Spatio-temporal dynamics of two alpine treeline ecotones and ecological characteristics of their dominate species at the eastern margin of Qinghai-Xizang Plateau

热量匮乏是高山树线的主要成因, 在全球变暖趋势下对高山树线及其建群种的生态学过程及特征的研究具有重要意义。该文以青藏高原东缘的折多山和剪子弯山两处高山树线(海拔分别为4 265 m和4 425 m)作为研究对象, 通过设置垂直样带, 同时结合区域温度、降水的长时间序列分析, 探究两处树线的时空动态过程, 并明确了建群种冷杉(Abies spp.)的生态学特征。结果表明: 1)折多山和剪子弯山区域的气温在过去58年均存在显著的上升趋势(分别上升了0.72和0.91 ℃), 而折多山和剪子弯山区域降水均存在微弱的降低趋势。2)折多山的峨眉冷杉(A. fabri)龄级结构呈反J形, 剪子弯山的鳞皮冷杉(A. squamata)龄级结构呈双峰形, 二者种群结构均相对稳定。3)在小尺度上, 种子扩散限制使得两处树线的冷杉聚集分布。在大尺度上, 折多山峨眉冷杉亦呈聚集分布, 而剪子弯山鳞皮冷杉受生长环境以及种内或种间关系的影响呈随机分布。4)两处样地建群树种的树高和基径均随海拔升高而降低, 位于树线交错带上部的冷杉均呈现树高生长大于径向生长的异速生长关系, 而位于样地中、下部位的冷杉大部分呈等速生长关系。5)相比10年前, 折多山和剪子弯山的树线及树种线位置均无明显变化, 剪子弯山鳞皮冷杉种群的树木密度亦无明显变化, 而折多山的树木个体数提高了约25%; 相比20年前, 折多山和剪子弯山的树种线分别上移了50和30 m, 树线位置分别升高了75和40 m, 树木个体数亦明显增加, 分别提高了约220%和100%。树线及其建群种在较大时空尺度上主要受热量的控制, 而在较小时空尺度上受温度及生长环境共同作用的影响。     

RESPONSES OF PHENOLOGY AND GROWTH OF BETULA UTILIS AND ABIES FAXONIANA IN SUBALPINE TIMBERLINE ECOTONE TO SIMULATED GLOBAL WARMING, WESTERN SICHUAN, CHINA

 采用开顶式生长室(Open-top chamber, OTC)模拟增温对植被影响的研究方法, 研究了川西亚高山林线交错带糙皮桦(Betula utilis) 和岷江冷杉(Abies faxoniana)幼苗物候及生长特性对模拟增温的响应。结果表明, 温度升高使岷江冷杉幼苗芽开放时间显著提前(15.2 d); 糙 皮桦春季芽物候期变化不显著, 而落叶时间明显推迟(19.7 d), 叶寿命延长(22.8 d)。与对照(CK)相比, OTC内糙皮桦叶面积和岷江冷杉叶片长度及两者侧枝生长速率都显著加快。模拟增温对两物种基径相对生长速率都表现为正效应, 增温对两物种枝叶特性及分布格局表现为不同程度 的正效应、负效应或无影响。不同功能型两物种对模拟增温响应方式存在一定程度差异。     

