江西省不同地区松墨天牛的物候学特征和种群动态

[目的]通过分析松墨天牛在江西南北不同地区的季节性物候特征和种群动态规律,为提高当地松墨天牛的种群监测预报水平和制定精准防控策略提供基础数据与科学依据。[方法 ]在江西境内沿约1°的纬度梯度自南向北分别设立全南、南康、万安、南城、湾里和浮梁等6处的马尾松纯林作为监测点,通过悬挂诱捕器的方式进行林间种群监测,统计松墨天牛在各地的成虫的始见期、终见期和活动高峰期等物候学特征以及种群密度和雌雄性比等指标。[结果 ]松墨天牛在江西的始见期在3月下旬—5月上旬之间且自南向北明显延迟,终见期在10月上旬—12月上旬之间且自南向北明显提前,成虫发生期持续5~9个月且自南向北呈明显缩短趋势。成虫的活动高峰期出现时间自南向北逐渐延后且峰值由2个过渡到1个。种群密度以赣中地区最大,偏南或偏北地区的种群数量均明显下降。松墨天牛在江西各地的成虫偏雌性,性比在1∶0.74至1∶0.87之间且不存在地区间的差异。松墨天牛全年诱捕量和该地马尾松死亡率之间存在明显的正相关关系。[结论 ]地理纬度和当地气候条件明显影响松墨天牛的季节性物候发生期和成虫活动高峰期,种群密度与其寄主的死亡率呈明显的正相关。

木莲(Manglietia fordiana)的适生分布、影响因子与保护空缺研究

生境保护是维持生物多样性的基本途径,南方山地阔叶林维系着当地的生物多样性热点,而由于保护覆盖不足,保护效果亟待提高。以典型山地阔叶林树种木莲(Manglietia fordiana)为例,通过大尺度采集发生点,预测适生分布,获知影响其适生分布的关键因子。同时,以九连山种群进行案例研究,调查地方尺度下木莲植株的发生,了解其在山地地形、植被类型的选择特征。用MaxEnt构建最佳模型预测适生区,结果显示木莲适生区主体位于中国南部、西南部山地(如戴云山、南岭、罗霄山、武夷山等),向北延至大别山南坡,向西达横断山脉。木莲适生分布主要受最干月降水量(bio14,贡献率34.6%)、海拔高度(19.2%)、温度季节性变化标准差(bio4,15.6%)、最暖季降水量(bio18,12.0%)、最冷月最低温度(bio6,7.0%)影响,其60%适生概率范围或生态位bio14为30—55mm、海拔为400—1500m、bio18为500—800mm等。在适生区基础上,叠加考虑阔叶林分布,并选择其偏好海拔高度(>700m)提取获得木莲优先保护区,经与现有自然保护区叠加分析后,进行空缺识别,结果显示优先区保护覆盖为4.1%—6.0%,而高适生区保护覆盖也<10%(占比8.03%),覆盖比重较低。而沿<400m、400—700m、>700m海拔梯度显示>700m区域保护比重(8.7%)明显高于400—700m(4.4%)与<400(2.3%)组,说明前期保护区设计基本遵从优先区保护原则,能有效保护木莲高适生区。同样的,九连山保护区案例显示,当地木莲51.4%高适宜生境受到核心区的严格保护。研究结果表明,仍需在黄山-天目山区、苗岭东段、高黎贡山北段与南段、中越边界山区与广东西南山区6个空缺提高保护覆盖,通过建立新的自然保护区,优化当前保护网络,提高山地阔叶林的整体保护水平。

