濒危植物秦岭冷杉群落数量特征及其动态

对石人山自然保护区秦岭冷杉群落特征和动态进行了研究,结果表明:秦岭冷杉群落共有种子植物61种,分属27科40属,群落垂直结构简单,可分为乔木层、灌木层和草本层。秦岭冷杉和华山松种群大、中胸径的个体占绝对优势,幼苗、幼树较少,属于衰退种群;湖北花楸小、中胸径的个体占优势,属于进展种群。通过聚类分析,将秦岭冷杉群落分为5个群丛类型:①秦岭冷杉 湖北花楸-山刺玫-结缕草群丛;②秦岭冷杉 华山松-秀雅杜鹃-藜芦群丛;③秦岭冷杉 血皮槭-黄刺玫-野菊群丛;④秦岭冷杉 华山松-箭竹-牛蒡群丛;⑤秦岭冷杉 锐齿栎-箭竹-水芹群丛。5个群丛类型均处于动态变化中,种群恢复应实行就地保护,减少人为干扰,促进天然更新。     

秦岭锐齿栎林种群生态位特征研究

基于秦岭林区锐齿栎群落31块400m^2的样地调查数据,以物种的重要值为生态位计算的资源状态指标,应用Levins、Hurlbert公式和Pianka公式对该林区锐齿栎群落24种主要乔木和29种灌木进行了生态位宽度和生态位重叠计算与分析．结果表明,该群落中主要优势种群的生态位宽度较大,乔木层的主要优势种群锐齿栎、华山松、漆树、山杨、油松等的Levins、Hurlbert生态位宽度值分别为3．695、1．695、1．325、O．840、0．702和0．036、0．299、0．568、1．721、2．701,灌木层的主要优势种群榛子、美丽胡枝子、鞘柄菝葜等的Levins、Hurlbert生态位宽度值分别为1．833、1．466、0．984和0．111、0．300、0．594．生态位宽度较大的物种对资源利用能力较强,与其它种群间的生态位重叠一般较大;对相似环境要求的物种间生态位重叠较大．     

子午岭森林与灌丛植被的主要类型及特征的研究

子午岭森林植被主要类型有油松林、侧柏林、辽东栎林、山杨林、小叶杨林、白桦林、油松—辽东栎林、侧柏—辽东栎林、辽东栎—山杨林、白桦—山杨—辽东栎林、辽东栎—山杨—槭树—漆树杂木林等11个群丛。子午岭灌丛植被主要类型有沙棘灌丛、单瓣黄刺玫灌丛、樱草蔷薇灌丛、白刺花灌丛、虎榛子灌丛、牛奶子灌丛、山杏灌丛、山桃灌丛、酸枣灌丛、杠柳灌丛、红皮柳—皂柳—乌柳灌丛、白刺花—酸枣—单瓣黄刺玫灌丛等12个群丛。     

甘肃小陇山华山松群落灌木层优势种种间关联性分析

通过野外大量调查,选取小陇山华山松林55个样方中的20个常见物种,运用多物种复合关联VR,χ2检验,Pearson相关系数和Spearman秩相关系数和关联测度等测算和综合分析群落的种间联接关系,结果表明:(1)多物种关联性(VR)的分析表明华山松林主要组成成员间的关系以正关联为主,说明华山松群落主要种群对生存环境的需求是一致的;(2)20个常见种种对中以华山松-锐齿栎、华山松-栓皮栎、华山松-辽东栎等种对之间呈正关联;锐齿栎-栓皮栎、锐齿栎-盐肤木等呈现负关联;黑刺菝葜、多毛樱桃等为独立关系等,是群落内环境的体现,是群落内环境异质性的表征;(3)依据华山松林种间关系的不同性质把组成群落的20个常见种归纳为3个生态种组,即正关联组、负关联组和独立组;(4)种间关联的研究结果对华山松群落的生境监测、营林管理、林区道路景观再造中的树种选择和配置有一定的实际指导意义。     

