南亚热带森林演替过程中土壤线虫群落结构变化

森林演替会通过改变植物群落组成和土壤环境影响土壤生物群落, 反过来, 土壤生物群落的变化也会对生态系统的演替产生反馈作用, 但迄今南亚热带森林演替过程中土壤生物群落的变化特征尚不清晰。本研究以广东省鼎湖山的南亚热带森林演替序列(马尾松(Pinus massoniana)林-针阔叶混交林-季风常绿阔叶林)为对象, 研究了森林演替过程中土壤线虫多样性和群落结构的动态变化及其影响因素。通过采集不同演替阶段的土壤样品, 分析和比对了不同演替阶段土壤线虫的多度、多样性、群落组成、土壤线虫生态指数以及土壤理化性质的差异。结果表明: (1)在南亚热带森林演替过程中, 针阔叶混交林和季风常绿阔叶林土壤线虫的α多样性显著高于马尾松林, 但土壤线虫总数和各营养类群多度及其相对丰度并无显著变化; (2)针阔叶混交林中土壤线虫富集指数显著高于马尾松林, 表明其土壤养分状况要好于马尾松林, 而季风常绿阔叶林土壤线虫结构指数较高, 表明其受干扰程度较低; (3)针阔叶混交林的土壤含水量和土壤理化性质(除土壤总磷含量)已达到季风常绿阔叶林的水平, 但两者的土壤pH值均显著低于马尾松林, 而土壤pH值和土壤含水量是影响土壤线虫群落动态变化的主要因素。综上所述, 南亚热带森林中土壤线虫多度、多样性和群落结构对森林演替的响应略有不同, 演替过程中土壤环境因素的趋同是导致针阔叶混交林和季风常绿阔叶林中土壤线虫多样性和群落特征相似的主要原因。     

南亚热带森林演替过程生物量和生产力动态特征

以鼎湖山森林演替的空间系列及黑石顶天然次生林为研究对象,探讨了南亚热带森林群落生物量和生产力动态特征。研究结果表明,随着演替进程的发展,群落的生物量不断积累,但生物量的各用份的动态趋向并不一致,其中叶生物量的最高值出现在演替的中后期．在演替过程中生产力的动态与生物量变化相一致,随着演替的进展第一性生产力不断增加,但演替过程生产力的发展速率不是均匀的,生产力在群落的演变前期发展较侠,在中、后期则发展较慢。     

鼎湖山森林生态系统演替过程中的能量生态特征

以时空替代的方法,将灌草丛、针叶林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林等４个处于同一空间下的群落当作同一样落演替进程中的４个阶段,研究了鼎湖山南亚热带森林演替过程中的能量生态特征。结果表明,鼎湖山南亚热带森林群落演替过程中,其垂直层次、叶面积指数、冠层对太阳辐射能的截获量、叶生物量、总生物量、总初级生产力、总呼吸量、净初级生产力、枯树木现存量和年输入量、昆虫啃食量、群落的能量现存量等随演替的进程而增加,     

南亚热带森林群落光合作用的模拟研究

以广东黑石顶森林群落为对象,将群落分为４层,其高度分别为２１ｍ,１３ｍ,９ｍ和１．５ｍ,对每层植物种类的叶片光合作用水平及相关因子进行了测定．建立了３个以净光合速率对光合有效辐射和ＣＯ２浓度响应的数学方程式为基础的植物瞬间光合作用模型．不同模型对群落各层的模拟效果不同,模型中的参数反映了群落各层植物对光合有效辐射的不同利用效率,即有第一层＜第二层＜第三层＜第四层．并建立了黑石顶南亚热带群落光合作用模型,利用该群落光合作用模型计算了黑石顶南亚热带常绿阔叶林森林群落的净第一性生产力,每年群落光合作用固定的ＣＯ２为６１．７５ｔ·ｈｍ－２,换算为干物质则为每年３７．０４ｔ·ｈｍ－２．群落净第一性生产力中,群落第一层占８２．０９％,第二层占１０．７７％,第三层占６．２８％,第四层占０．０５％．一年中以６～９这４个月的净第一性生产力最高,而１２、１、２等３个月的净第一性生产力最低     