基于CBM-CFS3模型的马尾松林碳密度特征及其影响因素

基于赣州市森林资源二类调查样地数据,通过区域尺度碳收支模型(CBM-CFS3)对马尾松林碳密度进行计算,并分别采用地统计学和多元逐步回归方法分析碳密度的空间分布及其影响因素。结果表明:不同森林类型、起源的马尾松林最优林龄-蓄积生长方程存在差异,总体上Logistic模型、Richards模型和Gompertz模型拟合的效果比Korf模型要好。林分总碳密度为135.08MgC/hm2,其中,植被层碳库、死亡有机质(DOM)碳库分别为41.51,93.57MgC/hm2,植被层碳库表现为树干>树枝>树根>树叶,DOM碳库为土壤层>枯落物>枯死木;林分总碳密度在空间上呈现一定的正相关性,主要集中在106.73~161.16MgC/hm2,低值区域面积大于高值区域,空间上没有表现出明显的规律性。龄组、平均胸径、郁闭度、年平均温度与林分总碳密度均存在极显著正相关(P<0.01),是影响碳密度的主要因子。通过森林资源样地调查数据构建生长模型用于CBM-CFS3模型中估算森林碳密度,有利于较全面和准确估算区域森林不同碳库,植被因子是影响其碳密度的主要因素。

庐山常绿阔叶林不同生长阶段林木空间结构特征及其评价

【目的】分析林木不同生长阶段的空间结构特征有利于认识林分更新及其稳定性,为优化林分空间结构及自然植被恢复等提供参考依据。【方法】以庐山常绿阔叶林为研究对象,将林木生长划分为幼树(1 cm≤DBH <5 cm)、小树(5 cm≤DBH <10 cm)、中树(10 cm≤DBH <20 cm)和大树(DBH≥20 cm)4个阶段,选用混交度、大小比数、密集度、角尺度4种空间结构参数构建空间结构综合指数,采用熵权法进行权重赋值。【结果】(1)幼树、小树、中树、大树的株数占林分总株数的比例分别为72.7%、16.8%、6.5%和4.0%,林分径级结构整体上呈倒“J”型。(2)幼树、小树、中树、大树的平均混交度分别为0.609、0.746、0.815和0.822,平均大小比数分别为0.545、0.268、0.132和0.089,平均密集度分别为0.852、0.895、0.871和0.842,平均角尺度分别为0.576、0.563、0.553和0.507;随着径级的增大,林木的混交、生长优势程度不断增大,密集程度先增大后减小,分布格局逐渐由聚集分布转变为随机分布。(3)小树、中树、大树的大小比数的权重均超过75.0%,优化其空间结构主要应调控其林木分化程度;幼树混交度和大小比数的权重分别为0.364和0.388,优化其空间结构则主要调控林木混交程度及分化程度。空间结构综合指数为大树(0.054)<中树(0.082)<小树(0.117)<幼树(0.265)。【结论】庐山常绿阔叶林中林木随着径级的增大其空间结构逐步得到改善,大树的空间结构最好,幼树的空间结构最差;针对不同生长阶段林木空间结构特征,可以采取不同的经营措施以优化其空间结构。

江西省红火蚁疫情调查

为了解红火蚁自2008年入侵江西以来的发生情况与危害程度,采用诱饵诱集法和踏查法对江西省8个设区市21个县级行政区展开调查。结果表明,江西省内红火蚁当前在赣州、吉安、新余3个地区发生,平均发生率为16.67%~74.44%,随纬度升高而明显减少。在草地、村落、公园、绿化带、农田5种类型生境下的发生率为24.32%~45.00%,不同生境间存在显著差异;在400 m以下形成的4个海拔梯度的发生率为10.81%~67.56%,梯度间也存在显著差异。省内红火蚁在不同的地区、生境类型和海拔梯度的危害等级均以重度(四级)危害为主。蚁巢大小存在地区差异,赣南的蚁巢明显大于赣北,但不存在生境和海拔差异。

