湖北七姊妹山亚热带常绿落叶阔叶混交林主要木本植物的生态位与种间联结

[目的]探究亚热带常绿落叶阔叶混交林的生态位特征和种间联结,阐明主要木本植物种间关系及对环境适应状况,为亚热带地区生物资源保护和森林管理提供理论依据。[方法]本研究基于湖北七姊妹山国家级自然保护区6 hm2(300 m×200 m)标准大样地数据,从物种组成、生态位宽度、生态位相似性系数、生态位重叠指数、方差比率法、χ^(2)检验、联结系数、Jaccard指数等方面研究了16种主要木本植物(重要值大于1%)的生态位和种间联结。[结果](1)2020年湖北七姊妹山亚热带常绿落叶阔叶混交林共有64科140属266种木本植物,主要有桦木科、壳斗科和金缕梅科等,物种组成逐渐复杂。(2)川陕鹅耳枥的物种重要值和生态位宽度最高,占据绝对优势地位,与其他主要木本植物之间具有较高的生态位重叠和生态位相似性。四照花、灯台树和尖叶四照花的优势地位次之。生态位重叠指数和生态位相似系数均以0.2~0.5之间为主,大部分物种对生境需求具有一定相似性、互补性。物种重要值排序与生态位宽度排序并不完全相同。(3)湖北七姊妹山亚热带常绿落叶阔叶混交林内物种间总体关联性呈现显著正联结,且正负联结比值大于1。16种主要木本植物的χ2检验、联结系数、Jaccard指数、Pearson相关系数和Spearman秩相关系数的结果基本一致:正关联种对数大于负关联种对数,极显著或显著正关联种对数比极显著或显著负关联种对数多,不显著关联种对数也占有重要比例。[结论]亚热带常绿落叶阔叶混交林物种丰富,群落处于演替早期至中期阶段,种间关系松散、不紧密。

木果柯功能性状的种内变异及其与遗传·环境和个体发育的关系

依托哀牢山按公里网格布设的20个亚热带常绿阔叶林1 hm^(2)动态样地,选取样地内所有胸径(Diameter at breast height,DBH)≥10 cm的木果柯(Lithocarpus xylocarpus)个体作为研究对象,测量其6个功能性状(叶面积、比叶面积、叶片厚度、叶干物质含量、叶绿素含量和枝条木质密度),利用基于距离矩阵的多元回归解析遗传变异、环境距离、个体发育阶段差异对木果柯功能性状种内变异的相对作用。结果表明:木果柯的功能性状均存在不同程度的种内变异,叶面积变异最大,其次是比叶面积和叶片厚度,木质密度、叶干物质含量和叶绿素含量变异较小;对种内变异程度最大的叶面积来说,个体发育阶段差异的正效应最强,其次是遗传变异,环境距离的正效应最弱;遗传变异对叶绿素含量种内变异的正效应在所有性状中最强,而环境距离对比叶面积的正效应在所有性状中最强。

雪灾对哀牢山中山湿性常绿阔叶林木质藤本幼苗更新的影响

为探讨雪灾对木质藤本幼苗更新的影响,研究了雪灾前后,云南哀牢山中山湿性常绿阔叶林木质藤本幼苗的组成、物种多样性与多度的变化、多度与冠层光照指数的关系。雪灾前(2014年)后(2016年)分别在林内设置20个4 m×4 m的样方,调查样方内木质藤本幼苗(高度或长度≤50 cm)的种类、数量、基径,并测定冠层光照指数。结果表明:①雪灾前后的木质藤本幼苗分别为502株(17种)、1022株(25种);木质藤本幼苗在雪灾前(2014年)的优势种为耐荫种,雪灾后(2016年)的优势种除了葡萄酸藤子外均为喜光的物种;②木质藤本幼苗在雪灾后(2016年)的多度、物种丰富度显著高于雪灾前(2014年)。在11种最常见木质藤本幼苗物种中,雪灾后(2016年)5个喜光种的多度显著高于雪灾前(2014年),而其他6个耐荫种的差异性不显著;③雪灾前后的冠层光照指数从1.58增加到2.88(t=-5.394,p<0.05),木质藤本幼苗的多度与冠层光照指数呈显著正相关(r=0.956,p<0.01)。

