克隆植物蝴蝶花在光梯度环境上的形态适应性研究

对四川缙云山毛竹林和针阔叶混交林具有林窗、林缘和林下3种光照差异明显生境下的克隆草本植物蝴蝶花的形态可塑性进行了研究．统计了分株、根茎和叶生长方向等特征．经方差分析和t检验后表明．蝴蝶花在光梯度环境下,其形态特征表现出适应性变化．从林窗→林绿→林下,随着光强度的减弱,分株的高度、密度相应减小．在林下达到最小;而根茎的长度、节间长则相反,在遮荫大的林下最大．研究发现,叶片数目和根茎直径在不同的样地和生境中无明显变化,但叶片的生长方向和光照方向关系极大,表现出极强的向光性．此外,文章还对蝴蝶花表现出的可塑性进行了分析和讨论．     

贵州雷公山秃杉林不同林冠环境下箭竹分株种群结构特征

通过对贵州雷公山秃杉林的4种林冠环境,即林下(FU)、中林窗(MG)、大林窗(LG)和林缘旷地(FEW)内的箭竹的分株种群结构（包括株高、基径、生物量、叶和分株数等）和年龄结构进行较系统对比研究。结果显示:（1)从林下→中林窗→大林窗,箭竹分株种群的株高(h)、基径（bd)与生物量显著增加。（2)在4种林窗环境中,箭竹各构件的生物量的百分比发生相应变化,枝和叶片生物量的百分比沿林下→中林窗→大林窗→林缘旷地的顺序显著减小,在林缘旷地,地下茎、粗根（d＞0.5 mm)和细根（d≤0.5 mm)生物量的百分比显著高于其他3种林冠环境。（3)箭竹分株单位叶面积叶重沿林下→中林窗→大林窗→林缘旷地的顺序显著增大,单叶生物量与叶面积以中林窗最大,林缘旷地次之,二者与大林窗或林下差异显著;大林窗的单株叶片数显著高于其余3种林冠环境。（4)在4种林冠环境中,箭竹分株种群死亡率以林下最低,但各种群平均年龄间无显著差异。研究表明,箭竹分株种群对林冠环境变化的响应主要体现在形态与生物量的分配上,而非种群的年龄。     

林窗对岷江冷杉更新幼苗根系生物量积累与分配的影响

林窗对更新幼苗生物量积累和分配的影响在种群恢复中具有重要作用,尤其是暗针叶林更为突出。以川西亚高山岷江冷杉原始林林窗、林下的岷江冷杉更新幼苗为对象,研究其粗根和细根生物量的积累与分配过程及其异速生长关系。结果表明：随着岷江冷杉幼苗的生长,粗根、细根生物量均不断积累,但根系生物量中分配到粗根的比例逐渐增加、分配到细根的比例逐渐减少,粗根-细根间生物量的异速生长指数由等速生长转变为异速生长。林窗幼苗的细根生物量、粗根生物量和总根生物量中位数均小于林下幼苗,细根生物量分配比例大于林下幼苗;林窗还显著影响细根、粗根生物量随基径增粗的积累与分配过程,细根生物量分配比例随基径增粗的降幅大于林下幼苗;但林窗对粗根-细根生物量间的异速生长指数影响不显著。说明林窗干扰改变了岷江冷杉更新幼苗地下资源的分配方式,优化了资源配置。     

林窗对川西亚高山岷江冷杉幼苗生物量及其分配格局的影响

采用样带法调查了川西亚高山原始岷江冷杉林林窗和林冠下岷江冷杉幼苗(H≤100 cm)的密度、高度、基径和各构件生物量,分析了各构件生物量间的相关性.结果表明：林窗与林冠下幼苗密度分别为12 903和2 017株·hm^-2;平均高度分别是26.6和24.3 cm,差异显著;平均基径分别为4.97和5.13 mm,差异不显著.林窗内各龄级幼苗的生物量与林冠下同龄级幼苗的生物量之间差异不显著.林窗对不同龄级幼苗各构件生物量积累的影响不同,林窗内幼苗枝干生物量比在12年达到最大(1.54),随后其比值维持在0.69左右;林冠下幼苗在15年后(含15年),枝条生物量大于主干生物量.生长在林窗和林冠环境的幼苗单株总生物量、叶生物量、茎生物量、地上生物量和根生物量与幼苗基径的平方(D²)和苗高(H)的乘积有显著的线性关系.林窗与林冠下幼苗各构件生物量之间有显著的正相关关系.     

