岷江冷杉林林窗小气候及其对不同龄级岷江冷杉幼苗生长的影响

对川西亚高山原始岷江冷杉(Abies faxoniana)林林窗内和林冠下小气候及岷江冷杉幼苗生长和生物量进行了两个生长季的连续观测。结果表明:6月林窗内与林冠下太阳辐射的日积累量没有显著性差异,而7~8月的日积累量则有显著性差异。整个生长季节,林窗内太阳辐射的平均积累量为8.10×MJ·m^-2,而林冠下太阳辐射的平均积累量为5.02×MJ·m^-2,两个位点太阳辐射积累量的显著差异主要来自7~8月日积累量的不同;林窗内5和15 cm层土壤的日平均温度比林冠下相应深度分别高2.1和2.7℃,差异显著。林窗内和林冠下3~8年岷江冷杉幼苗高增长率分别为1.2±0.3 cm·a^-1和1.1±0.3 cm·a^-1,差异不显著;9~20年岷江冷杉幼苗高增长率分别为6.2±2.4 cm·a^-1和3.0±0.9 cm·a^-1,差异显著。林窗内岷江冷杉幼苗根、主茎和总生物量与林冠下幼苗根、主茎和总生物量没有显著差异。不同年龄的岷江冷杉幼苗叶和侧枝生物量积累对林窗微环境的响应不同。     

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。     

哀牢山中山湿性常绿阔叶林林窗更新研究

对云南哀牢山中山湿性常绿阔叶林林窗更新状况的调查结果表明,林内优势树种在林窗阶段不占优势,其在林窗内的重要值显著低于成熟林分;林窗内外的乔木幼苗在组成上存在较大差异,林窗内的幼苗多样性(H=2．73,D=0．89)高于林冠下(H=2．25,D=0．82),二者的Jaccard相似系数只有0．6．许多树种的幼苗只出现在林窗内;林窗内的乔木幼苗密度(38636株·hm²)远远高于林冠下(17323株·hm²)．林窗内和林冠下的乔木幼苗(H≤50cm)均以高度为11～20cm幼苗的在数量上占优势,但林窗内高度超过20cm的幼苗比例明显高于林冠下;林窗大小对乔木幼苗更新有重要影响,不同树种的幼苗密度高峰出现在不同大小级别的林窗内．     

贵州雷公山秃杉林不同林冠环境下箭竹分株种群结构特征

通过对贵州雷公山秃杉林的4种林冠环境,即林下(FU)、中林窗(MG)、大林窗(LG)和林缘旷地(FEW)内的箭竹的分株种群结构（包括株高、基径、生物量、叶和分株数等）和年龄结构进行较系统对比研究。结果显示:（1)从林下→中林窗→大林窗,箭竹分株种群的株高(h)、基径（bd)与生物量显著增加。（2)在4种林窗环境中,箭竹各构件的生物量的百分比发生相应变化,枝和叶片生物量的百分比沿林下→中林窗→大林窗→林缘旷地的顺序显著减小,在林缘旷地,地下茎、粗根（d＞0.5 mm)和细根（d≤0.5 mm)生物量的百分比显著高于其他3种林冠环境。（3)箭竹分株单位叶面积叶重沿林下→中林窗→大林窗→林缘旷地的顺序显著增大,单叶生物量与叶面积以中林窗最大,林缘旷地次之,二者与大林窗或林下差异显著;大林窗的单株叶片数显著高于其余3种林冠环境。（4)在4种林冠环境中,箭竹分株种群死亡率以林下最低,但各种群平均年龄间无显著差异。研究表明,箭竹分株种群对林冠环境变化的响应主要体现在形态与生物量的分配上,而非种群的年龄。     

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。     

林窗对热带雨林冠层树种绒毛番龙眼幼苗生长的影响

在林窗中央、林窗边缘和林冠下3种不同光照梯度的森林生境中,研究了西双版纳季节雨林冠层树种绒毛番龙眼幼苗的早期 (种子萌发后10周内) 生长和定居后 (实生苗生长3个月以上) 的生长特点.结果表明: 绒毛番龙眼幼苗在早期生长阶段,林窗中央的株高、基径、总干质量、单株叶面积和相对生长率最大,分别为24.45 cm、3.17 mm、0.79 g、122.45 cm²和14.78×10^-3 g·d^-1.林冠下根冠比 (0.87) 高于林窗中央 (0.20) ,可能是光照和水分共同作用的结果.林窗中央较强的光照有利于定居后幼苗的生长,株高、基径、总干质量、单株叶面积、相对生长率和净同化率均在林窗中央最大,实验结束时分别达到31.48 cm、3.80 mm、2.22 g、174.52 cm²、2.29×10^-3 g·d^-1和2.54×10^-5 g·cm^-2·d^-1.幼苗死亡可能与水分胁迫密切相关,由水分胁迫引起的幼苗死亡率在林冠下最高 (26.88%),但林冠下由脊椎动物捕食引起的幼苗死亡率较低(2.93%),从而使林冠下幼苗的最终存活率最高 (70.19%).光照是影响绒毛番龙眼幼苗形态学调节的重要因素, 林窗中央不同生长阶段幼苗的比叶面积最低,但相对生长率和净同化率最大.水分胁迫和光照在幼苗定居后仍是影响幼苗生物量分配的重要因素, 林窗边缘幼苗的根冠比最高 (0.33).     