云南哀牢山湿性常绿阔叶林不同密度土壤碳的分布特征

通过调查和对比不同密度土壤碳在亚热带森林生态系统土壤剖面中的垂直分布规律,分析和探讨森林生态系统不同类型土壤在分解、分馏、沉积和保存碳元素方面发挥的重要作用。本研究在云南哀牢山亚热带湿性常绿阔叶原生林生态系统中进行,以上游森林生态系统原生土和下游草地生态系统淤积土为研究土壤类型,采用分层取样的方法,观察土壤剖面中根层土壤(0~45 cm)不同密度有机碳的垂直分布规律,并对比分析土壤碳密度分级法和重铬酸钾氧化法测定土壤全碳含量的差异。研究结果表明:在6个土壤剖面、2种不同类型的土壤剖面中,土壤轻组碳、中组碳、重组碳和全碳均呈衰减式指数分布,且4个测定指标在淤积土土壤剖面的各个土层中的含量明显高于原生土土壤剖面相对应的各个土层中的含量,说明单位体积淤积土在沉积土壤碳方面发挥的作用比原生土要大。在所测定的3种不同密度的土壤碳中,轻组碳含量最低,中组碳次之,重组碳最高,说明大部分土壤碳与矿物质形成团聚体而不能被土壤微生物、土壤动物和植物根系直接利用;3种不同密度土壤碳占土壤全碳的比例数据中,轻组碳和中组碳的比例随着土层深度的增加而减少,重组碳的比例则随着土层深度的增加而增加,说明不同土层在沉积和保存不同密度土壤碳方面发挥的作用有异。本研究成果为全球热带和亚热带森林生态系统不同密度土壤碳在各种不同类型土壤剖面中的沉积速率和储量等方面的研究工作扩展新的调查内容和研究方向。

不同树种对森林土壤可溶性有机碳空间异质性的影响

通过调查同一个森林生态系统不同样地中多个树种根际范围内土壤可溶性有机碳和土壤有机碳的含量,分析和探讨影响森林生态系统土壤可溶性有机碳和土壤有机碳空间异质性的环境因素。本项目在云南哀牢山亚热带中山湿性常绿阔叶原生林生态系统中进行,选择3个山谷样地上游森林生态系统原生土区域中7个主要树种作为研究对象,调查0~10cm表层土壤可溶性有机碳和土壤有机碳的含量。研究结果表明:硬壳柯、变色锥、木果柯、多花山矾和南洋木荷等5个乔木树种根际范围内土壤可溶性有机碳和土壤有机碳含量显著高于云南连蕊茶和云南越桔2个灌木树种根际范围内土壤可溶性有机碳和土壤有机碳含量;5个乔木树种中硬壳柯和南洋木荷2个树种根际范围内土壤可溶性有机碳和土壤有机碳含量明显大于另外3个乔木树种,说明不同树种对土壤可溶性有机碳和土壤有机碳的空间异质性有明显影响。7个不同树种根际范围内土壤可溶性有机碳含量、土壤有机碳含量和土壤可溶性有机碳含量占土壤有机碳含量的比例在老君山神山谷样地中达到最大值,在三棵树山谷样地中降低为最低值,说明不同山谷样地中的环境条件也可以显著影响土壤可溶性有机碳和有机碳含量及两者之间的比例。本项目研究结果充分证明森林生态系统土壤可溶性有机碳和土壤有机碳空间分布规律的复杂性和环境控制因子的多样性,可为全球各种类型森林生态系统土壤有机碳成分和碳贮量等方面的研究内容提供新的思路和方向。

