塔里木河下游胡杨林胸径结构及林木分布特征

采用“面”上宏观调查与“点”上典型研究相结合, 集中对塔里木河下游阿拉干断面100 hm2的胡杨(Populus euphratica)林木分布与胸径结构进行了调查。结果发现, 在距河道0-20 m的范围内, 胸径为0-4 cm的幼龄胡杨占最多, 达到13.24%。以后随着离河道距离的增加, 幼龄胡杨所占比例逐渐减小。胸径分布范围简单, 胸径为16-36 cm的林木株数在胡杨林中所占的比例最多。另外, 随着离河道距离的增加, 胸径在48 cm以上的过熟林和衰老林的比例逐渐增多。距河道0-200 m的范围内, 胡杨分布占整个胡杨林的80%以上。其中以疏失度为0-50%的长势较好的胡杨为主。在200-400 m的范围内, 疏失度为50%-75%的长势较差的过熟林和衰老林的比例开始增多。距河道400 m以上, 胡杨密度开始急剧下降, 胡杨株数所占的比例几乎下降到5%以下。     

基于地面LiDAR数据的塔里木河下游胡杨林结构参数反演

以塔里木河下游天然胡杨林为研究对象,利用Riegl VZ-1000型地面激光扫描仪(Terrestrial Laser Scanning, TLS)获取离河道不同距离的8个样方内513棵胡杨的三维点云数据,通过建立冠层高度模型、Hough变换等方法获取单木株数和结构参数,并与传统的每木检尺实测数据和无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)低空影像进行对比,验证激光雷达方法的测树精度;对TLS获取的胡杨树形参数进行相关性分析,并建立关系模型;探讨不同水胁迫条件(不同离河道距离,不同地下水埋深)对胡杨单木结构参数的影响;最后按不同径级划分胡杨的年龄,得出各龄级胡杨所占比例。结果表明:(1)TLS能够高精度获取不同密度和长势的胡杨单木株数和结构参数,单株准确分割比率为94%—100%,相对于UAV低空影像更为准确;(2)TLS获取的胡杨树高(Tree height,TH)、胸径(Diameter at breast height, DBH)、冠幅直径(Crown diameter,CD)和冠幅面积(Crown area,CA)与传统实测值拟合度R~2较高,分别为0.95、0.97、0.77和0.84,表明实测数据和TLS获取数据无明显差异;(3)胡杨CD、CA分别与TH呈显著正相关,其相关性系数为0.73、0.67;基于此构建了胡杨TH与CD的关系模型,即TH=2.6274×CD~(0.706),R~2为0.64;(4)根据径级划分胡杨年龄段可知,DBH为15—30 cm的近熟林比例最大,占8个样方内监测胡杨总株数的47%,表明胡杨种群年龄结构相对稳定并总体态势良好,呈现了生态输水对塔河下游胡杨种群恢复有明显的促进作用。总之,激光雷达技术能够客观反映胡杨树形结构参数,可替代耗力、耗费、耗时的传统实测方法,为时时掌握胡杨林生长发育、长势动态以及多尺度、多时相生态耗水研究提供高精度信息,为干旱区荒漠河岸林的有效保护与可持续管理提供科学依据。     

塔里木河下游胡杨空心特征

本文选取塔里木河下游阿拉干断面胡杨林长期监测样地,分析胡杨林空心率、树洞特征及其在不同胸径和树高组间的分布特点。结果表明: 研究区胡杨种群具有较高的空心现象,空心胡杨占调查胡杨总数量的56%,约159株·hm^-2;胡杨空心率在不同胸径和树高组间呈显著差异,其与胸径呈显著正相关,与树高呈显著负相关。该监测样地胡杨树洞密度约560个·hm^-2,平均每株2个;所调查的胡杨树洞大部分出现在树干上(57.1%),均以树干中部洞口为主(31.3%);直径为5~15 cm的树洞(38.2%)所占比例最大。总树洞数量、单株树洞数量、树洞直径等特征与胸径呈显著正相关,与树高呈显著负相关,而各树洞类型在不同胸径和树高组间的分布不同,变化趋势不一致。胡杨树洞在各方位上的分布差异显著,树洞集中分布在正西方向上。胡杨荒漠河岸林的空心发生率较为严重,且胸径越大其空穴化程度越明显。加强保育幼龄胡杨和修复退化荒漠河岸林具有重要意义。     

沙漠腹地天然绿洲不同林龄胡杨水分利用来源

了解干旱荒漠绿洲区主要植被的水分利用来源,能为该区域植被保护和水资源的合理分配提供科学依据.本研究以达里雅布依天然绿洲胡杨幼龄木(胸径DBH≤10 cm)、成熟木(10 cm＜DBH≤40 cm)和过熟木(DBH＞40 cm)为对象,测定不同林龄胡杨木质部水和潜在水源(地表水、0～3m土层土壤水、地下水)的氧同位素,运...     