基于无创取样法的金斑喙凤蝶线粒体基因组种内系统发育研究:以井冈山种群为例

金斑喙凤蝶(Teinopalpus aureus)为国家一级重点保护野生动物,其极高的保育级别与稀少的野外种群数量要求我们必须开发一种无创取样法来获得其遗传信息。为此,本研究依托保护区有关金斑喙凤蝶保育研究,采集了蝴蝶变态发育各阶段遗留的DNA材料,如幼虫粪便、末龄虫头壳、末龄幼虫蜕、成虫羽化后的蛹壳、幼虫丝腺分泌物,通过试剂盒提取法,尝试获得其基因组DNA。根据样品不同的保存时间和保存方式,探究无创取样法提取DNA的可行性。(1)根据多因素方差分析样品来源、保存方法与保存时间对提取的DNA浓度均影响显著(P<0.001),而且,发现样品来源与保存方法间交互效应明显,其交互作用对DNA提取浓度影响显著(P=0.01)。(2)从大多无创样品中,都能提取获得金斑喙凤蝶基因组DNA,其中,从新鲜粪便获得的DNA浓度最高,为(25.9±3.69)ng/μl,但经自然干燥的粪便,长期保存后无法获得DNA;同样情况下,从幼虫蜕皮中均能获得DNA,但浓度很低(4.2±2.19)ng/μl。不仅如此,经长期酒精保存后,幼虫蜕皮较蛹壳更易获得DNA。(3)从无创材料中提取的线粒体基因组与从幼虫夭折个体提取的线粒体基因组基本一致,且基于无创取样法,得到基于线粒体基因组的发育树,可知金斑喙凤蝶JGS种群归属指名亚种(T.aureus aureus Mell),其地位清晰,能较好地与来自武夷亚种[T.aureus wuyiensis Lee(MHS,PS,WYS)]、广西亚种[T.aureus guangxiensis Chou et Zhou(DYS)]地理种群分开。因此,本次建立的金斑喙凤蝶无创取样法,能满足线粒体分子标记法与遗传分析需要,获得稳定、可信结果,适于推广应用于其他珍稀蝶类或其他珍稀昆虫,能有效解决它们线粒体等分子标记法与遗传多样性研究中正面临的取样难问题,拓宽珍稀蝶类的分子生态学研究方法、手段。

马尾松-木荷不同比例混交林种内和种间竞争强度

分析不同比例组成的马尾松(Pinus massoniana)-木荷(Schima superba)混交林树木间的竞争关系,可为营造种间关系协调的马尾松混交林提供参考依据。以马尾松-木荷混交林为研究对象,根据其混交比例分别类型Ⅰ(对照,10马)、类型Ⅱ(8马2木)、类型Ⅲ(7马3木)、类型Ⅳ(6马4木) 4种类型设置标准地进行调查,运用Hegyi单木竞争指数对马尾松种内、种间竞争强度和总竞争强度进行分析。结果表明:马尾松种内平均竞争指数大小排序为类型Ⅰ>类型Ⅱ>类型Ⅲ>类型Ⅳ,且在所有径级中类型Ⅰ与类型Ⅱ、类型Ⅲ及类型Ⅳ均有显著性差异(P<0.05),而类型Ⅱ、类型Ⅲ、类型Ⅳ之间差异不显著(P>0.05);种间平均竞争指数则为类型Ⅱ、类型Ⅲ均与类型Ⅳ差异显著(P<0.05),而类型Ⅱ与类型Ⅲ之间差异性不显著(P>0.05);马尾松的总竞争指数、种内及种间竞争指数与其胸径拟合效果较好的模型均为幂函数或指数函数,其竞争压力与胸径大小呈负相关。马尾松-木荷混交林中,马尾松的竞争压力主要来自种内,胸径大于20 cm时受到的竞争压力变化较小且维持在较低水平。

