The Diversity of Soil Fauna Communities in the Karst Cave Wetland of Maolan Nature Reserve

From March 2014 to February 2015, the soil fauna community in the karst cave wetland of Maolan Nature Reserve was investigated. A total of 3,820 soil fauna was obtained, belonging to 31 orders, 11 classes, and 3 phyla. The dominant groups were Araneae, Coleoptera and Hymenoptera, accounting for 48.90% of the total catch. There were 18 common groups and 10 rare groups. The diversity analysis showed that the Banzhai karst cave wetland had the largest soil fauna community diversity index and evenness index and that the Dongsai karst cave wetland had the largest number of groups and individuals. The seasonal variation of the soil fauna in the karst cave wetlands was analyzed: the number of soil fauna individuals showed a downtrend in summer, autumn, spring and winter; there were the highest number of phytophagous soil fauna, followed by predatory soil fauna and saprophagous soil fauna.

Quantitative classification and discriminant analysis of the karst for

ＱｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｎｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｋａｒｓｔｆｏｒｅｓｔｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｉｎＭａｏｌａｎ，ＣｈｉｎａＤｕＤａｏｌｉｎ，ＬｉｕＹｕｃｈｅｎｇ，ＳｈｕＪｉｅ（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎ...

茂兰喀斯特原生林凋落物及矿质元素归还动态

植物生长所需的大部分矿质元素均来自凋落物归还给土壤的物质再循环,本研究对茂兰喀斯特原生林凋落物及矿质元素归还动态进行了定位观测。结果表明:年总凋落物量为(5248.6±838.5)kg/hm^(2),叶凋落量占总凋落物量的68.2%,总凋落物量与叶凋落物量的凋落节律均呈双峰型;总的月凋落物量、叶的月凋落物量、枝的月凋落物量与月均温度及月降水量的相关性均不显著,花果等的月凋落物量与月均温度及月降水量均成极显著正关性。原生乔木林叶凋落物中K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Na 7种矿质元素的月含量变化不规则,含量大小为Ca>Mg>K>Mn=Fe>Zn>Na。叶凋落物中K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn 6种矿质元素的月归还量与叶的月凋落物量相关性极显著。叶凋落物中Ca、Mg、K、Mn、Fe、Zn、Na的年归还量分别为89.03、13.03、10.01、0.82、0.77、0.14、0.07 kg/hm^(2),7种矿质元素的年归还量与其年均含量极显著正相关。

喀斯特区典型灌木小枝生物量间异速生长关系

小枝是植物的重要组成单元,探讨其生物量分配策略及植物叶与小枝间的关系对其生态适应性有重要意义。本文以茂兰喀斯特区不同地形圆果化香树、香叶树、多脉青冈和卵果海桐为研究对象,分析小枝的叶重、叶柄、茎重等性状特征、生物量分配及异速生长关系。结果表明:各灌木种在槽谷生物量显著高于坡面,小枝重、叶重和茎重三者之间异速生长指数间存在显著差异。给定小枝重,坡地叶重增加速率高于槽谷,槽谷茎重增加高于坡地。多脉青冈和圆果化香树小枝重和茎重呈等速生长关系,其余小枝重、茎重和叶重三者之间呈异速生长关系。各灌木种叶柄重、小枝重和总叶重均呈小于1的异速生长关系,叶单重和出叶强度呈负异速生长关系。反映出喀斯特灌木较强的资源分配可塑性。

濒危植物掌叶木种子生态特征

重点研究了贵州茂兰国家级自然保护区喀斯特森林国家一级保护树种掌叶木 ( H andeliodendron bo-dinieri)母树的种子生态特征。单因素方差分析表明在同株母树的不同果序球果量和不同母树的球果出种量均未显示明显差异 ,而不同母树果序出球果量、种子重量分异具有极显著差异 ,这反应了掌叶木母树的有性生殖基本同步 ,球果的发育程度比较接近。掌叶木种子千粒重为 2 0 1 .66g,种子的平均重量为 0 .2 0 g,占乔木树种平均重量的 61 % ;种子含空粒比例高达 8.1 % ;饱满的种子中具有生活力者占 78% ,反映出掌叶木种子有较高的败育率 ;种子的平均含水量为 1 3.5 6% ,自然散播的种子萌发率仅为 1 % ,种子在自然环境下受松鼠、鼠和金龟子类等动物的破坏率高达 98.2 5 %。在同样贮藏条件下 ,播种环境对种子的发芽率影响显著 ,质地疏松、透气性好或火烧地有利于掌叶木种子的萌发 ,其种子萌发率可达 84.98%。

