普洱季风常绿阔叶林次生演替中木本植物幼苗更新特征

以时空替代的方法,将针阔混交林、季风常绿阔叶林的次生林与成熟林等3个处于同一空间下的群落作为次生演替进程中的3个阶段,研究云南普洱地区次生演替过程中的木本植物幼苗更新特征,分析了次生演替过程中木本植物幼苗的物种组成、密度、高度级及与环境因子的相关性。结果表明:在8个共144 m2的幼苗样地中调查木本植物幼苗101种2014株,其中乔木幼苗是主要组成。随着次生演替的进行,木本植物幼苗、乔木与藤本幼苗密度逐渐增加,灌木幼苗密度无显著变化;藤本植物幼苗的物种丰富度随着次生演替进行而增加,乔木与灌木幼苗则无显著变化,成熟季风常绿阔叶林中木本植物幼苗Shannon-Wiener指数要显著小于针阔混交林与次生季风常绿阔叶林。次生与成熟季风常绿阔叶林木本植物幼苗多度随高度级增加而减少,针阔混交林则呈现偏峰曲线,幼苗密度均集中分布在高度20 cm以内,3个群落演替阶段木本植物幼苗物种丰富度随高度级增加呈现偏锋曲线。相似性系数反映出乔木和藤本幼苗的更新来源与群落的物种组成存在着紧密的联系。乔木幼苗密度分布与样地坡度之间存在着显著的负相关,灌木幼苗密度与土壤pH值之间存在着显著正相关。     

气候变化对阔叶红松林不同演替阶段红松种群生产力的影响

本文以长白山地区阔叶红松林不同演替阶段(次生杨桦林、次生针阔混交林、原始红松林)内红松种群作为研究对象,采用树轮学与相对生长式相结合,获取红松种群净初级生产力(NPP)连年生长(1921—2006年)数据以及相对增长率的年际变化数据,建立红松种群NPP与年际和季节性气候因子的关系,分析不同气候时期长白山阔叶红松林不同演替阶段内红松种群NPP年际变化特征及其对气候变化的响应差异.结果表明： 研究期间,不同演替阶段红松种群NPP与气候因子响应关系存在差异.随着温度上升,次生杨桦林红松种群NPP与上年生长季和当年生长季低温由显著负相关关系转变为显著正相关关系;次生针阔混交林红松种群NPP由与当年春季最低温度的正相关关系转变为与上年和当年生长季温度的显著正相关关系,气候因素对次生针阔混交林红松种群NPP影响的滞后效应增强;原始红松林红松种群NPP与温度的相关性减弱,与上年生长季降水量的正相关关系增强.研究区气候变化表现为低温和平均温度显著上升,而最高温度和降水没有明显变化.气候变化有利于提高演替初级阶段次生杨桦林和演替中级阶段次生针阔混交林内红松种群生产力,尤其是次生针阔混交林,而对演替顶极阶段红松种群NPP影响不明显.     

长白山针阔混交林不同演替阶段的昆虫多样性

昆虫多样性变化对生态系统健康有重要的指示作用, 为研究昆虫群落变化与生境演替之间的关系, 本研究采用网捕、灯诱和诱捕法系统调查了长白山针阔混交林不同演替阶段（次生白桦林、次生针阔混交林、原始阔叶红松林）昆虫群落的组成和多样性, 分析了昆虫在森林演替过程中的规律及与植被群落之间的关系。系统调查共采集昆虫标本8 183头, 隶属于14个目699种, 其中鳞翅目和鞘翅目是主要优势类群。次生针阔混交林昆虫的个体数量最多, 原始阔叶红松林中物种数最多。不同演替阶段昆虫群落的物种数和个体数差异不显著, 但次生针阔混交林、原始阔叶红松林的Fisher’s α指数显著高于次生白桦林。目水平上的昆虫多样性未表现出显著性差异. 昆虫多样性在森林演替过程中和草本植物多样性的变化趋势相同;由于食性和生境选择的不同, 森林演替过程中鳞翅目昆虫多样性逐渐升高, 而鞘翅目多样性逐渐降低。     

