岷江上游亚高山川滇高山栎林的降雨再分配

基于2007年6—9月岷江上游地区的气象数据,采用定位研究方法对该区川滇高山栎林的降雨再分配进行了研究.结果表明:研究期间,林外总降雨量486.7mm,林内穿透雨量、树干茎流量和林冠截留量分别占总降雨量的82.6%、0.9%和16.5%;穿透雨量和树干茎流量与降雨量均呈极显著的线性关系(P<0.01,n=49),穿透雨率和树干茎流率与降雨量的关系可用非线性曲线表示;当林外降雨量>3.2mm时开始出现树干茎流,且树干茎流量(L)与树干基面积(cm2)呈明显的指数关系(R2=0.623).林冠截留率随降雨量(mm)的增加呈双曲线递减;林冠截留率与降雨量、降雨持续时间、降雨强度、降雨时空气相对湿度均呈极显著负相关(P<0.01,n=49),而与风速呈极显著正相关(P<0.01,n=49).

巴郎山川滇高山栎灌丛地上生物量及其对海拔梯度的响应

采用标准地和样方收获法,对卧龙自然保护区5个海拔高度上18个样地的川滇高山栎灌丛生物量进行调查。结果表明:1)用地径(D)、树高(H)估测单株木各器官生物量的适合模型为指数模型和幂函数模型,指数模型最佳,相关系数0.941～0.998;而用D2H估测单株木各器官生物量的适合模型为直线和指数模型,直线模型最佳,相关系数0.982～0.996;2)川滇高山栎灌丛群落地上部分总生物量为25.22t·hm-2,各层生物量排序为川滇高山栎灌木层>枯枝落叶层>伴生灌木>苔藓层>草本层,其生物量占总生物量的百分率分别为72.20%、23.71%、1.80%、1.66%和0.63%;3)川滇高山栎灌木种群平均总生物量为18.21t·hm-2,各器官生物量大小为干>枝>叶>皮,分别占总生物量的43.28%、26.88%、19.82%和10.02%。海拔2720～2920m地带川滇高山栎灌木干、枝、叶、皮的生物量比例约为4∶3∶2∶1;海拔3020～3120m地带川滇高山栎灌木干、枝、叶、皮的生物量比例约为4∶2∶2∶1。4)随着海拔升高,川滇高山栎优势单株地径、高度及生物量呈减小趋势。海拔2720～2920m处,川滇高山栎灌木地上部分各器官生物量呈纺锤形分布,集中分布在株干高2.0～3.0m处,约占总量的60%～70%;在海拔3020～3120m处或低海拔的干旱生境,川滇高山栎种群地上部分器官生物量呈金字塔形分布,个体地上部分生物量分布随树干的升高而降低,集中分布在0～1.0m处,占总生物量的60%以上,0.0～2.0m处的生物量占总生物量的94%～99%。

川滇高山栎种群不同海拔空间格局的尺度效应及个体间空间关联

川滇高山栎灌丛(Quercus aquifolioides)是我国西南高山典型的植被类型,研究其空间格局对于研究种群的生态学过程有重要意义。为了弄清川滇高山栎种群空间格局及其个体间空间关联对海拔,尺度和大小级等因素的响应情况,研究中应用点格局分析的方法,在巴郎山沿高山栎分布海拔范围设置4个海拔梯度,并根据体积大小将高山栎分为4个大小级等级,比较不同海拔、不同尺度、不同大小级间的高山栎种群空间格局及个体间空间关联。结果表明,川滇高山栎种群空间格局及其个体间关联与空间尺度、植株形体大小和海拔梯度密切相关:在小尺度上,种群趋向于聚集分布,个体间有较强的空间关联,随着空间尺度的增大,种群逐渐趋于随机分布,个体间空间关联减弱,区域无关联;个体间形体差异越小,个体间正关联就越强,个体间形体差异越大,正关联就越弱,负关联就越强;海拔因子对聚集分布的聚集规模和个体间关联的关联程度有较大影响。

