基于无人机影像探讨格氏栲天然林林窗数量分布及其影响因素

探讨格氏栲( Castanopsis kawakamii)天然林林窗数量特征及其空间分布对预测森林种群动态变化及演替具有重要意义。该文采用无人机航拍获取格氏栲天然林正射影像图并结合野外调查,通过提取林窗特征参数和计算植被覆盖率来探讨林窗空间分布及其影响因素。结果表明:(1)保护区内格氏栲天然林植被覆盖率为75.53%,部分地区出现一定面积裸露土地。(2)研究区林窗空隙率为2.40%,密度为6.50 ind.·hm^-2,平均林窗面积为36.86 m²。(3)研究区林窗数量随林窗面积增加呈负指数分布,以微、小和中型林窗为主,面积100 m²以上的林窗数量较少。(4)低海拔林冠层覆盖度好,中海拔地区林窗个体数和平均林窗面积较大,高海拔地区林窗密度和空隙率相对较大。林窗主要分布在缓坡和斜坡上,其平均面积、密度和林窗空隙率也明显较高。西和南方位林窗数量较多,北、西北和东南方向林窗密度和空隙率相对较大。格氏栲天然林植被覆盖率较高,以微、小和中型林窗为主,地形因子通过改变林窗面积、林窗密度和林窗空隙率特征驱动了格氏栲天然林林窗数量与空间分布格局。     

格氏栲天然林与人工林根际土壤微生物及其生化特性的研究

通过对格氏栲天然林（约１２０年生）和人工林（２８年生）根际土壤和全土微生物、生化活性、土壤养分的研究,结果表明：格氏栲天然林根际和全土土壤养分、土壤微生物区系、生理类群数量、土壤酶活性和生化作用强度均比相应人工林的大,格氏栲天然林根际土壤速效性养分相对富集,而人工林的则存在亏缺现象。格氏栲人工林的根际效应（Ｒ／Ｓ值）比天然林的明显。     

格氏栲种群优势度增长改进模型的研究

提出有限的空间种群增长的Logistic改进模型探讨格氏栲种群基面积增长规律,即dS/dt=rS(1-S^θ/K）。该模型通过树种的竞争特性因子θ控制,将指数增长、线性制约、下凹增长和上凸增长非线性制约概括一个统一的自适应性的非线性制约通用模型。运用改进单纯形对Logistic改进模型进行优化,拟合结果表明改进模型是格氏栲种群优势度增长动态变化的一个极好机理描述式,其增长速度最大是在141年。     

格氏栲天然林与人工林凋落叶分解过程中养分动态

通过对中亚热带格氏栲天然林 (natural forest of Castanopsis kawakamii, 约150a)、格氏栲和杉木人工林 (monoculture plantations of C. Kawakamii and Cunninghamia lanceolata,33年生) 凋落叶分解过程中养分动态的研究表明,各凋落叶分解过程中N初始浓度均发生不同程度的增加后下降;除格氏栲天然林中其它树种叶和杉木叶P浓度先增加后下降外,其它均随分解过程而下降;除杉木叶外,其它类型凋落叶的Ca和Mg浓度呈上升趋势;凋落叶K浓度均随分解过程不断下降.养分残留率与分解时间之间存在着指数函数关系xt=x0e-kt.凋落叶分解过程中各养分释放常数分别为N(kN) 0.678～4.088;P (kP) 0.621～4.308;K(kK) 1.408～4.421;Ca (kCa) 0.799～3.756;Mg (kMg) 0.837 ～ 3.894.除杉木叶外,其它凋落叶分解过程中均呈kK>kP>kN>kMg>kCa的顺序变化.各林分凋落叶的年养分释放量分别为N 10.73～48.19kg/(hm2·a),P 0.61～3.70kg/(hm2·a),K 6.66～39.61kg/(hm2·a),Ca 17.90～20.91kg/(hm2·a),Mg 3.21～9.85kg/(hm2·a).与针叶树人工林相比,天然阔叶林凋落叶分解过程中较快的养分释放和较高的养分释放量有利于促进养分再循环,这对地力维持有重要作用.     

格氏栲种群生态学研究Ⅲ.格氏栲种群优势度增长动态规律研究

采用有限空间种群增长的逻辑斯谛模型探讨格氏栲种群基面积增长规律．提出自适应通用模型ｄｓ／ｄｔ＝ｒｓ（１－ｓθ／ｋφ）．该模型包括Ｌｏｇｉｓｔｉｃ模型、Ｓｍｉｔｈ模型、Ｇｏｍｐｅｒｔｚ模型、崔Ｌａｗｓｏｎ模型和ＺＬｏｇｉｓｔｉｃ模型;运用改进单纯形对自适应通用模型进行优化,拟合结果比Ｌｏｇｉｓｔｉｃ模型更符合格氏栲种群实际增长趋势,增长速度最大是在１４７年．     

