中条山混沟地区森林乔木种的数量分类与环境解释

通过对中条山混沟地区森林植被调查资料的多元分析——TWINSPAN分类、CCA排序与环境解释,划分了该地区的植被类型,给出了植被与环境因子的定量关系。结果如下:1)40个样地可划分为青檀林(Form.Pteroceltis tatarinowii)、栾树林(Form. Koelreuteria paniculata)、槲栎林(Form. Quercus aliena)、栓皮栎林(Form. Quercus variabilis)、鹅耳枥+葛萝槭林(Form. Carpinus turczaninowii+Acer grosseri)、元宝槭+千金榆林(Form. Acer truncatum+Carpinus cordata)和辽东栎林(Form. Quercus liaotungensis)7种群落类型,体现了中条山地带性植被类型为暖温带落叶阔叶林的特点。2)群落类型的划分主要反映了CCA排序第一、二轴的环境梯度,CCA排序第一轴突出反映了海拔与土壤养分梯度,第二轴与土壤pH值、湿度指数和坡度显著相关。总体来说,海拔和土壤因子是影响混沟地区乔木物种分布分异的最主要环境因子。3)环境因子和空间因子解释了物种格局变化的46.14%,其中环境因子占30.79%,空间因子占8.48%,空间因子和环境因子交互作用解释的部分占6.87%。良好的环境解释反映了调查取样和环境因子选取的合理性,同时也体现了混沟地区植被的原始性。     

辽东栎林不同层植物沿海拔梯度分布的DCCA分析

 为研究北京东灵山辽东栎（Quercus liaotungensis）不同层植物的分布与环境因子之间的关系,对东灵山辽东栎林进行了植物群落学调查。沿 海拔梯度在乔木层、灌木层和草本层各调查119个样方,同时调查了每个样方的环境因子如海拔、坡度和坡位。物种数据采用二元属性数据,对 非数值环境因子进行赋值。对东灵山辽东栎林和各环境因子进行去趋势典范对应分析（Detrended canonical correspondence analysis, DCCA）,结果表明：DCCA 第一轴基本上反映了植物群落所处环境的海拔的梯度变化,第二轴基本上反映了坡位的梯度变化。同时发现辽东栎林 大多数植物分布在低海拔区域。乔木层的物种分布比较均匀。草本层的物种分布重叠率是最大的,说明草本植物的生境相似性很高。低海拔区 域的生物多样性要高于高海拔区域的生物多样性。结合环境因子间的相关关系和DCCA排序结果,发现海拔是影响东灵山辽东栎林物种分布的主 要环境因子。     

油松人工林林下植物群落变化及其环境解释

通过对山西太岳山宋家沟油松(Pinus tabuliformis)人工林林下植物群落进行调查,采用典范对应分析(CCA),探讨油松人工林林下物种分布与环境因子之间的关系。结果表明:1)在调查的42个样地中,油松林下共出现植物物种83种,隶属26个科72属,其中草本层物种种类较灌木层物种种类丰富,多达64种。2)CCA排序较好地揭示了该区油松人工林林下植物的分布格局与环境梯度的关系:林龄、坡度、坡向、林冠郁闭度、全氮、全钾对油松人工林林下草本层物种分布格局有重要影响;林龄、坡向、坡度、全氮对油松人工林林下灌木层物种分布格局有重要的影响。3)影响林下草本层和灌木层物种分布格局的变量中,生境因子与生物因子共同分别解释了40.3%和42.7%,其中,纯粹的生境变量(即未与生物变量共有的空间变量)对林下植物群落的变异解释能力较生物变量高,表明生境因子在决定油松人工林林下植物分布格局变异中起着举足轻重的作用。     

北京山区栎林的群落结构与物种组成

在北京东灵山、喇叭沟门和大海陀山地区的辽东栎(Quercus liaotungensis)林以及白龙潭地区的槲树(Q.dentata)-麻栎(Q.acutissima)混交林中共调查了43个样方,利用这些样方资料,对群落进行TWINSPAN聚类和CCA排序,以研究北京地区栎林的群落结构、物种组成以及各群落之间的关系。结果表明：本地区栎林群落结构简单,不同栎林群落的结构差异很大。利用TWINSPAN对乔木层物种进行了分类,按不同指示种划分为7类。CCA排序结果显示第一轴与海拔关系显著,主要反映了温度因子的作用;第二轴与坡向关系显著,反映了水分因子的作用。排序结果与分类结果吻合,显示了不同生境条件对群落结构和物种分布的影响。结果还显示,本地区物种丰富度低,这可能与本地区植被受人为干扰强烈有一定关系。     