不同植被恢复类型的土壤肥力质量评价

科学确定森林土壤肥力指标并进行肥力质量的评价,对立地生产力和多目标森林经营的研究有着重要意义。以采伐(径级12 cm择伐)迹地上发育来的稀树灌丛、针叶林、针阔混交林和常绿阔叶林为研究对象,进行每木调查与群落分析,并比较各群落土壤因子间的差异,用典范对应分析(CCA)和因子分析对土壤肥力质量进行定量评价。结果表明,CCA可以有效地筛选土壤肥力质量指标,有助于质量指标的科学确定;土壤肥力质量综合评价分值为稀树灌丛(0.438)常绿阔叶林(0.414)针阔混交林(-0.170)针叶林(-0.331);演替初期(19 a)的植被恢复并未使土壤结构发生明显变化,土壤肥力质量是下降的;无人为干扰的3种群落类型,针叶林表现为更高的生物量积累,而天然更新的常绿阔叶林则更有利于生物多样性的增加与土壤养分的保蓄。     

4种不同演替阶段森林群落物种组成和多样性的比较研究

通过空间变化代替时间差异和样方法等手段,对浙江省马尾松林针叶（针叶林）、马尾松针阔叶混交林、中龄常绿阔叶林和近熟常绿阔叶林4种不同演替阶段森林群落的物种组成和多样性、群落间相似性进行了研究。结果表明,23个样地共记录维管植物53科105属170种。随着演替的进行,群落物种数、各层次的Shannon-Wiener多样性指数基本上呈现先下降后上升的趋势,并以针阔叶混交林最低,估计跟先锋物种的消失和后期物种的出现这一更替有关。随着演替的进行,各群落间的Jaccard相似性系数逐渐降低,其中针阔叶混交林和中龄常绿阔叶林之间的相似性系数最高,马尾松与近熟常绿阔叶林之间的相似性系数最低。群落主成分分析也得出相似的结果。群落之间的差异主要体现在物种组成尤其是乔木层的组成上;针阔叶混交林是物种丰富度和物种多样性较低的一个群落,但它与其它群落间的相似性较高,并已储存了常绿阔叶林中的大部分物种,对演替起着承前启后的作用。     

鼎湖山森林群落不同演替阶段优势种叶生态解剖特征研究

对南亚热带鼎湖山森林群落不同演替阶段8种优势树种进行了叶生态解剖学研究。观察的叶片解剖特征有：叶腹角质膜厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶背角质膜厚度及叶总厚度等。马尾松（Pinus massoniana)在针叶林群落和针阔叶混交林群落生境中,针阔叶混交林中叶片厚度变小,主脉管胞、树脂道平均直径变小。从针阔叶混交林演替阶段到季风常绿阔叶林演替阶段,锥栗（Castanopsis chinensis)叶片厚度、海绵组织厚度增加,栅栏组织厚度、P／S值（栅栏组织与海绵组织厚度比）减少;荷木（Schima superba)和黄果厚桂（Cryptocarya concinna)叶片厚度、栅栏组织厚度、叶腹及叶背角质膜厚度差异显著;从针阔叶混交林演替阶段到季风常绿阔叶林演替阶段,锥栗、荷木、黄果厚寺叶片厚度和栅栏组织厚度等差异均显著。不同生境下林内气温、相对湿度、光合有效辐射等小气候特征是叶片结构特征差异的主要影响因子,叶片结构差异反映了叶片结构在一定程度上对生境的适应。     

