海南岛霸王岭热带山地雨林群落结构及树种多样性特征的研究

 以海南岛霸王岭自然保护区1 hm2老龄原始林样地的调查材料为基础,分析了热带山地雨林群落的组成、高度结构、径级结构及有关的树种多样性特征。结果表明：霸王岭热带山地雨林树种较丰富,物种多样性指数较高。树种数和树木的密度都随高度级、径级的增加而呈负指数或负幂函数递减;热带山地雨林不同高度级、不同径级和不同小样方斑块内的树种数都与树木密度呈显著的正相关关系。热带山地雨林经过自然的演替达到老龄顶极群落后,最后进入主林层的只是少部分树种的少数个体。     

海南岛热带低地雨林刀耕火种弃耕地恢复过程中落叶树种的变化

落叶是树木适应环境变化的一种方式,水分梯度往往是导致热带森林落叶物种比例产生差异的最主要原因。为研究落叶树种在森林次生演替过程中的变化规律,我们在海南岛霸王岭林区内调查了4个林龄阶段（5年、12年、25年和55年）的刀耕火种弃耕地自然恢复群落样地。在5.25hm2的全部样地内共记录到高H〉0.1m的落叶木本植物24种,隶属于15科21属。其中紫葳科、大戟科、含羞草科是含落叶树种最多的3个科,黄牛木（Cratoxylum cochinchinens）、猪肚木（Canthium horridum）、山柑算盘子（Glochidion fagifolium）是多度最高的3个落叶树种,枫香树（Liquidambar formosana）、黄牛木、山柑算盘子是胸高截面积最大的3个落叶树种。在次生演替过程中,落叶物种比例以5年恢复群落中最高,而后随群落演替进程下降;不同径级大小个体的落叶物种比例也表现出相同的变化趋势,且较大径级个体（DBH≥5cm）比例高于小径级个体（DBH〈5cm）。落叶物种个体密度比例和胸高截面积比例呈现单峰曲线变化：在恢复12年的群落中达到最大,而后随群落演替进程下降。除幼树（H〉1.5m,DBH〈5cm）外,其他各径级个体中的落叶物种密度和胸高截面积比例也表现出相同的变化趋势。我们的研究表明,在海南岛热带低地雨林刀耕火种后的次生演替和自然恢复过程中,落叶物种比例及其密度随恢复过程而发生相应的变化,在一定的恢复时期内呈现一定的季雨林群落特征。     

海南岛3个林区热带云雾林植物多样性变化

以分布在海南岛西部(霸王岭国家级自然保护区, 21个样方)、西南部(尖峰岭国家级自然保护区, 12个样方)和中部(黎母山省级自然保护区, 15个样方)的热带云雾林为研究对象, 研究α及β物种多样性、功能多样性、谱系多样性的变化, 为植物多样性的保护提供科学依据。结果表明: 尖峰岭群落树木个体多度、物种丰富度最大, 黎母山群落树木个体多度、物种丰富度最小; 黎母山群落间物种组成差异最大, 霸王岭群落间物种组成差异最小, 海南岛霸王岭(西部)、尖峰岭(西南部)和黎母山(中部) 3个林区热带云雾林物种多样性差异可能与空气温度和相对湿度有关。尖峰岭群落内功能丰富度、Rao’s二次熵最低, 功能均匀度最高, 群落间平均成对性状距离最小, 反映群落构建主要受环境筛影响; 霸王岭群落Rao’s二次熵最高, 功能均匀度最低, 群落间平均成对性状距离最大, 反映群落构建主要受限制相似性影响; 黎母山群落内功能丰富度最高, 群落间平均最近性状距离最大, 表明限制相似性在黎母山热带云雾林群落构建中的作用更重要。霸王岭群落内谱系多样性、物种间平均最近相邻谱系距离均较大, 反映物种间谱系关系趋于发散; 黎母山群落内谱系多样性、物种间平均成对谱系距离及群落间平均成对谱系距离均最小, 反映物种间谱系关系趋于聚集; 而尖峰岭群落内物种间平均成对谱系距离、群落间平均成对谱系距离最大, 但物种间平均最近相邻谱系距离最小, 反映物种间谱系关系既具有发散又具有聚集的共存格局。因此, 海南岛热带云雾林群落植物多样性变化格局与环境及物种间相互作用有关。     