川滇高山栎林土壤氮素和微生物量碳氮随海拔变化的特征

川滇高山栎林是川西亚高山地区地带性的灌丛群落,具有重要的生态水文功能。本文在川西巴郎山东南坡沿海拔梯度(2 551、3 091、3 549 m),研究了川滇高山栎林表土层(0 15 cm)和亚表土层(15 30 cm)的土壤微生物量碳氮、有机碳(TOC)和氮素含量的分布特征及其相互关系。结果表明:海拔3 549 m和3 091 m处两土层土壤TOC及其储量、总氮(TN)、水解氮含量无显著性差异,其含量均显著高于海拔2 551 m处;海拔3 091 m处表土层与亚表土层的铵态氮(NH4+-N)含量显著比3 549 m的高,但与2 551 m处的NH4+-N含量差异不显著;在3个海拔梯度,土壤层硝态氮(NO3--N)含量差异不显著;3个海拔梯度的总无机氮含量在表土层差异不显著,而亚表土层无机氮含量在海拔3 091 m和3 549 m处差异显著;表土层微生物量碳含量变化与有机碳含量变化特征一致,亚表土层土壤微生物量碳含量在3个海拔梯度差异显著;表土层土壤微生物量氮含量在海拔3 091 m处最高,但3个海拔梯度的差异不显著,亚表土层土壤微生物量氮含量随海拔梯度降低而减少,但差异不显著。相关分析表明:水解氮、TOC、TN和土壤微生物量氮含量之间极显著相关(P<0.01);土壤微生物量碳与水解氮、TOC和TN显著正相关(P<0.05);pH值与水解氮、TOC和土壤微生物量氮显著正相关;NH4+-N与pH值极显著负相关。

卧龙巴朗山川滇高山栎灌丛主要木本植物种群生态位特征

以海拔梯度作为一维资源轴,以物种重要值作为生态位计测的状态指标,对卧龙自然保护区川滇高山栎灌丛主要木本植物的生态位特征进行研究。结果表明:川滇高山栎灌丛在整个资源位中占绝对优势;川滇高山栎、平枝栒子、臡妨⒏仕嗳鹣憔哂薪洗蟮纳豢矶龋?Bsw(Levins生态位宽度)值分别为0.5949,0.4524,0.5511和0.4516,其Ba(Hurlbert生态位宽度)值分别为0.9560,0.5703,0.7834和0.5711;物种的生态位宽度与重要值变异系数呈典型负相关;生态位宽度较大的2个种的相似性比例值较大,生态位宽度较小的2个种间也能产生较大的相似性比例;大部分种群的生态位相似性比例值为0～0.7,以0.4～0.6最多,共占全部种对的36.37%;具有生态位重叠的种对数共有112对,占总对数的84.85%,有39对的重叠值>0.2,约占29.55%;生态位宽度大的种群之间一般能产生较大的重叠值,生态位宽度大的种群与生态位宽度小的种群也能产生较大的重叠值,而生态位宽度小的种群一般不会与生态位宽度大的种群间产生较大的重叠值;大于0.08的Lih(物种i与物种h的生态位重叠指数)和Lhi(物种h与物种i的生态位重叠指数)重叠值所占的比例分别为72.74%和65.16%,表明各种群对资源的共享趋势较为明显,川滇高山栎灌丛群落相对稳定。

不同海拔梯度川滇高山栎林土壤颗粒组成及养分含量

分析卧龙自然保护区皮条河上游巴郎山3个海拔梯度川滇高山栎林的土壤颗粒组成、总有机碳含量和全氮含量。结果表明:巴郎山川滇高山栎林土壤颗粒组成以粉粒为主,属中质地土壤;3个海拔梯度表层土(0～15cm)土壤总有机碳和全氮含量均高于亚层土(15～30cm);在表层土壤中总有机碳含量随海拔增加呈现由低到高,再变低的趋势,亚层土则随海拔升高呈增加趋势;表层和亚层土壤全氮含量均随海拔降低而减少;巴郎山高山栎林土壤碳氮比值较小,平均为12.77;在2个土层中,总有机碳含量与全氮含量的相关性随海拔梯度递减由极显著正相关(P<0.01)到不相关;表层土壤中总有机碳和全氮含量在海拔3549m处与粗粉粒含量呈极显著正相关(P<0.01),与粘粒呈显著负相关(P<0.05),3091m处与粗粉粒含量正相关性显著(P<0.05),2551m处与细砂粒含量呈显著正相关(P<0.05);亚层土壤全氮含量只在海拔2551m处与细粉粒含量呈显著负相关(P<0.05)。

