生态恢复方式对喀斯特生境苔藓植物物种组成的影响

为探究生态恢复方式对苔藓植物的影响,研究了自然弃耕和退耕还林等生态恢复方式对重庆市中梁山喀斯特地区不同生境类型下苔藓植物物种组成特征的影响。结果表明,研究区有苔藓植物15科26属41种,其中藓类39种,苔类2种,美灰藓(Eurohypnum leptothollum)为主要优势物种;研究区石生藓类植物占比较大,生活型以平铺型和丛集型为主,各生境物种多样性及相似性指数整体偏低,但相比弃耕杂草地、灌木林和经济型林地,竹林和马尾松林中苔藓植物具有更高的物种多样性;冗余分析表明,郁闭度和光照强度是影响苔藓植物分布的关键环境因子,乔木林为苔藓植物的生长提供了更适宜的生境。因此,相比于自然恢复和经济性林地等恢复方式,退耕还林是喀斯特退化生境更为理想的生态恢复方式。

红外相机技术监测喀斯特生境兽类和鸟类多样性及活动节律

2012年8月至2013年11月,在15 hm^2弄岗森林动态监测样地及其周边地区以1台/2 hm^2密度布设了35台红外相机,对研究区域内大中型兽类和林下鸟类资源进行连续监测。共记录到20种兽类和26种鸟类,包括2种国家I级、8种国家Ⅱ级重点保护野生动物。其中,小泡巨鼠(Leopoldamys edwardsi)、帚尾豪猪(Atherurus macrourus)、赤腹松鼠(Callosciurus erythraeus)、北树鼩(Tupaia belangeri)、赤麂(Muntiacus muntjak)等5种动物拍摄率和相对丰富度均居于兽类的前5位;白鹇(Lophura nycthemera)、橙头地鸫(Zoothera citrina)和蓝背八色鸫(Pitta soror)的相对丰富度居于鸟类的前3位。虽然每月监测的兽类和鸟类种数、多样性指数和均匀度指数均不存在显著的季节性差异,但不同季节记录到的兽类和鸟类种类存在一定差异。黑叶猴(Trachypithecus francoisi)、野猪(Sus scrofa)2种兽类和斑头鸺鹠(Glaucidium cuculoides)、长尾阔嘴鸟(Psarisomus dalhousiae)、红胁蓝尾鸲(Tarsiger cyanurus)3种鸟类仅在旱季记录到;仙八色鸫(Pitta nympha)和凤头鹰(Accipiter trivirgatus)仅在雨季记录到。活动节律分析结果表明赤麂、北树鼩、赤腹松鼠和白鹇为昼行性动物,帚尾豪猪与小泡巨鼠为夜行性动物。以上研究结果有助于监测喀斯特生境大中型兽类和林下鸟类种群的变化,为保护区有效管理提供数据支持。

两种喀斯特生境植物旱雨季生理指标特征

喀斯特地区旱雨季降水分布的显著差异导致其生境植物的生理生态差异。为评估这种差异,本研究选取喀斯特森林次生林常见落叶植物红背山麻杆(Alchornea trewioides Muell.)和常见经济作物桂花(Osmanthus fra-grans Lour.)进行分析。通过对这两种植物旱、雨季饱和净光合速率(Pmax)、比叶面积(SLA)、叶氮量(Nmass-leaves)、茎氮量(Nmass-sterm)、叶绿素a、b总量(Chla+b)及其比值(Chla/b)的比较分析,结果显示:两种植物的上述所有指标在旱季均呈下降趋势,红背山麻杆在不同季节的生理指标均高于桂花,营养获得和储存能力较强。红背山麻杆作为喀斯特特殊生境优势种比桂花在生理指标方面显示出更好的适应性,这可能是其成为喀斯特森林群落的先锋种和优势种的原因。

