浙江次生青冈林林木层的生物量模型及其分析

 笔者用收获法对浙江建德山区的天然次生青冈常绿阔叶林群落的第一性生产力进行了研究。本文报道了林木层样木的生物量优化回归模型,并对模型进行了分析、检验和估算。结果表明,立木各器官变量之间存在着很好的相对生长关系;进行分层次、种类(组分)和自变量的模型选优是十分必要的;各种模型都有较高的精度,可以对该群落的生物量作出有效的估计;种间模型的有效组合适用于亚乔木层的种类和乔木层的伴生种类;种类(组分)间的模型差异与它们在群落中所处的地位或所起作用密切相关;净第一性生产力在各器宫中的分配比例是植物群落结构与功能在种间关系、生态位分化和种群动态特征上的综合反映。     

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

研究植物功能性状的种间和种内变异,有助于揭示植物对环境的适应策略及其群落构建机制研究。以桂林岩溶石山青冈群落主要木本植物为研究对象,选取叶干物质含量（LDMC）、叶厚度（LT）、比叶面积（SLA）和木材密度（WD）4个功能性状,采用混合线性模型结合方差分解方法对其在种内和种间尺度的变异程度和相对贡献进行分析,同时运用零模型方法探讨驱动岩溶石山青冈群落构建的潜在机制。结果表明：（1） LDMC,LT,SLA和WD这4个性状在种内和种间水平上均存在不同程度的变异幅度,种间变异大于种内变异,但种内变异亦不容忽略。（2）零模型检验表明,将种内变异纳入考虑的环境过滤检测得到改善,基于个体性状值的尺度考虑群落构建机制研究是必要的。（3）对于桂林岩溶石山青冈群落,环境过滤作用确实是群落构建的重要驱动机制,与相似性限制作用和随机作用共同塑造了以青冈为优势物种的群落构建。     

水分梯度上放牧对内蒙古主要草原群落功能群多样性与生产力关系的影响

应用样线法对放牧对内蒙古草原沿水分梯度分布的主要植物群落:小针茅(Stipaklemenzii)群落、大针茅(Stipagrandis)群落、羊草(Leymuschinensis)群落和羊草杂类草群落多样性、生产力以及两者关系的影响进行了研究,结果表明,除羊草杂类草群落外,物种多样性、生活型多样性和水分生态类型多样性随放牧强度的加大而降低,但适度放牧增加了羊草杂类草群落的上述多样性指标。群落地上现存量一般随放牧强度的增大而下降,但小针茅群落反之,主要与1年生植物猪毛菜(Salsolacollina)的生物量迅速增加有关。除羊草群落外,其他群落0～10cm地下生物量随放牧强度的变化不显著;放牧显著降低羊草群落和羊草杂类草群落0～30cm地下生物量。多样性和生产力间的关系在群落水平上的趋势是不同的,但放牧影响下内蒙古草原4种群落多样性与生产力总体而言呈线性增加关系;同时两者之间的关系还和采用哪种多样性指标和生产力指标有关,用水分生态类型多样性比物种多样性更能反映与地上地下总生产力间的关系,得到放牧影响下内蒙古草原植物群落地上地下总生物量与水分生态类型多样性的回归方程。     

