广西木论国家级自然保护区植物物种多样性初步研究

广西木论国家级自然保护区位于我国滇黔桂植物区和华南植物区的交错地带,是古北极与古热带两大植物区系交接过渡的中心地带,在我国生物多样性保护区域中占据不可替代的地位。为摸清广西木论国家级自然保护区植物物种多样性,该文基于历史文献整理、野外调查、标本采集和鉴定以及数据统计分析,对该保护区维管束植物物种多样性组成及其特点进行了研究。结果表明:(1)该区共有维管束植物1 735种,包括石松类和蕨类植物218种、种子植物1 517种,具有较丰富的维管束植物多样性组成以及较复杂的植物区系成分。(2)该区共有中国特有植物486种、广西特有植物56种、岩溶特有植物262种,具有显著的植物特有性。(3)该区共有国家重点保护野生植物68种、广西重点保护野生植物153种、我国极小种群野生植物4种、受威胁植物108种、列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)附录植物144种,具有较高程度的植物珍稀濒危性。综上表明,该区是我国重要的岩溶植物基因库,具有极其重要的保护价值。该研究结果为自然保护区的建设和管理、植物保护和利用以及其他科研工作的开展提供了重要依据。

中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶林空间结构特征

喀斯特常绿落叶阔叶林是中国西南喀斯特地区非地带性顶极森林群落,该研究基于相邻木关系的角尺度、混交度和大小比数3个结构参数,对木论国家级自然保护区常绿落叶阔叶林25 hm^(2)大型固定监测样地整体、上木层、下木层及其优势物种的空间结构特征进行了分析,以期揭示其森林空间结构现状,为喀斯特植被恢复重建提供依据。结果表明:(1)样地群落整体为轻度聚集分布格局,接近随机分布,物种高度混交且个体间大小分化程度相近,上木层呈现随机分布、强度混交和中庸偏亚优势状态,下木层呈现聚集分布、强度混交和中庸偏劣势状态。(2)样地内优势物种大多处于轻度聚集分布、强度混交且中庸偏劣势的状态。(3)林木大小比数与胸径、树高均呈显著负相关关系,混交度与胸径、树高均呈显著正相关关系,随林木的生长发育,树种优势度逐渐增大,物种多样性逐渐增强。研究认为,木论常绿落叶阔叶林空间结构尚未完全稳定,正处于演替中后期,具有发育成顶极群落的潜力。

喀斯特木论自然保护区旱季土壤水分的空间异质性

采用经典统计学和地统计学方法,分段研究了喀斯特木论自然保护区典型峰丛坡地和洼地旱季表层土壤水分(0～5cm和5～10cm)的空间异质性.结果表明:研究区旱季表层土壤水分仍然较高,总体上具有良好的半方差结构;坡地和洼地0～5cm和5～10cm土层土壤水分的空间分布均符合指数模型,同一立地条件下两土层土壤含水量具有相似的空间结构和分布格局,相同土层不同立地条件下的差异明显;坡地土壤水分含量的空间相关性中等且连续性好,具有明显的斑块分布格局,其Moran I值的变化相对缓慢;洼地土壤水分含量具有强烈的空间自相关,但变程很短,其Moran I值的波动较大,斑块比较破碎.地形、微地貌、降雨、人为干扰特别是植被是保护区土壤含水量空间变异的重要影响因素,保存完好的原始森林对土壤水分空间异质性具有良好的调控作用.

木论喀斯特自然保护区表层土壤矿物质的空间异质性

为了探明喀斯特峰丛洼地土壤矿物质的分布规律,为喀斯特地区植被恢复和生态重建提供参考,该研究基于动态监测样地（200m×100m）的网格取样分析,采用经典统计学和地统计学方法研究了喀斯特木论自然保护区典型峰丛洼地表层（0~20cm）土壤矿物质（SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3、MnO）的空间异质性.结果表明,研究区土壤6种矿物质含量的差异及变异系数均较大,SiO2和Al2O3占了土壤矿物质总量的89.53%。不同矿物质具有不同的空间结构和最佳拟合模型,SiO2和MnO呈中等空间自相关,变程长,空间连续性较好,Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO的空间自相关强烈,变程较短。CaO和MgO的Kriging等值线图相似,SiO2反之,Fe2O3和Al2O3呈相似分布,MnO的分布均匀。地形、微地貌、降雨、人为干扰特别是植被是土壤矿物质空间异质性的主要影响因素,增加植物多样性和覆盖度能有效改善和合理利用喀斯特土壤矿物质资源。

