哀牢山湿性常绿阔叶林树干4种附生苔藓植物的水分变化对光合、荧光参数的影响

以云南哀牢山湿性常绿阔叶林中的附生苔藓植物为对象,研究林内4种树干附生苔藓植物阿萨羽苔(Plagiochila assamica Steph.)、西南树平藓(Homaliodendron montagneanum(Müll.Hal.)M.Fleisch.)、刀叶树平藓(H.scalpellifolium(Mitt.)M.Fleisch.)、大羽藓(Thuidium cymbifolium(Dozy et Molk.)Dozy et Molk.)的吸水力、失水特征和脱水耐性,稳定碳同位素(δ~(13)C)值,以及水分变化对苔藓净光合速率和荧光参数的影响。结果显示:(1)4种附生苔藓植物均具有较强的吸水能力和较低持水力,脱水耐性较强,脱水后均可迅速复水;(2)4种附生苔藓植物的δ~(13)C值较低,其水分利用效率小于其他维管束植物;除大羽藓外,其余3种附生苔藓雨季的δ~(13)C值与水分利用效率均高于干季;(3)4种附生苔藓植物的净光合速率(Pn)随着含水量的降低而降低,在含水量小于60%~80%时,其最大光化学效率(Fv/Fm)急剧下降,反映出这些附生苔藓植物的光合、荧光特性对水分变化非常敏感。     

Advances in ecological studies of epiphytes using canopy cranes

Forest canopies are one of the most species-rich habitats, but among the least explored in the biosphere. They play a crucial role in the process of material and energy exchange between the forest and atmosphere. Individual ecosystem members (e.g., epiphytes) and the ecological function of canopies have been given insufficient attention because of inaccessibility. Canopy cranes have been successfully used to guarantee non-destructive and reiterated sampling of epiphytes, thus offering a top-down perspective of the entire canopy. These cranes have become the symbol of canopy research and enable epiphyte research. Globally, western developed countries have conducted many studies of diversity and spatial distributions of epiphytes using canopy cranes, thus accumulating an abundance of valuable results. This review summarizes the structure, development history, and distribution of canopy cranes as well as general information about international canopy research organizations. Ecological studies of epiphytes performed around the world using these canopy cranes are also reviewed. Additionally, the development of canopy ecology and the construction of canopy cranes in China are introduced briefly. In analyzing current research trends in ecological studies of epiphytes in China and globally, the following aspects were considered: biodiversity, spatial patterns and maintenance mechanisms, ecological adaptations of epiphytes, their relationship with canopy animals, and their responses to climate change.     

云南哀牢山和玉龙雪山森林树种幼苗对海拔梯度的响应及其季节性差异

林下树种幼苗是森林生态系统的一个重要组成部分,在森林的自然更新过程中发挥着重要作用.为了解树种幼苗的海拔分布格局以及森林群落林下幼苗对季节性气候的响应,本研究调查了云南省哀牢山(亚热带)和玉龙雪山(亚高山)两个地区的林下树种幼苗物种组成及个体数量的海拔分布格局及其季节动态.结果表明:随着海拔的升高,两个山体的树种幼苗物种丰富度均先增加后下降,优势种也呈现明显的变化;雨季末期的幼苗物种丰富度明显大于旱季末期,其中,占据优势地位的物种具有较明显的季节性差异;不同海拔带树种幼苗优势种也具有显著差异.     

哀牢山常绿阔叶林常见兼性附生植物的化学计量特征

作为山地森林生态系统附生植物区系的重要组分,兼性附生植物是一类既能附生于树皮,又能根植于土壤的特殊植物类群,是同一物种在不同生长基质上的生态型。研究兼性附生植物在不同生境下的化学计量特征及其变化,有助于了解兼性附生植物对生境变化的响应与养分利用策略。以云南哀牢山亚热带山地湿性常绿阔叶林中常见的兼性附生植物长叶粗筒苣苔(Briggsia longifolia)为研究对象,通过对其地生、树干基部和1.3 m树高处不同生境的基质、植株叶片和根系中C、N、P含量及其化学计量比的测试与分析,探讨不同生境下兼性附生植物的化学计量特征及其养分利用策略。研究结果显示:长叶粗筒苣苔的生长基质以及各器官的化学计量特征在不同生境间存在差异。林地土壤C、N、P含量以及C∶N、C∶P和N∶P均低于树干附生基质,树干基部基质的C、N、P化学计量特征介于两者之间。与地生生境相比,在附生生境下长叶粗筒苣苔的N、P含量较高,而C∶N、C∶P和N∶P则较低,说明其养分利用效率较低。在3种生境下长叶粗筒苣苔叶片的N含量与N∶P均低于根系,而C∶N则高于根系。长叶粗筒苣苔叶片中N、P元素以及N∶P比的内稳性指数高于根系,叶片和根系的内稳性均表现为:H_N∶P > H_N > H_P。根中较弱的化学计量内稳性,说明其通过调节根系的元素组成与养分吸收来维持叶片代谢活动的相对稳定。综上所述,兼性附生植物通过调整其在不同生境间的养分吸收与利用策略以及叶片和根系间的化学计量内稳性,以此来适应生境的变化。这些研究结果丰富了植物生态化学计量学理论,也为深入研究森林生态系统生物多样性形成及其维持机制、以及山地森林资源的保护与管理提供了科学依据。     

