喀斯特天然林植物多样性指数和土壤理化指标的相关性

植物多样性的土壤生态系统功能是喀斯特生态学研究的热点之一。在贵州省茂兰国家级自然保护区不同功能区(干扰等级)内采用野外样地调查和实验室分析相结合的方法,分析了41个喀斯特森林样地的植物多样性指数和土壤理化指标值的变化规律与相关性。结果表明:(1)依据乔木层物种重要值聚类法划分的5个喀斯特森林类型包括小叶栾树-青冈栎林、香叶树-枫香林、香椿-香叶树林、灯台-小花梾木林和檵木-马尾松林,由核心区、缓冲区、实验区至外缘区,乔木层植物多样性指数、林地岩石裸露率、土壤蓄水量、肥力及养分指标呈降低趋势。(2)因子分析表明不同层片植物多样性和不同土层土壤理化因子的相关趋势性各异。相关显著的因子对数量率呈乔木灌木草本的趋势,乔木植物多样性因子起主导作用。(3)喀斯特森林乔木层植物多样性指数和土壤理化指标的相关性分3种类型。直线型是植物多样性指数和土壤理化指标值相关性中较普遍的一类,相应指标对数量率为39.84%;曲线型是植物多样性指数和土壤理化指标值相关性中机理较复杂的一类,相应指标对数量率为46.10%,其中植物多样性指数有拐点值无生态意义的指标对数量率为11.72%,有拐点值有生态意义且呈先降后升、或先升后降趋势的指标对数量率分别为17.19%;无关型是植物多样性指数和土壤理化指标值相关性不显著,相应指标对数量率为54.69%。(4)喀斯特地区水土资源管理为目标的营林措施中,天然林乔木层植物多样性指数对土壤物理、肥力和养分指标响应的拐点值可成为人工造林中物种数量与株数比例选择的参考依据之一。     

天目山保护区森林群落植物多样性对毛竹入侵的响应及动态变化

为探讨毛竹(Phyllostachys edulis)入侵对周围森林群落的影响,作者于2005-2011年在天目山自然保护区进行了7年长期定位观测实验,研究了毛竹入侵地森林群落的植物物种多样性变化.结果表明:毛竹入侵对周围森林群落植物物种多样性产生了不利影响:毛竹林乔木层和灌木层植物的Simpson指数小于针阔混交林和毛竹-针阔混交林,而草本层的Simpson指数则大于针阔混交林和毛竹-针阔混交林.植物物种丰富度、Simpson指数和Pielou均匀度指数随时间发生了较大变化:毛竹入侵的森林群落其乔木层和灌木层的物种丰富度、Simpson指数和Pielou均匀度指数显著降低(P＜0.05),草本层的物种丰富度显著提高(P＜0.05),Simpson指数和Pielou均匀度指数未表现出明显的变化.毛竹-针阔混交林去除毛竹后,乔木层和灌木层物种丰富度和Simpson指数增加,草本层物种丰富度、Simpson指数和Pielou均匀度指数明显下降.可见,毛竹入侵使森林群落植物多样性发生实质性的变化,对自然保护区植物群落造成了重大影响.由此可见,要使保护区物种多样性得到保护,除进行科学的管理外,还需要控制毛竹蔓延.     

幕阜山森林群落结构与物种多样性研究

幕阜山地处中亚热带-北亚热带过渡地带,物种资源丰富.通过对其典型样地的调查,分别采用Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数作为测度指标,研究了幕阜山地区森林群落结构及其物种多样性特征.结果表明,该地区主要有21个森林群落类型.其中常绿阔叶林中,物种丰富度指数与多样性指数在群落梯度上的总体趋势均为灌木层相对高于乔木层,乔木层相对高于草本层;在落叶阔叶林中,其丰富度指数的趋势为灌木层＞草本层和乔木层,而在草本层与乔木层间是波动的,多样性指数的趋势为灌木层＞草本层＞乔木层;在针叶林中,物种丰富度、多样性指数表现的总趋势基本一致,即灌木层的丰富度相对较高,其次为草本层,乔木层的相对较小.在其他群落类型中,多样性指数、均匀度指数在乔木层、灌木层和草本层则表现出多样化的趋势;另外,从总体上看,各种指数在海拔梯度上并未表现出明显的规律性.     