长白山温带森林不同演替阶段群落结构特征

原始阔叶红松林是长白山西部地区的地带性顶级植被类型, 经采伐干扰或火烧破坏后形成大面积次生林。参照CTFS (Centre for Tropical Forest Science)样地建设技术规范, 于2005~2007年, 在长白山地区典型次生杨桦林、次生针阔混交林和椴树红松林内各建立了5.2 hm²固定监测样地。调查并鉴定了样地内胸径大于1 cm的木本植物, 初步分析了森林监测样地的群落组成和种群结构, 并应用双相关函数g(r)分析了样地内5个优势树种的空间分布。结果表明: 次生杨桦林样地共监测木本植物32种, 20 949株活个体, 隶属于13科21属。次生针阔混交林样地共监测木本植物31个种, 14 725株活个体, 隶属于12科20属。椴树红松林样地共监测木本植物20个种, 12 062株活个体, 隶属于11科13属。次生杨桦林、次生针阔混交林及椴树红松林中胸径大于1 cm的木本植物胸高断面积之和分别为24.74、32.07和56.64 m²·hm^-2。紫椴(Tilia amurensis)是长白山针阔混交林带的重要组成树种, 其重要值、胸高断面积在3个森林监测样地内均居于前列。白桦(Betula platyphylla)、山杨(Populus daviana)重要值和胸高断面积在次生杨桦林内均处于优势地位, 而在椴树红松林内优势地位为红松(Pinus koraiensis)等顶级树种所取代。次生杨桦林和次生针阔混交林中, 红松、色木槭(Acer mono)、臭松(Abies nephrolepis)、鱼鳞松(Picea jezoensis)和紫椴的径级结构均呈倒J型分布; 而椴树红松林内, 红松和紫椴的径级结构则呈单峰分布, 色木槭、臭松和鱼鳞松呈倒J型分布。g(r)分析表明长白山森林监测样地内5个优势树种的空间格局以聚集分布为主, 聚集强度在同种个体周围(r≤4 m)达到最大, 随着距离增加, 聚集强度逐渐减小。次生林中树种空间格局的环境解释量较高, 而椴树红松林中环境因子对树种空间分布的解释能力较差。     

长白山原始阔叶红松林林下草本植物多样性格局及其影响因素

于2009年生长季(5～9月份)对布置在1.0hm2的原始阔叶红松林样地内的100个草本样方(1m×1m)进行物种及其植株高度、盖度以及土壤因子、光照环境进行调查,分析不同层片与土壤因子、光照环境的相关性以及乔木层、灌木层、土壤因子、光照环境对草本层多样性格局的影响,以阐明长白山阔叶红松林林下草本层多样性格局及其影响因素。结果表明:(1)阔叶红松林下的草本植物存在明显的季节动态变化,其中,5月份黑水银莲花(Anemone amurensis)、延胡索(Corydalis ambigua)等早春短命植物占优势,6月份部分早春短命植物和早夏植物、晚夏植物同时出现,物种丰富度最高,7月份是夏季植物的生长旺季,物种多样性最高,8～9月份草本植物逐渐枯萎。(2)灌木层的多样性与草本层的多样性呈极显著正相关,灌木层的株数密度与不同月份的草本层盖度呈正相关、与草本层多样性呈负相关,而乔木层对草本层盖度和多样性的影响均不显著。(3)土壤速效钾、光照和土壤水分是关联乔木层和草本层的重要环境因子。研究认为,阔叶红松林下的乔木层通过影响光照、降水及枯落物的含量而间接影响草本层的多样性格局。     

桥山栎林群落结构特征与物种多样性相关关系分析

为了解森林群落结构特征与物种多样性之间的相关关系,以黄土高原桥山林区典型麻栎纯林、麻栎阔叶混交林和麻栎油松混交林为研究对象,调查分析了群落结构特征,计算物种重要值及物种多样性,并进行了冗余分析,结果表明:(1)麻栎油松混交林主要以乔木层胸径、树高、枝下高等最高;麻栎阔叶混交林以灌木层盖度、地径、冠幅、高度等最高;麻栎纯林以草本地径、草本盖度及草本冠幅最高。(2) 3种类型林分乔木层重要值最高的均为麻栎(Quercus acutissima),灌木层为狼牙刺(Sophora viciifolia)、南蛇藤(Celastrus orbiculatus)、胡枝子(Lespedeza bicolor),草本层为苔草(Carex tristachya)。(3)麻栎油松混交林乔、灌层物种多样性较高,麻栎阔叶混交林以草本层物种多样性最高。(4)不同类型麻栎林群落结构特征与物种多样性关系有差异。松栎混交林中,对物种多样性影响最大的为乔木胸径、新稍长及灌木高度;麻栎阔叶混交林对物种多样性影响最大的为灌木层高度及冠幅;麻栎纯林中,对物种多样性影响最大的为乔木胸径。(5)麻栎油松混交林、麻栎阔叶混交林的胸径、树高、物种多样较麻栎纯林高,具有较高木材生产能力和生态防护功能,是未来森林经营培育的方向。     