升温突变对川西道孚林线川西云杉和鳞皮冷杉生长的影响

高山林线作为理想的全球气候变化监测器,是研究植被与气候变化关系的重要场所。利用川西道孚县高山林线川西云杉（Picea likiangensis var.balfouriana）和鳞皮冷杉（Abies squamata）的年轮宽度资料,基于树木年代学的方法,构建差值年表并通过升温突变前后（1995年前后）年轮指数与气候要素的相关分析,探讨了该区林线主要针叶树种的年轮响应变化,为研究青藏高原地区树木与气候响应关系提供研究基础。结果表明：（1）年尺度上,1995年气温突变前后川西云杉和鳞皮冷杉年轮指数和生长弹性时间变化趋势均不显著,没有发生显著的响应分歧现象。（2）月尺度上,升温突变前川西云杉年轮指数与前一年11月月均最高温、5-7月月均温、6月月均最高温、7月月均最低温呈显著正相关;鳞皮冷杉则与前一年11月月均温、11月月均最高温和12月月均温呈显著正相关;表明升温突变前林线树木生长分别受夏季和冬季温度控制;升温突变后川西云杉年轮指数与前一年11月月均温呈显著负相关,和当年2月降水量及7月月均最低温呈显著正相关;而鳞皮冷杉则与当年5月月均温和5月月均最低温呈显著负相关,与5月降水的正相关性达到最大;表明升温突变后林线川西云杉生长依然受夏季温度控制,而鳞皮冷杉生长则受到春季干旱胁迫的影响。未来气候若随着升温出现干暖化,则林线鳞皮冷杉可能会发生明显的响应分歧现象。     

长江上游峨眉冷杉林结构特征的研究

通过对长江上游贡嘎山不同演替阶段峨眉冷杉（Abies fabri）林的野外调查和对比分析,探讨了峨眉冷杉林的结构特征。结果表明,成熟峨眉冷杉林下有丰富的峨眉冷杉种源,小于20年的峨眉冷杉更新幼树幼苗数量少,但却为唯一的优势更新树种,在冬瓜杨、峨眉冷杉混交林中,冬瓜杨、桦木等树种在最初30年高生长非常迅速并能很快占据优势地位。峨眉冷杉是一耐荫性很强的树种,幼龄期生长缓慢,但将更替其它树种形成稳定群落。贡嘎山海拔2900－3400m地区大规模泥石流为100多年发生一次,在泥石流发生地,川滇柳、冬瓜杨、桦树等树种首先出现在迹地并占据优势,在自然条件下恢复峨眉冷杉林将需要较长时间,可通过人为干预措施加以促进和调控。     

贡嗄山海螺沟林线附近峨眉冷杉种群的结构与动态

通过对贡嗄山海螺沟海拔3580m处1.0hm^2峨眉冷杉（Abies fabri Crabi）林的定位调查,分析了峨眉冷杉的个体生长、种群结构与动态、干扰及更新特征。结果表明：1）林线附近的环境胁迫影响了个体的形态发育和高、径生长,但对其更新繁殖无明显影响;2）静态生命表和种群生存曲线反映了20a以前的60-140a分别经历的强烈环境筛选和竞争自疏,以及后期与环境变化相关的死亡率波动,峨眉冷杉寿命极限为400a左右。3）林线种群遭受高频率、小规模的林隙干扰。尽管86.4%的林隙由多木形成,但死亡的峨眉冷杉在枯立为主导致林隙较小;病害、冰雪和死树的打压是林隙形成的重要因素,而风不是这里林线环境的主要自然干扰。4）峨眉冷杉的幼苗表现了相当的耐荫性,尽管其更新依赖林隙的存在,但更新格局存在多尺度的成因。     

油松(Pinus tabulaeformis)人工林林下植被发育对油松生长节律的响应

林下植被作为森林生态系统的一个重要组成部分,对维持林分结构和土壤质量起着重要作用.不同年龄树种对林下植被发育的影响已有所涉及,但这些为数不多的研究往往割裂了林木种群的生长规律与其林下植被间的相互作用,以林龄为尺度探讨林下植被发育的差异必然掩盖了林分种群对林下植被作用的异质性.采用时序研究法,按照油松(Pinus tabulaeformis)高速生期、径速生期、材积慢生期和材积速生期等不同发育时期,探讨林下植被组成、多样性、生物量和元素积累量的差异性.结果表明,高速生期阶段油松与林下植被竞争最为激烈,林下植被物种丰富度、多样性、生物量、元素积累量均最低.因此,高速生期阶段应及时对油松采取较大强度的抚育间伐以缓和油松种群与林下植被剧烈竞争的关系.径速生阶段林下植被与油松竞争最为缓和,草本层Gleason、Shannon-Wiener、Pielow指数由高生长阶段的7.817、2.222和0.769剧增到19.978、3.470和0.907,灌木层、草本层地上部分生物量、元素积累量也均达到最大.径速生阶段对油松林分的管理可相对粗放一些.进入材积阶段,油松与林下植被的关系日趋紧张.材积慢生阶段灌木层、草本层生物量由径速生期的2 262.61、461.92 kg/hm2分别下降至1 549.85、 220.84 kg/hm2,而灌木层Gleason、Shannon-Wiener指数均达到峰值.相对于材积慢生期,材积速生期灌木层、草本层物种多样性指数、元素积累量进一步下降,而生物量略有上升,材积速生期阶段应对油松林分适度间伐或主伐.可见,林下植被可作为人工纯林乔木生长规律的指示剂,根据林下植被发育状况选择林分经营方式具有一定的参考价值.     