凉水原始阔叶红松林与白桦次生林植物多样性的比较研究

采用典型抽样法和生态群落学调查法对黑龙江凉水国家级自然保护区紫椴（Tilia amurensis）红松（Pinus koraiensis）林、蒙古栎（Quercus mongolica）红松林及白桦（Betula platyphylla）次生林的植物群落结构特征和物种多样性进行了研究。结果表明,紫椴红松林有维管束植物31种,隶属21科,25属;蒙古栎红松林有维管束植物32种,隶属25科,28属;白桦次生林有维管束植物31种,隶属20科,28属。白桦次生林乔木层和草本层的物种丰富度S指数显著高于2种阔叶红松林,而其灌木层的物种丰富度S指数最低;3种林型乔木层的Simpson物种多样性指数无显著差异,紫椴红松林的灌木层Simpson指数显著高于其他2种林型,3种林型草本层之间的Simpson指数差异显著;紫椴红松林乔木层的Shannon-Wiener物种多样性指数显著低于其他2种林型,白桦次生林灌木层的Shannon-Wiener指数显著低于2种阔叶红松林,蒙古栎红松林草本层的Shannon-Wiener指数最高;此外,蒙古栎红松林乔木层的Pielou均匀度指数显著高于其他林型,而3种林型灌木层的Pielou指数无显著差异,紫椴红松林草本层的Pielou指数最低。     

大兴安岭呼中地区3种林分的群落特征、物种多样性差异及其耦合关系

准确理解天然林林分群落特征及其与物种多样性耦合关系是提升天然林管理、达到多样性保护的关键。选择大兴安岭呼中地区典型落叶松林、杂木林、白桦落叶松林为研究对象,分别对乔木层、灌木层和草本层特征(高度、胸径、冠幅、盖度等)进行调查并计算丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,旨在探究林分间差异及其耦合关系变化。结果表明:(1)乔木层的树高、枝下高表现出杂木林落叶松林白桦落叶松(P0.05);落叶松林的胸径比白桦落叶松林和杂木林的高出6%和11%;灌木层的高度、盖度、地径、冠幅和草本层多度、盖度、高度在森林类型间均未表现出显著差异。(2)3个森林类型的乔、灌、草丰富度指数R、Shannon-Wiener指数及Simpson指数均表现出杂木林最大,乔木层和草本层呈相同规律,即杂木林白桦落叶松林落叶松林,而灌木层表现出杂木林落叶松林白桦落叶松林;白桦落叶松林和杂木林的乔木层均匀度Pielou指数和Alatalo指数约为落叶松林的3倍左右,而在灌木层和草本层在森林类型间差异不显著(P0.05)。(3)典范对应分析(CCA)结果表明林分群落特征和生物多样性关系存在明显森林类型间差异。总体表现为灌木特征(冠幅、地径)、草本层特征(盖度、多度和高度)对多样性均有较大影响;白桦落叶松林和杂木林的胸径对多样性影响明显,而落叶松林的乔木高度(树高、枝下高)对多样性影响较大。杂木林随着灌木盖度、草本高度的增加,草本物种多样性降低、乔木多和灌木物种多样性增加;而落叶松林相同的多样性变化多伴随草本高度增加、多度和盖度变小。灌木层物种多样性增加多与乔木和草本物种多样性降低相伴随,在杂木林中同时伴随着乔木胸径和草本的盖度、多度增大、灌木冠幅变小,而白桦落叶松林则伴随灌木冠幅和草本多度盖度的减小。以上结果表明,林分群落特征与物种多样性存在耦合关系,上述解耦合结果为通过维持良好森林结构、多样性保护具有实践意义。     

植被状况对乔木幼苗物种多样性的影响

运用灰色关联度分析亚热带常绿阔叶林植被状况对乔木幼苗物种多样性的影响。结果表明,所选取的植被状况参数对乔木幼苗物种多样性有不同的影响,对乔木幼苗物种多样性影响较大的是草本层的Simpson指数、灌木层Simpson指数和灌木层盖度,影响较小的为草本层盖度和灌木层Shannon-Wiener指数。乔木幼苗4个物种多样性指数受植被状况影响的顺序为：Pielou均匀性指数＞Shannon-Wiener指数＞物种丰富度指数＞Simpson指数。草本层、灌木层和乔木层对乔木幼苗的物种多样性有不同的影响,其影响方式也不一样。     

