广东鹅凰嶂省级自然保护区圆籽荷所在群落乔木层优势种的生态位及种间联结性

为了更好地保护濒危植物圆籽荷(Apterosperma oblata Hung T.Chang),对广东省鹅凰嶂省级自然保护区圆籽荷集中分布区域开展群落调查,采用Levins指数、Shannon指数、Pianka指数(O ik)、Schoener指数(C ik)分析该群落乔木层优势种(重要值大于1.5%)的生态位特征,采用方差比率、统计量、χ2检验、联结系数和Spearman秩相关系数分析优势种的种间联结性,并对Spearman秩相关系数与O ik和C ik值进行线性回归分析。结果表明:粉绿柯(Lithocarpus glaucus Chun et C.C.Huang ex H.G.Ye)重要值最大(6.13%),圆籽荷重要值排名第5(2.45%)。天料木〔Homalium cochinchinense(Lour.)Druce〕、鹅掌柴〔Heptapleurum heptaphyllum(Linn.)Y.F.Deng〕、锡兰蒲桃〔Syzygium zeylanicum(Linn.)DC.〕和革叶铁榄〔Sinosideroxylon wightianum(Hook.et Arn.)Aubrév.〕的Levins指数和Shannon指数均较高,而圆籽荷的Levins指数和Shannon指数均较低。21个优势种组成的210个种对的O ik和C ik均值分别为0.51和0.49;整体来看,圆籽荷与木荷(Schima superb Gardner et Champ.)和粉绿柯等树种的O ik和C ik值较高,说明当群落资源有限时,这些树种可能与圆籽荷存在竞争关系。该群落乔木层优势种的总体联结性为显著正联结;χ2检验、联结系数和Spearman秩相关系数分析结果均显示,这些优势种的种间联结性多不显著,圆籽荷与多数树种的联结性也不显著。线性回归分析结果显示乔木层优势种间的联结性越强,其生态位重叠度和生态位相似性越高。综上,广东省鹅凰嶂省级自然保护区圆籽荷所在群落目前处于演替后期,乔木层优势种间的联结性较弱,圆籽荷与多数树种的联结性也较弱。在对该圆籽荷种群进行保护时,建议减少对生境的人为干扰,并科学管理与圆籽荷生态位重叠度和生态位相似性较高的树种。

热带北缘鹅凰嶂季雨林四种群落特征及成熟度分析

为分析我国热带北缘季雨林的不同演替阶段的群落特征,该研究对广东阳春鹅凰嶂典型季雨林中4种(A、B、C、D)不同植物群落展开调查,对群落的物种组成、多样性和空间结构等进行分析,判断成熟度差异,预测演替方向,并提出优化建议。结果表明:(1)4种群落林层单一,小径级木与下层木占主体地位,具有1~3种明显的优势树种。(2)Shannon-Wiener指数为2.72~3.74,Simpson指数为0.90~0.97,Pielou均匀度指数为0.74~0.89,各群落多样性特征差异显著。(3)4种群落乔木胸径大小比数为0.49~0.51,角尺度为0.56~0.61,混交度为0.54~0.83,林分空间结构指数为60.57~71.44,林分空间结构距离为53.15~68.53。(4)综合群落基本特征、多样性和空间结构特征的分析得出,各群落的成熟度排名为D>A>C>B。综上认为,4种群落都处于演替前期或中期,乔木个体胸径和树高发展空间较大;群落整体处于中庸生长状态,个体均呈轻微聚集分布,树种表现为中度、强度或极强度混交,空间结构与理想林分存在一定距离。随着成熟度的增加,4种群落都继续以阳性树种作为主要优势树种进行演替,并初步具备该区域地带性顶极群落的典型植被特征;季雨林群落物种多样性提高,并向混交度增加、空间结构优化、稳定性增强的趋势演替。该研究结果为群落构建机制和森林结构优化等提供科学依据。未来应对该区域加强监管与保护,同时应对该地区的植被生态学和生物多样性保护展开广泛监测与深入研究。