水分梯度下胡杨荒漠河岸林种内竞争及空间格局变化特征

为查明塔里木河下游不同水分梯度下胡杨种内竞争以及空间分布格局的变化规律,在塔里木河下游阿拉干断面选取3条样带,每条样带内依照水分梯度布设3个样方,采用Hegyi单木竞争模型与点格局等分析方法,探究了水分梯度下胡杨林种内竞争及空间格局变化特征。结果表明：1)塔里木河下游胡杨的最适竞争范围为10m; 2)胡杨竞争指数与胸径服从幂函数关系(P<0.001),胡杨竞争指数随对象木胸径的增加而逐渐减小,当对象木胸径达到20cm以上时,其竞争指数逐渐稳定,且维持在较低水平;3)随水分梯度的降低,胡杨林分竞争指数呈下降趋势;4)在塔里木河下游,胡杨空间格局主要为聚集分布,随空间尺度的增加,胡杨逐渐趋向于随机分布;5)随水分梯度的降低,胡杨空间格局由聚集分布逐渐转变为随机分布。水分是决定极端干旱区荒漠植被空间分布与结构的主要因子;在胡杨林分管理中,应充分考虑胡杨的种内竞争、空间格局及其与水分梯度之间关系,为塔里木河下游胡杨林的保护与更新提供科学依据。     

塔里木河上、中游极端干旱区淹灌对胡杨(Populus euphratica)长势的影响

为加强塔里木河流域胡杨林生态保护, 维系胡杨林植被系统多样性、稳定性和完整性, 针对塔里木河上游吐江、中游坎白尔吾斯坦生态监测断面, 从胡杨冠幅、长势打分、年龄结构、幼苗出现频率及生理指标进行了调查和测定。分析距水源远近对胡杨林群落特征的影响。结果表明: ①淹灌前后胡杨幼苗在单位面积内(植)株(个)数从0.08株·m-2增加到0.80株·m-2; 长势较差的胡杨逐渐被长势较好的替代; 同一柽柳在淹灌前后新枝增幅71.6%。②随着距生态闸距离的增大胡杨冠幅、单位面积内胡杨数呈现下降趋势; 且长势打分也呈下降趋势, 随着淹灌距离的增大分别下降了5.0%、19.3%、45.5%; 胡杨幼林和中成林随着淹灌距离增大分布呈下降趋势、过熟林呈上升趋势, 幼林分别下降了28.6%、85.7%、100%。过熟林分别增加了32%、88%、132%; 胡杨幼苗出现频率随着淹灌距离增大分别下降了21.83%、44.51%、27.78%; ③生态补水后, 可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)和脱落酸(ABA)均呈现减少趋势。在淹灌距离300 m、450 m、600 m处可溶性糖(SS)减少了37.4%-42 %; 脯氨酸(Pro)减少了36.6%-41.9%; 脱落酸(ABA)减少了29.8%-41.9%。生态补水在一定程度上缓解了胡杨水分胁迫, 使的胡杨生长环境得以好转。     

额济纳绿洲胡杨林更新及群落生物多样性动态

研究额济纳绿洲胡杨群落演替中的生物多样性指数与胡杨林年龄、密度、地下水埋深、地表土壤含水量的相互关系,及胡杨更新中的根蘖株数、实生株数与胡杨林年龄、密度相互关系。结果表明:胡杨种群在更新过程中根蘖株数与胡杨年龄、密度相关显著,根蘖性随胡杨年龄增长而加强,随密度增大而减弱,实生株的分布与胡杨年龄相关显著,而与密度、遮萌度相关不显著,实生苗只出现在中龄林中,而在老龄胡杨林和幼龄胡杨林中均无胡杨实生苗;胡杨群落演替过程中生物多样性与群落的土壤含水量、地下水埋深和林冠遮萌度相关不显著,而与胡杨的年龄、密度相关显著,胡杨群落在演替过程中生物多样性和均匀度增高,个体数量却减少,胡杨在种群发育过程不仅表现出自疏现象,并在群落演替过程中表现明显的排斥异种现象。一个观点:逆境生存的建群植物种个体繁殖的最大收益性导致群落演替出现间断现象。由于极端环境胁迫下,胡杨在繁殖对策选择上,在胡杨林内胡杨种群更新选择以无性繁殖为主,而在胡杨林外的其它生境中胡杨种群更新以有性繁殖为主。针对上述观点,胡杨保护和更新在不同的生境中以不同的更新方式进行。     

