基于多元回归树的常绿阔叶林群丛数量分类——以古田山24公顷森林样地为例

常绿阔叶林植被分类一直是植被生态学研究中的难题,尤其是基本单位——群丛的分类。该文以地形因子和物种组成数据为变量的多元回归树方法,将浙江古田山24hm2森林监测样地的森林群落分为3个群丛。所得群丛既反映了群落在时间和空间上的相对间断分布,也符合植被分类基本单位的特点,为常绿阔叶林的群丛分类提供了新思路。并首次引入了指示值算法,解决了以往指示种无法量化的难题。最终以优势层优势种为主、下木层指示种为辅的命名原则,将3个群丛命名为:1)石斑木(Raphiolepis indica)+柳叶蜡梅(Chimonanthus salicifolius)-格药柃(Eurya muricata)+赤楠(Syzygium buxifolium)-木荷(Schima superba)+甜槠(Castanopsis eyrei)群丛;2)映山红(Rhododendron simsii)+满山红(Rhododendron mariesii)-短柄枹(Quercus serrata var.brevipetiolata)+灰白蜡瓣花(Corylopsis glandulifera var.hypoglauca)-马尾松(Pinus massoniana)+甜槠群丛;3)短尾越桔(Vaccinium carlesii)+毛花连蕊茶(Camellia fraterna)-杨梅叶蚊母树(Distylium myricoides)+浙江新木姜子(Neolitsea aurata)-木荷+甜槠群丛。     

我国西南山地喀斯特植被的根系生物量初探

在贵州茂兰喀斯特森林国家自然保护区内,选取2种立地条件上(岩石和土壤分别占优势)的5个植被恢复阶段(草本群落、灌草群落、灌木群落、次顶极常绿落叶阔叶林和顶极常绿落叶阔叶林)共10个样地,利用平均标准木机械布点法对根系进行采集,分析了其生物量总量、不同根系径级的分配格局和地下空间的分布规律。结果表明:1)喀斯特植物群落的正向植被恢复进程极显著地增加了地下生物量(p0.001),从草本群落的2.63Mg·hm–2增加到顶极森林群落的58.15Mg·hm-2;同一恢复阶段的石生和土壤立地上根系生物量的差异不显著(p0.05),在顶极和次顶极常绿落叶阔叶林阶段,石生立地的根系生物量高于土壤立地,而灌木、灌草和草本群落阶段则相反。2)同一恢复阶段的石生立地的粗根生物量均高于土壤立地,但差异不显著(p0.05),而细根和小根生物量则从石生到土壤立地显著增加(p0.05);随着喀斯特植被的恢复,石生和土壤立地上粗根占总根系生物量的比例均逐渐增加。3)石生立地根系的分布以水平扩散和穿梭为主,无垂直层次分布;而土壤立地各恢复阶段的根系生物量主要集中在地面到地下10cm的垂直空间内;在不同的土层深度,粗根占所有根径级生物量的80%,且随土层加深,其比例降低。该研究不仅填补了喀斯特植被根系生物量观测的空白,为估算我国西南喀斯特地区植被的总生物量和生产力提供了本底数据,也为进一步研究喀斯特森林稳定性维持机制和喀斯特石漠化防治与植被适应性修复奠定了基础。     

密度制约对宝天曼落叶阔叶林锐齿栎死亡前后分布格局的影响

为了在温带和亚热带的过渡带中验证森林树木死亡是否受密度制约的影响, 我们在宝天曼国家级自然保护区选择1个100 m×100 m的暖温带落叶阔叶林样地, 用双变量函数g(r)(the pair-correlation function)研究了锐齿栎(Quercus aliena var. acuteserrata)死亡前(活树和枯木统称为死亡前树木)和死亡后(活树为死亡后树木)的分布格局。把样地中的锐齿栎分为幼树(1 cm ≤ DBH<10 cm)、小树(10 cm ≤ DBH<20 cm)和成年树(DBH≥20 cm)3个不同的生长阶段来研究密度制约对空间分布格局的影响机制。结果表明: (1)死亡前锐齿栎在r>5 m尺度呈聚集分布, 死亡后幼树(1 cm≤DBH<10 cm)和成年树(DBH≥20 cm)在1-25 m尺度呈现随机分布, 死亡后小树(10 cm≤DBH< 20 cm)在r<1.5 m和2.5-4.5 m的尺度为随机分布, 在r>5 m的尺度呈聚集分布; (2)采用随机标签零模型和案例-对照设计的方法, 排除生境异质性影响后, 将幼树和小树的分布格局作为案例, 将成年树的分布格局作为对照, 并代表生境异质性的作用, 通过小径级树木与成年树分布格局的对比发现, 密度制约效应对死亡前后的锐齿栎分布格局均具有影响; (3)幼树和小树在成年树周围的分布死亡前为显著聚集分布格局, 死亡后剩余树木的聚集强度下降; 随着与成年树之间距离的增加, 死亡后的幼树(仅包括现存的活树)逐渐向随机分布格局演替。本研究初步表明锐齿栎空间格局受生境异质性的影响并呈现出显著的聚集效应, 排除生境异质性影响后, 锐齿栎死亡前后的空间格局受到密度制约的影响, 这一结果为Janzen-Connell假说提供了支持。     

