神农架地区常绿落叶阔叶混交林树种更新研究

神农架山区山体的中部,选取代表性的常绿落叶阎叶混交林样地,总面积为２．４ｈｍ＾２。在样地中对出现的林窗斑块以及相邻的对照的非林窗宙样方进行群落学调查。记录乔木树种的种类、胸径和高度以及它的幼苗和幼树的高度、数量。按照树种在林宙内外重要值的位序差值将群落出现的乔木层树种划分为４类生态种组,其中,对林窗强烈正更新反应的树种有６种,强烈负更新反应的树种９种,中等更新反应的９种,不明显更新反应的１０种。林窗内外乔木树种生态种组的组成明显不同。不同生态种组树种的幼苗在林宙与非林窗斑块中的更新表现出显著的差别。对神农架地区常绿落叶阎叶混交林树种更新的反应和过程的研究结果支持了林窗—分享假说的观点。     

神农架地区米心水青冈-曼青冈群落的结构与格局研究

 米心水青冈(Fagus engleriana)-曼青冈(Cyclobalanopsis oxyodon)常绿落叶阔叶混交群落是神农架山地植被垂直带谱的重要类型。通过分析乔木层结构及优势种的分布格局,探讨群落的特点及动态。结果表明,群落乔木层可分为3个亚层：第一亚层落叶阔叶树种占优势,势树种为米心水青冈;第二及第三亚层以常绿树种为主,优势种为曼青冈。应用偏离指数、Lloyd的平均拥挤度和聚块性指数及Morisita指数,在8个尺度下对米心水青冈及曼青冈两种优势树种进行格局分析,发现两者总体上均为聚集分布,米心水青冈的聚集强度高于曼青冈。按1～4cm, 4～8cm及8cm以上３个径级对曼青冈分布格局进行比较,各径级间聚集强度相似,没有自疏现象。由于米心水青冈及曼青冈占据乔木层不同的高度,且均不缺乏更新贮备,因此形成稳定共存的群落。     

三峡水库消落带植物叶片光合与营养性状特征

自2007年三峡大坝试运行以来,其独特的人工水位调度节律给当地的水库消落带生态系统带来了巨大的负面影响。植物功能性状可以反映某一特殊生境植物的生理生态过程特殊性,是指示生态系统结构与功能的有效指标。因此,在三峡水库消落带形成2a后,于2009年调查了消落带的42种适生植物以及对照带33种植物的6个叶片功能性状:最大净光合速率(Amax)、叶片气孔导度(Gs)、比叶重(LMA)、叶片全氮含量(Nmass)、全磷含量(Pmass)和全钾含量(Kmass)。运用标准化主轴回归分析对消落带植物叶片各功能性状之间关系进行分析,并对照全球尺度叶片功能性状数据库,旨在说明反季节淹水对消落带植物叶片功能性状之间关系与全球尺度对比发生了哪些变化。同时,运用成对方差t检验的分析方法,对比了在消落带和对照带都存在的33个种的叶片光合与营养性状之间的差异,以阐明消落带植物对消落带特殊生境的生理响应。结果表明:(1)消落带植物叶片各性状关系呈现出与全球尺度基本一致的格局,表现出植物叶性状之间关系的趋同性;(2)消落带植物Amass、Nmass、Pmass和Kmass显著高于全球尺度,而LMA则显著低于全球尺度。处于驯化阶段的消落带植物各叶片性状处在全球叶片经济型谱"低投入-快速回收"的一端。(3)消落带植物叶片Amass与对照带相比,有显著提高。表明三峡水库消落带植物叶片光合能力得到显著提高,这可能是其适应消落带特殊生境的关键生理生态对策之一。     

