我国西南山地喀斯特植被的根系生物量初探

在贵州茂兰喀斯特森林国家自然保护区内,选取2种立地条件上(岩石和土壤分别占优势)的5个植被恢复阶段(草本群落、灌草群落、灌木群落、次顶极常绿落叶阔叶林和顶极常绿落叶阔叶林)共10个样地,利用平均标准木机械布点法对根系进行采集,分析了其生物量总量、不同根系径级的分配格局和地下空间的分布规律。结果表明:1)喀斯特植物群落的正向植被恢复进程极显著地增加了地下生物量(p0.001),从草本群落的2.63Mg·hm–2增加到顶极森林群落的58.15Mg·hm-2;同一恢复阶段的石生和土壤立地上根系生物量的差异不显著(p0.05),在顶极和次顶极常绿落叶阔叶林阶段,石生立地的根系生物量高于土壤立地,而灌木、灌草和草本群落阶段则相反。2)同一恢复阶段的石生立地的粗根生物量均高于土壤立地,但差异不显著(p0.05),而细根和小根生物量则从石生到土壤立地显著增加(p0.05);随着喀斯特植被的恢复,石生和土壤立地上粗根占总根系生物量的比例均逐渐增加。3)石生立地根系的分布以水平扩散和穿梭为主,无垂直层次分布;而土壤立地各恢复阶段的根系生物量主要集中在地面到地下10cm的垂直空间内;在不同的土层深度,粗根占所有根径级生物量的80%,且随土层加深,其比例降低。该研究不仅填补了喀斯特植被根系生物量观测的空白,为估算我国西南喀斯特地区植被的总生物量和生产力提供了本底数据,也为进一步研究喀斯特森林稳定性维持机制和喀斯特石漠化防治与植被适应性修复奠定了基础。     

中国热带森林植被类型研究历史和划分探讨

热带森林是我国森林植被的重要组成部分,明确其森林植被类型分类对于生物多样性维持机制研究和保护管理等都具有重要意义。该文以中国热带森林植被分类研究中存在的问题为出发点,通过阐述我国各省区植被类型分类的研究历史,在综合考虑多种生物和非生物影响因素的基础上,提出一个新的热带森林植被类型分类框架以供探讨。结果表明:(1)尽管针对我国热带森林的分布范围和群落特征等都已开展了诸多研究,但对我国热带森林植被类型的划分依据和分类体系仍存在争议。(2)尽管我国的热带森林都处于季风气候区带内,但许多热带地区的森林植被类型并不只是受季风影响,而是气候带、关键气候因子、地形、土壤反馈和物种适应等多种因素共同作用的结果。(3)我国的热带森林植被包括5个植被型,即非典型性热带雨林、热带季雨林、热带山地雨林、热带山顶苔藓矮林(热带云雾林)和热带针叶林,其中热带季雨林植被型包含4种植被亚型[热带落叶季雨林、热带半落叶(半常绿)季雨林、热带常绿季雨林和热带石灰岩(石山)季雨林]。(4)阐明了上述热带森林植被型和植被亚型在我国各省区的分布情况,并提出未来有必要对人工恢复后的热带森林进行评估和植被类型划分。综上所述,该文提出一个新的热带森林植被类型分类框架,以期为今后基于不同地区开展热带森林比较研究提供参考。     

秦岭南坡旬河流域森林植被生态种组的初步研究

本文通过对秦岭南坡旬河流域及其邻近地区森林植被调查资料的统计分析和研究,以地形海拔高度、土壤pH值以及土壤有机质含量作为森林环境梯度区分指标,运用主分量分析以及判别分析等数学手段,在该流域内划分出9种不同生境(立地)类型。以此9种生境类型为基准,对比林下植物种在各类型样地中的出现与否及其盖度特征,经反复调整,筛选出31种具生境指示意义的种子植物,并由此建立起相对应的9个生态种组。最后简要介绍了各种组的生境特征指示范围,以期为生产经营工作中野外识别不同生境类型提供帮助,推动植被生态学研究的深入。     

