桂林岩溶石山常绿落叶阔叶混交林乔木层优势物种生态位研究

采用样方法对不同资源位群落进行调查,通过冗余分析（RDA）结合Monte Carlo随机置换检验筛选出对桂林岩溶石山常绿落叶阔叶混交林乔木层优势物种分布影响显著的土壤资源轴（土壤有机质、土壤水溶钙、土壤速效氮、土壤全氮、土壤pH值和土壤厚度）。利用Levins生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数对桂林岩溶石山常绿落叶阔叶混交林乔木层14个优势物种在土壤有机质、土壤水溶钙、土壤速效氮、土壤全氮、土壤pH值和土壤厚度6个土壤资源轴上的生态位特征进行研究。结果表明：（1）在土壤有机质和土壤水溶钙资源轴上,生态位宽度最大值为常绿物种檵木（0.89、0.94）;在土壤pH值资源轴上,生态位宽度最大值为常绿物种粗糠柴（0.96）;在土壤速效氮、土壤全氮和土壤厚度资源轴上,生态位宽度最大值为落叶物种南酸枣（0.87、0.99、0.97）。（2）14个优势物种在6个土壤资源轴上,生态位重叠均值由大到小依次为土壤厚度 > 土壤全氮 > 土壤水溶钙 > 土壤速效氮 > 土壤pH值 > 土壤有机质,且均表现为常绿物种与常绿物种形成的种对生态位重叠均值（0.84） > 常绿物种与落叶物种（0.74） > 落叶物种与落叶物种（0.66）。（3）综合6个土壤资源轴,生态位重叠值≥0.5的种对高达480对,占总种对数的87.91%,暗示桂林岩溶石山常绿落叶阔叶混交林乔木层优势物种在资源匮乏且资源异质性高的特殊生境中存在激烈竞争,且乔木层种间关系相对不稳定。     

云南常绿阔叶林的植被地理研究

云南具有极其丰富的生物多样性和以常绿阔叶林为优势的植被类型。该研究利用6个基于样方层面的1 hm²样地资料, 以及通过对整个植被类型的植物区系的调查, 对云南常绿阔叶林植被型的3个植被亚型(季风常绿阔叶林、半湿润常绿阔叶林和中山湿性常绿阔叶林)的生态外貌特征、植物区系组成及其生物地理演化进行了研究。在样方层面, 尽管这3个常绿阔叶林在树种组成上优势种均为壳斗科、樟科和山茶科植物, 但它们在种类组成、多样性、生态外貌和生物地理特征上呈现多样化。分布在南部及西南部的季风常绿阔叶林物种组成极其丰富, 具有热带森林的生态外貌, 并以热带亚洲分布种为优势种。主要分布在云南高原的半湿润常绿阔叶林和云南中部和北部山地的中山湿性常绿阔叶林具有亚热带常绿阔叶林的生态外貌特征和以中国-喜马拉雅及中国特有种占优势, 是中国西南独特的植被类型。在植被亚型层面, 这3个常绿阔叶林的植物区系(包括所有生活型的种子植物)中种数最多的科, 按地理成分均为世界分布型的科, 含种数较少的科则为其他各种分布型的科。半湿润常绿阔叶林和中山湿性常绿阔叶林的植物区系, 热带分布属分别占总属数的44.91%和44.04%, 温带分布属占46.29%和48.19%, 其中北温带分布属比例最高, 分别为18.36%和19.95%。季风常绿阔叶林植物区系则显示了不同的地理成分格局: 热带分布属占总属数的78.05%, 并以热带亚洲分布属占最高比例。通过对这3个常绿阔叶林的比较发现, 半湿润常绿阔叶林和中山湿性常绿阔叶林除生态外貌特征有一定区别外, 在植物区系组成和地理成分上很接近, 它们在种的组成上, 与季风常绿阔叶林的类似性仅为17.1%和15.4%。季风常绿阔叶林因其在植物区系和生态外貌上与后二者区别明显, 建议在云南植被分类上划分一个独立的植被型, 它是东南亚低山常绿阔叶林分布在中国西南部热带北缘山地的一个植被类型。结合云南的地质历史和古植物学资料, 认为云南的常绿阔叶林及其植物区系受晚中新世以来的地质历史事件深刻影响。半湿润常绿阔叶林是中国西南独特而特有种丰富的植被类型, 由于严重的人为干扰破坏, 现已片段化或成为萌生灌丛状, 应给予优先保护。     

