除草剂对桉树人工林下植物及土壤微生物群落的影响

除草剂在桉树人工林中的应用越来越普遍,但关于除草剂对桉树人工林林下植物和土壤微生物群落的影响知之甚少。通过桉树人工林低剂量高频率（LHF）、中剂量中频率（MMF）、高剂量低频率（HLF）除草剂喷施试验,并与人工除草（MT）为对照,比较分析不同剂量、不同频率除草剂施用对林下植物和土壤微生物群落的影响。结果表明,施用除草剂导致桉树人工林林下植物种类和功能群组成发生显著变化,但并未显著降低林下植物群落物种丰富度和多样性,随除草剂施用频率的降低及恢复时间的增加,物种丰富度及多样性指数呈恢复趋势。除草剂施用也导致土壤养分含量降低。除草剂通过对林下植物群落和土壤养分的负面影响间接影响土壤微生物群落。LHF显著降低藤本植物而显著提高蕨类植物功能群的重要值,从而显著降低了微生物群落、真菌和放线菌的磷脂脂肪酸（PLFA）含量。MMF显著降低木本和藤本植物而显著提高禾草植物功能群的重要值,导致土壤微生物群落和放线菌的PLFA含量显著降低。HLF未显著影响林下植物及土壤微生物群落,但土壤全磷含量显著降低,速效磷含量也大幅下降。施用除草剂显著降低了土壤微生物生物量碳、氮的含量。因此,生产上应减少除草剂的施用,以减少对林下植物和土壤微生物群落的负效应。     

南亚热带典型针叶林改造成乡土阔叶林后林下植物功能群的变化及其环境解释

把针叶林改造成珍贵乡土阔叶林,是近年来亚热带人工林常见的营林措施之一。为了探究这种营林措施对林下植物功能群的影响,通过调查该地区典型针叶林和珍贵乡土阔叶林的林下植被,对比了针叶林和阔叶林之间的林下植物物种丰富度和物种组成的差异,并和环境因子进行多元分析。结果表明:(1)阔叶林林下木本、禾草、蕨类和藤本功能群的物种丰富度相对针叶林有所减少,其中红椎(Castanopsis hystrix)和米老排(Mytilaria laosensis)林的木本和禾草功能群物种丰富度的下降达到显著水平(P 0.05);(2)主成分分析(PCA)结果表明,针叶林阔叶化后其林下植物功能群发生了明显的变化;(3)冗余分析(RDA)结果揭示了叶面积指数、平均叶倾角、土壤碳氮比、土壤全磷、凋落物碳氮比和透射系数是驱动林下植物功能群变化的主要因子,分别解释了林下植被功能群变异的33%、13%、6%、5%、2%和2%。(4)针叶阔叶化引起的冠层结构变化是导致林下植物功能群变异的主因,而土壤理化性质的变化对其影响较小。     

桉树与红锥混交对土壤养分及林下植物功能群的影响

桉树人工林对生态环境的影响一直是全球性争议的热点问题,桉树与珍贵乡土树种混交的生态环境效应备受关注。为探究桉树混交营林措施对林地土壤养分及林下植物功能群的影响,该研究以桉树纯林(PE)、桉树×红锥混交林(MEC)和红锥纯林(PCH)为对象,开展了林下植物群落及环境因子的调查测定。研究结果显示：不同林分的土壤理化性质具有显著差异,混交林的土壤pH、有效氮(AN)和有效磷(AP)含量显著高于纯林;而土壤含水量(SMC)、有机碳(SOC)、总氮(TN)含量及C∶N和C∶P在混交林中没有显著优势,并呈现PEMEC>PCH的趋势。混交林显著增加林下木本植物功能群(WFG)的物种丰富度,而PCH显著增加蕨类植物功能群(FeFG)的物种丰富度。混交林的WFG和禾草植物功能群(GFG)的重要值均显著高于红锥纯林,而红锥纯林FeFG的重要值显著高于混交林。主坐标分析结果表明,MEC与PE的林下植物功能群组成差异不显著,但与PCH的差异显著;冗余分析结果揭示了AN和AP是WFG占优势的主要影响因子,SMC、TN...     