南岭小坑藜蒴栲群落地上部分生物量分配规律

采用皆伐法对南岭小坑750m2天然藜蒴栲群落的生物量进行了实测,该群落有43个树种,其中藜蒴栲为优势种,获得了胸径2.0 cm以上的267株树的树干、枝、叶烘干重数据以及实测的胸径（D）、树高（H）数据。揭示了该森林群落地上部分总生物量(AGB)在森林各层次、各树种及乔木层各器官中的分配规律,并建立了该群落的生物量模型。结果表明,南岭小坑流域藜蒴栲群落地上部分总生物量是131.149 t.hm-2,其中乔木层是129.895 t.hm-2,下木层是1.563 t.hm-2,层间植物是0.267 t.hm-2,凋落物层是2.424 t.hm-2。树干、树枝、树叶生物量分别是乔木层地上部分总生物量的85.0%、10.6%和4.4%。优势树种藜蒴栲和小红栲生物量是乔木层地上部分总生物量的46.3%和9.8%,这说明在早期演替的森林群落中生物量主要集中分布在少数的几个优势种。乔木各径阶（DBH<5,5~10,10~15,15~20,20~25,≥25cm）的生物量占乔木层地上部分总生物量的百分比分别是1.0%, 13.1%,52.2%,26.4%,4.6%和2.7%。天然次生藜蒴栲群落以D为自变量的模型是Wtagb=0.116D2.384,R2=0.934,模型估算值比皆伐实测值低5.0%;以D2H为自变量的总生物量模型是Wtagb=184.274(D2H)0.881,R2=0.952,模型估算值比皆伐实测值低6.9%;这说明针对天然藜蒴栲群落,采用以D为自变量的总生物量模型更为实用。     

水分驱动下茵陈蒿(Artemisia capillaris Thunb.)地上生物量模型与异速生长特征

构建生物量预估模型,探究生物量在各器官中的分配策略和异速生长关系及其对环境因子的响应,对理解植物群落结构、功能、碳储存和分配机制具有重要意义。本研究以内蒙古荒漠草原常见种茵陈蒿(Artemisia capillaris Thunb.)为对象,在不同水分处理下,利用易测指标,如株高、基径、分枝数、冠幅和生物量等参数建立生物量模型,采用标准化主轴分析法分析其异速生长关系。结果表明:在不同水分处理下,茵陈蒿的最佳生物量预估模型的变量选择不同;不同水分处理下茵陈蒿各器官间、各器官与地上生物量间的异速生长关系不同,但相对于自然降水量,增水和减水50%下均为等速生长,这说明在不同水分条件下茵陈蒿对各器官间的资源配置存在权衡策略,符合最优分配假说;而在极端气候条件下,各器官对资源的竞争会变弱;在荒漠草原中,对草本植物进行生物量模拟,选择预测变量和方程模型时,应考虑生长季降水量。本研究可为荒漠草原草本植物生物量预估模型的建立和异速生长关系对环境因子适应的理解等提供方法支持及理论依据。     

植物功能群去除对高寒草甸群落结构、多样性及生产力的影响

群落中物种的丧失在干扰下普遍存在,但对生态系统过程和功能的影响仍存在较大不确定性。选取青藏高原东缘典型高寒草甸为对象,开展优势植物功能群的梯度去除试验,以模拟长期过牧干扰下物种的损失。经过连续两个生长季的功能群去除,我们对群落的物种组成、结构、多样性和生物量等特征进行了分析,探讨了上述指标的响应过程和机制。研究结果表明：（1）功能群的去除降低了群落高度,增加了物种均匀度,并显著影响了禾草、杂草优势比以及功能群多样性和优势度;（2）同时,去除操作显著减小了凋落物量与禾草生物量,并显著影响了群落地上生物量;（3）进一步分析还发现,禾草、莎草和杂草功能群之间存在显著的竞争关系,群落生产力主要取决于禾草功能群并随物种均匀度的增大而显著减小。上述结果表明,禾草在高寒草甸群落中占据竞争优势地位,植物功能群的损失主要通过改变种间竞争关系、引起有机物质丢失影响群落过程和功能。     