粤西地区4种典型人工林土壤碳、氮、磷养分垂直分布特征

【目的】土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量比是反映森林生态系统养分变化的重要指标。研究旨在探明粤西地区不同林分类型的土壤C、N、P养分的垂直分布特征及其与化学计量特征之间的关系。【方法】以广东省阳江市国有花滩林场的马占相思Acacia mangium、加勒比松Pinus caribaea、尾叶桉Eucalyptus urophylla和灰木莲Magnoliaceae glanca四种典型人工林为研究对象,对不同土层(0~10、10~20、20~40、40~60、60~100 cm)的土壤总有机碳(TOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和速效磷(AP)等指标进行测定,探讨不同人工林类型土壤C、N、P的垂直变化及其化学计量特征。【结果】不同林分类型和土层深度的土壤TOC、TN存在显著差异,土壤TOC和TN含量随着土层深度的增加而减少,在不同林分间表现为马占相思>加勒比松>尾叶桉>灰木莲,土壤TP在不同林分类型和土层深度间的含量相对比较稳定。马占相思林、加勒比松林、尾叶桉林和灰木莲林的土壤C∶N、C∶P、N∶P分别为7.45~8.09、10.14~16.59和1.35~2.18,均低于全国土壤平均水平。相关性分析结果表明,4种林分的土壤TOC与TN、C∶N与C∶P均呈极显著正相关关系,土壤含水量(SWC)和pH值会影响土壤C、N、P含量以及生态化学计量学特征。【结论】马占相思林有较好的养分归还和地力维持的效果,在人工林营建过程中可以通过适当种植固氮树种达到土壤肥力改良的目的。

2种人工林对土壤碳氮磷化学计量特征及阳离子交换量的影响

【目的】土壤碳氮磷生态化学计量可以探明植物受土壤养分的限制情况,土壤阳离子交换量(CEC)直接反映了土壤保肥、供肥性能和缓冲能力。研究旨在揭示华南地区乡土马尾松和木荷人工林对土壤养分及保肥供肥能力的影响。【方法】以广东省鹤山市的马尾松和木荷人工林为研究对象,对2种人工林表层土壤(0~10 cm)有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)和交换性阳离子等指标进行分析测定,探讨不同人工林分对表层土壤碳氮磷和阳离子交换量的影响。【结果】木荷人工林SOC显著大于马尾松人工林,马尾松人工林土壤TK含量则显著高于木荷人工林,但土壤TN和TP含量在2种林分之间的差异不显著;2种林分土壤盐基饱和度(BS)为9.68%~18.00%,木荷林土壤CEC和交换性盐基总量(TEB)均显著高于马尾松林,且2种林分土壤盐基离子含量均呈现Ca^(2+)>Mg^(2+)>K^(+)>Na^(+)。2种林分土壤CEC与SOC显著正相关,BS与pH值显著正相关;马尾松人工林CEC、TEB与土壤含水量呈显著正相关。【结论】研究区森林土壤肥力处于较低水平且保肥供肥能力较弱,但木荷林土壤供肥、保肥和酸碱缓冲能力强于马尾松林。然而,木荷林土壤交换性钙镁离子含量显著高于马尾松人工林,且2种人工林土壤Ca^(2+)∶Mg^(2+)>5,表明研究区人工林土壤未出现生理性缺钙的现象。研究区土壤有机质的矿化速率较高,导致土壤肥力下降,这种趋势在马尾松林中比木荷林更为明显。研究结果对华南地区木荷和马尾松人工林的养分管理具有重要的理论和实践指导意义。