塔里木河中游胡杨胸径生长量与气候因子和NDVI 的关系研究

以塔里木河中游胡杨胸径生长量为研究对象, 运用地学统计软件的趋势分析和相关分析分析了胡杨胸径生长量与气象因子和NDVI 的关系。结果表明: 采集的样木胸径大小主要集中在5-25 cm, 占总数的86.35%, 胡杨在2001-2006 年、2006-2011 年这两个时期胡杨胸径生长率分别为6.02%、7.08%; 固定样木的胡杨胸径生长量的增长表现为: 2001-2006 年较2006-2011 年差, 小直径>中直径>大直径, 高密度林>中密度林>低密度林>疏林; 胡杨胸径生长量与温度呈强正相关, 与降水量呈弱负相关; 胡杨胸径生长量与年均NDVI 的Pearson 相关系数为0.542, 且平均NDVI 变化百分比有增长趋势, 表明2001-2011 年间研究区胡杨林长势总体趋于良好方向发展。     

塔里木河上游胡杨种群结构与动态

采用样带调查法对塔里木河上游3个断面8.5 hm2天然胡杨林进行野外调查,绘制了胡杨种群年龄结构图和存活曲线,结合种群动态量化方法与时间序列预测,分析种群结构与动态特征。结果表明:塔里木河上游胡杨种群密度随径级增大而减小,自疏指数接近-3/2,个体胸径达24 cm后种群密度保持相对稳定。中、下段胡杨种群年龄结构呈金字塔型,幼龄级所占比例较大、林分年轻;存活曲线为Deevey C型,且动态指数0,为增长种群。受所处生境条件影响,上段不同生境胡杨种群年龄结构差异明显。阿瓦提县胡杨种群结构呈金字塔型,幼龄级比例高达77.2%,存活曲线属Deevey C型,为增长种群;南口镇与托海乡胡杨种群结构呈壶型,幼龄级比例极低、中大龄级比例高达84.7%,存活曲线属Deevey A型,为衰退种群;沙黑里克镇胡杨种群结构呈钟型,存活曲线属Deevey A型,为暂时稳定种群。种群数量动态与时间序列分析表明,中、下段胡杨更新资源丰富,未来种群能够稳定增长;上段南口镇、托海乡与沙黑里克镇幼龄级数量随时间推移减少,种群向大老龄级发展,未来种群将走向衰退。总之,上段胡杨种群因更新资源不足而趋于衰退,未来保持适当的人工辅助恢复措施和加强保护现有植株及其生境是保持胡杨种群自然更新和进行种群恢复的关键。     

塔里木河下游阿拉干断面胡杨根系空间分布规律研究

采用根系质量、密度、消弱系数和表面积等指标对塔里木河下游主要建群种胡杨根系空间分布特征进行定量研究,并分析了胡杨根系分布与土壤含水率的关系,为塔里木河下游受损天然胡杨林恢复提供依据。研究表明:(1)细根分布频数占活根总数的比例最大,死根所占比例从表层到深层有逐渐递减的趋势。(2)单株胡杨根系密度分布不对称。随着水平距离的增加,细根根系长度呈现近长远短的特点,而根量的水平分布呈现近重远轻的特点,主要集中在100～200 cm范围内。(3)胡杨根系垂直分层明显,根量在垂直方向上呈两头小、中间大的梭形分布,根系消弱系数值较大。(4)在土层30～120 cm范围内,细根表面积分布与土壤含水率分布呈显著正相关。     

广东石门台亚热带典型常绿阔叶林和亚热带山顶矮林群落特征

为了研究亚热带典型常绿阔叶林和亚热带山顶矮林的物种组成和群落结构,在广东石门台国家自然保护区内分别建立了1 hm2亚热带典型常绿阔叶林样地和1 hm2亚热带山顶矮林样地,以样地内所有胸径（DBH）≥1 cm的乔木、灌木和藤本为研究对象,分析两种森林类型的物种组成、密度、径级和株高结构。结果显示：（1）两种森林的Srensen物种相似性指数为0.41,优势种不同,但优势科却较相似;其中,茶科和杜鹃花科在两种森林中所占比例较高;（2）亚热带典型常绿阔叶林的幼苗（1 cm≤DBH〈2.5 cm）和幼树（2.5 cm≤DBH〈12.5 cm）密度都显著小于亚热带山顶矮林,但两种森林的小树（12.5 cm≤DBH〈25 cm）和大树（DBH≥25 cm）密度均无显著差异;亚热带典型常绿阔叶林幼苗和大树的平均胸径都显著大于亚热带山顶矮林,而幼树的平均胸径则显著小于亚热带山顶矮林,小树的平均胸径无显著差异;亚热带典型常绿阔叶林中小树和大树的平均高度都显著大于亚热带山顶矮林,而幼苗的平均高度显著小于亚热带山顶矮林,幼树的平均高度无显著差异。综合分析表明,亚热带典型常绿阔叶林和亚热带山顶矮林的物种组成、密度、胸径和高度结构差异较大,亚热带典型常绿阔叶林群落稳定性强于亚热带山顶矮林。     