贵州茂兰喀斯特森林土壤微生物活性的研究

通过研究不同植被类型下土壤微生物区系、土壤酶活性和土壤生化作用强度 ,分析了贵州茂兰国家级自然保护区喀斯特森林演替过程中土壤微生物活性的变化。结果表明 :随着喀斯特森林退化程度的加剧 ,土壤微生物总数下降、各主要生理类群数量均呈下降趋势 ,土壤酶活性减弱 ,土壤生化作用强度降低 ,对环境反应敏感 ,可作为反映森林生态系统的生物学指标。

不同地质条件下植物叶片中钙形态对比研究——以贵州茂兰为例

贵州茂兰国家级自然保护区是全球亚热带地区少有的岩溶森林区,对其进行岩溶生态系统研究具有重要意义。本文选择保护区岩溶区（石灰岩、白云岩）板寨地下河流域、非岩溶区（砂岩、页岩区）尧排流域,对不同地质条件下植物叶片中钙形态进行对比研究;采集岩溶区、非岩溶区植物品种各13种,其中岩溶区、非岩溶区特有植物品种各6种,分析其叶片中钙质总量、形态及分布部位（亚细胞组分）。结果显示：1）岩溶区植物叶片钙质含量平均为1216.82 mg/kg,比非岩溶区高出58.45%;2）岩溶区嗜钙型植物叶片中钙以果胶酸钙形态为主,其含量占总钙质量的27.91%~32.82%;而非岩溶区嫌钙型植物叶片中的钙以草酸钙形态为主,占总钙质量的33.69%~34.34%;3）岩溶区嗜钙型植物叶片中的钙主要赋存在细胞壁中,占总钙质的59.05%~66.54%,而非岩溶区嫌钙型植物叶片中的钙主要赋存在胞质中,占总钙质的36.67%~43.77%。

茂兰喀斯特森林大型土壤动物群落多样性初探

2008年7月至9月,对茂兰喀斯特森林3种植被类型下的大型土壤动物进行研究,共获5 728只,隶属3门7纲23类.选用类群数、个体数及多样性、均匀性、优势度指标来分析土壤动物群落结构.结果表明:茂兰喀斯特森林生态系统中,优势类群为膜翅目(蚁科)和蜘蛛目2类,稀有类群为原尾目、石蛃目、等翅目、同翅目、半翅目、双翅目(包含幼虫)、缨翅目、综合纲8类;两个优势类群的个体数占总捕获量的50.93%,3种植被类型的优势度:乔木林大于乔灌混交林大于草坡;均匀性指数差异不大;群落相似性系数差异较小.

贵州茂兰喀斯特森林不同小生境类型对岩石溶蚀的影响

喀斯特山区土层浅薄、生态环境脆弱,碳酸盐岩溶蚀是喀斯特山区主要成土方式,研究碳酸盐岩溶蚀对喀斯特山区土壤环境保护及土壤可持续利用具有重要意义。以贵州茂兰喀斯特森林不同类型小生境(石洞、石缝、石沟、石槽、土面、石面)为研究对象,通过溶蚀试片法于小生境内进行野外溶蚀试验,观察溶蚀速率、溶蚀形态在时间、空间上的变化,分析溶蚀速率与小生境类型、土壤理化指标、微生物的关系,探讨茂兰喀斯特森林碳酸盐岩溶蚀与成土的关系。结果表明,溶蚀时间介于0.5~2年,置于生境表面的岩石试片中,石槽的试片溶蚀速率最大,其次是土面,再次是石面,石沟轻微溶蚀,石洞、石缝未见明显溶蚀;总体上,埋于生境土壤以下的岩石溶蚀速率较置于生境表面高。相关性分析和随机森林分析表明,小生境类型是影响试片溶蚀速率的首要因子,土壤含水率、pH分别显著促进、抑制试片溶蚀。在溶蚀速率明显变化的生境中,溶蚀形态随着溶蚀时间增加而愈发明显。研究结果证实了小生境类型对碳酸盐岩溶蚀速率存在显著影响。

茂兰地区白茅丛枝菌根真菌多样性及其对紫花苜蓿的接种效应研究

对贵州省荔波茂兰国家自然保护区内优势草本植物白茅(Imperata cylindrica)根际丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizal,AM)真菌多样性,优势种对紫花苜蓿的接种效应进行研究。结果表明:AM真菌对白茅根系的菌根侵染率为91.3%,白茅根际土壤共分离AM真菌2属35种,其中球囊霉属(Glomus)18种,无梗囊霉属(Acaulos pora)17种,黑球囊霉(Glomus melanosporum)、聚生球囊霉(G.fasciculatum)、红色无梗囊霉(Acaulospora capcicula)为优势AM真菌。以三叶草扩繁优势菌种,接种紫花苜蓿(Medicago sativa),均显著提高了生长量和超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性。