秦岭山地天然油松群落主要植物种群生态位特征

应用Levins、Hurlbert生态位宽度及Pianka生态位重叠研究方法,对秦岭山地天然油松群落内20种主要乔木及26种主要灌木的种群生态位特征进行了分析。结果表明:(1)油松、锐齿槲栎、华山松、漆树为乔木层的优势种群,而榛子、卫矛、忍冬、荚蒾为灌木层的优势种群。(2)乔木层中上述优势种群具有较大的生态位宽度,构成了该群落的主体;灌木层中荚蒾、胡颓子、卫矛、榛子等种群的生态位宽度较大。(3)乔木层主要种群间生态位重叠相对较少,其中冬瓜杨-尖叶四照花、盐肤木-山杨、小叶杨-白桦、小叶杨-少脉椴等种对生态位重叠值较高;灌木层主要种群间生态位重叠较多,其中卫矛-陕西卫矛、绣线菊-忍冬、粉背黄栌-黑刺菝葜、高山杜鹃-中华柳等种对生态位重叠较高。(4)群落内优势种群生态位宽度较大,与其他种群间的生态位重叠值相对较高,但生态位重叠与生态位宽度之间没有绝对的正相关关系。     

秦岭山地松栎混交林主要木本植物组成及更新特征

采用样方法对秦岭南坡中段松栎混交林主要木本植物组成及天然更新特征进行了研究.结果表明:(1)松栎混交林乔木层物种共计40种,油松、锐齿槲栎和华山松为优势种,重要值分别为35.19％、31.99％和8.12％,漆树、栓皮栎和楝木为亚优势种.(2)更新层木本植物共计87种,其中乔木幼苗34种,占总数的39.08％,灌木物种也有一定优势地位,优势种有锐齿槲栎、悬钩子和菝葜等,高度级较小的更新苗在群落内占有较大比例.(3)优势乔木更新特征不同,锐齿槲栎幼苗和幼树密度显著高于油松和华山松,且锐齿槲栎幼苗密度显著高于其幼树,但油松幼苗与幼树、华山松幼苗与幼树间无明显差异.(4)混交林内锐齿槲栎径级结构呈近似倒“J”形分布,种群稳定;油松和华山松种群均呈近似正态分布,大径级个体群相对稳定,但林下幼树不足.该研究结果提示,松栎混交林下油松和华山松更新不良,这将不利于其长期存留于群落中,虽然锐齿槲栎从幼苗到幼树的发育过程中存在更新障碍,但并未影响其种群整体更新,若无大规模干扰,锐齿槲栎将维持逆“J”型的更新方式并成为松栎混交林群落中的第一优势种.     

黄土丘陵区子午岭短柄五加群落特征分析

采用样方法研究了子午岭短柄五加(Acanthopanax brachypus)群落的特征。结果表明：短柄五加群落具有典型的温带植物区系特点,其科属组成分散,种类成分简单,为自然演替和人工改造双重作用下的不稳定群落;群落物种丰富度指数和多样性指数变化趋势基本一致,生态优势度指数表现出相反的趋势;群落垂直结构明显,乔木层以油松、辽东栎和侧柏为主,灌木层中短柄五加占绝对优势,草本层以披针叶苔草为主,该群落可分为油松-短柄五加-披针叶苔草+三褶脉紫菀群丛、油松+辽东栎-短柄五加-披针叶苔草群丛、辽东栎-短柄五加-披针叶苔草群丛、侧柏-短柄五加+铁杆蒿-披针叶苔草群丛4个类型;短柄五加的分布主要受水热条件限制,在水热条件相对较好的地段及林缘长势较好。     

秦岭林区锐齿栎次生林种群空间分布格局

以秦岭林区阳坡、阴坡2个典型地段上的锐齿栎次生林为研究对象,运用点格局分析方法 O-ring函数分析了不同坡向、不同发育阶段种群空间分布格局及不同坡向锐齿栎种群的种内与种间空间关联性,探讨锐齿栎空间格局形成和种群维持机制。结果表明:阴坡锐齿栎种群聚集程度高于阳坡;两种坡向种群各发育阶段空间分布格局相似,从幼树到大树均呈现出聚集到随机甚至均匀分布的规律;不同坡向种群各发育阶段间关联性不同,阳坡各发育阶段间呈一定的正相关,而阴坡呈一定的负相关;阳坡中,山杨与锐齿栎种群分布呈一定正相关,灯台树、鹅耳枥与其呈一定负相关,在阴坡,山杨、漆树与锐齿栎呈一定正相关,灯台树、青榨槭、鹅耳枥与其呈一定负相关。结果表明:目前,阳坡锐齿栎种群结构较好,种内、种间竞争不激烈,而阴坡种群不仅受种间竞争的影响,同样受到种内竞争的制约,最终导致其林分结构较差,更新不良,从长远上看,适当疏伐可以增加林内透光性,有益于促进种群的更新与稳定。     

