西双版纳片断热带雨林植物区系成分及变化趋势

本文以西双版纳地区的6个“龙山”片断热带雨林的植物物种多样性编目为基础,通过与同样类型的原始热带雨林的比较,探讨了片断热带雨林植物区系成分的变化。随着热带雨林的片断化,森林边缘效应和人为干扰加剧,阳性先锋植物和藤本植物等的侵入,导致这些先锋植物和藤本植物所属的科属在群落中的种数增多,优势度增大。而一些含喜荫湿的荫生植物、群落顶极树种及附生植物较多的科属则在群落中的种数减小了,优势度下降。在植物属的地理成分构成上,片断热带雨林中全热带分布和热带亚洲—热带非洲分布成分比例相对增高,而热带亚洲成分相对减少。在种的地理成分构成上,片断热带雨林中广域分布种比例相对增高,显示了与属的地理成分类似的变化。这也是森林片断化后,由于边缘效应和林内生境在一定程度上干暖化,喜光的先锋成分增多,而先锋成分大多为一些广域分布属种所致。     

论滇南西双版纳的森林植被分类

本文基于多年研究成果的总结,对西双版纳森林植被的分类、主要植被类型及其特征进行了系统归纳,并讨论了它们与世界类似热带森林植被的关系。以群落的生态外貌与结构、种类组成和生境特征相结合作为植被分类的原则和依据,可以将西双版纳的热带森林植被分类为热带雨林、热带季节性湿润林、热带季雨林和热带山地常绿阔叶林四个主要的植被型,包括有至少二十个群系。热带雨林包括热带季节雨林和热带山地(低山)雨林二个植被亚型。热带季节雨林具有与赤道低地热带雨林几乎一样的群落结构和生态外貌特征,是亚洲热带雨林的一个类型,但由于发生在季风热带北缘纬度和海拔的极限条件下,受到季节性干旱和热量不足的影响,在其林冠层中有一定比例的落叶树种存在,大高位芽植物和附生植物较逊色而藤本植物和在叶级谱上的小叶型植物更丰富,这些特征又有别于赤道低地的热带雨林。热带山地雨林是热带雨林的山地亚型,是该地区热带山地较湿润生境的一种森林类型,它在植物区系组成和生态外貌特征上类似于热带亚洲的低山雨林,隶属于广义热带雨林植被型下的低山雨林亚型。热带季节性湿润林分布在石灰岩山坡中、上部,在群落外貌上类似热带山地常绿阔叶林但在植物区系组成上与后者不同,它是石灰岩山地垂直带上的一种植被类型。热带季雨林是分布在该地区开阔河谷盆地及河岸受季风影响强烈的生境的一种热带落叶森林,是介于热带雨林与萨王纳之间的植被类型。热带山地常绿阔叶林(季风常绿阔叶林)是西双版纳的主要山地植被类型,它分布在热带季节雨林带之上偏干的山地生境。它在植物区系组成上不同于该地区的热带季节雨林,在生态外貌特征上亦不同于热带山地雨林,是发育在受地区性季风气候强烈影响的热带山地的一种森林植被类型。     

Tropical Forests of Xishuangbanna,China1

Lowland tropical forests once covered a large fraction of tropical southern China, but currently have an extent of ca 633,800 ha, mostly in Xishuangbanna of southern Yunnan. The Xishuangbanna region has a typical monsoon climate with a mean annual temperature ranging between 15.1°C and 21.7°C, and precipitation between 1200 and 2500 mm. There is a pronounced dry season between November and April with frequent occurrence of heavy fog. Rainfall during the wet season between May and October accounts for over 80 percent of total annual precipitation. Water deposition from fog accounts for over one‐third of total water input during the dry season in the forests, suggesting an important role that fog may play in pushing up the northern limit of tropical rain forest in Southeast Asia.     

Soil Seedbank in a Dipterocarp Rain Forest in Xishuangbanna,Southwest China1

Dipterocarp rain forest reaches its northern latitudinal limit in Xishuangbanna, Southwest China. We studied the soil seedbank of dipterocarp rain forest in Xishuangbanna during the dry and wet seasons. Results showed that there were large seed accumulations in both the dry (mean ± SD; 3925 ± 2533 seeds/m²) and wet seasons (5415 ± 3232 seeds/m²). One hundred and sixteen species of seed plants were identified from germination, 66 percent of which were woody species. Weed or pioneer species dominated the seedbank. The soil seedbank in Xishuangbanna had similar species composition as compared to those in tropical Asia, but higher seed storage reflects the intense disturbance and forest fragmentation in this area.     

