舟山群岛次生林优势种群的生态位与种间联结

为探讨舟山群岛次生林优势种群的关系,对桃花岛1 hm2固定样地进行调查,分析了15个优势种群的生态位特征和种间联结性。结果表明,豹皮樟(Litsea coreana var.sinensis)、红楠(Machilus thunbergii)和野梧桐(Mallotus japonicus)具有较大的生态位宽度,其Levins生态位宽度分别为1.3563、1.3170、1.3097,Hurlbert生态位宽度分别为0.8572、0.7373、0.7154,而朴树(Celtis sinensis)、柘(Maclura tricuspidata)和梾木(Cornus macrophylla)的生态位宽度较小。生态位相似比例大于0.5的种对有39对,占总对数的37.1%。生态位宽度大的种群之间相似比例较大,生态位宽度大的种群与生态位宽度小的种群也可能产生较大的重叠值,而生态位宽度小的种群一般不会与生态位宽度大的种群产生较大的重叠值。15个优势种群间总体呈现不显著负关联性,X2检验和联结系数结果均表明,负联结的种对较正联结的种对多。因此,舟山群岛次生林优势种群种间联结相对松散,具有一定独立性,但独立程度较低,群落尚不成熟,处于动态演替的不稳定阶段。阳性先锋树种天仙果处于衰退阶段,次生林将逐渐恢复成豹皮樟和红楠占优势的地带性常绿阔叶林。     

黄土高原子午岭林区两种天然次生林植物叶片-凋落叶-土壤生态化学计量特征

了解我国黄土高原子午岭林区两种天然林下植物叶片-凋落叶-土壤生态化学计量特征,有助于人们更深入地认识黄土高原子午岭天然次生林生态系统养分循环规律和系统稳定机制。结果表明:(1)辽东栎和白桦两种植物叶片碳、氮、磷平均含量为468.6、17.1、2.1 g/kg;凋落叶碳、氮、磷平均含量为457.3、12.5、1.6 g/kg;土壤碳、氮、磷平均含量分别为17.6、1.4、0.5 g/kg。(2)白桦叶片N、P含量之间II类线性回归斜率大于1(P=0.07),表明白桦叶片建成过程中存在N、P元素按比例投入的依赖。白桦凋落叶N、P含量之间的II类线性回归斜率显著小于1(P0.05),两种天然次生林凋落叶整体N、P含量之间的II类线性回归斜率也显著小于1(P0.05),反映了凋落叶中单位P含量与单位N含量间不存在等速损耗关系。(3)黄土高原子午岭两种天然次生林凋落叶氮含量与土壤氮含量具有显著相关性(P0.01),表明凋落叶分解对土壤氮库有增加作用。相比于凋落叶,植物叶片磷含量与土壤磷含量具有较紧密的关系,表现为高的土壤P含量则植物叶片也具有较高的P含量。黄土高原子午岭林区两种天然次生林下土壤有机质具有较快的矿化作用。(4)辽东栎作为植被演替到顶极群落的优势物种,其凋落叶C∶N值为26.7远低于白桦凋落叶C∶N值44.9(P0.05),有利于微生物对凋落叶的分解。两种天然次生林的植物叶片N∶P均值为7.9714,低于全国和全球尺度的其他研究结果,表明这两种天然次生林主要受N限制。     

人为干扰对碧峰峡山矾次生林群落主要植物种群生态位的影响

基于对碧峰峡山矾(Symplocos sumuntia)次生林中乔木层、灌木层、草本层总计288个样方的调查,采用Levins、Hurlber生态位宽度指数、Pianka生态位重叠指数及Sφrensen相似性系数对山矾次生林不同强度人为干扰下各层次主要植物种的生态位特征及群落物种相似度进行定量分析,以揭示碧峰峡山矾次生林不同干扰程度下,各层次主要种群对生境资源的利用情况以及相对地位的变化,明确物种的生态适应性,为生态系统稳定性研究提供理论依据。结果显示:(1)山矾在不同强度人为干扰下均占据较宽生态位,适应环境和利用资源的能力较强,是次生林群落的建群种;随干扰强度增加,乔木层中山茶科(Theaceae)植物生态位宽度增大,青冈(Cyclobalanopsis glauca)生态位宽度呈先增大后减小的趋势;灌木层中杉木(Cunninghamia lanceolata)在重度干扰下生态位宽度减小,光枝楠(Phoebe neuranthoides)生态位宽度则增加,其他大多数植物在中度干扰下生态位宽度最小;草本层中红盖鳞毛蕨(Dryopteris erythrosora)在重度干扰下生态位变宽,其适应范围扩大。(2)乔木层中山矾和冬青(Ilex chinensis)生态位重叠值在重度干扰下增大;灌木层中高粱泡(Rubus lambertianus)和老鼠矢(Symplocos stellaris)与其他物种的生态位重叠值仅在中度干扰下出现;草本层中,随干扰强度增加,书带蕨(Vittaria flexuosa)生态位重叠值消失,红盖鳞毛蕨生态位重叠值出现并且较高;群落各层次主要树种整体生态位重叠均值在中度干扰下降至最低。(3)乔木层和草本层中不同强度干扰层次两两之间相似性系数均大于0.8;灌木层中重度干扰-中度干扰、中度干扰-轻度干扰、重度干扰-轻度干扰之间相似性系数分别为0.636、0.746、0.608。研究表明,不同强度人为干扰下,山矾次生林中因资源利用而产生的种间竞争均较激烈,群落分布格局和演替方向受到影响,森林群落不稳定。     

