人为干扰与喀斯特森林群落退化及评价研究

导致贵州喀斯特森林发生退化的原因是火烧、开垦、放牧和樵采。选用群落高度、显著度、萌生株比例、生物量和耐荫树种比例5个指标对群落退化进行定量评价。结果表明,退化群落可分为A－F6个退化等级。在受自然力作用和人为干扰不明显时,顶极群落发生正常的波动（A）。在干扰力的作用大于波动的振幅时,顶极群落发生明显退化（B－F）,群落退化度逐渐增大。群落退化等级与退化群落自然恢复的演替阶段基本一致,生物量的移出和耐荫树种消退是退化的关键因素,火烧、放牧、开垦干扰群落主要分布于退化等级C－F中,樵采干扰群落多发生于B－C中。4种干扰对退化群落萌生株数影响较大,受火烧、樵采开扰群落多,而受开垦、放牧干扰群落较少。各干扰群落退化度从小至大排序为樵采干扰群落、开垦干扰群落、放牧干扰群落、火烧干扰群落。     

喀斯特生态脆弱区桂西北土地变化特征

土地变化(LC)是当前国际全球变化研究的前沿和热点领域,喀斯特生态脆弱区的土地变化是国际LC研究中的薄弱环节.以典型喀斯特区域桂西北为例,通过详实的地面调查,以1985年、1990年和2000年的Landsat TM (ETM)影像为主要数据源,在3S集成技术支撑下,应用单一土地利用动态度、单一土地利用转入率和转出率、综合土地利用动态度、土地利用度以及土地变化空间指数等指标,定量研究了桂西北过去15a来的土地变化特征.研究表明:(1) 研究区的土地类型主要以灌木、林地和稀疏地为主(在各个年份总比例分别为73.72%、74.14%和73.59%),居民建设用地少(3个年份分别为0.37%、0.37%和0.41%),石漠化地和稀疏地比例高(总比例分别为20.44%、22.84%和20.44%);(2) 土地变化剧烈,各地类之间的变化幅度差别较大,旱地、石漠化地和林地等先减后增;水田、稀疏地和草地等先增后减;居民地持续增加型;(3) 受降水量和生态移民影响,区域土地动态度先低后高(分别为63.54%和93.87%),石漠化地先减后增,生态环境向恶化方向发展;(4) 伴随着土地类型转换的伸缩变化,各地类的平均分布高程和坡度也出现相应的变化.     

城市遗存山体植被群落特征对不同人为干扰方式及强度的响应

快速城市化发展对城市内植被和生物多样性产生了显著的影响,研究植物群落特征对人为干扰的响应规律可为城市残余生境生态恢复、生物多样性保护及植被的合理开发利用提供科学依据。以典型的喀斯特多山城市贵阳市为研究区域,城市遗存山体为研究对象,基于遥感解译与群落生态学调查和分析等方法,探讨了不同人为干扰方式及强度对城市遗存山体植被特征、群落物种组成和多样性的影响。结果表明：（1）中度人为干扰强度下城市遗存山体植被覆盖度（FVC）和植被净初级生产力（NPP）数值最高;复垦干扰下FVC和NPP值相一致且为最高,中小型公园化利用山体FVC和NPP值完全不一致且NPP最低。（2）不同人为干扰强度和方式下城市遗存山体间的平均物种数和生活型构成均存在显著性差异。整体上城市遗存山体的平均物种数在不同干扰强度下表现为轻度人为干扰 > 中度人为干扰 > 重度人为干扰;不同干扰方式下的平均物种数呈现为人为踩踏 > 构筑物 > 工程建设 > 公园化利用 > 复垦 > 工程开挖的趋势;重度干扰下城市遗存山体的落叶乔木、灌木占比最高,中度干扰下常绿灌木和多年生草本为主。（3）不同干扰强度下城市遗存山体植物群落垂直结构各层次物种多样性指数均偏低且存在显著性差异,乔木层、灌木层Shannon-Wiener （H''）、Simpson （D）、Margelf （R）指数在中度干扰强度最大,而在草本层均最小;均匀度Pielou （Jh）指数在乔木层和草本层中表现为轻度人为干扰 > 中度人为干扰 > 重度人为干扰,而在灌木层完全相反。（4）乔木层4种多样性指数在不同干扰方式下的差异较大;灌木层和草本层的多样性指数在人为踩踏和构筑物建设干扰方式下显著高于其它干扰方式,工程开挖为主的干扰方式下灌木层和草本层多样性各指数均偏低且存在显著性差异。总体而言,轻中度人为干扰对城市遗存山体植物群落物种组成和多样性的影响不突出,且中度干扰对植物群落物种多样性具有一定的促进作用,但重度干扰对城市遗存山体植物群落特征存在明显的负面影响。     

