古田山不同干扰程度森林的群落恢复动态

森林采伐后次生林的恢复过程对于生物多样性的保护和生态系统功能的重建具有重要意义。作者以古田山不同干扰程度的12个1 ha 森林样地为研究对象, 运用群落多元统计方法, 探讨了自然恢复过程中森林群落组成及物种多样性的动态变化及趋势。结果表明: 不同恢复阶段森林样地的群落组成存在显著性差异, 而同一恢复阶段的样地具有高度的相似性。物种丰富度随恢复进程有增加的趋势, 但各阶段差异并不显著; 物种均匀度除人工林较低以外, 其他恢复阶段之间无显著性差异。不同恢复阶段研究样地的群落组成及物种多样性的差异主要存在于林冠层。灌木及更新层具有各自的指示种, 人工林的指示种为落叶灌木或阳性乔木, 幼龄次生林的指示种为常绿灌木或小乔木, 老次生林的指示种为亚乔木层常绿树种, 老龄林的指示种为林冠层树种。上述结果表明古田山不同人为干扰程度森林群落的物种多样性具有较强的自我恢复能力。尽管物种组成难以预测, 但处于同一恢复阶段的森林, 其幼树的生活型组成呈现出一致的变化趋势。     

古田山常绿阔叶林萌生特征及其与群落物种多样性的关系

萌生更新是森林木本植物重要的生活史策略,能够促使萌生树种长时间占据原有空间,对物种共存、群落构建与生态系统稳定性有重要的潜在影响;同时,萌生更新的植株具有较强的资源获取与竞争能力。但萌生更新对群落物种共存的作用还远未被理解。本文基于古田山5 ha亚热带常绿阔叶林监测样地的调查数据,研究了萌生更新对群落物种多样性的影响及作用机制。结果表明:(1)古田山常绿阔叶林中萌生树种的丰富度比例较高(63.95%),已发生萌生的物种多度比例较高(38.53%),潜在萌生多度比例更高(59.51%);(2)萌生现象在各分类群普遍发生,壳斗科、杜鹃花科、金缕梅科、山茶科等类群的萌生能力较强;(3)萌生物种丰富度比例与群落物种多样性的关系不显著,萌生物种多度比例与群落物种多样性呈负相关关系。由此推测,作为古田山亚热带常绿阔叶林中一种占优势的更新方式,萌生更新在保证萌生树种持续存活从而增加群落物种多样性的同时,在一定阶段又能抑制群落物种多样性的发展,对群落物种共存、生物多样性维持起到了较重要的调节作用。     

木论喀斯特常绿落叶阔叶林木本植物萌生特征

萌生更新是植物进行自我更新的重要方式之一。为了阐明喀斯特常绿落叶阔叶林植物的萌生特征,基于木论25 hm²动态监测样地的调查数据,分析了木本植物萌生更新数量特征、不同生活型植物萌生能力的差异、萌生能力与地形因子和萌生能力与物种多样性的关系。研究结果表明：样地具有萌生现象的木本植物共有197种,隶属59个科137个属,分别占样地植物科属种的86.8%、93.7%、91.3%。萌生现象在样地内各物种中普遍存在,滇丁香、长管越南茜、火棘、香叶树等物种的萌生能力较强。不同生活型的植物的萌生能力存在显著差异,常绿树种的萌生能力显著高于落叶树种（P<0.001）。萌生物种丰富度比例及萌生物种个体比例都与群落物种多样性呈显著正相关。萌生能力与土层厚度呈显著负相关,与凹凸度呈显著正相关,此外萌生物种丰富度比例还与海拔呈正相关关系,而萌生物种个体比例与岩石出露率和土壤坡度呈正相关关系。由此可见,作为喀斯特森林群落更新中一种占优势的更新方式,萌生更新在一定程度上能够增加群落物种多样性,萌生能力与地形因子存在一定关联。     

