土壤有机质含量对黔南喀斯特天然次生林土壤理化指标与植物多样性的影响

为探讨自然恢复过程中喀斯特森林土壤有机质含量(SOM)与土壤理化指标及植物多样性指数的相关性,对贵州省茂兰国家级自然保护区中不同森林类型的SOM、土壤理化性质和植物多样性进行了研究。根据乔木层物种的重要值,将保护区的41个调查样地划分为香叶树-枫香林、檵木-马尾松林、槭树-朴树林、小叶栾树-化香林、灯台-小花梾木林和四照花-青冈栎林类型。结果表明,部分森林类型土壤A层或B层的SOM差异显著,且部分森林类型的植物种数、直径、高度和密度,以及Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数也差异显著。土壤孔隙度、蓄水量和主要肥力与养分指标随SOM增加而增大。乔木层的植物多样性指数与SOM呈正相关,与土壤A层SOM相关显著、Simpson指数和Pielou指数与土壤B层SOM相关显著。灌木层、草本层的植物多样性指数与SOM相关不显著。多元分析结果表明,植物多样性指数对土壤A层SOM的总贡献率呈灌木层乔木层草本层、对土壤B层SOM的总贡献率呈草本层乔木层灌木层的趋势,表明喀斯特地区SOM管理的植物多样性措施适宜以乔木树种为主、辅以灌木与草本层植物的复合经营方式。同时,土壤SOM不仅受乔木层植物多样性指数的影响、也受林分所处演替阶段与结构指标的影响,植物多样性指数的二次多项式拐点可成为喀斯特石漠化治理工程中物种量化管理的参考依据之一。     

草海国家级自然保护区华山松群落特征及物种多样性研究

为探讨喀斯特地区森林群落的演替动态和生物多样性维持机制,采用样地调查法对草海国家级自然保护区的华山松(Pinusarmandii)群落的物种组成、植物区系特征、种群结构和物种多样性等进行了分析。结果表明,样地内共有种子植物37科69属81种,其中乔木11种、灌木32种、草本38种;群落内植物的科、属区系成分类型多样,以温带成分为主;生活型谱主要以高位芽植物(46.91%)和地面芽植物(27.16%)为主;乔木层华山松的重要值达58%,为群落的单优势种;径级结构呈左偏正态型分布,树高分布集中在12～21 m,冠幅分布呈V型;乔木层与灌木层、草本层间的多样性差异显著(P0.05),物种丰富度指数S和D_M、多样性指数H和D_S均为草本层灌木层乔木层,物种均匀度指数J为灌木层草本层乔木层。因此,草海国家级自然保护区内的华山松群落特征和物种多样性具有明显的地域特点。     

贵州喀斯特石漠化地区植物多样性与土壤理化性质

以贵州典型喀斯特石漠化生态系统环境为研究对象,运用野外取样调查和实验室检测分析方法,研究不同等级石漠化环境植物多样性和土壤理化性质特征及其相关性;运用空间替代时间方法,探讨石漠化演替过程中植物多样性和土壤理化性质的响应,旨在为贵州乃至整个中国西南喀斯特森林生态保护和石漠化生态系统恢复重建提供理论支撑。结果表明:1)石漠化环境植物群路组成简单,物种丰富度也很低,且随着石漠化程度增加,植被物种组成呈递减趋势;不同等级石漠化环境植物多样性具有显著差异,均匀度指数变化与石漠化等级演替明显耦合,显示了随石漠化程度增加而减小的变化趋势。2)不同等级石漠化环境土壤理化性质存在显著差异,随着石漠化程度增加,土壤理化性质显示了先退化后改善的响应过程。土壤有机质、氮素、毛管持水量、容重和孔隙度与植物多样性具有明显的相关性,在改善土壤理化性质和促进植物多样性恢复方面起着关键作用。3)主成分分析表明,土壤有机质、氮素、钾素、持水状况、孔隙度和植物多样性均匀度指数等是基于土壤理化性质和植物多样性评价石漠化程度的关键指标。基于上述结果,进一步阐述了石漠化演替过程中植物多样性和土壤理化性质的变化规律和响应机制。研究结果对我国西南喀斯特森林生态保护和石漠化生态系统恢复重建具有一定的理论意义和实践指导价值。     