基于冗余分析的城市森林林下层植物多样性预测

以4类多样性指数作为衡量城市森林林下层植物多样性差异的定量指标,并同时记录对应样方尺度的环境变量特征.以期应用冗余分析(RDA)手段提取城市森林林下层植物多样性的干扰控制因子,从而进一步揭示主要环境变量对城市森林林下层植物多样性变异的贡献率.RDA分析结果表明枯落物盖度、距林缘距离、小路面积和垃圾数4变量为能够显著解释林下叶层植物多样性变化的最小变量组合,解释信息量百分比达61%,10变量共同解释的信息量为72.1%.在RDA分析的基础上,对10环境变量组合与植物多样性特征进行双重筛选逐步回归,发现草本密度与海拔、坡度、距林缘距离、枯落物盖度呈极显著相关;草本层Pielou均匀度指数与海拔、坡度、郁闭度、枯落物盖度、岩石盖度呈极显著相关;草本层Simpson多样性指数与坡度、枯落物盖度、距林缘距离、岩石盖度、伐桩数呈极显著相关;灌木层Pielou均匀度指数则与海拔、郁闭度、小路面积、岩石盖度呈极显著相关.     

海南岛甘什岭无翼坡垒林群落结构与物种多样性

根据样方调查,对海南岛甘什岭无翼坡垒(Hopea reticulata)林群落的物种组成与物种多样性进行了分析。结果表明:(1)海南甘什岭无翼坡垒林群落有维管植物163种,隶属于64科128属,其中DBH≥1 cm的乔木有90种,隶属于40科66属;灌木有29种,隶属于17科24属;草本有21种,隶属于14科20属;DBH≥1 cm的木质藤本有25种,隶属于18科23属。(2)由物种分布频度分析可知,群落的建群种和优势种比例最低。(3)群落的Margalef丰富度指数为27.038,Shannon指数为3.647,Simpson指数为0.944,Pielou均匀度指数为0.716,生态优势度为0.054,与其他热带群落相比,该群落各项多样性指数均较低。(4)群落各层次的Margalef丰富度指数和Shannon指数表现为乔木层灌木层层间植物草本层,Simpson指数和Pielou均匀度指数均表现为乔木层层间植物灌木层草本层,生态优势度表现为草本层灌木层层间植物乔木层。     

山西庞泉沟自然保护区森林群落物种多样性

在对山西庞泉沟自然保护区森林群落进行数量分类的基础上,运用丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数对保护区内森林群落的物种多样性进行了研究,并对森林群落各层片之间的物种多样性进行了相关性分析.结果表明:(1)森林群落15个群丛的丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数能很好地反映各群丛多样性变化规律.(2)各群丛的丰富度指数和物种多样性指数总体上呈现草本层＞灌木层＞乔木层,草本层的均匀度最小,大多数森林群落乔木层和灌木层的均匀度比较接近.(3) Patrick指数、Simpson指数、Shannon指数以及Pielou指数和Alatalo指数之间表现极显著差异性(P＜0.01).(4)群丛3(华北落叶松-土庄绣线菊+美蔷薇-东方草莓群丛)灌木层和草本层之间呈显著负相关(r=-0.643,P＜0.05);群丛8(白桦+山杨-灰栒子+美蔷薇-中亚苔草群丛)乔木层和灌木层呈显著负相关(r=-0.458,P＜0.05),灌木层和草本层则呈显著正相关(r=0.404,P＜0.05);群丛11(白杄-中亚苔草+烟管头草)的乔木层和草本层之间呈显著负相关(r=-0.949,P＜0.05).     

舟山市种子植物物种多样性及其分布特征

通过野外调查和查阅文献资料,分析了舟山市种子植物物种组成、区系特点及物种多样性的分布特征。结果表明:舟山市共有野生种子植物1372种,隶属于141科627属;植物区系组成以小型科属为主,生活型以草本植物居多,地理成分广泛而多样,滨海特有植物较多,重点保护植物较少;在10个典型岛屿中,物种丰富度及物种密度的分布极不均匀,南部岛屿的物种丰富度及物种密度相对较高,北部岛屿相对较低;在8种主要森林群落类型中,乔木层、灌木层、草本层中物种丰富度最高的分别是红楠林、香樟林、滨柃灌丛,物种丰富度、Simpson指数和Shannon-Weaver指数表现为灌木层乔木层草本层,Pielou均匀度指数在乔木群落中变化趋势不明显,但在灌丛群落中呈现草本层灌木层的规律。本文通过对舟山市种子植物物种多样性的调查分析,为舟山群岛野生植物资源的研究和保护积累了基础材料,为海岛植物资源的开发和利用提供了理论依据。     

