秦岭太白山弃耕地植物群落演替的生态学研究 Ⅱ演替系列的群落α多样性特征

应用物种丰富度、Ｓｉｍｐｓｏｎ指数、Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数、Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数、Ａｌａｔａｌｏ均匀度指数研究了太白山弃耕地植物群落次生演替过程中的群落α多样性动态特征，结果表明，群落在由一年生草本植物群落阶段向多年生草本植物群落、灌丛、混交林阶段的演替过程中，群落多样性指数逐渐上升，至混交林阶段达到最高值。若以分布在这一垂直地带的代表性森林群落锐齿栎林为演替进一步发展的方向，则由多样性指数在锐齿栎混交林、锐齿栎林阶段呈下降趋势。不同演替阶段不同生长型的多样性指数变化规律为：在演替的初期，草本层多样性指数＞灌木层＞乔木层；在混交林阶段，这３个不同生长型的多样性指数相差无几，乔木生长型稍占优势；在锐齿栎混交林和锐齿栎林阶段，灌木生长型的物种多样性最大，草本次之，乔木生长型的物种多样性则迅速降低。首次利用群落各生长型的叶层相对厚度和相对盖度作为加权参数，对群落总体的物种多样性指数进行了测度，结果表明，这种加权处理是比较合理的。

鼎湖山演替系列中代表性森林凋落物研究

研究鼎湖山演替系列中代表性森林季风常绿阔叶林 (简称阔叶林 )、针阔叶混交林 (简称混交林 )和针叶林 (或马尾松林 )的凋落物产量、组成特征和季节动态变化及其分解速率 ,结果表明 :其年均凋落物量 ( t/hm2 )分别为 8.2 8( 7.57～ 9.1 2 )、8.50 ( 7.85～ 9.2 6)和 3.31 ( 2 .4 5～ 3.74 ) ;叶、枝和花果杂物的比例 ( % )分别为 61 :1 7:2 2、67:1 6:1 7和 78:4 :1 8;凋落物的凋落高峰出现在雨季初期和旱季前期 ;凋落物的年均分解速率 ( % )分别为 4 9.1 6、4 0 .85和 36.94 ,差异显著。不同森林凋落物分解速率差异显著的产生是在凋落物分解前期形成的。

黄土高原子午岭植物群落演替系列分析

采用时空互代原理,结合数量分类(TWINSPAN)和排序(DCA)的方法,确定了子午岭地区植物群落演替的系列,并对该演替系列的物种组成、生活型功能群组成和枯落物、腐殖质的动态变化进行了分析研究。结果表明:该地区的植物群落演替系列共划分为9个阶段,呈现草本群落→灌木群落→乔木群落的演替过程。自然恢复演替以辽东栎(Quercus liaotungensis)林为演替顶极,而人工造林加快了演替进程,出现了从人工刺槐(Robinia pseudoacacia)林和人工油松(Pinus tabulaeformis)林开始的演替系列。植物群落的科、属、种在演替进程中均明显增加。在生活型功能群组成上,1年生植物在恢复早期比中后期所占的比例大,中后期以多年生植物特别是木本植物为主,多年生禾草和豆科固氮植物在整个演替系列中一直占有一定比例;各功能群物种丰富度逐渐增加,组成比例趋于稳定。群落枯落层和腐殖质层厚度随演替明显增长,二者组成比例因枯落物的性质不同在各群落类型间存在差别。通过综合分析物种组成、功能群组成、枯落层和腐殖质层厚度,反映出人工林与天然次生林间存在着较大的差异。

三江平原沼泽湿地群落演替系列β多样性

选择三江平原沼泽湿地4个群落演替系列,采用样方法研究其β多样性的变化.结果表明:以水分条件最充分的群落为起点,随着水分梯度递减和水平距离的增大,各群落与起始群落的相似性系数呈减小趋势.不同演替系列内群落间物种更替速率从低地向高地呈现增大趋势.各系列的基本演替趋势是物种数逐渐增多,共有种逐渐减少,群落间β多样性增大.演替机制分析支持了"初始植物区系组成说".在三江平原沼泽湿地中,小叶章的优势地位将进一步扩大.