Impact of forest fire on soil seed bank composition in Himalayan Chir pine forest

了解植物群落火烧后的再生策略对于解释其如何应对喜马拉雅次生林中反复发生的人为森林火灾非常重要。本研究的主要目的是了解：1)火烧如何影响土壤种子库组成; 2)森林火灾后土壤种子库组成与立地植被的差异有多大。在森林火灾发生后,立即从火烧和相邻的未火烧地点收集土壤样本,并在净室中培养,以便出苗。在季风气候后期/初秋季节,我们再次探访这些地点,以了解森林火灾后恢复的植被的物种组成。研究结果表明,土壤中含有>70种的植物种子。火烧区和未火烧区种子库平均密度分别为8 417和14 217粒/m²,且均随土层深度的增加而减少。整体的火烧对种子密度无显著影响;但是,如果考虑土层因素,火烧只对最上层土壤的种子密度有显著影响。土壤种子库和立地植被的物种丰富度分别为73和100 (共有物种数为35),相似性约为40%。而在火烧区和未火烧区发现土壤种子库中>80%的物种相似。另外,火烧区(87)和未火烧区(78)立地植被的物种丰富度没有显著差异。本研究表明,火烧对土壤种子库组成和种子恢复潜力的影响不显著。下层草本植物和灌木植物群落有能力形成一个抗火烧的、有活力的土壤种子库,并有能力在火灾后的雨季恢复,这些发现也解释了它们是如何在维持其种群的同时减少了重复火灾带来损害的风险。     

基于景观及微地形特征的丘陵区土壤属性预测

为探讨小流域尺度丘陵区的高分辨率数字土壤制图方法,通过对景观相分类的探索,配合应用不同尺度的Geomorphons(GM)微地形特征数据构成分类变量组参与高分辨率土壤pH、黏粒含量和阳离子交换量的预测制图,并与传统数字高程模型衍生变量和遥感变量进行组合与比较分析。此外,采用支持向量机、偏最小二乘回归和随机森林3种机器学习模型择优与残差回归克里金复合参与预测模型的构建与评价。结果表明: 景观及多尺度微地形分类变量组的应用分别提高小流域尺度丘陵地貌区pH、黏粒含量和阳离子交换量预测精度的18.8%、8.2%和8.7%。包含植被信息的景观相分类图相比土地利用数据有更高的模型贡献度;5 m分辨率的GM微地形分类图相比低分辨率的分类图更适宜高精度的预测制图。黏粒含量使用随机森林复合模型有最高的预测精度,而pH和阳离子交换量则不适宜在随机森林模型的基础上加入残差回归克里金模型。景观-多尺度微地形分类变量、数字高程模型衍生变量和遥感变量三者结合的模型预测表现最佳,表明多元变量在起伏地形区域相比单一数据源能够包含更多的土壤有效信息。由GM数据和地表景观数据组成的景观分类变量组作为主要变量能够解释小流域丘陵区部分土壤属性约40%的空间变异。在同类型土壤预测制图研究中,多分辨率GM及景观分类数据有潜力作为环境变量参与预测模型的构建。     

陕北黄土高原森林植被数量分类及环境解释

通过对陕北黄土高原森林群落的系统聚类分析和因子分析（FA）及其与5个土壤变量的多元统计分析。定量研究了该地区森林植被的类型及土壤特征之间的相互关系。结果表明,陕北黄土高原森林植被可分为5个群系,即油松林、辽东栎林、山杨林、白桦林和侧柏林,聚类分析结果与传统分类的结果完全一致。该地区森林植被格局可由群落土壤条件的差异来解释,土壤因子中含水量、全氮和有机质是主导性因素,各群落沿此梯度呈现出一定的分布格局,其它土壤因子的作用并不明显。     