卧龙巴郎山川滇高山栎灌丛地上生物量及其模型

川滇高山栎广泛分布于横断山地区,属于亚高山硬叶栎林,是中国植被非常特殊的类型。采用标准地法和样方收获法,对卧龙自然保护区5个海拔梯度的川滇高山栎灌丛生物量进行调查。结果表明,用地径(D)、树高(H)估测单株林木器官生物量的适合模型均为指数模型和幂函数模型,且以指数模型为最佳,相关系数为0.941~0.988;而用D2H估测单株林木器官生物量的适合模型均为直线和指数模型,以直线模型为最佳,相关系数为0.982~0.996;川滇高山栎灌丛总生物量为3.3891×104kg.hm-2,各层生物量排序为川滇高山栎层>枯枝落叶层>伴生灌木层>苔藓层>草本层,其生物量占总生物量百分率分别为77.92%、17.64%、2.14%、1.23%和1.07%;川滇高山栎种群平均总生物量为2.6408×104kg.hm-2,各器官生物量大小排序为根>干>枝>叶>皮,其生物量占种群总生物量的百分率分别为31.03%、29.85%、18.54%、18.54%和6.91%。

应用修正的Gash解析模型对岷江上游亚高山川滇高山栎林林冠截留的模拟

修正的Gash解析模型具有较好的物理基础,是目前估算和预测林冠截留的有效工具。基于2007年6月到9月的降雨数据、气象和林分结构资料,采用修正的Gash解析模型对岷江上游川滇高山栎林冠截留进行了模拟。结果表明,林冠持水能力为0.23mm,树干持水能力为0.041mm,树干茎流系数为0.013,使林冠饱和的降雨为0.3mm;研究期间实测的林冠截留量为80.2mm,占总降雨量的16.5%,应用模型模拟的林冠截留总量为81.8mm,高于实测值1.6mm(高于实测值2.0%),林冠截留和树干茎流周累积量模拟值均与实测值有很好的一致性,敏感性分析结果显示,应用修正的Gash解析模型进行岷江上游川滇高山栎林冠截留模拟研究中,模型最易受林冠持水能力影响,其次为郁闭度、树干持水能力,影响最小的林分参数为树干茎流系数。

川滇高山栎群体遗传结构的初步研究

采集海拔２２００～３８００ｍ川滇高山株８个群体以及通麦栎１个群体的样品，应用同工酶电泳的方法研究其群体遗传结构，测得Ｇｓｒ的平均值为０．１６７，与其它广泛分布、异型杂交、风媒传粉、多年生植物相比要高些，这可能与川滇高山株垂直分布的特点有关。平均每代迁移率估计值（２．６６０）也偏低。相似生境下的川滇高山栎的遗传变异水平。

卧龙巴郎山川滇高山栎群落植物生活型海拔梯度特征

川滇高山栎林隶属于亚高山硬叶栎林类型,是一种广泛分布在横断山地区的特殊植被类型,研究同一群落生活型谱的海拔梯度特征,可以阐明控制群落的重要气候特征以及群落对其气候生境的反映,揭示川滇高山栎种群对空间的利用、群落内部种群间可能产生的竞争及其发展趋势。用环境梯度法,研究卧龙自然保护区巴朗山川滇高山栎群落植物生活型特性随海拔梯度(15个海拔梯度,海拔2200—3600 m)的变化。卧龙巴朗山川滇高山栎群落植物生活型以高位芽植物为主,占36.01%;地面芽和地下芽植物相当,分别为25.92%和29.36%,地上芽植物最少,占0.92%。高位芽生活型物种在各个海拔梯度都占重要地位,占巴朗山全部生活型物种的21.74%—50.00%,随海拔的升高逐渐下降;地面芽植物(H)具有随海拔升高先升高后降低的趋势;地下芽植物(G)生活型随海拔的升高而升高;一年生植物(Th)在整个海拔梯度内占10.00%以下,随海拔的升高波动不大,即在5.67%—8.94%之间。高位芽生活型植物主要以常绿高位芽植物为主,随海拔升高而下降,常绿高位芽植物丰富度呈现随海拔升高逐渐降低的趋势,而且其物种丰富度小于落叶高位芽植物丰富度;在卧龙巴郎山阳坡海拔3300 m以上范围内,大、中高位芽植物仅占3.09%—4.26%,说明森林植被特征在逐渐弱化。比较分析了不同类型植物群落植物生活型特征,阐明了川滇高山栎林是区别于其他常绿阔叶林的特殊类型。