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的尺度变化与关联

研究植物功能性状在不同尺度的变异和关联,对于揭示植物对环境的适应策略和群落构建规律具有重要意义。以岩溶石山青冈群落为研究对象,测量了研究区内20个样方74种木本植物的叶面积、比叶面积和木材密度3个功能性状值,利用性状梯度分析法分析了3个性状在群落内部(α组分)及群落间(β组分)的变异格局及相关性。结果表明:(1)群落内3个植物功能性状的α值范围均大于β值范围,即物种相对于共生物种性状值的变化大于沿着群落平均性状梯度的变化。(2)植物功能性状比叶面积的种内差异引起的变化小于群落水平。(3)叶面积与比叶面积、比叶面积与木材密度、叶面积与木材密度的β组分相关性均最强,而α组分间无相关性或相关性较弱,即叶面积与比叶面积、比叶面积与木材密度、叶面积与木材密度两两性状间的相关性在群落间的依赖程度比群落内共生物种的依赖性要强,暗示物种在群落内和群落间采取不同的生态策略来适应环境。     

Plant functional groups mediate effects of climate and soil factors on species richness and community biomass in grasslands of Mongolian Plateau

植物功能群在调控气候和土壤因子对蒙古高原草原群落物种丰富度和生物量影响中的作用 植物功能群组成主要受环境因素驱动,同时植物功能群组成也是影响草地生物多样性和生产力的主要因素之一。因此,理解植物功能群在调控环境因素对生态系统功能和生物多样性影响中可能发挥的作用至关重要。通过对蒙古高原草原65个样点的植物生物量和物种丰富度的调查,将157种多年生草本植物分为两种植物功能群(即禾草和杂类草)。通过随机森林模型和普通最小二乘回归,确定与植物功能群物种丰富度和地上生物量显著相关的环境因素(即干燥度、土壤总氮和pH),并利用结构方程模型探讨筛选出的环境因素与群落物种丰富度和生物量间的关系,以及植物功能群在驱动这种关系中发挥的作用。干燥度与禾草、杂类草以及整个群落的地上生物量和物种丰富度均呈显著的单峰关系。所有的物种丰富度和生物量指标均与土壤总氮和pH值显著相关。禾草在维持蒙古高原草原生态系统群落生物量中起着关键作用,并受气候因素的直接影响。而杂类草物种丰富度决定了群落总丰富度,并受到土壤因素直接的调控。因此,群落组成在调控环境因素对群落生物量和植物多样性的影响中起着关键作用。     

锡林河流域一个羊草群落中土壤呼吸与生物量之间的相关性分析

采用根系生物量梯度上土壤呼吸变化趋势线外推法对锡林河流域一个羊草（Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.）群落中根系呼吸占土壤总呼吸的比例进行了估计,对生物量各组分（地上、地下部分）之间以及它们与土壤呼吸间的相关性进行了分析,结果表明：在测定年度（1998）整个生长季的不同月份,该群落中根系呼吸量及土壤呼吸总量的比例在14%～39%之间,平均为27%,地上总生物量及根系生物量与土壤呼吸间的相关性较差,但地上活生物量与土壤呼吸间存在着显的乘幂关系,上述结果与国外同类研究结果相比,具有很好的一致性。     

科尔沁沙地恢复演替进程中群落物种多样性与地上生物量的关系

生物多样性与生产力的关系是当前生态学中研究的重点之一,以科尔沁沙地为研究对象,研究了沙地植被恢复演替进程中物种多样性与地上生物量的关系。结果表明:(1)科尔沁沙地植被恢复演替过程中,物种数量逐渐增加,从流动沙丘的6种到固定沙丘的30种,增加了4倍。一年生草本植物在各群落中占绝对优势,但随着演替的进行,生活型呈现多样化,多年生植物种类明显增加。藜科植物在流动沙丘阶段优势度明显,之后逐渐下降;禾本科植物的种数和优势度逐渐增加,在群落中的地位逐渐增强。多重比较表明,群落的地上生物量存在显著差异(F=18.926,n=360,P0.001),从流动沙丘到固定沙丘(3个恢复阶段的均值计算)地上生物量增加了580%。(2)随着演替的进行,群落Simpson指数、Shannon-winner指数和均匀度指数均呈现增加的趋势。(3)回归分析显示,群落物种多样性和生物量之间存在显著的负二次函数关系即单峰型函数关系,表明中等生产力水平物种多样性较高。     