西双版纳热带山地雨林生物量研究

观测了西双版纳山地气候,建立了山地雨林生物量回归方程,调查了海拔1 100~1 820 m范围5块样地(面积0.16~0.25 hm2)的热带山地雨林生物量。结果表明,海拔1 105和1 610 m的年平均温度分别为20.1和16.6℃,年降雨量分别为1 659和2 011 mm,旱季(11~4月)降雨量分别为295和283mm,年平均相对湿度分别为81%和84%;5块样地生物量变化为256.4~368.6 t.hm-2,平均为312.6t.hm-2,其中乔木占97.1%、木质藤本占1.2%、幼树和灌木占1.3%、草本和幼苗占0.4%;采用热带季节雨林生物量回归方程估计山地雨林生物量,会使得总生物量以及树干和树根生物量高估38.3%~61.5%,树枝生物量低估7.6%~30.8%。可见,西双版纳山地海拔增加导致雨季降雨量增加,山地雨林生物量较热带季节雨林降低32.6%,季节雨林生物量方程不适用于山地雨林。     

西双版纳热带山地雨林枯落物及其土壤水文功能

研究了云南西双版纳热带不同海拔梯度山地雨林枯落物层及土壤层水文功能.结果表明: 土壤容重随着海拔的增加而降低,土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、土壤最大持水率、最大持水量、有效持水量和土壤含水量随海拔的增加而增加,局部有所波动;雨季前期含水量、饱和含水量和有效调蓄水空间随海拔的增加而增加,其中,饱和含水量和土壤有效调蓄水空间在不同海拔区差异均显著(P<0.05).土壤渗透性能与总孔隙度和非毛管孔隙度均呈极显著正相关关系(P<0.01),其中,非毛管孔隙对土壤渗透性的影响更为显著.不同海拔枯落物未分解层厚度均占总厚度的一半以上,枯落物厚度均表现为未分解层＞半分解层;枯落物总蓄积量和半分解层蓄积量占枯落物总蓄积量的比例均随海拔的增加而增加,说明低海拔枯落物分解速度较慢,高海拔枯落物分解速度较快.不同海拔枯落物半分解层和未分解层最大持水量、最大持水率、自然含水率、有效拦蓄率和有效拦蓄量均随海拔的增加而增加,并且各海拔未分解层均高于半分解层,而有效拦蓄量深度随海拔的增加而降低,局部有所波动.综合未分解层和半分解层的变化规律可知,高海拔拦蓄能力较强,低海拔较弱.不同海拔枯落物持水量随着浸泡时间增加而增加;枯落物吸水速率随着浸泡时间增加而降低,12 h后枯落物吸水速率逐渐趋于饱和.不同海拔枯落物持水量与浸水时间可用对数方程表示;吸水速率与浸泡时间可用冥函数方程表示.综合分析各项因子,低海拔热带山地雨林水源涵养能力普遍低于高海拔.     

西双版纳山黄麻林鸟类群落结构及功能分析

山黄麻 (Tremaorientalis)林是西双版纳热带森林次生演替的初级阶段 ,鸟类与山黄麻林的相互关系对森林更新和生物多样性保护有重要意义。我们采用样带观测法 ,在山黄麻林内设 10条观测带 (各带 10 0m长 ,10m宽 ,合计面积 1hm2 )观测记录鸟类 ,网捕鸟类了解摄食情况。观测到的鸟类隶属 7个营养生态位集团 ,涉及 11科、2 4属、4 5种 ;这些鸟类除 5种主要以虫为食 ,4种主要吃草籽外 ,绝大多数都摄食山黄麻果实 ,因而山黄麻果实大量成熟期鸟类较多。山黄麻林鸟类群落的季节动态与山黄麻物候关系密切 ,随山黄麻林的花果量而变动 ,鸟类集中在果熟的山黄麻树上摄食 ,在山黄麻果熟的高峰期 ,鸟类群落呈现出种群数量丰富 ,多样性高而均匀度低的分布格局。 36种食果鸟类的种群数量直接与山黄麻果实丰盛度有关 ,食虫、食草籽的鸟类与山黄麻林结构和食用山黄麻花果的昆虫数量均相关 ,山黄麻林维持了相应的鸟类群落 ,同时鸟类也控制了林内害虫 ,帮助山黄麻传授花粉、散播种子。在植被演替的过程中 ,山黄麻林与鸟类群落相互作用 ,协同发展 ,鸟类多样性联系着森林更新     