藏东南色季拉山不同海拔川滇高山栎叶解剖结构及环境适应性

为探索藏东南色季拉山川滇高山栎叶片解剖结构在海拔梯度上的变化趋势和环境适应性,以藏东南色季拉山11个不同海拔梯度的川滇高山栎叶片为试验材料,采用石蜡切片技术探究川滇高山栎叶片对高寒环境的适应性。结果表明:川滇高山栎叶片为异面叶,上表皮有明显的角质层,下表皮有表皮毛,栅栏组织细胞2~3层;随着海拔的升高,叶片上下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶片厚度呈现增大趋势,而组织结构紧密度、主脉突起度和组织结构疏松度呈现下降趋势;可塑性指数分析表明,川滇高山栎在解剖结构上表现出较小的可塑性,对外界环境的适应能力较弱;相关性分析结果表明,除海绵组织厚度与栅栏组织厚度、组织结构疏松度与组织结构紧密度之间差异不显著以外,其余各指标之间均呈显著相关性。

基于AFLP的滇西北玉龙雪山不同海拔川滇高山栎遗传多样性分析

利用AFLP分子标记对滇西北玉龙雪山不同海拔(2 750~3 500 m)川滇高山栎(Quercus aquifolioides)6个居群进行遗传多样性分析。结果表明:川滇高山栎多态位点比率为100%,Shannon多样性指数I为0.54,Nei’s基因多样性指数He为0.37,反映出川滇高山栎总的遗传多样性丰富,处于较高水平;由Shannon信息指数计算的值比Nei指数估算的居群遗传多样性高,但两者都一致表明6个居群的遗传多样性水平随海拔梯度的变化而呈现相同的变化规律:海拔3 050~3 350 m川滇高山栎的遗传多样性水平较高,而海拔2 750~2 900m及3 500m居群的遗传多样性水平均有降低的趋势。本研究中川滇高山栎的遗传分化系数Gst为0.089,表明居群间的遗传变异占总的遗传变异的8.90%,而91.10%的遗传变异存在于居群内,AMOVA分析表明11.00%的变异存在于居群间,89.00%的变异存在于居群内,两者都说明川滇高山栎居群间存在较低的遗传分化,总的遗传分化主要来自居群内部。基因流Nm为5.12,表明较高的基因流可能是导致川滇高山栎具有较高的遗传多样性的主要原因之一。

不同海拔川滇高山栎叶片的解剖结构特征

采用生态解剖学方法,分析滇西北玉龙雪山自然保护区不同海拔(2 750、2 900、3 050、3 200、3 350、3 500 m)梯度内川滇高山栎叶片细胞解剖结构特征,探讨其对高山环境的生态适应机制。结果表明:随着海拔的升高,叶片总厚度、表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和栅栏组织厚度/海绵组织厚度的比值(P/S值)等均呈增大趋势;而栅栏细胞的长径、短径等的变化呈降低趋势;叶片解剖结构在不同海拔高度的这种差异表明,不同海拔梯度上复杂的环境条件限制了植物的生长和分布;川滇高山栎通过叶片细胞结构组织发生的变化是在一定程度上适应环境的表现。

不同海拔高度川滇高山栎群体遗传多样性的变化

采集海拔２２００～３８００ｍ川滇高山栎（ＱｕｅｒｃｕｓａｑｕｉｆｏｌｉｏｉｄｅｓＲｅｈｄ．ｅｔＷｉｌｓ．）８个群体的样品，应用同工酶电泳的方法研究其遗传变异水平，并发现遗传变异水平随着海拔高度变化呈以下趋势：海拔２４００～３３００ｍ川滇高山栎的遗传变异水平较高，而海拔３８００ｍ及２２００ｍ群体的遗传变异水平均有降低的趋势。另外，还发现人为干扰、日照多少对遗传变异水平均有影响。

