鼎湖山主要森林类型土壤交换性阳离子含量及其季节动态特征

研究鼎湖山自然保护区马尾松林、马尾松荷木混交林和季风常绿阔叶林三种代表性森林类型表层土壤(0~20cm)交换性阳离子含量及其季节动态。结果表明:土壤交换性阳离子含量因元素种类、森林类型和季节不同而异。三种森林土壤交换性阳离子含量都表现为:Al3+>H+>K+>Ca2+、Mg2+、Na+。几乎所有调查的阳离子含量在阔叶林显著高于马尾松林和混交林,但后两者之间大多数阳离子含量差异不显著。鼎湖山森林土壤可交换性阳离子含量虽然较高,但盐基饱和度却很低。马尾松林、混交林和阔叶林土壤可交换性阳离子含量在1997年6月份分别为:58.3、84.5和118.7mmolc/kg,盐基饱和度分别为:5.5%、3.2%和4.5%。三种森林土壤交换性Ca2+、Mg2+、K+和H+含量季节差异极显著(P<0.001),但交换性Al3+含量只在马尾松林土壤存在极显著的季节性差异(P<0.001)。同一元素季节变化大小程度趋向马尾松林>混交林>阔叶林。森林土壤交换性Ca2+、Na+和H+含量与土壤pH值相关关系不明显,但交换性Mg2+、K+和Al3+与土壤pH值间呈极显著负相关。     

应用景观生态学原理评价鼎湖山自然保护区功能区划的实施与调整

景观生态学的发展为自然保护区的规划和管理注入了新的活力.鼎湖山自然保护区是我国第一个自然保护区,其建立之初景观生态学还不够完善,原功能区（核心区、缓冲区、过渡区）边界划分不尽合理,如核心区与过渡区直接相连、缓冲区干扰甚重等.2001年鼎湖山自然保护区管理局对保护区功能区规划进行了局部调整.本文在探讨保护区15年间（1985-2000）各功能区植被景观变化的基础上,应用景观生态学方法对原功能区规划及管理进行了评估,并通过景观相似性系数度量了新旧区划方案中各功能区植被分布的相似性,对新功能区规划实施的可行性进行了初步评价.研究结果表明,原功能区划下各功能区的植被景观皆按顺向演替方向发展,十几年来植被的形状变得更不规则.各功能区由于原有植被状况和人为干扰程度的不同,植被景观变化亦呈现明显差异,其中核心区和过渡区的植被景观趋于集中和连续;缓冲区因为受到旅游活动的严重干扰,植被景观相对破碎.2001年调整后的功能区规划保证了核心区植被景观的完整性,与原功能区规划相比,各功能区植被景观相似性系数为：核心区＞过渡区＞缓冲区.建议将增设的缓冲区作为保护区实现和开展真正意义上的生态旅游示范区,新开辟的科普旅游路线还可对游客量进行一定分流,缓解原有缓冲区游客过多的现状.     

Dependence of Soil Respiration on Soil Temperature and Soil Moisture in Successional Forests in Southern China

The spatial and temporal variations in soil respiration and its relationship with biophysical factors In forests near the Tropic of Cancer remain highly uncertain. To contribute towards an Improvement of actual estimates, soil respiration rates, soil temperature, and soil moisture were measured In three successional subtropical forests at the Dlnghuahan Nature Reserve （DNR） In southern China from March 2003 to February 2005. The overall objective of the present study was to analyze the temporal variations of soil respiration and Its biophysical dependence in these forests. The relationships between biophysical factors and soil respiration rates were compared In successional forests to test the hypothesis that these forests responded similarly to biophysical factors. The seasonality of soil respiration coincided with the seasonal climate pattern, with high respiration rates in the hot humid season （April-September） and with low rates In the cool dry season （October-March）. Soil respiration measured at these forests showed a clear Increasing trend with the progressive succession. Annual mean （± SD） soil respiration rate In the DNR forests was （9.0 ± 4.6） Mg CO2-C/hm^2 per year, ranging from （6.1 ± 3.2） Mg CO2-C/hm^2 per year in early successional forests to （10.7 ± 4.9） Mg CO2-C/hm^2 per year in advanced successional forests. Soil respiration was correlated with both soil temperature and moisture. The T/M model, where the two biophysical variables are driving factors, accounted for 74%-82% of soil respiration variation In DNR forests. Temperature sensitivity decreased along progressive succession stages, suggesting that advanced-successional forests have a good ability to adjust to temperature. In contrast, moisture Increased with progressive succession processes. This increase is caused, in part, by abundant respirators In advanced-successional forest, where more soil moisture is needed to maintain their activities.     