四种药用植物在喀斯特生境下的生理特征及适生性

以广西特色药用植物半枫荷(Semiliquidambar cathayensis)、裸花紫珠(Callicarpa nudiflora)、广西地不容(Stephania kwangsiensis)和山豆根(Sophora tonkinensis)为研究对象,利用Li-6400光合测定系统测定光合作用日变化,并结合叶绿素含量、叶片碳酸酐酶活力以及稳定碳同位素组成的测定,综合分析4种植物在广西那坡县喀斯特生境下的适生能力。结果表明,半枫荷和裸花紫珠光照利用能力较好,日均LUE值半枫荷(1.77%)>裸花紫珠(1.65%),且半枫荷和裸花紫珠的光补偿点低;广西地不容叶片的叶绿素含量和碳酸酐酶活力较高,分别为(3.13±0.20)mg/g和(8 290.00±41.50)WAU/gFW,广西地不容叶片的碳酸酐酶活力较高,说明其固碳能力较好;7—12月山豆根和裸花紫珠株高分别增加79和36 cm,植株生长旺盛;植物叶片的δ13C大小为半枫荷(-26.684±0.781)‰>广西地不容(-27.407±0.078)‰,均高于喀斯特地区C3植物的平均值,表明半枫荷和广西地不容具有较强的抗旱能力。综合分析表明,参试的4种植物对广西西南部喀斯特地区干旱环境均有不同的适应机制,表现出较好的适生性。

桂林喀斯特生境红背山麻杆克隆繁殖特征

通过研究桂林喀斯特生境砍伐干扰克隆繁殖(FICP,felling interferes clonal production)和无干扰克隆繁殖(NICP,non-interfering clonal production)2种类型的红背山麻杆Alchornea trewioides繁殖群落,利用多元统计方法分析红背山麻杆前后端水平侧根直径、分株数和地径,探讨红背山麻杆对适应喀斯特生境所表现出来的克隆繁殖特征,旨在为喀斯特石山地区的植被恢复建设提供理论依据。结果表明:(1)红背山麻杆根分枝强度较弱,方向性较强,分株不密集,表现为“游击型”克隆植物。(2)砍伐干扰对红背山麻杆的克隆繁殖具有促进作用。(3)砍伐干扰克隆繁殖的克隆分株存活率比无干扰克隆繁殖的低,风险分摊现象比无干扰明显。(4)红背山麻杆前后端水平侧根具有不对称性:在克隆分株地径小于0.2 cm时,后端水平侧根小于前端水平侧根越过临界点0.2 cm后,后端水平侧根大于前端水平侧根。

喀斯特生境中野猪活动模式和时间分配

2017年1月—2017年12月在弄岗国家级自然保护区布设119台红外相机,通过对红外相机拍摄的野猪(Sus scrofa)的行为活动进行分析,并采用核密度估计(kernel density estimation)、重叠指数(coefficient of overlap)和相对活动强度指数(relative activity intensity index)研究野猪的活动模式和时间分配,以探讨其对喀斯特生境的适应策略。结果表明:野猪的日活动模式呈单峰型,活动峰值出现在16:00—18:00,属于典型的昼行性动物。旱雨季间野猪的日活动重叠指数存在极显著差异(Δ=0.82,P<0.01),旱季上午的活动峰值比雨季提前1 h出现。野猪的日活动主要以觅食(64.6%)和移动(25.1%)为主。不同月份间野猪的相对活动强度指数存在极显著差异(t=9.626,df=11,P<0.01),但旱、雨季间不存在显著差异(Z=-0.321,P=0.748)。旱季野猪的活动时间(17.89±1.70 s)略长于雨季(17.12±1.95 s)。本研究初步掌握了弄岗保护区内的野猪活动模式和时间分配,为后期进一步研究其栖息地选择、种群保护及环境变化对其行为的影响等提供基础数据参考。

喀斯特生境中白鹇的活动节律、时间分配及集群行为

2012年8月至2013年10月,在广西弄岗国家级自然保护区15hm^2森林大样地及其周边地区布设35台红外相机,在12427个相机工作日中共获得白鹇有效照片495张(组),独立有效照片381张(组)。采用日活动强度指数、日行为频次比例和月行为频次比例来分析白鹇的活动规律和时间分配,同时统计白鹇的集群情况,结果表明:(1)白鹇每日有4个活动高峰期,且雌性白鹇的活动高峰期比雄性早1~2h;(2)白鹇的主要行为是移动和觅食,分别占总行为频次的51.33%和37.20%,其余4种行为分别为警戒6.29%、对抗2.10%、休息1.68%、梳理1.40%,雌雄白鹇间在移动(t=2.266,df=28,P=0.038)和警戒(Z=-2.270,N=30,P=0.023)这2种行为上存在显著性差异;(3)仅雄性白鹇在旱季的觅食行为比例显著高于雨季(t=0.252,df=13,P=0.026),而其他行为频次比例无显著的季节性差异;(4)白鹇集群群体的个体数量为2~6只,其中2~3只比例最大,占95.06%;(5)白鹇有雌性集群、雄性集群及混合集群3种方式,在雨季以单性集群(尤其是雌性集群)为主,而在旱季则以混合集群为主,存在显著差异(Х^2=6.984,df=1,P=0.008)。白鹇表现出来的活动节律、时间分配以及集群行为是对喀斯特石山栖息地的一种行为适应和生存策略。

