包括蜱螨目),分属于11目26科。其中直翅目、膜翅目、鞘翅目为优势类群,3目昆虫共占总数的74.25%;蜱螨目、同翅目、鞘翅目幼虫、弹尾目、蜚蠊目、半翅目为常见类群。优势类群是喀斯特森林环境下土壤昆虫的主体;此外,土壤昆虫个体数和类群数在季节上呈现夏、秋、春、冬依次递减的变化趋势。

不同钙环境下植物几种抗逆境指标的对比研究

本文选取贵州茂兰自然保护区中只生长在岩溶区石灰土上的嗜钙植物6种、只生长在非岩溶区红黄壤上的嫌钙植物7种,以及2种土壤上都能生长良好的中间型植物7种,分析其根际土钙全量及植物叶片3种抗逆性指标,结果显示:(1)嗜钙植物根际土钙全量、叶片脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化分别为w(Ca)=32.44～43.98g/kg、w(Pro)=97.53～183.62μg/g、6.21～38.43μKat及1.47～2.48μKat,略高于中间型植物,高出嫌钙植物1～2个数量级;(2)大部分嗜钙植物通过提高Pro含量及SOD、POD活性等保护性物质稳定膜的透性,将高浓度的钙阻隔在原生质外;而中间型植物主要通过控制根系吸收或地下部分向地上部分的运移来减少植物体内的钙。

茂兰喀斯特原始森林土壤有机碳的空间变异性与代表性土样采集方法

茂兰原生林中20m×30m研究样地存在着7类小生境：石面、土面、石土面、石沟、石缝、石坑、石洞。样地内土壤有机碳的含量范围为40.1～203.5gkg^-1,样点与小生境间土壤有机碳含量的变异系数分别为43%和41%;同类型小生境间为22%～42%;小生境内为14%～57%;说明样地内土壤有机碳含量具有高度的空间变异性。为了促进岩溶山区土壤退化研究中数据之间的可比性,文中建议以土壤面积权重确定的小生境土样组成样地代表性土样的方法。选取样地内面积之和超过样地总土壤面积95%以上的几类小生境,由面积权重确定组成样地土壤代表样的各类小生境土样样品量,而各类小生境土样则分别由以面积权重确定的同类小生境样品量混合构成。利用该方法计算的研究样地土壤有机碳含量的面积权重值为92.1gkg^-1。

茂兰喀斯特森林凋落物量动态研究

对茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林凋落物的数量、组成及季节动态进行了研究，结果表明，茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林森林凋落物年凋落量为4711．42kg／hm^2，其中落叶量（3028．13kg／hm^2）和落枝量（748．02kg／hm^2）分别占64．27％和15．88％。常绿树种落叶量为2144．78kg／hm^2，落叶树种落叶量为883．35kg／hm^2。总凋落物量表现出明显的季节动态，在5、11和12月出现3个比较明显的峰值。落叶量最大值在11月，落枝量在1—2月出现峰值，落花果量主要集中在5和8月，其他量于5月出现全年最高峰。

茂兰喀斯特森林不同地形部位木本植物种间联结性分析

选择茂兰国家级喀斯特森林自然保护区内木本植被为研究对象,对区内3种地形(槽谷、坡地、漏斗)中的植被进行群落学调查。通过重要值计算结果在每个地形群落中各选取了42个优势种,运用多物种总体联结性,各物种间联结性、联结系数、共同出现百分率等指数,对不同地形部位群落的种间联结性进行分析。结果表明:1)研究区群落总体呈不显著正联结关系,与种对间联结性特征一致,群落中各种群趋于独立出现,群落处于比较稳定的阶段。2)不同地形部位群落的种间联结性存在一定差异。槽谷、漏斗群落总体呈不显著正联结,正联结种对较多;坡地群落总体呈不显著负联结,负联结和无联结种对较多。3)槽谷、漏斗群落种间联结性较高,群落结构较稳定,坡地群落种间联结性较低,群落结构不稳定。由以上群落种间联结特征推断植物种间松散的联结关系是喀斯特森林物种的共存机制之一,这种共存机制在不同地形部位群落中有不同的表现形式。

茂兰喀斯特原生林不同地球化学环境的植物物种多样性

中国西南岩溶区是中国生物多样性分布中心之一。该区生态系统不断退化,生物多样性大量丧失,不同喀斯特地球化学背景下植被恢复的速度与成林性质存在明显差异。我们在最有代表性之一的贵州茂兰喀斯特森林保护区选取纯灰岩和纯白云岩两种岩性的喀斯特环境,对其元素地球化学特征及其中原生性植物群落的相异性和物种多样性进行了对比,结果发现:①不同岩性区域多样性:乔木层和灌木层为纯灰岩区>纯白云岩区,草本层为纯白云岩区>纯灰岩区,总体上纯灰岩区的高于纯白云岩区的;②各样地间的相似性系数都很低,相同岩性类型内的明显高于不同岩性类型之间的相似度;物种周转率高,且白云岩区高于石灰岩区,种类组成差异明显;③喀斯特区可溶岩地球化学背景通过喀斯特作用导致特殊的地形条件与元素地球化学特征,并引起局部小生境的分异从而影响植物群落特征。