鼎湖山针阔混交林演替过程中群落组成和结构短期动态研究

分析了鼎湖山针阔混交林永久样地在4a演变过程中群落的物种组成结构、空间结构、物种多样性以及生物量的动态变化。结果表明：群落乔、灌、草3层的物种个体数量有很大变化,但其物种组成结构变幅很小;针叶树种马尾松(Pinus massoniana)的优势地位逐步丧失,而阔叶树种荷木(Schima superba)和锥栗(Castanopsis chinensis)等优势地位日益巩固,同时中生性树种的罗伞(Ardisia quinquegona)和九节(Psychotria rubra)等地位也在加强,整个群落向常绿阔叶林演变：群落乔木层的生物量增加而灌木层的生物量逐步减少,但群落总生物量仍在增加：群落各层次物种多样性的变化及其相互关系较为复杂,但各层次的物种多样性指数只表现微小的起伏,说明针阔混交林群落的演替是一种缓慢的、较为稳定的过程。同时,在群落的演替过程中,偶见种及珍稀植物的保护值得关注。     

鼎湖山马尾松林群落生物量生产对人为干扰的响应

通过处理 (根据当地习惯收割凋落物和林下层 )和保护 (无任何人为干扰 )样地的比较 ,在 10 a时间里研究了鼎湖山生物圈保护区马尾松 (Pinus massoniana)林群落生物量生产对人为干扰的响应。 1990～ 1995年 ,由于人为干扰活动而直接从处理样地取走的有机质总量为 2 1.2 1t/hm2 。 1990～ 2 0 0 0年 ,保护样地林下层生物量以 34%～ 5 3%的年增长速率从 2 .2 3t/hm2 逐年提高 ,至 1995年达到高峰 (11.10 t/hm2 ) ,之后因与乔木层马尾松生长竞争原因而下降至 9.4 4 t/hm2 ;地表凋落物主要来源于林下层植物且地表凋落物量变化与林下层生物量变化相类似。在整个试验过程 ,尽管保护样地和处理样地乔木层马尾松个体总数均随时间而减少 ,但它们的总生物量则随时间而增加且其增加的速率随时间和样地不同而异。 1990～ 1995年 ,保护样地总生物量增加了 38.3% (从 81.2 t/hm2增至 112 .3t/hm2 ) ,较处理样地 (收获林下层和凋落物 )总生物量增加的百分比高 4 .7个百分点 (33.6 % ,从 98.8t/hm2增至 132 .0 t/hm2 )。然而 ,1995～ 2 0 0 0年 ,保护样地总生物量增加的百分比为 2 9.1% (从 112 .3t/hm2 增至 14 5 .0 t/hm2 ) ,较处理样地 (1995～ 2 0 0 0年也停止人为干扰 )增加的百分比却低 3.2个百分点 (32 .3% ,从 13     

鼎湖山地表无脊椎动物多样性及其与凋落物的关系

为了解鼎湖山国家级自然保护区3种代表林型地表无脊椎动物的多样性及其与凋落物的关系,利用巴氏罐诱法共采集无脊椎动物3门7纲31目58科（总科）7310头,3种林型中蚂蚁占绝对优势,蜘蛛,甲螨,长角跳虫,毛蕈甲,蟋蟀和果蝇为常见类群,其中季风常绿单身汉叶林地表无脊椎动物的多样性和均匀性指数最高;针阔叶混交林与之接近;马尾松林最低,但其优势度指数最高。3种林型地表无脊椎动物群落之间均中等不相似,年凋落物量与地表无脊椎动物的多样性,均匀性呈现显著正相关,与优势度呈显著负相关;调落物的周转期与地表无脊椎动物的多样性与均匀性呈显著负相关,与优势度呈显著正相关。     

人为干扰对鼎湖山马尾松林种群动态的影响

通过处理（根据当地居民习惯收割凋落物和林下）和保护（停止人为干扰,无任何人类活动）样地的比较在五年内（9190－1995年）研究了人为干扰对鼎湖山马尾松林植物种群动态的影响。结果表明,保护样地的林下层和灌木层盖度逐年上升,而处理样地相对较稳定。保护样地的草本层盖度略上升至1992年后,呈显著下降的变化,处理样地的变化则与保护样地的相反。保护样地的林下层植物种数逐年下降（从1990年的41种降至1995年的30种,减少11种）,处理样地变化不大（从1990年的36种降至1995年的34种,仅减少2种）。小径级（≤13cm)的马尾松胸径增长速率保护样地高于处理样地,且径级越小,增长速率越大,然而,径级大于13cm的植株,则没有显示出这种规律性的变化。以上现象表明,适度的人为干扰对稀疏马尾松林的自然更新及林下植物种类多样笥具有一定的维持或促进作用,但不利于马尾松的生长。同时对稀疏马尾松－灌木－草本群落在停止人为干扰后的演替途径作了预测和探讨。     