鼎湖山南亚热带常绿阔叶林群落垂直结构及其物种多样性特征

群落结构在森林生态系统中具有重要作用, 其构建机制一直是森林生态学的研究核心。群落结构不仅包括水平方向上的物种分布格局, 还包括垂直方向上的物种分层结构。本文基于鼎湖山南亚热带常绿阔叶林塔吊样地, 利用林冠塔吊和测高杆精准测量样地内每个个体(胸径大于1 cm)的树高, 并划分群落的垂直层次, 研究了每层的群落多样性特征(α多样性)和林层间的群落多样性变化特征(β多样性)。结果表明: (1)样地群落垂直层次由下至上分为5层: 灌木层、亚冠层、林冠下层、林冠中层和林冠上层。(2)随林层向上, 物种丰富度、多度和Shannon-Wiener指数均下降, Pielou均匀度指数在林冠下层最大。(3)利用POD法计算并分解β多样性, 发现随林层向上, β多样性在灌木层与其他各层间呈递增趋势, 在相邻林层间呈单峰型, 不同林层间的物种组成差异主要由丰富度差异造成。 但在林冠下层与林冠中层间丰富度差异较小, 物种替换组分增大, 可能与林冠下层所处特殊位置有关。(4)各林层内微环境从灌木层向上, 趋于高温、强光照和低空气相对湿度, 但林冠下层平均日光强最低。综上, 鼎湖山南亚热带常绿阔叶林林冠下层可能存在强烈的环境筛选作用, 且光照可能是影响群落垂直结构形成的限制因子。     

古田山常绿阔叶林不同演替群落的萌生特征

萌生是植物营养繁殖的重要方式之一, 树木的萌生更新对群落结构的维持、植被的动态和演替具有重要意义。本研究基于古田山常绿阔叶林内处于不同演替阶段的25个30 m × 30 m样方中胸径 ≥ 5 cm的木本植物萌生茎发生情况的调查数据, 应用线性回归模型分析了不同演替群落的萌生特征及其地形解释。结果发现: (1)样地内共有56种木本植物存在萌生现象, 占总物种数的53.8%。(2)群落(样方)水平的萌生能力与海拔显著负相关, 与坡度和坡向的相关性较弱。(3)群落水平的萌生能力与林分年龄显著负相关; 在控制地形因子的影响下, 林分年龄对萌生指标解释量仍然达到20%-30%。萌生个体数和萌生物种丰富度所占比例随林分年龄显著下降, 萌生物种主茎的平均胸径随林分年龄显著增加。研究表明, 古田山常绿阔叶林萌生能力随林分年龄的增大而下降, 可能由演替序列上物种组成的变化(即萌生能力较强物种的多度下降)和群落结构的变化(即大径级个体增多)导致。另外, 萌生能力受到海拔、坡向等地形因素的影响。     

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。     

滇西北云南红豆杉群落结构与更新特征

以云南西北部云南红豆杉(Taxus yunnanensis)群落为研究对象,利用在兰坪县、香格里拉县和宁蒗县的野外样地调查数据,分析了云南红豆杉群落物种组成、多样性、结构及云南红豆杉更新特征.结果表明:云南红豆杉群落主要物种包括玉山竹(Yushania niitakayamensis)、云南铁杉(Tsuga dumosa)、云南红豆杉、红桦(Betula albo-sinensis)和云南箭竹(Fargesia yunnanensis).香格里拉县具有较高的科、属、灌木物种丰富度,但乔木、藤本及总物种丰富度在3个地点之间无显著差异.兰坪县和香格里拉县均在较低径级和高度级中具有较高的物种丰富度和个体多度,而宁蒗县则在第Ⅱ径级和第Ⅱ高度级中具有最高的物种丰富度和个体多度.云南红豆杉野生种群实生苗更新困难,但云南红豆杉具有较强的萌生能力,萌生个体多度与实生个体多度比为1.314,萌生方式主要为干基萌生和干萌生;宁蒗县萌生个体最多,但3个地点萌生植株平均胸径和平均高无显著差异.     

甘肃小陇山暖温带针阔混交林物种组成和群落结构

处于暖温带与亚热带过渡区的甘肃小陇山是我国重要的生物多样性保护区域之一。以甘肃小陇山建立的6 hm²暖温带针阔混交林森林动态样地为基础,以样地中所有胸径(DBH)≥1 cm的木本植物为对象,分析群落结构和物种组成,探讨物种对不同生境的选择偏好。结果表明: 样地内共有木本植物41735株,除去分枝和萌生的独立个体有29251株,共计124种,包含33科65属,其中重要值≥1的树种有28个,占总多度的82.9%。样地中重要值最大的前4个种依次是锐齿槲栎、白桦、小叶乌药和榛,也是该群落乔木层与灌木层的优势树种。样地内所有植株的径级分布整体表现为倒“J”型,群落自我更新良好。指示种分析发现,样地中有11个物种对不同生境表现出一定的偏好,其中2个物种(铁木和四蕊枫)表现出明显的生境偏好。冗余分析和偏分析表明,样地内的物种多度分布主要受地形影响。     

哀牢山湿性常绿阔叶林及不同类型次生植被的幼苗更新特征

采用"空间代替时间"的方法,对云南哀牢山徐家坝地区湿性常绿阔叶林及不同类型次生植被中木本植物幼苗的种类组成、数量及更新方式等进行了调查.结果表明:在所有调查样地中,共记录到木本植物幼苗46种,其中乔木31种、灌木15种.荒草地、滇山杨林、栎类萌生林、原生林4种不同植被类型的幼苗密度分别是(421.9±59.5)、(34.4±8.1)、(31.6±7.2)、(18.5±6.6)株·25 m-2.随着演替的进行,灌木的比例逐渐减小,乔木的比例则逐渐增加.在森林恢复演替过程中,处于演替初期的荒草地灌木萌生更新占优势,到了演替后期则以乔木萌生幼苗更新为主.随着群落演替进程的增加,幼苗密度逐渐减少,幼苗生活型和木本植物的幼苗更新方式均发生变化.     