喀斯特断陷盆地区不同恢复阶段群落物种组成与多样性特征

研究自然植被恢复过程中的物种组成、群落结构及生物多样性的变化,能够为人工促进植被恢复的树种选择与群落结构的优化配置提供重要依据。本研究以空间代替时间对喀斯特断陷盆地典型区云南省建水县不同天然植被(草丛、灌丛、乔木林)进行群落学调查,对不同恢复阶段的植物群落按乔木、灌木、草本进行分层,分析各恢复阶段植物群落的物种组成、水平和垂直结构、生物多样性。结果表明:在总面积为3200 m²的12个样地中,共记录43科72属94种维管束植物,优势种以壳斗科(Fagaceae)、鼠李科(Rhamnaceae)、紫金牛科(Myrsinaceae)、蔷薇科(Rosaceae)、木犀科(Oleaceae)等科的植物为主;在草丛→灌丛→乔木林的恢复过程中,群落物种组成中的科数、属数、种数逐渐增加,低矮和小径级植物个体数所占比例逐渐减少,但整体仍以低矮的小径级植物为主。草本植物的丰富度和Shannon指数在植被恢复的初期即草丛阶段最大,而均匀度指数则以灌丛阶段最大;木本植物的丰富度和Shannon指数随着植被的恢复逐渐增大,但均匀度指数随着植被的恢复逐渐下降;随着植被的恢复,草本层和乔木层...     

基于RBFN的桂西北喀斯特区植被碳密度空间分布影响因素分析

在2010年植被碳密度空间分布结果的基础上,通过13个环境因子的1377个样点数据,建立径向基函数网络(Radial Basis Function Network,RBFN)模型,对桂西北喀斯特区植被碳密度空间分布的影响因素进行了初步探讨。研究结果显示:对该区植被碳密度空间分布影响最为重要的前4位为地类、森林类型、林种和植被类型4个因子,其标准化重要性分别在50%以上;其次为石漠化程度、腐殖层厚度、面积等级、植被总覆盖度和土层厚度5个因子,其标准化的重要性分别在15%—30%;影响最小的是坡位、坡度、坡向和海拔4个地形因子,其标准化重要性仅2%—11%。研究表明地形因子对植被碳密度空间分布影响有限,更为重要的是土地类型、森林类型、林种和植被类型等可通过人为活动改变的因素,因此生态环境移民、退耕还林等石漠化治理措施对植被碳密度空间分布具有重要影响。     

喀斯特断陷盆地区不同恢复阶段群落物种组成与多样性特征

研究自然植被恢复过程中的物种组成、群落结构及生物多样性的变化,能够为人工促进植被恢复的树种选择与群落结构的优化配置提供重要依据.本研究以空间代替时间对喀斯特断陷盆地典型区云南省建水县不同天然植被(草丛、灌丛、乔木林)进行群落学调查,对不同恢复阶段的植物群落按乔木、灌木、草本进行分层,分析各恢复阶段植物群落的物种组成、水...     