卧龙亚高山暗针叶林不同林冠环境下华西箭竹分株种群结构特征

详细调查了林下、中林窗、大林窗和林缘旷地等4种亚高山暗针叶林林冠环境下的华西箭竹（Fargesia nitida）分株种群,对其表现结构（株高、基径和生物量）和年龄结构进行了较系统的对比研究.主要研究结果如下：（1）分株水平上,华西箭竹表现结构在4种林冠环境下均有极显著差异（p＜0.01）,且随林冠郁闭度的减小,分株个体的高度、基径和生物量有递增的趋势（林下＜中林窗＜大林窗）;（2）分株各构件在总生物量中所占比例随林冠环境变化而改变：除林缘旷地外,叶的生物量百分比与林冠郁闭度呈正相关.林缘旷地中,地下茎和根系的生物量百分比均高于其余3种环境;（3）不同林冠环境下分株单位叶面积叶重存在显著差异（p＜0.05）,且随林冠郁闭度的减小而增大.单叶生物量和单叶面积均以中林窗最大,林缘旷地次之,二者与大林窗或林下均有显著差异（p＜0.05）.华西箭竹的单株叶片数量以大林窗最大,与其余3种环境有极显著差异（p＜0.01）;（4）分株种群的死亡率以林下最低（P＜0.01）,但各种群平均年龄间无显著差异（p＞0.05）.可见,华西箭竹分株种群对林冠环境变化的反应主要体现在形态和生物量分配上,而非种群的年龄上.     

不同生境朝鲜淫羊藿生长与光合特征

选择朝鲜淫羊藿野外生存的林缘、林窗和林下3种生境,研究朝鲜淫羊藿形态特征、光合特征、叶绿素含量、生物量积累及分配对不同光环境的响应。结果表明,朝鲜淫羊藿株高、茎径、总叶面积等形态指标随光照强度减弱明显减小,各生境间差异显著。随光照强度降低,朝鲜淫羊藿的净光合速率、水分利用效率、气孔限制值、叶绿素a/b降低,而胞间CO2浓度、光能利用效率、叶绿素b和总叶绿素含量增加。各器官生物量积累随光照强度减弱而降低,各生境间差异极显著,其中,林缘地上生物量是林窗的1.6倍,林下的3.1倍。生物量分配方面,叶生物量比、叶面积比率、比叶面积随光照强度减弱而增加,根状茎生物量比和根冠比降低,林缘、林窗与林下差异极显著;林下、林缘、林窗朝鲜淫羊藿地上部分生物量比分别为0.733、0.659、0.664,林下朝鲜淫羊藿与林缘、林窗存在不同的光利用策略和生存策略。朝鲜淫羊藿作为极易遭受利用和生境破坏威胁的物种,宜在适度荫闭的林缘和疏林下开展野生抚育或仿生态栽培。     

林下和林窗内绢毛匍匐委陵菜的克隆生长和克隆形态

 为了验证绢毛匍匐委陵菜(Potentilla reptans var. sericophylla)林窗和林下种群间的行为差异是完全由表型可塑性引起,还是局部分化的结果,将生长在北京东灵山油松（Pinus tabulaeformis）林林窗和林下的绢毛匍匐委陵菜,进行生境间的交互移植-重植野外生态实验。研究结果表明,实验植物的叶片长度、叶片宽度、叶柄长度和匍匐茎节间长度等克隆形态特征在两生境间无差异。两个来源的植株,其基株生物量、基株分株数和基株匍匐茎总长度等克隆生长特征在林下生境中都比在林窗生境中小,表现出显著的可塑性。所研究的克隆形态特征和克隆生长特征及其可塑性在不同生境来源的实验植物间没有差异。绢毛匍匐委陵菜克隆形态特征和克隆生长特征及其可塑性在林下和林窗生境间没有发生局部分化,林窗为其较适生境,克隆生长特征的可塑性对绢毛匍匐委陵菜利用生境异质性可能具有重要意义     