不同混交度指数的比较分析

混交度是近年来提出的描述林分树种相互隔离程度的指数,包括简单混交度、树种多样性混交度和物种空间状态; 但现有混交度的指数对空间结构单元的树种隔离关系表达不完整,存在不同混交结构具有相同混交度的问题。本文在分析简单混交度、树种多样性混交度和物种空间状态及其存在问题的基础上,提出全混交度。以天目山常绿阔叶林数据为例,采用基于 GIS 的 Voronoi 图分析方法对不同混交度指数进行比较分析。结果表明: 由于树种多样性混交度、物种空间状态和全混交度都是对简单混交度的改进,所以各混交度既有区别又有联系,证明它们之间存在数学关系。全混交度增加考虑最近邻木相互之间的树种隔离关系,并引入生物多样性 Simpson 指数,可明显提高对不同混交结构的分辨能力。

哀牢山湿性常绿阔叶林和次生林木质物残体的组成与碳贮量

研究了哀牢山山地湿性常绿阔叶林和3个主要次生演替类型(栎类萌生林、滇山杨林和旱冬瓜林)木质物残体的组成和碳贮量特征.结果表明:哀牢山徐家坝地区原生森林(常绿阔叶林)木质物残体的碳贮量达36.56t.hm-2,树种组成以腾冲栲、木果石栎和景东石栎等为主,多数是直径≥10cm的大径级、处于中等分解状态的倒木.这主要是由于该区常年潮湿温凉,木质物残体中占优势的壳斗科倒木的材质坚硬,难以分解.3类次生林木质物残体的碳贮量在1.2～5.0t.hm-2,为栎类萌生林>滇山杨林>旱冬瓜林,表现出木质物残体碳贮量随群落演替进程而逐渐增加的趋势.

重庆四面山常绿阔叶林建群种种子雨、种子库研究

对重庆四面山常绿阔叶林建群种种子雨、种子库的研究表明,建群种早期和晚期的种子雨无活力;种子偏早或偏晚成熟及大籽粒的树种,其种子雨被取食的比例大;种子雨、有活力种子雨、种子库三者的数量变化不一致;有活力种子雨量较大的栲、石栎、小叶青冈、扁刺栲、香桂等,其种子库密度在早期以近几何级数的方式增长,元江栲、银木荷种子库小,存在时间短,翌年无一年生萌发苗;种子库数量动态、消减率动态决定于种子被取食的强度、种子衰老的速度以及种子对病菌、逆境的抗性和种子萌发的整齐性.

哀牢山中山湿性常绿阔叶林林窗特征研究

本研究以哀牢山中山湿性常绿阔叶林为研究对象 ,分析了该植被群落林窗的大小结构及干扰形成等空间特征。研究表明 ,林窗大小取决于林窗形成方式和形成木的种类、大小。实际林窗面积远小于扩展林窗面积 ,前者的平均面积仅约为后者的 33 2 %。在数量上 ,实际林窗和扩展林窗的面积分布均呈以上小林窗为主的偏态分布。但在总的林窗面积比例上 ,大林窗的所占的面积比更大。实际林窗中 ,10 0～ 2 0 0m2 的林窗所占面积比达 6 6 4 %。扩展林窗中 ,2 0 0～ 30 0m2 和 4 0 0～ 5 0 0m2 大小的面积比分别为 33 1%和 2 0 6 %。由于该地区冬季强劲的风力 ,林窗形成方式以根倒和折干 ,分虽占形成木总数的 35 %和 2 8%。风力是哀牢山中山湿性常绿阔叶林林窗形成的主要外部驱动力。多数林窗由 1～ 3株形成木造成的。林窗形成木的种类绝大多数为变色锥、木果柯和硬壳柯三种群落上层的优势树种。这三个树种约占林窗形成木的 78%。因此 ,对于林窗发生这种中小尺度干扰事件 ,群落上层的成势树种起着决定性的影响作用。其它冠层水平的乔木 (如亚冠层 )的扰动也可以产生林窗 ,但所占比例很小。林窗形成木的径级呈明显的偏正态分布 ,且以 2 1～ 4 0、4 1～ 6 0和 6 1～ 80cm的径级最为普遍 ,分别占总数的 31 6 %、2 0 0