瑞丽莫里热带雨林种子植物区系的初步研究

初步分析了鲜为人知的滇西南瑞丽莫里的热带雨林植物区系组成与地理成分。该植物区系中热带和主产热带的科占总科数的80%以上,热带分布属占总属数的84.1%;典型热带分布种占总种数的82.1%,该区系在科、属和种水平上均以热带成分占优势,明显属于热带性质的植物区系。在其热带分布属中,又以热带亚洲分布属最多,占总属数的26.5%;典型热带分布种中也以热带亚洲分布及其变型的种占绝对优势,占总种数的72.9%,反映了该植物区系具有热带亚洲植物区系的性质特点。在其热带亚洲成分中,又具体以南亚—大陆东南亚成分比例最高,反映了滇西南的热带雨林植物区系由于地域邻接关系,受印度(喜马拉雅)—缅甸植物区系的强烈影响。     

人类活动干扰下区域植被动态变化——以西双版纳为例

云南省西双版纳地区是我国典型热带雨林区,随着社会经济发展,人类活动对区域植被格局与动态产生强烈影响。利用NDVI变化趋势分析、土地利用转移矩阵和基于MODIS数据的干扰指数（MGDI）3种方法,分析了2000-2010年人类活动干扰下研究区植被动态变化,构建了人类活动干扰指数,并利用冗余分析的方法,分析其与植被特征的相关性。结果表明：通过NDVI变化趋势得出,2000-2010年间,研究区植被覆盖度总体较高,植被变化趋势的斜率均大于0,说明植被总体趋于改善;基于土地利用转移矩阵结果表明,植被变化主要发生在常绿阔叶林、常绿针叶林转变为乔木园地、灌木园地、人工园地或居住用地;基于MODIS影像结果得出,西双版纳地区MGDI分布很不均匀,且2000-2010不同土地覆被类型MGDI相差不大。构建的人类活动干扰指数结果显示人类干扰强度由中心向边缘呈递增趋势,呈分散分布,这与人类活动的分布规模和强度相关。通过冗余分析可知,NDVI与人类活动相关性较大,MGDI与人类活动相关性不大。总体上来说,上述3种方法能够从不同侧面反映出人类活动干扰下植被长时间的变化趋势。因此,对于西双版纳地区,局地的人类活动特别是旅游、基础设施建设、农业活动等对热带雨林自然生态系统的干扰不容忽视。     

西双版纳森林植被研究

西双版纳是世界生物学多样性保护的关键和热点地区,倍受国际学术界的关注。笔者依据30多年来对西双版纳植被的调查,结合植物群落生态学与植物区系地理学研究,并参考世界类似热带植被的研究成果,对西双版纳植被的分类、物种组成、群落生态表现和植物区系特征等作了系统探讨,还进一步分析比较了其与世界类似热带森林植被的关系。结果显示,西双版纳的森林植被共包括32个较为典型的群系,且分属于7个主要的植被型,即热带雨林、热带季节性湿润林、热带季雨林、热带山地(低山)常绿阔叶林、热带棕榈林、暖热性针叶林和竹林。本文对西双版纳植被进行的全面记录和系统归纳,可为科学研究、生物多样性保护和自然保护区的管理提供参考。     

