浙江省红楠生境地群落数量分类和环境解析

为探讨群落结构与环境因子对红楠Machilus thunbergii在浙江省分布及发展的影响,采用双向指示种分类(TWINSPAN)、典范对应分析(CCA)并结合种间联结分析,对浙江省172个红楠生境地群落进行数量分类排序与环境解析。结果表明:(1)TWINSPAN将172个样地群落分成8个群落类型,红楠在群落中为优势种或主要伴生种。群落类型的不同是影响红楠生长及更新的重要原因。(2)海拔高度及坡度是决定红楠分布及发展的主导环境因子。红楠作为优势种的生境地主要特征为海拔900m以下、坡度35°以下。(3)甜槠(Castanopsis eyrei)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)、木荷(Schima superba)为群落中的稳定优势种,种间联结结果显示与红楠均为显著正关联。     

末次盛冰期以来红豆树在不同气候变化情景下的分布动态

红豆树(Ormosia hosiei Hemsl. et Wils.)是中国的特有种,具有极高的经济价值、景观价值和药用价值。由于木材珍贵,人工盗伐严重,其种群数量和分布范围不断减少,被世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录列为近危物种。气候变化会对物种的分布造成严重影响,理解该影响将有助于物种保护策略的制定,尤其是为濒危物种未来的保护提供重要参考。本研究基于红豆树在中国的地理分布数据,借助经相关性分析后筛选出的9个变量因子,利用最大熵模型(MaxEnt)模拟红豆树在末次盛冰期、全新世中期、当代和未来气候情景下的潜在分布区和影响其分布的主导环境因子,并且通过空间分析模拟其在不同气候变化情景下空间分布格局的变化。结果表明MaxEnt在各时期训练集和测试集的AUC(受试者工作特征曲线下的面积)均值均达到0.9以上,表明模型有很好的预测能力。刀切法(Jackknife)表明年均降水量、温度季节性变化标准差和昼夜温差月均值是主导其分布的三大因子,累计贡献率达到91.8%。将模拟结果导入到ArcGIS后,处理得到不同时期红豆树适生区空间分布格局变化。结果表明,自末次盛冰期以来,红豆树的适生区面积收缩且向北迁移;随着全球气候变暖,未来4种气候情景下红豆树适生区也有较大面积的减少,特别是在高浓度排放情景(RCP8.5)下,丧失率最高达到45.6%。重庆、江西及位于粤桂两省中南部的大面积适生区可能都将丧失。而新增区域仅存在于适生区的边缘,新增率仅为1%—2%。本研究表明红豆树的分布受气候变化的影响较大,该研究结果将对未来红豆树的迁地保护与栽培提供重要参考。     

午潮山常绿次生阔叶林主要木本植物功能群及其演替特征

为了理解午潮山次生林群落结构和演替特征,分析了不同演替阶段功能群物种的生态位和种间关系。对研究区70个20×20 m森林样地内胸径≥1 cm的木本植物进行分析调查,并按照11个功能性状（叶片氮含量、叶片磷含量、叶片钾含量、比叶面积、木材密度、叶片干物质含量、叶片叶绿素含量、生长型、寿命、喜光性和最大潜在树高）将主要的45个物种划分为4个功能群：早期先锋树种（PFG1）、中期中性树种（PFG2）、中后期树种（PFG3）和后期耐阴树种（PFG4）。结果表明种间正负联结比接近1,但显著正联结多于显著负联结,群落整体稳定,而演替中后期功能群（PFG2、PGF3和PFG4）的种间生态位重叠和种间联结强度较高,种间竞争激烈。午潮山森林群落正向演替后期发展,可伐除部分与演替中后期树种相互竞争的早期树种加速演替,并且补植有价值的喜阳先锋种减少开放地,为修复森林生态系统和加速群落演替提供策略。     

浙江省常绿阔叶生态公益林生物量

由解析木资料用维量分析法建立浙江省各地区样木的D2H与地上生物量(B)的回归方程在浙江全省具有普适性。根据模型及样地调查结果发现50林龄前的浙江省常绿阔叶生态公益林群落生物量基本随林龄线性增加。与其他同区域的类似林型比较发现,常绿阔叶林在80林龄前群落生物量与林龄正相关,100a后则增长十分缓慢。根据浙江省公益林大多为幼中龄林的现状,预测当前的常绿阔叶林生物量在未来30a中将呈线性增加。随着多幼中龄林的常绿阔叶生态公益林的发展成熟,我省森林将是一个潜在的巨大碳汇。与针阔混交生态公益林比较,常绿阔叶生态公益林生物量在10~25a阶段没有明显优势,到25~50a则明显高于针阔混交生态公益林。由此可见亚热带的地带性植被常绿阔叶林作为生态公益林在碳积累方面具有优势。常绿阔叶林作为高碳储量森林,将会是浙江省甚至整个亚热带东部地区的森林碳储量的主要贡献者。     

