辽东栎林内不同小生境下幼树植冠构型分析

以黄土高原黄龙山林区辽东栎林内3个小生境（林下、林隙、林缘）下辽东栎天然更新幼树为研究对象,采用典型抽样法对辽东栎幼树侧枝、叶片和树冠的空间分布状况以及生物量分配状况进行调查分析,探讨微生境与幼树植冠构型特征的关系,明确辽东栎幼树对不同小生境的适应策略,为栎林经营和林分结构优化提供理论依据。结果显示：（1）3种生境下辽东栎幼树构型发生了可塑性变化,林下幼树树冠层次比较单一,林隙与林缘的幼树树冠层次更加丰富。（2）由林下至林缘,幼树的树高、枝下高呈逐渐减小的趋势,而地径变化趋势与之相反;幼树的冠幅、树冠面积、树冠率呈先增加后减小的趋势,并且林下与林隙、林缘的差异显著;幼树的总体分枝率、逐步分枝率、枝径比呈先增加后减小的趋势。（3）3种生境下,幼树的一级枝的枝长、直径与倾角随着树高的增加而呈减小的趋势,但3种生境的差异不显著;林下一级枝主要分布在冠层中上部,而林隙与林缘一级枝主要分布在冠层中下、中上部。（4）由林下至林缘幼树叶长、叶宽、单叶面积和比叶面积逐渐降低,而单株叶数、叶总面积、叶面积指数呈先增大后减小趋势;与其他2种生境相比林下叶片分布趋于冠层上部。（5）幼树地上部分生物量中林下主干生物量占83%,枝和叶生物量只占17%;而林隙与林缘虽然各部位生物量有所差异但比例基本一致,其中主干占66%左右,枝和叶生物量占34%左右。研究表明,林隙生境下幼树的构型优于林缘和林下生境,在今后栎林的经营中,可以通过适当间伐来增加林隙数量,为森林更新和结构的优化提供有利条件。     

茂兰喀斯特森林梓叶槭种群结构与数量动态

梓叶槭是中国特有的珍稀濒危树种,国家二级保护植物,为了明确梓叶槭种群的结构特征及其种群生存现状,该研究在黔、桂交界处的茂兰国家级喀斯特森林自然保护区选取典型森林群落,应用每木调查法从梓叶槭高度（H）、径级结构、静态生命表、存活曲线和寿命期望等方面分析梓叶槭种群结构及其数量动态规律,为退化喀斯特森林生态系统的恢复重建提供理论依据。结果表明：（1）茂兰喀斯特森林中梓叶槭在群落中的重要值较低 ［槽谷(0.255),漏斗(0.243),坡地(0.188）］为非优势种。（2）梓叶槭种群主要分布在槽谷森林、漏斗森林和坡地森林等3种不同地形部位的群落类型中,在槽谷森林中分布数量最多,其次是漏斗森林,坡地森林中长势较差且数量最少。（3）梓叶槭在不同生境均严重缺乏Ⅰ径级 ［胸径（DBH） < 2.5 cm,H < 33 cm］ 个体,但Ⅱ径级（DBH < 2.5 cm,H = 33 cm）个体占较大的比例,中、大径个体较少,表现为稳定型种群。（4）不同生境梓叶槭种群存活数（除Ⅰ径级）随着径级增加而降低,死亡率（q_x）和致死力（K_x）曲线大致呈上升趋势,生命期望单调下降,且Ⅰ径级在不同生境的死亡率均为负数,说明其幼苗严重不足,存活曲线趋于DeeveyⅡ型。研究认为,茂兰喀斯特森林中梓叶槭种群幼苗在发育过程中死亡率较高,而且受到的种间竞争较为激烈,加之茂兰喀斯特生境的严酷性和土壤营养空间缺乏,造成梓叶槭生长速度缓慢,故梓叶槭种群的衰退与严酷的喀斯特生境、人为干扰有关。     

中国纳入一级保护的极小种群野生植物濒危机制

为科学有效地保护极小种群野生植物, 明确其濒危机制具有重要意义。本文通过分析中国28种极小种群一级保护野生植物的种群特征及其濒危的内在原因和受威胁因素等, 总结了极小种群野生植物的濒危机制。极小种群野生植物的种群特征表现为遗传多样性低(13种)、衰退型种群结构(11种)、聚集型分布(11种)且分布区域狭窄(20种)。极小种群野生植物濒危的内在原因主要是繁殖力低(21种)和竞争能力弱(16种)。受威胁因素主要包括过度采挖等人类活动导致的种群数量减少(15种)和生境破坏(25种)以及气候变化等。因此, 除了保护极小种群野生植物免遭人类活动破坏, 保护策略应加强关注种群规模的维持和遗传多样性的保护。     