庐山常绿阔叶林种间联结性及物种共存机制

分析江西庐山国家级自然保护区常绿阔叶林主要物种的种间联结性,探讨其常绿与落叶树种的共存机制,以期为生物多样性保护、自然植被恢复等提供科学依据。采用方差比率法、χ~2检验、联结系数(AC)以及Spearman秩相关系数检验等方法对重要值较大的32个主要物种进行联结性分析,并对其常绿与落叶树种进行生态位相似性和生态位重叠测定。结果表明:主要物种总体上呈显著正联结;χ~2检验结果显示,正、负联结种对分别有263、230对,无联结种对有3对,正负联结比为1.143,检验显著率为27.42%;Spearman秩相关系数检验结果显示,正、负相关种对分别有222、274对,正负相关比为0.81,检验显著率为34.68%;种对间的AC值较小,其中介于-0.6<AC≤0.6的种对有345对,占总种对数的69.56%;常绿与落叶树种之间的正、负相关种对数分别为110、137对,正负相关比为0.80,检验显著率为34.41%;其生态位相似性和生态位重叠程度总体上均表现出较低水平,但也存在部分生态位重叠值较大的正相关种对。庐山自然保护区常绿阔叶林处于较稳定的演替后期,种间联结比较松散,物种分布相对独立。生境选择及资源需求互补或互利共生是常绿与落叶树种共存的主要原因。

云南干热河谷辣木(Moringa oleifera)对Cd-Pb-Cu-Zn四种复合重金属胁迫的响应及富集特征

我国矿产资源不合理开发导致的重金属污染较为严重,植物修复是解决土壤重金属污染问题的有效方式,因此亟需开展耐重金属胁迫植物筛选和尾矿堆积区重金属修复的研究。本研究以云南干热河谷地区广泛引种的辣木(Moringa oleifera)为对象,通过盆栽试验模拟不同浓度土壤复合重金属(Cd-Pb-Cu-Zn)胁迫,探讨了辣木叶片光合作用能力、植株生长特性和生物量分配对复合重金属胁迫的响应,揭示了辣木对复合重金属胁迫的适应机制和不同重金属的富集特征。结果表明,复合重金属胁迫对辣木叶片光合能力、植株生长特性、生物量分配特征均产生了显著影响。复合重金属胁迫对辣木叶片光合能力的影响整体表现为低促高抑;辣木株高、地径、根长、根粗的生长都受到显著抑制,且随着胁迫的加剧,抑制作用逐渐增强;随着胁迫的加剧,辣木将更多的生物量投入至地下部分。适应重金属胁迫过程中,辣木将更多的重金属储存在地下生物量中。此外,辣木对4种重金属元素的耐受性和富集能力不同,其中对Cu^(2+)和Zn^(2+)的耐受性较好,对Cd^(2+)和Zn^(2+)富集能力较强。综上,辣木对复合重金属胁迫有一定的耐受性,且生物量较大,生长较快,可考虑作为重金属污染较轻区域的辅助修复植物。

赣中天然闽楠单木冠幅预测模型的研究

【目的】探讨竞争指标和建模方法对天然闽楠(Phoebe bournei)单木冠幅预测模型的影响,以期为精准预测天然闽楠单木的冠幅提供参考。【方法】以江西省赣中25块闽楠天然次生林典型样地中的1011株闽楠为研究对象,采用普通最小二乘法(OLS模型)、仅考虑样地水平的混合效应模型、增强回归树和随机森林4种建模方法建立单木冠幅模型,分别添加林分每公顷断面积、大于对象木的断面积之和、林分密度指数和简单竞争指数4种竞争指标,分析竞争指标对冠幅模型的影响,采用决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、平均相对误差绝对值(RMA)和平均绝对误差(MAE)确定最佳模型。【结果】不添加竞争指标时,模型的预测能力表现为:混合效应模型>OLS模型>增强回归树>随机森林;添加竞争指标时,最优模型表现为:混合效应模型>OLS模型>随机森林>增强回归树。OLS模型中添加大于对象木的断面积之和竞争指标时预测能力最佳;增强回归树中添加固定半径为7 m的简单竞争指数时预测能力最佳;随机森林中添加林分每公顷断面积竞争指标时预测能力最佳;混合效应模型不添加竞争指标时预测能力最佳(RMSE为0.8460,RMA为0.2111,MAE为0.6501),并且都优于其他模型。【结论】研究结果可对天然闽楠单木冠幅生长进行精准预测,并为提高闽楠天然次生林的林分质量提供理论依据。