喀斯特和非喀斯特森林植物磷含量及土壤无机磷分级特征比较

【目的】比较漓江流域喀斯特和非喀斯特森林植物叶片—根系—凋落物的磷含量及土壤磷含量和无机磷分级特征,为深入认识喀斯特森林磷循环过程,促进退化喀斯特森林生态系统恢复提供科学参考。【方法】在广西桂林漓江流域选取典型喀斯特和非喀斯特森林样地,采集植物叶片、根系和凋落物测定各组分磷含量,采集土壤样品测定总磷、速效磷和无机磷各组分含量以及土壤p H、含水率、碳氮含量等理化性质,分析植物磷与土壤磷各组分的相关性,明确喀斯特和非喀斯特森林磷养分的差异及其主要影响因素。【结果】喀斯特森林土壤总碳、总氮、可溶性有机碳和可溶性氮含量及碳氮比均显著低于非喀斯特森林(P<0.05,下同);喀斯特森林植物根系和凋落物磷含量(0.03%和0.04%)也显著低于非喀斯特森林(0.05%和0.11%);喀斯特森林土壤总磷含量为231.0 mg/kg,速效磷含量为2.2 mg/kg,均显著低于非喀斯特森林土壤(总磷含量609.0 mg/kg,速效磷含量9.3 mg/kg);2种森林类型土壤铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(O-P)和钙结合态磷(Ca-P)均存在显著差异,喀斯特森林土壤无机磷组分以Fe-P为主,而非喀斯特森林土壤无机磷组分以O-P为主;喀斯特和非喀斯特森林植物叶片磷含量与土壤速效磷和铝结合态磷(Al-P)含量呈显著正相关,根系磷含量与土壤总磷、速效磷、Fe-P、O-P和Ca-P含量具有显著或极显著(P<0.01)相关性,而凋落物磷含量与土壤总磷、速效磷呈极显著负相关,与Fe-P呈显著正相关。【结论】漓江流域喀斯特与非喀斯特森林土壤总磷和速效磷含量及无机磷分级特征的差异在一定程度上影响着喀斯特与非喀斯特森林植被对土壤磷素获取和吸收,从而影响植物叶片、根系和凋落物磷含量。

取样方式对喀斯特和非喀斯特混合分布区森林种－面积关系的影响

种—面积关系是生态学研究中的基本格局之一,是生物多样性保护实践和生物地理学研究的重要工具之一。不同区域最优种—面积关系模型的选择和取样调查方式对种—面积关系的影响目前仍未十分明确。广西北热带是喀斯特和非喀斯特混合分布的区域,生物多样性丰富,其中保护较好的有喀斯特区的弄岗国家级自然保护区和非喀斯特区的十万大山国家级自然保护区。依据典型性和代表性的原则,分别在两个保护区中建立典型群落的调查样地,对所有胸径大于2 cm的木本植物进行取样调查。为了明确该区域典型森林的优选模型,探讨取样方式对种—面积关系的影响,采用组合样方法建立对数模型、逻辑斯蒂克模型和幂函数模型,用赤池信息准则(AIC)检验模型的拟合优度,并用秩相关分析检验最小取样单元和起测胸径对不同模型的影响。结果表明:逻辑斯蒂克模型在两种区域均为优选模型,最小取样单元和起测胸径对种—面积关系的模型均有影响,但不同模型对取样方式变化的敏感性不一致;逻辑斯蒂克模型是一种较为稳健的模型,可用于描述广西北热带喀斯特区和非喀斯特区森林树种种—面积关系;在种—面积关系研究和模型的应用时,需要特别注意取样方式的影响。

桂西北喀斯特和非喀斯特森林土壤初级氮转化速率及其影响因素

研究土壤初级氮转化过程及其调控机制对评估生态系统供氮能力或氮流失潜力具有重要意义,然而目前针对喀斯特生态系统初级氮转化速率及其主控因素的研究非常有限。我们采用N同位素稀释法研究了桂西北喀斯特和邻近非喀斯特森林0~10 cm、10~20 cm和20~40 cm三个土层初级氮转化速率,结合土壤理化性质和功能基因丰度分析了两个森林土壤初级氮转化速率的主控因素。结果表明:喀斯特森林土壤初级氮矿化速率、初级硝化速率、自养硝化速率和异养硝化速率均显著高于非喀斯特森林。喀斯特森林土壤自养硝化对初级硝化速率的贡献平均为75.04%,而非喀斯特森林自养硝化的贡献平均为28.51%。喀斯特森林土壤初级氮矿化、初级硝化和自养硝化速率随土层深度增加而下降,但非喀斯特森林仅土壤初级氮矿化速率随土层深度增加而下降。总体而言喀斯特和非喀斯特森林土壤初级氮转化速率存在显著差异,且全氮、微生物量是氮转化过程的主控因素,而功能基因的作用较小。

中国南方复杂地形森林样地的测量标定方法

【目的】中国南方存在很多地形复杂的喀斯特和非喀斯特区域,在这些地形陡峭的区域进行森林监测样地测量标定时,一般容易出现测量误差较大和一般测量方法适用性不佳的问题。为此,本研究提出一种适用于复杂地形的森林样地测量标定方法。【方法】以全站仪放样测量为基础,充分利用复杂地形中一般岩石出露较多的特点,改进定桩点标记方法,同时改进制点的选择方法并编制相应的计算器程序。【结果】利用该方法,成功地在地形复杂的弄岗国家级自然保护区的喀斯特森林标定了1个15hm^2的样地,并在地形同样复杂的十万大山地区标定了多个1hm^2的森林样地。【结论】本方法适用于地形陡峭复杂的喀斯特地区和非喀斯特地区,在测量大型森林监测样地时,具有较高的精度。

广西天然林中藤本植物区系组成及系统发育多样性

藤本植物是热带和亚热带森林的重要组分,在过去几十年中藤本植物多样性在热带森林增加,有可能导致森林的多样性减少,碳储量等生态系统服务功能降低,引起广泛关注。以《广西植被志要》中共355个样地数据(喀斯特森林、海拔1000 m以下的非喀斯特森林和海拔1000 m以上的非喀斯特森林)为基础,结合气候数据,分析天然林中藤本植物区系组成、不同生境藤本植物物种多样性与系统发育多样性关系、藤本植物物种多样性与年平均温度关系,以及系统发育结构特点。结果表明:(1)广西天然林藤本植物中,热带分布的含藤属占比最大(75.4%),温带分布含藤属占比较低(12.3%),世界广布含藤属和亚洲分布含藤属占比最小,海拔1000 m以下的喀斯特和非喀斯特森林都有一些专有的含藤科属;(2) 3个生境藤本的Gleason物种多样性和系统发育多样性与年均温都不相关,它们的物种多样性差异不显著,但是系统发育多样性有显著差异,海拔1000 m以下的非喀斯特森林中系统发育多样性最高,喀斯特森林系统发育多样性最低;(3)非喀斯特森林藤本植物系统发育结构趋向于离散,暗指竞争排斥作用是藤本植物组合在该生境群落主要构建机制,喀斯特森林藤本植物系统发育结构趋向于聚集,暗指藤本植物组合由生境过滤作用为主形成。这些研究发现对于热带亚热带森林藤本植物的多样性组成及其共存机制提供了新认识。