喀斯特生境模拟对其典型恢复树种茶条木生长和生理的影响

采用水分供应分层模拟柱(土壤层-岩石层-岩溶水层),进行水分梯度处理(田间持水量分别为30%～40%、50%～60%和70%～80%),模拟喀斯特"双层"地质特点,研究了喀斯特生境模拟对一年生茶条木植株生长、生理的影响。结果表明:随着土壤水分胁迫程度的加强,茶条木的株高和地上基径增量减少,叶片相对含水量和叶片叶绿素含量都显著下降,这说明植株生长受到明显抑制;随胁迫程度加强和胁迫时间延长,叶片可溶性蛋白质和可溶性糖含量均呈增加趋势,而叶片丙二醛含量呈现先下降后增加趋势,这说明植株通过增加渗透调节物质的积累来适应环境变化,从而提高植株的耐旱性。

汉中天坑群喀斯特生境生物多样性特征及规律

通过野外样方法,从动植物物种结构视角研究了汉中天坑群典型喀斯特生境系统生物多样性的特征及规律。研究发现:(1)垂直方向上由低到高植被依次分布混有常绿阔叶树种的落叶阔叶林带、针叶与落叶阔叶混交林带和亚高山灌丛草甸带等3个植被型组;(2)研究区植物1613种、动物945种,其中单种属或少种属的古老孑遗珍稀濒危植物15科30种,野生珍稀濒危动物25种,具有明显的暖温带向亚热带过渡的特点,是我国第三纪植物区系的重要避难所;(3)境内喀斯特生境系统中植物群落的物种多样性明显高于周边。因此,汉中天坑群是我国重要的物种保护库,具有较高的物种丰富度和多样性。

喀斯特生境中濒危植物单性木兰种群结构及空间分布格局研究

[目的]以分布在喀斯特生境中的濒危植物单性木兰自然更新种群为研究对象,探究其种群年龄结构、空间分布格局及环境影响因素。[方法]采用点格局对单性木兰更新种群的空间分布格局进行分析,利用广义混合线性模型对幼苗的密度与环境因子间的关系进行线性拟合。[结果](1)研究区域中的单性木兰种群结构呈倒"J"型,种群存活曲线接近Deevey-Ⅲ型,大量小龄级幼苗的分布预示其种群更新状况良好;(2)单性木兰种群除在小尺度上有微弱的随机分布外,其余所有尺度上都呈聚集分布;(3)郁闭度、土壤湿度和岩石裸露率是影响单性木兰种群空间分布的主要因素。[结论]研究区域中的单性木兰更新种群状态良好,高强度的空间聚集分布主要是种子生物学特性和喀斯特生境特征共同作用的结果。

喀斯特生境模拟对一年生茶条木植株生长、生理的影响

通过采用水分梯度供应的处理方法,模拟喀斯特地区独特的地质与气候特点,研究一年生茶条木植株在喀斯特生境模拟中受到的生长与生理影响。通过研究表明,随着土壤水分的不断减少,胁迫程度不断加大,茶条木株高与地上基径长势减慢,叶片的含水量与叶绿素含量呈明显下降趋势,这都说明了茶条木的生长与生理机能都受到了一定的影响。随着水分胁迫程度的增加与时间的延长,叶片内丙二醛含量出现先降后升趋势,而叶片可溶性糖与可溶性蛋白含量出现明显增长趋势,这正好说明了植株通过调节自身的物质积累来更好的适应生态环境的变化,从而提高其抗耐性,也为今后喀斯特地区的植被恢复提供理论借鉴。

5种喀斯特生境植物叶片解剖结构特征

对我国喀斯特地区几种不同生活型植物——常绿植物桂花(Osmanthus fragrans Lour.)、竹叶椒(Zanthoxylunarmatum DC),落叶植物红背山麻杆(Alchornea trewioides Muell.),草本植物石上莲(Oreocharis benthamii Clark var.reticulata Dunn),草本植物单枝竹(Monocladus saxatilis Chia,Fung et Y.L.Yang)的叶片形态解剖特征(叶片厚度、气孔密度、气孔结构等)进行了观察和测量,发现差异较大:竹叶椒角质层较厚,红背山麻杆的叶片较厚,单枝竹叶片上下表皮均有气孔,桂花气孔密度最高,石上莲的气孔纵径最长.结果表明:1)喀斯特生境植物存在着普遍的抗旱功能性解剖结构,用以适应喀斯特地区的特殊干旱气候;2)不同生活型植物对干旱选择的策略不同.