桉树人工林更新方式对林下植物功能群的影响

该研究综合运用野外调查和室内分析的方法,评估桉树人工林林下植物功能群的组成、分布及更新方式和相关环境因子之间的关系。结果表明:林分更新5 a后,除了非禾本科杂草功能群外,其他林下植物功能群的物种丰富度均呈现不同程度的增加,但与对照组(砍伐迹地)相比,其差异程度均不显著(P0.05);与对照组相比,藤本和蕨类功能群的相对多度也出现增加趋势,但禾本科草本功能群显著减少(P0.05);木本、藤本和蕨类功能群的相对盖度也呈现增加趋势,但禾本科草本功能群与对照组相比显著减少(P0.05);主成分分析(PCA)发现萌芽更新或植苗更新林的林下植物功能群组成和分布与对照组相比均发生了显著的变异,但不同更新方式(萌芽和植苗)下其林下植物功能群组成和分布差异不明显;通过冗余分析(RDA)确定了冠层透光系数、土壤孔隙度、坡向和土壤氮磷比是影响该林地林下植物功能群的主要因子,它们的叠加效应能解释大于75%的林下植物功能群的变异,最终模型通过排序得到冠层透光系数是影响该林地林下植物功能群的最主要因子。短期的研究发现萌芽和植苗这两种不同的更新方式对桉树林下植物功能群的影响有限,这可能与这两种更新方式形成的林冠结构和土壤理化性质差异性较小有关。     

Plant functional groups mediate effects of climate and soil factors on species richness and community biomass in grasslands of Mongolian Plateau

植物功能群在调控气候和土壤因子对蒙古高原草原群落物种丰富度和生物量影响中的作用 植物功能群组成主要受环境因素驱动,同时植物功能群组成也是影响草地生物多样性和生产力的主要因素之一。因此,理解植物功能群在调控环境因素对生态系统功能和生物多样性影响中可能发挥的作用至关重要。通过对蒙古高原草原65个样点的植物生物量和物种丰富度的调查,将157种多年生草本植物分为两种植物功能群(即禾草和杂类草)。通过随机森林模型和普通最小二乘回归,确定与植物功能群物种丰富度和地上生物量显著相关的环境因素(即干燥度、土壤总氮和pH),并利用结构方程模型探讨筛选出的环境因素与群落物种丰富度和生物量间的关系,以及植物功能群在驱动这种关系中发挥的作用。干燥度与禾草、杂类草以及整个群落的地上生物量和物种丰富度均呈显著的单峰关系。所有的物种丰富度和生物量指标均与土壤总氮和pH值显著相关。禾草在维持蒙古高原草原生态系统群落生物量中起着关键作用,并受气候因素的直接影响。而杂类草物种丰富度决定了群落总丰富度,并受到土壤因素直接的调控。因此,群落组成在调控环境因素对群落生物量和植物多样性的影响中起着关键作用。     

山西文峪河上中游森林群落多样性

基于山西文峪河上中游森林群落的野外调查数据,选取植物生活型、生活史、固氮类型、传粉途径、种子传播途径等14个植物功能性状,计算丰富度指数(R)、多样性指数(H')、均匀度指数(E)等物种多样性指数和功能丰富度指数(FRic)、功能均匀度指数(FEve)、功能分歧度指数(FDiv)等功能多样性指数,并用TWINSPAN对森林群落进行分类,Spearman秩相关分析多样性指数间及其与环境因子间的相关性,对山西文峪河上中游森林群落多样性进行研究。结果表明:青杄林种数最多(R=27),辽东栎油松林和油松林种数最少(R=16);白桦林的H'和E最大,油松林的H'和E最小。山杨白桦林的FRic值最大,白杄林的FRic值最小;青杄林的FEve值最大,山杨白桦林的FEve值最小;山杨林的FDiv值最大,白桦林的FDiv值最小。文峪河上中游森林群落物种多样性指数与功能多样性指数间相关性不显著(P0.05),仅FDiv与H'呈显著负相关关系(P0.05);物种多样性指数间呈极显著相关关系(P0.01),功能多样性指数间相关性不显著(P0.05),仅FRic与FEve呈显著负相关关系(P0.05);随着海拔增加,物种多样性指数增加(P0.05或P0.01),但功能多样性指数减小(P0.01或P0.05)。     