不同间伐措施对乳源木莲生长的影响

由于间伐措施不同,杉木与乳源木莲混交林中的乳源木莲生长差异显著。间伐适时,乳源木莲的胸径、树高生长量明显增加,材积速生期延长,且17年生仍处在速生期;而逾期间伐,林分密度偏大,则混交林中乳源木莲生长受抑制,速生期提早结束,生长不良。作者认为,为提高杉莲混交林的经营效果,适时间伐、密度合理至关重要。     

四川甘孜高海拔林区针叶林优势种与水分关系(简报)

1986年5月至1987年2月对低温少雨的川西甘孜3500m以上高海拔林区针叶林优势种:鳞皮云杉(Picea retroflexa)、鳞皮冷杉(Abies squamata)和川西云杉(Picea balforiana)在自然条件下的水分关系进行了初步测定和比较。     

贡嘎山森林生物量和生产力的研究

对贡嘎山苞槲柯、香桦林,铁杉、槭、桦杉,峨眉冷杉林Ⅰ,峨眉冷杉林Ⅱ和鳞皮冷杉林的生物量和生产力进行了研究。它们的生物量分别是220．082t·hm-2、568．008t·hm－2、544．519t·hm-2、282．558t·hm-2和279．819t·hm－2;它们的生产力分别是9．962t·hm-2·a-1、10．067t·hm－2·a－1、12．936t·hm-2·a-1、4．692t·hm-2·a-1和1．389t·hm-2·a－1。通过对贡嘎山森林生物量和生产力与生态因素的相关分析表明,年降水量是制约森林生物量和生产力的主导因子。     

贡嘎山冰川退缩区植物-土壤反馈与植物间相互作用

植物-土壤反馈是揭示陆地生物群落动态变化的关键环节,为理解植物间相互作用及植被群落变化过程奠定基础。本研究以贡嘎山冰川退缩区原生演替早(5~10年)、中(30~40年)和晚期(80~100年)3个阶段典型土壤以及各阶段优势植物为对象,采用盆栽控制试验,比较优势植物在不同土壤条件下的生物量,并量化植物间相互作用以及植物-土壤反馈的方向与强度,为探究贡嘎山冰川退缩区植被群落演替规律提供依据。结果表明:(1)植物-土壤反馈作用显著影响植物在本土中的生物量,早期沙棘(Hippophae rhamnoides)在本土中生长最差,沙棘的植物-土壤反馈系数为负值;演替中期冬瓜杨(Populus purdomii)的反馈系数趋于零;晚期峨眉冷杉(Abies fabri)在本土中生长最好,峨眉冷杉的反馈系数为正值。(2)混种时,早期沙棘与演替中、晚期植物间相互作用指数为负值;中期冬瓜杨、川滇柳(Salix rehderiana)与演替早、晚期植物的相互作用指数接近于零,晚期植物峨眉冷杉、麦吊云杉(Picea brachytyla)与演替早、中期植物相互作用指数为正值。从植物-土壤反馈的方向来看,贡嘎山植被演替从早期负反馈,中期中性反馈,过渡到晚期正反馈。此外,演替早期沙棘促进演替中晚期植物生长,演替中期冬瓜杨、川滇柳对演替早晚期植物无显著影响,晚期峨眉冷杉、麦吊云杉更利于与演替早中期植物相互竞争。结果显示,植物-土壤反馈与植物间相互作用共同驱动了贡嘎山冰川退缩区植被快速演替,直至顶极群落。     