大岗山森林生态站区气象要素分析

采用林外对照区与不同林型小气候定位观测的实验方法,以大岗山森林生态站2001 2002年气象观测数据为基础,从太阳辐射、大气温度、大气湿度、土壤温度、降水量、蒸发量、风速和风向等因子对大岗山森林生态站站区林内与林外对照区气象要素值进行对比分析。结果表明:⑴大气下垫面的性质是影响气象要素变化的重要因子,林内气温、湿度变幅小,且基本处于静风状态;无林地气温、湿度日较差、年较差大,蒸发量相对增加,平均风速增大。⑵林分类型、郁闭度不同对气象要素的变化也有很大影响。

哀牢山中山湿性常绿阔叶林不同干扰强度下土壤无机氮的变化

在云南哀牢山中山湿性常绿阔叶林地区 ,选取了木果柯原始林、栎类次生林和人工茶叶地 3种群落类型代表人为干扰强度从小到大的梯度 ,研究了人为干扰强度对土壤NH4 + N、NO3 N等特征的影响 .结果表明 ,3种群落的土壤无机氮含量 (0～ 1 5cm)存在显著差异 :表现为随干扰强度增加 ,土壤有机质、全N降低 ,C/N比增高 ,NO3- N流失的潜力在增加 ,说明干扰不利于土壤肥力的保持和群落正向演替 .同一群落类型下不同空间位置土壤的有机质、全N、C/N比、pH值和NH4 + N基本一致 ,但NO3- N有较大变化 ,表明土壤中NO3- N的不稳定性 .此外 ,NH4 + N为无机氮的主要存在形式 ,约占无机氮总量的 95 .5 %～ 99.2 % .

广州帽峰山林区空气负离子动态及与环境因子的关系

采用定位连续观测方法,研究了广州帽峰山森林公园负离子含量近5年的年、季、月变化及不同天气的变化规律,并以此对帽峰山森林公园的空气质量进行了计量评价,分析了空气负离子含量与环境因子的相关关系。结果表明:林区不同观测区的负离子含量差异较大,山下瀑布空间负离子含量最高,平均水平达达21729ions·cm-3;林内负离子含量年间及月间变化不大,沟谷小溪和山中部瀑布空间由于人为干扰,负离子含量年动态呈现降低趋势,山下瀑布空间年负离子含量维持在20000ions·cm-3左右;负离子含量的季节差异显著,春夏季大于冬秋季,夏季最高、冬季最低。空气质量评价系数CI的最低在2月份、最高在8月份。不同天气条件下负离子含量大小顺序为下雨>晴天>阴天。负离子含量与空气温度呈正相关,与空气湿度呈正相关,与空气气压呈负相关。

江西大岗山常绿阔叶林群落特征研究

基于对25个样地,共计13.6 hm2面积调查资料的基础上,对江西大岗山常绿阔叶林群落的种类组成、外貌、水平结构、垂直结构和乔木层物种多样性进行分析。结果表明:群落内有维管植物273种,隶属于89科178属,其中单种属占总属数的76.4%;地理成分复杂,以热带、亚热带成分占优势;包括藤本在内的高位芽植物占总种数的86.29%。构成群落乔木层的22种主要树种都属聚集分布,群落层次结构比较复杂,分为乔木层、灌木层和草本层,乔木层可分为3个亚层。4种多样性指数在群落梯度上的分布趋势基本一致:常绿阔叶林>半常绿阔叶林>针阔混交林>毛竹林;物种多样性随海拔高度分布规律为中海拔最高,低海拔次之,高海拔最低;物种多样性指数在纬度梯度上符合从高纬度到低纬度升高的规律。