林分密度对杉木人工林林下植被和土壤性质的影响

以杉木人工林为研究对象,探究4种林分密度（A：650株/hm²;B：1100株/hm²;C：1250株/hm²;CK：1650株/hm²）林下物种多样性、生物量以及土壤理化性质及其之间的相关性。结果表明：（1）灌木层Shannon-Wiener指数、Patrick丰富度指数及草本层中Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Patrick丰富度指数随林分密度的增加均呈现出双峰型变化趋势,在密度A和C处均出现峰值;灌木层Simpson指数、Pielou均匀度指数随林分密度升高而降低,且灌、草层4种多样性指数最小值均出现在密度CK处。（2）草本层生物量比灌木层高。草本层总生物量（地上+地下）随密度的增大而减少,凋落物的量则随密度的增大而增大。（3）土壤养分含量和林下植物多样性指数随林分密度增大的变化趋势大致相同,且有机质含量在密度A取得最大值。（4）灌木层Shannon-Wiener指数、Patrick丰富度指数与全氮、水解氮、有效磷、有机质呈显著正相关;草本层植被物种多样性与土壤理化性质无显著相关性。（5）各指数与灌木层生物量的相关性较强。综上所述,密度A （650株/hm²）能够促进杉木林林下植被发育,增加林下植被物种多样性、生物量和有机质,可提升维持地力的能力,有利于杉木林稳定持续发展。     

间伐强度对阿尔泰山天然林下植被的影响

以阿尔泰山天然林为研究对象,探究不同间伐强度（19%、33%、55%、62%）对林下植被的影响,为该区天然林的经营管理提供理论依据。运用样地调查法,对间伐30 a后的林木进行每木检尺,调查林下植被结构、物种多样性,对测定数据进行单因素方差分析和LSD多重比较检验。结果表明：（1）草本层物种丰富度随间伐强度的增大而增大,62%间伐强度显著大于其他处理;灌木层物种丰富度随间伐强度的增大呈先增后减的趋势,55%间伐强度最大（P>0.05）;不同间伐强度处理之间,林下植被的Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均无显著差异（P>0.05）,草本植物优势种各间伐强度之间大致相同;（2）适当增加间伐强度可以明显提高灌木层和草本层密度,以55%间伐强度为优（P<0.05）,林下植被的盖度随着间伐强度的增大先增后减,间伐显著影响灌木植物盖度,而对草本层盖度则影响不显著（P>0.05）。以上研究表明从恢复林地多样性的角度考虑,间伐强度选取55%更合理。     

额尔齐斯河流域垂枝桦林群落结构特征与物种多样性相关分析

为阐明植物群落结构特征和物种多样性之间的相互关系,选择额尔齐斯河流域白桦林国家森林公园的天然垂枝桦(Betula pendula)纯林、垂枝桦苦杨混交林、垂枝桦白柳混交林为研究对象,分林层调查群落的基本特征参数(高度、枝下高、冠幅、胸径、盖度等),计算物种重要值、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数,并进行典范对应分析。结果表明:(1)垂枝桦白柳混交林的乔木层树高、枝下高和灌木层的地径、盖度均最高;3种群落的草本层特征参数(除基径)均具有显著差异;垂枝桦白柳林的盖度分别比垂枝桦苦杨林和垂枝桦纯林高19.1%和51.8%。(2)3种群落的乔木层重要值最高为垂枝桦,灌木层为疏花蔷薇(Rosa laxa)、阿尔泰山楂(Crataegus altaica),草本层为莎薹草(Carex bohemica)。(3)3种群落类型中乔木层的丰富度指数R、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和灌木层的Pielou指数、Alatalo指数呈现出相同规律,即垂枝桦白柳混交林>垂枝桦苦杨混交林>垂枝桦纯林;草本层中除Alatalo指数之外,其他指数均呈现垂枝桦纯林>垂枝桦苦杨混交林>垂枝桦白柳混交林(P>0.05)。(4)CCA排序结果表明,不同垂枝桦林群落结构特征与物种多样性关系有差异。其中,垂枝桦纯林中,对物种多样性影响最大的是乔木枝下高、灌木株高、冠幅以及草本盖度;垂枝桦苦杨混交林中,对物种多样性影响最大的是乔木高度和冠幅、灌木冠幅和草本高度;垂枝桦白柳林中,对物种多样性影响最大的是乔木胸径、灌木冠幅、盖度以及草本高度。研究表明,乔木枝下高度、灌木冠幅、草本高度是影响3种群落类型物种多样性的主要因素。     