鼎湖山马尾松林凋落物及其对人类干扰的响应研究

通过处理（根据当地习惯收割凋落物和林下层）和保护（无任何人类活动）样地的比较,在3年时间里研究了鼎湖山生物圈保护区马尾松（Pinus massoniana)林凋落物,养分动态及其对人类干扰的响应,处理和保护样地年平均凋落物总量分别为：2．388和2．342t/hm^-2.a^-1,它们主要由针叶组成（45．4％－78．8％）,皮＋枝占12．4％－14．4％,杂物8．6％－40．2％,凋落物量具有明显的年,季和月变化规律。尽管为人工起源的马尾松林,但其凋落物的空间分布很不均匀（变异系数＞22％）,凋落物中主要营养元素浓度因组分和季节不同而异,但总的趋势以杂物和春季的浓度最高。凋落物主要营养元素的归还量亦随季节和组分不同而异,其年平均归还总量为：处理样地N15.85kg.hm^-2.a^-1.P0.63kg.hm^-2.a^-1,K2.86kg.hm^-2.a^-1,Ca6.04kg.hm^-2.a^-1和Mg1.77kg.hm^-2.a^-1;保护样地N16．24kg.hm^-2.a^-1,P0.67kg.hm^-2.a^-1,k2.61kg.hm^-2.a^-1,Ca5.41kg.hm^-2.a^-1和Mg2.09kg.hm^-2.a^-1,当停止人为干扰后,凋落物产量及其养分归还量相对于继续受干扰的松林趋向逐年增加。     

鼎湖山马尾松针阔叶混交林土壤有效氮动态的初步研究

用离子交换树脂袋法测定了鼎湖山生物圈保护区马尾松针阔叶混交林土壤有效氮变化情况。鼎湖山马尾松针阔叶混交林土壤各季节平均总有效氮(铵态氮+硝态氮)在18.87～93.20μg/d*g干树脂之间,且具有明显的季节性变化特点。然而,这些季节性变化根据土层和有效氮组分的不同而异。总有效氮主要由铵态氮组成(>90%)。总有效氮和铵态氮在土层0～10cm和10～20cm之间各个季节均无显著的差异,但硝态氮在春、夏两季差异较大,尤其在夏季两土层之间的差异达显著水平(P<0.05)。在本研究样地中,硝化速率受铵态氮供应的影响不甚明显。与同一地区的马尾松纯林和阔叶混交林比较,硝态氮为针叶纯林<针阔叶混交林<阔叶混交林;铵态氮则为针阔叶混交林〉针叶纯林＞阔叶混交林。     

鼎湖山马尾松群落能量分配及其生产的动态

对鼎湖山马尾松群落各组分热值、能量现存量、能量净生产量及群落太阳能转化效率进行了研究。结果表明:(1)乔木层马尾松各器官热值相差不大,为19.02~20.30 kJ/g(总平均 19.34 kJ/g);灌木层植物热值低于乔木层,为16.55~18.78 kJ/g(总平均17.82 kJ/g);草本层植物热值低于灌木层,为13.07~16.16 kJ/g(总平均15.03 kJ/g)。(2)群落能量总现存量随时间而增加,且组分分配比例因年份不同而异。在 1990、1995和2000年分别为167 141.4、270 295.9和321 294.3 kJ/m2,其中乔木层占93.4%、79.8%和86.7%,林下层占3.5%、10.6%和7.2%,而地表现存凋落物层仅占3.2%、9.5%和6.1%。(3)群落在1990~1995年和1995~2000年期间能量净生产每年分别为 1 7083. 2 kJ/m2 和 21 571. 8 kJ/m2,其中乔木层占 96. 6%和95 5%,林下层仅占3.4%和5.0%。所有能量生产量中,群落自身增长能量(即年能量存留量)占 72.7%和57.6%,而释放到其它子系统的能量占27.3%和42.4%。(4)群落太阳能转化效率在 1990~1995 年和 1995~2001年分别为0.759%和0.958%,10年平均为0.873%。