千岛湖次生林优势种植物光合特性对不同光环境的响应

在林窗、林缘、林下3种自然光环境下,对千岛湖次生林优势种马尾松、苦槠、石栎和青冈栎在不同季节的光合作用日变化、光响应、CO2响应和叶绿素荧光参数进行比较,探讨优势种对光环境的适应及响应的差异,以期了解群落演替的内在机制.结果表明:在3种光环境下,马尾松、苦槠的日均净光合速率(Pn)为夏季最高,石栎、青冈栎为秋季最高.在林窗、林缘中,年均最大净光合速率(Amax)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)均为马尾松最高,苦槠次之,青冈栎和石栎最低;林下生境中,青冈栎的年均Amax、表观量子效率(AQY)最高,其次是石栎和苦槠,马尾松最低.3种生境中,马尾松的年均最大羧化速率(Vc max)、最大电子传递速率(Jmax)和磷酸丙糖利用率(TPU)均显著高于其他3种优势种.马尾松、苦槠4个季节的PSII最大光化学效率(Fv/Fm)均为林窗最高,石栎、青冈栎为林下最高;马尾松、苦槠的Fv/Fm最大值出现在夏季,石栎、青冈栎出现在秋季.马尾松、苦槠更适合生长于林窗等高光强生境中,而石栎、青冈栎在林下等低光强生境中生长较好.随着演替的进程,群落郁闭度增大,石栎和青冈栎将取代马尾松和苦槠成为群落演替顶极阶段的优势种.     

千岛湖次生林优势种种群结构与分布格局

为了揭示亚热带地区常绿阔叶林次生演替机理,以砍伐后自然恢复40余年的浙江千岛湖姥山岛次生林为研究对象,分析了该群落优势种的种群结构、存活曲线和空间分布格局。结果表明:1)群落中重要值最大的是马尾松(Pinus massoniana)种群,达到50.47%,其后依次是石栎(Lithocarpusglabra)、苦槠(Castanopsis sclerophylla)和青冈(Cyclobalanopsis glauca)。2)马尾松的种群结构呈纺锤型,但1、2径级个体数极少,幼龄个体储备严重不足,已呈衰退趋势;石栎、苦槠、青冈的种群结构呈金字塔型。3)从静态生命表看,马尾松种群小径级的死亡率为负值,也说明马尾松种群幼苗严重缺乏,种群呈衰退趋势。4)马尾松种群的存活曲线为凸型,石栎、苦槠和青冈种群则近似直线型。5)4种优势种种群总体和各级个体的空间分布格局均呈聚集分布。总体来看,马尾松种群为稳定型趋向衰退型,而石栎、苦槠和青冈种群为稳定增长型,群落会继续向针阔混交林方向演替,进而演替成为常绿阔叶林。     

濒危植物长叶榧的光合生理生态特性

利用Li-6400 XT便携式光合作用仪对林窗、林缘、林下3种生境中的长叶榧(Torreya ackii)在春、夏、秋、冬4个季节里的光合生理生态指标进行测定,探讨3种生境中长叶榧光合能力的季节变化及其对不同光环境的响应,分析其濒危机制,为长叶榧的迁地保护和种群的繁衍复壮提供理论依据。结果显示:(1)林窗、林缘的长叶榧净光合速率(Pn)日变化在夏季呈"双峰"曲线,其它3个季节均呈"单峰"曲线;林下的Pn日变化在4个季节均呈"单峰"曲线。(2)3种生境中最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)、表观量子效率(AQY)、最大羧化速率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖利用率(TPU)均为夏季最高,使得夏季有较强的光合作用能力,但夏季林窗、林缘的长叶榧出现光合"午休"现象,光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)也较高,使得夏季林窗生境的长叶榧日均Pn明显低于于秋季,林缘的日均Pn与秋季差异不显著。(3)4个季节的日均Pn、Pnmax、LSP、Vcmax、Jma、TPU均为林窗最高,林窗与林下差异显著,表明长叶榧具有阳性植物的特点,适宜生长在光照较强的林窗生境。(4)在生长旺盛的夏、秋季,长叶榧的LSP比伴生物种低,LCP比伴生物种高,对光适应的生态幅度较窄;与伴生物种相比,长叶榧的Pn较低,光合能力较弱,在激烈的种间竞争中处于不利地位,可能成为其濒危的一个重要原因。     