长白山次生针阔混交林乔木幼苗存活的影响因素分析

基于长白山次生针阔混交林样地, 以520个1 m × 1 m幼苗样方中胸径小于1 cm的乔木幼苗为研究对象, 选取2013年和2014年的幼苗调查数据, 运用广义线性混合模型(GLMM)分析了生物邻体和生境异质性对幼苗存活的影响, 探讨了次生针阔混交林幼苗存活影响因素及物种共存机制。结果表明: (1)适宜大树生长的局域生境同样也适宜幼苗的存活, 幼苗存活率与土壤含水量和有效氮等土壤养分显著正相关。(2)幼苗个体之间存在明显的竞争, 较多的幼苗邻体显著降低幼苗的存活率。同种大树邻体和同种幼苗邻体与幼苗存活显著负相关, 表明存在负密度制约效应。(3)随着幼苗年龄的增加, 生境异质性对幼苗存活的影响逐渐增大。该研究证实了密度制约效应和生境异质性对幼苗存活有着重要影响, 其相对重要性随着幼苗年龄级、功能群以及物种种类而变化。     

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。     

浙江古田山自然保护区甜槠种群结构与动态

应用“相邻格子法”对浙江古田山国家自然保护区的甜槠种群进行调查 ,将 2 5个样地分为不同演替阶段和不同生境的森林群落两大类型。对甜槠种群结构和动态进行分析 ,绘制甜槠种群大小结构图和存活曲线 ;并用泊松方差 /均值比率等 5个聚集度指标测定其种群分布格局。结果显示 :马尾松林→马尾松针阔叶混交林→次生常绿阔叶林→成熟山坡常绿阔叶林的演替过程中 ,马尾松林中甜槠个体极少 ,针阔叶混交林中种群结构为增长型 ;次生和成熟常绿阔叶林中其种群结构都比较稳定 ,但从群落外貌和结构仍可看出前者的次生性。不同生境的群落包括成熟沟谷常绿阔叶林、成熟山坡常绿阔叶林、黄山松林和黄山松针阔叶混交林 ,甜槠由沟谷地带的零星个体变为山坡上的稳定型种群 ,中山地带的黄山松林和黄山松针阔叶混交林中甜槠种群呈增长型 ,但不会取代黄山松的优势地位。种群空间格局大都为集群分布 ,并符合负二项式分布 ,仅两个次生群落的甜槠种群因缺 、 、 级幼苗而呈随机分布。此外 ,对成熟常绿阔叶林中不同大小级个体分布格局动态的研究表明 :甜槠在幼苗、幼树时为集群分布 ,随着甜槠个体进一步增大 ,其分布格局由集群分布变为随机分布。甜槠以其较强的更新能力 ,成为本区低海拔成熟常绿阔叶林中十分稳定的优势种     

长白山阔叶红松林乔木幼苗组成及多度格局的影响因素

以长白山原始阔叶红松林样地为平台,以样方中胸径小于1 cm的乔木幼苗为研究对象,基于2018年两次的幼苗调查数据,利用广义线性混合模型分析影响群落乔木幼苗多度的生物邻体和生境因素。结果表明:该样地所有幼苗样方共调查到10064株乔木幼苗,累计17个物种,分属9科9属,水曲柳幼苗多度极高,在乔木树种幼苗中占优势地位;在群落水平,幼苗多度与异种大树效应、草本密度和林冠开阔度呈显著正相关,与草本盖度和土壤含水量呈显著负相关;在物种水平,水曲柳和紫椴幼苗多度的影响因素与群落水平筛选后的结果一致,红松幼苗多度与异种大树效应呈正相关,与同种大树效应及林冠开阔度呈负相关。该研究证实了生物邻体和生境因素共同影响幼苗多度格局,并且生物邻体和生境因素的相对重要性随幼苗物种种类不同而变化。     

辽东山区人工阔叶红松林植物多样性与生产力研究

根据对人工营造20年生阔叶红松林典型样地的调查,分析了人工阔叶红松林的生产力、植物多样性及其相互关系.结果表明,人工营造的20年生红松-白桦、红松-色赤杨、红松-水曲柳混交林林地生产力分别达.529、4.9和5.82 t·hm^-2·yr^-1,高于同龄人工红松纯林(3.812 t·hm^-2·yr^-1);而红松-刺楸、红松-紫椴混交林分别为2.945和2.84 t·hm^-2·yr^-1,低于人工红松纯林.人工阔叶红松林乔木层、灌木层、草本层植物多样性均高于红松纯林;红松纯林内的植物种数仅为人工阔叶红松混交林的42%～52%,植物总数量也只有混交林的11%～37%.人工营造阔叶红松林是迅速恢复、发展顶极阔叶红松林的一种有效措施,但要经历相当长的时间和人为的不断调控.     