不同生境刺五加生长发育及光合特性研究

以郁闭度分别为40%、60%和70%的蒙古栎林、针阔混交林和次生杂木林3种生境下野生刺五加种群为材料,考察了其生长发育、光合色素和光合特性的变化,探讨刺五加种群对光照条件的适应机制,寻找有利于刺五加种群生长和更新的适宜天然条件,为人工抚育生境的选择和促进天然次生林更新提供科学依据.结果表明:(1)不同生境下刺五加种群个体株高、基径和生物量均表现为蒙古栎林>针阔混交林>次生杂木林;随着郁闭度的增加,刺五加种群叶构件生物量比率呈现增加的趋势,而茎构件和根茎构件生物量比率则呈现下降的趋势.(2)刺五加种群叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量随着生境郁闭度增加呈逐渐增加趋势,而叶绿素a/b却呈下降趋势.(3)随着郁闭度的增加,刺五加种群的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率、气孔限制值、光饱和点、光补偿点和暗呼吸速率等光合参数均显著降低,而胞间二氧化碳浓度却显著提高.(4)蒙古栎林下刺五加种群具有相对较高的净光合速率和水分利用效率,从而带动种群各构件旺盛生长,使其个体株高、基径、各功能构件生物量均显著高于针阔混交林和次生杂木林种群;光能不足是限制次生杂木林刺五加种群生长的主要因子之一.因此,在抚育刺五加人工林的过程中,应该充分考虑郁闭度对刺五加种群生长发育的影响,同时还要考虑其他植物对刺五加种群生态位的竞争,并以在郁闭度40%的蒙古栎林下抚育为佳.     

珍稀濒危植物梓叶槭种群径级结构与种内种间竞争关系

该研究对四川省珍稀濒危植物梓叶槭(Acer catalpifolium)种群的主要分布区进行调查,分析梓叶槭种群径级结构与种内和种间的竞争关系,探讨竞争强度与径级和距离之间的关系。结果表明:(1)梓叶槭胸径与树高之间存在显著的幂函数关系;种群径级结构呈正态分布,中小径级树木较多,高径级树木较少。(2)梓叶槭种内和种间竞争强度分别占总竞争强度(222.87)的15.16%和84.84%,说明竞争主要来自种间。(3)梓叶槭与主要伴生种之间的竞争强度大小依次为柳杉桢楠白栎刺楸灯台树桦木杉木厚朴光皮桦;对象木和竞争木距离与竞争指数之间较好地服从指数函数关系,当对象木与竞争木距离小于1m时,竞争指数可达到5.5,随着距离逐渐增加,其竞争指数相应降低,并最终趋于平缓。(4)竞争强度随对象木胸径的增大而减小,当对象木胸径小于20cm时,受到的竞争压力最大,竞争指数最大的分别是梓叶槭与整个林分(234.98)以及梓叶槭与种间(184.01);当对象木胸径小于10cm时,竞争指数均可以达到18;当对象木胸径大于20cm时,竞争强度变化很小且竞争指数较低;竞争强度与对象木胸径服从幂函数关系(CI=AD-B)。(5)模型预测结果表明,随着梓叶槭胸径的增加,竞争指数均越来越小,竞争强度呈降低趋势;当梓叶槭胸径为0~5cm时,梓叶槭与整个林分受到的竞争强度最大,竞争指数为7.14,占总竞争强度的50%;当胸径大于20cm时,竞争指数变化不大;该模型能很好的预测梓叶槭种内和种间竞争强度。     