三江平原沼泽湿地群落演替系列的土壤种子库特征

在三江平原沼泽湿地选择了漂筏苔草(Carex pseudo-curaica)—乌拉苔草(Carex meyeriana)—小叶章(Ca-lamagrostis angustifolia)、漂筏苔草—鸭绿苔草(Carex jaluensis)—小叶章以及芦苇(Phragmites australis)—小叶章—山杨(Populus davidiana)3个群落空间演替系列,按群落类型挖取土壤种子库样本,采用连续萌发的方法鉴定可萌发种子库的植物种类并统计种子密度,采用样方法调查群落地上部分的植物成分。结果表明,各演替系列在0～10cm土层内种子密度为433.3～2066.6粒/m2;10～20cm土层种子密度为33.0～1375.0粒/m2。表层土壤种子库的物种数及种子密度均大于深层土壤。随着生境中水分梯度递减,演替系列内的地上植物成分与对应的土壤种子库植物成分的相似性系数(CJ)呈逐渐减少的趋势,而土壤种子库的物种数则呈现增加趋势。演替系列内不同群落类型间以及同一群落内不同样本间的种子库物种数和种子密度差异较大,种子库分布表现出明显的不均匀性。同一演替系列内相邻群落的种子库具有数量不等的共有种,种子库的空间更替具有明显的连续性。

川西亚高山人工云杉林和自然恢复演替系列的林地水文效应

通过对人工云杉林及自然恢复演替系列林地苔藓、枯落物和土壤的野外调查与室内实验,分析了川西亚高山森林恢复过程中的林地水文效应。结果表明:林地苔藓及枯落物蓄积量随林龄增大而增加,最大持水量也相应增加。10a、30a生人工云杉林苔藓、枯落物蓄积量和最大持水量都显著高于同龄的自然恢复类型;40a生人工云杉林苔藓、枯落物蓄积量显著高于同龄的针阔混交林,但二者最大持水量之间差异并不显著。人工云杉林苔藓和枯落物的最大持水率均低于自然恢复演替系列。70a生人工云杉林苔藓与枯落物最大持水量之和已接近原始冷杉林。各类型林分土壤容重均随土壤深度增加而增大,最大持水量、毛管持水量和最小持水量则降低。土壤0～40cm最大持水量在各林龄人工云杉林之间差异显著,但与恢复阶段没有关系,并不随林龄的增大而增加;在自然恢复演替系列之间差异不显著。人工云杉林地水文效应的增强快于自然恢复过程,表现在人工云杉林苔藓与枯落物蓄积量及最大持水量的增加快于自然恢复过程。

海南岛清澜港红树林群落演替系列的物种多样性特征

应用物种丰富度、Simpson指数、Shannon -Wiener指数、Pie种间相遇机率、McIntosh指数和基于Simpson的均匀度指数测度海南省清澜港红树林演替过程中群落物种多样性动态特征。结果表明 ,除均匀度指数变化规律不明显外 ,其它均表现出非常一致的动态趋势 ,即群落在演替初始阶段变化趋势均是由少增多 ,在中期阶段达到高峰后趋于下降 ,但在演替的后期阶段又有回升趋势。

松嫩平原碱化草甸恢复演替系列的群落种子流分析

对松嫩平原碱化草甸恢复演替系列4个群落优势种种子源库、土壤种子库及幼苗库进行了比较,建立了种子流模型.结果表明:演替初期虎尾草群落优势种种子源库密度最大,为(446182±180455)粒.m-2,分别是演替中期星星草群落的7.2倍、演替后期星星草+羊草群落的11.4倍、演替顶极羊草群落的164.8倍.土壤种子库和幼苗库密度均以虎尾草群落最大,分别为(63650±14541)粒.m-2和(39160±15192)株.m-2,羊草群落最小,分别为(14310±7686)粒.m-2和(790±745)株.m-2,大体呈随着恢复演替进程而递减的趋势.全体演替系列群落输出的实生苗均以虎尾草为主,占79.8%～100%.在种子流中,优势种的种子源库向土壤种子库输入率在10%～35%之间,输出率差异则较大,虎尾草群落高达62.3%,但星星草群落和羊草群落均没有优势种的幼苗输出.