热带次生林森窗平均气温空间分布特征的初步分析

森林群落演替更新作为生态学研究的核心问题 ,一直是研究热点 ,而群落演替更新的重要生态动力乃是自然或人为的干扰。国内外关于大尺度干扰对不同森林类型演替更新已有较详细的研究 ;从 2 0世纪 80年代初开始 ,小尺度的林窗干扰开始受到广泛重视。由于林窗是群落演替的起始地 ,其大小和环境变化程度决定了林窗发展的方向和速度 ,并且林窗的更新状况直接影响到顶级森林的结构、种类组成和种群动态。对于世界范围内的各种森林类型的更新和演替均有重要作用 [17] ,而在热带雨林中的作用更加显著和重要[15] ,因此 ,国外学者十分重视林窗的研究。…     

西双版纳干季晴天次生林林窗气温时空分布特征

利用西双版纳干季(12月、4月)次生林林窗的温度观测资料,探讨了晴天林窗4方位的气温的空气变化特征。由于林窗的不同位置所受太阳辐射的影响不同,加之林缘热力效应的综合作用,林窗中存在明显的气温差异,特别是最高气温差异显著;气温最高值和气温日较差最大值不在林窗中央而出现在林窗东侧林缘树冠垂线外。这势必造成林窗不同区域热量传输的不同,形成林窗小气候的差异。其结果可为进一步研究森林林窗小气候及有关生态学现象提供基础。     

大兴安岭次生林白桦对林下日阴菅及其它主要草本植物的影响

探讨了白桦树冠投影面积对林下日阴菅密度的影响,发现日阴菅密度随白桦树冠投影面积呈双峰型变化。海拔高度、坡向、坡度对于日阴菅随白桦树冠投影面积的变化也有一定程度的影响。白桦荫蔽度、日阴菅地上部生物量和土壤水分含量三者具有较为一致的格局规模,这表明白桦通过改变林下的光照和地表水分而影响了日阴菅的生长。日阴菅在中等尺度上与土壤有机质的格局规模一致。溪荪个体数量与土壤pH值在大、中尺度上均显示一致的格局规模,说明溪荪受pH值的影响。     

不同林龄白桦天然次生林土壤碳通量和有机碳储量

白桦天然次生林是中国东北地区地带性顶极植被类型——阔叶红松林遭到严重干扰破坏后恢复形成的主要天然次生林类型,测定了生长季内不同林龄白桦天然次生林(20、36、82a)的土壤呼吸速率及土壤碳含量。结果表明:土壤呼吸速率的季节变化呈单峰曲线,主要受土壤温度的驱动,土壤10cm处温度可以解释不同林龄白桦林之间土壤呼吸速率86%—92%的变异,土壤呼吸与土壤含水量关系不显著(P0.05)。随着林龄的增加,生长季内土壤表面CO2通量呈增加的趋势,依次分别为740(20a)、768(36a)和809(82a)g C m-2a-1。土壤呼吸的温度敏感性指数Q10亦随林龄的增加呈上升的趋势,依次分别为2.64、2.91和3.35。平均土壤有机碳含量(0—50cm土壤层)和碳密度均随林龄的增加而增加,随土壤深度的增加而减少;其中,随着林龄的增加土壤有机碳含量依次分别为43.75、47.72和55.96 g/kg,有机碳密度为14.7、18.1和18.7 kg/m2。不同林龄间土壤表面CO2年通量与土壤有机碳密度之间存在显著的正相关关系(P0.01),但其相关程度因土层而异,其中与0—10cm土层的有机碳密度相关最为密切(R2=0.908)。     

