小径竹对亚高山暗针叶林优势 树种林窗更新的影响

在亚高山岷江冷杉林中选取面积≤50m2,50~150m2,>150m2的林窗,每种类型内均包含3种小径竹盖度(≤20%、20%~50%、>50%),共调查林窗9个,并调查包含这3种小径竹盖度的三块林下对照样地,研究了该类森林林窗更新与小径竹生长的关系。结果表明:(1)无论林窗大小,林窗内的更新幼苗数量都比林下的多,林窗更新是岷江冷杉群落更新的主要途径;(2)所选林窗均为发育早期,林窗对更新树种的种类组成和数量的影响主要表现在幼苗上。糙皮桦幼树及幼苗数量随林窗面积的增加而急速增加,它的更新更需要较大的林窗;(3)不同小径竹盖度下幼苗的密度呈现显著性变化,小径竹的生长明显抑制了森林幼苗的更新及填充的进程;(4)华西箭竹的分散程度随林窗面积的增大而降低,而平均高度和基径则有增加的趋势。     

林窗对岷江冷杉更新幼苗根系生物量积累与分配的影响

林窗对更新幼苗生物量积累和分配的影响在种群恢复中具有重要作用,尤其是暗针叶林更为突出。以川西亚高山岷江冷杉原始林林窗、林下的岷江冷杉更新幼苗为对象,研究其粗根和细根生物量的积累与分配过程及其异速生长关系。结果表明：随着岷江冷杉幼苗的生长,粗根、细根生物量均不断积累,但根系生物量中分配到粗根的比例逐渐增加、分配到细根的比例逐渐减少,粗根-细根间生物量的异速生长指数由等速生长转变为异速生长。林窗幼苗的细根生物量、粗根生物量和总根生物量中位数均小于林下幼苗,细根生物量分配比例大于林下幼苗;林窗还显著影响细根、粗根生物量随基径增粗的积累与分配过程,细根生物量分配比例随基径增粗的降幅大于林下幼苗;但林窗对粗根-细根生物量间的异速生长指数影响不显著。说明林窗干扰改变了岷江冷杉更新幼苗地下资源的分配方式,优化了资源配置。     

王朗自然保护区的大自然景观类型分析与评价

从自然地理一景观生态学的角度来看,作为王朗国家级自然保护区生态旅游资源的大自然景观主要包括森林生态、草甸生态、森林植被水平带谱以及珍稀生物生态等四大类型,其中以岷江冷杉、紫果云杉的原始针叶林景观与大熊猫及其栖息地景观这两种珍稀生物景观最具典型的地域特色。     

卧龙自然保护区亚高山暗针叶林树种更新研究

在卧龙亚高山暗针叶林中选取有代表性的18个林窗斑块以及对照的林下样方进行群落学调查,记录乔木树种和灌木树种的相关数量特征。按照树种在林窗内外的重要值差异结合树种本身生态学特性将群落中出现的乔木层树种划分为先锋组和耐荫组两类生态种组。林窗内外乔木树种的组成明显不同,两类生态种组树种幼苗在林窗与林下环境中的更新表现出差别,这与树种本身的生态学特性以及所处林窗的环境有关,同时亚高山暗针叶林中灌木层优势种小径竹的生长对树种更新方式也产生一定的影响。     

林窗对长苞冷杉自然更新幼苗存活和生长的影响

 长苞冷杉(Abies georgei)林是我国西南亚高山针叶林的重要类型之一,分布于海拔3 200～4 200 m。目前对于该森林林窗对树苗更新的调节还很少了解。通过1997～2000年对20个林窗的连续观测调查,研究了滇西北白马雪山自然保护区西坡亚高山长苞冷杉林林窗大小和林窗位置对自然更新幼苗存活和生长的影响。长苞冷杉针叶林林窗大小分布为,面积大于100 m2的大林窗占20%左右,中等林窗面积为50～100 m2,占35%左右,小林窗面积小于50 m2,占45%左右。4个生长季节的连续观测结果表明：林窗与林下非林窗内的幼苗大小和幼苗存活数量差异明显。林窗由小到大,单位面积内的自然更新苗木数量逐渐增加,大林窗中更新苗为小林窗的1.5倍左右,而林下的更新苗很少,0.5 ind.·10 m-2。中等林窗和小林窗内的幼苗数量在从南到中心到北的位置上几乎没有明显的差异;大林窗中存在由南到北的位置差异,更新幼苗数量逐渐增加。从更新幼苗的生长来看,中等林窗内的幼苗,高度最大、生长最快,定居阶段的平均年高生长为(7.8±0.5) cm·a-1,小林窗次之,大林窗和林下幼苗个体最小,生长最慢。更新幼苗的基径随林窗大小的变化与高度变化相似。进一步从林窗位置来看,中、小林窗幼苗大小和年平均高生长量几乎无位置差异,大林窗则由南到北,幼苗由大变小,年高生长量逐渐减低。从幼苗存活数量、生长大小来看,中等林窗大小是长苞冷杉幼苗更新的适宜面积,这为该类型退化亚高山针叶林恢复提供了一定的参考。     