海南岛霸王岭热带季雨林树木的死亡率

树木死亡是调节群落组成和结构的一种方式, 在森林生态系统动态中发挥着重要作用。该文在对海南岛霸王岭热带季雨林群落大量调查和树种功能群划分研究的基础上, 探索了热带季雨林群落及其不同功能群树木的死亡率及其随径级和环境条件的变化规律。结果表明: 海南岛霸王岭热带季雨林群落内树木死亡率的变化范围为3.42%-18.71%, 平均值为7.60%。按照功能群比较, 乔木死亡率显著高于灌木, 落叶树种死亡率高于常绿树种, 但具刺树种死亡率显著低于无刺树种。按照树木径级划分, 5-30 cm径级范围的死亡率均超过10%, 最高值出现在5-10 cm径级范围, 在相同径级范围内比较时, 落叶树种在 胸径(DBH ) < 5 cm时的死亡率显著高于常绿树种, 而在其他径级范围内, 二者之间无显著差异, 具刺和无刺树种的死亡率在所有径级范围内均无显著差异。乔木死亡率与群落距河流距离具有显著的相关性, 距离河流越远死亡率越高; 落叶树种和无刺树种则与坡位存在显著的相关性, 坡上部的死亡率显著高于坡中部。热带季雨林内树木的死亡率与其所处的群落生境有关, 较干旱的生境是导致树木死亡率较高的重要原因。     

西双版纳热带雨林与海南热带雨林的比较研究

西双版纳的热带雨林与海南低地热带雨林和热带季雨林有基本一致的植物区系组成,群落中优势科无论在种数百分比还是重要值排名上均较接近,显然属于同样性质的植物区系。在生态特征上,西双版纳热带雨林群落高大,分层不明显,B层为林冠层,散生巨树常见,在生活型谱上以高位芽植物占绝对优势,大、中高位芽植物相对较多,落叶树种比例小;以中叶、纸质,全缘和复叶比例较高为特征,具有最接近海南低地湿润雨林的群落垂直结构和生态外貌,其雨林特点虽不如湿润雨林浓厚,但明显强于海南的热带常绿季雨林和山地雨林,海南常绿季雨林群落高度明显较矮,小叶比例通常较高,革质叶比例亦较高,群落具遥明显的旱生特点,海南的山地雨林群落高度较矮,A层连续,成为林冠,无散生巨树,分层明显,在生活型谱上大高位芽植物比例减少,附生植物丰富,并具有相当比例的地面芽植物;叶级虽以中叶占优势,但通常革质,非全缘和单叶比例较高,明显由于热量不足的影响而带有亚热带森林特色,在物种多样性上,西双版纳热带雨林的乔木物种多样性指数似乎与海南的低地热带雨林相当,低于海南的山地雨林群落,海南的热带雨林群落种类丰富度不同人研究的结果差异较大,如果这些用于比较的数据可靠和具有可比性的话,西双版纳热带雨林的物种多样性要比海南的山地雨林低。     

滇西北云南红豆杉群落结构与更新特征

以云南西北部云南红豆杉(Taxus yunnanensis)群落为研究对象,利用在兰坪县、香格里拉县和宁蒗县的野外样地调查数据,分析了云南红豆杉群落物种组成、多样性、结构及云南红豆杉更新特征.结果表明:云南红豆杉群落主要物种包括玉山竹(Yushania niitakayamensis)、云南铁杉(Tsuga dumosa)、云南红豆杉、红桦(Betula albo-sinensis)和云南箭竹(Fargesia yunnanensis).香格里拉县具有较高的科、属、灌木物种丰富度,但乔木、藤本及总物种丰富度在3个地点之间无显著差异.兰坪县和香格里拉县均在较低径级和高度级中具有较高的物种丰富度和个体多度,而宁蒗县则在第Ⅱ径级和第Ⅱ高度级中具有最高的物种丰富度和个体多度.云南红豆杉野生种群实生苗更新困难,但云南红豆杉具有较强的萌生能力,萌生个体多度与实生个体多度比为1.314,萌生方式主要为干基萌生和干萌生;宁蒗县萌生个体最多,但3个地点萌生植株平均胸径和平均高无显著差异.     