亚高山暗针叶林林缘华西箭竹对岷江冷杉幼苗更新的影响

大量研究表明在箭竹-冷云杉林下,竹类对冷杉的影响大于其它树种。在卧龙自然保护区岷江冷杉(Abies faxoniana)林下,华西箭竹(Fargesia nitida)为灌木层优势种。为了进一步了解箭竹对岷江冷杉幼苗更新的影响,该文采用样带法在四川省卧龙自然保护区亚高山岷江冷杉林林缘,针对华西箭竹和岷江冷杉幼苗展开调查研究。以竹丛覆盖区域为边界,分别向竹丛外2 m (带1)、1 m (带2),向竹丛内1 m (带3)、2 m (带4)、3 m (带5)做5条长30 m的相邻样带,每条样带划分为30个连续的1 m×1 m小样方。对岷江冷杉幼苗数量动态、种群结构、生长与生物量的研究表明: 1)离竹丛越远,大年龄岷江冷杉幼苗数量越多;岷江冷杉幼苗转化率(下一径级苗木数量与前一径级苗木数量之比)随年龄增加而减小,随离竹丛距离增大而增大。2)苗木高度与径级结构相似,随深入竹丛,幼苗数量峰值的径级和高度级分布从较大径级(Ⅲ)向小径级(Ⅰ)变化。3)华西箭竹的存在抑制了岷江冷杉小径级幼苗(Ⅰ)的高生长,基径与高度的回归也表明离竹丛越远,高生长相对更大;但一定密度华西箭竹(带4)增大了大径级(Ⅲ)岷江冷杉幼苗冠幅的扩展。4)岷江冷杉幼苗总生物量随华西箭竹密度的增高而减小,华西箭竹的大量存在抑制岷江冷杉幼苗对地下生物量的分配。总的看来,一定密度华西箭竹环境下岷江冷杉幼苗的生长和更新较好,华西箭竹大量分布的区域,岷江冷杉幼苗的更新和生长受到抑制,可能会影响岷江冷杉种群的扩散以及群落的发展。     

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。     

卧龙亚高山暗针叶林不同林冠环境下华西箭竹分株种群结构特征

详细调查了林下、中林窗、大林窗和林缘旷地等4种亚高山暗针叶林林冠环境下的华西箭竹（Fargesia nitida）分株种群,对其表现结构（株高、基径和生物量）和年龄结构进行了较系统的对比研究.主要研究结果如下：（1）分株水平上,华西箭竹表现结构在4种林冠环境下均有极显著差异（p＜0.01）,且随林冠郁闭度的减小,分株个体的高度、基径和生物量有递增的趋势（林下＜中林窗＜大林窗）;（2）分株各构件在总生物量中所占比例随林冠环境变化而改变：除林缘旷地外,叶的生物量百分比与林冠郁闭度呈正相关.林缘旷地中,地下茎和根系的生物量百分比均高于其余3种环境;（3）不同林冠环境下分株单位叶面积叶重存在显著差异（p＜0.05）,且随林冠郁闭度的减小而增大.单叶生物量和单叶面积均以中林窗最大,林缘旷地次之,二者与大林窗或林下均有显著差异（p＜0.05）.华西箭竹的单株叶片数量以大林窗最大,与其余3种环境有极显著差异（p＜0.01）;（4）分株种群的死亡率以林下最低（P＜0.01）,但各种群平均年龄间无显著差异（p＞0.05）.可见,华西箭竹分株种群对林冠环境变化的反应主要体现在形态和生物量分配上,而非种群的年龄上.     