茂兰喀斯特森林干扰状况与林隙特征

调查茂兰喀斯特森林林隙干扰特征,并对林隙特征、林隙的形成方式进行探讨。结果表明:1)林隙大小分布表现出以小林隙为主的偏正态分布,但在总林隙面积比例上,大林隙所占的比例较大;2)林隙大多数在20年前形成,估计林隙形成速率为0.55个·hm-2a-1,返回间隔期为270年;3)林隙密度约为20个·hm-2,林隙平均面积(69.7±45.71)m2,扩展林隙平均面积(152.7±79.43)m2,林隙和扩展林隙占所调查林分面积的比例分别为13.9%和30.6%;4)林隙形成方式以折干为主,但因地形差异,槽谷、坡地、漏斗的主要形成方式分别为干中折断、拔根倒和干基折断;5)大多数林隙由1～4株形成木形成,平均每个林隙的形成木为2.5株。大部分林隙形成木为森林建群种,常绿和落叶树种分别占61.5%和38.5%。林隙形成木以小径级为主,表明本地森林林隙干扰十分频繁。

茂兰岩溶森林的生态服务研究

脆弱的岩溶地区是我国关键生态区之一,文章针对西南岩溶地区最具典型的、保存最完好的、原始的茂兰岩溶森林生态系统服务进行了定量的研究。茂兰森林生态系统的生态效益(包括气候调节、干扰调节、水分调节、水分供给、侵蚀控制、土壤形成、营养循环、废物处理、生物控制)价值为48921932.95＄/a,经济效益(包括食物生产、原材料和基因源)价值为989823.62＄/a,社会效益(包括娱乐、文化)价值为100987.95＄/a。

茂兰喀斯特森林实验区桑园土壤昆虫初步调查

于2008年1-12月,对茂兰喀斯特森林实验区2个桑园样地的土壤昆虫进行了抽样调查,共获大、中、小型土壤昆虫2 800只(包括蜱螨目),分属于11目26科。其中直翅目、膜翅目、鞘翅目为优势类群,3目昆虫共占总数的74.25%;蜱螨目、同翅目、鞘翅目幼虫、弹尾目、蜚蠊目、半翅目为常见类群。优势类群是喀斯特森林环境下土壤昆虫的主体;此外,土壤昆虫个体数和类群数在季节上呈现夏、秋、春、冬依次递减的变化趋势。

茂兰喀斯特自然保护区聚落空间分布与演变特点

探讨自然保护区聚落空间分布与演变特点,对认识自然保护地区人地关系动态变化具有重要意义。本文采用1963年到2015年的高分辨率影像和地形图数据,研究了茂兰保护区聚落空间分布与动态演变。结果表明:(1)茂兰自然保护区的聚落集中分布在4个实验区,从1963年到2015年,实验区聚落一直呈增加趋势,2005年是聚落集聚程度经历了减弱再到增加过程的拐点;(2)在聚落规模增加的同时,聚落的功能也在发生着变化,形成了以旅游业为主的新型生态旅游型聚落;(3)保护区峰丛洼地中聚落面积与耕地面积二者呈显著的正相关,保护区聚落密度低、聚耕比小是保护区植被得以较完整保存的根本原因。研究结果有助于为查清茂兰自然保护地区人-地关系动态状况、为连片峰丛洼地区的人-地关系优化调控提供参考。

不同钙环境下植物几种抗逆境指标的对比研究

本文选取贵州茂兰自然保护区中只生长在岩溶区石灰土上的嗜钙植物6种、只生长在非岩溶区红黄壤上的嫌钙植物7种,以及2种土壤上都能生长良好的中间型植物7种,分析其根际土钙全量及植物叶片3种抗逆性指标,结果显示:(1)嗜钙植物根际土钙全量、叶片脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化分别为w(Ca)=32.44～43.98g/kg、w(Pro)=97.53～183.62μg/g、6.21～38.43μKat及1.47～2.48μKat,略高于中间型植物,高出嫌钙植物1～2个数量级;(2)大部分嗜钙植物通过提高Pro含量及SOD、POD活性等保护性物质稳定膜的透性,将高浓度的钙阻隔在原生质外;而中间型植物主要通过控制根系吸收或地下部分向地上部分的运移来减少植物体内的钙。

茂兰喀斯特原生林不同地球化学环境的植物物种多样性

中国西南岩溶区是中国生物多样性分布中心之一。该区生态系统不断退化,生物多样性大量丧失,不同喀斯特地球化学背景下植被恢复的速度与成林性质存在明显差异。我们在最有代表性之一的贵州茂兰喀斯特森林保护区选取纯灰岩和纯白云岩两种岩性的喀斯特环境,对其元素地球化学特征及其中原生性植物群落的相异性和物种多样性进行了对比,结果发现:①不同岩性区域多样性:乔木层和灌木层为纯灰岩区>纯白云岩区,草本层为纯白云岩区>纯灰岩区,总体上纯灰岩区的高于纯白云岩区的;②各样地间的相似性系数都很低,相同岩性类型内的明显高于不同岩性类型之间的相似度;物种周转率高,且白云岩区高于石灰岩区,种类组成差异明显;③喀斯特区可溶岩地球化学背景通过喀斯特作用导致特殊的地形条件与元素地球化学特征,并引起局部小生境的分异从而影响植物群落特征。