川西亚高山暗针叶林恢复过程中不同恢复阶段的定量分析

以空间代替时间的方法,运用种间联结测定、主成分分析和最优分割法对川西亚高山箭竹-暗针叶林和藓类-暗针叶林经采伐后自然恢复形成的不同恢复系列(20、30、40和50年),以及未被采伐而保留下来的160~200年生暗针叶老龄林进行恢复阶段的定量分析.结果表明:藓类和箭竹暗针叶次生林向暗针叶老龄林恢复过程中,红桦、卧龙柳、五角槭、疏花槭、康定野樱桃、挂苦绣球、椴树和川滇柳归并为衰退种组;湖北花楸、陕甘花楸和微毛野樱桃归并为过渡种组;岷江冷杉、紫果云杉、铁杉和青扦归并为进展种组.20~40年生的次生林进入以红桦为主的阔叶林阶段,其森林类型分别为藓类-红桦林和箭竹-红桦林;恢复到50年,则开始进入红桦和岷江冷杉组成的针阔混交林阶段,其森林类型分别为藓类-红桦-岷江冷杉林和箭竹-红桦-岷江冷杉林;未被采伐而保留下来的160~200年生暗针叶林是以岷江冷杉为主的暗针叶老龄林阶段,其森林类型分别为藓类-岷江冷杉林和箭竹-岷江冷杉林.     

增温对川西亚高山针叶林内不同光环境下红桦和岷江冷杉幼苗生长和生理的影响

 川西亚高山针叶林是青藏高原东部高寒林区的重要组成部分, 也是研究全球变化对森林生态系统影响的重要森林类型。开展亚高山针叶林不同树种对气候变暖响应差异的研究, 可为预测未来气候变暖背景下亚高山针叶林植被组成和森林动态提供科学依据。我们以川西亚高山针叶林两种主要树种——红桦(Betula albo-sinensis)和岷江冷杉(Abies faxoniana)为研究材料, 采用开顶式增温法(Open-top chamber, OTC)模拟气候变暖, 研究了增温对全光条件和林下低光环境中(约为全光的10%)生长的红桦和岷江冷杉幼苗生长和生理的影响。在人工林环境下, OTC使增温框内平均气温和地表温度分别升高了0.51和0.33 ℃; 而在林外空地处, OTC使二者分别升高了0.69和0.41 ℃。研究结果显示, 增温总体上促进了两种幼苗的生长和生理过程, 并促使幼苗将更多的生物量投入到其同化部位——叶, 使幼苗的根冠比(R/S)显著降低。增温通过增加叶片的光合色素含量和表观量子效率等光合参数, 促进了幼苗的光合过程和生长。然而, 增温对两种幼苗生长和生理的影响效果与植物种类及其所处的光环境有关。增温仅在林外全光条件下显著影响红桦幼苗的生长和生理过程。岷江冷杉幼苗对增温的响应与红桦相反, 即增温仅在林下低光环境下对岷江冷杉幼苗的生长和生理过程有明显促进作用。这种响应差异可能赋予这两种植物在未来气候变暖背景下面对外界环境变化时具有不同的适应能力和竞争优势, 从而对亚高山针叶林生态系统物种组成和森林动态产生潜在影响。     