贡嘎山麦吊杉群落优势种群的分布格局及相互关系

本文对贡嘎山麦吊杉群落各优势种群的分布格局进行了分析,结果表明除麦吊杉和铁杉等大型针叶树种呈随机分布外,其余优势种群皆呈聚集分布。结合种群结构的分析表明,种群的分布格局随树龄的变化是个动态因子,并与微环境条件的变化有关。通过种间联结系数半矩阵的分析,对62种乔木的种间联结、种群分布与生态幅度进行了描述,划分出麦吊杉群落中不同的生态组合,表明各种群间也有不同的竞争和结合关系,但总体上显示出各生态组合的适应共性。     

贡嘎山地区不同海拔冷杉比叶质量和非结构性碳水化合物含量变化

以贡嘎山地区磨西山谷东北坡和康定山谷西南坡为样地,研究了高山林线和低海拔冷杉休眠期和生长旺盛期针叶比叶质量和组织非结构性碳水化合物含量.结果表明:生长在温暖湿润的磨西山谷东北坡的冷杉针叶比叶质量和组织非结构性碳水化合物含量均高于炎热干燥的康定山谷西南坡;高山林线冷杉比叶质量大于低海拔冷杉;高山林线冷杉组织非结构性碳水化合物含量总体高于低海拔冷杉,且生长期比休眠期更为显著.研究结果不支持"碳供应不足导致高山林线形成"的假说.     

青藏高原东缘两处高山树线交错带时空动态及其建群种的生态学特征

热量匮乏是高山树线的主要成因, 在全球变暖趋势下对高山树线及其建群种的生态学过程及特征的研究具有重要意义。该文以青藏高原东缘的折多山和剪子弯山两处高山树线(海拔分别为4 265 m和4 425 m)作为研究对象, 通过设置垂直样带, 同时结合区域温度、降水的长时间序列分析, 探究两处树线的时空动态过程, 并明确了建群种冷杉(Abies spp.)的生态学特征。结果表明: 1)折多山和剪子弯山区域的气温在过去58年均存在显著的上升趋势(分别上升了0.72和0.91 ℃), 而折多山和剪子弯山区域降水均存在微弱的降低趋势。2)折多山的峨眉冷杉(A. fabri)龄级结构呈反J形, 剪子弯山的鳞皮冷杉(A. squamata)龄级结构呈双峰形, 二者种群结构均相对稳定。3)在小尺度上, 种子扩散限制使得两处树线的冷杉聚集分布。在大尺度上, 折多山峨眉冷杉亦呈聚集分布, 而剪子弯山鳞皮冷杉受生长环境以及种内或种间关系的影响呈随机分布。4)两处样地建群树种的树高和基径均随海拔升高而降低, 位于树线交错带上部的冷杉均呈现树高生长大于径向生长的异速生长关系, 而位于样地中、下部位的冷杉大部分呈等速生长关系。5)相比10年前, 折多山和剪子弯山的树线及树种线位置均无明显变化, 剪子弯山鳞皮冷杉种群的树木密度亦无明显变化, 而折多山的树木个体数提高了约25%; 相比20年前, 折多山和剪子弯山的树种线分别上移了50和30 m, 树线位置分别升高了75和40 m, 树木个体数亦明显增加, 分别提高了约220%和100%。树线及其建群种在较大时空尺度上主要受热量的控制, 而在较小时空尺度上受温度及生长环境共同作用的影响。     