秦岭典型林分土壤有机碳储量及碳氮垂直分布

以秦岭典型林分锐齿栎(马头滩林区)、油松、华山松、松栎混交林、云杉、锐齿栎(辛家山林区)为对象,研究了不同林分土壤剖面上有机碳、全氮、有机碳储量的分布规律。结果表明:在秦岭地区,随着土壤剖面深度增加,不同林分的土壤有机碳、全氮含量均逐渐降低;不同林分的土壤有机碳、氮素的积累和分解存在一定差异。其中,云杉和松栎混交林的土壤有机碳、全氮含量较高,锐齿栎(辛家山林区)含量较低,不同林分土壤剖面有机碳、全氮含量平均值分别为13.46—26.41 g/kg、4.47—9.51 g/kg,大小顺序均为云杉松栎混交林锐齿栎(马头滩林区)油松华山松锐齿栎(辛家山林区);各个林分的土壤C/N在5.93—15.47之间,C/N平均值大小为松栎混交林﹥华山松﹥油松﹥云杉﹥锐齿栎(辛家山林区)﹥锐齿栎(马头滩林区);各个林分0—60 cm土层的土壤有机碳储量大小为云杉锐齿栎(马头滩林区)松栎混交林华山松锐齿栎(辛家山林区)油松,分别为150.94、135.28、124.93、109.24、102.15、96.62 t/hm2;各个林分土壤有机碳含量与土壤全氮含量存在极显著正相关,土壤有机碳、全氮与C/N则没有明显相关性。     

黄土高原马栏林区优势种幼苗与其种群径级结构的演替研究

对黄土高原马栏林区几种典型群落类型中优势种辽东栎(Quercus liaotungensis)、油松(Pinus tabulaefor-mis)、白桦(Betula platyphylla)和山杨(Populus davidiana)的幼苗和种群径级结构进行了研究。结果表明:(1)辽东栎幼苗在马栏林区7种典型群落类型中均有分布,且数量充足,实生苗更新良好,辽东栎在不同的群落类型中表现出不同的种群径级结构。在油松 辽东栎混交林和辽东栎林中趋于稳定型;在油松林、油松 白桦混交林、白桦林、山杨林和白桦 山杨混交林中则为增长型;(2)油松幼苗在油松 白桦混交林、油松林和油松 辽东栎混交林中分布较多,但均少于辽东栎幼苗。在这些群落类型中油松种群的径级结构属于稳定型;(3)白桦和山杨幼苗数量较少,无正常更新能力,种群径级结构趋于衰退,以白桦和山杨为主的群落类型将逐渐被以油松和辽东栎为主的群落类型所取代;(4)马栏林区优势种幼苗分布的广度和丰度受到光照、水和灌草层等非生物和生物因素及其相互作用的影响。表明在黄土高原马栏林区以天然恢复为主的辽东栎种群,将在该地植被的自然恢复过程中产生重要作用;油松种群不仅过去而且将来也同样会在该地区的植被恢复中发挥重要作用。     

Population structure and spatial pattern of predominant tree species in a pine–oak mosaic mixed forest in the Qinling Mountains,China

This study investigated a typical pine-oak mosaic mixed forest in the Qinling Mountains, China. In the sample plot, the population structure and spatial distribution of the stems were analyzed for the predominant species, to identify the mechanisms of species coexistence and successional trends of the forest. The population structures of all species were bimodally distributed, with young trees (DBH <1 cm) more abundant than older trees. The population structures of Quercus aliena var. acuteserrata was bimodal and rather continuous. However, Pinus tabuliformis and Pinus armandii were discontinuously bimodal, with distinct size deficiencies. Q. aliena var. acuteserrata trees were clumped throughout the plot, although those of P. tabuliformis and P. armandii were clumped at small scales. Notable negative spatial associations between Q. aliena var. acuteserrata and P. tabuliformis were found at almost scales. P. armandii and Q. aliena var. acuteserrata were negatively spatially associated at small scales but positively associated at large scales. Our findings suggest that interspecific competition gradually develops among the predominant tree species. The dynamics of the pine-oak mosaic mixed forest formed a mosaic distribution of uniformly mixed types, with the slow infiltration of Q. aliena var. acuteserrata populations that would eventually establish a pure stand.     

