长白山阔叶红松林草本植物多样性季节动态及空间分布格局

基于长白山阔叶红松林25 hm²样地(CBS)一年内草本植物的4次调查数据,对样地内草本植物多样性的季节动态及其空间分布格局进行了初步分析.结果表明：样地内草本植物物种组成丰富,共有102种,隶属于40科84属.Shannon多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数分别为3.52、0.96和0.75；物种组成的季节变化比较明显,以初夏物种数最多；各季节的Shannon多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数的变化较大,个体数量从早春到秋季逐渐减少；物种丰富度和多度的空间分布连续性较差,主要表现为斑块性分布,说明草本植物对微环境有较强的依赖性；坡向是影响物种丰富度和多度的主要因素, 在早春、夏末和秋季,不同坡向的物种丰富度和多度差异极显著(P<0.01),且早春阶段北坡和东坡的丰富度高于南坡和西坡,夏末和秋季则相反.     

长白山阔叶红松(Pinus koraiensis)林种子雨组成及其季节动态

为了解阔叶红松(Pinus koraiensis)林的种子雨组成及其在时间和空间上的动态变化,在长白山阔叶红松林25 hm2样地内,设置了150个种子收集器,收集掉落于种子收集器中的果实、种子等.所有收集到的样品分别鉴定其种类并分为成熟种实、未成熟种实、花序和果实或种子碎片及其附属物4类,计算各类别的数量,而后分别烘干秤重.从2005年6月到2006年11月,共收集到隶属11科12属20种的种实及其生殖器官残体.累计收集到121291粒种实,其中成熟种实23147粒,仅占所有种实总个体数的19.1%.种实数最多的树种是紫椴(Tilia amurensis)和水曲柳(Fraxinus mandshurica),两个树种种实的个体数占总个体数的90%.对2006年5月～11月种子雨季节动态的分析发现:种实在7月中旬至10月下旬数量极大,但主要由未成熟种实组成;在10月中旬出现成熟种实散落高峰,但未成熟种实仍占一定的比例.按每个收集器收集到的成熟种实数统计,成熟种实数量在100～200之间的收集器数量最多.按每个收集器收集到的树种数统计,收集器中最多收到的树种数为7,树种数为3和4的收集器个数最多.对6个主要树种成熟种实所在收集器的空间分布进行分析发现,紫椴和水曲柳的成熟种实在整个样地都有分布,春榆(Ulmus japonica)、糠椴(T. mandshurica)、色木槭(Acer mono)和假色槭(A. pseudo-sieboldianum)则只在样地的局部区域收集到成熟种实.成熟种实的空间分布与母树的空间分布大都表现出明显的相关性,表明这些树种的成熟种实并没有扩散到离母树较远的距离.     

长白山阔叶红松林3个常见树种径向生长的影响因素

为探究树木径向生长的影响因子,基于对长白山阔叶红松林25 hm²样地中3个常见树种红松、紫椴、蒙古栎连续5年的生长环监测数据,分析各树种的季节生长变化,比较树种间的生长速率差异,并分析初始径级、邻体树木竞争、土壤、地形因素等对不同树种径向生长的作用.结果表明: 3个树种径向生长的季节变化趋势一致,树木于5月末开始生长,7月是生长旺盛期,8月底生长开始减缓,于10月中下旬停止生长.3个树种的径向相对生长率存在显著差异,蒙古栎相对径向生长率显著高于红松和紫椴,该差异在小、中径级个体中表现更为显著.3个树种径向生长的主要影响因子不同,邻体树木的竞争显著抑制了红松和蒙古栎的径向生长,而紫椴的径向生长主要受初始径级、土壤和地形等因子的影响.     