鼎湖山亚热带季风常绿阔叶林的生物量和光能利用效率

报道鼎湖山自然保护区黄果厚壳桂群落的生物量、生产力和光能利用效率。根据群落的种类成分和结构特征,分层选主要树种,用样本收获法和红外线ＣＯ２气体分析法,测定了群落的生物量、光合速率和呼吸速率,计算了群落的生产力和光能利用效率．结果表明,群落的生物量为２０８ｔ·ｈｍ－２;总生产力为１２８７０４ｋＪ·ｍ－３·ａ－１,净生产力为３０４５１ｋＪ·ｍ－２·ａ－１;由总生产力计算光合有效辐射能的吸收利用率为９,６６％,净生产力的利用率为２．２８６％,并与厚壳桂群落作比较,阐明了南亚热带森林群落的生产潜力．     

中国旱区样带尺度植物多样性和生产力与环境因子的关系

旱区植物多样性、生产力与环境因子的关系是旱区生态学研究的重要课题,对于揭示该地区植被的环境适应机制有重要的参考价值。基于中国旱区东西样带的系统采样和原位调查,定量分析了各影响因素对旱区植物多样性和生产力变化的解释作用,阐明了旱区群落生产力的调控机制。结果表明：(1)旱区群落性状加权值与地上生物量间的关系(R²=0.46)相较于Shannon-Wiener指数与地上生物量的关系(R²=0.21)更为紧密。(2)旱区群落Shannon-Wiener指数、群落性状加权值、地上生物量与年均降水量、土壤有机碳含量、土壤总氮含量线性正相关,与土壤总磷含量无显著相关性;Shannon-Wiener指数、群落性状加权值与年均气温线性负相关,地上生物量与年均气温无显著相关性。(3)年均降水量对旱区群落性状加权值的解释率为40.9%,两者为正相关关系;年均气温对Shannon-Wiener指数的解释率为28.3%,两者为负相关关系。(4)群落性状加权值对地上生物量的直接路径显著,年均降雨量、年均气温和土壤有机碳通过群落性状加权值间接影响地上生物量。     

人为不同干扰条件下荒漠啮齿动物群落格局的动态特征——动物与植物群落的典型相关分析

群落的格局和动态是群落牛态学和生态系统生态学研究中的基础问题,也是揭示群落结构和功能的核心问题。为了深入了解生态系统的结构与功能,研究啮齿动物群落格局在人为不同干扰下的动态特征,特别是研究荒漠区的脆弱生态系统中啮齿动物群落格局在人为不同干扰下的动态特征,是揭示人为干扰下荒漠生态系统结构和功能变化特征的基础。2002～2004年在内蒙古阿拉善典型荒漠区,选择了4种不同干扰条件的生境,分别为禁牧区、过牧区、轮牧区和开垦区,研究了人为不同干扰下啮齿动物群落格局的变动趋势,应用典型相关方法分析了啮齿动物群落与植物群落在不同干扰条件下的相互关系。结果表明,在两种观察尺度域上（标志样地和线路样地）动物群落变量与植物群落变量的相关关系表现为：动物群落变量与植物群落变量中的草本关系最为突出,在分析的两个尺度的8个样地中,除标志样地的过牧区外,其它7个样地均与草本关系密切,且绝大多数样地动物群落变量与草本的盖度和地上生物量呈负相关关系。这说明荒漠生态系统中,在4种干扰条件下,草本的特性,特别是草本的盖度和地上生物量对啮齿动物群落格局及其动态变化起到关键作用,其值越大,啮齿动物群落组成种的丰富度（数量）和生物量就越小。就同一种干扰条件下的两种尺度域上的情况看,动物群落和植物群落的相关性较突出的特点是：在禁牧区和开垦区,喜湿的种类（黑线仓鼠和草原黄鼠）与植被的相关性显著,在轮牧区和过牧区,喜旱的种类（小毛足鼠和三趾跳鼠）与植被的相关性显著,且均与草本呈负相关关系。     