林冠环境对润楠幼苗构型和生物量分配的影响

植物幼苗早期适应对策对种群的更新具有决定性的作用。润楠(Machilus nanmu)是国家Ⅱ级保护植物,是重庆缙云山常绿阔叶林优势乔木树种之一。研究润楠幼苗的适应对策对于维持种群更新和保护常绿阔叶林生物多样性具有重要意义。本研究采集了重庆缙云山常绿阔叶林中不同林冠环境(林窗/林下)下不同年龄阶段(阶段1: 1～3年;阶段2: 4～6年;阶段3: 7～9年)的润楠幼苗,从构型和生物量分配角度研究其早期适应对策的时间动态及其对异质生境的响应。结果表明: 林窗中润楠幼苗的茎构型各指标(除枝倾角)和叶倾角在阶段2和阶段3显著大于林下,根构型各指标(除根直径)和叶面积在阶段1和阶段2显著大于林下;而林窗中润楠幼苗的比叶面积在3个阶段均显著小于林下。不同林冠环境和年龄阶段的生物量分配均以叶为主,但林窗中润楠幼苗从阶段2开始增加了茎的生物量分配,减少了根的生物量分配,林下润楠幼苗根的生物量分配则无显著变化。润楠幼苗各器官的协调性随生境条件不同产生适应性进化,即林窗中润楠幼苗的根与叶之间显著相关,且此相关关系随年龄增大由正到负;林下润楠幼苗的根和茎呈显著正相关,根和叶之间无显著相关。不同林冠环境下润楠幼苗枝干重与枝长的标准化主轴回归(SMA)方程斜率仅在阶段3差异显著,而叶、根生物量与构型间的SMA方程斜率的差异均不显著;大部分生物量与构型间的SMA方程截距在阶段2差异显著。     

青藏高原东缘红桦-岷江冷杉次生林中大径级保留木对其他林木的影响

为了研究森林采伐后保留木在次生群落恢复过程中对其他林木的影响, 采用Hegyi单木竞争指数(CI)和标记相关点格局k_d(r)函数对4 hm ²红桦-岷江冷杉(Betula albosinensis-Abies faxoniana)次生林样地中大径级保留木与其他林木的空间关系进行了分析。结果表明: 1)优势树种红桦(Betula albosinensis)与岷江冷杉(Abies faxoniana)的种间、种内竞争中, 种间Hegyi单木竞争指数(CI) (2.484) >红桦种内CI (1.711) >岷江冷杉种内CI (1.548); 2)大径级保留木与其他径级林木间的竞争指数中, 红桦大径级保留木与红桦小树的竞争指数最大, 红桦大径级保留木与岷江冷杉小树、岷江冷杉大径级保留木与红桦小树和岷江冷杉小树这三组的竞争指数之间无显著差异, 且三者的值最小; 3)在14.5-15.5 m尺度上, 红桦大径级保留木与岷江冷杉幼树呈显著的空间正关联; 在6.5-7.5 m的尺度上, 岷江冷杉大径级保留木与岷江冷杉幼树呈显著的空间负关联; 0-100 m尺度上, 岷江冷杉幼苗(树龄≥4年)与两种大径级保留木均呈相互独立的空间关系。     

林冠环境对亚高山针叶林下缺苞箭竹生物量分配和克隆形态的影响

通过对亚高山针叶林的林下、小林窗(130 m²)、中林窗(300 m²)和大林窗(500 m²) 4种林冠环境中缺苞箭竹(Fargesia denudata)分株种群特征进行调查, 研究其生物量分配格局和克隆形态可塑性。研究结果表明: (1)分株生物量、基径、高度以及分株各构件生物量随林冠郁闭度减小均表现为先增加后减小的趋势, 在小林窗中达到最大值; (2)大林窗中, 根生物量分配和数量显著高于其他林冠环境, 随林冠郁闭度增大, 分株不断增大叶生物量分配、比叶面积和分枝百分比等地上部分投资, 以适应低光环境; (3)比茎长和比地下茎长随林冠郁闭度增大表现为先减小后增加的趋势, 在小林窗值最低, 分枝强度在小林窗和中林窗中显著高于林下和大林窗环境。结果显示, 缺苞箭竹在不同林冠环境中具有生物量分配和克隆形态的可塑性, 以利于种群对光资源的有效利用。小林窗环境是缺苞箭竹较适宜的生境, 生物量积累最多, 长势最好。     