格氏栲天然林土壤养分空间异质性

采用地统计学与GIS技术相结合方法对格氏栲天然林土壤养分和pH值空间异质性进行了研究,结果表明:pH值为弱变异,土壤养分为中等变异,变异强度为有效磷＞速效钾＞水解性氮＞全氮＞全钾＞全磷＞pH值.半方差最优模型拟合分析表明,pH值、全钾、有效磷符合指数模型,全氮符合高斯模型,全磷、水解性氮符合球状模型,速效钾符合线状模型;全钾、速效钾、pH、全氮、全磷、水解性氮和有效磷的有效变程依次为1806、549、267、130、120、182 m和117m;从空间结构特征看,pH值、全氮、全磷、水解性氮、有效磷表现出强烈的空间自相关,其空间异质性主要受结构性因素影响;全钾具有中等强度的空间自相关,其空间异质性是随机性因素和结构性因素共同作用的结果;速效钾具有微弱的空间自相关,其空间异质性主要受随机性因素影响.土壤养分空间分布特征:全氮、全磷由南向北递增;全钾含量呈环状分布,向南北分别呈递增趋势;pH值由东北到西南递增,呈条带状分布;水解性氮从东北向西南递减;有效磷从东南到西北逐渐递增;速效钾分布较均匀,在西北和东南角各有一个高值区,从西南到东北表现为先增加后减少的规律.其结果为区域尺度上土壤养分的空间内插、制图和取样设计提供参考,也为土壤可持续利用、格氏栲天然林的恢复与重建提供科学依据.     

格氏栲自然保护区常绿阔叶林群落特征

在11000m²样地调查材料的基础上,分析了福建三明格氏栲自然保护区常绿阔叶林群落的种类组成、乔木种群的重要值、群落外貌、物种多样性、水平结构和垂直结构特征。该群落计有维管植物223种,隶属于80个科159属,其中单种属占总属数的80.5%,包括藤本在内的高位芽植物占总种数的85.2%。重要值高的乔木种群是格氏栲、木荷、米槠、马尾松、刮槠和山黄皮。主要乔木种群均服从聚集分布。群落垂直结构复杂,可分为乔木层、灌木层和草本层。生活型谱和物种多样性指数介于南亚热带季风常绿阔叶林和中亚热带常绿阔叶林之间。     

荒漠木本植物种子萌发研究进展

总结了荒漠木本植物种子萌发研究方法、影响种子萌发的自身因素和外部生态因子.荒漠木本植物种子萌发研究方法大多局限于室内培养箱和气候室模拟发芽法.种子休眠是影响种子萌发的重要生理因素;荒漠木本植物种子大小、质量和色泽与种子成熟度及活力密切相关;种皮通透性差是种子萌发的重要障碍,一般通过磨砺、削切、预冷、化学试剂处理等降低或消除其影响;种子含水量与贮藏寿命和吸胀力密切相关.适宜温度是荒漠木本植物种子萌发的先决条件,变温促进萌发;水分是种子萌发的制约条件;光照并非是大多数荒漠木本植物种子萌发的必要条件;沙埋通过综合调控光、温和水而影响种子萌发;盐分胁迫显著抑制种子萌发.随着研究不断深入,应加强多因素影响及机理方面的研究.     

格氏栲天然林林窗和林下种子散布及幼苗更新研究

以格氏栲(Castanopsis kawakamii)天然林为研究对象,探讨了林窗和林下格氏栲种子雨、种子库的分布特征及幼苗更新状况。结果表明:林窗种子雨总量和完好种子密度高于林下,未成熟种子比例低于林下;林窗和林下种子雨高峰期掉落数量分别占种子雨总量的77.13%和74.5%;林窗种子库储量低于林下,种子库中以全食或捡拾种子比例最高,其中种子库储量垂直分布表现为枯落物层(约占2/3)>腐殖质层(0～5 cm)(约占1/3)>心土层(5～10 cm)(小于1%),以格氏栲种子占绝对优势;格氏栲从种子到幼苗的转化率低,林窗中格氏栲完好种子密度与幼苗密度均高于林下。林窗微生境提高了种子散布过程中格氏栲成熟种子的密度和比例,有利于促进格氏栲的幼苗更新,表明林窗在格氏栲种群恢复过程中扮演着重要角色。     

格氏栲群落生态学研究——格氏栲林主要种群生态位的研究

采用定量分析方法,对格氏栲(Castanopsis kawakamii Hayata)自然保护区格氏栲林群落中11个主要种群进行了生态位研究.以群落组成类型:①格氏栲+马尾松+木荷+黄瑞木(Castanopsis kawakamii+Pinus massoniana+Schima superba+Adinandra millettii);②格氏栲+虎皮楠+木荷(Castanopsis kawakamii+Daphniphyllum oldhamii+Schima superba);③马尾松+木荷+格氏栲+石栎(Pinus massoniana+Schima superba+Castanopsis kawakamii+Lithocarpus glaber);④格氏栲+木荷+青冈(Castanopsis kawakamii+Schima superba+Cyclobalanopsis glauca);⑤格氏栲+马尾松+木荷(Castanopsis kawakamii+Pinus massoniana+Schima superba);⑥甜槠+格氏栲+木荷+米槠+乌饭(Castanopsis eyrei+Castanopsis kawakamii+Schima superba+Castanopsis carlesii+Vaccinium bracteatum),及海拔梯度(180～340m)综合为一维资源位,调查6个资源位,定量测定格氏栲林群落主要种群生态位宽度、生态位相似比例、生态位重叠,并分析各种群生态位的生态学意义.研究结果为进一步研究格氏栲林群落稳定性、演替、空间分布格局提供理论基础.