林窗对岷江冷杉幼苗生存过程的影响

岷江冷杉林是我国西南亚高山暗针叶林的主体之一,其健康的种群动态和更新策略在维持长江上游生态安全方面具有重要意义。为了解岷江冷杉更新过程中林窗对幼苗种群动态的影响,通过调查林窗内和林下岷江冷杉更新幼苗的存活情况,采用数量分析方法研究了幼苗的年龄结构和动态特征。结果表明:林窗内和林下岷江冷杉幼苗的年龄结构金字塔均为两头小中间大的纺锤型,存活曲线均为DeeveyⅡ,生命期望以1龄级的最高、林下种群的高于林窗种群。幼苗的死亡率、消失率、累计死亡率和危险率均随龄级的增加而增大,生存率和死亡密度随龄级的增加而减小;岷江冷杉幼苗种群的数量化动态指数Vpi=0.1059,为增长型种群,在外界随机事件干扰时也可持续增长,尤以林窗种群抵御随机干扰、持续增长的特点更为突出;岷江冷杉幼苗种群的周期波动主要受基波控制,林窗种群在9龄级和11龄级处的波动还受谐波的影响。林窗扩大了岷江冷杉更新幼苗的数量规模、提高了种群抵御外界随机干扰的能力。因此,在岷江冷杉林更新管理中,应高度重视林窗的作用。     

长期模拟增温对岷江冷杉幼苗生长与生物量分配的影响

川西亚高山针叶林是青藏高原东部高寒林区的重要组成部分,也是研究全球变化对森林生态系统影响的重要组成。长期模拟增温对川西亚高山森林树木的生长、物质积累及其分配格局的影响至今鲜有报道。以川西亚高山针叶林优势种岷江冷杉(Abies faxoniana)幼苗为研究对象,采用控制环境生长室模拟增温的方法,研究了模拟增温对岷江冷杉幼苗生长、物质积累及其分配格局的影响。结果表明,模拟增温(2.2±0.2)℃处理65个月后,岷江冷杉幼苗基径、株高、单株叶面积和比叶面积(SLA)均显著增加,比叶重(LMA)显著下降。增温对岷江冷杉幼苗的茎、侧枝、叶和总生物量具有显著的促进作用,对根生物量没有显著影响。岷江冷杉幼苗的叶重比(LMR)下降、枝重比(SMR)增加、根重比(RMR)无显著变化。长期增温能显著促进岷江冷杉幼苗的生长和物质积累,改变生物量分配格局,促使叶片物质向茎转移,降低光合物质投入。     

四种亚高山针叶林树种的表型可塑性对不同光照强度的响应

以青藏高原东缘亚高山针叶林群落演替后期种岷江冷杉、演替中后期种粗枝云杉和青榨槭、及先锋树种红桦为材料,研究了不同光强下生长的4种树苗生长、生物量分配、叶片形态和光合特性,探讨植物幼苗的形态和生理特征的表型可塑性与光适应的关系。结果表明：（1）弱光环境中生长的4种植物的基茎、相对生长速率、叶片厚度、根重比、最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率较低,而比叶面积、地上／地下生物量、茎长／茎重、叶重比和茎重比较高。（2）大部分光环境下岷江冷杉幼苗的最大净光合速率和暗呼吸速率低于粗枝云杉,青榨槭幼苗的最大净光合速率和暗呼吸速率略低于红桦。（3）高光强下生长的粗枝云杉和红桦幼苗的相对生长速率分别大于岷江冷杉和青榨槭,但在低光强下则与之相反。（4）粗枝云杉和红桦幼苗的11种可塑性指数平均值则分别大于岷江冷杉和青榨槭。岷江冷杉适应弱光环境的能力略强于粗枝云杉和红桦,但适应强光的能力较差。生理适应的可塑性指数大于形态适应的可塑性指数,表明前者在4种植物幼苗光适应方面起到了重要的作用。研究结果支持树种的生理生态特性决定了其演替状况和生境选择的假说。     

竹类植物种群生态学研究进展与展望

综述了竹类种群生理生态学、种群动态、繁殖特性、无性系种群特征等几个方面的研究进展,概括了群落水平上竹类种群对森林更新的影响。并从竹类种群克隆多样性与微进化、生长适应机理、开花机制,以及竹类种群与林窗更新等四个方面展望未来竹类种群生态学研究的重点和主要趋势。     

Tree regeneration after bamboo die-back in Chinese Abies-Betula forests

Abstract. Gaps created by disturbance in the forest canopy are important sites for tree regeneration from seed but plants already established in gaps may slow gap-filling. This study deals with consequences of bamboo die-back for tree regeneration and the dynamics of Abies-Betula forests in southwest China. Bamboo dominates the forest understory impeding tree regeneration when in its vegetative phase. Populations of tree seedlings were sampled in 1984–85 and 1990 in two sets of permanent plots where bamboo had died back in 1983. Both Abies and Betula density increased after bamboo die-back, Betula more so than Abies, especially in gaps. Before bamboo die-back, seedlings were established on raised surfaces such as logs but afterwards seedlings became common on the forest floor. This reduced the intensity of clumping of seedling populations between 1984 and 1990. A tree by tree replacement model predicts an increase in Abies and a decrease in Betula after bamboo die-back. Life histories of tree species, gap characteristics, and the bamboo growth cycle (mature/die-back/building) interact to promote fluctuating dominance of Abies and Betula in old-growth forests.     