秦岭火地塘林区四种主要树种凋落叶分解速率

利用野外分解袋法对秦岭火地塘林区油松、华山松、华北落叶松、锐齿栎凋落叶的分解速率和养分释放趋势进行研究。结果表明,分解2年后,4种树种凋落叶的干物质残留率在35.6%～58.6%,残留率大小顺序为油松>华山松>华北落叶松>锐齿栎。除油松与华山松凋落叶之间残留率差异不显著外,各树种之间凋落叶分解后的残留率差异显著。在2个试验年度中,4-9月凋落叶分解最快,在其他月份保持较平稳的分解速度,分解前12个月凋落叶失重速度明显大于后12个月,呈明显的季节和阶段性差异。利用Olson模型对凋落叶分解50%和95%所需时间进行估测,结果显示,不同树种所需时间差异显著,其中锐齿栎凋落叶95%被分解所需时间最短,为5.43年,油松最长,为9.87年。凋落叶中N、P元素在分解第1年均表现出富集现象,直至1年后达到一个最高值后,开始释放,C含量则呈现出逐步下降的趋势。导致不同树种凋落叶分解速率及养分释放速率差异主要与不同凋落叶的初始质量和性质有关。     

Variations in leaf litter decomposition across contrasting forest stands and controlling factors at local scale

Aims Litter decomposition is a critical pathway linking the above- and belowground processes. However, factors underlying the local spatial variations in forest litter decomposition are still not fully addressed. We investigated leaf litter decomposition across contrasting forest stands in central China, with objective to determine the spatial variations and controlling factors in forest floor leaf litter decomposition in relation to changes in forest stands in a temperate forest ecosystem.Methods Leaf litter decomposition was studied by using litterbag method across several typical forest stand types in Baotianman Nature Reserve, central China, including pure stands of Quercus aliena var. acuteserrata, Q. glandulifera var. brevipetiolata and Q. variabilis, respectively, and mixed pine/oak stands dominated by Pinus armandii and Q. aliena var. acuteserrata, as well as stands of pure Q. aliena var. acuteserrata trees ranging in stand age from ~40 to>160 years. Measurements were made on litter mass remaining and changes in litter chemistry during decomposition over a 2-year period, along with data collections on selective biotic and environmental factors. A reciprocal transplant experiment involving Q. aliena var. acuteserrata and Q. variabilis was concurrently carried out to test the occurrence of 'home-field advantage (HFA)' in local forests when only considering contrasting oak tree species. Correlation analyses and path analyses were performed to identify the dominant drivers and their relative contributions to variations in leaf litter decomposition.Important findings Significant variations were found in the rate of leaf litter decomposition among stands of different tree species but not among stand age classes. The values of decay constant, k, varied from 0.62 in Q. aliena var. acuteserrata stands to 0.56 in Q. variabilis stands. The reciprocal litter transplant experiment showed that the rate of leaf litter decomposition was on average 5% slower in home-fields than on reciprocal sites. Path analysis identified litter acid-unhydrolyzable residue (AUR) to N ratio, soil microbial biomass carbon (MBC), soil pH and soil organic carbon (SOC) as most prominent factors controlling the rate of leaf litter decomposition, collectively accounting for 57.8% of the variations; AUR/N had the greatest negative effect on k value, followed by weaker positive effects of SOC and MBC. Our findings suggest that tree species plays a primary role in affecting forest floor leaf litter decomposition by determining the litter quality, with site environment being a secondary factor contributing to the local variations in leaf litter decomposition in this temperate forest ecosystem.     