退化喀斯特群落自然恢复过程研究──自然恢复演替系列

把退化喀斯特群落自然恢复演替过程视为群落结构、功能与顶极群落相比由低相似度向高相似度的发展过程。根据相似学原理，将茂兰地区演替系列各群落中所有的种划分为5个适应等级种组，并提出以适应等级种组为相似元，种组重要值为属性，顶极适应值为权重进行相似性分析。研究了依据群落间相似度重构自然恢复群落演替系列的方法。采用有序样本的最优分割法将自然恢复演替过程划分为6个阶段，即草本群落阶段、灌草群落阶段、灌木灌丛阶段、灌乔过渡阶段、乔林阶段、顶极常绿落叶阔叶混交林阶段。分析了各适应等级种组在自然恢复各演替阶段中的变化。讨论了演替途径复杂多样的特点。

小兴安岭阔叶红松林不同演替系列森林细根生物量的研究

以小兴安岭地区阔叶红松林旱生演替系列的蒙古栎次生林和蒙古栎红松林、中生演替系列的枫桦次生林和枫桦红松林、湿生演替系列的白桦次生林和云冷杉红松林这6种林型为研究对象,采用土钻取样法对不同演替系列细根生物量的空间变化、垂直分布规律及其影响因子进行系统地研究。结果表明:(1)3种演替系列总细根生物量存在显著差异(P<0.05)。中生演替系列生物量最高,平均达8.56 t·hm^(-2),其次是旱生演替系列8.18t·hm^(-2),湿生演替系列生物量最低,为5.79 t·hm^(-2);(2)对于不同演替系列细根生物量垂直变化,在阔叶红松林的正向演替过程中,森林细根生物量逐渐增加,且随着土层的增加而降低,拟合效果均达显著水平(P<0.05),中根和粗根的垂直分布差异较大;(3)在小兴安岭地区,6块林地不同径级细根生物量与土壤有机C和全N、土壤容重、土壤含水率呈显著负相关(P>0.05),而土壤p H值与细根生物量呈显著正相关性(P>0.05)。

浙江天童常绿阔叶林演替系列栲树和木荷成为优势种的原因

通过对浙江天童国家森林公园常绿阔叶林演替系列的群落生态学调查 ,确认栲树 (CastanopsisfargesiiFranch .)和木荷 (SchimasuperbaGandn .etChamp .)属于常绿阔叶林演替系列群落的优势种 .为了揭示栲树和木荷在群落演替过程中成为优势种的原因 ,研究了栲树和木荷的生物生态学特性和一些生理生态学特性 .结果表明 ,在常绿阔叶林演替的后期 ,栲树结实能力强、种子萌发率高、产生幼苗较多且其萌生能力较强 ,更新后备充足 ;而木荷虽然种子在群落中保存时间短而萌发率较低 ,但萌生能力也较强 .与其它常绿阔叶树种相比 ,栲树和木荷的分枝能力较强 ,物质作用面较大 ,光合速率较高等特性为它们成为常绿阔叶林演替系列群落优势种奠定了生物学和生理生态学方面的基础 .

常绿阔叶林演替系列中木荷和栲树呼吸作用特性的比较

研究了常绿阔叶林演替系列群落中木荷 ( Schima superba)和栲树 ( Castanopsis fargesii)不同发育阶段植株的呼吸作用速率及同一演替阶段木荷和栲树不同发育阶段植株的呼吸作用速率的大小。结果表明 ,在常绿阔叶林演替的各个阶段 ,栲树的呼吸作用速率均比木荷的高 ;在群落演替的前期 ,木荷和栲树的呼吸作用速率均较高 ,但随着群落演替的进展 ,其呼吸作用速率逐渐降低。通过比较常绿阔叶林演替后期木荷和栲树成年树的呼吸作用速率 ,并结合二者的光合作用速率 ,反映了栲树的物质代谢能力较高 ,生长较快 ,是其在常绿阔叶林顶极群落中能够成为优势种 ,而木荷成为次优势种的原因之一。