木论喀斯特林区翠柏群落学特征的初步研究

广西木论喀斯特林区，位于我国中亚热带南缘。据６００ｍ２翠柏群落样方调查结果：有维管束植物７６种，隶５１科６９属，其中单种的属占８９．９％。植物区系以热带分布区类型为主，占总属数（不含世界分布）的７１．０％，温带分布占２５．８％，但群落的种类组成是以亚热带成分占优势，按Ｒａｒｎｋｉａｅｒ生活型分类系统，高位芽植物占８２．９％，地面芽植物占１５．８％，一年生植物占１．３％，缺少地上芽和地下芽植物；从生理角度分析，叶级以小型叶（包括微型和鳞型叶）为主，占５９．２％；叶型以单叶占的比例最大，为８６．８％，群落结构可分为乔、灌、草三层，其中乔木层又可分出二个亚层。对该群落各乔木种群的大小结构分析，显示出翠柏群落是相对稳定性较大的群落。

木论喀斯特峰丛洼地森林群落空间格局及环境解释

基于广西壮族自治区木论国家级自然保护区典型峰丛洼地景观尺度内不同微生境条件和植物群落类型50个样地(20m×20m)的系统取样调查,用二元物种指示方法(TWINSPAN)对样地内胸径(DBH)≥1cm的木本植物进行分类,选择10个土壤环境因子和5个空间因子,利用除趋势典范对应分析(DCCA)研究了森林群落分布的土壤环境与空间格局,并给予定量化的合理解释。结果如下:1)TWINSPAN将森林群落划分为11组,在三级水平上分为4类生态群落类型。2)DCCA第一排序轴集中了排序的大部分信息,突出反映了各森林群落所在的坡向和土壤主要养分梯度,沿第一轴从左到右,坡向由阴转阳,岩石裸露率越来越高,土壤主要养分逐渐降低,森林群落分别出现了由原生性和耐阴性强逐步向阳性先锋树种为主的次生林和人工林变化的格局。3)因子分离分析结果表明,土壤环境因子对森林群落分布格局的解释能力为39.16%,其中21.02%单纯由土壤环境因子所引起,空间因子的解释能力为31.34%,其中13.16%独立于土壤环境的变化,18.15%是土壤环境和空间因子相互耦合作用的结果,不可解释部分达47.66%,表明喀斯特峰丛洼地森林群落的物种共存受生态位分化理论和中性理论双重控制。

桂西北喀斯特区常绿落叶阔叶混交林种群种间联结性与相关性

通过AC测定、χ2检验、Pearson相关检验和Spearman秩相关检验多种指标,分别测定广西木论国家自然保护区9个乔木优势种群在6种不同尺度取样面积下的种间联结性和相关性。结果表明:在中亚热带石灰岩常绿落叶阔叶混交林内,种间联结性测定的取样面积以64～100m2为宜,而在9×9m2取样中最能体现优势种群的种间联结性及整个群落的特征;9种优势种组成的36对种对中,有15对存在显著或极显著关联,其中正关联12对,占所有显著或极显著关联对数的80%,占所有种对数的33.33%;负关联3对,占所有关联对数的20%,占所有种对数的8.33%。