长苞铁杉幼苗在林窗不同位置的建立

通过2003年12月到2005年1月对福建省天宝岩国家级自然保护区长苞铁杉林内椭圆形林窗(面积118m2)中心、中部、边缘和林下样地进行种子埋藏及幼苗定位观测实验,研究了长苞铁杉幼苗在林窗不同位置中的建立。结果表明:在林窗内不同位置对长苞铁杉幼苗建立有显著影响。林窗中心样地、林窗中部样地、林窗边缘和林下样地内长苞铁杉幼苗发生率分别为10%,10.7%,6%和6%。从林冠下到林窗中心,长苞铁杉种子的幼苗发生率略有增高趋势。在林窗中心样地和林窗中部样地中雨水冲刷是幼苗死亡的最主要原因,而在林窗边缘样地和林下样地中昆虫的取食是幼苗死亡的最主要原因。林窗位置对幼苗的存活率有显著影响,林窗中部样地幼苗存活率最高(11.4%),林窗中心样地幼苗存活率次之(6.7%),而林窗边缘样地和林下样地幼苗则均全部死亡。种子营养消耗完后,在林窗中心、林窗中部、林窗边缘和林下等4个位置样地中,林窗中心样地幼苗平均高度最高。经过一个生长季后,林窗中心样地中幼苗的根生物量、茎生物量和总生物量均略高于林窗中部样地的幼苗,但差异并不显著。林窗中心样地幼苗叶生物量、叶重比、叶/地上等指标显著高于林窗中部样地的幼苗,而茎重比则低于林窗中部样地的幼苗。     

卧龙亚高山暗针叶林不同林冠环境下华西箭竹的克隆生长

该文调查了林下、中林窗、大林窗和林缘旷地等4种亚高山暗针叶林林冠环境下的华西箭竹(Fargesia nitida)分株种群,对其当年生立竹和母株的特征进行了比较研究,并探讨了母株年龄及大小对克隆生长的影响。主要研究结果如下:1)华西箭竹当年生立竹的分株密度以林下种群的最低,从林下→中林窗→大林窗,随林冠郁闭度的减小,华西箭竹基株当年生立竹的分株数逐渐增大。2)4种林冠环境下,当年生立竹和母株的分株高度、基径和生物量均有显著差异,且随林冠郁闭度的减小有递增的趋势(林下<中林窗<大林窗)。3)各林冠环境均以二龄母株产生的当年生立竹数量最大,不同林冠环境之间母株的平均年龄,以及处于同一林冠环境的各龄级母株产生的当年生立竹平均分株数和平均基径均无显著差异。4)不同林冠环境下,华西箭竹当年生立竹基径与一级母株、二级母株基径均呈正相关关系,但当年生立竹基径随一级母株增加的速度快于随二级母株的增加。5)当年生立竹的基径与地下茎直径呈显著的正相关;母株的基径与当年生立竹的地下茎直径呈正相关关系,而与其地下茎长度相关性不明显。     

哀牢山湿性常绿阔叶林木质藤本植物地上部分生物量及其对人为干扰的响应

 木质藤本植物是森林, 尤其是热带和亚热带森林中的重要组分。由于野外调查的困难, 对其生态学的研究相对较少。对哀牢山原生山地湿性常绿阔叶林和4类次生林中的藤本植物进行了调查, 利用48株藤本植物样木实测数据, 采用样本回归分析法, 选取藤本植物的不同参数作为自变量, 分别对冠层和林下两类藤本混合种生物量模型进行了拟合比较, 结合样地内长度≥50 cm的所有藤本植物的调查资料估算了各森林群落藤本植物地上部分生物量, 探讨了原生林中藤本植物地上部分生物量的组成与分布特征, 以及人为干扰对藤本植物地上部分生物量的影响。结果表明: 1)以藤本基径为自变量建立幂函数回归模型, 其相关系数较高, 具有较高的实用价值; 2)该区山地湿性常绿阔叶林中藤本植物地上部分生物量为9.82×10³ kg·hm^–2, 其中冠层藤本(基径≥1.0 cm, 长度≥5.0 m)生物量占藤本植物总生物量的99.70%, 林下藤本(基径<1.0 cm, 长度<5.0 m)的地上部分生物量很低; 3)人为干扰后林下藤本植物的生物量相对增加, 而冠层藤本植物的地上部分生物量显著减少; 经过约100年恢复演替的老龄栎类萌生林藤本植物地上部分生物量才达到接近原生林的水平。     

不同光照条件下聚花过路黄的克隆构型和分株种群特征

以都江堰灵岩山常绿阔叶林林下、林缘和林缘旷地3种不同光照环境中匍匐茎草本聚花过路黄(Lysimachla congestiflora)为对象,对其匍匐茎节间长、分枝强度、分枝角度、分株种群密度、分株种群生物量等指标进行了测定和分析．结果表明,聚花过路黄的匍匐茎节间长、分枝强度、分株种群密度和分株种群生物量在3种生境间差异显著．Kruskal Wallis检验表明,匍匐茎节间长度和分枝角度的频次分布在3种生境间差异显著．3种生境中匍匐茎节间长度分布偏斜度(skewness)的大小分别为：林缘旷地>林缘>林下．林缘旷地与林缘和林下生境在分枝角度、分株种群高度和分株种群根冠比差异显著,而且林缘旷地生境中分枝角度分布偏斜度最小．林缘和林下生境在分枝角度、分株种群高度和分株种群根冠比差异不显著．从林缘旷地、林缘到林下,聚花过路黄的克隆构型和分株种群特征发生了相应改变．结合克隆植物对资源的利用对策,讨论了不同生境中聚花过路黄克隆构型和分株种群特征可塑性的生态适应意义．     