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.     

海南岛霸王岭热带山地雨林木质藤本垂直结构特征

木质藤本植物是热带森林结构和功能的重要组分,但对于其垂直分布的研究较少。通过对海南岛霸王岭热带山地雨林坡地8条样带内胸径≥0.5cm的攀援木质藤本进行调查,比较分析了其多度、物种丰富度、径级结构、攀援方式组成、物种组成的垂直结构特征。结果表明:(1)随着高度级增加,木质藤本多度和物种丰富度都呈现出一种先增加后降低的单峰型曲线变化规律。(2)随着高度级增加,木质藤本个体趋于分布在更大径级。在森林底层(05m)和林冠层(≥15m)分别以0.51cm和≥2cm径级的木质藤本占优。(3)不同高度级间,不同攀援方式木质藤本个体比例存在显著差异。主茎缠绕类木质藤本在各高度级都占优势,卷须类木质藤本个体比例随高度增加显著降低,根攀类木质藤本呈现相反趋势。(4)随着高度级增加,木质藤本物种优势度明显发生变化。总体来看,木质藤本呈现出一种复杂、有序的垂直结构,这可能决定其对森林动态的影响。     

云县罗扎河下游落叶季雨林的群落生态学研究

对罗扎河下游鲜为人知的落叶季雨林进行了群落生态学研究,结果表明:罗扎河下游落叶季雨林群落高度在15~20m之间;群落乔木层以厚皮树(Lannea coromandelica)、一担柴(Colonafloribunda)、粗糠柴(Mallotus philippensis)、毛果扁担杆(Grewia eriocarpa)、灰毛浆果楝(Cipadessa cinerascens)等树种为优势种;灌草层以刚莠竹(Microstegiumciliatum)盖度最大,其余如飞机草(Eupatoriumodoratum)、藿香蓟(Agera-tumconyzoides)、蹄盖蕨(Athyriumsp.)等种的盖度也比较大;群落中乔木和附生、藤本植物种类较少,而灌木和草本植物种类较多;多数乔木层植株胸径在5~10cm之间,大径级乔木比较少,即使群落中的优势种也主要是通过较多数量的中小径级个体体现出来。多样性指数计算表明,本落叶季雨林的生物多样性指数虽然比典型热带山地雨林为低,但大致相当于季风常绿阔叶林。     

海南岛霸王岭林区低海拔热带林群落数量分类与排序

植物群落分类是依据植物群落的特征或属性对植物群落进行划分,是植被生态学的最基本也是最复杂的研究内容。热带林由于其复杂的环境条件及丰富的物种数量导致了其分类更加困难。本文根据海南岛霸王岭林区低海拔热带林群落的野外调查数据,运用二元指示种分析(TWINSPAN)、主分量分析(PCA)及除趋势对应分析(DCA)对该地区低海拔热带林群落进行了数量分类与排序。结果表明:TWINSPAN将21个样地共分成3组:热带低地雨林(样地9—12)、转化型季雨林(样地1—8)和热带季雨林(样地13—21)。PCA和DCA排序结果也得到了相同的结论,同时也反映了植物群落与环境因子的关系,热带低地雨林与海拔和凋落物厚度呈正相关,而热带季雨林与坡度和岩石裸露度呈正相关,转化型季雨林与环境因子的关系在PCA和DCA中则有所不同。DCA排序结果同时也表明,转化型季雨林是介于热带低地雨林和热带季雨林中间的一种群落类型。     