基于环境星与MODIS时序数据的面向对象森林植被分类

林区地形复杂、植被分布无序,且森林植被光谱信息相近,因而森林二级类型边界的确定成为土地覆盖遥感分类的难点。选择吉林省东部山区为研究区,以环境星影像(HJ-1 CCD)和中等分辨率成像光谱仪(MODIS)时序数据为基础,采用面向对象的分类方法进行森林植被类型的提取。分类特征参数主要选取了HJ-1 CCD的光谱和纹理特征,以及MODIS时序数据的物候特征。研究区总体分类精度为91.5%,Kappa系数为0.88,森林二级类型的分类精度均较高,其中落叶阔叶林的制图精度达到了97.1%。所用的面向对象分类方法与未加入物候特征的面向对象分类方法相比,森林二级类型的分类精度得到大幅度提高。     

辽宁省长白落叶松人工林立地分类研究

利用通径分析(PA)、主成分分析(PCA)、典范分析(CA),筛选影响长白落叶松(Larisolgensis)生长的主导因子和研究地形、土壤、林木三者相互关系。结果表明,坡向、土壤质地、土壤厚度是主导因子;坡向与土壤质地、土厚、土壤有机质密切相关。利用生态学的立地分类方法,将辽宁东部长白落叶松人工林划分为3个立地类型组,14个主要立地类型。阴坡立地类型组有厚层、中层粉砂壤土类型和厚层、中层壤质土类型以及厚层粘壤土类型;半阴、半阳坡立地类型组有厚层、中层粉砂壤土类型,厚层、中层壤质土类型,中层砂质土类型和薄层土立地类型;阳坡立地类型组有厚层、中层、薄层土立地类型。     

山地森林样带植被-环境关系的多尺度研究

为了评价和比较地形和其它“直接”环境因子对植被变化影响的大小 ,通过调查一条亚热带山地森林样带及其生境因子 ,分析不同层次植被的水平格局 ;并利用多元回归和 DCCA方法比较了诸生境因子对植被格局变化的影响及其与分析尺度相关的变化。结果表明 :( 1 )影响乔木、灌木和草本层植被格局变化的首要因子都是地形特征 ;最重要的土壤因子是土壤发生层厚度。在对林下物种构成的影响方面 ,坡向和坡度的作用大于林冠空隙度。 ( 2 )除坡向外 ,其它地形因子之间存在不同程度的相关性 ;林冠孔隙度和土壤理化属性分别与不同的地形特征显著相关 ,显示了地形对林隙干扰和土壤侵蚀过程的控制。乔、灌、草的覆盖度是生境条件的综合反映 ;它们与非生物因子的相关性显示了成熟林下灌木和草本层物种生态习性的整体差异。 ( 3)各分析尺度上诸生境因子间的相关关系基本稳定。但随尺度增大 ,生境的小尺度异质性被平滑掉。诸因子之间的相关显著性程度逐渐降低。 ( 4 )从 5× 5 m2到 5× 4 0 m2 ,立地因子对乔、灌、草 3层植被变化的解释量随尺度的倍增而接近成倍增长 ;但其主要原因是样方数量增加 ;分析尺度变化的影响小得多。 ( 5 )地形与土壤、光照等直接生境因子对植被格局解释量之和相当。但在不同尺度上 ,地形特征都是     

植被指数的地形效应研究进展

植被指数是定性、定量评估绿色植被的关键指标,已经广泛应用于地表植被的监测.森林多分布在地形复杂山区,利用植被指数进行森林植被信息反演时地形对其影响较大.本文从几何光学模型原理分析了冠层反射率的地形效应,分析比较完全比值型植被指数(简单比值植被指数SR、归一化植被指数NDVI和湿度调整植被指数MAVI)、非完全比值型植被指数(增强型植被指数EVI和土壤调整植被指数SAVI)、非比值型植被指数(减化比值植被指数RSR、修正归一化植被指数MNDVI和绿度植被指数GVI),以及地形调节植被指数TAVI对地形的响应,试图为复杂地形山区选取植被指数提供参考.最后分析了植被指数地形效应研究的不足并对未来发展进行展望.     