黄土高原油松和辽东栎林下植物β多样性差异及影响因素

β多样性是生态学研究的热点论题,相同的β多样性格局可能由不同的生态过程所决定。该文通过构建零假说模型和典范变异分解的方法,比较了黄土高原油松人工林(Form.Pinus tabulaeformis)和辽东栎天然林(Form.Quercus wutaishanica)林下植物群落β多样性,确定了环境过滤和扩散限制在β多样性形成过程中的相对重要性。结果表明:(1)油松人工林和辽东栎天然林的林下群落均具有相似的β多样性大小,均呈现明显的种内聚集过程。(2)环境和空间共同解释了两种林型林下物种组成的较大变化(草本层[E+S]为33%~45%;灌木层[E+S]为21%~35%),且主要以环境解释量为主(包括纯环境变量[E|S]和空间化的环境变量[E∩S])。(3)油松人工林和辽东栎天然林林下群落β多样性形成的不同过程主要体现在生境异质性差异以及特定的环境因子间,例如,海拔梯度、枯落物厚度以及土壤养分(速效氮和速效钾)是引起两种林型林下物种差异的显著环境因子。综上结果认为,黄土高原的油松人工林和辽东栎天然林的群落构建均由确定性的环境过滤为主导,但两种林型的环境过滤过程并不一样,主要表现为生境异质性的差异和不同的环境限制因子。对于黄土高原区域生态环境建设,首先应该保证不同群落的生境异质性,同时不能忽视扩散限制及其与生境异质性二者交互作用对β多样性的影响。     

藏北高原草地群落的数量分类与排序

采用TWINSPAN数量分类和DCA、CCA排序的方法,对藏北高原草地29个样点进行统计分析。结果显示:(1)TWINSPAN数量分类将藏北高寒草地群落划分成10种类型。(2)样点DCA排序第一轴基本反映了水分环境梯度,第二轴基本反映了热量梯度。(3)TWINSPAN分类所划分的各群落在DCA排序图上都有各自的分布范围和界限,说明DCA排序能较好的反应各优势群落与其环境资源之间的关系。(4)样点CCA排序表明,影响群落分布的首要环境因子是水分因子(年均降水量)和空间因子(经度),其次是热量因子(年均温度),CCA排序进一步阐明了群落分布决定于水分和温度等环境因子,并间接验证了TWINSPAN的分类结果。(5)物种CCA排序和TWINSPAN分类结果表明:植物群落中物种的分布格局与植物群落类型的分布格局存在一定的相似性。     

子午岭地区辽东栎和油松林建群种的更新生态位宽度分析

通过实地调查并采用Levins生态位宽度指数对子午岭地区主要树种辽东栎(Quercus liaotungensis)和油松(Pinus tabulaeformis)的幼苗、幼树和成树在不同坡向的辽东栎林、油松 辽东栎混交林和人工油松林3种群落中的生态位宽度进行了分析研究。结果显示:(1)辽东栎和油松的更新生态位宽度在不同群落中各不相同,成树的生态位宽度与群落类型一致;(2)辽东栎幼苗和幼树在阳坡和阴坡人工油松林中的生态位宽度分别是0.951、0.95和0.98、0.94,且生态位宽度显著大于其它2个群落,表明辽东栎幼苗和幼树能很好地适应人工油松林的环境条件;(3)在阳坡,油松幼苗的生态位宽度在辽东栎林最大为0.79,且极显著大于其它2个群落,而阳坡油松幼树的生态位宽度在人工油松林中最大为1.00;在阴坡,油松幼苗的生态位宽度在人工油松林最大为0.63,而阴坡油松幼树的生态位宽度却在油松 辽东栎混交林最大为0.83,且极显著大于其它2个群落;表明油松幼苗适应阳坡的辽东栎林环境和阴坡的人工油松林环境,油松幼树适应阳坡的人工油松林环境和油松 辽东栎林环境。结果表明,人工种植油松林有利于该地区的植被恢复,人工油松林和油松 辽东栎混交林会在该地区存在较长时间,而阳坡的油松 辽东栎混交林存在时间会更长。     