森林采伐对尖峰岭海南特有种子植物多样性的影响

特有种子植物是热带森林植物区系的一个重要组成部分,且很容易受到人为干扰的影响,但是森林采伐对特有种子植物的影响少有报道。本文基于164个25m×25m植被公里网格样地数据,分析了海南岛尖峰岭地区海南特有种子植物(以下简称特有种子植物)的组成结构、样地内特有种子植物物种数与总物种数之间的关系;并从种-面积曲线、累积种-个体关系和物种多度分布3个方面比较了原始林、径级择伐林和皆伐林样地中特有种子植物的物种多样性变化规律。结果显示:尖峰岭地区特有种子植物种类丰富,共有158种,占全岛(397种)的40%;其中木本特有种子植物达98种(藤本除外),在164个样地内共记录到胸径≥1.0cm的52种,占整个尖峰岭地区的53%,以樟科、壳斗科、茜草科种类为主。样地内特有种子植物的物种数与总物种数成正相关关系。采伐后特别是径级择伐后特有种子植物物种数略微增加,但增加的种类大多仅在1-2个样地中出现;而且种群也比较小,表现为较稀有且不稳定的种群结构特征,在后续的更新中消失的可能性较大。但是,采伐后一些特有种子植物仍具有中等大小的种群,例如毛荔枝(Nephelium topengii)、海南紫荆木(Madhucaha inanensis)和尖峰岭锥(Castanopsis jianfenglingen-sis)等。     

铜鼓岭国家级自然保护区植物多样性

铜鼓岭自然保护区地处海南岛东北部文昌县境内的滨海低丘陵。为全面了解其植物多样性及经过18年的保护后其植被变化特征,作者采用野外调查与植物群落学相结合的方法,对海南岛铜鼓岭保护区的各类植被多样性进行了调查。本次调查共记录到植物984种,隶属166科618属。其中海南特有种35个,如海南苏铁(Cycashain-anensis)、茶槁楠(Phoebehainanensis)、古山龙(Arcangelisiagusanhung)等;濒危保护物种12个,分别为:金毛狗(Cibotiumbarometz)、海南苏铁、蕉木(Oncodostigmahainanense)、白木香(Aquilariasinensis)、海南大风子(Hydnocarpushainanensis)、红花天料木(母生)(Homaliumhainanense)、粘木(Ixonantheschinensis)、毛茶(Antirheachinensis)、野生龙眼(Dimocarpuslongan)、野生荔枝(Litchichinensis)、苦梓(Gmelinahainanensis)、白桂木(Artocarpushypargyreus)。该保护区内的主要植被类型热带常绿季雨矮林、灌木林和红树林的Shannon-Wiener指数分别为4.7485、4.5876和1.8096,Simpson指数分别为0.9247、0.9206和0.6978。在热带常绿季雨矮林2,800m2的标准样地内,树高大于1.5m的乔木共有81种1,366个个体,重要值较高的物种分别为黄椿木姜(Litseavariabilis)、海南大风子、滨木患(Aryteralittoralis)、禾串树(Brideliainsulana)、无患子(Sapindusmukorossi)等,18年前的优势种鸭脚木(Scheffleraoctophylla)被黄椿木姜所替代。另外,种数—个体数分析得出3,300m2标准样方内高于1.5m的单个体种有20种,双个体种有13种,占标准样方内所记录物种总数的32.7%。总体来说,热带常绿季雨矮林群落发展稳定,灌木林有向次生林演替的趋势,红树林遭破坏严重,面积减小,多样性也不是很高。所以从植被角度来说对铜鼓岭自然保护区的保护是重要的。     