三峡库区水位调度对消落带生态修复中物种筛选实践的影响

三峡库区消落带形成后面临多个生态学问题, 对消落带进行生态修复的实践是解决这些问题的关键。筛选物种是生态修复的关键, 但多年的群落学观察结果与采用模拟淹水试验、短期定位观测等方法所获结果不一致。产生这种差异的主要原因是许多模拟淹水试验方案在淹水季节性、水淹周期和水淹深度等方面的设计与三峡库区实际调水节律不一致。对重庆忠县4年的水位变化记录进行整理分析发现, 实际调水节律与理论调水方案之间差异巨大; 海拔146、152、158、164、170和176 m处, 非生长季淹水时间分别为294、266、223、167、101和0天, 生长季淹水时间分别为68、20、11、1、0、0天。海拔164 m以下, 出现生长季频繁淹水胁迫。目前许多模拟淹水试验方案只考虑生长季短期浅淹胁迫, 而未考虑非生长季长期深淹胁迫。研究表明生长季淹水和非生长季淹水、深淹和浅淹胁迫对植物适应性的影响有明显差异。模拟淹水试验仅考虑一次淹水过程, 不足以反映种的长期适应性。并且, 模拟淹水试验仅考虑了种的水淹耐受性, 而未考虑现实生境中的种间关系和群落组配过程。因此, 模拟淹水试验对物种筛选实践的指导意义有限。在未来进行物种筛选时, 需重视: 1)非生长季淹水胁迫下物种适应机制; 2)植物出露后的恢复生长、扩展和拓殖能力; 3)消落带形成多年后, 植物群落调查、实地种植植物的长期观察。根据消落带不同区域受水淹胁迫的程度, 筛选反映植物生活史对策的关键功能性状, 并进行植物功能型组划分, 以研究消落带不同区域物种分布、种群和群落动态、景观格局规律, 这对于消落带生态修复实践具有重要的指导意义, 是今后三峡库区消落带生态系统研究的一个发展方向。     

三峡库区磷化工厂点源污染对陆生植物群落组成和物种多样性的影响

2006年4月中旬至6月下旬, 采用典型取样法, 在三峡库区某磷化工厂周围污染源区与对照区设置样方, 进行常规群落学调查, 分析点源污染对陆生植物群落种类组成以及物种多样性的影响。结果表明: (1) 所有样方中共计出现284种植物, 其中乔木35种, 灌木139种, 草本110种。仅在污染区中出现的物种数量远低于仅在对照区中出现的物种数量; (2) 可分出4种基本的群落类型: 马尾松(Pinus massoniana)林、柏木(Cupressus funepris)林、栓皮栎(Quercus variabilis)林和马尾松+栓皮栎林, 各群落特定层次的物种丰富度指数以及Pielou均匀度指数在污染区与对照区之间存在显著差异; (3)污染胁迫下, 物种在群落中的生态优势度发生了变化, 反映了群落中不同物种相互替代的过程, 这种物种的替代可为今后受损生态系统人为恢复过程中物种的筛选提供一定的理论参考; (4)对群落中主要物种更新的调查发现: 栓皮栎林对污染不敏感; 柏木林污染区与对照区幼苗数量及分布格局均有明显差异, 污染条件下群落未来演替受到严重干扰。综上所述, 我们可以看出, 在点源污染影响下, 群落的组成和结构发生了显著变化, 但这种变化对群落的长期影响仍需要进一步的深入研究。     

三峡濒危植物疏花水柏枝的回归引种和种群重建

疏花水柏枝分布于三峡库区原海拔70～155m的消落带,三峡工程修建后它将丧失其全部生境而成为濒危植物。实验结果显示其种子在土壤含水量大于10%以上时开始萌发,以土壤含水量达到饱和状况时萌发最好。种子萌发与定居阶段对土壤水分条件的严格要求使得疏花水柏枝分布区十分狭小。回归引种和种群重建是拯救该物种的主要手段。三峡工程修建后库区内新的消落带将形成夏旱冬淹的水节律,完全不同于库区原有消落带所具有的冬旱夏淹的水节律,不适于作为疏花水柏枝种群的迁移地。相比之下库区淹没区以上各支流消落带的生态环境与疏花水柏枝原有生境较为接近,适于作其新的生境。种群遗传多样性、年龄结构、分布格局、繁殖与扩展等生物学特性是种群持续发展的基础,文章以此为依据,对疏花水柏枝种群重建与管理中的相关问题进行了分析讨论。认为疏花水柏枝种群恢复与重建中目前所面临的主要问题是如何增强被隔离的种群间的基因交流、促进种群的种子扩散与萌发、协调新建种群与当地物种的关系、营造有利于新建种群定居与生长的生态环境。重建种群的管理应结合疏花水柏枝的生长发育节律和移栽地的生态环境条件来开展,要有效地监控种群的生长发育动态,合理地在隔离种群间相互引种,适时地进行水分管理,并对周围植被适度控制。     