天目山常绿落叶阔叶林群落垂直结构与群落整体物种多样性的关系

以浙江省天目山1 hm²常绿落叶阔叶混交林样地调查数据为基础,运用K-means聚类方法将DBH≥1 cm的个体根据树高划分为不同林层,研究比较了各个林层的物种多样性特点;利用通径分析方法和决策系数定量计算各个林层物种多样性对群落整体物种多样性的直接作用和间接作用,天目山常绿落叶阔叶林垂直结构对群落物种多样性构成的影响。结果表明：（1）天目山常绿落叶阔叶林群落层次结构丰富,树高由1.4-36.5 m依次可分为灌木层、亚冠层、林冠下层、林冠中层和林冠上层。（2）天目山常绿落叶阔叶林群落从灌木层依次往向上,物种丰富度、多度、特有种数量、Shannon-Weiner指数和Simpson指数均呈下降趋势。（3）灌木层对群落物种多样性的贡献最大且远高于其他四个林层,其中灌木层对群落整体物种多样性Shannon-Wiener指数、Pielou指数以及Simpson指数的决策系数分别为0.850、0.651、0.755。（4）林冠下层、林冠中层和林冠上层密度的大小对灌木层的物种数目有明显的影响,林冠层密度越大,灌木层群落的物种数目越少,复杂程度越低;偶见种和稀有种对群落物种多样性的维持具有特殊作用。综上,研究认为森林群落的垂直结构在维持森林群落整体物种多样性中具有关键作用,而灌木层在群落整体物种多样性构成中具有决定作用,森林群落中稀有种、偶见种多少在群落物种多样性构成中具有特殊作用。     

河南白云山温带落叶阔叶林萌生特征及萌生个体空间分布格局

以河南省白云山自然保护区温带落叶阔叶林5 hm~2样地群落为研究对象,分析该样地木本植物的特征,同时利用点分布格局对样地内萌生能力较强的个体进行空间格局分析。结果显示:该样地内共有木本植物91种17 369株;发生萌生现象的有62种2082株,萌生物种占总物种数的68.13%,萌生个体占总个体数的11.99%。样地内所有发生萌生现象的木本植株个体胸径分布符合倒"J"字型,表明萌生现象多发生在植物生长发育的早期。重要值前12位的萌生物种发生萌生现象的植株个体胸径结构大致表现为4种类型,分别为倒"J"字型、双峰型、正态型和波动型,表明不同物种在不同生活史阶段萌生能力不同。点分布格局分析结果表明,样地内重要值前12位的萌生物种发生萌生现象的植株个体整体表现为小尺度聚集分布,大尺度随机分布或均匀分布。萌生更新在温带落叶阔叶林中普遍存在并呈不同的聚集分布格局。     

中国4种典型森林中常见乔木叶片的非结构性碳水化合物研究

植物叶片的非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrates,NSC)不仅为植物的代谢过程提供重要能量,还能一定程度上反映植物对外界环境的适应策略。以温带针阔混交林(长白山)、温带阔叶林(东灵山)、亚热带常绿阔叶林(神农架)和热带雨林(尖峰岭)4种森林类型的树种为研究对象,利用蒽酮比色法测定了163种常见乔木叶片可溶性糖、淀粉和NSC(可溶性糖+淀粉)含量,探讨了不同森林类型植物叶片NSC的差异及其地带性变化规律。结果显示：（1）从森林类型上看,植物叶片NSC含量从北到南递减,即温带针阔混交林(170.79 mg/g)>温带阔叶林(100.27 mg/g)>亚热带常绿阔叶林(91.24 mg/g)>热带雨林(80.13 mg/g)。（2）从生活型上看,无论是落叶树还是阔叶树,其叶片可溶性糖、淀粉和NSC含量均表现为：温带针阔混交林>温带阔叶林>亚热带常绿阔叶林>热带雨林;北方森林叶片可溶性糖、淀粉和NSC含量均表现为落叶树种>常绿树种,或阔叶树种>针叶树种。（3）森林植物叶片NSC含量、可溶性糖与淀粉含量比值与年均温和年均降水量均呈显著负相关。研究表明,森林植物叶片可溶性糖、淀粉和NSC含量以及可溶性糖与淀粉含量比值均具有明显的从北到南递减的地带性规律;其NSC含量以及可溶性糖与淀粉含量比值与温度和水分均呈显著负相关的变化规律可能是植物对外界环境适应的重要机制之一。该研究结果不仅为阐明中国主要森林树种碳代谢和生长适应对策提供了数据基础,而且为理解区域尺度森林植被对未来气候变化的响应机理提供新的视角。     

