弄岗喀斯特季节性雨林不同群丛物种多样性随海拔的变化

为研究北热带喀斯特季节性雨林不同群丛物种多样性特征及其随相对海拔变化,在对广西弄岗15 hm2北热带喀斯特季节性雨林样地进行群丛划分的基础上,运用丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数对处于不同相对海拔高度群丛的物种多样性以及不同群丛乔木层、亚乔木层和灌木层的物种多样性进行比较。结果表明弄岗喀斯特季节性雨林各群丛的多样性指数存在极显著差异(P0.01),各群丛类型的物种多样性指数的顺序为:枝花流苏树-广西牡荆-蚬木群丛齿叶黄皮-黄梨木-蚬木群丛山石榴-广西牡荆-蚬木群丛南方紫金牛-苹婆-中国无忧花群丛垂茉莉-苹婆-广西棋子豆群丛割舌树-闭花木-蚬木群丛米仔兰-闭花木-蚬木群丛对叶榕-苹婆-董棕群丛;Patrick丰富度指数、Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数在中坡以下(弄岗样地相对海拔76.3 m以下)随相对海拔变化规律符合"中间高度膨胀"理论,即处于该地段中部群丛的多样性高,相对海拔较低和较高的群丛的多样性低;而中坡以上(弄岗样地相对海拔76.3 m以上)多样性随相对海拔增高而增大;群丛各层次多样性与热带山地雨林一致,与亚热带喀斯特常绿阔叶林截然相反,呈现出乔木层亚乔木层灌木层。这些结果表明地形空间异质性导致的水热差异影响着北热带喀斯特季节性雨林物种多样性,相对海拔低、水热条件较好的中、下坡乔木多样性高,相对海拔较高、条件恶劣的中、上坡亚乔木、灌木多样性较高,所以在对喀斯特地区水热条件恶劣的中、上坡地带进行植被恢复时,应更多选择亚乔木、灌木。     

取样方式对喀斯特和非喀斯特混合分布区森林种—面积关系的影响

种—面积关系是生态学研究中的基本格局之一,是生物多样性保护实践和生物地理学研究的重要工具之一。不同区域最优种—面积关系模型的选择和取样调查方式对种—面积关系的影响目前仍未十分明确。广西北热带是喀斯特和非喀斯特混合分布的区域,生物多样性丰富,其中保护较好的有喀斯特区的弄岗国家级自然保护区和非喀斯特区的十万大山国家级自然保护区。依据典型性和代表性的原则,分别在两个保护区中建立典型群落的调查样地,对所有胸径大于2 cm的木本植物进行取样调查。为了明确该区域典型森林的优选模型,探讨取样方式对种—面积关系的影响,采用组合样方法建立对数模型、逻辑斯蒂克模型和幂函数模型,用赤池信息准则(AIC)检验模型的拟合优度,并用秩相关分析检验最小取样单元和起测胸径对不同模型的影响。结果表明:逻辑斯蒂克模型在两种区域均为优选模型,最小取样单元和起测胸径对种—面积关系的模型均有影响,但不同模型对取样方式变化的敏感性不一致;逻辑斯蒂克模型是一种较为稳健的模型,可用于描述广西北热带喀斯特区和非喀斯特区森林树种种—面积关系;在种—面积关系研究和模型的应用时,需要特别注意取样方式的影响。     

喀斯特季节性雨林木本植物胸高断面积分布格局及其对地形因子的响应

森林生态系统地上生物量的分布格局是物种分布格局的重要内容。局域尺度内因地形差异引起的生境异质性是地上生物量分布格局形成的环境基础。本文以弄岗北热带喀斯特季节性雨林15 ha动态监测样地2011年第一次普查数据中每木个体为研究对象, 尝试以每20 m × 20 m样方内所有个体及不同径级类群的胸高断面积之和为木本植物地上生物量的衡量指标, 利用广义可加模型对喀斯特季节性雨林中胸高断面积之和的空间分布格局进行研究, 定量分析了其对7个地形因子的响应。结果表明, 洼地、山坡和山脊3种生境类型中, 所有个体的胸高断面积之和山坡最高、山脊最低, 且山脊与山坡、洼地的差异均显著; 广义可加模型结果显示, 不同地形因子对胸高断面积之和的解释偏差差异明显, 其中海拔、坡向、凹凸度、岩石裸露率对胸高断面积之和的解释偏差依次降低, 而干旱度指数、坡度和地形湿润指数解释偏差相对较小。喀斯特季节性雨林木本植物胸高断面积之和空间分布的异质性及其与地形因子之间的关系, 反映了胸高断面积之和在地形因子对土壤、水分和光照等条件重分配影响下的多重响应机制及生长策略。     