海南石梅湾青皮林最小取样面积与物种多样性研究

石梅湾海岸青皮(Vatica hainanensis)林是海南独特的雨林群落之一。本文选用8种“种-面积渐近线”对该群落的最小取样面积进行了拟合研究。结果表明,其中5条曲线的R^2大于0．97,拟合状况很好,但所得出的最小取样面积各不相同。进一步经过“重要值-面积曲线”的群落特征分析,确认群落的最小取样面积只有800m^2。石梅湾青皮林最小取样面积比海南其他类型雨林、滇南热带雨林、东南亚热带雨林以及非洲雨林都要小。通过对1000m^2样地的物种多样性分析,结果表明：在垂直结构上,石梅湾青皮林B层乔木的Gleason指数大于A层乔木,和海南山地雨林的情况不同。海岸青皮林为物种多样性不高的单优林,群落的物种多样性、均匀度远小于海南其他类型的山地雨林与混合青皮林;在海岸青皮林群落内,青皮的相对密度、相对优势度、重要值大大高于其他物种。此研究表明：海南热带雨林同样存在物种多样性不高、单优特征显著的顶极群落;海南海岸青皮林是迄今为止热带雨林取样面积最小的森林类型。     

物种多度和径级尺度对于评价群落系统发育结构的影响: 以尖峰岭热带山地雨林为例

研究不同径级尺度群落系统发育多样性有助于了解不同年龄模式下物种的亲缘关系及其群落系统发育结构; 但是关于物种多度对群落系统发育结构影响的研究较少。以海南尖峰岭热带山地雨林群落为例, 首先在不同径级尺度比较物种多度加权与否分别对4个广泛采用的系统发育指数的影响, 继而利用其中2个经过标准化处理的系统发育多样性指数: 净种间亲缘关系指数(net relatedness index, NRI)和净最近种间亲缘关系指数(nearest taxon index, NTI), 结合群落的生境类型来量度不同局域生境条件下不同径级尺度木本植物系统发育关系。结果发现: (1)未考虑物种多度加权的系统发育平均成对距离(mean pairwise distance, MPD)指数比考虑物种多度加权的MPD指数显著地高估了群落整体系统发育多样性, 且这种现象在小径级尺度(1 cm≤DBH<5 cm)最为明显。因此, 在森林监测样地中对于中、小径级群落系统发育结构研究中建议考虑物种多度信息。(2) 从群落组成整体系统发育结构来看, 尖峰岭热带山地雨林在几乎所有径级尺度和生境下均倾向于系统发育发散, 且随着径级的递增发散程度趋于明显(NRI<0)。(3)从群落组成局部系统发育结构来看, 尖峰岭热带山地雨林在中、小径级倾向于系统发育聚集(NTI>0), 而在大径级(DBH≥15 cm)则倾向于系统发育发散(NTI<0)。总之, 研究群落系统发育结构时应考虑物种多度的影响以及径级尺度效应。     

尖峰岭热带山地雨林海南特有木本植物群落结构

以海南尖峰岭4.8 hm ²的热带山地雨林原始林为研究对象, 分析了群落内海南特有乔、灌木植物(以下简称特有种)的物种组成、特有种种群的多度和径级结构特点, 分析了保留和剔除特有种对群落物种多样性指数的影响。结果表明, 在4.8 hm ²样地中, 共记录了胸径≥1.0 cm的个体36481株, 隶属于65科134属247种; 其中, 24种为特有种, 占样地内总种数的9.7%; 大多数特有种多度较小, 在群落发展中居从属地位。多数特有种对生境具有选择性, 分布区域相对狭窄, 种实以动物传播型为主。剔除特有种后, 导致群落的Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数极显著下降(p < 0.01), 对Simpson和Pielou均匀度指数影响不显著。由此可见, 特有种不仅对维持尖峰岭山地热带山地雨林的物种多样性具有重要的意义, 也具有较高的科学研究价值。     

Vegetation Structure,Composition, and Species Richness Across a 56‐year Chronosequence of Dry Tropical Forest on Providencia Island,Colombia1