西双版纳山地雨林乔木层树种20年动态研究

热带雨林中乔木层树种对群落的结构和功能起着决定性的作用,监测乔木树种的动态,能更好的了解群落的演替。基于西双版纳地区5块共1.25 hm2山地雨林固定样地20年的监测资料,从物种组成、多样性指数、个体数量、主要树种组成和径级结构等方面分析树种动态。研究对象为近成熟的山地雨林,1992—1994年初测时样地中记录到乔木层树种215种,隶属于61科128属;到2012年,乔木层树种增加到239种,隶属于62科148属。分析表明,20年来样地中乔木层树种在科、属、种三级组成水平上均呈缓慢增加趋势,增加率分别为1.64%、15.63%、11.16%。退出乔木层和新进入乔木层的树种主要是偶见种。20年来,样地乔木层总株数从1464株增加至1478株,累计死亡620株,总死亡率29.55%,年均死亡率1.48%;累计进界634株,总进界率30.22%,年均进界率1.51%;群落的多样性指数在小幅度波动中略有增加,Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数的增加率分别为0.28%、2.69%、0.55%;乔木层的径级组成未有明显变化,不同径级的死亡和进阶基本处于持平状态。     

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.     

茂兰喀斯特森林不同地形植物多样性与土壤理化特征研究

为探讨不同地形植物群落物种多样性与土壤理化特征之间的相互关系。该文以茂兰喀斯特森林为研究对象,分析了不同地形植物多样性与土壤理化特征以及两者之间的相互关系。结果表明:(1)不同地形木本植物的物种组成存在差异,坡地木本植物有35科65属78种,槽谷木本植物有38科64属89种,漏斗木本植物有35科61属84种。同时,丰富度指数、多样性指数、均匀度指数大小表现为槽谷漏斗坡地;优势度指数大小表现为坡地漏斗槽谷。(2)不同地形土壤物理性质差异性显著(P0.05),其中土壤容重和非毛管孔隙度表现为坡地槽谷漏斗,自然含水量、田间持水量、总孔隙度、毛管孔隙度等指标均表现为漏斗槽谷坡地。(3)除全K外,大多数土壤养分指标表现为漏斗显著高于槽谷、坡地,即漏斗槽谷坡地。(4)冗余分析表明,植物多样性与土壤理化性质具有相关性,不同地形植物多样性指数受土壤理化性质的影响明显。以上结果旁证了茂兰喀斯特森林地形条件的复杂性和土壤理化性质的差异性是该区小生境多样、物种组成丰富的原因之一,为喀斯特森林物种多样性维持机制提供了科学依据。     

广州公园植物群落物种组成及多样性研究

通过对广州城区10 个公园中92 块样地进行调查, 旨在探讨不同公园中植物群落物种构成及其多样性。调查显示: 样地植物种类较为丰富, 共出现维管植物275 种, 以被子植物为主; 样地中乔木共计143 种; 在乔木层中, 有6个树种出现频度超过50%, 8 种灌木频度超过50%, 12 种草本植物频度超过50%; 而不同公园间草本层植物多样性差异较小, 但是, 越秀公园、雕塑公园和天河公园等面积较大的公园乔木多样性较低; 与乔木层相比, 灌木层植物多样性普遍偏低在乔木层。因此需要进一步加强景观植被中灌木植物的配置, 进而提升城市公园森林美景。     