云南玉龙雪山川滇高山栎生理生化特性对海拔梯度的响应

以云南玉龙雪山自然保护区内不同海拔梯度(A1:2 750 m,A2:2 900 m,A3:3 050 m,A4:3 200 m,A5:3 350 m,A6:3 500 m)的川滇高山栎为研究对象,通过分析其主要生理生化指标变化,探讨了该树种适应垂直气候环境变化的生理机制。结果表明,随着海拔的升高,川滇高山栎叶片各生理指标呈非线性变化。在较低海拔点(2 750 m)及较高海拔点(3 500 m)的叶绿素含量均显著降低,而在中间海拔点(3 200 m)的叶绿素含量增加;在海拔3 050 m处,膜脂过氧化产物MDA含量、脯胺酸含量、可溶性糖含量、抗氧化酶(SOD、CAT、APX)活性等指标均处于最低水平,而当海拔超过或低于3 050 m时,其值都有所增加。海拔3 050 m是川滇高山栎的最适生长区域,光照充足,叶绿素含量较多,生长较快,膜脂过氧化程度轻;在低海拔区域,由于光照不足或人为破坏,导致其生长较缓慢;在高海拔区域,虽然该物种能通过抗氧化酶活性的增加和可溶性细胞代谢物质的调节形成一定的生态适应,但随海拔的进一步增加(3 500 m),由于低温、大气稀薄或强的紫外辐射等不利环境的加剧,植株体内的抵御能力有限,亦限制了川滇高山栎的生长发育。该研究结果可为西南地区川滇高山栎天然林的保护提供一定的理论支持。

川滇高山栎朱颈褐锦斑蛾(鳞翅目:斑蛾科)生物学特性

【目的】2011年至2013年西藏林芝地区川滇高山栎受到食叶害虫朱颈褐锦斑蛾的严重危害,但文献资料仅有该害虫成虫的形态特征和分布记载。研究朱颈褐锦斑蛾的生物学特性和完整的形态特征,以期为该害虫的科学防治提供依据。【方法】2011年3月到2012年3月通过野外实地调查与室内饲养观察相结合的方法,在野外选定3个有代表性的观察基地,在每个基地中选择5株典型受害植株,每株按东、西、南、北方向随机选10枝带虫的川滇高山栎枝条,每枝条用纱网笼罩,每星期观察一次,记录斑蛾习性、形态特征等。2011年3月中旬从观察基地采集斑蛾幼虫带回后置于室外饲养,每星期更换川滇高山栎枝条及水1次,每天观察记录幼虫蜕皮、幼虫体长体宽、取食、结茧、羽化、交配、产卵、孵化、越冬等特性。【结果】朱颈褐锦斑蛾成虫雌雄二型,雄蛾头、胸、腹部黑色,腹部时有蓝色闪光,颈片朱红色,雌蛾头部和颈片朱红色,胸部黄色,腹部黑、黄相间,有蓝色金属闪光;蛹被饺子状丝质茧,茧初期为白色,渐变至土黄色;幼虫蛞蝓型,胸足3对、腹足5对,腹足趾钩二横带;卵长椭圆形,鲜黄色,半透明,孵化前1~2天渐变浅灰色。该害虫在林芝地区1年1代,10月下旬以3~4龄幼虫在栎叶及枝梢隐蔽处越冬,次年3月上旬越冬幼虫开始活动取食,6月下旬至7月上旬老熟幼虫开始结茧化蛹,8月上旬林间蛹开始羽化,8月中旬为羽化高峰期,随后交尾、产卵,卵6~7天后孵化。成虫白天羽化、活动,交尾当天或第2天14:00—17:00产卵,趋光性弱,食性为单食性。【结论】川滇高山栎是林芝地区的主要树种之一,近年来其受朱颈褐锦斑蛾危害严重,根据该虫的生物学特性,每年的3月应在川滇高山栎林中对该虫的危害和虫口数量进行调查,提前采取防治措施可有效防止该害虫对高山栎的严重危害。

