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。     

南亚热带森林演替过程中小气候的改变及对气候变化的响应

区域水热格局变化和系统演替深刻影响森林内部小气候,不同演替阶段森林内部水热环境对气候变化的响应和反馈作用有待进一步认识和评估。以南亚热带地区的3种不同演替阶段代表性森林生态系统统(人工恢复的马尾松针叶林(Pinus massoniana coniferous forest,PF)、马尾松针阔叶混交林(mixed Pinus massoniana/broad-leaved forest,MF)和季风常绿阔叶林(monsoon evergreen broad-leaved forest,MEBF))为研究对象,通过分析其林内小气候林型间差异以及时间序列上的动态变化,探讨森林系统内部水热环境的改变机理。结果表明:演替驱动下,随着PF→MF→MEBF的正向发展,林内温度条件如气温、土壤温度逐渐降低,林内相对湿度、土壤层及凋落物含水量等水分状况逐步升高。不同林型在"雨热同期"的南亚热带地区其"降温效应"有差,演替初期的PF干、湿季"降温效应"分别为7.9%和3.6%,中期MF分别为11.6%和6.4%,顶级群落MEBF干、湿季"降温效应"可达15.7%和10.5%。总体上,随演替"降温增湿"效应越来越显著,且"降温"表现为干季更明显,而"增湿"表现为湿季明显。此外,演替驱动下后期森林对高温及土壤温度的调节作用更为突出。时间序列上,区域降水趋于"极端化"的格局影响下,森林生态系统的水分固持能力下降。主要表现为:自1984年以来,3种林型0—50cm土壤含水量均呈显著降低的趋势(P0.001),且湿季土壤含水量下降速率高于干季,林型间在全年及湿季均为MFMEBFPF,干季为MEBFMFPF。虽然研究期间3种林型林内气温、土壤温度无明显趋势性变化,但顶级群落MEBF林内相对湿度(P=0.021)、凋落物自然状态下含水量(P=0.003)在年际尺度上均呈现显著下降的趋势。与土壤含水量干、湿季下降速率的格局一致,二者也均为湿季大于干季。研究认为,成熟森林可能在当前南亚热带区域气候变化及水热格局改变背景影响下更为敏感和脆弱。     

鼎湖山4种主要森林的温度和湿度差异

利用3-5年的观测数据。分析了鼎湖山4种不同海拔高度森林温湿度的差异及其原因。结果表明：鼎湖山马尾松林,针阔叶混交林,沟谷雨林和山地常绿阔叶林的年平均气温和大气相对湿度分别为22.7℃,80%,20.9℃,82%,20.4℃,87%和19.2℃,81%。这4种森林的年平均日较差依次为5.9℃,4.6℃,3.6℃和3.1℃,且月变异生活费数逐渐减小,森林主要通过降低日最高温而减少林型间气温日较差。年平均湿润度计算结果表明各林型均为湿润,但月湿润度差异明显。分离综合法分析说明,局部小地形和植被类型的差异是造成林内气温在不同林型间差异的原因。而海拔高度的差异造成马尾松林与山地常绿阔叶林温度极显著差异。也加剧了与针阔叶混交林温度的显著差异。要正常评价不同森林类型改善小气候功能的强弱,必须准确区分开海拔高度,小地形,植被类型等各因素造成的差异。才能得出比较可靠的结论。     

鼎湖山马尾松、荷木混交林生态系统碳素积累和分配特征

选取鼎湖山保护区3个马尾松9Pinus massoniana),荷木（Schima superba)针阔混交林样地,研究其生态系统的碳素积累和分配特征。结果表明,鼎湖山马尾松,荷木混交林乔木尾生物量（thm^-2)为：174.41-270.11。平均227.36,且均以马尾松的生物量居多（占54.9%-84.4%)。林下层植物生物量和地表现存凋落物量（thm^-2)分别为7.41-28.28和7.06-11.56。平均14.41和9.03。三个混交林生态系统总碳贮量（thm^-2)分别为146.35,215.30和205.79。平均为189.15,其中植被层碳贮量贡献率最大,依次占62.9%,61.9%和69.9%。平均65.0%;土壤层贡献率次之,依次占34.3%,35.5%和28.5%。平均32.8%;而地表现存凋落物层的贡献最小,仅占2.8%,2.6%和1.6%。平均为2.3%。此外,本文还对该生态系统植被碳吸存潜力进行了讨论。     