黄龙山油松林和油松+辽东栎混交林物种组成及优势种群动态

根据黄龙山油松(Pinus tabulaeformis)林和油松+辽东栎(Quercus liaotungensis)混交林共6个群丛中27个典型样地调查资料,分析了松栎林群落物种组成、多样性指数和优势种群动态.结果表明:(1)松栎混交林中灌木层和草本层植物种数均大于油松林,且灌木和草本种类因群落生境不同而有差异.(2)物种多样性分析显示,油松林和松栎混交林中由于生境不同导致灌木层物种多样性差异最大.(3)优势种群分析表明,油松林中阴坡幼苗数量较多,种群最大的为Ⅳ和Ⅴ龄级个体;松栎混交林中油松和辽东栎幼苗充足,到Ⅱ、Ⅲ龄级二者均大量减少,此后油松个体增加而辽东栎减少,说明松栎林发育过程中各层次植物物种相互制约,优势种群之间也存在竞争,且受生境条件影响较大.(4)主成分分析表明,气温、土壤、光照和总郁闭度是主要影响因子.因此,在未来森林抚育中应适当减少优势种群密度,促进异龄化;采取有效措施合理搭配灌木和草本,强化对森林发育有利的因素,提高林分质量.     

山西太岳山脱皮榆群落的生态梯度分析及环境解释

为了解释山西太岳山脱皮榆(Ulmus lamellosa)群落中物种的分布情况与该群落环境因子之间的相互关系,采用TWINSPAN数量分类和典范对应分析(CCA)与环境因子的变量分离进行讨论。结果表明,TWINSPAN将60个调查样方划分为7种群丛类型,体现了该脱皮榆群落主要以乔木脱皮榆和草本披针叶苔草(Carex lanceolata)为优势种。7种群丛类型与CCA排序结果一致,CCA排序第1轴主要体现了坡位和海拔;坡向与第2排序轴存在显著相关性。Monte Carlo检验结果表明,影响脱皮榆群落物种分布最主要的环境因子是海拔。在环境分离变量解释方面,环境因子解释了39.60%,空间因子解释了7.95%,空间因子与环境因子交互作用解释部分占10.89%。而其中不能解释的部分占41.56%。在该研究区,海拔对植物的分布有较好的解释力,其次是坡位和坡向。     

桂林岩溶石山青冈栎群落的数量分析

应用双向指示种分析(TWINSPAN)和除趋势对应分析(DCA)方法对桂林岩溶石山青冈栎群落进行数量分类与排序。通过TWINSPAN分类,将青冈栎群落60个样方划分为8个群丛类型,探讨了各群丛类型的基本特征。结果表明:DCA排序与TWINSPAN分类结果较一致,DCA排序较好地体现了各群丛类型与环境因子的相互关系,DCA第一排序轴主要反映了坡度的变化梯度;DCA排序图的对角线基本体现了坡向的变化梯度。坡度的变化是影响岩溶石山青冈栎群落物种组成与分布的重要生态因子。     

长治城市湿地公园滨岸区植物群落特征及其与土壤环境的关系

湿地生境的保护与恢复是当前城市湿地公园建设面临的重大挑战,而相关研究案例极少。通过对山西长治城市湿地公园滨岸区草本植物群落进行调查和多元分析,探讨物种分布与土壤因子之间的关系。结果如下:1)研究区植物共计20个种,以湿、中生植物为主,芦苇为建群种,优势种包括香蒲、早熟禾、扁杆藨草和苍耳,总体上物种丰富度较低,随着逐渐远离水域,物种丰富度、优势度和均匀度均呈递增趋势,物种组成上呈现水-湿生、湿-中生、中-旱生的梯度序列;2)CCA排序和Monte Carlo检验结果表明,土壤氮含量和水分含量是影响研究区植物群落分布的重要环境因子,二者分别可解释1.7%、1.4%的物种分布差异,较大的未被解释的部分表明研究区植物群落分布在很大程度上受到其他未选取因子的影响,如种间竞争、水位变化、人为干扰或随机因子。     