哀牢山湿性常绿阔叶林木质藤本植物的物种多样性及其与支柱木的关系

分别在哀牢山湿性常绿阔叶林沟谷和坡面调查了10个20m×50m的样地,研究哀牢山湿性常绿阔叶林木质藤本植物的物种多样性及其与支柱木的关系。结果表明:研究区共记录到DBH≥1cm的木质藤本植物402株(隶属于23种21属16科)和DBH≥10cm的林木1522株(隶属于47种30属15科);与其他亚热带森林比较,该森林中木质藤本植物物种较为丰富但多度较低;藤本植物的物种丰富度、密度和基面积在沟谷显著高于坡面,而林木的差异性不显著;木质藤本植物在支柱木上呈集群分布,并且不同种支柱木被藤本植物攀援的百分比间存在显著的差异(P<0.001),说明藤本植物的攀援对支柱木具有选择性;云南越桔、薄叶马银花和景东冬青等树种因其树皮光滑而不易被藤本植物攀援,而腾冲栲、七裂槭、山矾和多花山矾等则易于被藤本植物攀援;大径级支柱木被藤本植物攀援的比率高于小径级支柱木;茎缠绕和钩刺攀援藤本的胸径与支柱木胸径极显著相关(P<0.001),根攀援和卷须攀援藤本的胸径与支柱木胸径相关性不显著(P>0.05)。

庐山常绿阔叶、落叶阔叶混交林乔木种群种间联结性研究

本文通过２×２联列表以多种指标分别测定了庐山常绿阔叶、落叶阔叶混交林３６个乔木种群在抽样面积分别为１００ｍ２和４００ｍ２时的种间联结性。结果表明：在中亚热带山地森林植被研究中，以Ｘ２检验为基础，结合联结系数ＡＣ和共同出现百分率ＰＣ来测定植物种群的联结性，效果较好。一方面，不同大小的样方能反映物种种间联结性的空间变化；另一方面，抽样面积为１００ｍ２，更能准确全面地表现优势种群种间联结性的特征。种间正联结性越强，其生态位重叠值越大，反之，种间负联结性越强，其生态位重叠值越小。最后，还将这３６个种群按其联结性划分为４个生态种组。

云南哀牢山山地湿性常绿阔叶林附生植物的多样性和分布

附生植物对山地森林生态系统的物种多样性形成及其维持机制、生态系统的水分和养分循环等有重要作用。作者调查分析了云南哀牢山原生山地湿性常绿阔叶林 80株不同种类、不同径级乔木上附生植物种类、数量及空间分布特征,结果表明该区森林附生植物种类较为丰富。共收集到附生植物 69种,分属 33科 49属,其中维管束植物32种,苔藓植物 37种。附生维管束植物的Shannon Wiener指数和Simpson指数分别为 2. 93和 0. 91,附生苔藓植物分别为 3. 31和 0. 95。附生维管束植物中蕨类较为丰富,以棕鳞瓦韦 (Lepisorusscolopendrium)、拟书带蕨 (Vittariaflexuosoides)、柔毛水龙骨(Polypodiodesamoenavar. pilosa)等为主;附生种子植物以黄杨叶芒毛苣苔 (Aeschynanthusbuxifolius)、长叶粗筒苣苔(Briggsialongifolia)、白花树萝卜 (Agapetesmannii)等为主。该地区全年气候潮湿、温凉,使得附生苔藓植物非常丰富,主要优势种类包括东亚鞭苔 (Bazzaniapraerupta)、小叶鞭苔 (B. ovistipula)、齿边广萼苔(Chandonanthushirtellus)、树平藓 (Homaliodendronflabellatum)、刺果藓 (Symphyodonperrottetii)、青毛藓 (Dicran odontiumdenudatum)、小蔓藓(Meteoriellasoluta)、尖喙藓(Kindbergiapraelonga)等。从空间分布特点上看,

云南哀牢山中山湿性常绿阔叶林的降水化学

为了分析大气降水的化学物质输入及其降水淋溶对云南哀牢山森林生态系统生物物质循环产生的影响。通过观测大气降雨过程中大气降水、穿透雨及树干茎流在１９９１年５月～１９９３年４月间的变化并测定其相应的水质特征，发现①大气降雨和穿透雨是养分输入的主要形式，其中以穿透雨养分输入为主，树干茎流养分输入很小，可忽略不计。Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ养分元素的输入量是穿透雨：６．０９９，０．４２３，５．９１５，１．７８９和０．７７１ｋｇ·ｈｍ－２·ａ－１；大气降雨：１４．１８，０．１２３，０．０８，１．４２９和０．１８３ｋｇ·ｈｍ－２·ａ－１；②Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ浓度在大气降雨、穿透雨和树干茎流中有很大差异，三种养分输入形式除Ｎ外，浓度大小依次是：树干茎流＞穿透雨＞大气降雨。其中穿透雨Ｎ＞Ｋ＞Ｃａ＞Ｍｇ＞Ｐ；树干茎流Ｋ＞Ｎ＞Ｃａ＞Ｍｇ；大气降雨Ｎ＞Ｃａ＞Ｍｇ＞Ｐ＞Ｋ。