常绿阔叶林演替系列群落下土壤性质的比较

研究了浙江天童国家森林公园常绿阔叶林演替系列群落下土壤的物理及化学性质的变化．结果表明，从群落演替前期阶段至相对稳定的顶极群落，土壤质地及其结构明显得到改善，土壤酸碱度逐渐降低，枯落物分解速度加快，有机质矿化程度提高．土壤有效养分含量虽有所增加，但不明显．在此基础上分析了土壤性质与常绿阔叶林演替的关系．

常绿阔叶林演替系列中主要优势种叶片结构的比较

比较研究了三个优势种在常绿阔叶林演替系列群落中的形态特征和生态解剖结构的变化．结果表明，随着群落演替的进展，马尾松针叶的结构特征呈明显地衰退趋势，木荷叶片的耐荫性进一步加强，表现出较强的生态适应能力，栲树在常绿阔叶林顶极群落中解剖结构特征虽在一定程度上表现出阴生性，但高度发达的叶肉组织显示出了较大的光合作用潜力．此项研究揭示了优势种叶片结构与其生境的统一性，有助于解释随着群落演替的进展其生态功能的变化．

割草场不同演替系列羊草和光稃茅香种群构件结构的研究

对松嫩平原割草场空间演替系列中羊草Leymus chinensis和光稃茅香Hierochloe gtabra种群构件的结构进行了研究。结果表明，在5月中旬，2种植物的现实种群均以冬性株占绝对优势，羊草为98．6％～100％，光稃茅香为97．6％～100％；潜在种群中分蘖节芽所占比例羊草为34．1％～61．0％，光稃茅香为30．8％～73．9％，根茎芽所占比例分别为49．0％～65．9％和26．1％～69．1％，芽库的输出率分别为34．7％～38．3％和25．7％～43．9％。当时2种群的1龄根茎尚未形成，根茎累积长度与生物量均以2龄为主。羊草的更新能力高于光稃茅香，在5个演替系列中，随着羊草种群数量的增大，光稃茅香的数量不断地减少。随着演替时间的增加，羊草将逐渐取代光稃茅香而成为割草场的优势种群。

中国温带阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳矿化特征

土壤有机碳矿化与陆地生态系统碳循环和全球气候变化关系密切,为准确评估中国温带小兴安岭阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳矿化特征及变化规律。以年代序列法代替群落次生演替过程,采用室内恒温培养(碱液吸收法)测定阔叶红松林不同演替系列(中生演替系列、湿生演替系列、旱生演替系列)6种群落类型土壤有机碳矿化量和矿化速率。3个演替系列土壤有机碳含量均表现出一致的剖面变化特征,随着土层深度的加深有机碳矿化量逐渐降少。且不同演替系列土层间有机碳矿化量不同,中生演替系列原始阔叶红松林土壤有机碳累计矿化量最大,其次为旱生演替系列,湿生演替系列最小。3个演替系列土壤有机碳矿化速率随时间变化呈现基本一致的趋势,即培养前期快速下降、后期逐渐趋于平稳。3个演替系列6种群落类型土壤有机碳矿化差异显著,表现为原始阔叶红松林>白桦次生林>云冷杉红松林>红松枫桦次生林>蒙古栎红松林>蒙古栎、黑桦次生林。阔叶红松林不同演替系列土壤有机矿化采用非线性指数拟合效果较好。阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳矿化与土壤全氮、凋落物量显著正相关,与土壤含水率、容重、土壤酸碱度显著负相关。不同演替系列群落的演替历史、土壤质地和养分状况等生态因子是导致阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳矿化差异的原因。

山西霍山森林群落演替系列的研究

采用时空互代原理,结合数量分类TWINSPAN的方法,确定了霍山该研究地区植物群落演替的系列,并对该演替系列的物种组成、区系特征、生物多样性、生活型功能组成进行了分析研究。结果表明:该植物群落的科、属、种在演替进程中均明显增加,群落组成种类约180多种,温带分布属占优势,显示了温带性质。该地区的植物群落演替系列共划分为12个不同的群丛,呈现草本群落→灌木群落→乔木群落的演替过程。人工造林加快了演替进程,出现了从人工油松林开始的演替系列。在生活型功能群组成上,该区森林群落高位芽种类最多,地面芽次之,表明该地区夏季水热条件良好、冬季漫长、寒冷、干旱的气候特点。