西藏鲁朗森林立地分类的初步研究

采用主成分分析法对西藏鲁朗森林立地66个标准地调查实测材料分析,选取海拔高度、坡度、坡向、土层厚度、土壤质地、石砾含量、土壤有机质含量7个因子,共划分出8个森林立地类型.结果表明,在西藏高山峡谷林区以此方法划分森林立地类型较适宜.     

辽西地区山杏立地条件的主成分-数量化分析

通过对辽西地区现有山杏林的大量调查研究,利用数量化理论I确定了辽西半干旱地区山杏生长发育的主导因子为坡向和土层厚度,利用主导因子分级组合法,划分为9个立地类型．对各立地类型冠幅生长情况进行了预测,结合主导立地因子性能分析,提出了各立地类型山杏林种、林型的配置．     

半干旱地区河滩宜林地立地条件研究

采用对应分析、回归分析方法对半干旱地区河滩宜林地土壤基本性质进行了研究．结果表明,河滩地土壤理化性质的差异主要表现为土壤质地的差异,有机质含量、ＣａＣＯ３含量、全盐量、田间持水量等与土壤机械组成中细粒级含量（尤其是＜０．００１ｍｍ、０．００１～０．００５ｍｍ两个粒级）呈正相关．半干旱地区河滩宜林地立地条件主导因子为地下水位、土壤质地和有效土层厚度．采用最优分割法对地下水位、有效土层厚度进行了分级．以主导因子分级组合法综合考虑当地具体情况,将河滩宜林地划分为２０个立地类型,并对其进行了多树种综合评价．     

东北珍贵阔叶树适地适树的研究

本文以森林类型为基础,利用数值分析法对东北地区珍贵阔叶树种适地适树进行了研究。白石砬子自然保护区可划分为3个森林类型组和8个森林类型,用逐步回归和立地指数法进行树种立地生产力评价,结果表明A层土厚、坡向、坡度、土壤湿度等是影响人工林生长的主导因子。在阔叶红松混交林,造林树种选择顺序为紫椴、裂叶榆、黄波罗、胡桃楸、水曲柳;而在阔叶杂木林,则是紫椴、胡桃楸、裂叶榆、黄波罗、水曲柳。     

砒砂岩区不同立地类型人工沙棘林下草本物种多样性环境解释

砒砂岩区是黄土高原区水土流失最为严重的地区之一。砒砂岩区沙棘人工林有良好的水土保持功能,沙棘林下草本植物是该人工林生物多样性的重要组成部分。目的是探明砒砂岩区人工沙棘林下草本物种多样性与环境的关系,依据生境条件的差异,沙棘林被划分为7个类型。野外调查记录了各类型所处的地形条件,采用样方法调查了每个样地草本的生物多样性,并取土样测定其养分和水分状况。采用Patrick指数、Pielou指数、Shannon指数、Simpson指数对砒砂岩区不同立地类型人工沙棘林下草本植物进行了物种多样性分析,并通过CCA、PCCA方法研究了物种分布与环境的关系。结果表明:(1)砒砂岩区不同立地类型人工沙棘林下草本层优势种不同,阴坡混交林物种数最多为23种,阳坡混交林Pielou指数最高为0.89,阴坡纯林和混交林Shannon指数均为最高,Simpson指数没有明显差异。(2)影响砒砂岩区人工沙棘林下草本物种的分布的环境因子顺序为地形因子土壤因子灌木层因子,其中坡向、坡度、土壤含水量、土层厚度、郁闭度、混交结构所占解释量较大。本研究可为当地沙棘人工林生物多样性保护和植被建设提供基础数据。     

Effects of vegetation change and soil disturbance on ectomycorrhizas ofBetula platyphylla var.japonica: A test using seedlings planted in soils taken from various sites