冰灾对车八岭山地常绿阔叶林区系和群落的影响

研究了2008年年初南方冰雪冻雨灾害对车八岭常绿阔叶林不同区系的冠层植被所造成的影响.结果显示,研究样地内温带分布的乔木受损比例高于热带分布的乔木受损比例.2检验说明不同区系间的冠层乔木个体受损比例差异显著(P<0.01);东亚分布及其变型受损个体比例最小,热带亚洲至热带非洲分布及变型、东亚和北美间断分布及其变型、热带亚洲分布及其变型受损个体比例较大.冠层乔木都以重度受损为主,中度受损和轻度受损个体数都远小于前者.CCA多元分析显示,株数密度、平均胸高断面积、坡度、海拔各自对不同物种的受损乔木的分布有显著影响(Monte Carlo test,P=0.010 0).优势种米槠Castanopsis carlesii受损植株的分布与群落的平均胸高断面积显著正相关;亚优势种栲Castanopsis fargesii、鸭公青Neolitsea chuii、尾尖叶柃Eurya acum inata受损植株的分布与坡度显著负相关;亚优势种荷木Schima superb与海拔显著正相关.总之,在相同的生境中能够占据林冠优势层的区系类型往往受灾更严重.

哀牢山湿性常绿阔叶林林窗木质藤本植物的物种组成与多样性

木质藤本植物是热带和亚热带森林中重要的植被和生态的组分。通过对哀牢山山地湿性常绿阔叶林中30个林窗的调查,探讨了林窗-林窗边缘-林内的梯度上,以及不同大小和演替阶段的林窗中藤本植物的物种组成与多样性的变化。结果表明:阳性种藤本植物主要出现在林窗中,而且对不同大小和演替阶段林窗环境的反应存在明显的差异;耐荫种藤本植物则主要出现在林内,林窗边缘以及中、小面积的林窗和处于演替中、后期的林窗中。从林窗中心到林窗边缘和林内藤本植物的多样性(Fisher’sα多样性指数)和多度呈降低的趋势。此外,藤本植物的多样性在中等大小和处于演替中、后期的林窗中较高,而其多度在小林窗和处于演替中期的林窗中较高。该研究指出藤本植物物种间生活史特性存在明显的差异,阳性种藤本植物的物种多样性是由林窗来维持的。

四川缙云山常绿阔叶林次生演替及其物种多样性的研究

应用样带相邻格子法,分层测定缙云山常绿阔叶林破坏后的次生演替系列群落的物种多样性。多样性-面积曲线表明凡种丰富度(S)较大,则个体分布均匀度(J)较小;个体密度小的层或群落,多样性-最小面积较大。多度(A)或个体数(N)和丰富度的信息量(H)-面积曲线都比较平稳,而盖度(C)或胸径(D)与相应的均匀度(J)-面积曲线波动较大。研究表明,以重要值为植物单位计算相应的信息量可以反映群落信息量的真实特征,均匀度高的群落,多样性变异小,反之则大。演替期间,各层S稳定增加灌木层和草本层建立初期J较高,H与S呈正相关,以后J下降,H却与J呈负相关,乔木层H始终与J呈正相关。演替系列群落草本植物特别是一年生植物表现在数量和作用上的减少与降低,乔木在数量上的增加和主导作用的加强。位于不同生境的顶极群落,多样性分异程度依草本层、灌木层和乔木层的顺序减少。文章还讨论了有关群落多样性测定和演替系列群落稳定性一多样性问题。