福建长汀重建植被马尾松与木荷光合特性比较

比较了福建长汀水土流失区重建植被措施治理后,2个不同恢复程度生境中的马尾松(Pinus massoniana)与木荷(Schima superba)光合特性季节变化及日进程,结果表明:(1)马尾松净光合速率(Pn)具有明显的季节变化特征,其中恢复程度较低生境(样地Ⅰ)马尾松Pn最大值出现在秋季,恢复程度较高生境(样地Ⅱ)马尾松Pn春季最大,秋季次之;样地Ⅱ马尾松Pn日均值冬季显著低于样地Ⅰ(P<0.05),春季极显著高于样地Ⅰ(P<0.01),反映出样地Ⅱ马尾松抵御低温胁迫的能力强于样地Ⅰ马尾松.(2)样地Ⅰ和样地Ⅱ木荷Pn季节变化趋势一致,最大值均出现在夏季,且样地Ⅱ木荷Pn高于样地Ⅰ;此外,样地Ⅱ木荷Pn秋季仍维持在较高水平.说明重建植被措施治理后,木荷在恢复程度较高生境中生长良好.(3)根据气孔导度、胞间CO2浓度和气孔限制值的变化方向判断,夏季和秋季样地Ⅰ马尾松与木荷Pn主要受气孔因素影响,8:00后呈缓慢下降趋势,显示在长期较为恶劣的生境条件下,马尾松与木荷已形成一种趋同的生理生态适应机制,即通过气孔调节限制蒸腾失水,但这种适应是以降低光合速率为代价的,这也是样地Ⅰ马尾松与木荷生长缓慢的一个重要原因.(4)同一生境,木荷Pn与蒸腾速率(Tr)均明显高于马尾松,尤其样地Ⅱ2树种间的差异更显著,表明重建植被措施实施后,生态恢复程度较高生境中,木荷生长、竞争优势强于马尾松.     

广西4个种源蚬木苗木光合特性的比较

以广西4个不同种源蚬木Excentrodendron hsienmu苗为研究材料, 测定及分析其光响应曲线及光合参数日变化规律, 以期为蚬木引种和优选提供理论依据。结果表明: 武鸣种源具最高的光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP), 具有较好的适应强光的能力。靖西种源具有较高的最大光合速率(Pmax)、LSP和斜率(AQY), 以及较低的LCP和暗呼吸速率(Rd), 因此可能具有较强的同化能力。大新种源虽LSP最低, 但其具有最高的Pmax和最低的Rd, 以及较低的LCP, 这可能也赋予了该种源具有较强的同化能力。4个种源蚬木均有明显的光合午休现象, 并且净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、水分利用效率(WUE)在不同种源间均存在显著差异, 其中武鸣种源具有较低的Tr和较高的WUE, 靖西种源表现了较高的Gs和Tr。因此, 在相对保水性较好的赤红壤土地上种植蚬木, 可优先选择靖西和大新种源。     

几种南亚热带木本植物光合作用对生长光强的响应

分别将马尾松（Pinus massoniana）、黧蒴（Castanopsis fissa）、荷木（Schima superba）、黄果厚壳桂（Cryptocarya concinna）的幼苗置于100％自然光和32％自然光下生长6个月,测定它们的光强-光合反应曲线和叶绿素荧光的某些参数。结果表明,在100％光下,马尾松有最高的最大光合速率（Pmax）、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）、暗呼吸（Rd）、表观量子效率（AQY）和总电子传递速率（JF）,光化学猝灭（qP）也最大。而黄果厚壳棒有最大的分配到光呼吸的电子流比率（JO/JF）。100％光下AQY的大小顺序为：马尾松〉黧蒴〉荷木〉黄果厚壳桂,32％光下AQY的顺序则相反。这说明群落早期演替的先锋树种马尾松属于强阳生性树种,具有适应强光的特点,而处于群落演替项级阶段的优势种黄果厚壳梓则能更加充分利用低光生长环境中的光强,同时也可通过提高电子流向光呼吸分配的比例来避免自然光环境中强光的伤害。     