浙江天童地区常绿阔叶林退化对土壤养分库和碳库的影响

为了解常绿阔叶林退化对土壤碳库和养分库的影响,采用空间代替时间的研究方法,以常绿阔叶林顶级群落为参照,选择了次生常绿阔叶幼年林、次生针阔混交林、次生针叶林、灌丛和灌草丛代表不同的退化类型,分别对其土壤氮磷养分库、碳库进行了调查和分析。结果表明：土壤氮库贮量从大到小依次为,成熟常绿阔叶林、次生常绿阔叶幼年林、灌丛、次生针叶林、灌草丛和次生针阔混交林;土壤总磷含量也是在成熟林最高,次生针阔混交林和次生针叶林的总磷含量显著高于次生常绿阔叶幼年林和灌丛;土壤有机碳含量从高到低依次为：成熟常绿阔叶林,次生针叶林、次生常绿阔叶幼年林、灌丛、灌草丛和次生针阔混交林;土壤铵态氮在成熟林、灌丛和灌草丛的库容量最大,其次分别为次生幼年常绿阔叶林、次生针阔混交林,最小的为次生针叶林;硝态氮则在灌草丛的库容量最大,其次分别为次生针叶林、次生针阔混交林和成熟林针叶林,最小的为次生常绿阔叶幼年林和灌丛。统计显示,常绿阔叶林退化不仅导致土壤有机碳库含量的显著下降,也使得土壤氮磷养分库含量显著下降。可以认为,砍伐导致的大量生物量输出和森林管理措施的影响,植物种类组成的改变,土壤物理性质的改变以及养分和有机碳的主要生物化学转化环节发生改变是导致此类变化的主要因素,常绿阔叶林顶极群落土壤是该地区土壤的最大养分库和碳库。     

天童常绿阔叶林演替系列植物群落的N：P化学计量特征

土壤氮磷养分对植物生长的限制性可通过植被的N：P化学计量特征来反映。该研究以常绿阔叶林演替系列为对象,将N：P作为诊断指标,揭示常绿阔叶林次生演替过程中植物群落的N：P化学计量特征和养分限制作用。结果显示：1）物种水平的N：P大小不一,但演替系列总体的变化特征表现出了较高的一致性。2）在群落水平上,次生演替初期的灌草丛N：P极小（7．38）,远远低于14,当演替进入灌丛阶段,N：P显著增高到19．96,在进入演替中期的针叶林（14．29）和针阔混交林（14．21）时,N：P显著下降到14～16之间,演替中后期的木荷（Schima superba）群落（18．77）和栲树（Castanopsis fargesii）群落（20．13）的N：P发生了显著的升高过程。根据以往对N：P临界值的确定,可以认为,常绿阔叶林次生演替初期的植物群落生产力主要受到氮素的限制作用;演替中期的针叶林和针阔混交林主要受氮磷的共同限制,但以氮素的限制作用更为强烈;演替中后期植物群落主要受到土壤磷素的限制作用。     

鼎湖山三种主要林型水文学过程中总有机碳浓度对比

为了解碳在森林内部以及群落演替过程中的转运动态 ,对鼎湖山 3种主要林型 (马尾松林 ,马尾松针阔混交林和季风常绿阔叶林 )森林水文学过程中总有机碳 (total organic carbon,TOC)浓度进行了一个雨季的观测 ,结果发现 :(1)穿透水中 TOC浓度相对大气降水中 TOC浓度的增量为 :季风常绿阔叶林 >马尾松针阔混交林 1>马尾松针阔混交林 2 >马尾松林 ;(2 )树干茎流平均 TOC浓度为 :马尾松林 >马尾松针阔混交林 2 >马尾松针阔混交林 1>季风常绿阔叶林 ;(3)各林内土壤水 TOC浓度差异不明显 ,但根系层 (2 5～ 30 cm)土壤水 TOC浓度均大于母质层 (5 0～ 80 cm) TOC浓度 ;(4 )马尾松林的溪水具有较高的 TOC浓度和较大的月际波动 ;(5 )总体上 ,整个森林水文学过程中 ,3种林型 TOC浓度变化趋势相似 ,均为 :树干茎流 >穿透水 >根系层土壤水 >母质层土壤水 >溪水 ,但变化幅度不同 :马尾松林的变化幅度最大 ,季风林的最小 ,而两个混交林居中。这表明 ,(1)森林演替过程中 ,林冠层结构、树种构成等的改变可能引起森林水文学过程中 TOC浓度的变化 ;(2 )森林水文学过程转运的碳主要储存在森林内部 ;(3)成熟森林的抗干扰能力高于先锋群落     