茂兰喀斯特自然保护区撂荒地时空演变、机制及其植被恢复

本研究以高分辨率遥感影像和实地调查为基本数据源,运用Arcmap和Fragstats软件,研究了茂兰自然保护区弃耕撂荒地的空间分布与动态演变。结果表明:整个保护区的弃耕地主要集中在缓冲区和实验区;从2005年到2015年,弃耕地的空间分布范围明显减少,斑块面积逐渐增加;2005年和2010年,撂荒地数量与距聚落距离呈正相关,2015年,撂荒地主要分布在距聚落<200 m、600~800 m和>1 000 m的缓冲范围;弃耕地植被恢复型演替主要分布在核心区和缓冲区。研究结果为全面反映保护区的人地关系演变和生态恢复情况提供了参考。

茂兰喀斯特森林凋落物量动态研究

对茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林凋落物的数量、组成及季节动态进行了研究，结果表明，茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林森林凋落物年凋落量为4711．42kg／hm^2，其中落叶量（3028．13kg／hm^2）和落枝量（748．02kg／hm^2）分别占64．27％和15．88％。常绿树种落叶量为2144．78kg／hm^2，落叶树种落叶量为883．35kg／hm^2。总凋落物量表现出明显的季节动态，在5、11和12月出现3个比较明显的峰值。落叶量最大值在11月，落枝量在1—2月出现峰值，落花果量主要集中在5和8月，其他量于5月出现全年最高峰。

茂兰喀斯特森林不同地形部位木本植物种间联结性分析

选择茂兰国家级喀斯特森林自然保护区内木本植被为研究对象,对区内3种地形(槽谷、坡地、漏斗)中的植被进行群落学调查。通过重要值计算结果在每个地形群落中各选取了42个优势种,运用多物种总体联结性,各物种间联结性、联结系数、共同出现百分率等指数,对不同地形部位群落的种间联结性进行分析。结果表明:1)研究区群落总体呈不显著正联结关系,与种对间联结性特征一致,群落中各种群趋于独立出现,群落处于比较稳定的阶段。2)不同地形部位群落的种间联结性存在一定差异。槽谷、漏斗群落总体呈不显著正联结,正联结种对较多;坡地群落总体呈不显著负联结,负联结和无联结种对较多。3)槽谷、漏斗群落种间联结性较高,群落结构较稳定,坡地群落种间联结性较低,群落结构不稳定。由以上群落种间联结特征推断植物种间松散的联结关系是喀斯特森林物种的共存机制之一,这种共存机制在不同地形部位群落中有不同的表现形式。

我国西南山地喀斯特植被的根系生物量初探

在贵州茂兰喀斯特森林国家自然保护区内,选取2种立地条件上(岩石和土壤分别占优势)的5个植被恢复阶段(草本群落、灌草群落、灌木群落、次顶极常绿落叶阔叶林和顶极常绿落叶阔叶林)共10个样地,利用平均标准木机械布点法对根系进行采集,分析了其生物量总量、不同根系径级的分配格局和地下空间的分布规律。结果表明:1)喀斯特植物群落的正向植被恢复进程极显著地增加了地下生物量(p<0.001),从草本群落的2.63Mg·hm–2增加到顶极森林群落的58.15Mg·hm-2;同一恢复阶段的石生和土壤立地上根系生物量的差异不显著(p>0.05),在顶极和次顶极常绿落叶阔叶林阶段,石生立地的根系生物量高于土壤立地,而灌木、灌草和草本群落阶段则相反。2)同一恢复阶段的石生立地的粗根生物量均高于土壤立地,但差异不显著(p>0.05),而细根和小根生物量则从石生到土壤立地显著增加(p<0.05);随着喀斯特植被的恢复,石生和土壤立地上粗根占总根系生物量的比例均逐渐增加。3)石生立地根系的分布以水平扩散和穿梭为主,无垂直层次分布;而土壤立地各恢复阶段的根系生物量主要集中在地面到地下10cm的垂直空间内;在不同的土层深度,粗根占所有根径级生物量的80%,且随土层加深,其比例降低。该研究不仅填补了喀斯特植被根系生物量观测的空白,为估算我国西南喀斯特地区植被的总生物量和生产力提供了本底数据,也为进一步研究喀斯特森林稳定性维持机制和喀斯特石漠化防治与植被适应性修复奠定了基础。