北京松山落叶阔叶林生态系统水热通量对环境因子的响应

温带森林生态系统水热通量在多时间尺度上受各种生物物理因子的影响。该研究假设这些因子对水热通量的影响机制具有时间尺度分异性, 通过涡度相关法(EC)于2019年全年对北京松山典型天然落叶阔叶林生态系统蒸散发(ET)、显热通量(H)、潜热通量(LE)、土壤热通量(G)、饱和水汽压差(VPD)、空气温度(T_a)、光合有效辐射(PAR)、归一化植被指数(NDVI)及10 cm深度土壤水分(VWC)等要素进行原位连续监测, 使用小波分析的方法分析了日、季节尺度上生物与非生物因子对生态系统能量分配与水汽交换的调控机制。主要研究结果: 2019年松山天然落叶阔叶林生态系统年均波文比(β)为1.53。ET具有明显的季节变化特征, 从第100天开始逐渐增加, 7月达到峰值, 第300天下降到最低水平。ET最大日累计值为5.01 mm·d^-1, 年累计值为476.2 mm, 年降水量为503.3 mm。在日尺度上水热通量与VPD间滞后时间最短, 为3.36 h。在季节尺度上与PAR间滞后时间最短, 为8天。季节尺度上PAR通过VPD来对ET造成间接影响, 而对β造成直接影响。该研究发现不同时间尺度上水热通量与环境因子间的时滞关系, 为选择模型在不同时间尺度下北方温带落叶阔叶林生态系统过程的最佳输入参数提供科学支持。     

模拟酸沉降对鼎湖山季风常绿阔叶林地表径流水化学特征的影响

通过模拟酸沉降实验,研究了旱季期间(10-3月份)鼎湖山季风常绿阔叶林在4种不同pH模拟酸雨处理(对照、pH 4.0、pH 3.5、pH 3.0)下地表径流水化学输出特征.结果显示:(1)地表径流pH随酸处理强度增强呈“U”型变化模式,酸沉降对地表径流pH的影响不显著(P＞0.05),表明模拟酸沉降尚未引起地表水的酸化.(2)地表径流中NO3-、SO24-浓度随酸处理强度增强略有增加;HCO3-浓度的变化模式与地表径流pH类似.酸根离子浓度与地表径流pH相关性分析表明,SO24-、HCO3-有助于提高地表水抗酸化能力而NO3-则有助于促进地表水酸化.(3)地表径流中盐基离子对酸沉降的响应不尽相同.pH 3.0处理显著提高地表径流中Ca2+、Na+浓度;Mg2+浓度具有随酸处理梯度增强而增加的趋势;K+受模拟酸度的影响小.表明强酸(pH3.0)处理将导致土壤Na+、Ca2+、Mg2+盐基离子流失.(4)酸沉降具有诱发土壤可溶性有机碳(DOC)流失的倾向,增加地表水受有机污染的风险.     