青藏高原东部高寒草甸54种禾本科植物种子的萌发特性

在实验室条件下观测了青藏高原东部高寒草甸54种禾本科植物的种子萌发特点。结果发现:在54种植物中,有43种植物种子萌发率都达到了50%,其中萌发率80%以上的物种有26种,60%~80%的有11种,40%~60%的有8种,20%~40%的有5种,小于20%的有4种; 萌发开始时间为3~5 d的植物有14种,6~8 d的植物有29种,9~10 d的植物有10种,大于10 d的有1种;萌发持续时间为1~7 d的植物有16种,8~14 d的植物有28种,15~21 d的有10种;达50%萌发率的时间为1~7 d的植物有11种,8~14 d的植物有27种,大于14 d的植物有5种,萌发率一直没达到50%的植物有11种。这些植物显示了4种萌发类型:爆发型、过渡型、缓萌型(萌发率大于50%的物种)和低萌型(萌发率小于50%的物种)。     

弄岗北热带喀斯特季节性雨林15 hm2动态监测样地树木死亡特征分析

以广西弄岗北热带喀斯特季节性雨林15 hm²森林动态监测样地为对象，结合2011年和2016年两次调查数据，分析5年间样地树木死亡个体的数量、径级结构和空间格局特征等。结果显示：2011年至2016年，样地有86.5%的树种出现了个体死亡的现象，死亡个体占个体总数的14.4%；死亡个体的聚集程度随空间尺度的增大而逐渐减弱；小径级个体死亡与周边邻体和环境的关联性较大；竞争是影响弄岗北热带喀斯特季节性云林树木死亡的主要因素。综合来看，北热带喀斯特季节性雨林内树木死亡并非是一个完全随机的过程，而是树木本身特征和生物与非生物环境共同作用的结果。     

桂西南喀斯特季节性雨林幼树更新的空间分布格局及机制

幼树是维持森林生态系统物种多样性的重要组分,关系着森林的群落结构和生长动态。因此,开展幼树更新的空间分布格局及其潜在机制研究对森林群落动态至关重要。本文以广西弄岗桂西南喀斯特季节性雨林15 ha森林动态监测样地为研究对象,选取2011–2016年的调查数据,采用空间点格局和冗余分析方法对5年间样地内新增幼树(DBH≥1 cm)的个体数量、空间格局特征和影响因子等进行分析。结果表明:5年间样地内新增幼树共101种,占2011年调查物种的45.3%,幼树密度为196.5株/ha。新增幼树在0–7 m和10–16 m尺度上呈聚集分布,在16 m尺度以上主要呈随机分布。海拔是影响幼树更新的主要因素,其次是地形湿润度,而生物因子对幼树更新的影响较弱。幼树数量与海拔呈负相关,与地形湿润度呈正相关。成树个体与幼树更新中度正相关。在喀斯特季节性雨林中,幼树更新及其空间分布格局受多种影响因子协同作用,可能与种子扩散限制和生境异质性有关。     

桂西南北热带喀斯特季节性雨林土壤钾、钙、镁空间分布特征及其影响因素

矿质元素是土壤养分的重要组分,关系着森林生态系统的群落组成和生物地球化学循环。喀斯特局域尺度内地形异质性较高,目前尚缺乏地形等非生物因子和生物因子如何影响喀斯特地区土壤矿质元素空间分布方面的研究。本文在弄岗北热带喀斯特季节性雨林15 ha森林动态监测样地中沿海拔梯度设立的100个凋落物收集器所在位点进行土壤取样,对样品中的K、Ca、Mg 3种矿质元素含量进行测定,并基于空间回归模型和变差分解等方法对喀斯特季节性雨林中土壤K、Ca、Mg与生态因子之间的关联进行定量分析,探讨非生物因子和生物因子与其空间分布特征的内在关联,以期为北热带喀斯特生物地球化学循环研究和脆弱喀斯特生态系统保护提供科学依据。结果表明,研究区内土壤K、Ca、Mg均存在空间自相关性, Ca与海拔和凹凸度显著正相关,主要聚集在山脊区域; K与地形湿润度指数显著正相关,主要在洼地聚集; Mg在中坡位表现出聚集特征。变差分解显示生态因子对土壤K、Ca、Mg空间分布的驱动作用强于空间结构,单个生态因子中海拔的解释度最高,并且非生物因子的解释度总体上高于生物因子,生物因子中物种丰富度解释度最高,同时Mg的聚集伴随着较高的物种丰富度...