热带季节雨林和人工橡胶林林冠截留雾水的比较研究

利用 4a( 1 999～ 2 0 0 2 )的雾水截留观测资料 ,对西双版纳热带季节雨林和人工橡胶林林冠截留雾水进行了研究。热带季节雨林和人工橡胶林全年由林冠截留的雾水分别达 89.4± 1 3.5 mm和 1 8.6± 2 .5 mm(平均值±标准差 ) (雾季各占 62 .9%± 4.8%和 91 .9%± 6.3% ) ,分别占全年降水量的 4.9%± 1 .7%和1 .1 %± 0 .2 %。年雾水截留量与年降雨量呈负相关关系。月雾水截留量与月均最低气温呈显著的负相关 ,与月均相对湿度、月均 0∶ 0 0～ 1 0∶ 0 0风速呈显著的正相关。热带季节雨林全年 68%± 5 %、人工橡胶林40 %± 4%的有雾天气里可以收集到雾水 (分别为 0 .38± 0 .2 7mm/ d和 0 .2 4± 0 .1 2 mm/ d) ,且日雾水截留量与气温和风速呈显著的相关 ,即 :气温越低、风速越大 ,日雾水截留量越多。对本地区热带季节雨林生态系统的健康生长和维持而言 ,雾及雾水极大的弥补了降雨量的不足 ,雾的这种作用在降雨量少的年份似乎更为重要     

西双版纳热带季节雨林的树种组成和群落结构动态

研究了西双版纳热带季节雨林1 hm2(hectare)动态监测样地1993年与2007年之间树种组成和群落结构的变化。对样地中胸径≥5 cm的乔木进行了每木调查。目前其树种组成的热带分布科、属所占比例分别为91%和94%,具有较高比例的热带植物区系性质。在1993年与2007年两次调查之间,树种数量由145种增至179种,仅有1到2个个体的稀有树种所占比例从54%降为51.1%。从森林的垂直结构来看,A、B、C三层的个体死亡率分别为12.8%、12.9%和19.0%,各层树木的增长率分别为-8.5%、-1.4%和44.8%。与此相对应,C层小径级的树木所占比例有较大提高。虽然小径级的树木在种类和数量上比例增大,但个体数量和种类组成相对稳定的A、B层优势树种变化不大,维持了群落结构的稳定性。14 a间,群落中新增加的具有先锋性质的树种不超过5个。1993年时,A、B两层尚有先锋树种存在,2007年已经从A、B两层中退出。因此,从14 a间树种组成和群落结构的变化来看,虽然具有树木的死亡和增补,但其物种成分和群落结构的总体格局没有明显的变化,处于动态平衡过程中。     

西双版纳勐宋山区热带山地雨林的群落学研究

首次报道了云南西双版纳勐宋的热带山地雨林群落 ,该群落植物区系组成特殊 ,森林上层乔木组成中以古老的单室茱萸科 (Mastixiaceae)和紫树科 (Nyssaceae)植物为优势 ,亦富有木兰科 (Magnoliaceae)的长蕊木兰、云南拟单性木兰 ,红花木莲等系统发育上较原始的植物以及一些典型东南亚热带山地雨林群落的代表植物。通过对该热带山地雨林群落组成与结构的调查研究 ,认为该热带山地雨林可区分为沟谷和山坡 2个类型。沟谷群落类型以八蕊单室茱萸和大萼楠为乔木层优势种 ,可定义为八蕊单室茱萸—大萼楠林。山坡群落类型以云南拟单性木兰和云南裸花为优势 ,可定义为云南拟单性木兰—云南裸花林。     

西双版纳热带山地雨林群落乔木树种多样性研究

根据块样地资料对西双版纳热带山地雨林树种多样性特征进行了分析.结果表明,在2 500m²的样地上,随着起测胸径递增,各样地乔木个体数和树种丰富度均表现为依次递减;低海拔带上(850～1000 m)的山地雨林(1、2号样地)的各指数值无一定变化规律,较高海拔带上(1200～2000 m)的山地雨林(3～6号样地)的Shannon-Wiener指数和Simpson指数均表现为依次递减,而Pielou均匀度指数则呈依次递增的趋势.较高海拔带上的山地雨林在较小乔木起测胸径(≥2 cm、≥5 cm、≥10 cm)的树种丰富度、多样性和均匀度指数均要明显大于低海拔带上的山地雨林,而两者在较大乔木起测胸径(≥20 cm、≥30 cm、≥50 cm)的各指数值无明显差异.随着取样面积的递增,各样地树种丰富度、多样性和均匀度指数在取样面积递增到2 000m²处均已趋于平缓.     