老秃顶子石河冰缘地貌森林群落物种多样性及其影响因素

基于对24个样地的调查数据,采用物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数以及Jaccard相似性指数,对辽东山地老秃顶子石河冰缘地貌森林群落物种多样性及其影响因子进行了研究。结果显示:(1)石河冰缘地貌森林群落中落叶阔叶林、针阔混交林和暗针叶林的物种丰富度指数平均值分别为41±10、34±5和31±7。森林群落物种丰富度变异系数均为中等变异性。(2)石河冰缘地貌森林群落中落叶阔叶林、针阔混交林和暗针叶林的Shannon-Wiener指数平均值分别为1.67±0.32、1.50±0.18和1.29±0.25。(3)石河冰缘地貌森林群落间Jaccard相似性指数为0.037~0.530,且集中在极不相似和中等不相似区间。(4)相关性分析结果显示,石河冰缘地貌海拔高度与森林群落乔木层物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数呈极显著负相关(P0.01),与灌木层物种丰富度指数呈显著负相关(P0.05);土壤电导率和含盐量均与森林群落物种多样性指数呈显著正相关(P0.05);土壤pH值与灌木层物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数呈极显著正相关(P0.01);土壤CaO含量分别与乔木层和灌木层的物种丰富度指数、乔木层Shannon-Wiener指数呈显著正相关(P0.05)。这表明海拔高度、土壤电导率、盐含量、pH值和CaO含量是影响石河冰缘地貌森林群落物种多样性变化的重要因素。     

南亚热带人工针叶纯林近自然改造早期对群落特征和土壤性质的影响

借鉴近自然森林管理理念,用阔叶林或针阔混交林替代南亚热带大面积人工针叶纯林已被认为是一种有效的森林培育方式.1993年,在位于广西凭祥的中国林业科学研究院热带林业实验中心伏波试验场营造了马尾松和杉木纯林.为了提高针叶纯林的生产力和维护生态平衡,2007-2008年间,运用近自然森林培育技术,分别在间伐后的马尾松和杉木纯林中套种等量混合的当地优质乡土树种红椎(Castanopsis hystrix)和香梓楠(Michelia gioii苗木,套种密度均为405株/hm2(以下简称“马尾松近自然林”、“杉木近自然林”).选择邻近地块相同林龄、相似立地条件的未经改造的马尾松、杉木人工纯林作为对照(以下简称“未改造纯林”),研究了马尾松和杉木人工针叶纯林近自然改造早期对群落特征和土壤性质的影响,以期为马尾松和杉木人工林的可持续经营提供科学依据.研究结果表明:(1)近自然林中马尾松和杉木的密度、胸高断面积均显著低于各自未改造纯林(P＜0.05),但其平均胸径均高于各自未改造纯林,其中马尾松达显著差异(P＜0.05).(2)近自然林成年树(DBH≥10 cm)的林木株数少于未改造纯林,树种仍以马尾松和杉木占据绝对优势地位,而近自然林小树(5 cm≤DBH＜10 cm)和幼树(1 cm≤DBH＜5 cm)的物种数、株数均多于未改造纯林,套种的红椎和香梓楠已经成为近自然林中重要值最大的幼树物种,红椎和香梓楠在马尾松近自然林中的生长状况优于杉木近自然林.(3)马尾松近自然林灌木层和草本层的物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数与其未改造纯林均无显著差异;杉木近自然林灌木层的丰富度指数和草本层的Pielou指数显著高于其未改造纯林(P＜0.05),其他指数则没有显著差异.(4)马尾松和杉木近自然林的土壤容重、总孔隙度、全磷、全氮、全钾和速效钾与各自未改造纯林没有显著差异,但马尾松近自然林的土壤有机碳含量和pH值显著低于其未改造纯林(P＜0.05),杉木近自然林的速效磷含量显著低于其未改造纯林(P＜0.05).     