湖北省发现小黑领噪鹛

正2015年8~11月,在湖北神农架森林生态系统国家野外科学观测研究站,3次发现一种此前未监测到的鸟类,鉴定为小黑领噪鹛(Garrulax monileger)。8月5日,在湖北宜昌市兴山县龙门河村黄崩口沟口西侧公路上方山坡(31°19′37′′N,110°28′59′′E,海拔1 292 m),小溪边的化香树(Platycarya strobilacea)林发现5只小黑领噪鹛并拍摄照片(图1);10月21日在龙门河东湾白栎子树包(31°19′32″N,110°31′19″E,海拔1 691 m)的巴山水青冈     

消落带生态系统氮素截留转化的主要机制及影响因素

消落带是陆地与水体(河流、湖泊、水库、湿地以及其他特殊水体)之间的生态过渡带,具有独特的生态水文学和生物地球化学过程,是截留和转化NH₄⁺、NO₃^-等非点源氮素进入水体的最后一道生态屏障.整合已有相关研究成果发现: 1)植物固持作用改变氮素在土壤-植被-土壤-大气中相对存在位置;2)微生物反硝化作用将氮素从系统内永久性地去除,是消落带生态系统氮素截留转化的主要机制,但其相对贡献率仍有很大的不确定性.在不同流域背景条件下,影响消落带生态系统氮素生物地球化学循环的主要生态因子变化较大,很难确定地下水位高低、植被状况、微生物属性和土壤基质等哪一个生态因子是驱动消落带生态系统氮素循环的关键因子.研究方法的局限性、大的时空尺度数据的缺乏及对植被宽度认识的模糊性,是导致消落带生态系统氮素截留转化结果变异性大的主要原因.因此,应在消落带生态系统具体研究区位环境因子基础上,利用数学模型、GIS、RS等分析方法及同位素示踪和气体联用测定等定量分析技术,从不同时空尺度研究消落带生态系统氮素的循环与转化规律,以实现消落带生态系统氮素截留转化最优化,为消落带生态系统的科学管理提供理论基础.     

深山老林育奇葩——中国科学院神农架生物多样性定位研究站

神农架位于湖北省的西北部巴东、兴山、房县三县的结合部，同时也是川、渝、陕、鄂的交界处。这是一片古老而神秘的土地，莽莽苍苍的原始森林，幽幽高山、淙淙绿水都让人有远离尘世的感觉。远古时神农氏在此搭架采药，香溪河滋养了昭君与屈原，神秘的野人间或出没，都让人遐想绵绵。独特的地理位置和气候特点使这里自然资源丰富，被誉为“绿色宝库”、“天然植物园”。     

水淹条件下三峡水库消落带常见草本植物的分解

对三峡水库消落带10种常见的一年生和多年生草本植物进行模拟淹水试验,研究水淹条件下植物分解释放氮磷规律和分解速率与植物组织内营养元素及结构性碳水化合物含量之间的关系.结果表明:不同物种分解速率不同,水花生的分解速率最大,分解速率常数k=0.0228 d-1,莠竹最小,k=0.0029 d-1,但一年生草本和多年生草本的分解速率差异不显著.一年生草本与多年生草本氮磷含量差异不显著,其中,双穗雀稗和鬼针草对水体氮磷含量影响最大;水花生氮释放能力较强,但对水体磷含量影响最小;水体中总氮、总磷含量与植物分解速率、植物体分解初始C含量、C∶N、木质素∶N呈显著负相关,与植物体K、Ca、N含量呈显著正相关.