海南岛霸王岭热带低地雨林植被恢复动态

热带次生林具有重要的物种保育和固碳功能, 然而高强度的干扰会导致次生林早期出现类似季雨林的阶段, 因而群落恢复速度和方向是当前热带生态学研究中最为关注的议题之一。该文以海南岛在刀耕火种弃耕地形成的不同演替阶段的次生林为研究对象, 比较森林不同恢复时间(12年、25年、55年)群落中的不同年龄(幼树、小树、成年树)个体与低地雨林老龄林的物种组成、多样性和群落结构差异, 探讨刀耕火种弃耕地恢复过程中的群落组配过程。首先, 在海南岛霸王岭林区内建立7个1 hm²(100 m × 100 m)的样地, 并调查样地内所有胸径≥ 1 cm的木本植物个体(不包括木质藤本)的种类、胸径大小和树高。无度量多维标定法(NMS)排序结果表明, 刀耕火种弃耕地恢复群落与老龄林的物种组成存在明显差异, 并且其物种组成差异随着径级增加而逐渐减小。刀耕火种弃耕地群落物种累积速度缓慢, 25年和55年恢复群落的种面积、种个体和种多度曲线无差异, 存在一个明显的停滞阶段。与物种组成相比, 群落结构恢复相对较迅速, 但仍没有形成老龄林阶段中的复杂结构。萌生个体在早期恢复群落中占有较高比例, 其个体密度和胸高断面积分别占总数的39.9%和55.9%, 但在恢复中后期迅速降低。刀耕火种弃耕地恢复群落中以先锋种和非先锋喜光种为主。虽然耐阴种随演替而逐渐增加, 但恢复中后期群落中的耐阴种重要值仅为老龄林的27.7%。这些结果表明, 虽然刀耕火种弃耕地恢复群落缓慢地逐渐接近最终恢复目标, 但仍然存在 很大的不确定性。刀耕火种弃耕地恢复过程中的异速恢复和停滞阶段需要纳入今后群落演替模型构建和森林固碳效益核甘共苦算中。     

Aboveground biomass dynamics of subalpine old-growth forest in the upper reach of the Minjiang River

Biomass estimation of old-growth forests in the upper Minjiang River (UMR) is important in quantifying carbon (C) sequestration and C sink size because majority of the natural forests in UMR are mature or over-mature. Based on the forest resource data from 27 fixed sampling plots that have been surveyed consecutively, the dynamics of the aboveground biomass density (AGBD) were characterized by the allometric relationships, and the space-time variations of the C sink size in the sub-alpine old-growth forests of UMR were explored. Our results showed that 1) the net increase in AGBD was (27.311 ± 15.580) Mg·hm^?2 and the mean annual growth rate and mean annual death rate were (1.930 ± 1.091) and (2.271 ± 1.424) Mg·hm^?2·a^?1 during 1988–2002, respectively. 2) The aboveground biomass (AGB) largely depended on the growth and death rates of the trees with different diameters at the breast height (DBH) classes and the recruitment rate from one DBH class to another as well. The largest increment component of AGB came from the DBH class of 20 to 40 cm, whereas the minimum increment component of AGB was above 80 cm in DBH. The net negative increment of AGB occurred at DBH classes of 40–60 and 60–80 cm. 3) There were space-time variations of AGB in the alpine old-growth forests, indicated by AGB changing over time in the same sampling plot and varying among the locations or plots during the same sampling period. These variations were not only reflected in numerical value but also in positive or negative biomass increment.     