湘中丘陵区不同演替阶段森林土壤活性有机碳库特征

为了解天然次生林保护对土壤活性有机碳库的影响,采用空间替代时间研究方法,对湘中丘陵区不同演替阶段4种林分类型（杉木人工林、马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、青冈+石栎常绿阔叶林）土壤活性有机碳及其与土壤养分相关性进行研究。结果表明：1）各土层总有机碳（TOC）、微生物生物量碳（MBC）、水溶性有机碳（DOC）、易氧化有机碳（EOC）含量均表现为：青冈+石栎常绿阔叶林 > 南酸枣落叶阔叶林 > 马尾松+石栎针阔混交林 > 杉木人工林,在0-30cm土层,马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、青冈+石栎常绿阔叶林TOC含量比杉木人工林分别高出13.40%、19.40%和29.91%,MBC含量分别高出15.62%、32.89%和53.33%,DOC含量分别高出8.52%、8.75%和13.76%,EOC含量分别高出32.79%、38.48%和78.30%;2）天然次生林各土层MBC占TOC的比率以南酸枣落叶阔叶林最高,青冈+石栎常绿阔叶林为其次,马尾松+石栎混交林最低,均高于同一土层杉木人工林（除马尾松+石栎混交林15-30cm土层外）,天然次生林各土层DOC占TOC的比率随着演替进展而下降,均低于同一土层杉木人工林（除马尾松+石栎混交林0-15cm土层外）,天然次生林各土层EOC占TOC的比率随着演替进展而增加,且均高于同一土层杉木人工林;3）土壤MBC、DOC、EOC含量与TOC含量的相关性均达到极显著水平,且天然次生林土壤MBC、DOC、EOC含量与TOC含量的相关系数随着演替进展而增高,均高于杉木人工林;4）4种林分土壤TOC、MBC、DOC、EOC含量与土壤全N、碱解N、全P、有效P、全K、速效K含量之间的相关性均达到显著或极显著水平。     

中亚热带4种森林凋落物量、组成、动态及其周转期

为研究亚热带次生林保护对森林生态系统养分循环等功能过程的影响。采用凋落物直接收集法,比较湘中丘陵区3种次生林(马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林)和杉木人工林的凋落物量、组成特征及其周转期。结果表明:4种林分年凋落物量在414.4—818.2 g m-2a-1之间,3种次生林显著高于杉木人工林,3种次生林两两之间差异不显著,落叶对林分凋落物量的贡献最大,占林分凋落物量的59.9%—66.6%。杉木人工林和南酸枣落叶阔叶林的凋落物量月动态变化呈"双峰型",马尾松+石栎针阔混交林、石栎+青冈常绿阔叶林呈"不规则型"。优势树种的凋落物量对其林分凋落物量的贡献随林分树种多样性的增加而下降,杉木、马尾松凋落物量的月动态与其林分凋落物量的月动态基本呈一致变化趋势,但南酸枣、青冈、石栎没有一致的变化趋势。杉木人工林凋落物分解率最低(0.31),周转期最长(3.2 a),南酸枣落叶阔叶林分解率最高(0.45),周转期最低(2.2 a),凋落物的分解速率和周转随林分树种多样性增加而加快。可见,次生林凋落物量大,且分解快,周转期短,有利于养分归还和具有良好地力维持的能力。     