南亚热带典型森林演替类型粗死木质残体贮量及其对碳循环的潜在影响

森林生态系统中的粗死木质残体(Coarse woody debris, CWD)不仅能够为其它生物提供生境,维持森林结构,而且对生物地球化学循环起着不可忽视的作用,CWD作为森林生态系统中重要的结构和功能元素,已经引起广泛关注。然而,华南地区典型亚热带森林生态系统中CWD的结构和功能方面的研究很少。该文报道了鼎湖山自然保护区内典型南亚热带森林生态系统中CWD的贮量及其特征,所选择的森林包括马尾松(Pinus massoniana)林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林,它们分别代表该气候区域内处于森林演替早期、中期和后期3个阶段的森林类型。其中马尾松林和针阔叶混交林都起源于20世纪30年代人工种植的马尾松纯林,由于长期受到包括收割松针、CWD和林下层植物等在内的人为活动的干扰,到2003年调查时马尾松林仍属于针叶林;而混交林样地自种植之后就未受到人为活动的干扰,自然过渡为针阔叶混交林类型。人为干扰对马尾松人工林的结构和功能产生了巨大的影响,马尾松林的生物量仅为针阔叶混交林生物量的35%。组成马尾松林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林CWD的树种数量分别为7、18和29;马尾松林中几乎没有CWD存在(贮量仅为0.1 Mg C·hm^-2),针阔叶混交林CWD的贮量为8.7 Mg C·hm^-2,季风常绿阔叶林CWD的贮量为13.2 Mg C·hm^-2,分别占地上部分生物量的9.1%和11.3%;针阔叶混交林和季风常绿阔叶林中只有将近10%的CWD以枯立的方式存在。该区域内CWD的分解速率较快,在区域碳循环中将扮演重要角色,保留林地中的CWD是维持本区域森林生产力和森林可持续管理的重要举措。     

南亚热带森林群落演替过程中林下土壤的呼吸特征

采用CI-310便携式光合作用系统及其附件,测定了广东省黑石顶自然保护区南亚热带森林演替系列中的马尾松林和松阔混交林林下土壤的呼吸速率。测定结果显示:在自然条件下,马尾松林土壤呼吸速率在1.650~4.0μmolCO2m-2s-1,松阔混交林土壤呼吸速率在1.70~3.950μmolCO2m-2s-1之间。林下土壤呼吸速率与温度和土壤空气相对湿度可用拟合,据此并结合当地气象资料推算出马尾松林和松阔混交林的年均土壤呼吸量分别为31.027、36.629 tCO2hm-2,后者高于前者。     

栲树种群生态位动态研究

用Levins生态位宽度及重叠、Feinsing等生态位宽度和Petraitis生态位重叠计测方法,处理缙云山森林群落演替系列取样,分析栲树种群的生态位特征及动态.结果表明,栲树种群为缙云山森林群落演替顶极群落常绿阔叶林的优势种群,其生态位宽度随群落演替过程基本呈增长趋势,而资源利用程度却呈“∧”形;对于栲树种群和缙云山森林群落其它14个优势种群间在所有5类群落中的生态位重叠,仅栲树种群与典型针阔混交林中的小叶栲、光叶灰木、川灰木、薯豆、白毛新木姜子、广东山胡椒、大头茶、虎皮楠、杉木、马尾松种群上和针叶林中小叶栲、光叶灰木、杉木种群上,表现出显著完全特定重叠.     