喀斯特生境中猕猴的活动节律和时间分配

2006年9月至2007年8月,在广西弄岗国家级自然保护区选择一群猕猴(Macaca mulatta)作为观察对象,采用瞬时扫描取样法收集相关的行为数据,以日活动节律和活动时间分配为切入点,探讨猕猴对喀斯特石山生境的行为适应策略。结果表明,猕猴的日活动节律表现为上午和下午的觅食高峰,中午进入长时间的休息期。这可能与白天的温度和日照强度的变化有关。猕猴一天中有37.3%的时间觅食,29.6%的时间用于休息,25.2%的时间用于移动,5.5%的时间用于玩耍,2.2%的时间用于理毛,其他行为的花费时间仅占0.2%。它们的活动时间分配表现出季节性变化。与旱季相比,雨季里猕猴明显花费更多的时间用于玩耍。分析表明,猕猴每月用于玩耍的时间分配与果实在食物中所占的比例存在显著正相关。不同性别组的活动时间分配也表现出明显差异,主要表现为成年雄猴花费更多的时间移动,而成年雌猴花费更多的时间理毛。

保护区缓解耕地扩张对喀斯特森林景观破碎化的影响研究

为揭示自然保护区对改善土地利用景观格局的价值,并为土地使用决策和监管措施提供准确信息,本文基于GLC_FCS30-2020土地利用数据,借助广西大新县恩城国家级自然保护区“保护区-区外县域”的梯度分层,运用移动窗口法分析耕地扩张对喀斯特森林景观破碎化的影响。结果表明:保护区内森林景观破碎化程度较低,而耕地景观破碎化程度较高,整体植被覆盖度高,斑块连通性较强;区外森林景观的覆盖程度适中,但破碎化程度较高。质心处、南部及东南部的耕地斑块集聚性较强,并向东部、东北部、西部和西南部扩张,导致土地利用景观格局变化剧烈。研究结果表明自然保护区可缓解喀斯特县域耕地扩张对森林景观的威胁。

黑叶猴在喀斯特石山生境的觅食活动

2002年8月至2003年7月,对一群生活在广西扶绥珍稀动物保护区内孤立石山中的黑叶猴进行观察,通过收集有关栖息地利用的数据,从中探讨栖息地的破碎化对其生态习性的影响。研究结果表明:猴群的觅食活动在石山各个部位的分布存在着显著差异,它们更偏好在山腰觅食(66·1%),而较少利用山脚(18·6%)和山顶(15·3%)。从横向水平来看,猴群的觅食活动主要集中在6个觅食斑块,总面积为7·94hm2,约占栖息地面积的18·9%。觅食斑快中黑叶猴喜食食物的植株密度明显高于非觅食斑块。虽然树叶在黑叶猴食物组成中占绝大部分,但其食物组成具有明显的季节性变化。与之相对应,猴群对觅食斑块的利用也表现出明显的季节性差异。

西南地区喀斯特干热河谷地带不同植被类型下小生境土壤碳氮分布特征

通过对西南地区典型喀斯特干热河谷地带乔木林、灌木林及草丛下所覆盖的土面、石面、石沟、石洞、石缝、石槽和石坑7类小生境土壤样品碳氮含量分布特征进行研究,结果表明：研究区域内小生境表层土壤中有机碳和全氮的含量分别介于10.6-103.7 g/kg和1.16-6.39 g/kg之间,变幅较大;不同植被类型下小生境土壤碳氮的含量分布存在明显差异,乔木林下小生境土壤碳氮平均含量较草丛增加100%以上,灌木林下小生境土壤碳氮的空间变异性最小,小生境土壤碱解氮在各植被类型下服从正态分布,有机碳及全氮则服从右偏态分布;小生境相对开放的土面、石面、石坑及石沟普遍较石槽、石缝及石洞土壤有机碳和全氮的含量高,而碱解氮的变化规律不明显。在同种植被类型下,土壤有机碳与全氮、碱解氮、速效磷和碳氮比均表现出良好的相关性。