砒砂岩区不同立地类型人工沙棘林下草本物种多样性环境解释

砒砂岩区是黄土高原区水土流失最为严重的地区之一。砒砂岩区沙棘人工林有良好的水土保持功能,沙棘林下草本植物是该人工林生物多样性的重要组成部分。目的是探明砒砂岩区人工沙棘林下草本物种多样性与环境的关系,依据生境条件的差异,沙棘林被划分为7个类型。野外调查记录了各类型所处的地形条件,采用样方法调查了每个样地草本的生物多样性,并取土样测定其养分和水分状况。采用Patrick指数、Pielou指数、Shannon指数、Simpson指数对砒砂岩区不同立地类型人工沙棘林下草本植物进行了物种多样性分析,并通过CCA、PCCA方法研究了物种分布与环境的关系。结果表明:(1)砒砂岩区不同立地类型人工沙棘林下草本层优势种不同,阴坡混交林物种数最多为23种,阳坡混交林Pielou指数最高为0.89,阴坡纯林和混交林Shannon指数均为最高,Simpson指数没有明显差异。(2)影响砒砂岩区人工沙棘林下草本物种的分布的环境因子顺序为地形因子土壤因子灌木层因子,其中坡向、坡度、土壤含水量、土层厚度、郁闭度、混交结构所占解释量较大。本研究可为当地沙棘人工林生物多样性保护和植被建设提供基础数据。     

我国南方4种常见人工林林下植物多样性特征及影响因素

为了解长期植被恢复的成熟人工林林下植物组成与多样性特征及其影响因素,基于广东鹤山生态系统国家野外科学观测研究站的南亚热带人工林生态系统,对环境相似(坡度、坡向、海拔)、30 a生4种类型人工林(桉树混交林、马占相思纯林、乡土混交林、针叶混交林)进行调查研究,分析林下植物组成和物种多样性(Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数)特征。结果表明,人工林林下植物类型丰富,均可形成乔-灌-草垂直结构;4种林型林下植物组成既有相似性,也有差异性,桉树混交林与针叶混交林、马占相思纯林与乡土混交林的灌木层组成相似;桉树混交林与马占相思纯林、乡土混交林与针叶混交林的草本层组成相似,而桉树混交林与针叶混交林的草本层组成极不相似。林分类型影响林下植物多样性,马占相思纯林林下灌草多样性显著低于其他3种混交林(P<0.05),灌木物种数、个体数最少;针叶混交林林下物种丰富度最高。林分郁闭度与林下植物多样性呈正相关(P<0.001),林下植物分布与土壤养分含量相关,桉树混交林、马占相思纯林林下植物多样性与不同形态氮含量相关,有效磷、全磷影响乡土混交林林下物种的分布,针叶混交林受土壤酸碱度、全钾的影响较为明显。在4种人工林林下植物群落中,乡土混交林多样性,均匀度最高,优势度最低,具有更佳的保育和维持林下生物多样性功能。因此,乡土树种混交林更适用于生态公益林构建或对一些针叶林及外来树种纯林进行林分改造。     

深圳坝光区域自然林及半自然林植物多样性比较

实地调查深圳市坝光区域2个封育状态下的自然林和2个处于恢复状态的荒弃果林半自然林的植物群落结构,测定植物高度、盖度等指标,分析两种类型植物群落组成及多样性特征。结果表明,在群落各层次的种类组成方面,自然林乔木层与灌木层的植物种类数均大于半自然林,半自然林的灌木层与草本层发育也较好,种类丰富;在物种多样性Simpson指数、Shannon-Wiener指数和丰富度指数方面,4个群落的灌木层多样性都较其他2个层次高,说明在人为干扰减小的情况下,灌木的自我更新能力较强。自然林3个群落层次及整体指标等多数高于半自然林,说明自然林植被结构发育较好,各层次种类数更为丰富,各种类个体数及分布更为均匀;而处于恢复状态的半自然林,由于受到人为干扰的印迹未完全消失,乔木层的多样性指数明显低于自然林,但也因为处于恢复状态,灌木层与草本层的恢复使其物种多样性逐渐增高。     

连云港云台山规划造林区植物多样性及其与环境的关系

本文运用物种重要值、Shannon-wiener指数、Simpson指数、丰富度指数、Pielou均匀度指数以及Sorensen相似性系数,对连云港云台山规划造林区植物多样性进行研究,并对各个指数与环境因子作相关性分析。结果表明:该区域灌木层以毛壳竹最占优势,草本层中灰绿苔草重要值最高。植物多样性的各个指数基本上都是草本层>灌木层,Sorensen相似性系数表明样地相邻越近植物共有种数就越多。灌木多样性与土层厚度和坡向有关,而海拔和坡向对草本多样性有一定的影响。