国家公园首先是自然保护基地

<正>随着社会经济的不断发展,我国对自然保护工作的认识不断提高,行动的力度也不断加大。中国共产党第十八次全国代表大会报告首次将生态文明建设与经济建设、政治建设、文化建设、社会建设并列,提出了建设中国特色社会主义五位一体的总体布局。党的十八届三中全会决议中提出"严格按照主体功能区定位推动发展,建立国家公园体制"。为了落实中央的决定,国家林业局、云南省人民政府和世界自然保护联盟(IUCN)于2014年4月28日在昆明联合组织召开了"国家公园建设研讨会"。     

内蒙古典型草原优势种冷蒿和克氏针茅对土壤低磷环境适应策略的比较

为探究典型草原植物长期共存的生理生态机制, 以典型草原的优势物种克氏针茅(Stipa krylovii)和冷蒿(Artemisia frigida)为材料, 采用基质培养方法, 通过比较不同供磷浓度对二者生物量、根系形态、质子分泌、酸性磷酸酶和有机酸分泌以及磷吸收利用效率的影响, 探讨克氏针茅和冷蒿对土壤磷缺乏的适应策略。研究结果表明: 冷蒿主要通过根系分泌酸性磷酸酶和酸化根际来适应低磷环境; 而克氏针茅主要是通过根系分泌有机酸(主要是苹果酸)来适应土壤磷缺乏。在低磷条件下, 克氏针茅和冷蒿的磷吸收效率没有显著差异, 但克氏针茅的磷利用效率显著高于冷蒿。随着供磷浓度增加, 二者的磷吸收速率增加, 磷利用效率降低。在生物量、地上部分性状以及根系生长方面, 克氏针茅和冷蒿对磷供给的响应都表现先增长后降低的趋势; 克氏针茅的生物量在外源供0.25 mmol·L^-1磷时达到最大, 而冷蒿的生物量在外源供0.50 mmol·L^-1磷时达到最大, 表明冷蒿对磷的生理需求高于克氏针茅。因此, 克氏针茅和冷蒿具备各自不同的适应土壤有效磷缺乏的生理策略, 这可能是它们在土壤贫瘠的温带典型草原长期共存的重要机制。     

不同载畜率下瓣蕊唐松草的生长和繁殖对策

放牧是内蒙古草原最主要的利用方式, 而草原植物在不同放牧压力下的生长和繁殖策略是它们与有蹄类动物长期协同进化的结果。为了了解瓣蕊唐松草(Thalictrum petaloideum)的生长和繁殖策略如何响应载畜率的变化, 作者依托中国科学院内蒙古草原站的大型放牧实验平台, 从种群、个体和器官三个组织水平上研究了该物种对放牧强度的响应。结果表明: 1)在种群水平上, 随着载畜率的增加, 瓣蕊唐松草减少了生殖株丛数或不进行有性生殖生长。该实验条件下, 载畜率每hm ² 7.5只羊(夏季)是瓣蕊唐松草不再进行生殖生长的阈值; 2)在个体水平上, 随着载畜率的增加, 瓣蕊唐松草降低了株高和个体生物量, 减少了生殖枝、花朵和种子等生殖器官的数量。随着载畜率的增加, 瓣蕊唐松草生殖分配的调节从依赖于植株个体大小向不依赖于植株个体大小转变。3)在器官水平上, 随着载畜率的增加, 瓣蕊唐松草减少了生殖枝的花朵负荷, 提高了单粒质量。籽粒数量和籽粒质量之间的权衡是瓣蕊唐松草应对放牧干扰的重要机制。     