两种不同生态型麻疯树夏季光合特性的比较

以来源于海南及贵州的两种不同生态型麻风树(Jatropha curcas L.)为试材,利用LI-6400便携式光合作用测量系统及PAM-2100调制叶绿素荧光仪,在夏季对其气体交换特性及叶绿素荧光参数等进行测定.光强-光合速率响应曲线显示两种不同生态型叶片最大净光合速率(Pmax)和光饱和点(LSP)分别为18.9μmol · m-2 · s-1、1600μmol · m-2 · s-1(贵州型)和20.4μmol · m-2 · s-1、1700μmol · m-2 · s-1(海南型),而CO2光合速率响应曲线则显示两者的差异不大.两者的净光合速率(Pn)的日变化曲线都呈双峰型,主峰出现在10:00,在14:00左右出现低谷,次峰出现在16:00左右,有明显的光合"午休"现象.海南麻风树的Pmax、LSP、光补偿点(LCP)、表观量子效率(AQY)和暗呼吸速率(Rd)均高于贵州麻风树.两种生态型麻风树PSⅡ最大原初光化学效率(Fv/Fm)日变化无显著差异, 而实际光化学效率(ΦPSⅡ)变化趋势与Pn相同.这表明麻风树是一种具有较高的光合速率和强光适应性的木本能源植物,不同生态型麻风树的气体交换特性及叶绿素荧光参数有一定的差异,海南麻风树对强光的适应能力强于贵州麻风树.     

青冈常绿阔叶林主要植物种叶片的光合特性及其群落学意义

 青冈(Quercus glauca)林乔木层主要树种叶片的净光合速率日进程在春夏季晴天均有明显午休。常绿树种的光合速率在秋季最高,大量换叶期最低,冬季仍有一定的净光合量。落叶树种的光合速率和光合产量低于常绿树种,随着群落的发育其地位将降低。青冈和石栎(Lithocarpus glaber)的光合速率接近,但青冈能够利用较弱的光,因而其高叶量的树冠具有较高的光合总量,以保持其在群落中的优势种地位;石栎主要利用较强的光,其较低叶量的树冠可以维持较高的光合总量,以保证其次优势种地位。灌木、草本层种类光合日进程均为单峰型。灌木种类对光的需求较高。蕨类植物耐荫强,因而在林中能占有稳定的伴生地位。     

Endogenous versus exogenous nutrient affects C, N, and P dynamics in decomposing litters in mid-subtropical forests of China

The effect of nutrient availability on litter decomposition has been a major focus of global change ecology. The relative impacts of endogenous (litter) and exogenous (soil) nutrient availability remain unclear. We studied the nutrient dynamics of decomposition in litter from two species with contrasting litter nutrient contents and stoichiometry: Pinus massoniana and Castanopsis sclerophylla. During a 540-day field incubation, we manipulated exogenous nutrient levels by adding microbially available C (+C), N (+N), P (+P), and all three (+CNP) at 90-day intervals. Relative to the no-nutrient control (CK), nutrient additions decreased organic C retention in C. sclerophylla, with the greatest effect observed in +CNP. Nitrogen content in P. massoniana litter similarly increased with nutrient addition, particularly +P and +CNP. The P addition treatments also increased P content in the litter of both species. Nitrogen content in C. sclerophylla and organic C content in P. massoniana were unaffected by nutrient additions. The C/N and C/P ratios in decomposing C. sclerophylla litter were significantly lower in the CK treatment, while those of P. massoniana litter were influenced by the interaction of nutrient addition and decomposition time. Increased availability of C, N, and P individually and collectively alters nutrient release dynamics in decomposing foliar litter. Litter quality, as determined by source species, is a key determinant of the impact of exogenous nutrient inputs. A stronger effect of P addition than N addition indicates a relatively N-rich and P-poor ecosystem.     

