川西亚高山暗针叶林及其采伐次生林林下分层谱系结构

【目的】研究川西亚高山不同演替阶段森林群落的林下乔灌草层次谱系结构及对其驱动的生态学过程,为川西林区森林生物多样性保护与生态系统修复提供理论依据。【方法】利用川西亚高山原始暗针叶林(以下简称原始林)及其在1950—1969年和1970—1989年采伐后形成的天然次生林(以下简称次生林)的林下(不包括主林层,因其树种组成相对单一)乔灌草群落生态学调查资料,基于APGⅢ谱系框架,构建不同演替阶段森林群落的乔灌草系统发育树,选用广泛使用的谱系多样性指数——净亲缘指数(NRI)和最近类群指数(NTI),量化和评估不同演替阶段林型的乔灌草分层谱系结构及对其驱动的生态学过程。【结果】原始林亚林层物种组成谱系离散(NRI<0;NTI<0),即共存物种亲缘相疏,而原始林其他层次(草本层、灌木层与小乔木层)物种组成倾向于谱系聚集(NRI>0;NTI>0),即共存物种亲缘相近;2个不同采伐年代形成的次生林的草本层和亚林层的谱系结构呈现出林型间相似但层次间相反的模式(草本层:谱系离散;亚林层:谱系聚集),灌木层和小乔木层则表现为层间相似但林型间相反的模式(1950—1969年:谱系聚集;1970—1989年代:谱系离散);不同演替阶段森林群落的林下乔灌草NRI与NTI均极显著正相关(0.698≤R2≤0.769,P<0.001);不同演替阶段森林群落的林下乔灌草分层谱系结构(NRI与NTI)与物种多样性(香侬多样性指数H′)的关联分析绝大部分未通过显著性检验,但林下乔灌草谱系结构与H′的局部多项式回归分析发现,原始林和1970—1989年采伐后次生林中的H′与NRI、H′与NTI的相关变化趋势表现出相似的波峰-波谷变化模式。【结论】川西亚高山原始暗针叶林及其采伐次生林的林下乔灌草层次谱系结构在层次间和林型间存在差异性。环境过滤是驱动原始林中草本层、灌木层和小乔木层物种谱系组成的主要生态学过程,竞争互斥则塑造亚林层中的物种谱系组成。次生林的林下乔灌草层次谱系结构及对其驱动的生态学过程大致与原始林相反,表现为环境过滤主导亚林层的谱系结构,竞争互斥主导草本层的谱系结构。川西亚高山不同演替阶段森林群落的林下乔灌草层次谱系多样性与物种多样性相互独立。

不同采伐干扰方式对热带山地雨林谱系结构的影响

以海南岛热带山地雨林老龄林及经过择伐和皆伐后自然恢复约40年的次生林为研究对象,通过群落学调查和样地环境因子测定,分析不同干扰方式对群落组成及谱系结构的影响,探讨不同干扰方式下环境因素对群落谱系结构的影响。结果表明:历经40年的恢复,2种方式干扰后自然恢复次生林不同径级(1≤DBH<5 cm为幼树、5≤DBH<10 cm为小树、DBH≥10 cm为成年树)树种的丰富度已接近老龄林水平,其幼树、小树的多度显著高于老龄林,但其胸高断面积依旧显著低于老龄林;从老龄林、择伐后恢复的次生林到皆伐后恢复的次生林,群落幼树和总体的谱系结构由聚集转向发散,而成年树的谱系结构则恰好相反,小树的谱系结构基本上是随机的;在老龄林中,群落各个径级的谱系结构均随着海拔的升高由发散转向聚集;在择伐后恢复的次生林中,除成年树外,群落的谱系结构随土壤含水量的增加由聚集转向发散;在皆伐后恢复的次生林中,幼树的谱系结构随土壤有机质含量的增加由发散转向聚集,而小树和成年树的谱系结构则由聚集转向发散。