喀斯特地区不同植被下小生境土壤矿物组成及有机碳含量空间异质性初步研究

通过对喀斯特地区乔木林、灌木林和草丛不同植被类型覆盖下的土面、石面、石缝、石沟、石洞、石槽和石坑7类小生境土壤样品分析测定,探讨了小生境土壤矿物组成及有机碳的空间异质性特征。结果表明:(1)不同植被类型下土壤矿物组成存在明显差异,即从草丛→灌木林→乔木林,小生境土壤中的石英、高岭石基本保持不变,但草丛土壤中的白云石矿物全部消失,灌木林、乔木林土壤中逐渐出现绿泥石;(2)随着植被正向演替,土壤有机碳含量显著增加,小生境土壤有机碳含量在不同植被类型条件下存在明显的异质性,表现为草丛>乔木林>灌木林。与此同时,以小生境土壤有机碳含量及变异系数为评价因子,分别对乔木林、灌木林及草丛中小生境有机碳进行聚类分析,结果显示,小生境微地貌特征是土壤有机碳含量及空间变异性的重要影响因子。对于土壤有机碳保护,草丛及灌木林区应以提高植被覆盖率为主;乔木林区则主要是保持现有良好的植被状况,减少人为干扰。

贵州喀斯特山区花椒林小生境类型与土壤环境因子的关系

以贵州西南部典型喀斯特山区花椒林下不同小生境类型为研究对象，系统地研究了小生境类别与土壤环境因子的对应关系，结果表明：与一般土壤相比，石坑和石沟小生境土壤有机碳、活性有机碳、全氮、碱解氮和基质底物诱导呼吸量增加明显，并体现出良好的正向累积效应，而石洞、石缝和石槽则相反；土壤活性有机碳占总有机碳比例变幅范围在12．61％-15．73％之间，以石槽最高，石沟次之，一般土壤最低；不同小生境类型下，土壤团聚体均以大团聚体为主，〈0．25mm粒级团聚体含量极为低下，不足5％。通径分析结果显示，影响基质诱导呼吸作用最重要的因素是土壤有机碳含量，土壤活性有机碳含量次之，其通径系数分别可达1．530和0．869。总体上，花椒林下小生境可划分沟坑型、一般土及槽缝型三类，与槽缝型相比，沟坑型生境类型土壤有机碳、底物诱导呼吸、全氮、碱解氮、活性有机碳分别可高出73．38％、110．26％、37．01％、44．44％和59．73％。沟坑型小生境对喀斯特山区生态恢复及农业生产的可持续发展具有一定现实意义。

不同小生境对喀斯特山区花椒林表土团聚体有机碳和活性有机碳分布的影响

以贵州西南部典型喀斯特地区花椒林下的石缝、石沟、石洞、石槽、石坑及一般土壤为研究对象,对0-20cm土层土壤团聚体有机碳和活性有机碳分布特征进行分析。结果表明,与一般土壤相比,石沟和石坑明显增加了原状土壤和各粒径团聚体土壤有机碳及活性有机碳的含量,而石槽和石洞则有所降低。除石沟外,有机碳含量较高的土壤主要增加了>5mm粒级团聚体含量。随着土壤团聚体粒径的降低,有机碳和活性有机碳呈"∨"形分布,并在<0.25mm粒级达到最大。团聚体对土壤有机碳和活性有机碳的贡献出现2个峰值,分别在5～2mm和1～0.5mm 2个粒级中出现,而<0.25mm团聚体对有机碳和活性有机碳的贡献率最低。相关性分析表明,土壤团聚体活性有机碳含量与土壤团聚体总有机碳含量呈极显著正相关关系(r=0.796),团聚体活性有机碳可以作为衡量喀斯特山区土壤团聚体有机碳动态的一个敏感性指标。

喀斯特小生境与植物物种多样性的关系——以贵阳花溪公园为例

探索小生境的类型和数量特征与植物群落特征间的关联,为研究小生境异质性与植物生长、适应之间的关系奠定基础。以贵阳花溪公园典型喀斯特区域为目标样地,调查区内不同样地小生境类型、数量和植物群落物种组成和数量特征,分析不同样地各类小生境数量与植物群落特征的差异性以及小生境特征与植物群落特征的相关性。结果表明:(1)在各样地之间,小生境总数量差异不显著,特征表现为石沟、石缝数量较多,石洞数量最少;(2)小生境对植物群落特征有显著性影响(P<0.05),石缝周围植物的物种多样性指数最高;(3)小生境的数量和多样性与植物群落的物种丰富度、均匀度和多样性指数间相关性总体不显著,小生境数量与Ⅲ的灌木多样性指数正相关,小生境多样性与Ⅱ的草本植物物种丰富度正相关。研究表明,喀斯特小生境特征对植物物种多样性有显著影响。