中国极小种群野生植物保护理论与实践研究进展

极小种群野生植物大都分布范围狭窄、个体数量稀少且自然更新困难, 面临随时灭绝的风险, 迫切需要拯救性保护。极小种群野生植物这一概念自提出以来受到了保护生物学领域的广泛关注, 已成为当前中国生物多样性保护的一个热点方向。我国于2010年正式启动实施极小种群野生植物拯救保护工程, 并开展了大量的保护研究和实践。以“extremely small population*”和“plant”为检索词在Web of Science进行了主题检索, 以“极小种群”和“植物”为检索词在中国知网进行了主题检索, 对获取的的学术期刊论文、学位论文和会议论文进行了梳理。本文从极小种群野生植物种群、群落及生境调查与监测、适应性、遗传多样性、繁殖生物学、濒危机制、动态模型6个方面对近年来极小种群野生植物的理论研究工作进行了较为系统的综述。在此基础上, 从就地保护、迁地保护与种质资源保存、野外回归、人工繁育、标准化体系5个方面回顾了极小种群野生植物保护实践及取得的进展。基于极小种群野生植物保护理论与实践研究现状, 我们建议在极小种群野生植物未来保护工作中不断调整和完善保护名录, 加强种群结构的观测和预测、小种群形成和恢复机制的针对性研究以及特定物种的长期系统性研究, 同时促进这一概念在国际上的推广。希望本文能为国家生物多样性保护和生态文明建设提供参考。     

通过遗传多样性探讨极小种群野生植物的致濒机理及保护策略: 以裸子植物为例

遗传多样性是生物多样性的重要组成部分, 然而由于资源的过度开发利用和生境的破碎化影响了物种的遗传多样性, 甚至威胁到物种的生存适应性和生物多样性。极小种群野生植物是亟待保护的国家重点保护濒危植物,遗传多样性研究对揭示极小种群致濒机理及保护策略具有重要意义。生境破碎化会造成物种遗传多样性降低、种群间分化增加、基因流减少等, 使种群濒危。但在某些物种中, 繁殖特征、进化历史等生物和生态因素的不同也可能造成近期生境破碎化后遗传效应的延迟。裸子植物进化历史悠久, 包含许多孑遗物种, 由于生活史周期长, 遭受生境破碎化后可能短期内显示不出遗传效应的改变, 但长期很难恢复。本文以裸子植物为例综述了濒危植物的遗传多样性研究的案例, 探讨了濒危裸子植物应对环境恶化的维持机制、致濒因素和保护方案, 旨在说明通过遗传多样性研究充分认识极小种群致濒机理对高效保护极小种群野生植物的重要性。     

兰州北山刺槐枝叶性状的坡向差异性

枝叶生长关系是植物在环境胁迫条件下提高空间资源利用能力的一种策略, 弄清枝叶生长关系对理解植物应对环境异质性的表型可塑性具有重要意义。该文利用ArcGIS建立研究区域的数字高程模型, 研究了兰州市北山不同坡向人工林刺槐(Robinia pseudoacacia)小枝茎截面积-总叶面积和出叶强度-单叶面积的生长关系。结果表明: 随着坡向由北坡向东坡、南坡和西坡转变, 刺槐林群落的郁闭度、高度和土壤含水量呈现先减小后增大的趋势, 刺槐小枝茎截面积、总叶面积和单叶面积呈现先减小后增大的趋势, 出叶强度呈现先增大后减小的趋势; 北坡、东坡、南坡和西坡4个坡向的刺槐小枝的茎截面积和总叶面积均呈显著的正相关关系(p < 0.05), 并存在显著大于1的共同斜率, 刺槐的出叶强度与单叶面积均呈显著的负相关关系(p < 0.05), 并存在接近于-1的共同斜率; 随着坡向由北坡向东坡、南坡和西坡转变, 茎截面积-总叶面积和出叶强度-单叶面积两组关系的回归方程截距呈现先减小后增大的趋势。刺槐枝叶在不同坡向上的异速生长关系反映了植物功能性状对生长环境的响应和适应, 以及植物构型构建的投资权衡机制。     

极小种群野生植物坡垒的生境特征及其对幼苗多度的影响

极小种群野生植物坡垒(Hopea hainanensis)曾经是热带低地雨林的优势种, 但由于商业采伐和刀耕火种等严重人类干扰及自然更新困难, 致使其种群数量急剧下降到最小可存活的界限, 急需开展种群的拯救恢复工作。而对于坡垒生境适宜性及更新限制的了解, 是进行种群保护及恢复的基础。本文在对野生坡垒种群及其生境因子调查测定的基础上, 分析了生物与非生物生境特征及其对坡垒种群更新幼苗多度的影响。结果表明: 坡垒种群从幼苗至幼树阶段存在着严重的增补限制。坡度小、土壤含水量和有效磷含量高、母株胸径和冠幅较大、伴生种胸高断面积中等的环境是坡垒幼苗较为适宜的生境, 且坡垒幼苗多度与坡度及土壤pH值显著负相关, 与土壤含水量及土壤全磷含量显著正相关。这些研究结果为极小种群野生植物坡垒的就地保护与种群复壮提供了科学依据。     