米心水青冈幼苗对光照和养分的响应

在模拟郁闭林下(L1,大约1%~2%的全日照)、林窗(L2,大约18%的全日照)、开阔地(L3,全日照)3个光照水平和每个光照水平下进行施肥(F1)和不施肥(F0)对照的6个实验处理条件下,研究了2年龄米心水青冈(FagusenglerianaSeem)幼苗在随后的两个生长季里的生长对光照和土壤养分的响应。结果显示:光照和养分对幼苗高度、基径和生物量有显著的影响。经过两个生长季,L1处理下幼苗高度增量极显著地小于L2和L3处理下幼苗高度增量。L1处理下基径和生物量的增量在处理当年秋就极显著地小于L2和L3处理下的增量,并在第二年差异继续扩大。L2和L3处理下的幼苗间的生长没有显著差异。施肥明显地促进了L2和L3处理下的幼苗的生长,但对L1处理下的幼苗没有明显的作用。这些结果说明,虽然2年龄米心水青冈幼苗能够在林下的弱光条件下生存,但生长受到了极大的抑制。幼苗在林窗的中等光照条件下能够与在开阔地全日照条件下生长的一样好或更好,这与许多耐阴的落叶树的响应一样。在比林内光照强度较高的条件下施肥或较高的土壤养分才对米心水青冈幼苗的生长和生存起作用。     

川西亚高山暗针叶林不同恢复阶段红桦、 岷江冷杉土壤种子损耗特征

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年生的箭竹-阔叶林、藓类-阔叶林,50年生的箭竹-针阔混交林、藓类-针阔混交林、160—200年生的箭竹-暗针叶老龄林、藓类暗针叶老龄林)的群落为研究对象,于种子成熟散落前(8月)采集土壤样品,应用网筛分选法结合体视显微镜挑选种子,实验室发芽试验法和四唑染色法对种子生活力进行测定,分析了土壤内先锋树种红桦(Betula albo-sinensis)和顶极树种岷江冷杉(Abiesfaxoniana)的残余种子总数、组分及其分布格局;采用样方法调查了红桦和岷江冷杉的1年生幼苗密度。结果表明:1)随着森林的恢复,红桦的残余种子总数、外形完整种子数、发育不全种子数、空粒种子数和腐烂种子数呈减少的趋势,而岷江冷杉则相反。箭竹林型不同恢复阶段红桦的残余种子总数、外形完整种子数、发育不全种子数、空粒种子数和腐烂种子数总体上大于藓类林型相应恢复阶段。岷江冷杉的残余种子总数、外形完整种子数、发育不全种子数、空粒种子数、腐烂种子数的最大值均出现在藓类-暗针叶老林龄;2)在阔叶林和针阔混交林阶段,红桦和岷江冷杉的种子组分所占比例最高的分别为腐烂种子和发育不全种子,在暗针叶老龄林阶段,红桦的腐烂种子和空粒种子的比例位居前列,而岷江冷杉的外形完整种子比例最大;3)随着土层深度的增加,红桦和岷江冷杉的外形完整种子数、发育不全种子数、空粒种子数和腐烂种子数均呈减少的趋势。红桦和岷江冷杉不同组分的种子在枯枝落叶层所占地比例在72.85%—94.28%;4)红桦的1年生幼苗密度随着森林的恢复逐渐减小,而岷江冷杉的1年生幼苗密度随着森林的恢复逐渐增大。在8月份,土壤中已经不存在红桦和岷江冷杉有生活力的种子,两种植物的种子只能形成短暂土壤种子库。     

Effects of forest gap on hemicellulose dynamics during foliar litter decomposition in an subalpine forest

 亚高山森林林窗可能通过改变冬季雪被格局和生长季水热环境影响林窗内凋落物中半纤维素的分解动态, 但目前对此还缺乏研究。采用凋落物分解袋法, 以亚高山森林5种典型物种岷江冷杉(Abies faxoniana)、红桦(Betula albosinensis)、四川红杉(Larix mastersiana)、方枝柏(Sabina saltuaria)和高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)凋落物为研究对象, 研究雪被形成期、雪被覆盖期、雪被融化期和生长季节从林窗中心、林冠林窗、扩展林窗到郁闭林下物种凋落物的半纤维素变化特征。经历一年分解后, 5种凋落物的半纤维素均呈现净累积现象。针、阔叶凋落物半纤维素分别在雪被覆盖期和融化期表现出相对较高的损失率。在雪被覆盖期和融化期, 凋落物半纤维素在林窗中心和林冠林窗具有相对较高的损失率; 而在生长季节, 林窗中心呈现相对较低的凋落物半纤维素累积率。统计分析结果表明凋落物分解过程中半纤维素损失率与环境因子和凋落物质量因子均显著相关。这些结果表明亚高山森林林窗对凋落物分解过程中半纤维素损失率具有显著影响, 分别促进了半纤维素在冬季的损失以及抑制了半纤维素在生长季节的累积, 意味着亚高山森林林窗的形成有利于凋落物半纤维素的降解。