林隙干扰对森林生态系统的影响

林隙干扰通过改变森林微生境异质性和群落演替进程,对森林物种组成、林分结构和系统功能产生重要影响。本研究评述了有关林隙干扰对森林生态系统影响的最新研究进展,从物种生物学特性和环境因素两个方面分析了林隙干扰对森林物种组成变化的影响规律,基于群落组件和群落架构阐述了林隙干扰对森林结构的作用关系,梳理了林隙干扰对森林生态系统功能的影响机制。基于已有研究的分析和目前森林生态系统经营亟需解决的问题,提出未来研究所需关注的重点领域和问题: 林隙面积阈值确定方法;林隙闭合机制;林隙干扰对森林生态系统过程的影响;林隙干扰与森林生产力的关系。林隙干扰在促进物种更新和提升森林结构复杂性等方面具有优势,因此本研究可为我国低产低效人工林改造提供科学依据。     

呼中林区与呼中自然保护区森林粗木质残体储量的比较

采用样线法研究了人为干扰对大兴安岭呼中林区粗木质残体(Coarse woody debris, CWD)储量的影响。结果表明, 未受人为干扰的呼中自然保护区中CWD变化范围集中在5.92~43.53 m³·hm^-2, 受到人为干扰的呼中林区中CWD变化范围集中在12.70~47.59 m³·hm^-2之间。人为干扰对混交林和针叶林的CWD储量影响显著, 而对阔叶林CWD储量影响不显著。人为干扰增加了混交林CWD储量, 减少了针叶林CWD储量, 同时减少了枯立木的数量, 增加了高度腐烂的CWD的比例。对兴安落叶松各林型的分析表明, 人为干扰条件下CWD储量(8.20~25.60 m³·hm^-2)是未受干扰条件下CWD储量(18.70~36.99 m³·hm^-2)的1/4~1/3。为促使采伐后的森林能维持原始林粗木质残体的结构特征, 建议保留采伐剩余物以维持一定储量的CWD。     

林窗对格氏栲天然林更新层物种多样性和稳定性的影响

采用物种多样性指数和改进的M.Godron稳定性法研究林窗干扰对格氏栲(Castanopsis kawakamii)自然保护区天然林更新层物种多样性和稳定性的影响.结果表明:林窗干扰改善了微环境,表现在林窗和林下乔灌层树种重要值和多样性存在差异.林窗乔木层中丰富度指数R、优势度指数D、Shannon-Wiener指数H、均优多指数Z均高于林下,均匀度指数Js和群落优势度指数C低于林下;灌木层中R、D、H、Js、Z指数均高于林下,群落优势度指数C低于林下,林窗物种多样性更为丰富,生态优势种不明显,群落向复杂化和均匀化方向发展.林窗与林下乔木层Jaccard相似性系数Cj、Sorenson相似性系数CS、Bray-Curtis指数CN相对较低,Morista-Horn指数CmH较高,林窗对树种更新具有促进作用;灌木层相似性系数Cj、Cs、CN、CmH均较高,物种组成基本一致.根据M.Godron稳定性原理拟合出稳定性模型,林窗和林下乔木层分别为对数模型与二次函数模型,林窗和林下灌木层最佳拟合模型均为对数模型.林窗乔木层植物处于稳定状态,林下乔木层植物不稳定;林窗和林下灌木层植物均处于稳定状态.林窗和林下乔木层树种中以桂北木姜子(Litsea subcoriacea)重要值最高,说明其在森林更新中占有重要地位,可能对格氏栲种群更新产生较大影响.林下乔木层中格氏栲重要值较低,格氏栲更新存在困难,而林窗干扰促进了格氏栲的向上生长和重要值的提升,可有效实现格氏栲种群的更新和恢复.     