张家界砂岩峰林不同海拔林下植物多样性及其与土壤因子的关系

林下植物多样性的海拔分异格局及其与土壤因子的关系是森林生态系统多样性研究的重要方面。以砂岩峰林区张家界国家森林公园为对象，研究了不同海拔(400～600、600～800、800～1000、1000～1220 m)林下植物多样性与土壤因子性质以及二者间的关系。结果表明：(1)不同海拔灌草层重要值最高的物种不同，1000～1220 m海拔林下植物组成最丰富，400～600 m海拔最贫乏；(2)不同海拔灌草层的多样性指数H、丰富度指数D具有显著差异(P<0.05),而优势度指数H′、均匀度指数J_sw无显著差异(P>0.05);(3)不同海拔土壤全磷、全镁和全钙具有显著差异(P<0.05),土壤pH值、全钾、氮磷比、全氮、碳磷比、全碳和碳氮比差异均不显著(P>0.05);(4)海拔和土壤含碳量是影响草本多样性分异特征的主要环境因子，而灌木多样性受环境因子影响不明显。研究表明，林下植物多样性与环境因子存在一定的相关性，为砂岩峰林区物种多样性的研究提供了新的思考。     

西双版纳热带山地常绿阔叶林蕨类植物多样性研究

基于4个50m×50m(包含400个5m×5m)样方调查,统计了蕨类植物的α多样性指数、优势度指数、相似性指数及β多样性指数。结果表明:在调查的1hm2西双版纳热带山地常绿阔叶林里,蕨类植物的物种丰富度为32种;不同样地蕨类植物丰富度指数、多样性指数、优势度指数及均匀度指数的变化趋势一致;该森林群落蕨类植物的物种多样性虽然不高,但优势种群显著;通过3个无人为干扰与1个受人为干扰样地的对比分析研究看出,该类森林遭受一定程度的人为干扰后,蕨类植物物种丰富度、多样性、优势度及相似性等均显著下降,其中物种多样性的降低尤为显著,既使群落的外貌、结构等恢复至接近原始林状态,蕨类植物丰富度及多样性也难以恢复,故此,保护原始的森林植被是保护该森林蕨类植物多样性的有效措施之一。     

不同间伐强度对杉木人工林碳储量及其分配的影响

间伐改变了林分环境,影响林木生长及碳储量,准确评估不同间伐强度对杉木人工林生物量及碳储量的影响对碳汇林业的发展具有重要意义。2013年,以中国林业科学研究院热带林业实验中心1992年造林并于2005年实施3种不同间伐强度(74%:H、50%:M和34%:L)的杉木人工林为研究对象,样地内每木检尺,实测样木生物量,并结合杉木群落各组分含碳率的实测值,对杉木人工林的生物量和碳储量进行估算,结果表明:H(74%)显著增加了林木的胸径(P0.01),分别比M(50%)、L(34%)和CK(0%)增加了13.65%、20.74%和18.37%。3种间伐强度之间树高差异均不显著,而CK的树高均大于3种间伐强度的树高,分别比H、M和L增加了6.64%、15.73%和16.70%。与对照相比,H显著增加了林木的单株生物量(P0.01)。对照林地乔木层的碳储量均显著高于其他3种间伐强度的乔木层碳储量(P0.05),而乔木层各器官碳储量大小顺序为:树干树枝树根树皮树叶;3种间伐强度和对照处理杉木人工林之间的生态系统碳储量差异性不显著(P0.05),其中乔木层和土壤层为主要碳库,两者所占总的碳储量超过生态系统总的碳储量的97.62%。     