祁连山北坡退化林地植被群落的自然恢复过程及土壤特征变化

采用长期定位观测的方法,研究了祁连山北坡退化林地人工抚育下2001-2008年间植被群落的自然恢复过程和土壤特征变化。结果表明:人为干扰消除后,退化林地群落环境逐渐优化,群落的科、属、种均明显增加,物种成员更替频繁;灌木和乔木物种出现后,群落垂直高度增大,群落结构出现成层现象;群落总体多样性指数呈不断增大的趋势,在空间结构上,Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数表现出:草本层>灌木层>乔木层的规律,而Pielou均匀度指数变化相反;土壤含水量、土壤有机碳和全氮含量随植被恢复均不断增加。在实施封育禁牧措施后,退化林地实现了由草本群落-灌木群落-乔木群落方向的快速演替,当恢复到早期的先锋乔灌混交阶段时,群落的物种组成、结构和多样性趋于复杂化,土壤性状也得到一定改善,显示出相对较好的适应性和恢复效果。     

桂西北喀斯特峰丛洼地不同植被恢复方式下土壤有机碳组分变化特征

植被恢复被认为是提升退化区域土壤有机碳（SOC）固持的有效措施。然而,喀斯特脆弱生态系统植被人工恢复和自然恢复模式下SOC不同组分变化特征、稳定性和固持能力的研究还较缺乏。以典型喀斯特峰丛洼地为研究区,以耕地为对照,以恢复15年的人工恢复（人工林）和自然恢复（耕地撂荒后植被自然演替为灌丛）为研究对象,分析不同植被恢复模式下SOC、颗粒态有机碳（POC）、矿质结合态有机碳（MOC）、易氧化态有机碳（ROC）、惰性碳指数（RI）和SOC相对固持能力（SCS_capacity）变化特征。结果发现：（1）人工林和灌丛SOC、POC和ROC含量显著高于耕地,且灌丛POC和ROC含量显著高于人工林,MOC则在三者之间差异不显著;（2）与耕地相比,人工林和灌丛RI显著下降,但SCS_capacity差异不显著。研究表明,桂西北喀斯特峰丛洼地植被恢复15年后主要提升土壤活性碳组分,且自然恢复比人工恢复更有利于于提升土壤活性碳组分;然而,耕地退耕后短期内土壤碳稳定性并未增加,强调植被恢复后避免再次毁林开荒对于维持土壤碳固持的必要性。     

自然演替15年的亚热带人工混交林物种多样性与群落结构恢复特征

物种多样性和群落结构的恢复能力是判断人工混交林营建成功与否的重要指标。以2005年对杉木Cunninghamia lanceolata纯林进行皆伐并种植阔叶乡土树种后形成的人工混交林为研究对象,基于在上述典型区域建设的6.48hm2样地2020年首次本底调查数据,探索亚热带人工混交林物种多样性和群落结构的恢复特征。结果表明：(1)云勇林场样地在经过15年的自然恢复后,共有55科121属169种植物进入群落并成功定殖,表明亚热带人工混交林具有较强的物种多样性恢复能力;(2)云勇林场样地重要值排名前10位的树种中人为引入物种有7种,表明早期人为引入物种对自然恢复15年的人工混交林群落结构仍具有重要影响;(3)云勇林场样地独立植株个体的平均胸径为8.60 cm,植株径级分布总体呈为倒“J”形,表明群落更新良好且处于相对稳定状态;(4)早期人为引入物种能够实现自然更新,但由于恢复时间较短,其径级结构主要表现为钟形曲线。综上所述,亚热带人工混交林具有较强的植物物种多样性和群落结构恢复能力,该研究结果可为优化亚热带地区的森林恢复策略提供科技支撑。     