油松、栓皮栎树干液流速率比较

应用TDP(ThermalDissipationProbe)技术对油松和栓皮栎树干液流进行了初步研究,经过野外近1a的实地定位观测,研究结果显示:栓皮栎月平均树干液流速率在整个生长期都较油松的月平均树干液流速率要高。前者大约是后者的5~10倍。栓皮栎在土壤干旱时期能够在白天产生明显的树干液流。在土壤干旱时期油松白天不产生树干液流而在晚上产生明显树干液流。在土壤相对湿润时期,油松和栓皮栎树干液流速率的波形与太阳总辐射的波形变化一致,但不同的是油松的树干液流速率波形呈明显的单峰状,而栓皮栎树干液流速率波形呈明显的多峰状。在土壤相对湿润时期太阳总辐射很低时能对油松树干液流速率产生明显的降低作用,而对栓皮栎树干液流则没有明显影响。在土壤干旱时期,油松和栓皮栎树干液流速率的峰值分别大约为0.0001cm/s和0.0006cm/s左右;在土壤水分充足时期,油松和栓皮栎树干液流速率的峰值分别大约相等约为0.0015cm/s左右,分别是油松和栓皮栎在干旱日期的液流速率峰值的10倍和2.5倍。     

Species and structural diversity of church forests in a fragmented Ethiopian Highland landscape

Question: Thousands of small isolated forest fragments remain around churches (“church forests”) in the almost completely deforested Ethiopian Highlands. We questioned how the forest structure and composition varied with altitude, forest area and human influence. Location: South Gondar, Amhara National Regional State, Northern Ethiopia. Methods: The structure and species composition was assessed for 810 plots in 28 church forests. All woody plants were inventoried, identified and measured (stem diameter) in seven to 56 10 m x 10‐m plots per forest. Results: In total, 168 woody species were recorded, of which 160 were indigeneous. The basal area decreased with tree harvest intensity; understorey and middle‐storey density (<5 cm DBH trees) decreased with grazing; overstorey density (>5 cm DBH trees) increased with altitude. The dominance of a small set of species increased with altitude and grazing intensity. Species richness decreased with altitude, mainly due to variation in the richness of the overstorey community. Moreover, species richness in the understorey decreased with grazing intensity. Conclusions: We show how tree harvesting intensity, grazing intensity and altitude contribute to observed variations in forest structure, composition and species richness. Species richness was, however, not related to forest area. Our study emphasizes the significant role played by the remaining church forests for conservation of woody plant species in North Ethiopian Highlands, and the need to protect these forests for plant species conservation purposes.     

滇南勐宋热带山地雨林木质藤本多样性研究

调查滇南勐宋山地雨林沟谷与坡地两种生境中木质藤本种的丰富度、径级分布、攀缘方式以及样地中被藤本缠绕的树木(dbh≥5cm)的数量和比率。结果表明:沟谷与坡地胸径≥1cm的木质藤本平均密度分别为95.7株/0.1hm2、57株/0.1hm2。调查样地内木质藤本共64种,隶属30个科。茎缠绕是最主要的攀缘方式,占总个体数的57%,卷须缠绕种所占比重最小,仅占3%;沟谷与坡地所调查树木被木质藤本缠绕的比例分别为43.7%和28.6%。与亚洲其它热带地区森林相比,勐宋地区藤本的多样性低,但是木质藤本的密度相当高,并且在一些样地中出现了大型木质藤本,这些可能与该地区森林的演替状态有关。     

长白山阔叶红松林不同强度择伐后关键树种的竞争关系

天然林择伐改变了林分的树种组成和结构,导致林木竞争关系发生变化,进而影响树木的生长和种群的动态.关键树种在维持群落结构和生态系统功能方面具有至关重要的作用.为了弄清长白山区阔叶红松林典型林型关键树种竞争关系的特点,本研究以红松、紫椴和水曲柳为研究对象,运用Hegyi竞争指数分析了受不同程度采伐干扰后形成的原始林(未受干扰)、轻度择伐林、中度择伐林和重度择伐林的林分结构和竞争关系.结果表明: 与原始林相比,轻度择伐林中关键树种的种群结构没有显著变化;中度择伐林和重度择伐林中3个关键树种大树(胸径DBH≥20 cm)的密度和平均胸径均显著减少,但幼树(2 cm≤DBH<10 cm)的数量增加.所有样地中关键树种的竞争指数均随径级的增加而减小,且二者服从幂函数分布,而林木胸径生长到20 cm后,竞争指数进入稳定状态.在原始林、轻度和中度择伐林中,3个树种的幼树的竞争指数受到非冠层树种的影响最大,而红松小树(10 cm≤DBH<20 cm)和大树主要受红松种内和非冠层树种的影响;水曲柳主要受红松和非冠层树种的影响,紫椴主要受种内和红松的影响.重度择伐林中,白桦是3个树种的主要竞争来源,贡献率均超过50%.根据以上关键树种竞争关系的特点,抚育非冠层树种有利于3个关键种幼树的更新和生长;对于小树来说,还需要根据树种类型来采取相应措施,而大树不需要采用抚育措施.本研究对关键树种培育和天然林择伐后快速恢复具有指导意义.