鼎湖山南亚热带常绿阔叶林碳素积累和分配特征

研究了鼎湖山南亚热带常绿阔叶林 40 0多年林龄的锥栗 (Castanopsis chinensis)、黄果厚壳桂 (Crypto-carya concinna)和 50多年林龄的黄果厚壳桂、鼎湖钓樟 (Lindera chunii)两个群落碳素积累和分配特征。结果表明 ,两林分间植物碳素含量在不同器官和不同层中的分配格局均十分相似 ,总平均分别为 41 .980 %(锥栗、黄果厚壳桂群落 )和 40 .377% (黄果厚壳桂、鼎湖钓樟群落 )。锥栗、黄果厚壳桂群落生态系统碳总贮量为 2 4 4 .998t/ hm2 ,其中植被部分为 1 54.2 89t/ hm2 ,土壤为 89.1 2 8t/ hm2 ,地表凋落物层为 1 .581 t/ hm2。黄果厚壳桂、鼎湖钓樟群落植被碳总贮量为 84.1 51 t/ hm2。在两林分植被碳总贮量中 ,乔木层分别占了97.47% (锥栗、黄果厚壳桂群落 )和 98.0 4 % (黄果厚壳桂、鼎湖钓樟群落 ) ,而在乔木层碳总贮量中 ,干器官则分别占 47.93% (锥栗、黄果厚壳桂群落 )和 44.66% (黄果厚壳桂、鼎湖钓樟群落 )。锥栗、黄果厚壳桂群落植被碳年积累量为 3.1 4 9t/ (hm2· a) ,黄果厚壳桂、鼎湖钓樟群落植被碳年积累量则为 3.42 5 t/ (hm2· a)。     

鼎湖山亚热带季风常绿阔叶林的生物量和光能利用效率

报道鼎湖山自然保护区黄果厚壳桂群落的生物量、生产力和光能利用效率。根据群落的种类成分和结构特征,分层选主要树种,用样本收获法和红外线ＣＯ２气体分析法,测定了群落的生物量、光合速率和呼吸速率,计算了群落的生产力和光能利用效率．结果表明,群落的生物量为２０８ｔ·ｈｍ－２;总生产力为１２８７０４ｋＪ·ｍ－３·ａ－１,净生产力为３０４５１ｋＪ·ｍ－２·ａ－１;由总生产力计算光合有效辐射能的吸收利用率为９,６６％,净生产力的利用率为２．２８６％,并与厚壳桂群落作比较,阐明了南亚热带森林群落的生产潜力．     

鼎湖山桫椤的繁殖栽培

桫椤为国家一级保护植物,分布于我国台湾、福建、海南、广东、广西、贵州、四川、云南、西藏等省区（１）,在我国最北可达北纬３０°,海拔２５０—７５０ｍ的静风、高湿、荫蔽的生境中．鼎湖山自然生长的桫椤已人为砍伐殆尽,为保存植物的种质资源,恢复鼎湖山为华南植物种于基因库的作用,进行了桫椤的引种和孢子繁殖栽培,并模拟高湿、荫蔽的生境建立自然的生态群落进行就地保护．     

鼎湖山厚壳桂群落演替过程的组成和结构动态

森林群落的演替是以群落结构的变化为表现特征的。本项研究系统地研究鼎湖山森林群落的不同演替阶段的代表性群落在群落演替过程中的群落结构动态。本文以永久样地１２年的前后调查为基础,并比较１９５５年的调查结果,研究了鼎湖山地带性植被季风常绿阔叶林厚壳桂群落在演替过程中的结构动态。结果表明该群落在演替过程中,其种类结构没有大的变化,但优势种群的个体数量有一定的变化。阳生性的类群更趋于衰亡,中生性类群更趋壮大。在群落的组成结构上,其物种多样性指数较为稳定,而生态优势度指数略微下降和群落均匀度指标略微增加,反映了该群落作为接近地带性气候顶极类型的相对稳定的特征。     

鼎湖山植被演替过程中椎栗和荷木种群的动态

 森林群落的演替过程,是以各优势种群的动态为其表现特征的。本项研究系统地研究了鼎湖山森林植被演替过程各优势种群的动态。本文研究演替顶极建群种椎栗和荷木等阳生性种群的动态,结果表明其生态位宽度在演替过程中由入侵针叶林起逐渐开始增大,至阳生性为优势常绿阔叶树阶段时为最大,此后渐渐下降,但不会下降为零。在其演变过程中,这些阳生性的种群格局由集群分布演变为趋于随机分布;其与早期先锋种马尾松树种的生态位宽度重叠值和种间联结值由高向低转变,而与中生性树种却有较高的生态位重叠值和种间联结值,但这两方面的值在后期有减弱的趋向。这些结果一方面说明该种群的先锋特性,另一方面也说明由于成熟群落的循环更新使群落结构出现不均匀与镶嵌,使这些阳生性先锋种群 在演替的后期仍以一定数量存在。     

鼎湖山季风常绿阔叶林小气候特征分析

阐述了鼎湖山季风常绿阔叶林小气候特征与空旷地的差异 ,并分析了这些差异产生的原因。结果表明 :季风常绿阔叶林冠层顶部的太阳总辐射量年平均为 3488.8MJ·m- 2 ,由辐射强度和辐射总量计算出的反射率分别为 1 0 .5%、1 1 .4% ,年平均气温为 1 9.9℃ ,此 3项都比空旷地低 ,而年平均相对湿度高于空旷地 ,其值为 87% ;季风常绿阔叶林年蒸散力为987.50 mm,湿润指数为 0 .96;季风常绿阔叶林土壤表层温度日变化不及空旷地显著 ;无论是季风常绿阔叶林 ,还是空旷地 ,土壤温度在春、夏季节自上而下逐步降低 ,在秋、冬季节自上而下逐步升高。