亚热带不同林龄杉木林叶-根-土氮磷化学计量特征

以亚热带地区湖南会同5、10、15、20、25年生杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林的针叶、细根及土壤(0—15、15—30、30—45 cm)为研究对象,在测定植物叶、细根、土壤中全N、全P含量的基础上,探讨杉木人工林全生命过程叶-根-土N、P化学计量特征的变化,为其经营过程提供基础数据。研究结果表明:(1)林龄对土壤N、P含量及N∶P具有极显著的影响(P0.01)。土层对土壤N含量影响显著(P0.01)。各层土壤N、P含量随林龄呈先减后升的趋势,变化显著(P0.05),土壤N、P含量的最大值分别出现在成熟林、幼龄林阶段,最小值出现在中龄林阶段。土壤N∶P随林龄呈增加趋势,但变化不显著。(2)林龄、器官均对植物N、P含量及N∶P具有极显著的影响(P0.01)。叶和细根的N、P含量随林龄呈"V"字型的变化趋势,且变化显著(P0.05),叶和细根N、P含量的最大值均出现在幼龄林、成熟林阶段,最小值出现在中龄林阶段。杉木叶的N∶P随林龄无显著变化,细根的N∶P随林龄显著增加(P0.05),杉木叶和细根N∶P变化范围分别为11.79—14.86,9.00—22.89。(3)5个林龄杉木叶、细根、土的N、P含量均表现为叶细根土,且差异显著(P0.05)。叶与细根的N、P含量及N∶P均显著正相关(P0.05)。0—15 cm土壤N与植物叶、细根N无显著相关性,15—30、30—45 cm土壤N与植物叶、细根N在5、10年生时存在显著相关性(P0.05)。5个林龄杉木叶、细根、土壤之间的P含量及N∶P均存在显著相关性。这些结果说明:在杉木的生长过程中,植物叶、细根以及土壤中养分不断变化,叶、细根、土之间的N、P化学计量特征显示出一定的相关关系。     

杉木林改造成乡土阔叶林对林下植物物种组成和多样性的影响

把杉木林改造成乡土阔叶林,不仅能提供高价值木材,而且能够提升生态系统服务功能,是我国目前改造退化针叶林最常见的经营模式之一,但这些改变对其林下植物物种组成和多样性的影响及机制我们尚知之甚少。以南亚热带杉木林采伐迹地上重新种植的杉木林、红锥林和米老排林为研究对象,调查研究其灌木层和草本层植物物种组成和多样性,结果表明：（1）和杉木林相比,改造后的红锥林和米老排林灌木层的植物物种丰富度和多样性均呈极显著降低（P<0.01）,但其草本层植物只有物种丰富度极显著降低（P<0.01）,多样性均无显著变化（P>0.05）;（2）主成分分析（PCA）表明改造后的林分灌木层和草本层的植物物种组成发生明显的变化,冗余分析（RDA）确定导致林分灌木层植物物种组成发生变化的主要原因是杉木林改造成红锥林和米老排林后的冠层透光率、土壤碳氮比、土壤含水量和凋落物碳氮比的显著变化,而冠层透光率和土壤碳氮比的显著变化是导致其林下草本层植物物种组成发生明显变异的主要因子;（3）方差分解结果显示微地形、乔木特性和土壤理化性质的独立效应对灌木层和草本层植物物种组成的影响高于它们的交互效应。该研究为科学经营管理人工林和提高人工林生态系统多功能性提供科学依据。     

间伐强度对阿尔泰山天然林下植被的影响

以阿尔泰山天然林为研究对象,探究不同间伐强度（19%、33%、55%、62%）对林下植被的影响,为该区天然林的经营管理提供理论依据。运用样地调查法,对间伐30 a后的林木进行每木检尺,调查林下植被结构、物种多样性,对测定数据进行单因素方差分析和LSD多重比较检验。结果表明：（1）草本层物种丰富度随间伐强度的增大而增大,62%间伐强度显著大于其他处理;灌木层物种丰富度随间伐强度的增大呈先增后减的趋势,55%间伐强度最大（P>0.05）;不同间伐强度处理之间,林下植被的Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均无显著差异（P>0.05）,草本植物优势种各间伐强度之间大致相同;（2）适当增加间伐强度可以明显提高灌木层和草本层密度,以55%间伐强度为优（P<0.05）,林下植被的盖度随着间伐强度的增大先增后减,间伐显著影响灌木植物盖度,而对草本层盖度则影响不显著（P>0.05）。以上研究表明从恢复林地多样性的角度考虑,间伐强度选取55%更合理。     