西双版纳热带雨林树种多样性的尺度效应

基于西双版纳20hm2森林动态监测样地内直径≥1cm的树种资料,分析了该样地树种香农多样性指数和辛普森多样性指数及其方差和变异系数在7个取样尺度(5m×5m、10m×10m、20m×20m、25m×25m、50m×50m、100m×100m、200m×250m)的变化规律,结果表明:(1)香农指数-面积曲线在尺度100m×100m有一个峰值,而辛普森指数-面积曲线在尺度为20m×20m有一个峰值。(2)香农指数和辛普森指数的方差随尺度的增加而减小,其中香农指数的方差在尺度100m×100m上最小,辛普森指数在尺度20m×20m方差最小,表明香农多样性指数在100m×100m的尺度上所获得的多样性信息比较可靠,而辛普森指数在20m×20m的尺度上所获得信息比较可靠。(3)多样性指数的方差和变异系数远大于随机模型拟合的数值,说明样地内树种不是随机分布。     

哀牢山亚热带常绿阔叶林乔木碳储量及固碳增量

为了解哀牢山亚热带常绿阔叶林的乔木碳储量及其固碳增量,利用2005和2008年的植被调查数据,对哀牢山3种主要常绿阔叶林的乔木碳储量及其固碳增量进行了分析。结果表明:原生的中山湿性常绿阔叶林、滇山杨次生林和旱冬瓜次生林的乔木碳储量分别为257.90、222.95和105.39tC·hm-2;中山湿性常绿阔叶林乔木碳储量主要存储在DBH≥91cm的乔木中(34.68%);而次生林的乔木碳储量主要分布在径级21cm≤DBH41cm的乔木中(滇山杨林77.29%;旱冬瓜林69.28%)。由此可见,哀牢山地区原生的中山湿性常绿阔叶林乔木层在碳蓄积方面占主导优势。哀牢山亚热带常绿阔叶林的3个森林类型乔木层均具有固碳增量,即使是原生的中山湿性常绿阔叶林,其乔木层年平均固碳增量也达2.47tC·hm-2·a-1;次生林乔木层的年平均固碳增量约为原生林的2倍,显示了哀牢山亚热带常绿阔叶林乔木层具有较强的碳汇增量。初步估算,哀牢山亚热带常绿阔叶林林区内每年乔木固碳增量为8.52×104tC·a-1。     

飞机草入侵种群和原产地种群生长和数量型化学防御物质含量差异的比较研究

增强竞争能力的进化假说认为,在入侵地外来植物逃离了原产地天敌的控制,把原来用于防御的资源分配到生长、生殖等,从而提高竞争力。为探讨进化在恶性外来入侵植物飞机草（Chromolaena odorata）入侵中的作用,在同质种植园中的两个养分条件下比较研究了飞机草原产地和入侵地各8个种群叶片单宁含量,茎和叶片总酚、半纤维素和纤维素含量以及总生物量的差异。结果表明,在两个养分条件下,飞机草入侵种群和原产地种群总生物量差异均不显著,入侵种群茎和叶片半纤维素含量均低于原产地种群;在高养分条件下,飞机草入侵种群叶片纤维素含量低于原产地种群;在低养分条件下,入侵种群茎和叶片总酚含量高于原产地种群。由此,我们得出结论：在入侵地,飞机草未发生加快生长的进化,但数量型化学防御物质发生了遗传变化;降低的半纤维素和纤维素含量可能是对入侵地专性天敌缺乏做出进化响应的结果,提高的总酚含量有利于飞机草防御入侵地的广谱天敌。     