川西亚高山暗针叶林恢复过程中岷江冷杉天然更新状况及其影响因子

在川西亚高山米亚罗林区海拔3 100~3 600 m阴坡、半阴坡, 以立地条件基本一致的箭竹和藓类林型不同恢复阶段(20~40 a生的箭竹阔叶林、50 a生的箭竹针阔混交林、160~200 a生的箭竹原始暗针叶老龄林; 20~40 a生的藓类阔叶林、50 a生的藓类针阔混交林、160~200 a生的藓类原始暗针叶老龄林)的群落为研究对象, 共设置了50个样方(20 m×20 m), 采用空间代时间的方法分析了岷江冷杉(Abies faxoniana)的天然更新状况, 并采用通径分析法对其影响因子进行分析。结果表明: 箭竹和藓类两种森林类型岷江冷杉幼苗、幼树和小树的密度偏低。对于箭竹林型不同恢复阶段, 岷江冷杉幼苗密度＜幼树密度＜小树密度; 对于藓类林型不同恢复阶段, 藓类阔叶林幼树密度大于幼苗和小树密度, 藓类针阔混交林小树密度大于幼苗和幼树密度, 而藓类原始暗针叶老龄林幼苗密度大于幼树和小树密度。藓类林型岷江冷杉天然更新状况好于箭竹林型。对箭竹林型而言, 影响岷江冷杉天然更新的关键因子为母树密度、倒木蓄积量、箭竹盖度和苔藓层厚度, 其中母树密度和倒木蓄积量对岷江冷杉天然更新起着促进作用, 箭竹盖度和苔藓层厚度对岷江冷杉天然更新起着阻碍作用; 对于藓类林型而言, 影响岷江冷杉天然更新的关键因子为灌木盖度和苔藓层厚度。灌木和苔藓有利于幼苗的发生, 但不利于幼苗向幼树、小树的过渡。     

林隙（gap）更新动态研究进展

林隙（ｇａｐ）更新动态研究进展臧润国（中国林业科学研究院生态环境研究所,北京１０００９３）ＲｅｓｅａｒｃｈＡｄｖａｎｃｅｓｏｆＧａｐＲｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎＤｙｎａｍｉｃｓ．ＺａｎｇＲｕｎｇｕｏ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒ...     

Forest development in canopy gaps in old-growth beech (Nothofagus) forests,New Zealand

Abstract. Tree size and age structures, treefall and canopy gap characteristics, and regeneration responses to treefalls were compared for three stands of old-growth beech (Nothofagus) forest dominated by N. fusca and N. menziesii on the South Island, New Zealand. Treefall gaps (up to 1000 m²) were most often caused by standing trees killed by drought and/or insect attack, or by trees snapped by wind. The causes of gap formation and the size and age distributions of treefall gaps varied between localities because of spatial and temporal differences in the histories of disturbance. At Fergies Bush where drought-related dieback had produced many large gaps with standing dead trees, gaps were generally young. Conversely, at Station Creek, small, old gaps formed by bolesnap dominated the disturbance regime. At Rough Creek, gaps of all ages and sizes were found along with an almost complete fern cover, and abundant shrubs and occasional subcanopy hardwood trees. Although overall patterns of regeneration were unrelated to differences in gap size, the relative abundance of N. fusca and N. menziesii varied between localities according to the seemingly minor differences in forest structure and disturbance history described above. Interpretations of regeneration response to gap parameters, therefore, need to account for differences in disturbance history between sites. Differences in the disturbance history between localities will also influence rates of gap closure, and because closure rates are used to estimate forest turnover times, meaningful comparisons of disturbance regimes for different forest types can only be made if this intersite variability is addressed.     

Gap characteristics and regeneration in Bwindi Impenetrable National Park, Uganda

Before Bwindi Impenetrable forest, Uganda, became a national park in 1991, there was a high level of human activity in much of the forest, especially cutting of large trees for timber by pitsawyers. This created extensive gaps in this tropical Afromontane rain forest. We quantified and compared tree regeneration in three sites that were logged at different intensities. Gap sizes in Bwindi, even under fairly natural conditions are very large (mean =4460.1 m²). Logging further enlarged the gap sizes and had a negative impact on tree regeneration. The study shows the strong role of logging disturbance in promoting an alternative successional pathway, where the large gaps created by logging are in a low‐canopy state dominated by a dense tangle of herbs, shrubs, and herbaceous or semi‐woody climbers. We recommend periodic monitoring of gap size and tree regeneration in the gaps to ascertain the trend of recovery from past logging disturbance.