云南热带季雨林及其与热带雨林植被的比较

在中国植物学文献中, 对热带季雨林的解释和运用是不一致的, 特别是易于把季雨林与热带雨林相混淆。季雨林是在具有明显干、湿季变化的热带季风气候下发育的一种热带落叶森林植被, 是介于热带雨林与热带稀树草原(savanna)之间的一个植被类型。云南的热带季雨林在分布生境、生态外貌特征、植物种类组成和地理成分构成上, 均与热带雨林有明显区别, 季雨林主要分布在海拔1 000 m以下的几大河流开阔河段两岸和河谷盆地, 其群落结构相对简单, 乔木一般仅有1至2层, 上层树种在干季落叶或上层及下层树种在干季都落叶; 在生活型组成上, 季雨林的木质藤本相对较少, 大高位芽植物及地上芽植物很少, 但地面芽植物很丰富, 地下芽植物和一年生植物也相对丰富; 在叶级和叶型特征上, 季雨林植物的小叶和复叶比例相对较高, 分别占到24%和44%; 在植物区系地理成分构成上, 季雨林的热带分布属合计也占绝对优势, 但以泛热带分布属的比例相对较高, 约占到总属数的30%, 热带亚洲至热带非洲分布属的比例也较高, 约占总属数的12%。季雨林的地理成分更为多样性, 起源与发展历史也更复杂和古老。     

西双版纳勐腊望天树热带季节雨林蕨类植物组成及生态特征

采用生态学样方调查及统计学方法,研究了云南勐腊望天树热带季节性雨林蕨类植物的组成及生态特征。结果表明:在1hm2(4个50m×50m,含400个5m×5m小样方)面积的样地里,记录有蕨类植物48种13 159株(丛);在生态特征上,40个地生蕨类的盖度之和占调查样地面积的22.45%,缺乏高盖度级种类;黑鳞轴脉蕨、长叶实蕨、多形叉蕨等属高频度级种类;长叶实蕨、多形叉蕨、黑鳞轴脉蕨、毛柄短肠蕨、薄叶牙蕨、思茅叉蕨等种的重要值之和占86.31%,它们是望天树林蕨类植物的典型代表种。生活型组成上,以地面芽植物占优势(达80%)。叶质主要由纸质叶(占54.17%)和草质叶(占27.08%)种类组成;叶形主要由羽状复叶种类组成(89.58%)。与西双版纳相同取样面积的山地常绿阔叶林比较,望天树林蕨类植物的种数及种群数量分别是山地常绿阔叶林的1.55倍及2.23倍。同一地区不同海拔和生境异质性是导致蕨类植物组成不同、种群数量变化的主要原因。该研究揭示了赤道热带北缘热带雨林蕨类植物的组成及生态特征,有利于与其它热带地区蕨类植物作进一步的比较研究。     

云南蕨类植物的物种多样性和区系组成

在一定实地调查和分类的基础上,采用统计分析及区系地理分析法,对云南地区蕨类植物进行研究。结果表明:云南地区共有蕨类植物60科193属1 530种(包括变种和变型),科、属、种分别占中国蕨类植物科总数的58.8%,属的83.9%和种的95.2%;在这60个科中含30种以上的有13个,含5个属以上的有11个,分别占该蕨类植物区系属、种数的56.5%和79.2%,特别是鳞毛蕨科、蹄盖蕨科、水龙骨科和金星蕨科,这4个科共拥有70属761种,分别占总属数、总种数的36.3%、49.7%;193属中含30种以上的有11个,分别占总属、总种数的5.7%和41.7%,最具优势的是鳞毛蕨属和耳蕨属、蹄盖蕨属、铁角蕨属、卷柏属,这5个属共有403种,占总种数的26.3%;该区系中无云南特有科,但具有4个亚洲特有科:雨蕨科、稀子蕨科、柄盖蕨科和骨碎补科;该区系以热带、亚热带性质为主,科的区系成分中热带亚热带分布的科占66.6%,热带成分的属有112个,占68.7%(除世界分布类型);该区系是东亚地区蕨类植物区系的重要组成部分,东亚分布31属和中国特有分布6属,分别占总属数(除世界分布属外)的19.0%和3.7%;该地区蕨类植物区系与西藏、台湾具有共同的区系起源和物种分化形成的背景,属的相似性系数约为70%,种的相似性系数约为30%,均起源于热带亚热带地区;属的热带区系成分与温带区系成分所占比例分别为68.7%和27.6%,存在一定的区系过渡性;该区系科的分化强度为3.2,属的分化强度为7.9,在科、属水平上均表现出较强的区系分化特征。     