老秃顶子石河冰缘地貌森林群落物种多样性及其影响因素

基于对24个样地的调查数据,采用物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数以及Jaccard相似性指数,对辽东山地老秃顶子石河冰缘地貌森林群落物种多样性及其影响因子进行了研究。结果显示:(1)石河冰缘地貌森林群落中落叶阔叶林、针阔混交林和暗针叶林的物种丰富度指数平均值分别为41±10、34±5和31±7。森林群落物种丰富度变异系数均为中等变异性。(2)石河冰缘地貌森林群落中落叶阔叶林、针阔混交林和暗针叶林的Shannon-Wiener指数平均值分别为1.67±0.32、1.50±0.18和1.29±0.25。(3)石河冰缘地貌森林群落间Jaccard相似性指数为0.037~0.530,且集中在极不相似和中等不相似区间。(4)相关性分析结果显示,石河冰缘地貌海拔高度与森林群落乔木层物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数呈极显著负相关(P0.01),与灌木层物种丰富度指数呈显著负相关(P0.05);土壤电导率和含盐量均与森林群落物种多样性指数呈显著正相关(P0.05);土壤pH值与灌木层物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数呈极显著正相关(P0.01);土壤CaO含量分别与乔木层和灌木层的物种丰富度指数、乔木层Shannon-Wiener指数呈显著正相关(P0.05)。这表明海拔高度、土壤电导率、盐含量、pH值和CaO含量是影响石河冰缘地貌森林群落物种多样性变化的重要因素。     

西南喀斯特地区退耕还林（草）模式对土壤肥力质量演变的影响

采取4种不同退耕还林（草）模式对喀斯特严重侵蚀区进行了10年定位治理,2003年对各退耕模式及相应对照的土壤理化学性质、土壤微生物、土壤酶活性、土壤呼吸进行研究.结果表明,治理后土壤细菌、真菌、放线菌数量及微生物总数明显增加,土壤水解性酶和氧化还原酶活性及土壤呼吸作用强度得到显著加强,土壤养分贮量和速效养分供应强度得到明显改善,土壤肥力得到不同程度的恢复.土壤综合肥力评价表明,土壤综合肥力指标值（IFI）呈增长趋势.因此,采用合适的生物措施,辅于必要的工程措施,是改善喀斯特地区土壤肥力质量的有效途径之一.     

短期增温对亚热带常绿阔叶林林下植被物种多样性的影响

为了解气候变暖对亚热带常绿阔叶林林下植被物种多样性的影响,采用土壤增温方式,研究短期4年增温(4℃)对亚热带常绿阔叶天然林林下植被物种多样性的影响。结果表明,短期增温对林下植被物种组成影响不显著(P>0.05),增温和对照样地林下植被共有植物38科59属77种,其中增温样地37科53属65种,对照样地36科52属63种。短期增温使乔木盖度增加了22.61%,草本和灌木盖度分别降低4.97%和21.75%;增温使草本、灌木和乔木的高度分别降低21.64%、3.37%和5.59%。草本植物中的蕨类重要值排名在增温后呈下降趋势,乔木重要值呈上升趋势(P>0.05)。虽然植物物种多样性指数在增温后差异不显著(P>0.05),但随温度增加均呈递减的趋势。因此,林下植被物种组成对短期增温响应不敏感,增温使草本植物中的蕨类重要值下降,对植物多样性指数产生一定负面影响,但这种响应并不敏感,预计长期增温将可能导致整个群落从草本向灌木和乔木方向演替。     

宝天曼自然保护区主要森林类型自然度评价

自然度评价对于自然保护区生物多样性保护和森林管理具有重要意义。以宝天曼自然保护区主要林型35个样地为研究对象,对27个群落指标进行主成分分析,计算自然度指数值(N),对N值进行Ward聚类,划分自然度等级。结果表明:宝天曼自然保护区主要林型的自然度可划分为5个等级组,自然度高的样地:N值在2.18—1.13之间,平均林龄94a,占调查样地总数的20.0%;自然度较高的样地:N值在1.01—0.34之间,占调查样地总数的34.3%,平均林龄80a;自然度中等的样地:N值在0.01—-0.47之间,占调查样地总数的17.1%,平均林龄为47a;自然度较低的样地:N值在-0.92—-1.60之间,占调查样地总数的14.3%,平均林龄为26a;自然度低的样地,N值在-1.98—-2.54之间,占调查样地总数的14.3%,平均林龄为21a。前3个主成分中土壤容重、有机质、全氮、硝态氮、林龄、优势树种平均胸径、乔木层、灌木层和草本层的多样性指数荷载较大,是影响森林自然度的主要因子。N值与林龄、乔木层和灌木层的Shannon-Wiener指数、海拔、土壤容重的线性拟合均达到极显著水平(P0.001),与土壤有机质和全氮的关系符合对数曲线(R20.794,R2=0.815,P0.0001)。在海拔1118—1863m区域,森林自然度较高,海拔970m以下区域,森林自然度较低。针对不同自然度等级的森林,分别提出了相应的保护和经营措施。     