刈割、施肥和浇水对矮嵩草补偿生长的影响

通过对青海海北高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸进行为期3年的野外控制试验, 研究了刈割(留茬1 cm、3 cm及不刈割)、施肥(2.5 g·m^-2尿素+ 0.6 g·m^-2磷酸二胺、不施肥)和浇水(20.1 kg·m^-2、不浇水)处理对矮嵩草补偿生长(包括分株密度、株高和分株地上生物量)的影响, 及其比叶面积、叶片净光合速率和相对增长率的变化, 探讨矮嵩草补偿生长的机制。研究结果表明: 刈割后, 矮嵩草的补偿生长高度和比叶面积显著降低; 分株密度有增加的趋势, 但会随刈割强度的增加而下降; 株高和生物量的相对增长率随刈割强度的增加而呈上升趋势; 补偿地上生物量在重度刈割处理下最高。施肥能显著增加矮嵩草的补偿高度、分株密度、补偿地上生物量、株高相对增长率、生物量相对增长率、比叶面积和净光合速率; 与不浇水处理相比, 浇水处理对重度刈割处理下的分株地上生物量、密度相对增长率、比叶面积和净光合速率无影响, 而显著降低了中度刈割处理下的补偿高度和株高相对增长率, 提高了不刈割处理下的分株密度和重度刈割处理下的生物量相对增长率。刈割、施肥和浇水处理的交互作用也显示出刈割与施肥对矮嵩草补偿生长具有拮抗效应, 而刈割与浇水具有协同效应。上述结果说明, 矮嵩草在刈割后可通过增加分株密度和相对增长率等途径来提高补偿能力, 弥补在生长高度上出现的低补偿, 而施肥可显著抵消刈割的不利影响, 提高矮嵩草的补偿能力。     

Allometric equations for integrating remote sensing imagery into forest monitoring programmes

Remote sensing is revolutionizing the way we study forests, and recent technological advances mean we are now able – for the first time – to identify and measure the crown dimensions of individual trees from airborne imagery. Yet to make full use of these data for quantifying forest carbon stocks and dynamics, a new generation of allometric tools which have tree height and crown size at their centre are needed. Here, we compile a global database of 108753 trees for which stem diameter, height and crown diameter have all been measured, including 2395 trees harvested to measure aboveground biomass. Using this database, we develop general allometric models for estimating both the diameter and aboveground biomass of trees from attributes which can be remotely sensed – specifically height and crown diameter. We show that tree height and crown diameter jointly quantify the aboveground biomass of individual trees and find that a single equation predicts stem diameter from these two variables across the world's forests. These new allometric models provide an intuitive way of integrating remote sensing imagery into large‐scale forest monitoring programmes and will be of key importance for parameterizing the next generation of dynamic vegetation models.     

黑龙江省东部地区红松人工中幼龄林生物量研究

运用非线性联立方程组建模理论建立红松立木相容性生物量模型,然后利用模型计算出人工红松各个样地林木各器官和样地总生物量。以林分年龄、林分平均胸径、林分密度等因素为制约条件,讨论分析林分生物量在林木各器官之间的分配规律,并且探究林分年龄、林木大小和林分密度的变化对林分生物量的影响。结果表明:幼龄红松人工林林分生物量与平均胸径成正相关关系;林分密度对林分生物量影响较大,并且随着密度的增大而增大,且最适合的林分密度范围是1 000~1 400株·ha-1;红松人工幼、中龄林林分生物量各器官分配规律相同,表现为树干树根树枝树叶,地上生物量占林分生物量79%左右;林分地上和地下生物量大概呈3.8∶1的比例。     

不同生境中淫羊藿克隆构型和分株种群特征

为探求淫羊藿资源的保护策略,通过野外样地调查、室内测定和统计分析等方法,对林缘旷地、林缘和林下三种不同生境中淫羊藿(Epimedium brevicornum)克隆构型及其分株种群特征进行了研究,并初步分析环境因子对淫羊藿克隆构型和分株种群特征的影响.结果表明:分枝强度、间隔子长度、分枝高度、根状茎长度及分株种群密度在3种生境中差异显著,且与生境相对光强和土壤含水量有较强的回归关系.群落相对光强、土壤含水量在淫羊藿的克隆生长过程中起着重要作用.淫羊藿以地下根茎为克隆器官进行克隆生长,有着较强的克隆构型可塑性.结合克隆植物对资源的利用策略,讨论不同生境中淫羊藿克隆构型和分株种群特征可塑性的生态适应意义及淫羊藿保护机制.     