山西关帝山森林群落物种、谱系和功能多样性海拔格局

探索和揭示生物多样性的空间格局和维持机制是生态学和生物地理学研究的热点内容, 但综合物种、系统进化和功能属性等方面的多样性海拔格局研究很少。该文以关帝山森林群落为研究对象, 综合物种、谱系和功能α和β多样性指数, 旨在初步探讨关帝山森林群落多样性海拔格局及其维持机制。研究结果表明: 随着海拔的升高(1 409-2 150 m), 关帝山森林群落物种丰富度指数(S)、谱系多样性指数(PD)和功能丰富度指数(FRic)整体上表现出上升的趋势, 特别是海拔1 800 m以上区域。随着海拔的升高, 总β多样性(β_total)和更替(β_repl)上升趋势明显, 而丰富度差异(β_rich)则逐渐下降。不同生活型植物的物种、谱系和功能多样性海拔格局差异较大。随着海拔的升高, 草本植物S和物种多样性指数(H′)上升趋势高于木本植物。影响草本植物S分布的主要因素是地形因子, 而影响木本植物S分布的主要因素是历史过程。随着海拔的升高, 木本植物β_total上升趋势要比草本植物明显。随着海拔的升高, 木本植物β_repl和β_rich分别表现出单峰格局和“U”形格局, 而草本植物β_repl和β_rich则分别表现出单调递增和单调递减的格局。随着环境差异和地理距离的增加, 群落间物种、谱系和功能β多样性显著增加。环境差异(环境过滤)对木本植物的β多样性具有相对较强的作用; 而环境差异(环境过滤)和地理距离(扩散限制)共同作用于草本植物的β多样性。     

嵊州市公益林群落数量分类、排序及环境解析

为探讨群落分布和环境间的内在关系,采用二元指示种分析(TWINSPAN)和典范对应分析(CCA)法对嵊州市公益林植物群落94 块固定监测样地(20 m×20 m)进行数量分类与排序.结果表明,采用TWINSPAN 可将94 个公益林监测样地分成14 组,其中以马尾松为建群种的群丛最多,是该区域主要的优势群落类型.CCA 排序结果较好地反映了植物群落与环境因子的关系,其中坡向和坡位是植物群落分布的主导环境因子.此方法可有效解释植物群落分布格局与环境之间的内在联系,为区域公益林分类经营管理提供科学依据.     

Hydraulic architecture of evergreen broad-leaved woody plants at different successional stages in Tiantong National Forest Park,Zhejiang Province,China

Aims Hydraulic architecture is a morphological strategy in plants to transport water in coping with environmental conditions. Change of hydraulic architecture for plants occupying different canopy layers within community and for the same plant at different successional stages reflect existence and adaptation in plant's water transportation strategies. The objective of this study was to examine how hydraulic architecture varies with canopy layers within a community and with forest succession.Methods The study site is located in Tiantong National Forest Park, Zhejiang Province, China. Hydraulic architectural traits studied include sapwood-specific hydraulic conductivity, leaf-specific hydraulic conductivity, Huber value, sapwood channel area of twigs, total leaf area per terminal twig, and water potential of twigs. We measured those traits for species that occur in multiple successional stages (we called it "overlapping species") and for species that occur only in one successional stage (we called it "turnover species") along a successional series of evergreen broadleaved forests. For a given species, we sampled both overstory and understory trees. Hydraulic architectural traits between overstory and understory trees in the same community and at successional stages were compared. Pearson correlation was used to exam the relationship between hydraulic architectural traits and the twig/leaf traits.Important findings Sapwood-specific hydraulic conductivities and leaf-specific hydraulic conductivities were significantly higher in overstory trees than those in understory trees, but did not significantly differ from successional stages. Huber value decreased significantly for understory trees, but did not change for overstory trees through forest successional stages. For overstory trees, a trend of decreasing sapwood-specific hydraulic conductivity was observed for overlapping species but not for turnover species with successional stages. In contrast, for understory trees, a trend of decreasing Huber values was observed for turner species but not for overlapping species with successional stages. Across tree species, sapwood-specific hydraulic conductivity was positively correlated with sapwood channel area and total leaf area per terminal twig size. Huber value was negatively correlated to water potential of twigs and total leaf area per terminal twig size. These results suggest that water transportation capacity and efficiency are higher in overstory trees than in understory trees across successional stages in evergreen broadleaved forests in Tiantong region. The contrasting trends of sapwood-specific hydraulic conductivity between overlapping species and turnover species indicate that shift of microenvironment conditions might lead to changes of hydraulic architecture in overstory trees, whereas species replacement might result in changes of hydraulic architecture in understory trees.     