抚育择伐对马尾松林主要树种空间分布格局及其关联性的短期影响

探讨不同抚育择伐方式下森林群落物种空间分布格局和关联性,对科学优化森林结构和促进森林稳定发展具有重要意义。以三峡库区马尾松飞播林为研究对象,采用未择伐、伐除优势马尾松、伐除非马尾松、除灌等处理方式建立固定监测样地,利用Ripley′s L函数的空间点格局方法,分析抚育择伐3年后马尾松林的群落组成、空间分布格局、种间关联性的变化特征。结果表明:1)不同抚育择伐措施均在一定程度上改变了物种组成以及部分树种的优势程度,降低了各样地乔木层物种多样性。2)未择伐主要树种空间分布格局以随机分布为主,伐除优势马尾松样地优势树种主要呈现聚集分布,伐除非马尾松改变了香椿和盐肤木等树种的分布格局,呈聚集分布,其他优势树种空间分布格局与对照样地相似;除灌进一步加剧林下更新树种的随机分布。3)未择伐样地主要树种空间关联性表现为正相关或不相关,伐除优势马尾松增加了主要树种间的负相关性,伐除非马尾松和除灌措施则增加了种间的不相关性。短期人为择伐干扰明显改变了林分空间结构和稳定性,择伐对象不同对林分结构产生的影响也不同。单纯调整某个树种或单个层次的结构来开展森林经营,不利于林分空间结构的整体优化,必须要综合考虑择伐强度和择伐对象的选择,将有助于实现森林结构优化和功能提升。     

Effects of forest types on leaf functional traits and their interrelationships of Pinus massoniana coniferous and broad‐leaved mixed forests in the subtropical mountain,Southeastern China

Leaf functional traits are widely used to detect and explain adaptations that enable plants to live under various environmental conditions. This study aims to determine the difference in leaf functional traits among four forest types of Pinus massoniana coniferous and broad‐leaved mixed forests by leaf morphological, nutrients, and stoichiometric traits in the subtropical mountain, Southeastern China. Our study indicated that the evergreen conifer species of P. massoniana had higher leaf dry matter content (LDMC), leaf C content, C/N and C/P ratios, while the three deciduous broad‐leaved species of L. formosana, Q. tissima, and P. strobilacea had higher specific leaf area (SLA), leaf N, leaf P nutrient contents, and N/P ratio in the three mixed forest types. The results showed that the species of P. massoniana has adapted to the nutrient‐poor environment by increasing their leaf dry matter for higher construction costs thereby reducing water loss and reflects a resource conservation strategy. In contrast, the three species of L. formosana, Q. tissima, and P. strobilacea exhibited an optimized resource acquisition strategy rather than resource conservation strategy in the subtropical mountain of southeastern China. Regarding the four forest types, the three mixed forest types displayed increased plant leaf nutrient contents when compared to the pure P. massoniana forest, especially the P. massoniana–L. formosana mixed forest type (PLM). Overall, variation in leaf functional traits among different forest types may play an adaptive role in the successful survival of plants under diverse environments because leaf functional traits can lead to significant effects on leaf function, especially for their acquisition of nutrients and use of light. The results of this study are beneficial to reveal the changes in plant leaf functional traits at the regional scale, which will provide a foundation for predicting changes in leaf traits and adaptation in the future environment.     

林窗尺度对马尾松人工林林下灌草层优势种生态位的早期影响北大核心CSCD

马尾松作为中国广泛栽植的乡土树种,其人工林群落结构简单和生物多样性低下是普遍存在的生态学问题。探究不同林窗尺度对马尾松人工林林下植被群落的影响,可为马尾松人工林近自然经营提供理论依据。该研究在45 a生马尾松人工林中分别设置A(50 m^(2))、B(100 m^(2))、C(200 m^(2))和D(667 m^(2))4种不同尺度的林窗,以不做任何处理的马尾松人工林作为对照(CK),探究采伐开窗后林窗内自然更新1 a后的灌草层植物组成、优势种生态位宽度和生态位重叠度分布特征。结果显示:(1)除100 m^(2)林窗下灌木层物种数与对照无显著差异外,其余林窗灌草层物种数均显著高于对照(P<0.05),且200 m^(2)林窗下灌草层物种数均最多,分别为35种和20种;4种林窗下灌草层物种丰富度指数较对照均显著增加(P<0.05),最大值均出现在200 m^(2)林窗下,其值分别为对照的1.5倍和2.6倍。(2)林窗增加了灌草层喜光植物种类,且在200 m^(2)林窗下种类最多,灌木层喜光植物有13种,草本层喜光植物有5种。(3)4种林窗下灌草层优势种中,喜光植物生态位宽度均较大,200 m^(2)林窗下灌草层生态位宽度平均值最小,其对资源利用程度低,重要值与生态位宽度之间无显著相关性(P>0.05)。(4)4种林窗下灌草层优势种间生态位重叠度指数均较小。667 m^(2)林窗下,灌草层优势种平均生态位重叠度指数最小,分别为0.029和0.024,200 m^(2)林窗下灌草层优势种高生态位重叠度占总数比例最大,分别为20%和23.8%。研究表明,采伐开窗促进了马尾松人工林林下植被发育,丰富了林下植物多样性,有利于马尾松林稳定持续发展,对精准提升马尾松人工林质量具有重要意义。     