Sprout initiation and growth for three years after cutting in an abandoned secondary forest in Kyoto,Japan

Secondary forests in Japan have been abandoned and the ecosystem has degraded since the high economic growth period. We carried out cutting in January in three small areas of a long-abandoned secondary forest and investigated the sprout initiation and growth of woody plants for three years in order to reveal the early stage of sprout regeneration and to understand the sprouting ability and characteristics of each species for effective management. The percentage of sprouted stumps and the number of sprouting shoots was substantially maximized in autumn in the first year. These results suggest that autumn monitoring in the first year after cutting shows the maximum percentage of sprouted stumps and the maximum sprout number when cutting was conducted in the dormant season. With regards to species characteristics, Eurya japonica showed a low percentage of sprouted stumps in the lower plot, where the mean diameter at breast height for this species was smaller than in the other plots. The sprouting ability of E. japonica was deemed to be influenced by parent tree size. Ilex pedunculosa and Lyonia ovalifolia var. elliptica had high percentages of sprouted stumps and many sprouts. These species are useful for obtaining sprouting shoots (e.g., for firewood), but it is difficult to control their sprouting.     

亚热带常绿阔叶林和暖温带落叶阔叶林叶片热值比较研究

植物干重热值(GCV)是衡量植物生命活动及组成成分的重要指标之一,反映了植物光合作用中固定太阳辐射的能力。利用氧弹量热仪测定了亚热带和暖温带两个典型森林生态系统常见的276种常见植物叶片的干重热值,探讨了亚热带和暖温带植物热值分布特征,以及不同生活型、乔木类型间植物热值的变化规律。实验结果发现:亚热带常绿阔叶林和暖温带落叶阔叶林叶片热值的平均值分别为17.83 k J/g(n=191)和17.21k J/g(n=85),整体表现为亚热带植物暖温带植物。不同地带性植被的植物叶片热值在不同生活型间表现出相似的规律,其中亚热带常绿阔叶林表现为:乔木(19.09 k J/g)灌木(17.87 k J/g)草本(16.65 k J/g);暖温带落叶阔叶林表现为:乔木(18.41 k J/g)灌木(17.94 k J/g)草本(16.53 k J/g);不同乔木类型间均呈现常绿乔木落叶乔木、针叶乔木阔叶乔木的趋势。落叶阔叶乔木表现为亚热带暖温带,而常绿针叶乔木则呈现亚热带暖温带的趋势。此外,我们对于两个分布区域内的4种针叶树种叶片热值进行了比较,发现华北落叶松(19.32 k J/g,暖温带)杉木(19.40 k J/g,亚热带)马尾松(19.82 k J/g,亚热带)油松(20.95 k J/g,暖温带)。亚热带常绿阔叶林和暖温带落叶阔叶林植物热值的特征及其变化规律,为森林生态系统的能量流动提供了理论基础。     

云南中南部季风常绿阔叶林恢复生态系统萌生特征

萌生是大范围干扰后物种维持的重要机制。通过对云南思茅地区皆伐后不同恢复阶段季风常绿阔叶林群落萌生状况的调查,探讨了不同恢复阶段群落物种萌生特征。结果表明:恢复15a群落共有萌生物种36种,而恢复30a群落有24种,老龄林有29种,萌生物种种类及多度所占比例随恢复时间的延长呈减少趋势。灌木科、属及种丰富度及其所占比例在恢复30a群落中最低,而乔木及总物种科、属及种丰富度、Shannon-Wiener指数及Simpson指数在3个不同恢复阶段群落之间均无显著性差异,但乔木及总物种科、属及种丰富度所占比例均为老龄林最低。恢复15a群落与30a群落间萌生相似性最高,而恢复15a群落与老龄林群落间萌生相似性最低。3个不同恢复阶段群落中物种萌生类型主要为根萌生,其次为干基萌生。不同萌生类型萌生物种丰富度及个体多度均为根萌生>干基萌生>干萌生>枝萌生。萌生物种生长特征中,除灌木平均高在恢复30a群落中最低外,乔木平均高及乔木和灌木平均胸径在3个恢复阶段群落中均无显著性差异。而在共有的萌生物种中,杯状栲(Castanopsis calathiformis)、短刺栲(Castanopsis echidnocarpa)和粗壮润楠(Machilus robusta)平均胸径和平均高均是恢复初期(15a)较高,红木荷(Schima wallichii)和山鸡椒(Litsea cubeba)则是在老龄林中较高。     

茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林群落组成和优势种更新类型

为探讨茂兰喀斯特森林群落结构和优势种更新机制,对茂兰自然保护区常绿落叶阔叶混交林群落进行了调查。结果表明,群落中有木本植物37科58属70种,以樟科、蔷薇科、无患子科和漆树科为主。常绿树种41种,占总种数的58.6%;落叶树种29种,占总种数的41.4%,这体现了喀斯特常绿落叶阔叶混交林的群落学性质。群落的优势乔木树种有轮叶木姜子(Litseaverticillata)、青冈栎(Cyclobalanopsisglauca)、狭叶润楠(Machilusrehderi)和翅荚香槐(Cladrastisplatycarpa)等。灌木优势种有皱叶海桐(Pittosporumcrispulum)、裂果卫矛(Euonymusdielsianus)、革叶铁榄(Sinosideroxylonwightianum)和南天竹(Nandina domestica)等。优势种种群结构有5种类型:单峰型,如樱桃(Cerasus pseudocerasus)、南酸枣(Choerospondias axillaris)等阳性乔木,为林窗更新种,随林窗的郁闭将衰退消失;逆J字型,如轮叶木姜子、香港四照花(Dendrobenthamia hongkongensis)、皱叶海桐等耐荫性强的常绿阔叶树种,更新能力较强,为顶极群落优势种;间歇型,如青冈栎、狭叶润楠、齿叶黄皮(Clausena dunniana)等树种,群落中的个体多集中在小径级阶段,能长期存在于群落中;L字型,如桂皮(Cinnamomumtamala)、梓叶槭(Acer catalpifolium)、革叶铁榄等;单柱型,如石岩枫(Mallotus repandus)、南天竹等常绿灌木树种,个体集中于幼苗、幼树阶段,为顶极群落亚乔木层和灌木层的主要组成种。因此,这表明调查区域的植物群落处于相对稳定的顶极阶段。     

冠层结构和光环境的时空变化对紫耳箭竹种群特征的影响

选择金佛山国家自然保护区内落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林3种典型群落类型,研究冠层结构和光环境特征,以及林下优势种--紫耳箭竹的种群特征.结果表明: 随着落叶阔叶林→常绿落叶阔叶混交林→常绿阔叶林的演替,Shannon多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou指数呈增加趋势,表明群落趋于稳定发展的状态;冠层结构特征也发生了显著改变,冠层开度和平均叶倾角减小,叶面积指数增加,冠层的消光能力增强,林下光照水平降低.上层林冠是造成林型郁闭的主要原因,其中冠层厚度和冠层面积是2个主要的影响因素.冠层结构与林下光照指标显著相关,对林下散射光的影响最大.冠层开度、林下光照条件均随着生长季的到来而下降,而叶面积指数呈现增长的趋势,峰值出现在6、7月;平均叶倾角在春季达到最大值,在夏季为最小值.紫耳箭竹的生长与冠层结构和光环境密切相关,其在光照适中的常绿落叶阔叶混交林中生长得最好,分株粗壮、密度大(29.69±1.68株·m^-2),地下茎拓展能力强;落叶阔叶林中的强光环境可能造成土壤水分缺失,从而对其生长产生影响;而在常绿阔叶林的低光环境下紫耳箭竹分株矮小,密度小(5.80±1.16株·m^-2),克隆扩展能力降低.在森林结构演变的过程中,冠层结构发生了明显的改变,显著影响林下光环境,过度的低光环境对紫耳箭竹种群的更新和发展有限制作用.     

三峡大老岭地区主要木本植物分布的地形格局

基于对三峡大老岭地区山地森林群落的深入调查,选择样方乔本层重要值大于１．００的１９０种木本植物,依次根据生活型和植物在群落中的地位分成常绿针叶树种,常绿阔叶树种、落叶阔叶的建群树种、伴生种和珍稀树种共６组,采用ＤＣＣＡ排序分析各组植物种在复合地形梯度上的空间格局特征;然后分别统计常绿或落叶的乔木或藻木４组物种沿具体海拔高度的整体分布特征,研究反映了６个生态种组之间在山地地形上鲜明的格局差异,并显示