The occurrence and character of different types of ectomycorrhizas of birch seedlings were investigated in soils from three naturally regenerating birch stands: a forest site, a clear-cut site, and a site recently disturbed by plowing. Birch grown in soil from an evergreen broad-leaved forest without birch was also studied. The rate of ectomycorrhizal formation in the soil from the evergreen broad-leaved forest was lower than that in the soil from the other three sites. The ectomycorrhizal formation of seedlings grown in soil from the clear-cut and plowed sites were the same as or higher than that in soil from the birch forest site. The largest number of ectomycorrhizal types were formed in soil from the birch forest site. In the soil from the plowed site, only one type of ectomycorrhiza was formed, and it was different from the dominant type formed in soils from the birch forest site and the clear-cut site. The results of this investigation showed that equal levels of ectomycorrhizas were formed in soils from the different birch stands, but the types formed were different among those sites. It is likely that the different ectomycorrhizal fungi were better adapted to the soil conditions at each of those sites.     

Classification of Artificial Forest Site of Larix olgensis in Liaoning Province

Determinant factors influencing growth of Larix olgensis were screenced and interrelationships among topography soil and growth of L. olgensis were studied employing pathway analysis (PA), principal component analysis(PCA) and canonical analysis(CA). The research indicates that determinant factors are exposure soil texture, soil depth, and exposure is closely related to organic matter, soil texture, soil depth. Site classification was made by using a method of ecological forest site classification. 3 groups of site type and 14 main site types were devided for L. olgensis in the East part of Liaoning. Group of site type on shaded slope included 5 site types: thick, moderate silt loam and thick, moderate loam and thick clay loam. Group of site type on half-shaded and half-sunny slope included 6 site types: thick, moderate silt loam and thick, moderate loam and moderate sandy loam soil and thin soil. Group of site type on sunny slope included 3 site types: thick, moderate and thin soil.     

Development of plant communities after restoration of the Antaibao mining site,China

To investigate the dynamic changes in the artificial vegetation in an abandoned mining site,we analyzed the relationships among community types,environmental variables and community structure in the process of vegetation restoration in the Antaibao mining site,China by survey of the communities and use of biological dating methods.By means of the quantitative classification method (two-way indicator-species analysis,TWINSPAN) and the ordination technique (de-trended correspondence analysis,DCA; and de-trended canonical correspondence analysis,DCCA),the plant communities were classified into seven groups:community Ⅰ,Robinia pseudoacacia + Pinus tabulaeformis-Caragana korshinskii-Agropyron cristatum; community Ⅱ,Robinia pseudoacacia-Hippophae rhamnoides-Artemisia capillaries; community Ⅲ,Ulmus pumila-Elaeagnus angustifolia-Artemisia capillaries;community Ⅳ,Caragana korshinskii-Agropyron cristatum+Artemisia capillaries;community Ⅴ,Hippophae rhamnoides-Elymus dahuricus;cornrnunity Ⅵ,Elaeagnus angustifolia+Hippophae rhamnoides-Brassica jucea;community Ⅶ,Hippophae rhamnoides+Elaeagnus angustifolia-Salsola collina.We conclude that the community types and diversity are mainly influenced by the succession time and the soil organic matter content.The forest community is more adaptable to the special inhabitation than the shrub community.     

浙江安吉主要林地类型土壤渗透性

对浙江安吉县龙王山地区主要植被类型的土壤渗透性进行了研究.结果表明,不同土地利用类型的土壤渗透性存在很大差别.根据土壤渗透能力可将8种植被类型分为4类：第1类,落叶阔叶林,土壤渗透能力极强;第2类,草地、松林、灌木林和茶园,土壤渗透能力强;第3类,毛竹林和常绿阔叶林,土壤渗透较强;第4类,裸露地,土壤较紧实,土壤结构较差,土壤通透性不佳,渗透能力弱.经主分量分析,得到表征渗透性能综合参数α和表征根系特征的综合参数β,构建了回归方程：α=0.1708e^β-0.3122.土壤理化性质、植被根系显著地影响土壤渗透性能.植被根系提高土壤入渗性能的实质是≤1 mm细根能有效地改善土壤性状.