青海高寒区典型人工林植物多样性、地上生物量特征及其相关性

研究青海高寒区典型人工林植物多样性与生物量关系有助于植物多样性及生物量的相互预测,对于阐明植物多样性对生态系统的作用具有重要意义。以青海高寒区典型人工林为研究对象,采用标准地调查法、生物量模型估算法、生物量收获法等对人工林乔木层、灌木层和草本层的植物多样性及地上生物量进行定量研究,得到以下结果:(1)青海高寒区人工林植物多样性表现为草本层高于灌木层与乔木层,群落植物多样性受草本层植物多样性影响较大。(2)林龄为20年的人工林地上生物量介于921.9532—6314.9671 g/m~2之间,林龄为35年的人工林地上生物量介于9563.0731—15181.1201 g/m~2之间,不同林分类型之间地上生物量差异显著。(3)青海省高寒区人工林灌木层与草本层地上生物量占地上总生物量的比例较小,分别在0.77%—1.49%,0.004%—18.54%之间,乔木层地上生物量在群落地上总生物量中起主导地位。(4)青海高寒区人工林群落及草本植物丰富度与草本地上生物量之间呈三次函数关系(P0.05)。     

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。     

地形对阔叶红松林物种多样性的影响

为了更好地了解阔叶红松林(Pinus koraiensis)物种多样性的维持机制,对不同地形下的阔叶红松林乔木和灌木种,进行了物种多样性指数比较、物种多度分布模型拟合及物种多样性指数与环境因子的排序分析。结果表明,乔木在阴坡、半阴坡的丰富度显著高于半阳坡;灌木在坡度25°处的均匀度显著高于坡度6°处,在谷地处的4个多样性指数显著低于其他坡位,在阴坡、半阴坡处的4个多样性指数显著高于平地。统计模型、生态位模型、中性模型在不同地形下均能够通过拟合优度检验,物种多度分布在不同地形间差异不明显;地形对乔木的多样性指数的影响:海拔凹凸度坡度坡向坡位,对灌木的多样性指数的影响:坡位海拔坡向坡度凹凸度,土壤对乔木的物种多样性指数的影响:土壤pH土壤容重土壤有效N含量土壤速效K含量,对灌木的物种多样性指数的影响:土壤pH土壤有机质含量土壤速效P含量土壤全N含量土壤全P含量。总体而言,物种多样性随着坡度的增加而增加,阴坡处最高,谷地处最低。     

桂北喀斯特峰丛洼地植物群落特征及其与土壤的耦合关系

基于喀斯特峰丛洼地草丛、灌丛、次生林、原生林4个生态系统24个样地(20 m × 20 m)的系统取样调查, 研究了喀斯特峰丛洼地不同生态系统群落的结构组成与生物多样性特征, 选取代表植物群落和土壤性质的35个指标, 对不同生态系统及整个喀斯特脆弱生态系统植物群落与土壤主要养分、土壤矿质养分和土壤微生物间的相互关系进行了主成分分析与典范相关分析。结果表明: 沿草丛、灌丛、次生林、原生林的顺向演替发展, 重要值(importance value, IV)>10.00的科、属、种及物种多样性最大值出现在次生林, 群落结构最佳值出现在顶级群落原生林; 喀斯特峰丛洼地景观异质性高, 各生态系统影响因子不同, 土壤微生物在喀斯特脆弱生态系统处于主导地位, 其次为灌丛; 不同集团因子的典范相关分析表明, 植物多样性指标与土壤氮素、Al₂O₃、Fe₂O₃、土壤微生物生物量碳(C_mic)、真菌和细菌关系密切。因此, 在喀斯特脆弱生态系统恢复与重建过程中, 应针对不同生态系统制定相应的培育管理措施。     