广西木论国家级自然保护区铁榄群落优势种群的生态位研究

对广西木论国家级自然保护区铁榄〔Sinosideroxylon pedunculatum (Hemsl.) H.Chuang〕群落优势种群的重要值进行了测定,并利用Levins和Hurlbert的生态位宽度指标及百分率相似性指数、Pianka和王刚的生态位重叠指数对这些优势种群的生态位进行了研究。结果表明,该铁榄群落中有11个优势种群,其中铁榄的重要值总和最大(319.27%),小栾树〔Boniodendron minus (Hemsl.) T.Chen〕、日本女贞(Ligustrum japonicum Thunb.)和广西密花树(Rapanea kwangsiensis Walker)的重要值总和也均在200%以上,掌叶木〔Handeliodendron bodinieri (Lévl.) Rehd.〕、朴树(Celtis sinensis Pers.)和榔榆(Ulmus parvifolia Jacq.)的重要值总和较小,均在70%以下。生态位宽度值较大的优势种群为铁榄、广西密花树、小栾树、红背山麻杆〔Alchornea trewioides (Benth.) Müll.Arg.〕及九里香(Murrayaexotica L.Mant.),生态位宽度值最小的是掌叶木。用3种方法测得的生态位重叠结果基本一致;生态位重叠值较大的种对有铁榄-小栾树、小栾树-日本女贞及小栾树-广西密花树等;生态位重叠值较小的种对有掌叶木-朴树和掌叶木-榔榆等。研究结果显示,重要值大的优势种群生态位宽度通常较大,生态位宽度大的优势种群间通常生态位重叠较大,但喀斯特生境的高异质性也可使生态位宽度较小的种对间产生较大的生态位重叠;该铁榄种群中大部分优势种群的生态位相似值和重叠值较高,说明该铁榄群落优势种群间竞争较强,群落结构可能具有一定的不稳定性。

濒危植物单性木兰群落优势种群生态位研究

以分布样地类型作为一维资源位,应用Levins、Hurlbert生态位宽度公式和Pianka生态位重叠以及生态位相似比例公式对单性木兰乔木层14个群落优势种群的生态位特征分析。结果表明:(1)单性木兰具有最大位宽度,对环境资源的利用具有明显优势,是群落中的建群种;(2)生态位宽的种群可能产生较小的生态位重叠,生态位较窄的种群间也会产生较大的生态位重叠,这主要取决于物种的生物学特性和对环境资源的需求;(3)单性木兰分布地的坡向、基岩裸露度、坡度等因子是影响单性木兰分布的重要因子。

广西木论自然保护区中西部洞穴生物多样性调查

洞穴生物是生物多样性的重要组成部分．为了开展木论自然保护区洞穴生物多样性评估及保护工作，2011年6～8月，采用直接采样的方法，对保护区中西部已知14个洞穴的动物进行了调查．调查共采得洞穴动物59种，隶属于13纲25目37科，包括真洞穴生物、喜洞穴生物和偶洞穴生物3大类群．木论洞穴生物多样性非常丰富，但面临严重的威胁，急需制定保护措施，进一步加强调查研究，减少人为活动．

广西木论自然保护区铁榄群落主要乔木种群格局的分形特征

为了揭示种群空间分布特征随尺度的变化规律，探讨不同种群对空间资源的占据能力和生态适应能力及分形差异，采用计盒维数、信息维数和关联维数对木论自然保护区铁榄群落主要乔木种群格局特征进行了研究。结果表明，优势种铁榄（Sinosideroxylon pedunculatum）、东女贞（Ligustrum japonicum）、小栾树（Boniodendron minius）、稀有濒危种掌叶木（Handeliodendron bodinieri）、青檀（Pteroceltis tatarinowii）5个种群在相应的尺度具有明显的分形特征；计盒维数和信息维数大小顺序一致，均为：铁榄〉东女贞〉小栾树〉掌叶木〉青檀；在5个种群中，铁榄计盒维数为1．7763最大，接近2，对空间环境的占据能力最强，信息维数（1．7206）也最大，个体聚集强度强，在群落中处于绝对优势地位，青檀计盒维数（0．8316）和信息维数（0．8990）最小，对环境的占据利用能力弱，个体聚集程度整体较弱，在群落中处于伴生地位；在0．5～50m的尺度上，关联维数大小顺序为：铁榄（1．7314）〉东女贞（1．6688）〉小栾树（1．6050）〉青檀（0．7868），而掌叶木只有在大的尺度上才出现关联，且关联较强。3个分形维数大小的不同组合，能够全面揭示不同种群格局特征和种群在群落中所处地位的差异。