小兴安岭阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳及各组分特征

【目的】了解中国小兴安岭阔叶红松不同演替系列土壤有机碳库和各组分的积累及分配特征,准确评价森林生态系统碳储量,为科学评价小兴安岭阔叶红松林土壤固碳功能和固碳潜力提供理论依据。【方法】以阔叶红松林不同演替系列(中生系列、旱生系列、湿生系列)的典型群落为研究对象,采用空间代替时间的方法,研究阔叶红松林不同演替系列土壤总有机碳、易氧化有机碳、惰性有机碳、矿化碳、可溶性有机碳含量,探讨有机碳各组分对总有机碳的贡献率,分析调控土壤有机碳及各组分的影响因子。【结果】小兴安岭阔叶红松林不同演替系列土壤总有机碳含量表现为湿生>旱生>中生;阔叶红松林不同演替系列土壤总有机碳表现为随土壤剖面的加深而减少的趋势,即40~60 cm土层>20~40 cm土层>10~20 cm土层>0~10 cm土层;中生、湿生和旱生演替系列土壤惰性碳占总有机碳比例分别为34.42%,13.27%和12.17%,可中生、湿生和旱生演替系列溶性有机碳占总有机碳比例分别为0.09%,0.07%和0.08%,旱生、中生和湿生演替系列易氧化有机碳占总有机碳比例分别为33.59%,65.18%和54.53%,湿生、中生和旱生演替系列矿化碳占总有机碳比例分别为0.58%,0.53%和0.37%;总有机碳含量与矿化碳含量、易氧化有机碳含量和惰性碳含量极显著正相关(P<0.01),惰性碳含量与矿化碳含量和可溶性有机碳含量极显著正相关(P<0.01),与易氧化有机碳含量显著负相关(P<0.05);不同演替系列土壤有机碳含量及各组分含量影响因子各不相同,总有机碳含量与土壤全氮含量极显著正相关(P<0.01),惰性碳含量与土壤全氮含量显著正相关(P<0.01),与沙粒比极显著负相关(P<0.01),矿化碳含量与土壤酸碱度极显著负相关,与凋落物现存量和土壤含水率极显著正相关(P<0.01)。【结论】小兴安岭阔叶红松林不同演替系列土壤碳库及各组分动态特征存在显著差异。群落演替时间及土壤理化性质是导致有机碳及各组分特征不同的主要原因。

辽北科尔沁沙地南缘樟子松、油松植被演替系列探讨

辽宁科尔沁沙地南缘是由沙性母质发育的典型沙地,植被演替过程具有可逆性强、复杂多变、周期漫长等特点。研究植被演替规律对创建人工植被,把握植被演替方向和进程及趋势,优化森林生态系统,提高森林综合效能将将起到重要的辅助作用。

季风常绿阔叶林恢复演替系列地下部分碳平衡及累积速率

在对亚热带顶极森林生态系统-季风常绿阔叶林及其自然恢复演替系列-针阔叶混交林和马尾松林的土壤有机质、凋落物与粗死木输入量和现存量以及水文学过程中可溶性有机碳长期定位监测的基础上, 结合5年一次的根系生物量动态观测资料和1年的土壤呼吸与凋落物+粗死木呼吸测定, 得到了该恢复系列地下部分碳平衡和累积速率及其时间动态变化. 结果如下: 季风常绿阔叶林、针阔叶混交林和马尾松林2002年地下部分碳库分别为23191 ± 2538, 16889 ± 1936 和12680 ± 1854 g·m-2. 从1978年到2002年的24年间, 碳的年平均增长速度分别为383 ± 97, 193 ± 85和213 ± 86 g·m-2·a-1. 3个森林类型全年都表现出碳的净增长态势, 即相对于大气来说, 3个森林类型的地下部分总体上是碳汇, 但季节上有差异, 表现在每年的4～6月份是较强的碳源, 7～9月份是较弱的碳源; 10～11月份是较强的碳汇, 12～3月份是较弱的碳汇.