桂西北典型喀斯特区生态服务价值的环境响应及其空间尺度特征

Study on ecosystem service values (ESVs) is the bridge of understanding ecosystem and economic decision-making. To investigate the response of ESVs to ambient environment and their spatial scales is an urgent work in the process of ecological restoration and sustainable development in southwest China. Based on the previous research results, the remote images, and weather data of 31 years (1975-2005), the response of ESVs to ambient environment and their spatial scales in a typical karst area of northwest Guangxi, China were evaluated with the method of empirical mode decomposition (EMD) in this paper. The results showed that ESVs had obvious variations with changes in elevation, rocky types and soil types, and had corresponding characteristics of spatial scales. The ESVs in middle and low elevation areas were higher, but they decreased due to human activities such as deforestation. The ESVs in peak-cluster depression areas were lower, and they would increase as influenced by policies such as returning farmland to forestland. The ESVs were influenced by rocky types, showing lower values but an increasing trend in the typical karst regions while higher values but a decreasing trend in non-karst regions. The average ESVs in the west part of the study region, which is not only the main nature reserve for rare wildlife species in Guangxi, but also one of the best preserved natural vegetation regions in China, were more than 15,000 RMB Yuan ha-1,. Comparatively, the ESVs were less than 10,000 Yuan ha-1 in the middle part of the region attributed to low vegetation coverage, serious peak-cluster depression and karst rocky desertification. After about 20 years, that is from 1985 to 2005, the ecosystem conditions had been improved and the ESVs had increased in the middle and eastern part of this study region. On the contrary, in most western part, which was dominated by subtropical evergreen broad-leaved forest, they had been worsened, and the balance values of ESVs were negative. As for the relationships of ESVs with rocky types and soil types, lime soil and red soil were the two main soil types that contributed to ESVs (The total contribution was above 60%, and it is 63.77%,64.37%,64.56%,64.91% respectively in the four years of 1985, 1990, 2000 and 2005.). The variance contribution of intrinsic mode function (IMF) and trend (R) showed that there were obvious special sales for ESVs in this study area, and the main spatial scales were about 2.7 km, 5.5 km, and 11.6 km. The variance contribution ratio was 12.29%, 11.26%, 11.49% respectively, and the trend (R) was high (17.74%). In conclusion, this study indicated that ecosystem conditions in the typical karst area were improved owing to the application of rocky desertification control policies, such as ecological migration and returning farmland to forestland. Besides, the main spatial scales of ESVs in the study area were the interactions of terrain, physiognomy, land use / land cover and human activities.     

广西马山岩溶植被年龄序列的群落特征

石漠化地区是我国西南植被恢复和生态重建的重点和难点地区。通过对马山县岩溶植被年龄序列(石漠、草丛、灌丛、小乔林和成熟林)5个演替阶段15个样地(20 m×50 m)的系统取样调查,研究了停止人为干扰后岩溶植被的更新、演替及群落特征的变化。结果表明:沿石漠、草丛、灌丛、小乔林、成熟林的顺向演替发展,群落各层次的覆盖度存在显著差异(P<0.05),乔木层覆盖度以成熟林最大,灌木层覆盖度以小乔林最高,而草本层覆盖度以灌丛最高;重要值≥10.00的科、属、种最大值出现在小乔林;不同演替阶段群落不同层次的结构明显不同,乔木层的植物密度存在显著差异(P<0.05),以小乔林最高;成熟林灌木层的植物密度显著低于小乔林和草丛(P<0.05),与石漠和灌丛差异不显著(P>0.05);森林阶段草本层的植物密度显著低于灌丛、草丛和石漠(P<0.05);群落的物种丰富度随着顺向演替发展而增加,但不同演替阶段不同层次的丰富度变化不同,草本层的物种丰富度以草丛阶段最大,成熟林最小;灌木层的丰富度以小乔林阶段最大,石漠阶段最小;乔木层的丰富度以小乔林最大,成熟林有所下降;不同演替阶段群落草本层的生态优势度无显著差异(P>0.05),而灌木层和乔木层均存在显著差异(P<0.05)。岩溶植被恢复可分为恶劣物理环境阈值和顶极种缺乏的阈值两个阶段,每一个阶段内由不同功能特征的驱动种和关键种决定着群落的演替方向和速度,越接近演替后期,顶极种越丰富,群落驱动种和关键种向高级、大型和长寿植物发展的趋势越明显。     