杉木叶片、细根功能性状对毛竹扩张及伐除的响应

功能性状能够反映植物对不同环境的适应策略。毛竹扩张与外来植物入侵相似，常引起原有植物生存环境的改变，而原有植物功能性状对毛竹扩张及伐除的响应机制尚不清楚。选取毛竹-杉木混交林和去竹杉木林为研究对象，以杉木纯林为对照，比较分析杉木比叶面积、叶干物质含量、叶组织密度等叶功能性状以及比根长、细根生物量、细根根长密度等细根功能性状的变化以及其间的相关关系。结果表明：(1)与杉木纯林相比，混交林中杉木的叶相对含水量以及叶干物质含量分别减少了5.07%、0.032 g/g,叶组织密度以及比叶面积分别增加了0.005 g/cm³、10.33 cm²/g;而去竹杉木林中，杉木比叶面积、叶相对含水量减少，叶干物质含量和叶组织密度则呈上升趋势。(2)与杉木纯林相比，混交林中杉木细根生物量、细根体积密度以及细根根长密度都不断下降，而杉木细根比根长在0—20 cm土深处显著增加(P<0.05);而去竹杉木林中杉木细根比根长、细根根长密度和细根生物量则显著降低(P<0.05),细根体积密度在20—30 cm土深处有所增加。(3)杉木纯林中杉木细根功能性状间...     

Evaluating different harvest intensities over understory plant diversity and pine seedlings,in a <Emphasis Type="Italic">Pinus pinaster</Emphasis> Ait. natural stand of Spain

Although modern forestry takes into consideration the analysis of the effects of forest management on plant structure, diversity and seedlings, little is known about how those parameters respond to harvest techniques in the Mediterranean region. We investigated the effect of three different harvest intensities, respect to uncut controls, on understory plant species functional groups, richness, diversity and pine seedlings in a natural Maritime pine stand in Spain, three years after harvesting. The harvest treatments produced a reduction of the number of Pinus pinaster seedlings and woody species cover, and an increase of species richness (total and of annual species) and plant cover of annual species respect to control plots (CO). The Shannon diversity values showed no differences between treatments. These results emphasize that the tree harvest treatments analyzed are not suitable for the management of this P. pinaster stand. Otherwise, the reduction of pine seedling density by harvest treatments and the changes in richness and cover of functional groups would not induce the natural regeneration of this stand maintaining the understory plant layer.     

Understory vegetation response to thinning disturbance of varying complexity in coniferous stands

Question: Can augmented forest stand complexity increase understory vegetation richness and cover and accelerate the development of late‐successional features? Does within‐stand understory vegetation variability increase after imposing treatments that increase stand structural complexity of the overstory? What is the relative contribution of individual stand structural components (i.e. forest matrix, gaps, and leave island reserves) to changes in understory vegetation richness? Location: Seven study sites in the Coastal Range and Cascades regions of Oregon, USA. Methods: We examined the effects of thinning six years after harvest on understory plant vascular richness and cover in 40‐ to 60‐year‐old forest stands dominated by Douglas‐fir (Pseudotsuga menziesii). At each site, one unthinned control was preserved and three thinning treatments were implemented: low complexity (LC, 300 trees ha^?1), moderate complexity (MC, 200 trees ha^?1), and high complexity (HC, variable densities from 100 to 300 trees ha^?1). Gaps openings and leave island reserves were established in MC and HC. Results: Richness of all herbs, forest herbs, early seral herbs and shrubs, and introduced species increased in all thinning treatments, although early seral herbs and introduced species remained a small component. Only cover of early seral herbs and shrubs increased in all thinning treatments whereas forest shrub cover increased in MC and HC. In the understory, we found 284 vascular plant species. After accounting for site‐level differences, the richness of understory communities in thinned stands differed from those in control stands. Within‐treatment variability of herb and shrub richness was reduced by thinning. Matrix areas and gap openings in thinned treatments appeared to contribute to the recruitment of early seral herbs and shrubs. Conclusions: Understory vegetation richness increased 6 years after imposing treatments, with increasing stand complexity mainly because of the recruitment of early seral and forest herbs, and both low and tall shrubs. Changes in stand density did not likely lead to competitive species exclusion. The abundance of potentially invasive introduced species was much lower compared to other plant groups. Post‐thinning reductions in within‐treatment variability was caused by greater abundance of early seral herbs and shrubs in thinned stands compared with the control. Gaps and low‐density forest matrix areas created as part of spatially variably thinning had greater overall species richness. Increased overstory variability encouraged development of multiple layers of understory vegetation.