浙江定海次生林内物种丰富度与生物量和生产力关系的环境依赖性

迄今生物多样性与生态系统功能关系的研究主要在物种组成随机配置的人工生态系统中进行, 在自然生态系统中研究较少, 且未考虑环境因子如何影响生态系统功能及其与生物多样性的关系。本研究选取亚热带广泛分布的次生林为研究对象, 利用模型拟合的方法, 探讨亚热带次生林中物种丰富度与生物量和生产力之间的关系, 以及环境因子(海拔、坡度、坡向、土层厚度)和次生林恢复时间(林龄)对生物量、生产力、物种丰富度与生物量和生产力间关系的影响。结果表明, 当不考虑环境因子时, 物种丰富度与生物量之间存在显著的线性正相关关系, 而与生产力之间存在显著的二次关系(先增加后减少的驼峰型)。当考虑环境因子时, 个体密度和土层厚度对生物量具有显著影响, 而环境因子对生产力并无显著效应。在坡度较陡、坡向朝南及土层较厚的环境条件下, 物种丰富度与生物量具有显著的线性正相关关系; 而在坡度较缓、坡向朝北及土层较薄的环境条件下, 物种丰富度不影响生物量。在较高海拔环境条件下, 生产力随物种丰富度先增加后减少(驼峰形状), 而在其他环境条件下, 生产力均不响应物种丰富度。以上结果说明自然森林生态系统中物种丰富度与生物量和生产力的关系存在差异, 且其相互间的关系依赖于环境因子。     

浙江省檫木林生境与生态位研究

植被生境是群落乃至整个生态系统的物质基础,生态位宽度、生态位重叠、种间关系在群落生态学研究领域也具有重要地位,因此在植被生境基础之上展开的生态位、种间关系研究对了解生态系统功能具有重要意义。主成分分析表明:土壤养分和海拔因子对檫木生长分布起着重要的限制性作用;通过重要值对环境因子趋势拟合得出檫木在浙江省的典型生境为:海拔400—800 m,坡度20°—40°,阴坡半阴坡,土壤厚度大且肥沃的区域;在出现檫木的189个监测样地中,共出现的乔木树种有149种,主要优势树种(以重要值排序)为杉木Cunninghamia lanceolata、马尾松Pinus massoniana Lamb.、木荷Schima superba、枫香Liquidambar formosana Hance、青冈Cyclobalanopsis glauca (Thunb) Oerst、苦槠Castanopsis sclerophylla、石栎Lithocarpus glaber(Thunb.) Nakai、檫木Sassafras tzumu (Hemsl.) Hemsl.等。生态位宽度大小依次为杉木、檫木、马尾松、木荷、枫香、青冈、苦槠、板栗Castanea mollissima等,可见杉木、檫木、马尾松、木荷对外部环境有较强的适应能力,在各个资源位中出现较多,对资源的利用优势比较明显,檫木的生态位宽度达到了61.65,仅次于杉木的89.64,甚至大于马尾松的57.28,也说明檫木能在研究区拥有较好的群落地位;檫木与野樱桃Cerasus serrula (Franch.) Yüet L的生态位重叠值高达0.9以上,和浙江楠Phoebe chekiangensisC. B. Shang、构树Broussonetia papyrifera、鸡爪槭Acer palmatum Thunb.的生态位重叠值分别达0.831、0.785、0.531,说明檫木和野樱桃、浙江楠、构树、鸡爪槭对生境要求比较相近,在生态资源充足的情况下可尝试混交造林;通过监测样地中11个优势树种的种间联结分析,显示檫木与杉木、马尾松、木荷的种间具有显著的正联结关系,与枫香、苦槠和青冈也存在正联结关系,可见在研究区内檫木能够与这些树种互相吸引。     

浙江省马尾松生态公益林凋落物及与群落特征关系

在浙江10.18万km2的区域内,有代表性地调查了12个县共24个马尾松生态公益林样地的凋落物。研究表明:马尾松林年均凋落量为257.9g/(m2.a),其中叶凋落含量为84.6%,枝、果实、皮、碎屑凋落含量分别为4.7%、4.2%、2.0%和4.5%。不同地区间比较表明,浙西北、浙中、浙南3个自然区域间年凋落量无显著差异(p>0.05),沿海则明显低于其它地区。年凋落量与马尾松林龄呈对数相关(p<0.01);年凋落量与马尾松的胸径、树高、生物量及群落生物量间也呈对数相关关系(p<0.01)。同龄林凋落量比较及凋落量与植物多样性关系表明:马尾松纯林的凋落量小于非纯林,且乔木种类越多,凋落量越多。从凋落物角度分析,马尾松纯林的生态效益较低,不利于林地自肥、保水及进一步的植被恢复。     

滩地复层混交群落类型及其生长效益

为了提高人工造林的效益,为绿化荒滩提供可以选择的高效复层混交林类型及其营造技术,对现有复层混交林进行了调查研究,结果表明：目前滩地复层混交群落存在主要以下3种混交类型：①主要是马尾松与枫杨、枫香、木荷、水竹或青冈、苦槠的针阔复层混交类型;②以香樟、木荷、青冈、苦槠、枫香、榆树和大叶榉等树种为主的阔叶树复层混交类型;③以杨树、桤木等落叶树种与板栗、早园竹、香椿、银杏等价值高的经济树种为主的林农混交类型,即林农复合立体经营模式. 同时对营造杨桤混交林、杨落复层混交林、杨绿复层混交林等3种不同类型不同方式的混交试验林的阶段性分析,结果表明：5年生杨桤混交林中,杨树个体生长基本同纯林接近,桤木在带状混交林中树高生长量明显高于纯林,株间混交个体显著的受到抑制;3年生杨落复层混交林中,采用的8个树种经受了一年多次洪水考验,初步形成了杨阔复层混交群落且长势喜人;2年生杨绿复层混交林中,中山柏、侧柏、香樟等7个树种造林成活率均在90%以上,生长良好,但山杜英、女贞可能是试验林应用除草剂不当的缘故,造林成活率、生长势都受到了严重的影响.