云南纳板河热带季节雨林20 ha动态监测样地的树种组成与群落分类

大型森林动态监测样地是研究物种共存、群落演替等生态学核心问题的重要平台。纳板河流域国家级自然保护区管理局与中国科学院西双版纳热带植物园合作, 于2016-2017年参照美国史密森热带森林科学中心的技术标准, 在纳板河流域国家级自然保护区内建立了一块热带季节雨林20 ha动态监测样地。本研究分析了该样地的树种组成特征, 并进行了群落数量分类。结果表明: 该样地中DBH ≥ 1 cm的木本植物个体共有59,498株, 分属63科197属296种; 个体数超过1,000株的常见物种有15个, 个体数小于20株的稀有物种有126个。科的区系分布型以热带成分为主, 占总科数的65.08%, 温带成分占17.46%。属的区系分布型以热带成分为主, 占总属数的88.32%, 温带成分占10.66%。该样地群落类型的形成主要受海拔和凹凸度这两个地形因子的影响, 500个20 m × 20 m的样方可以分为4个群丛, 分别为: (1)灰毛浆果楝 + 粗糠柴 - 假山萝 + 番龙眼群丛(Cipadessa baccifera + Mallotus philippensis - Harpullia cupanioides + Pometia pinnata Association); (2)长梗三宝木 + 腋球苎麻 - 顶果木 + 番龙眼群丛(Trigonostemon thyrsoideus + Boehmeria glomerulifera - Acrocarpus fraxinifolius + Pometia pinnata Association); (3)云南银柴 + 大果山香圆 - 湄公锥 + 普文楠群丛(Aporusa yunnanensis + Turpinia pomifera - Castanopsis mekongensis + Phoebe puwenensis Association); (4)歪叶榕 + 密花火筒树 - 毒药树 + 番龙眼群丛(Ficus cyrtophylla + Leea compactiflora - Sladenia celastrifolia + Pometia pinnata Association)。     

不同纬度高蔊菜的交配系统和繁殖保障

高山植物的繁殖适应策略一直是进化生态学研究的热点, 但是目前仍缺乏对繁殖适应性状的量化研究。本研究以横断山特有十字花科植物高蔊菜(Rorippa elata)为研究材料, 结合野外同质园控制实验, 在居群水平探讨了其繁殖适应策略。结果表明, 高蔊菜的繁殖能力与纬度呈负相关, 而越冬存活率与纬度呈正相关。不同交配方式结实率的显著性差异分析表明, 高蔊菜具有混合交配系统, 其中自交为主型和中间型的株系各占45.5%和39.4%; 不同株系具有不同程度的繁殖保障现象, 自交为主型最高(0.163), 中间型最低(0.011)。本研究表明高蔊菜在居群水平的繁殖和存活之间存在沿纬度梯度的权衡变化, 以自交为主的混合交配系统为其提供不同程度的繁殖保障。     

云南南部和中部地区公路旁紫茎泽兰土壤种子库分布格局

公路边缘生境促进外来植物的入侵,土壤种子库作为植被天然更新的物质基础对未来植被的构成至关重要。研究路旁生境中紫茎泽兰土壤种子库的分布格局,对揭示路旁紫茎泽兰种群的补充和更新、探讨公路与入侵植物之间的关系以及科学制定紫茎泽兰防除对策具有重要意义。本文在紫茎泽兰入侵的云南南部和中部地区选择三种不同级别的9条公路的23个取样地点,沿垂直于公路方向设置55条样线,采得374个10 cm?10 cm?10 cm土样。采用温室萌发法,研究了紫茎泽兰土壤种子库从公路沿线到邻近景观的储量、影响因子以及分布格局。结果表明：9条公路旁的土壤中贮藏着丰富的紫茎泽兰种子,其种子库密度变动于3 152～25 225 粒?m-2,占所有有效种子密度的平均比例为48.7%。公路级别、路旁景观类型和海拔对路旁紫茎泽兰种子库密度有显著影响,密度随公路级别的提高而增加;不同路旁景观类型中的种子库密度排序为：稀树林>稀树灌木林>撂荒地和荒坡>森林;海拔1 700～1 900 m范围内的种子库密度最大。不同样线的种子库密度值随垂直于公路的距离变化格局略有不同,平均密度值和平均种子数量占样线总数的比例值都呈单峰变化,在距离公路最近端已经有很高密度,大多数样线的高峰值出现在9 m以内。公路旁已经分布有一个紫茎泽兰种子带,因而提高路旁本地植物的盖度及郁闭度有利于控制紫茎泽兰通过种子更新进一步扩散。