黔中喀斯特山区植物功能性状的变异与关联

认识植物功能性状随演替进展的变化规律和不同性状之间的关系, 有助于从功能生态学的角度来理解群落演替。该文调查了位于贵州省中部的普定县喀斯特山区26个样方的物种组成, 这些样方分别处于灌丛、落叶阔叶林、落叶常绿混交林3个演替阶段; 测量了分布于该区域的82种木本植物的3个功能性状值(叶面积、比叶面积、最大高度); 根据物种在样方中的多度加权计算得到26个样方的性状平均值, 在此基础上分析了随演替进展植物功能性状在群落水平上的变异格局和不同性状之间的相关性; 采用性状梯度分析法分析了各阶段优势物种的功能性状在群落间(β组分)和群落内(α组分)的变异格局及相关性。结果表明: 1)沿灌丛→落叶阔叶林→落叶常绿混交林这一演替顺序, 群落平均叶面积和平均高度逐渐增加, 而群落平均比叶面积则逐渐变小; 2)就群落平均性状值而言, 叶面积与最大高度呈较强的正相关关系, 最大高度与比叶面积、叶面积与比叶面积均呈较强的负相关关系; 3)物种功能性状的α组分之间没有显著的相关关系, 而β组分之间相关性显著。这说明: 随演替的进展, 群落优势物种对环境的适应策略由高速生长转向提高资源利用效率, 而同一群落内共存的物种采取不同的性状组合来适应共同的群落环境。     

林窗干扰与森林群落演替

林窗干扰是影响森林群落演替的一个重要因素。该文从林窗干扰和森林群落演替理论及林窗对森林群落微环境、植物入侵和定居、群落结构、群落演替的影响等方面简要介绍了当前国内外有关林窗干扰与森林群落演替的研究现状和研究前景。     

广西弄拉岩溶植被不同演替阶段的主要土壤因子及溶蚀率对比研究

植被是土壤形成过程中最活跃的因素 ,在同样气候条件下又是最重要的因素 ,植被的演替改变了土壤的理化性质 ,促进了成土作用。植被的正向演替可改善土壤 A层的理化性状 ,降低容重 ,增加孔隙度、含水量和有机质含量 ;而 B层理化性状在演替初期得到改善 ,后期 (乔林期 )却明显下降 ,容重增加 ,孔隙度、含水量和有机质含量大大降低。土壤 p H值随演替进展逐渐降低。Mg含量随正向演替而降低 ;Ca因植物的作用而呈现复杂性。土壤 CO2 的变化也很复杂 ,表层 CO2 随正向演替明显增加 ,但当(青冈林土 )孔隙度很大时有利于 CO2 的逸出而大大降低 ;深层 CO2 与土壤孔隙度、含水量一致 ,初期随正向演替增加 ,到乔林期又降低。地表溶蚀率随植被正向演替 ,先降低后增加 ;土壤中岩石的溶蚀率随演替而增加 ,与 Ca、Mg含量 ,p H值成反比 ,与土壤有机碳、CO2 浓度成正比 ;植被进展演替有促进潜蚀的作用 ,演替初期表层溶蚀率较深层高 ,到乔林阶段后深层较高。岩石的溶蚀率还受土壤含水量、孔隙度等多种因素的影响。     