鼎湖山针阔混交林演替过程中群落组成和结构短期动态研究

分析了鼎湖山针阔混交林永久样地在4a演变过程中群落的物种组成结构、空间结构、物种多样性以及生物量的动态变化。结果表明：群落乔、灌、草3层的物种个体数量有很大变化,但其物种组成结构变幅很小;针叶树种马尾松(Pinus massoniana)的优势地位逐步丧失,而阔叶树种荷木(Schima superba)和锥栗(Castanopsis chinensis)等优势地位日益巩固,同时中生性树种的罗伞(Ardisia quinquegona)和九节(Psychotria rubra)等地位也在加强,整个群落向常绿阔叶林演变：群落乔木层的生物量增加而灌木层的生物量逐步减少,但群落总生物量仍在增加：群落各层次物种多样性的变化及其相互关系较为复杂,但各层次的物种多样性指数只表现微小的起伏,说明针阔混交林群落的演替是一种缓慢的、较为稳定的过程。同时,在群落的演替过程中,偶见种及珍稀植物的保护值得关注。     

广东黑石顶自然保护区森林次生演替过程中群落的种间联结性分析

 采用2×2列联表，通过方差分析、X2检验、Ochiai指数对黑石顶森林次生演替过程中各阶段群落优势种的种间联结性进行了定量分析。研究结果表明：群落的总体种间关联性在演替恢复初期表现为无相关性，针阔叶混交林阶段为总体的正关联，阳生性常绿阔叶林阶段呈总体负关联，中生性常绿阔叶林阶段总体呈显著正关联。在演替初期主要种对间尚未形成一定的种间关系，演替至混交林和阳生性常绿阔叶林阶段，种间关系开始形成，但大多表现为直接的竞争关系，中生性常绿阔叶林阶段形成了复杂多样的种间关系，表现为同层树种间的种间结合或竞争和不同层种间的结合关系。     

重庆缙云山针阔混交林林隙树木更替规律研究

 研究了重庆缙云山大面积分布的亚热带次生性针阔混交林林隙树木更替规律,预测了该类型林林隙演替趋势。结果表明：马尾松(Pinus massoniana)种群表现出强烈的相互更替模式,四川大头茶(Gordonia acuminata)、四川山矾(Symplocos setchuanensis)等常绿阔叶树种自我更替与相互更替两种模式共存;林隙现实树木更替过程不能维持群落现有组成;Markov转移矩阵分析表明未来林冠层组成中马尾松种群将失去优势地位,整个群落将由针阔混交林向常绿阔叶林方向演替。     

黑石顶针阔叶混交林演替过程中群落结构动态

分析了黑石顶针阔叶混交林在１０年演变过程中的群落结构变化。结果表明,群落垂直分层日益明显;群落水平结构指标,盖度、密度、胸高断面积均有较大幅度增加;群落物种组成结构总体上变幅不大,但针叶树马尾松、杉木的优势地位明显衰弱,阔叶树木荷、腺叶山矾、鸭脚木等种的优势地位显著增强,整个群落由针叶阔叶混交林朝着阔叶针叶混交林演变;群落乔木层物种多样性、均匀度在增加,生态优势度在降低,群落向着复杂化、多层化方向     

缙云山马尾松种群数量动态初步研究

马尾松(Pinus massoniana)种群是我国亚热带森林植被演替的先锋种群之—。研究其数量动态对亚热带森林群落和生态系统的研究有着重要意义。“样地编年序列”的应用为长命多年生植物种群数量动态的研究提供了一条捷径。缙云山马尾松种群,约在7龄前,其密度随时间而增长,其后降低。其间关系可用下式近似表达：(07), 式中,D是种群密度估计值,A是种群年龄。缙云山马尾松种群生物量在灌草从到松阔混交林初期的演替中呈现Logistic增长。符合公式：式中,Bp是种群生物量的估计值,A,e是自然对数的底。在从混交林到常绿阔叶林的演替中,其生物量表现出随时间下降的趋势。在自疏过程中,马尾松种群平均植株生物量与种群密度服从-3/2稀疏定律。符合公式：式中,Bi是平均植株生物量,D是种群密度。导致缙云山马尾松种群数量动态变化的动力,主要是种内光资源竞争引起的自疏和种间光资源竞争引起的他疏。