Allometric Models for Tree Volume and Total Aboveground Biomass in a Tropical Humid Forest in Costa Rica1

Allometric equations for the estimation of tree volume and aboveground biomass in a tropical humid forest were developed based on direct measurements of 19 individuals of seven tree species in Northern Costa Rica. The volume and the biomass of the stems represented about two‐thirds of the total volume and total aboveground biomass, respectively. The average stem volume varied between 4 and 11 Mg/tree and the average total aboveground biomass ranged from 4 to 10 mg/tree. The mean specific gravity of the sampled trees was 0.62 ± 0.06 (g/cm³). The average biomass expansion factor was 1.6 ± 0.2. The best‐fit equations for stem and total volume were of logarithmic form, with diameter at breast height (R²= 0.66 ? 0.81) as an independent variable. The best‐fit equations for total aboveground biomass that were based on combinations of diameter at breast height, and total and commercial height as independent variables had R² values between 0.77 and 0.87. Models recommended for estimating total aboveground biomass are based on diameter at breast height, because the simplicity of these models is advantageous. This variable is easy to measure accurately in the field and is the most common variable recorded in forest inventories. Two widely used models in literature tend to underestimate aboveground biomass in large trees. In contrast, the models developed in this study accurately estimate the total aboveground biomass in these trees.     

Rain Forest Structure at Forest-Pasture Edges in Northeastern Costa Rica

Land-use change in the Sarapiquí region of Costa Rica has resulted in a fragmented forest landscape with abrupt edges between forest and pasture. Forest responses to edge effects vary widely and can significantly affect ecosystem integrity. Our objective was to examine forest structure at 20+ yr old forest-pasture edges in Sarapiquí. Three transects with 0.095-ha plots at seven distances from forest edges were established in each of six forest patches. Stem density, basal area, and aboveground biomass in trees and palms ≥ 10-cm diameter at breast height were measured in all plots. In addition, hemispherical photographs were taken to determine leaf area index, understory light availability, and percent canopy openness. Linear mixed-effects models showed significantly higher tree stem density at forest edges, relative to interiors, a pattern reflected by increased stem density, basal area, and aboveground biomass in small diameter trees (≤ 20 cm) growing near edges. No differences in total tree basal area, aboveground biomass, or hemispherical photograph-derived parameters were detected across the forest edge to interior gradient. The recruitment of small diameter trees following edge creation has contributed to the development of dense vegetation at the forest edge and has aided in the maintenance of similar tree basal area and aboveground biomass between edge and interior environments. These data reflect on the robustness of forest edges in Sarapiquí, a characteristic that will likely minimize future detrimental edge effects and promote a number of high-value environmental services in these forests.     

伊犁特克斯河河岸带镰叶锦鸡儿灌丛分株结荚特征

以伊犁特克斯河河岸带阶地和河漫滩两种生境镰叶锦鸡儿(Caragana aurantiaca)灌丛为对象,研究了结荚数量、重量、荚果大小与灌丛分株高度、分枝数量、丛径等指标的关系,探讨了荚果生产过程在种群更新中的作用。结果表明,阶地中的镰叶锦鸡儿荚果数量、荚果长度和荚果生物量显著高于河漫滩,而有性繁殖分配和单个荚果重显著低于河漫滩。荚果数量和荚果生物量大小分布特征较一致,均呈现L型分布格局,符合gamma分布,集中于0~20枚和0~0.5 g。单荚重在两个生境符合对数-正态分布,集中于10~30 mg。两种生境荚果大小变异性主要由大个体引起。标准主轴回归分析表明,除河漫滩生境的荚果生物量与分株高的回归方程未达到显著水平之外,荚果数量、荚果重与分株高、分枝数、丛径的回归方程均达到显著水平。不论荚果数量还是荚果重,在两种生境中的斜率大小顺序均遵循分株高>丛径>分枝数的变化规律,其中分株高和丛径的斜率差异不明显,但均显著大于分枝数。两种生境镰叶锦鸡儿均可产生大量的荚果,在阶地中倾向于产生大量、小的荚果,河漫滩倾向于产生少、大的荚果,种群更新不存在种源限制,生产管理中应注意增加灌丛高度和丛径,提高结荚量,促进种群的自我更新和维持。