华南典型人工林对土壤易氧化有机碳的影响

为了解华南地区固氮树种与非固氮树种造林对土壤碳氮磷化学计量特征及易氧化有机碳(ROC)的影响,对广东省鹤山市造林13 a的固氮树种厚荚相思(Acacia crassicarpa)人工纯林和非固氮树种尾叶桉(Eucalyptus urophylla)人工纯林的土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)与ROC含量进行测定,分析固氮与非固氮树种造林后土壤C、N、P和ROC的特征及相关关系。结果表明:固氮树种土壤ROC与总有机碳(TOC)含量均显著高于非固氮树种(P<0.05),且ROC/TOC值小于非固氮树种,土壤碳稳定性更强;固氮树种总氮(TN)含量和C∶N值均显著高于非固氮树种(P<0.05),C∶P、N∶P和C∶N∶P均高于非固氮树种,但无统计学上的差异;在两种林分下,TOC和TN都呈极显著正相关关系(P<0.01);在固氮树种中,TOC、TN与ROC/TOC呈显著负相关关系(P<0.05),土壤含水量(SWC)、C∶P、N∶P与TOC呈显著正相关(P<0.05)关系。在土壤含水量较高的华南地区,固氮树种造林提高了土壤TN、TOC含量和土壤化学计量比,有利于提高土壤碳稳定性。

热带次生林不同林层植物叶片非结构性碳水化合物的季节变化及其对氮磷添加的响应

非结构性碳水化合物(Non⁃structural Carbohydrates,NSCs)是植物生长代谢过程中重要的能量来源。通过在华南热带次生林进行氮磷添加试验,探究不同林层植物叶片NSCs的季节变化及其对氮磷添加的响应,取样时间为2019年1月、4月、7月和10月。结果表明:1)植物叶片NSCs存在显著的种间差异,磷(P)添加对叶片淀粉和NSCs含量具有显著影响,且物种与磷添加的交互作用显著影响叶片淀粉含量。2)黑嘴蒲桃和紫玉盘叶片NSCs含量对氮(N)添加的响应较为敏感,而白车和竹节叶片NSCs含量对P添加的响应较为敏感,氮磷同时添加(+NP)对植物叶片NSCs的增效作用最好。3)植物叶片NSCs存在显著的季节性变化,且季节与林层间的交互作用对叶片可溶性糖和NSCs含量具有显著影响。4)不同林层植物对氮磷添加的响应不同,氮磷添加使林下层植物叶片可溶性糖含量增高,林冠层降低,在干季,N添加会使林下层植物叶片淀粉含量增高,林冠层降低。P添加的影响恰好与之相反。在湿季,氮磷添加使林下层和林冠层植物叶片的淀粉含量增加。5)林冠层植物叶片NSCs含量高于林下层,且林下层植物叶片NSCs含量和可溶性糖与淀粉的比值均表现为干季高于湿季。因此,叶片NSCs之间的变化差异反映了不同植物的碳利用策略,NSCs含量对氮磷添加的响应变化可以反映出热带森林植物在生长发育过程中碳供给和消耗的动态变化情况,为探索热带次生林植物碳利用策略及共存机制提供科学依据。

广东鹤山两种人工林土壤阳离子交换量的特征及影响因素

【目的】弄清广东省鹤山市尾叶桉(Eucalyptus urophylla)与厚荚相思(Acacia crassicarpa)造林后的土壤阳离子交换量(CEC)特征及其影响因子。【方法】对鹤山市共和镇造林15年的尾叶桉和厚荚相思人工纯林的土壤CEC和生态化学计量特征进行测定,分析两种树种造林后土壤CEC和其他指标特征及两者间相关关系,利用主成分分析法综合评价两树种造林后对土壤CEC的影响。【结果】厚荚相思林土壤CEC、交换性盐基总量(TEB)和盐基饱和度(BS)均显著大于尾叶桉林。厚荚相思林土壤交换性Ca^(2+)含量显著高于尾叶桉林,而两种林分土壤交换性K+、Na^(+)和Mg^(2+)含量无显著差异。Ca^(2+)/Mg^(2+)、Ca^(2+)/K+和(Ca^(2+)+Mg^(2+))/K+表现为厚荚相思林显著大于尾叶桉林。相关性分析显示,尾叶桉林土壤CEC与土壤自然含水量(SWC)、总有机碳(TOC)、总氮(TN)呈极显著正相关;厚荚相思林土壤CEC与TN、C/N呈极显著正相关,与C/P、C/N/P显著正相关。主成分分析表明,土壤TEB、总磷(TP)、Na^(+)、BS、Ca^(2+)、Mg^(2+)和pH是影响该区域土壤CEC的重要因素。【结论】在鹤山共和样地,与尾叶桉造林相比,厚荚相思造林显著提高了土壤CEC、TEB和BS,说明其土壤保肥和供肥能力更具优势。