内蒙古典型草原土壤固碳潜力及其不确定性的估算

以内蒙古锡林郭勒盟典型草原围封和放牧对照的实测数据为基础,比较了不同植物群落类型的碳储量和固碳量,并估算了重度退化草地完全恢复后的土壤固碳潜力.结果表明: 在局地尺度上,以羊草、大针茅和克氏针茅为优势种的3种植被类型的年均固碳量均随着围封年限的增加而减少.羊草和大针茅草原群落的碳储量显著高于克氏针茅草原群落,而在过牧导致的退化过程中,后者流失了更多的土壤有机碳,其固碳潜力高于前两者.在区域尺度上,内蒙古典型草原土壤表层0～20 cm的固碳潜力在-0.03×10⁴～3.71×10⁴ kg C·a^-1范围内变化,总固碳潜力为12.1×10⁸kg C·a^-1.不确定性分析发现,忽略石砾含量不会造成土壤固碳潜力估算值的较大偏差,而气象数据空间插值造成的误差为±4.7×10⁹ kg C·a^-1.假设未来生长季降水的平均变化值为-3.2 mm·(10 a)^-1时,土壤固碳潜力将减少1.07×10⁸ kg C·(10 a)^-1.     

基于红外增温的草地生态系统响应全球变暖的研究进展

为了更好地了解全球变暖对草地生态系统的影响机制, 该文介绍了红外加热技术的原理、增温效应及其优缺点, 重点从植物物候、光合生理、生长发育、群落结构和功能、土壤特性, 特别是植物群落地下过程方面, 系统综述了基于红外加热技术模拟气候变暖对草地生态系统影响的最新研究进展, 在此基础上探讨了未来草地生态系统响应全球变暖研究拟重视的研究领域。     

山西灵空山小蛇沟林下草本层植物群落梯度分析及环境解释

通过对山西灵空山小蛇沟集水区的林下草本层植物群落进行调查和多元分析——TWINSPAN分类、典范对应分析(CCA)与生境、生物因素变量分离, 探讨林分水平上草本层物种分布与环境因子之间的关系。结果如下: 1) TWINSPAN将26个调查样方划分为6种群落类型: 以辽东栎(Quercus wutaishanica)为主的辽东栎-油松(Pinus tabulaeformis)林型、辽东栎杂木林型、辽东栎林型、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林型、油松林和阔叶油松林型、油松-辽东栎均匀混交林型, 体现了该地区地带性植被类型为暖温带森林的特点。2)群落类型的划分与CCA的结果相吻合, 主要反映了CCA排序第一、二轴的环境梯度, CCA排序轴第一轴突出反映了林分类型与土壤养分梯度, 第二排序轴与坡度、坡位显著相关。Monte Carlo检验结果表明, 林分类型、土壤养分和坡度是影响小蛇沟集水区内林下草本物种分异的最主要的环境因子。3)生境因子与生物因子解释了物种格局变化的42.9%, 其中生境因子占31.8%, 生物因子占7.9%, 生境因子与生物因子交互作用解释部分占3.2%。良好的环境解释反映了调查取样和环境因子选取的合理性。对于50%以上未能被解释的变异部分, 可能归咎于未被选取的因子如干扰或者随机过程。4)在海拔梯度较小的山区, 坡向等小地形因子能较好地指示局部生境的小气候条件, 对林下植物的分布有较好的解释力。     

北京西北部山地两个垂直样带内主要植被类型的群落特征

样方数据是揭示植物群落物种组成和结构等群落特征的重要凭证,也是深入研究植物群落动态变化规律和植被志等植被专著编研的重要基础数据.前人对北京山地植物群落的研究工作多停留在文字描述阶段,缺乏附配翔实样方数据的凭证描述(任宪威等,1991;崔国发等,2000).仅有文字描述的文献限制了植物群落学研究成果在植被专著编研和群落动态研究中的应用.北京市喇叭沟门自然保护区和松山自然保护区是北京市自然植被保护最完好和生物多样性最丰富的两个地区,具有重要的生态屏障作用.量化描述这两个保护区内主要植物群落的组成和结构特征,对揭示北京乃至华北地区的植被特征、服务于生物多样性保育与管理等具有重要意义.我们在这两个自然保护区内设置了两条垂直样带,调查了样带中的主要植被类型,以样方数据为凭证,描述了主要植被类型的群落特征,为该地区植被研究提供基础数据.