贡嘎山海螺沟林线附近峨眉冷杉种群的结构与动态

通过对贡嘎山海螺沟海拔 35 80m处 1.0hm2 峨眉冷杉 (AbiesfabriCraib)林的定位调查 ,分析了峨眉冷杉的个体生长、种群结构与动态、干扰及更新特征。结果表明 :1)林线附近的环境胁迫影响了个体的形态发育和高、径生长 ,但对其更新繁殖无明显影响 ;2 )静态生命表和种群生存曲线反映了 2 0a以前和 6 0～ 140a分别经历的强烈环境筛选和竞争自疏 ,以及后期与环境变化相关的死亡率波动 ,峨眉冷杉寿命极限为 40 0a左右。 3)林线种群遭受高频率、小规模的林隙干扰。尽管 86 .4%的林隙由多木形成 ,但死亡的峨眉冷杉以枯立为主导致林隙较小 ;病害、冰雪和死树的打压是林隙形成的重要因素 ,而风不是这里林线环境的主要自然干扰。 4)峨眉冷杉的幼苗表现了相当的耐荫性 ,尽管其更新依赖林隙的存在 ,但更新格局存在多尺度的成因     

Composition and Dynamics of Functional Groups of Trees During Tropical Forest Succession in Northeastern Costa Rica

We compared the functional type composition of trees ≥10 cm dbh in eight secondary forest monitoring plots with logged and unlogged mature forest plots in lowland wet forests of Northeastern Costa Rica. Five plant functional types were delimited based on diameter growth rates and canopy height of 293 tree species. Mature forests had significantly higher relative abundance of understory trees and slow-growing canopy/emergent trees, but lower relative abundance of fast-growing canopy/emergent trees than secondary forests. Fast-growing subcanopy and canopy trees reached peak densities early in succession. Density of fast-growing canopy/emergent trees increased during the first 20 yr of succession, whereas basal area continued to increase beyond 40 yr. We also assigned canopy tree species to one of three colonization groups, based on the presence of seedlings, saplings, and trees in four secondary forest plots. Among 93 species evaluated, 68 percent were classified as regenerating pioneers (both trees and regeneration present), whereas only 6 percent were classified as nonregenerating pioneers (trees only) and 26 percent as forest colonizers (regeneration only). Slow-growing trees composed 72 percent of the seedling and sapling regeneration for forest colonizers, whereas fast-growing trees composed 63 percent of the seedlings and saplings of regenerating pioneers. Tree stature and growth rates capture much of the functional variation that appears to drive successional dynamics. Results further suggest strong linkages between functional types defined based on adult height and growth rates of large trees and abundance of seedling and sapling regeneration during secondary succession.
Abstract in Spanish is available at http://www.blackwell-synergy.com/loi/btp     

贡嘎山雅家埂峨眉冷杉林线种群的时空动态

通过对贡嘎山雅家埂峨眉冷杉种群林线附近6个3000 m2样地(阴阳坡各3个)中峨眉冷杉(Abies fabri Craib)种群的定位调查,分析了过去100a间该区峨眉冷杉种群的时间-空间动态。结果表明:1)雅家埂林线附近峨眉冷杉种群密度在过去100 a(主要是近50 a)有显著的升高,但树线的海拔位置并无明显的爬升;2)阴阳坡林线格局存在显著的坡向分异:阴坡林线和树线的海拔高度显著高于阳坡(分别比阳坡高152.5 m和135.8 m),阳坡林线附近峨眉冷杉早期的生长速率在大于阴坡,但后期的生长速率却低于阴坡;3)热量(温度)控制假说不能完全解释雅家埂目前的树线格局,除气候因素之外,其它因素也限制了雅家梗地区树线位置的变化。     

广东省南昆山伯乐树群落特征及其保护策略

在广东省南昆山自然保护区内调查了中国特有珍稀植物伯乐树种群的分布格局、龄级结构和伴生群落的物种组成.结果表明:该种群的分布范围狭窄且集中;龄级不完整,Ⅱ、Ⅲ级幼树少见,结构呈衰退型;伴生群落呈典型的亚热带植物区系的特点,其组成不稳定、优势种不显著.建议将伯乐树幼树作为就地保护的重点,适当去除周围的罗浮槭、羊角杜鹃和黄樟等速生树种,以创造有光照和水肥条件的生境;对于Ⅳ级以上成株,应注意拟赤杨和华润楠等空间生态位相近树种的数量和密度,适当疏剪枝条,以帮助成株占据较好的空间位;同时再积极引入异龄的伯乐树幼苗,促进种群恢复和发展.