We compared vegetation structure and species richness across a 56‐yr chronosequence of six replicated age classes of dry tropical forest on the island of Providencia, Colombia, in the Southwest Caribbean. Stand age classes were determined using sequential, orthorectified panchromatic aerial photos acquired between 1944 and 1996 and Landsat 7 ETM + satellite imagery from 2000. Along the chronosequence we established 59 plots of 2 × 50 m (0.01 ha) to document changes in species richness, basal area, tree height, stem density, and sprouting ability. All woody trees and shrubs >2.5 cm diameter at breast height (DBH) were censused and measured. Although woody species density reached a peak in stands from 32 to 56 yr old, rarefaction analysis showed that species richness increased linearly with stand age and was highest in stands 56 yr old or greater. Nonparametric, abundance‐based estimators of species richness also showed positive and linear associations with age. Basal area and mean tree height were positively associated with age since abandonment, while sprouting ability showed a negative relationship. Our results indicate rapid recovery of woody species richness and structural characteristics along this tropical dry forest chronosequence.     

海南尖峰岭热带山地雨林林冠层树种功能多样性特征

以海南尖峰岭热带山地雨林3块1 hm²样地为研究对象,利用11个林冠功能性状结合样地地形及林冠乔木树种样地清查数据,分别基于单维性状和多维性状比较物种多度加权对群落功能离散度指数——平均成对距离(MPD)和平均最近类群距离(MNTD)的影响;同时分析林冠层功能丰富度(FRic)与物种丰富度之间的关系,最后利用零模型探讨不同生境类型下标准化效应MPD和MNTD(经过物种多度加权且剔除群落物种丰富度差异影响)的变化,进而评价林冠层群落水平功能多样性格局及其对局域生境异质性的响应.结果表明: 功能性状维度和物种多度对MPD的影响强烈,不同维度功能性状多度加权前后MPD相关性较弱(R=0.359～0.628);但对MNTD的影响相对较弱,不同维度功能性状多度加权前后MNTD相关性较强(R=0.746～0.820);未经物种多度加权的MPD和MNTD均普遍高估了林冠层的功能离散度.林冠层功能丰富度与物种丰富度基本呈指数相关关系(F=128.20;R²=0.632;AIC=97.72;P＜0.001),且功能丰富度很有可能存在一定的物种丰富度阈值.基于不同维度功能性状的林冠层功能多样性格局及其生境响应存在一定的差异性.在生物竞争激烈的低沟生境中,林冠层功能多样性倾向于比预期零模型随机产生的功能多样性高,林冠树种功能性状表现出离散分布;而在其他生境类型中,林冠层功能多样性倾向于接近或低于随机产生的功能多样性,林冠树种功能性状随机或聚集分布.     

Effects of Logging on the Diversity of Lianas in a Lowland Tropical Rain Forest in Hainan Island, South China

Lianas are an integral part of tropical forest ecosystems, which usually respond strongly to severe disturbances, such as logging. To compare the effect of different logging systems on the lianas diversity in tropical rain forest, we recorded all lianas and trees ≥1 cm dbh in two 40-year-old forest sites after clear cutting (CC) and selective cutting (SC) as well as in an old-growth (OG) lowland tropical rain forest on Hainan Island in south China. Results showed that OG contained fewer liana stems and lower species richness (stems: 261, richness: 42 in 1 ha) than CC (606, 52) and SC (727, 50). However, OG had the highest Fisher's α diversity index (17.3) and species richness per stem (0.184). Species composition and dbh class distribution of lianas varied significantly with different logging systems. The mean liana dbh in OG (22.1 cm) were higher than those in CC (7.0 cm) and SC (10.4 cm). Stem twining was the most frequent climbing mechanism represented in the forest, as shown by the greatest species richness, abundance, basal area, and host tree number with this mechanism. The percent of host tree stems ≥4 cm dbh hosting at least one liana individual in SC (39%) was higher than CC (23%) and OG (19.5%). Large host trees (dbh≥60 cm) were more likely to be infested by lianas in SC and OG. Our study demonstrated that logging disturbance could significantly change the composition and structure of liana communities in the lowland tropical rain forest of south China.