桂西北喀斯特峰丛洼地表层土壤养分时空分异特征

本文运用传统统计方法研究了典型喀斯特峰丛洼地4个植被演替阶段(草地、灌木林、次生林、原生林)表层(0—15 cm)土壤养分的空间分异特征,并分析其成因。结果表明：(1)不同植被演替阶段土壤养分（有机碳、全氮、碳氮比、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾）及pH值有明显差异（P<0.05）;除全钾外,其他养分含量均随植被正向演替而增加。(2)地貌部位对养分含量的影响不尽一致：各植被演替阶段的磷、钾及原生林的碳氮均符合养分的“洼积效应”,只有受人为干扰较强的草地、灌木林、次生林的碳氮养分存在随坡位升高而增加的现象。通过本研究得知,植被演替对养分积累具有积极作用;磷素（速效磷3.55—11.41 mg/kg）、钾素（速效钾64.05—105.75 mg/kg）是该区域的养分限制性因子;该区域养分的“倒置现象”并不普遍存在。     

东太湖水生植被及其沼泽化趋势

１９９６年东太湖水生植被调查结果表明,沉水植被、挺水植被及浮叶植被面积分别为７３．８、４５．５和６．７ｋｍ２。有９个群丛,其中微齿眼子菜（Ｐｏｔａｍｏｇｅｔｏｎｍａａｃｋｉａｎｕｓ）群丛、菰（Ｚｉｚａｎｉａｌａｔｉｆｏｌｉａ）群丛、伊乐藻微齿眼子菜（ＥｌｏｄｅａｎｕｔａｌｉＰｏｔａｍｏｇｅｔｏｎｍａａｃｋｉａｎｕｓ）群丛和芦苇（Ｐｈｒａｇｍｉｔｅｓｃｏｍｍｕｎｉｓ）群丛分布面积较大,分别占东太湖总面积的３９３９％、２８２７％、１１２０％和６４０％。与１９６０年相比,水生植被变化极为明显,突出表现为环湖水陆交错带的芦苇群丛严重退化和消失,菰群丛发展迅速并向湖心蔓延占据了东太湖总面积的２８２７％;微齿眼子菜取代了竹叶眼子菜（Ｐｏｔａｍｏｇｅｔｏｎｍａｌａｉａｎｕｓ）、黑藻（Ｈｙｄｒｉｌａｖｅｒｔｉｃｉｌａｔａ）及苦草（Ｖａｌｉｓｎｅｒｉａｎａｔａｎｓ）,成为沉水植被的优势种,占据了东太湖整个湖心区;外来种伊乐藻（Ｅｌｏｄｅａｎｕｔａｌｉ）侵入,并形成一定规模的群丛。综观该湖区水生植被演化过程,可知东太湖已经出现沼泽化趋势,应引起足够重视     

热带森林植被生态恢复研究进展

热带森林是地球上生物多样性最高和生态功能最为强大的植被类型之一,在维护全球生态平衡中起着至关重要的作用,同时也为人类社会提供着多种多样的物质资源和生态系统服务。然而热带森林是目前生物多样性消失最快和生态功能退化最为严重的生态系统之一,如何有效地保护现存的热带森林不再进一步退化,以及如何使已经退化的生态系统尽快得到恢复是生态学工作者面临的重要议题。不同方式、规模和强度的干扰对热带林的破坏程度及其以后的恢复过程产生的影响不同。除少数大型自然干扰事件外,采伐、刀耕火种、农业开发用地等人为干扰是造成当前热带森林植被大面积退化的主要原因。多种干扰交互作用、杂草与外来物种入侵、退化植被和土壤状况、残存植被组分及土壤种子库、退化植被周围的景观格局以及全球气候变化等因素都能够影响热带森林植被恢复的速度和方向。基于功能群的研究思想将可能为物种丰富的热带森林植被恢复的研究提供一个全新途径。     

植物自然更新研究进展

植物自然更新是一个复杂的生态学过程,它对种群的增殖、扩散、延续和群落稳定及演替具有重要的作用,是植被动态研究的热点。目前国内外在这方面的多数研究主要从更新过程中的某一或几个阶段入手,分析各生态因子对更新的影响,或从林窗、火烧、动物等干扰对自然更新影响的角度揭示植被自然更新的机制。本文从植物自然更新方式、干扰对更新的影响及群落的更新等方面进行了总结,并提出了今后该领域的研究建议。