中亚热带常绿阔叶林不同演替阶段土壤活性有机碳含量及季节动态

为探明不同演替阶段土壤碳吸存潜力,选取演替时间为15a(演替初期)、47a(演替中期)、110a(演替后期)3个中亚热带常绿阔叶林,分析了各演替阶段的土壤有机碳(SOC)含量以及土壤微生物量碳(MBC)、可溶性碳(DOC)和微生物熵(SMQ)的季节变化。结果表明:演替中、后期不同土层的土壤SOC、MBC、DOC含量和SMQ均显著高于演替初期(P<0.05);与演替中期相比,演替后期土壤MBC、DOC含量有所降低,SOC含量和SMQ无显著差异。土壤SOC、MBC和DOC含量随土层加深而显著性降低(演替初、中期DOC除外),并随演替进行逐渐向腐殖质层富集。不同演替阶段MBC、DOC和SMQ均有显著季节变化,最低值出现在秋季,最高值随演替进程由冬季逐步转向夏季。相关分析表明,不同演替阶段土壤活性有机碳含量与土壤有机碳含量极显著相关(P<0.01),且土壤活性有机碳(MBC、DOC)和SMQ对土壤碳库变化更为敏感。     

冰雪灾害对江西九连山常绿阔叶林的影响

以江西九连山国家自然保护区常绿阔叶林为对象,研究林分不同层次优势种受灾程度,分析物种海拔、坡度对受灾程度的影响。结果表明:乔木上层和中层树木以断稍为主,乔木下层树木以断稍和腰折为主,小树和幼树以压弯为主。在平均受损指数MDI(Mean Damage Index)方面,乔木上层米槠MDI值最高,拟赤杨最低; 乔木中层鸭公树MDI值最高,浙江新木姜子最低; 乔木下层米槠MDI值最高,浙江新木姜子最低; 小树米槠MDI值最高,细枝柃最低; 幼树二列叶柃MDI值最高,狗骨柴最低。海拔对不同林分层次树木的部分受损指标有显著影响(P<0.05); 整体上,不同林分层次树木的受损指标在700～760 m海拔生境高于640～700 m海拔生境。不同坡度生境下树木的受损指标均无显著差异(P>0.05)。     

落叶阔叶林反照率的时间变化与影响因素

反照率原位测量对生态系统能量收支及其遥感应用至关重要,但目前坡面地形反照率的测量方式有局限且可见光与近红外波段反照率时间变化的差异尚不清楚。本研究以东北地区帽儿山森林生态站的落叶阔叶林为例,探究入射和反射太阳辐射(SR,300～2800 nm)、光合有效辐射(PAR,400～700 nm)、近红外辐射(NIR,700～2800 nm)的反照率时间变化特征及其影响因子,同时分析了两种辐射表安装方式反照率的差异。结果表明: 晴天SR和NIR反照率日变化呈上下午不对称的U型曲线,但PAR从早到晚递增;阴天反照率均先急剧下降后趋于稳定。平行于坡面测量增大了反照率的日均值,但缓和了SR、NIR反照率日不对称的现象。从整个生长季来看,SR、NIR与PAR反照率水平测量时最大值分别为0.16、0.27和0.11,最小值分别为0.07、0.11和0.03。SR和NIR反照率季节变化均为先增大后减小(7月为峰值),PAR则相反,SR反照率主要受NIR而不是PAR控制。各波段反照率季节变化的影响因子按照贡献率排序为宽带归一化植被指数(61.7%～78.5%,可表征叶面积指数)>太阳高度角(15.4%～36.9%)>晴空指数(0.4%～36.9%)。     

鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林C贮量分布

在对1hm 2永久样地调查的基础上结合优势树种C含量的实测值, 对鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林的C贮量及其空间和种群分布特点进行了分析,结果表明 (1)鼎湖山季风常绿阔叶林现存C贮量为89.75t@hm -2 ,其中, 干、枝、叶、根分别占总量的53.09%、25.36%、2.64%和18.31%; (2)数量上小径级个体占有绝对优势,1hm 2样地内 DBH ＜20cm的个体占总数的95%,个体数量随径级的增加而迅速减少,而C贮量的径级分布则大致呈"M"形; (3)根据树木高度分为4个层次,即Ⅰ层( h ≥20m),Ⅱ层(10＜ h ≤20m),Ⅲ层(5< h ≤10m)和Ⅳ层( h ＜5m), 各亚层之间C贮量与该层次的高度呈正相关,占总C贮量的比例依次为53.97%、31.37%、 11.26%和3.40%.在垂直方向上,干、枝、根C贮量变化与总C贮量的变化趋势大体一致 ,叶的C贮量则以Ⅱ层最大; (4)优势种群对季风常绿阔叶林C贮量贡献排序为 锥栗 C astanopsis chinensis＞荷木Schima superba＞黄果厚壳桂Cryptocarya concinna＞厚壳桂 Cryptocarya chinensis＞肖蒲桃Acmena acuminatissima＞黄杞Engelhardtia roxburghi ana＞白颜树Gironniera subaequalis＞臀形果Pygeum topengii＞橄榄Canarium album＞窄叶半枫荷Pterospermum lanceaefolium＞华润楠Machilus chinensis＞鸭脚木Scheffler a octophylla＞韶子Nephelium chryseum.成熟度较高的种群 C贮量较高,起主导作用.     

江淮分水岭落叶阔叶林林窗光环境特征及其对绞股蓝生长特性的影舷

根据对江淮分水岭地区落叶阔叶林(枫香,Liquidambar formosana)林窗与林下入射光的总光照强度、不同波段的光照强度和光谱成分的比较分析,以及相应生境下绞股蓝(Gynostemma pentaphyllum)生长特性和总皂甙含量的对比研究,结果表明,林窗入射光全波长的日总光照强度、蓝光(400～510 nm) 、黄绿光(510～610 nm)、红橙光(610～720 nm)和近红外光(720～1100 nm)的光强,以及除近红外光以外的其余色光光谱成分均高于林下,其中蓝光和红橙光的光照强度及其光谱成分比其它色光明显高于林下,且幅度有季节性差异.在4、7和10月份,林窗中的蓝光相对光照强度分别高于林下8.32%～28.83%、30.00%～579.17%和6.70%～88.74%,红橙光分别高出8.72%～28.83%、30.19%～502.69%和6.76%～91.57%,蓝光光谱成分分别比林下增加了5.76%、33.14%和17.29%,红橙光分别比林下增加了5.04%、53.34%和10.23%.林窗下的绞股蓝净光合速率、总干物质重和总皂甙含量皆高于林下;同时林窗的光环境使干物质向茎分配比例增大,且这些差异有明显的季节性.     

鼎湖山季风常绿阔叶林凋落物层化学性质的研究

研究了鼎湖山自然保护区内季风常绿阔叶林林下凋落物层现存量及其化学性质,研究结果表明：１）林下凋落物现存量与年凋落物总量相当,分别为８．７４和８．８４（７～１１）ｔｈｍ－２,系统养分循环速率参数为０．９９,循环强度强烈,说明枯枝落叶分解快,养分周转快;２）营养元素在凋落物层中的含量分布格局为：Ｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎ元素未分解层（Ｌ层）＞半分解层（Ｆ层）＞已分解层（Ｙ层）,Ｐ、Ｋ、Ｆｅ则是Ｙ层＞Ｆ层＞Ｌ层;３）元素贮量（ｋｇｈｍ－２）,Ｎ１０２．０８,Ｐ４．３３,Ｋ４８．９４,Ｃａ１７．３８,Ｍｇ１０．４３,Ｆｅ５４．８７,Ｍｎ１．８０,在各亚层中的分布有Ｌ层＞Ｆ层＞Ｙ层（Ｎ、Ｐ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎ）,Ｙ层＞Ｆ层＞Ｌ层（Ｋ、Ｆｅ）;４）有机物质含量和贮量均为Ｌ层＞Ｆ层＞Ｙ层;５）林下凋落物的分解过程是一个养分释放过程,这一过程和营养元素及有机物质在各亚层的分布格局对林木生长极为有利。体现了作为顶极群落的季风常绿阔叶林生态系统本身在养分循环和利用效率的优越性。