广西凭祥不同年龄红椎林林下植物物种多样性及其环境解释

林下植被作为森林生态系统的重要组成部分,其在调控森林群落结构和功能上发挥着至关重要的作用。从揭示人工林林下植物物种组成的关键控制因素的目标出发,以不同年龄红椎林灌木层和草本层的植物群落作为研究对象,采用野外调查和室内分析相结合的方法,重点探究林下植物物种组成与环境因子之间的关系及其关键控制因子。研究结果表明:不同年龄红椎林的林下植物物种组成存在明显差异;RDA结果表明,胸高断面积是影响灌木层物种组成的最主要因子,胸高断面积、坡度和海拔能显著影响影响草本层的物种组成;方差分解结果表明,所调查的生物和非生物因子分别解释灌木层和草本层物种组成变异的63%和47%,微环境和植物之间的相互作用是影响林下植物群落物种变异的最主要因素,而土壤与微环境、土壤与植物两者之间,以及微环境、植物和土壤三者之间的相互作用对林下植物群落的物种组成的影响较小,甚至无影响,微环境的独立效应对林下植物物种组成的影响高于植物或土壤因素。     

Traits of shrubs in forests and bushes reveal different life strategies

灌木是森林和灌丛生态系统的重要组成部分, 探究森林与灌丛灌木功能性状的差异, 可揭示灌木在不同生境的适应策略。该研究以金华北山森林群落林下灌木层、低山灌丛和山顶灌丛共24个样地中的优势灌木为研究对象, 分析叶片和小枝9个功能性状在3种生境下的总体差异, 以及种间、种内变异和不同生活型的差异。结果表明: 1) 9个性状在3种不同生境下存在差异。林下灌木具有较大的叶面积和比叶面积, 较小的叶干物质含量、叶和小枝的组织密度, 低山灌丛相较于山顶灌丛具有较大的叶厚度、叶组织密度和较小的比叶面积、小枝干物质含量。2)林下灌木的比叶面积、小枝直径、小枝组织密度和小枝干物质含量的种内种间变异系数最大, 低山灌丛的比叶面积、叶和小枝的干物质含量、叶和小枝的组织密度的种内种间变异系数最小。3)不同生活型间, 林下常绿灌木的叶厚度、叶组织密度、叶干物质含量显著高于落叶灌木, 落叶灌木的比叶面积显著高于常绿灌木, 而山顶灌丛叶厚度和比叶面积的差异规律与林下灌木相同, 叶组织密度和叶干物质含量的差异与其相反。4)影响灌木性状的主要因素是物种以及物种和生境的交互作用。总之, 森林群落林下灌木形成较大叶面积和比叶面积, 较小叶和小枝组织密度、叶干物质含量的性状组合, 以快速生长而适应光照较弱、竞争作用强的林下环境, 是资源获取型策略; 低山灌丛和山顶灌丛具有较大叶厚度、组织密度、干物质含量和小枝组织密度和较小叶面积、比叶面积等一系列储存养分、慢速生长的性状组合, 属于资源保守型策略。灌木植物性状的不同组合及其所反映的不同生活策略, 对亚热带地区退化植被的生态恢复具有指导意义。     

珠穆朗玛峰自然保护区小叶金露梅灌丛群落数量分类和排序及其多样性垂直格局

根据野外样方调查数据,采用双向种指示分析(TWINSPAN)和典范对应分析(CCA),对珠穆朗玛峰国家级自然保护区小叶金露梅灌丛群落进行分类和排序,并分析物种多样性沿海拔梯度的分布格局。结果表明:(1)该区域24个样地中,记载的维管束植物共有23科45属80种,出现频度较高的种有小叶金露梅(Potentilla parvifolia)、高山嵩草(Kobresia pygmaea)、木根香青(Anaphalis xylorhiza)、垫状点地梅(Androsace tapete)、藏沙蒿(Artemisia wellbyi)、垫状雪灵芝(Arenaria pulvinata)和柴胡红景天(Rhodiola bupleuroides)等。(2)经TWINSPAN等级分类将该区域小叶金露梅灌丛24个样地划分为10个群丛类型。(3)样地和物种CCA二维排序结果表明,海拔和坡位是影响该区域小叶金露梅灌丛群落和物种分布格局的主要环境因子。(4)该区域小叶金露梅灌丛群落物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均随海拔升高呈下降的趋势,而Pielou指数呈上升的趋势。(5)样地中优势种小叶金露梅的盖度和高度沿海拔梯度呈显著下降趋势。