广西木论自然保护区掌叶木种群结构与分布格局

掌叶木(Handeliodendron bodinieri),是残遗于我国石灰岩地区的单种属特有种之一。因人为影响,生境特殊及自身特性,资源稀少,被列为国家一级重点保护野生植物。为了解掌叶木种群结构与动态以及空间分布格局特征,采用样地并结合无样地取样技术对掌叶木种群进行调查,绘制径级结构和高度级结构图、应用点格局进行分析,并采用Ripley's K(d)函数有效地描述种群空间属性。同时采用点到点距比率法进行格局计算。结果表明,掌叶木种群幼苗严重不足,种群呈衰退趋势;种群空间分布主要呈随机分布;掌叶木种群的分布格局受物种本身的繁殖特性、岩溶石山的生境特点以及种内种间的竞争等的共同影响。

广西木论两种珍稀濒危植物的元素背景值比较

着重分析了木论喀斯特林区珍稀濒危植物单性木兰和翠柏两种植物中13种元素的背景值,同时分析了这两种植物内的元素迁移。单性木兰和翠柏体内的元素含量顺序较相似,并且同一元素在两种植物体内的含量也较相似,但单性木兰的Si含量要比翠柏的高,而Cu的含量比翠柏的低。单性木兰和翠柏对大多数元素有较强的吸收能力,两种植物对N,P,Ca,Cu的归还系数相似,单性木兰K,Al的归还系数比翠柏的高,但Mg,Si,Fe,Zn的归还系数比翠柏的低。单性木兰和翠柏的归还系数与吸收系数相似,说明这两种植物具有相似的地球化学特征,元素的吸收和归还处于动态的平衡之中。

木论保护区喀斯特森林凋落物的产量及其养分归还量

为了解具有特殊地表生境的喀斯特森林的凋落物特征和物质循环关系,为该地区森林生态系统的物质循环研究和土壤肥力、森林水文效应的评价提供科学依据和基础数据,采用收集器定位研究方法,于2006—2010年连续5年在木论保护区森林内进行凋落物采集并进行分析。结果表明:1)年凋落物量为7.85～10.49t/hm2,年平均值为8.71t/hm2;2)凋落物量的月变化为0.48～1.01t/hm2,季节分配为秋季(2.91t/hm2)>冬季(2.14t/hm2)>春季(1.93t/hm2)>夏季(1.73t/hm2);3)年凋落物组分为叶子(4.88t/hm2)>枝条(3.14t/hm2)>花果(0.40t/hm2)>其他杂物(0.30t/hm2);4)年凋落物养分归还量为Ca(16.07kg/hm2)>N(14.69kg/hm2)>K(3.30kg/hm2)>Mg(1.74kg/hm2)>Mn(0.79kg/hm2)>Fe(0.12kg/hm2),P、Zn、B分别为0.03～0.04kg/hm2;5)回归分析表明,凋落物量的月变化与月降雨量呈负相关,而与其他气象因子的关系不明显。

桂西北喀斯特典型森林植被的小气候特征

森林小气候是森林生态效益研究的重要组成部分。采用常规气象观测方法，于2006—2010年在木论自然保护区典型森林内及其空旷地（林外）建立气象观测场，进行了主要气象要素的同步对比观测研究。结果表明：（1）森林内年平均太阳辐射能为107．8×10^4W／m^2，占林外的5．3％。（2）林内年平均气温及年较差依次为16．3℃和17．2℃，均比林外降低0.2℃。（3）林内0～20cm土层年平均温度为16．7—17．1℃，分别比林外同一土层降低0．9～2．0℃；年较差为12．7～15．8℃，分别比林外同一土层降低3．2～4．4℃。（4）林内年平均降雨量及林冠截留量分别为1275．7mm和415．6mm，分别占林外降雨量的75．4％和24．6％。（5）林内年平均蒸发量为293．3mm，占林外的57．9％。（6）林内年平均相对湿度为84％，比林外降低2％。木论喀斯特森林削减了到达林内的太阳辐射能、降低林内温度，使林内温度变化缓和，同时减少了林内降雨量，使林内蒸发量减少等具有良好的小气候效应，但对林内的增湿效果不明显。