长白山阔叶红松林演替序列水分利用效率特征

水分利用效率是反映植物水分利用的客观指标,对其研究有助于了解陆地生态系统的碳水耦合机制。本研究利用稳定碳同位素技术分析了长白山阔叶红松林演替序列下3种林分(中龄杨桦林、成熟杨桦林、阔叶红松林)中优势树种的水分利用效率。结果表明: 3种林分的水分利用效率在不同演替阶段存在阔叶红松林＞中龄杨桦林＞成熟杨桦林的大小顺序,且同一树种在不同林分中水分利用效率不同,中龄杨桦林中山杨和白桦的水分利用效率高于成熟杨桦林,阔叶红松林中水曲柳的水分利用效率远高于其在中龄杨桦林,阔叶红松林中色木槭和蒙古栎的水分利用效率高于其在成熟杨桦林;优势树种的水分利用效率存在木材类型上的差异,总体呈现环孔材树种＞散孔材树种;阔叶红松林优势树种中,阔叶树种和针叶树种的水分利用效率在生长季呈现两种不同的变化趋势,水曲柳、色木槭、蒙古栎、紫椴总体呈现先减小后增加的趋势,而红松呈现先增加后减小的趋势。生长季阔叶红松林的水分利用效率与温度呈显著负相关。不同的水分利用效率是长白山阔叶红松林优势树种适应演替进程、响应气候和环境变化的策略之一。     

Soil inoculation of lodgepole pine seedlings alters root-associated fungal communities but does not improve seedling performance in beetle-killed pine stands

Extensive tree mortality in forests can change the community composition of soil fungi altering seedling establishment, a process critical to forest restoration. Disturbances that result in the loss of ectomycorrhizal fungi, in particular, may impede the establishment of tree species reliant on these symbionts for their survival. Inoculation of seedlings with soil from intact forests may improve the establishment of seedlings in such disturbances but the method has rarely been tested in the field. Here, we assess whether soil inoculation improves lodgepole pine (Pinus contorta var. latifolia) seedling performance in conspecific stands with high levels of tree mortality caused by a mountain pine beetle (Dendroctonus ponderosae) outbreak and whether underlying soil type modifies inoculation effects. We first inoculated seedlings in a growth chamber with small amounts of soils (5% volume) originating from either intact (<10%) or “beetle-killed” (>70% pine basal area killed) conspecific stands or added no soil inoculum and, after 4 months, transplanted them into 15 beetle-killed stands. After two growing seasons, root-associated fungal communities of seedlings receiving inoculum from intact stands differed in composition from those receiving inoculum from beetle-killed stands or no inoculum. However, inoculation had no effect on seedling survival, height, or biomass. Site properties, including soil texture and the resident fungal community composition, overwhelmed the effect of soil inoculation on seedling performance. Seedling survival and shoot mass was higher in sandy than loamy soils. Restoration to improve seedling performance in beetle-killed stands should consider stand-level treatments as soil inoculation at the level evaluated was ineffective.     

不同类型人工阔叶红松林高等植物物种多样性

采用Shahnon—Wiener多样性指数、均匀度指数和优势度指数等指标研究了辽宁东部山区人工营造20年生5种阔叶树水曲柳、刺愀、紫椴、色赤汤、白桦与红松形成的混交林及人工红松纯林内各层次高等植物物种多佯性,并对该6种林分的垂直结构进行比较。结果表明,人工阔叶红松混交林内植物种类丰富,数量较多;红松纯林内的植物种数仅为人工阔叶红松混交林的42％～52％,植物总数量只有混交林的11％～37％。人工阔叶红松林各层次高等植物物种多样性均好于人工红松纯林,但与原始阔叶红松林相比。人工阔叶红松林的物种多样性还较低。在林分垂直结构方面,人工阔叶红松混交林的成层现象明显,层次结构复杂,垂直多样性丰富;红松纯林只有1个主林冠层,灌木层、草本层较矮,林分垂直结构单一。     

Drivers of composition and density pattern of tree seedlings in a secondary mixed conifer and broad-leaved forest,Jiaohe, Jilin,China