功能多样性对典型阔叶红松林生产力的影响

为比较生物量比率假说与生态位互补假说在解释生产力变异的相对重要性,探讨生物多样性和生产力之间的关系是否受到生物和非生物因素的影响,该研究依托小兴安岭9 hm~2阔叶红松(Pinus koraiensis)林动态监测样地,通过计算群落初始生物量、物种多样性、功能多样性、植物性状的群落加权平均值和测定环境因子,运用线性回归模型、结构方程模型,比较了物种多样性和功能多样性与生产力的相关性。结果表明:(1)物种多样性和功能多样性均对生产力有显著作用,功能多样性比物种多样性与生产力的关系更为密切;(2)功能多样性指数比群落加权平均值能更好地解释生产力变异,说明生态位互补假说更适用于解释阔叶红松林群落内生产力的变异;(3)生物多样性与生产力的关系受生物因素与非生物因素的共同作用,相较于多样性和功能性状组成(植被质量),初始林分生物量(植被数量)能更有效地解释生产力的变异。生物多样性与生产力关系的研究应从植被质量与植被数量同时出发,评估生态系统过程的多种非生物和生物驱动因素,同时维护森林功能多样性,加强植物与土壤环境的保护,对有效增加生产力和维持生物多样性具有重要意义。     

两种萝芙木生物量分配与估测模型研究

采用样本全收获法测量催吐萝芙木（Rauvolfia vomitoria）和萝芙木（Rauvolfia verticillata）的生物量,比较它们的生长特性及生物量分配,同时以基径（d）和株高（h）的组合d^2h为变量与各器官以及单株总生物量进行估测模型的建立。结果表明,两个种生物量间差异非常大,前者明显高于后者。在各自生物量构成中,茎所占的比例最高,为60％左右;而主要药用部位根只占27％左右。所建立的模型中除萝芙木叶以外,其余的判定系数R^2都较高,模型具有一定的适用性,所建立的估测模型可应用于这两个萝芙木种的幼龄植株生物量估测。     

洪湖主要沉水植物群落的定量分析：Ⅱ.微齿眼子菜＋穗花狐尾藻＋轮藻群落

微齿眼子菜＋穗花狐尾藻＋轮藻群落是洪湖的一个特殊沉水植物群落类型,其形成和维持与圈养活动及特殊的环境条件密切相关,该群落种类组成简单,组成种分布均一,一秋季峰值为２５１ｇｍ＾－１（干重）,季节最大生物量为春季３１２ｇｍ＾－１（干重）。策齿子菜在生物量为秋季１５２ｇｍ＾－１（干重）,穗花狐尾藻季节最大生物量为冬季４５ｇｍ＾－１（干重）,轮藻季节最大生物量为春季１７８ｇｍ＾－１（干重）。群落水平结果     