不同干扰类型下川滇高山栎群落结构特征

干扰对森林群落结构有直接的影响,不同干扰类型和强度下森林群落结构特征存在明显区别。本文以林芝地区色季拉山广泛分布的川滇高山栎群落为研究对象,选取火烧、采伐、放牧、无干扰几种条件下的样地类型对高山栎群落结构特征进行研究。结果表明:不同干扰类型下群落的物种丰富度指数、群落郁闭度、灌木和草本盖度、生物多样性指数等均存在较大差异。无干扰条件下各指数一般比干扰条件下的高,而对于放牧迹地上总物种丰富度指数和草本层多样性指数都远大于三种群落类型,主要原因是放牧控制了群落中的优势物种,增加了群落的物种多样性。

川滇高山栎灌丛营养元素积累与生物循环特征

养分循环是森林生态系统的重要生态功能。以位于青藏高原东南缘的川西折多山东坡川滇高山栎（Quercus aquifolioides）灌丛为研究对象,分析了其营养元素的分布、积累和生物循环特征。结果显示：（1）川滇高山栎不同器官营养元素含量不同,叶片和枝条为N〉K〉Ca〉Mg〉P,树干和地下器官为Ca〉K〉N〉Mg〉P。（2）川滇高山栎灌丛生态系统各营养元素总贮量（kg/hm2）依次为：Ca（650.06）、N（252.67）、K（197.01）、Mg（51.18）、P（49.22）,其中川滇高山栎灌层储量占88.61%～96.10%,林下草本层占0.64%～4.22%,凋落物层占2.54%～9.25%。（3）川滇高山栎灌层营养元素主要储存于地下根系,占灌层的67%～81%,丰富的根系营养元素储量有利于川滇高山栎灌丛在遭受火烧、砍伐等干扰后萌生更新。（4）川滇高山栎灌丛营养元素年积累量[kg/（hm2·a）]依次为：Ca（20.82）、N（7.46）、K（6.12）、P（2.33）、Mg（1.55）;灌丛营养元素利用系数为0.09,循环系数为0.60,周转时间为22.87a。研究表明,川滇高山栎灌丛具有较低的营养元素利用率和较长的营养元素周转期。

不同海拔川滇高山栎丙二醛和脯氨酸含量及其影响因子

川滇高山栎(Quercus aquifolioides)是云南西北部、四川西部和西藏东南部的特有树种。以川西折多山川滇高山栎灌丛为研究对象,测定了不同海拔川滇高山栎叶片、嫩枝、树皮以及细根的丙二醛和脯氨酸含量。结果表明,叶片丙二醛和脯氨酸含量显著高于其他组织;随着海拔升高,灌丛地上组织丙二醛和脯氨酸含量呈增加趋势,不同海拔细根含量差异不显著;除细根丙二醛含量外,其余组织丙二醛含量和所有组织脯氨酸含量均与温度和降水呈负相关关系。生长在高海拔的川滇高山栎灌丛遭受低温和干旱胁迫,组织丙二醛和脯氨酸与川滇高山栎受胁迫程度相关。

西藏色季拉山川滇高山栎种群结构与动态

采用种群大小级结构、生命表、生命曲线和秩相关分析对西藏色季拉山川滇高山栎种群的结构与数量动态以及种群高度—环境关系的研究得出:川滇高山栎种群总体呈增长型,不同地段种群的年龄分布差异较大(P<0.001),种群表现出林隙更新和阶段性更新的特征,迹地型种群以大量同龄或近同龄林出现,幼苗缺失,呈现出偏途顶极的特征,存在被其他树种替代的可能。川滇高山栎存活曲线介于DeevyⅡ与DeevyⅢ型之间,整个生命过程出现4次死亡高峰,以幼苗进入幼树时期最为强烈(死亡率77.3%),高死亡率会带来高的生命期望值,种内资源竞争是影响个体寿命和造成种群波动的主要原因。环境因子对川滇高山栎种群高度的影响程度排序为:土壤湿度>年降水量>坡位>坡向>坡度>海拔,土壤湿度和年降水量是影响川滇高山栎种群高度分化的显著因子,另外种群对海拔的适应幅度较宽,对坡度响应不强,水分格局是影响个体增长和种群发展的重要因素。