云南常绿阔叶林的植被地理研究

云南具有极其丰富的生物多样性和以常绿阔叶林为优势的植被类型。该研究利用6个基于样方层面的1 hm²样地资料, 以及通过对整个植被类型的植物区系的调查, 对云南常绿阔叶林植被型的3个植被亚型(季风常绿阔叶林、半湿润常绿阔叶林和中山湿性常绿阔叶林)的生态外貌特征、植物区系组成及其生物地理演化进行了研究。在样方层面, 尽管这3个常绿阔叶林在树种组成上优势种均为壳斗科、樟科和山茶科植物, 但它们在种类组成、多样性、生态外貌和生物地理特征上呈现多样化。分布在南部及西南部的季风常绿阔叶林物种组成极其丰富, 具有热带森林的生态外貌, 并以热带亚洲分布种为优势种。主要分布在云南高原的半湿润常绿阔叶林和云南中部和北部山地的中山湿性常绿阔叶林具有亚热带常绿阔叶林的生态外貌特征和以中国-喜马拉雅及中国特有种占优势, 是中国西南独特的植被类型。在植被亚型层面, 这3个常绿阔叶林的植物区系(包括所有生活型的种子植物)中种数最多的科, 按地理成分均为世界分布型的科, 含种数较少的科则为其他各种分布型的科。半湿润常绿阔叶林和中山湿性常绿阔叶林的植物区系, 热带分布属分别占总属数的44.91%和44.04%, 温带分布属占46.29%和48.19%, 其中北温带分布属比例最高, 分别为18.36%和19.95%。季风常绿阔叶林植物区系则显示了不同的地理成分格局: 热带分布属占总属数的78.05%, 并以热带亚洲分布属占最高比例。通过对这3个常绿阔叶林的比较发现, 半湿润常绿阔叶林和中山湿性常绿阔叶林除生态外貌特征有一定区别外, 在植物区系组成和地理成分上很接近, 它们在种的组成上, 与季风常绿阔叶林的类似性仅为17.1%和15.4%。季风常绿阔叶林因其在植物区系和生态外貌上与后二者区别明显, 建议在云南植被分类上划分一个独立的植被型, 它是东南亚低山常绿阔叶林分布在中国西南部热带北缘山地的一个植被类型。结合云南的地质历史和古植物学资料, 认为云南的常绿阔叶林及其植物区系受晚中新世以来的地质历史事件深刻影响。半湿润常绿阔叶林是中国西南独特而特有种丰富的植被类型, 由于严重的人为干扰破坏, 现已片段化或成为萌生灌丛状, 应给予优先保护。     

西双版纳望天树林种子雨9年动态

种子雨是森林生态系统过程的重要组成部分。虽然国内外已有部分关于种子雨的研究, 但多数集中在温带和亚热带地区, 热带地区种子雨的长期监测研究仍显不足。为全面了解热带森林种子雨输入的数量动态和物种组成的长期规律, 本文对我国西双版纳望天树(Parashorea chinensis)林群落水平上9年(2008年5月至2017年4月)的种子雨输入进行了研究。9年共收集到木本植物的种子226种8,993,224粒, 其中大型种子(I-1型) 77种9,779粒; 中型种子(I-2型) 61种24,237粒; 小型种子(I-3型) 72种83,399粒; 粒状微小种子(II-1型) 13种1,215,235粒; 粒状极小种子(II-2型) 1种7,244,667粒; 细丝状种子(II-3型) 2种415,907粒。种子雨输入量排名前10位的优势种贡献了70%以上的种子数量。各类型种子的种子雨输入量均具有年际波动, 呈“大小年”的交替变化, 间隔期为1-2年, 物种组成也呈现一定的年际差异。持续9年的监测中, 每类型种子至少观察到了1次大年结实事件。