极小种群野生植物梓叶槭的种实表型变异特征

表型变异是植物遗传变异与环境异质性相互作用的结果, 是植物适应和进化的具体表现。为揭示极小种群植物梓叶槭(Acer catalpifolium)的种实表型在其适应环境过程中的变异特征, 明确梓叶槭优质种源地, 为该物种的保护提供基础数据, 本研究以天然分布的5个小种群的11个种实性状为研究对象, 采用巢式方差、变异系数、表型分化系数等多种指标, 探讨了其种群间和种群内的表型变异。结果表明: 梓叶槭种实表型性状在种群间和种群内均存在着显著的差异, 种群内的变异(63.11%)大于种群间的变异(23.61%), 种群间平均分化系数为27.23%, 分化程度在槭树科植物中相对较大。种子厚度的平均变异系数最高(40.64%), 其次是果柄长。翅果千粒重的平均变异系数最小(1.57%), 是最稳定的种实性状。都江堰种群的表型多样性最丰富, 平武种群的则最低; 气象因子对梓叶槭种实表型性状的影响不显著。就种实表型性状而言, 虽然雷波种群的翅果最大, 平武种群的种子最大, 同时两者均具有最大的种子厚度和质量均一度。故平武和雷波种群均可作为梓叶槭优质种质资源的候选地。     

极小种群野生植物生存力分析: 方法、问题与展望

日益加剧的环境变化与人类活动严重威胁种群的生存, 因此预测多种胁迫下种群的命运至关重要。种群生存力分析(population viability analysis, PVA)是评估种群所受威胁、灭绝或衰退风险以及恢复可能性的有效方法。基于物种及环境数据和建模, 种群生存力分析能够整合不同类型变量, 为目标物种的保护提供建议。然而, 极小种群野生植物的个体数据难以获取, 种群参数估计困难, 这导致传统种群生存力分析方法在此类种群中的应用存在局限性。在此, 本文提出了极小种群野生植物生存力分析的潜在方法: 小样本非统计分析法及环境变化下的种群适应力分析。小样本非统计分析法有益于提高种群统计学参数的估计精度, 而立足于生态进化生物学的种群生存力研究有助于从生物学机理方面了解和预测种群动态, 为极小种群野生植物的保护提供更适宜的理论指导。     

14种中国典型极小种群野生植物繁育特性和人工繁殖研究进展

繁殖是植物种群更新与维持的重要环节。包括极小种群野生植物在内的受威胁物种, 其濒危原因是在长期演化过程中自身繁育力的衰退、生活力的下降等内在因素和人类的过度采挖和生境的破坏等外在因素共同作用的结果。对极小种群野生植物进行高效的人工繁殖, 能扩大种群数量并应用于迁地保护、自然回归和满足商品市场的需求, 有利于其种质资源的保护和可持续利用。为了保持物种的遗传多样性, 采用种子繁殖育苗是有效的方法, 扦插、嫁接和组织培养技术等无性繁殖方法则可用于对难以用种子繁殖的种类进行快速繁殖。本文对14种中国典型极小种群野生植物的繁殖特性和已有的人工繁殖方法进行了综述, 并简要介绍在其种苗繁殖研究方面取得的进展。其中利用播种繁殖成功的物种有12种, 共繁殖230,000株种苗; 利用扦插繁殖成功的物种有5种, 共繁殖33,100株种苗; 华盖木(Manglietiastrum sinicum)、河北梨(Pyrus hopeiensis)和黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis)采用嫁接繁殖出了2,415株种苗; 9个物种的组织培养技术获得成功, 共繁殖了24,850株种苗。这些种苗有些已应用于迁地保护和自然回归。上述研究结果为这14种极小种群野生植物的保护和利用提供了理论和技术基础, 也能为其他极小种群野生植物的保护和利用提供参考。     