以吉林蛟河次生针阔混交林42 hm ²固定监测样地中209个幼苗监测站内的乔木幼苗为研究对象, 基于2016和2017年幼苗调查数据, 探究幼苗物种组成、数量动态等特征, 并运用广义线性混合效应模型分析了幼苗密度与生物邻体及其生境因素的相关性。结果表明: (1)该样地内所有幼苗监测站共调查到幼苗4 245株, 分属10科12属18种, 新生幼苗的数量在物种和调查年份间均有明显差异, 其中水曲柳(Fraxinus mandschurica)和紫椴(Tilia amurensis)幼苗表现出大量出生和死亡的动态特征。(2)群落水平上, 幼苗密度与局域同种成体胸高断面积之和、土壤全磷和有效钾等养分含量显著正相关, 适宜大树生长的生境同样适宜幼苗的生长。(3)水曲柳幼苗密度的影响因素与群落水平一致, 红松(Pinus koraiensis)存在明显的生境偏好, 在湿度较小、土壤全磷、有效氮和有效磷含量较低的生境中密度更高。相对于多年生幼苗, 同种成年邻体对当年生幼苗密度影响更加显著。该研究证实了扩散限制和生境过滤共同影响幼苗密度格局, 生物邻体和生境异质性的相对重要性随幼苗物种种类和年龄级变化。     

中国东北小兴安岭阔叶红松林更新及其恢复研究

研究了中国东北小兴安岭地区阔叶红松林的更新和红松的生长及其影响因素。研究结果表明由于成树树冠的遮蔽作用所导致的光照减少是制约幼树生长和存活的关键因素。阔叶红松林是该区最典型和稳定的植被类型,但是在过去的50a中,由于皆伐和更新不良导致了它的分布面积和蓄积量的减少。阔叶红松林是地带性“顶极”植被,并通过具有连续性年龄结构的树种有规律的替代和演替过程中不同阔叶树种组成而处于优势地位。这种林型无疑应作为一种重要的基因库加以保护。次生阔叶林是在阔叶红松林受干扰后出现的,但它的种类组成简单,而且结构也很不稳定。因此,必须对现有的林分结构加以调整以利于林分的长期稳定和高产。同时,提出了红松阔叶林的恢复和重建的经营方式。     

吉林蛟河针阔混交林乔木幼苗组成及其密度格局影响因素

以吉林蛟河次生针阔混交林42 hm ²固定监测样地中209个幼苗监测站内的乔木幼苗为研究对象, 基于2016和2017年幼苗调查数据, 探究幼苗物种组成、数量动态等特征, 并运用广义线性混合效应模型分析了幼苗密度与生物邻体及其生境因素的相关性。结果表明: (1)该样地内所有幼苗监测站共调查到幼苗4 245株, 分属10科12属18种, 新生幼苗的数量在物种和调查年份间均有明显差异, 其中水曲柳(Fraxinus mandschurica)和紫椴(Tilia amurensis)幼苗表现出大量出生和死亡的动态特征。(2)群落水平上, 幼苗密度与局域同种成体胸高断面积之和、土壤全磷和有效钾等养分含量显著正相关, 适宜大树生长的生境同样适宜幼苗的生长。(3)水曲柳幼苗密度的影响因素与群落水平一致, 红松(Pinus koraiensis)存在明显的生境偏好, 在湿度较小、土壤全磷、有效氮和有效磷含量较低的生境中密度更高。相对于多年生幼苗, 同种成年邻体对当年生幼苗密度影响更加显著。该研究证实了扩散限制和生境过滤共同影响幼苗密度格局, 生物邻体和生境异质性的相对重要性随幼苗物种种类和年龄级变化。     

邻域竞争对长白山阔叶红松林关键树种生长的影响

林木间的竞争是影响树木生长、形态和死亡的主要因素.单木邻域竞争分析能够反映个体间相互作用规律及其距离范围,对于减缓林木竞争、促进林木生长具有重要意义.为弄清竞争对阔叶红松林林木生长的影响,本研究基于Hegyi单木竞争指数和邻域分析方法,探讨了长白山原始阔叶红松林中的5个关键树种——红松、紫椴、水曲柳、蒙古栎和春榆(胸高断面积合计占80%)竞争的邻域半径,并分析了竞争对关键树种生长和死亡的影响.结果表明:红松、紫椴、水曲柳和蒙古栎4个树种单木竞争的邻域半径均为11 m,春榆为13 m.关键树种单木邻域竞争强度与其生长量的对数呈显著负相关,与树木个体的大小呈显著正相关;竞争强度对树木生长影响的相对重要性随着个体的生长而降低.邻域竞争显著增加了关键树种的死亡率.本研究表明长白山阔叶红松林中邻域竞争对关键树种的生长和存活有重要影响,研究结果对阔叶红松林关键树种竞争环境的调整和生产力的提升具有指导意义.