Surrounding species diversity improves subtropical seedlings’ carbon dynamics

Increasing biodiversity has been linked to higher primary productivity in terrestrial ecosystems. However, the underlying ecophysiological mechanisms remain poorly understood. We investigated the effects of surrounding species richness (monoculture, two‐ and four‐species mixtures) on the ecophysiology of Lithocarpus glaber seedlings in experimental plots in subtropical China. A natural rain event isotopically labelled both the water uptaken by the L. glaber seedlings and the carbon in new photoassimilates through changes of photosynthetic discrimination. We followed the labelled carbon (C) and oxygen (O) in the plant–soil–atmosphere continuum. We measured gas‐exchange variables (C assimilation, transpiration and above‐ and belowground respiration) and δ¹³C in leaf biomass, phloem, soil microbial biomass, leaf‐ and soil‐respired CO₂ as well as δ¹⁸O in leaf and xylem water. The ¹³C signal in phloem and respired CO₂ in L. glaber in monoculture lagged behind those in species mixture, showing a slower transport of new photoassimilates to and through the phloem in monoculture. Furthermore, leaf‐water ¹⁸O enrichment above the xylem water in L. glaber increased after the rain in lower diversity plots suggesting a lower ability to compensate for increased transpiration. Lithocarpus glaber in monoculture showed higher C assimilation rate and water‐use efficiency. However, these increased C resources did not translate in higher growth of L. glaber in monoculture suggesting the existence of larger nongrowth‐related C sinks in monoculture. These ecophysiological responses of L. glaber, in agreement with current understanding of phloem transport are consistent with a stronger competition for water resources in monoculture than in species mixtures. Therefore, increasing species diversity in the close vicinity of the studied plants appears to alleviate physiological stress induced by water competition and to counterbalance the negative effects of interspecific competition on assimilation rates for L. glaber by allowing a higher fraction of the C assimilated to be allocated to growth in species mixture than in monoculture.     

浙江省檫木林生境与生态位研究

植被生境是群落乃至整个生态系统的物质基础,生态位宽度、生态位重叠、种间关系在群落生态学研究领域也具有重要地位,因此在植被生境基础之上展开的生态位、种间关系研究对了解生态系统功能具有重要意义。主成分分析表明:土壤养分和海拔因子对檫木生长分布起着重要的限制性作用;通过重要值对环境因子趋势拟合得出檫木在浙江省的典型生境为:海拔400—800 m,坡度20°—40°,阴坡半阴坡,土壤厚度大且肥沃的区域;在出现檫木的189个监测样地中,共出现的乔木树种有149种,主要优势树种(以重要值排序)为杉木Cunninghamia lanceolata、马尾松Pinus massoniana Lamb.、木荷Schima superba、枫香Liquidambar formosana Hance、青冈Cyclobalanopsis glauca (Thunb) Oerst、苦槠Castanopsis sclerophylla、石栎Lithocarpus glaber(Thunb.) Nakai、檫木Sassafras tzumu (Hemsl.) Hemsl.等。生态位宽度大小依次为杉木、檫木、马尾松、木荷、枫香、青冈、苦槠、板栗Castanea mollissima等,可见杉木、檫木、马尾松、木荷对外部环境有较强的适应能力,在各个资源位中出现较多,对资源的利用优势比较明显,檫木的生态位宽度达到了61.65,仅次于杉木的89.64,甚至大于马尾松的57.28,也说明檫木能在研究区拥有较好的群落地位;檫木与野樱桃Cerasus serrula (Franch.) Yüet L的生态位重叠值高达0.9以上,和浙江楠Phoebe chekiangensisC. B. Shang、构树Broussonetia papyrifera、鸡爪槭Acer palmatum Thunb.的生态位重叠值分别达0.831、0.785、0.531,说明檫木和野樱桃、浙江楠、构树、鸡爪槭对生境要求比较相近,在生态资源充足的情况下可尝试混交造林;通过监测样地中11个优势树种的种间联结分析,显示檫木与杉木、马尾松、木荷的种间具有显著的正联结关系,与枫香、苦槠和青冈也存在正联结关系,可见在研究区内檫木能够与这些树种互相吸引。     