重度砍伐后极小种群野生植物崖柏群落结构动态

砍伐导致濒危植物种群个体数量减少, 群落结构改变, 加剧物种灭绝风险。崖柏(Thuja sutchuenensis)为典型极小种群野生植物, 森林砍伐是导致其种群数量急剧下降的主要原因。但是, 到目前为止, 有关崖柏种群及其群落对砍伐的响应鲜有报道。本研究以重度砍伐后的崖柏群落为研究对象, 基于对崖柏群落固定样地的调查和两次复查, 对比分析了伐后崖柏种群径级结构、种群生存力、物种多样性及其群落结构动态等特征。结果表明: 崖柏残存群落伐后13年崖柏种群个体数量增加了22.58%, 其中幼苗幼树占85.71%, 而崖柏种群生存率下降25.43%, 种群死亡密度和危险率分别增加了24.12%和28.62%。崖柏群落物种丰富度和Shannon-Wiener指数分别增加96.43%和33.35%。研究结果表明, 砍伐使崖柏种群生存力及其在群落中的优势度持续下降, 崖柏占优势的针阔混交林有向阔叶林演替的趋势, 崖柏种群受到严重威胁, 亟需采取紧急保护措施。     

荒漠草原异质生境下猪毛蒿种群动态

以荒漠草原猪毛蒿种群为对象,设置风沙土、灰钙土和基岩风化沉积土3个生境下增水30%、减水30%和对照3个处理,编制猪毛蒿种群的动态生命表,绘制种群存活和死亡曲线,分析异质生境下猪毛蒿种群动态规律,研究猪毛蒿年内年际间种群动态特征.结果表明: 猪毛蒿种群存活曲线趋于Deevey-Ⅰ型,即生长前期存活率较高,趋于稳定状态,死亡率基本维持在较低的水平,生育期末种群死亡率则上升较快.各生境下猪毛蒿个体的存活数均呈前期波动后期下降的趋势,风沙土和灰钙土生境下死亡率的波动变幅较大,增减水处理对猪毛蒿种群死亡率的影响无显著差异.土壤类型对猪毛蒿株高、冠幅、密度、盖度和生物量均有显著影响,降水处理对猪毛蒿株高、冠幅和盖度影响显著,对密度和生物量无显著影响,而土壤类型和降水处理的交互作用仅对株高和冠幅有显著影响.基岩风化沉积土生境下猪毛蒿生物量的可塑性指数显著高于风沙土和灰钙土,灰钙土和基岩风化沉积土生境下盖度可塑性显著高于风沙土.增水处理的密度可塑性指数显著高于对照和减水处理.株高和冠幅的可塑性指数较高,说明在不同的生境压力下,猪毛蒿可以通过优先调节这两个参数来应对生境的变化.     

西藏极小种群野生植物密叶红豆杉种群的性比及雌雄空间格局

雌雄异株植物种群具有性比和雌雄个体空间分布格局, 这对个体成功繁殖、种群生存潜力、天然更新能力和遗传多样性的维持都是重要的, 对于珍稀濒危雌雄异株植物种群尤其如此。密叶红豆杉(Taxus fuana)为国家I级重点保护植物, 是首批列入《全国极小种群野生植物拯救保护工程规划》的120种极小种群野生植物之一, 具有重要的生态和经济价值。但目前关于密叶红豆杉种群生态学方面的研究, 尤其是性比结构与空间分布格局在国内外鲜有报道。本文对西藏吉隆地区的6个天然密叶红豆杉种群(吉普、多甫、朗久、吉隆、开热和唐蕃)进行了实地调查, 研究其性比结构及其空间分布格局。结果表明, 调查的6个种群中总计雄株1,651株, 雌株1,231株, 仅吉普(雄/雌 = 1.89)与吉隆(雄/雌 = 1.39)两个种群有显著的性别偏倚现象且显著偏雄性(P < 0.001)。6个种群雌雄植株间的空间相关性不强, 整体趋于相互独立。不同径级间, 吉隆和开热种群的性比格局相似, 均在小径级上性比显著偏雄性, 而吉普种群则在中等径级上显著偏雄性。综上, 不同密叶红豆杉种群的大小、性比、雌雄个体的大小级结构以及空间分布格局等均表现出不同。因此, 需要结合各个种群本身的发展动态、受干扰的类型以及各区域环境因子的差异进行有针对性的保护。