降雨季节分配改变对热带次生林不同功能型幼苗根系形态特征的影响

根据对全球降雨格局的预测,降雨的季节分配和强度已发生明显变化。为探讨降雨季节分配对热带次生林幼苗生长及根系形态的影响,于广东省茂名市电白区的热带次生林开展短期人工模拟降雨实验,设置雨季推迟(DW)、雨季增雨(WW)和对照(CT,正常自然降雨)3种处理,探究2种固氮树种幼苗铁刀木(Cassia siamea)、大叶相思(Acacia auriculiformis)和3种非固氮树种香樟(Cinnamomum camphora)、红车(Syzygium hancei)、蒲桃(Syzygium jambos)不同功能型树种幼苗细根形态特征对降雨季节分配改变的响应。结果表明:雨季增雨显著增加了5种幼苗细根的根长、根表面积、根体积、根生物量及比根长;显著降低香樟细根的根长和比根长,同时降低香樟粗根的比根长;显著增加红车粗根根长、根表面积、根体积和生物量,显著增加大叶相思粗根体积和根平均直径;雨季增雨处理显著增加了两种固氮树种铁刀木和大叶相思细根根长、根表面积、根体积和生物量,也显著增加了铁刀木细根的平均直径;雨季增雨处理显著增加红车细根根长、蒲桃粗根体积、香樟和红车的细根生物量;雨季推迟对幼苗根系的影响较小,仅显著降低香樟幼苗根长、大叶相思粗根表面积、蒲桃的粗根和香樟细根的比根长,仅显著增加红车的粗根体积和平均直径、铁刀木的粗根体积和蒲桃粗根平均直径;固氮树种在雨季推迟以及雨季增雨情况下,根系生物量、根体积等指标高于自然降雨;热带次生林5种幼苗根系对干旱(雨季延迟)具有一定的忍受性,细根对雨季增雨的响应更加敏感,雨季增雨对固氮树种细根形态特征的改变比非固氮树种更大,固氮树种对于异常降雨适应性更强;热带次生林林下幼苗根系形态能够较好地适应降雨季节分配的改变,进而维持群落的更新及稳定性。

马占相思幼苗不同器官非结构性碳水化合物含量对磷添加的响应

非结构性碳水化合物(NSC)在植物抵御生物和非生物胁迫时发挥着不可或缺的作用.以马占相思作为研究对象,设置对照(CK,不加磷)、低磷(LP,+50 kg hm^(-2)a^(-1))、高磷(HP,+100 kg hm^(-2)a^(-1))3种处理,探究不同浓度磷添加对马占相思幼苗各器官的NSC含量及分配格局的影响.结果表明:(1)低磷(LP)处理显著增加马占相思幼苗苗高和地径的相对生长速率(RGR);苗高、地径的RGR在不同处理下均表现为LP>HP>CK.低磷和高磷均显著增加植株的总生物量;但是低磷显著提高了叶、枝、茎和粗根的生物量占全株生物量的比例,高磷仅改变了粗根的生物量占比.(2)磷添加显著增加叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素浓度,具体表现为HP>LP>CK,(3)与CK相比,LP和HP处理下枝的NSC含量显著降低;粗根的NSC含量在LP处理下显著低于CK和HP处理.磷添加显著增加粗根可溶性糖占整株的百分比,同时磷添加显著增加枝、茎和粗根淀粉与NSC占整株含量的百分比.本研究表明低磷添加显著促进马占相思幼苗的生长,并通过调整NSC在不同器官的分配比例来应对土壤磷供应水平,以更好地适应土壤低磷环境.(图4表3参46)