天水小陇山锐齿栎群落种间关系定量分析

应用联结系数研究种间关系,结果显示：锐齿栎和榛子为正联结,对环境要求相同,锐齿栎和胡枝子为负联结,对环境反应不同,和箭竹联结系数较低,联结不明显。     

秦岭南坡不同海拔林分凋落叶分解特征

采用野外放置凋落物分解袋法,对秦岭南坡林区不同海拔华山松(Pinus armandii)、油松(P.tabulaeformis)、锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)凋落叶分解过程中N、P、C、粗脂肪、粗纤维和热值的变化规律进行比较研究.结果表明:(1)处于不同海拔的同一树种新鲜凋落叶的N、P、C、粗脂肪含量及其热值差异不显著(P＞0.05).(2)在一年的分解过程中,凋落叶N、P含量表现出逐渐富集的趋势,其中油松凋落叶N、P富集速度最快,分别达到165.60%和189.94%;凋落叶C、粗脂肪含量和热值、C/N、C/P、粗纤维/N在分解中逐渐下降,粗脂肪释放速率达到50.29%～77.82%.(3)分解一年后,不同海拔同一树种凋落叶N、P、C、C/N、C/P含量仍未表现出显著性差异(P＞0.05),但不同海拔凋落叶粗脂肪分解表现出极显著差异(P＜0.01),其中差距最大的锐齿栎凋落叶低海拔较高海拔粗脂肪释放率高19.38%;不同海拔华北落叶松和锐齿栎凋落叶粗纤维释放速率差异极显著(P＜0.01),而不同海拔油松、华山松凋落叶粗纤维释放无显著差异;处于高低海拔的华北落叶松和锐齿栎凋落叶热值分别为17.12和15.68 kJ·g-1、17.74和13.51 kJ·g-1,表现出极显著差异(P＜0.01),油松、华山松凋落叶表现出显著差异(P＜0.05).研究发现,一年中海拔差异所造成的降水、温度等因素的变化对各树种凋落叶中N、P、C的释放无显著影响,但对凋落叶分解过程中粗脂肪、热值、粗纤维/N的变化影响显著.     

秦岭山地油松群落更新特征及影响因子

采用样方法,对秦岭山地油松次生林群落更新特性和相关环境因子进行了研究.结果表明:油松次生林更新层乔木树种共36种,占总种数的51.4%;优势种有短柄枹栎、锐齿栎和榛子等;幼苗库丰富,高度级及龄级较小;更新方式以实生为主,该森林群落处于演替中期、林分密度对林下乔木幼苗、幼树数量影响极显著(P<0.01),当林分密度从580株.hm-2增加到1500株.hm-2时,林下更新的幼苗、幼树密度呈增加趋势,随着林分密度的继续增加,其密度逐渐减少;坡向对幼苗、幼树密度的影响显著(P<0.05),当坡向由南偏西10°到南偏西40°,林下幼树密度逐渐减少,至阴坡(北偏东10°)幼树数量又逐渐增加.不同坡位林分更新特征各异,平坡林分中幼苗、幼树密度均较大;从坡下向上,幼苗密度逐渐减少,而幼树密度逐渐增大;海拔从1159 m增至1449 m,幼树密度逐渐增加,至1658 m时,幼树密度逐渐减小,而幼苗密度则一直呈现增加趋势.处于阴坡的中密度林分更新效果最佳.合理调整林分密度是加快林分更新的有效途径之一.     

秦岭华山松群落数量分类研究

以秦岭华山松群落为研究对象,采用典型取样和随机取样相结合的方法在秦岭林区取400 m^2的样地36块.运用植被排表分析法和Ward最小距离聚类的方法将秦岭华山松进行了分类.结果表明,秦岭华山松群落可以分为5个群丛组7个群丛：华山松＋美丽胡枝子＋荩草群丛;华山松＋美丽胡枝子＋毛叶轴脉蕨群丛;华山松＋蔷薇＋崖棕群丛;华山松＋短梗胡枝子＋深绿蒿群丛;华山松＋陕西绣线菊＋香青群丛;华山松＋陕西绣线菊＋光蹄盖蕨群丛;华山松＋蛇梅群丛.同时针对不同群丛的特点提出合理化的经营和管理措施.     

小陇山国家级自然保护区次生林分类、排序及演替

在野外调查基础上,采用TWINSPAN和DCA对小陇山林区次生林群落进行了数量分类和排序,从植物群系组成、植物群落与环境的生态关系方面,研究小陇山植被群落的分布格局,用以确定该区次生林演替,并给予合理的环境解释。结果表明:采用TWINSPAN数量分类方法,将植被划分为12个群落类型;DCA排序图明显反映出排序轴的生态意义,第一轴基本上突出反映了湿度变化,沿第一轴从左到右,湿度逐渐增大;第二轴主要表现了温度梯度,沿第二轴从下到上,温度逐渐降低;次生林的演替序列为山杨林→山杨+白桦林→锐齿栎混交林及锐齿栎纯林,其自然恢复演替以锐齿栎林为顶极群落。