南亚热带常绿阔叶林树木多样性与生物量和生产力的关联及其影响因素

生物多样性和生态系统功能的关系直接或间接地影响着生产力, 是生态学研究的关键问题。本研究旨在定量探讨亚热带自然林演替后期森林生态系统树木多样性与生物量或生产力的关系。本研究基于中国南亚热带长期永久性样地的群落调查数据以及地形和土壤养分数据, 分析了南亚热带常绿阔叶林树木多样性与生物量和生产力的关联及其影响因素。相关性分析结果表明, 物种多样性与生物量呈显著负相关, 与生产力呈显著正相关; 结构多样性与生物量呈显著正相关, 与生产力呈显著负相关。此外, 不同环境因子对多样性、生物量和生产力的影响具有显著差异, 其中土壤含水量对生产力有显著影响, 物种多样性指标与部分地形和土壤因子均有相关性, 而群落结构多样性指标与土壤因子的相关性更强。方差分解结果表明, 结构多样性对生物量和生产力的单独效应的解释率最大, 分别为35.39%和5.21%; 其次是结构多样性和物种多样性的共同效应, 对生物量和生产力的解释率分别为13.66%和3.53%; 地形和土壤因子的解释率较小。同时, 结构方程结果也表明, 结构多样性对生物量有较强的直接正影响; 生物量对生产力有强烈的直接负影响, 结构多样性通过增加生物量明显地减少了生产力; 土壤和地形因子主要是通过物种和结构多样性间接影响生物量和生产力。综上, 本研究认为在南亚热带森林演替顶极群落中, 群落结构复杂性和物种多样性的提高对促进群落生产力和生物量具有重要作用。     

功能多样性对典型阔叶红松林生产力的影响

为比较生物量比率假说与生态位互补假说在解释生产力变异的相对重要性, 探讨生物多样性和生产力之间的关系是否受到生物和非生物因素的影响, 该研究依托小兴安岭9 hm ²阔叶红松(Pinus koraiensis)林动态监测样地, 通过计算群落初始生物量、物种多样性、功能多样性、植物性状的群落加权平均值和测定环境因子, 运用线性回归模型、结构方程模型, 比较了物种多样性和功能多样性与生产力的相关性。结果表明: (1)物种多样性和功能多样性均对生产力有显著作用, 功能多样性比物种多样性与生产力的关系更为密切; (2)功能多样性指数比群落加权平均值能更好地解释生产力变异, 说明生态位互补假说更适用于解释阔叶红松林群落内生产力的变异; (3)生物多样性与生产力的关系受生物因素与非生物因素的共同作用, 相较于多样性和功能性状组成(植被质量), 初始林分生物量(植被数量)能更有效地解释生产力的变异。生物多样性与生产力关系的研究应从植被质量与植被数量同时出发, 评估生态系统过程的多种非生物和生物驱动因素, 同时维护森林功能多样性, 加强植物与土壤环境的保护, 对有效增加生产力和维持生物多样性具有重要意义。     

鼎湖山亚热带季风带绿阔叶林的生物量和光能利用效率

报道鼎湖山自然保护区黄果厚壳桂群落的生物量、生产力和光能利用效率。根据群落的种类成分和结构特征,分层选主要树种,用样本收获法和红外线ＣＯ２气体分析法,测定了群落的生物量、光合速率和呼吸速率,计算了群落的生产力和光能利用效率。结果表明,群落的生物量为２０８ｔ·ｈｍ＾－２;总生产力为１２８７０４ｋＪ·ｍ＾－２·ａ＾－１,净生产力为３０４５１ｋＪ·ｍ＾－２·ａ＾－１;由总生产力计算光合有效辐射能的呼吸利     

乌梁素海野生芦苇群落生物量及影响因子分析

 对内蒙古乌梁素海湿地野生芦苇(Phragmites australis)生物量的调查基础上,探讨了富营养化湖泊湿地水体的物理化学性质对芦苇生物量的影响。结果表明：1）由于环境因子的影响,芦苇群落生物量变化较大,介于1.73～3.00 kg·m-2之间;地下和地上生物量之比介于1.14～2.19之间;2）芦苇群落生物量受多种因素的影响,其中水深是最主要的限制因子,水上生物量和地上生物量随着水深的增加而增加,而地下与地上生物量的比值则随水深的增加而减少,这主要是由于水深改变了芦苇群落的结构（群落密度）和个体形态(株高和株茎);3）芦苇群落生物量随着水体N浓度增加而增加。芦苇各器官（叶、茎、根状茎和根）的N∶P为7.59～12.21,小于14,这也说明该水体中的N负荷是影响芦苇生长的主要限制因子;4）土壤有机质分解对芦苇生长没有产生毒害作用。