亚高山针叶林不同恢复阶段群落物种多样性变化及其对土壤理化性质的影响

 研究了亚高山针叶林不同恢复阶段物种多样性的变化,并用逐步多元回归分析法探讨了17种土壤理化指标对多样性变化的响应。结果表明：人工林物种多样性随着恢复年代的增加呈逐渐增加的趋势,乔、灌、草各层物种组成也发生相应的变化,但多样性的恢复十分缓慢。不同土壤理化性质对物种多样性变化的响应不尽相同,其中土壤容重、土壤含水量等表征土壤水源涵养功能的物理指标,随着物种多样性指数的增加而得到改善;枯枝落叶贮量、有机质含量、水解性酸和Ca、Mg、P含量等土壤营养功能指标也随乔、灌层物种多样性的增加而增加,土壤K2O含量随草本层物种多样性的增加而减少;并建立了上述9项指标与物种多样性的相关数学模型。其余8项指标与多样性指数没有直接的线性关系。保护和提高亚高山人工针叶林群落物种多样性能促进部分土壤养分状况的改善和生态功能的恢复。     

环境因子对山西太岳山典型森林类型物种多样性及其功能多样性的影响

该研究采用典型样地法,调查群落内物种分布并测量植物功能性状(叶面积和植株高度),对山西太岳山不同坡位华北落叶松-白桦混交林以及辽东栎次生林物种多样性及其功能多样性进行比较分析,探究环境因子对不同群落层次(乔木、灌木、草本)物种多样性及其功能多样性的影响机制,以及环境因子与群落构建之间的联系,为森林生态系统多样性研究以及经营管理提供理论依据。结果显示:(1)华北落叶松-白桦混交林的物种分布更加均匀,物种多样性和功能多样性(乔木层)均显著高于辽东栎次生林。(2)华北落叶松-白桦混交林乔木层功能均匀度与功能分散指数显著高于辽东栎次生林,但灌木草本层低于辽东栎次生林。(3)不同群落层次的物种多样性与功能多样性均呈正相关关系,影响物种分布和性状分布的环境因子存在差异,物种多样性受多种环境因子的综合影响,而单个环境因子对功能多样性影响较大,环境解释力与林分类型和群落层次相关。(4)乔木层物种多样性主要受土壤pH、冠层结构(MLA、林分开度)以及光照影响,灌木层物种多样性与土壤pH和MLA密切相关,林下总辐射、土壤养分(SOC、STN)、土壤相对含水率是影响草本层物种分布的主要环境因子;冠层结构(MLA、林分开度)是影响乔木层功能多样性最主要的环境因子,土壤pH和坡位分别是华北落叶松-白桦混交林和辽东栎次生林灌木层功能多样性的主要影响因子,影响草本层功能多样性的主要环境因子是土壤相对含水率与LAI。研究表明,在垂直分层的森林生态系统中,不同群落层次竞争的主要环境资源存在差异,乔木层通过改变冠层结构和林内环境限制林下物种分布和性状分布。     

贺兰山东坡典型植物群落多样性垂直分布特征与土壤因子的关系

深入探究山地生态系统植物群落多样性与关键土壤因子的关系及土壤因子在植物群落构建与多样性维持中的重要作用是区域生物多样性保护和生态系统服务功能综合提升的基础。本文采用冗余分析（Redundancy analysis,RDA）和相关分析揭示了贺兰山东坡典型植物群落多样性垂直分布格局与土壤因子的关系。结果表明：（1）贺兰山东坡植物群落多样性具有明显的垂直分布格局,针阔叶混交林植物物种组成最为丰富,中域效应明显;不同层次植物多样性随海拔升高变化趋势不一致且各自在不同海拔间差异显著（P<0.05）,植物多样性大体表现为草本层 > 灌木层 > 乔木层。（2）研究区土壤因子沿海拔梯度变化趋势不同,均存在显著差异（P<0.05）,其中土壤含水量（SM）、有机碳（SOC）和全氮（TN）含量空间变异性较大;高山灌丛草甸土壤养分含量最高,高海拔区土壤P限制高。（3）9个土壤因子解释了研究区总体植物多样性89.68%的生态信息,与植物多样性具有较强的相关性,影响不同层次植物多样性垂直分异的关键土壤因子略有不同。综上,土壤有机碳、pH、碳磷比、含水量是影响贺兰山东坡植物多样性空间分布的主要驱动因子。