Prediction of tree species composition in fine root mixed samples using near-infrared reflectance spectroscopy

Fine roots ( ≤ 2 mm diameter) are of great value when investigating belowground interactions among different plant species and soil nutrient cycling in forest ecosystems. However, fine root separation and species identification are labor-intensive and time-consuming processes. This study aimed to evaluate the aptitude of near-infrared reflectance spectroscopy (NIRS) in predicting tree species composition in fine root mixed samples. The coniferous species Cunninghamia lanceolata and Pinus massoniana, the deciduous species Alniphyllum fortunei and Liquidambar formosana, and the evergreen broadleaved species Cyclobalanopsis glauca represent the five subtropical tree species selected for this investigation. To obtain near-infrared reflectance spectral data, 20 samples taken in the field and 70 artificially mixed samples of the five species were produced after root samples were oven-dried and ground. Calibration was performed with partial least squares regression and leave-one-out cross-validation. Root mass proportions of the mixed samples showed good predictive capacity for C. lanceolata, P. massoniana, and C. glauca with low root mean square error of prediction ( < 6.82%) and high determination coefficients (R²>0.944). Predictions for A. fortunei and L. formosana were acceptable with R²>0.819. NIRS shows potential in predicting tree species composition with suitable accuracy.     

人为干扰对中亚热带森林生物量及其空间分布格局的影响

为揭示不同程度的人为干扰对中亚热带森林生物量及其空间分布格局的影响机制,在湘中丘陵区4种处于不同程度的人为干扰、地域相邻的植物群落:檵木-南烛-满山红灌草丛(LVR)、檵木-杉木-白栎灌木林(LCQ)、马尾松-石栎-檵木针阔混交林(PLL)、石栎-红淡比-青冈常绿阔叶林(LAG)设置固定样地,结合植物群落调查,采用收获法和建立主要树种各器官生物量相对生长方程,测定和估算群落生物量。结果表明:(1)随着人为干扰程度减弱,群落总生物量呈显著的指数函数增长(P0.05),地上部分、地下部分生物量表现为异速生长,LAG与PLL乔木层生物量差异不显著(P0.05),4个群落灌木层生物量及其各器官、地上部分、地下部分生物量均呈先增加后下降的变化特征,草本层生物量及其地上部分、地下部分生物量先下降再增高,凋落物层现存量总体上呈增加趋势;(2)不同程度的人为干扰,群落生物量的空间分布格局不同,LVR群落灌木层、草本层生物量相当,LCQ群落灌木层生物量占明显优势,草本层生物量下降,PLL和LAG群落乔木层生物量占绝对优势,灌木层、草本层和凋落物层生物量占群落总生物量低于10%;(3)群落总生物量与树种多样性指数呈显著的正相关(P0.05),与土壤有机碳、全氮、水解氮、有效磷含量呈显著的正相关(P0.05),表明不同程度的人为干扰造成群落树种多样性、土壤养分含量的变化,是导致群落生物量变化的主要因素。