茂兰喀斯特森林区的野生经济植物

贵州茂兰喀斯特森林区位于贵州省南部荔波县境内,为亚热带喀斯特森林生态系统。该区内有维管柬植物143科501属1203种,其中有经济植物1268种,隶属于184科568属;按用途分材用植物、油料植物、药用植物、观赏植物、工艺植物、绿化植物、纤维植物、香料植物、果实加工植物、蜜源植物、染料植物、薪炭植物、栲胶植物等13类。本文中,例述了一些有代表性的、经济价值较高的植物种类,分析了该区经济植物的特点及存在问题,提出了合理开发利用的措施和建议。

茂兰喀斯特森林石斛属药用植物资源研究

茂兰喀斯特森林是我国中亚热带保存较完好的喀斯特森林生态系统,植被类型主要是常绿落叶阔叶混交林。报道了茂兰现有药用石斛属植物资源4种:钩状石斛(D.aduncumWall.exLind1.)、流苏石斛(D.fimbriatumHook.var.oculatumHook)、环草石斛(D.loddigesiiRolfe)和矮石斛(D.bellatulumRolfe.),指出了其主要品种、别名、产地、生境、分布及性味功效,分析了其资源开发利用的现状、潜力和意义,并提出了合理开发和利用的可行性建议。

茂兰喀斯特森林凋落物量的动态研究

对地处中亚热带的茂兰喀斯特森林的凋落物贮量、季节变化规律及年凋落量进行了研究。结果表明:茂兰喀斯特森林的年均凋落物量为2.86 t/hm2,与其他类型的森林相比,年均凋落物量较低。凋落物量各组分中,叶凋落量占绝大部分,常绿叶凋落量仅为落叶叶凋落量的1/2。在凋落量季节动态中,秋季(8至10月)为凋落量的高峰,且大多为落叶种类;而常绿种类叶凋落量全年较为平稳。这些规律是植物的生物生态学特性及对非地带性的喀斯特因素长期适应的结果。

贵州茂兰喀斯特山地顶部森林群落种子库研究

在茂兰喀斯特森林山顶地段设置固定样地,定期观察植物的开花结实、种子雨、种子库的结构、组成及其萌发。结果表明:900m2样地内共有种子植物36种,其中21种已进入繁殖阶段,每年产生成熟种子520.9粒·m-2。种子雨量大,每年达910.3粒·m-2,其中对群落有用的成熟有效种子314.7粒·m-2。在天然萌发开始时的种子库中,有大量现存植物的活力种子,群落更新潜力很好。在天然情况下,1月上旬到5月中旬种子库中活力种子萌发。在天然萌发季节,900m2样地内每年共萌发出18种苗(7245株),当年存活幼苗2970株,群落更新良好。裸子植物华南五针松、短叶黄杉和翠柏在喀斯特山顶地段有良好的适应性,能长期稳定存在。

茂兰自然保护区喀斯特森林乔木植物功能型分类

以茂兰国家级喀斯特森林自然保护区为研究对象,对区内不同地形部位植被进行群落学调查,根据调查结果,通过计算重要值,选取22个优势度相对较大的乔木树种进行种间联结及相关性分析,以χ2检验为基础,结合联结系数AC和共同出现百分率PC等方法来测定乔木优势种间的联结性,根据优势种间的联结性及其在不同地形部位的数量变化来划分植物功能群。结果表明,茂兰喀斯特森林优势乔木树种可划分为5组功能型,第一组功能型为轮叶木姜子、黄梨木、梓叶槭、掌叶木、云贵鹅耳枥、翅荚香槐,以轮叶木姜子为优势种,主要分布在坡地地形中;第二组功能型为青冈栎、圆叶乌桕、朴树、齿叶黄皮、桂皮、香港四照花、狭叶润楠、灯台树,以青冈栎为优势种,主要分布在漏斗地形中;第三组功能型为四照花、尾叶罗伞、樟叶槭,以四照花为优势种,主要分布在漏斗地形中;第四组功能型为多脉榆、黄连木,以多脉榆为优势种,较均匀地分布在漏斗、坡地和槽谷地形中;第五组功能型为巴东荚蒾、香叶树、柿树,以巴东荚蒾为优势种,主要分布在槽谷地形中。不同功能型对不同地形部位的适应特征有明显差异。

茂兰喀斯特森林地表昆虫多样性

采用巴氏灌诱法(陷阱法)对茂兰喀斯特森林4种林型的地表昆虫多样性进行研究.共采集昆虫标本9462个,有10目40科,其中鞘翅目(35.64%)和膜翅目(33.15%)数量较多,鞘翅目中数量最多的是步甲科,膜翅目中数量最多的是蚁科;在科级水平上,乔灌混交林的地表昆虫多样性指数和均匀度指数最高(分别为2.8604、0.8045),乔木林和乔灌混交林的地表昆虫相似性系数最高(0.8205);4种林型中地表昆虫个体数在季节上呈现夏、秋、春、冬依次递减的变化趋势.