基于不同尺度和模型的小秦岭谱系结构研究

为探索研究尺度、零模型与群落谱系结构的关系,在小秦岭自然保护区建立1 hm^2样地,运用约束型、非约束型零模型分别从10、20、25 m 3个研究尺度上分析群落谱系结构,结果表明:(1)非约束型模型下,谱系结构聚集;约束型模型下,10、20 m尺度上,谱系聚集,25 m尺度上谱系分散。对比发现,随研究尺度增大,谱系聚集程度降低,趋于分散,可能是由于环境异质性对物种分布的影响程度降低,密度制约作用增强所致。(2)空间因子对谱系结构的影响远远大于地形因子,随研究尺度增加,空间因子及地形因子的解释量逐渐增大。地形的不同营造了不同的空间差异,二者密切相关。因此,空间因子是影响谱系结构形成的直接因素,而地形因子是间接因素。

常绿阔叶林谱系多样性对幼苗存活率的影响

密度制约机制对于维护生物多样性有非常重要的作用。随着对密度制约机制的深入研究,人们逐渐认识到:不仅在种内存在密度制约效应,亲缘关系相近的物种之间也可能表现出密度制约效应。Webb在2000年提出的NRI(净种间亲缘关系指数)、NTI(净最近种间亲缘关系指数)考虑了比较全面的谱系信息,获得了广泛的应用。该文采用NRI、NTI来代表种间关系,并用Logistic回归模型来分析了谱系因子对浙江省开化县古田山自然保护区24hm2永久监测样地中501个幼苗样方死亡率的影响。通过对6次幼苗调查数据的分析表明:不仅相同物种密度对于幼苗的死亡率有显著影响,当密度达到一定水平时,谱系因子同样也对幼苗的死亡率有显著影响——苗区中个体间的亲缘关系越近,幼苗个体的死亡率越高。

鹤庆栎(Quercusheqingensisn．sp．)的发现及其在古大气CO2浓度重建中的应用

在云南鹤庆上上新统三营组中发现大量壳斗科栎属高山栎组植物（Ouercussect．Heterobalanus）叶片化石．这些标本主脉呈“Z”字微弯，基部粗壮，至叶尖变细，二级脉羽状互生，且互相平行，在近叶缘1／3～1／2处分又；上表皮有单、多细胞毛基，无气孔，表皮细胞多为近四边形；下表皮只有单细胞毛基和环列型气孔器，表皮细胞为近四边形或五边形．这些特征虽然与毛脉高山栎（Q．rehderiana）、帽斗栎（Q．guyavifolia）及古帽斗栎（Q．preguyavifolia）等现生种和化石种比较相似，但仍与它们存在叶表皮毛密度和毛基类型的差异，故将其定为新种——鹤庆栎Quercusheqingensisn．sp．）．将鹤庆栎的气孔指数应用于已建立的其现存最近亲缘类群（NearestLivingRelatives，NLRs）——帽斗栎的气孔指数与大气pCO2的关系式，定量重建出晚上新世时期的古大气CO2浓度分别为263．42±24．86ppm（沿海拔梯度采集样品重建结果）和234．25±22．49ppm（历史标本样品重建结果），与前人结果相比基本一致，经过海拔校正后则十分吻合．同时进一步证明了晚上新世时期的古大气C02浓度低于现代水平，为利用现存最近亲缘类群作为代理（proxies）重建古大气CO2浓度提供了可靠的证据．

四川攀西地区云南松群落物种多样性和谱系多样性对紫茎泽兰入侵的影响

外来植物入侵严重威胁着入侵地本土植物多样性和生态系统功能,认识外来物种的入侵机制有助于提高对入侵植物的防控能力。本文以攀西地区云南松(Pinus yunnanensis)林下外来入侵植物紫茎泽兰(Ageratina adenophora)为研究对象,基于大量野外群落调查,从群落可入侵性入手,分析了环境因子和群落物种多样性、谱系多样性等群落生态学特征对紫茎泽兰入侵的影响。结果表明:海拔、坡向和火烧强度等环境因子和冠层郁闭度、灌木层盖度等生物因子对研究区紫茎泽兰入侵强度没有显著影响(P>0.05);但群落灌木层物种多样性和草本层组分种与紫茎泽兰的亲缘关系显著影响紫茎泽兰的入侵强度(P<0.05),说明灌木层对光照等环境资源的占用和草本层(同层)物种对相似资源的竞争能够在很大程度上抑制紫茎泽兰的入侵。