千岛湖次生林优势种植物光合生理生态特性

对千岛湖次生林优势种马尾松(Pinus massoniana)、苦槠(Castanopsis sclerophylla)、石栎(Lithocarpus glaber)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)在不同季节的光合作用日变化、光响应、CO2响应以及相对叶绿素含量进行了分析,以期了解群落演替的内在机制。结果表明:(1)马尾松的净光合速率(Pn)日变化在4个季节均呈"单峰"曲线;苦槠在8月呈"双峰"曲线,其他3个月份均呈"单峰"曲线;石栎和青冈在5月、8月和11月的Pn日变化均为"双峰"曲线,有明显的光合"午休"现象,2月为"单峰"曲线。(2)马尾松和苦槠的Pn日积累值为8月最高,石栎和青冈为11月最高,且均与其他3个月均差异显著。4种优势种在4个季节的Pn日积累值的平均值大小为马尾松苦槠青冈石栎,差异显著。(3)4个季节中,光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、最大净光合速率(Amax)、暗呼吸速率(Rd)、最大羧化速率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)均以马尾松最高,表观量子效率(AQY)为马尾松最低。青冈在4个季节中具有最低的LSP、Rd和最高的AQY。苦槠和石栎的光合特性介于马尾松和青冈之间。(4)相对叶绿素含量以青冈最高,马尾松最低。总之,马尾松属强阳性树种,苦槠为阳性树种,石栎具有一定的耐荫性,青冈的耐荫性较强。     

辽东山区天然次生林能量平衡和蒸散

基于辽宁冰砬山森林生态系统定位研究站2012年森林内、外微气象观测数据,采用波文比-能量平衡法(BERB)研究了辽东山区天然次生林能量平衡组分及蒸散特征。结果表明,天然次生林全年获得净辐射能量(Rn)为1.63×109J/m2,其中生长季Rn占全年的71%。Rn月均值呈单峰状季节变化;5月份Rn最大,达101.73 W/m2;12月份最小,仅为-2.38 W/m2。Rn在晴朗天气的日变化呈单峰型,峰值出现在12:00前后,Rn在日出后0.5 h至日落前1.5 h为正值,其它时间为负值。潜热通量(LE)、感热通量(H)在晴朗天气呈单峰型日变化规律。LE呈单峰型季节变化,7月份最大。H呈双峰型季节变化,峰值在4月份,次峰值在9月份。波文比(β)近似呈"U"字型季节变化,非生长季β均值为1.50,即H占有效能量的60%,生长季β均值为0.43,即LE占有效能量的70%。生长季土壤热通量(G)为能量支出项,约占有效能量的2.5%,晴朗天气呈单峰型日变化。非生长季G为能量收入项,约占有效能量的6.8%,1月份几乎没有日变化。辽东山区天然次生林全年蒸散(E)总量为541.8 mm,占全年降水总量的70.3%,蒸散耗水是该森林生态系统最主要的水分支出项。     

人为干扰对雅安莲花山青冈次生林群落结构和物种多样性的影响

以四川省雅安莲花山为研究区,采用典型样地法分别调查轻度、中度和重度人为干扰对青冈(Cyclobalanopsis glauca)次生林不同林分层次的物种组成、群落结构和物种多样性的影响。采用物种丰富度指数(S)、Shannon-Wiener指数(H)、Simpson优势度指数(H′)和均匀度指数(Jsw)来综合分析群落的物种多样性水平。结果表明:(1)在总面积为3 600m2的9个样地中,共记录到维管束植物161种,隶属于83科134属,以禾本科(Gramineae)、樟科(Lauraceae)、壳斗科(Fagaceae)、山茶科(Theaceae)等植物为主。(2)不同强度人为干扰下青冈次生林的群落结构不同,受轻度和中度干扰的群落乔木层处于小径级(胸径8cm以下)、低高度级(高度3~7m)的幼苗较多,林分具有潜在的天然更新能力,受重度干扰下群落乔木小径级、低高度级个体数少,群落结构不稳定,林分生产力低。(3)不同强度人为干扰下青冈次生林群落重要值差异显著,轻、中、重干扰下乔木层优势种数量差别不明显,物种组成单一;灌木层重度干扰下小果润楠(Machilus microcarpa)占据绝对优势地位;草本层优势种在中度干扰下数量最多。(4)随着人为干扰强度的增加,青冈次生林群落的S、H、H′和Jsw降低,群落物种多样性整体呈下降趋势。