乌兰木伦河径流分布均匀度及其变异点研究

人类活动对河流径流的影响已经越来越明显,河流径流量已经明显减少,采用基尼系数的基本原理和方法计算了乌伦木兰河的年径流量变化的基尼系数,计算分析的各年基尼系数呈上升趋势,河流年径流量逐年减少,最后借助hurst指数判断出河流的变异年。这些表明:随着该流域经济的快速发展,工农业的开发,以及煤矿的不断开挖已经对该河年径流量产生了显著影响,加速了其径流量减小的趋势,必须引起高度重视。

喀斯特峰丛洼地原生林区土壤矿质元素空间异质性研究

运用经典统计学和地统计学方法研究了喀斯特峰丛洼地原生林保护区土壤矿质元素钙、镁、硅、铁、铝、锰的空间变异和相关关系，结果表明，在喀斯特峰丛洼地原生林区土壤矿质元素存在空间上的异质性。从半变异函数的模型拟合来看，决金值与基台值的比均小于25％的标准，表明变量具有强烈的空间相关性，且由结构性因素引起的空间变异占主导因素。Kriging等值线图显示，在不同的坡位出现了高值区和低值区，硅、铁和铝在中上坡出现高值区，而钙、镁和锰在中下坡出现低值区，这6个指标在研究区域均出现围绕1～3个中心点聚集分布出现高值或低值区，说明气候、母质、地形和微地貌对喀斯特原生林区土壤矿质元素空间变异起主导作用。

带叶兜兰遗传多样性的SRAP分析

【目的】从分子水平上了解带叶兜兰的遗传多样性，为带叶兜兰种质资源的保护和利用奠定基础。【方法】采用SRAP分子标记技术，对40份采自广西木论自然保护区天然居群的野生带叶兜兰种质资源进行分析，利用Popgene软件估算遗传多样性参数。【结果】从414对SRAP引物中筛选获得30对能扩增稳定、清晰可辨条带的引物组合；30对引物组合可从40份DNA样品中扩增获得256条带，每对引物扩增条带数为6～11条，平均每对引物组合扩增获得8．53条带；其中多态性条带62条，多态性比例为12．50％～33．33％，平均多态性比例为24．22％。遗传多样性分析结果显示，Nei’s基因多样性指数为0．1282，Shannon多样性指数为0．1582。【结论】带叶兜兰种质资源群体个体数少，个体间遗传多样性水平较低。

木论喀斯特森林水土流失规律研究

森林水土流失是森林水文生态效益评价的重要指标。通过坡面径流小区测流法,于2006—2010年连续5a对木论喀斯特森林及灌草坡植被进行水土流失的对比观测研究。结果表明:(1)林地年地表径流量为0.78～2.85mm,年均值为1.77mm,占年均降雨量的0.10%,比灌草坡(5.87mm)减少了69.8%;(2)林地年土壤侵量为9.9～28.5kg/hm2,年均值为17.7kg/hm2,比灌草坡(58.7kg/hm2)减少了69.8%;(3)林地年养分(N,P,K)流失量为0.008～0.028kg/hm2,年均值为0.019kg/hm2,比灌草坡(0.064kg/hm2)减少了70.3%;(4)土壤及养分流失主要集中在5—8月,分别占全年流失总量的76.3%,92.7%,与该区同期降雨量的年内分配相匹配。

辽代西拉木伦河流域聚落分布与环境选择

辽代西拉木伦河流域及毗邻地区的聚落是分析论证农业开垦范围与环境扰动的重要依据,作者将这一地区的聚落分为两类,其中之一为散居在各处的基层聚落,规模小,人口少,围绕聚落形成的耕地范围也有限,不是造成环境扰动的主要方面。另一类以府、州城为中心形成的聚落,人口集中,耕地范围大,且大部分州治城邑属契丹历史纪念地,而不是农业垦殖适宜地;个别州治城邑地处沙地中部,不具备农业开垦的条件,由于人口集中,这些农田插花地不但范围大,而且是引起环境问题的关键地区。