2006—2017年长白山阔叶红松林木本植物种子雨的时空动态

种子是森林更新的基础.为研究长白山阔叶红松林种子雨组成及时空变化,在长白山阔叶红松林25 hm²样地内设置150个面积为0.5 m²的收集器.自2006年5月至2017年12月收集252次,共收集到成熟、未成熟种子764299粒,隶属12科17属27种,其中,主林层树种13种704231粒,占总数的90%以上.种子最多的4个树种依次为紫椴、水曲柳、色木槭、假色槭,每年各个收集器都收集到这4个树种的种子;种子雨大爆发现象在各林层树种均存在,次林层和林下层较主林层树种滞后1~2年;各林层树种集中在秋季产生种子,各树种的种子雨都存在较大的时空变异性,相对而言,多数树种的空间变异性大于时间变异性;与科罗拉多岛(BCI)热带森林样地和浙江古田山亚热带常绿林样地种子产量的年际变异系数相比,长白山阔叶红松林种子产量年际变异系数较大,支持高纬度地区种子产量变异性高于低纬度地区的假说.     

长白山阔叶红松林乔木树种幼苗组成及其年际动态

为了解阔叶红松(Pinus koraiensis)林乔木树种幼苗的组成及其年际动态, 以长白山阔叶红松林25 ha动态监测样地为平台, 在样地内150个种子收集器周围设置了600个5 m×5 m幼苗样方。基于2006–2008年连续3年的幼苗样方调查数据, 对乔木幼苗的树种组成、数量组成、空间分布特征、年际动态、新增和死亡幼苗组成等进行了分析。结果表明: (1)从树种组成来看, 该群落乔木树种的幼苗组成种类较为丰富, 共记录到21个树种, 这些树种也是样地内胸径1 cm以上乔木树种的主要组成成分。树种组成在年际间变化不大, 但各样方间表现出极大的空间变异。(2)从数量组成来看, 共记录到11,959株乔木幼苗, 以水曲柳(Fraxinus mandshurica)和紫椴(Tilia amurensis)幼苗数最多, 占总幼苗数的72.75%; 水曲柳、紫椴和红松的幼苗数量在年际间有明显波动, 其他树种年际间波动较小。(3)从新增和死亡幼苗的数量与组成来看, 共记录到15个乔木树种的新增幼苗, 其中紫椴、水曲柳、色木槭(Acer mono)、红松等10个树种在每次调查中都有新苗记录, 新苗数量在年际间随物种和样方位置表现出明显差异。(4)对各树种的幼苗、种子和大树的组成和空间分布的比较发现, 各树种的幼苗、种子和大树之间的数量组成和比例差异较大, 其中紫椴、水曲柳、色木槭和假色槭(A. pseudo-sieboldianum)的幼苗、种子在整个样地内都有分布, 春榆(Ulmus japonica)和怀槐(Maackia amurensis)幼苗的空间分布与种子和大树不一致, 糠椴(T. mandshurica)和山丁子(Malus baccata)等的幼苗、种子和大树的个体数相对都较少, 且它们的分布是一致的。     

环境胁迫和抗坏血酸的氧化还原状态

为了解环境胁迫对植物体中抗坏血酸含量及氧化还原状态的影响,以不同强度的冰冻和干旱两种胁迫为例,研究了它们对沈阳几种针叶树离体叶抗坏血酸、脱氢抗坏血酸含量以及抗坏血酸-谷胱甘肽循环中4种酶活性的影响.结果表明,两种胁迫达到一定强度后,都能使还原态抗坏血酸含量下降而使脱氢抗坏血酸含量上升.冰冻使抗坏血酸过氧化酶和单脱氢抗坏血酸还原酶活性下降.轻度失水使这两种酶活性上升,失水加重后转而趋于下降.脱氢抗坏血酸还原酶和谷胱甘肽还原酶活性对两种胁迫反应均不如前两种酶敏感.结合以前的研究结果,认为这一H2O2清除系统在导致驯化(acclimation)的轻度胁迫作用下可以得到加强,而当胁迫强度过大时则其清除能力下降并使组织受到伤害.文中还报告了沈阳几种针叶树抗寒性和针叶中抗坏血酸含量及上述4种酶活性之间的相关关系.     

东北阔叶红松林腐殖质层土壤阳离子交换性能及其主要影响因素

阔叶红松林是中国东北地区的典型地带性植被,生物多样性丰富,是我国重要的生态资源。本文分析了9个纬度阔叶红松林腐殖质层土壤交换性Ca、Mg、K、Na、有效阳离子交换量(ECEC)、交换性酸等的分布及其主要影响因素。结果表明,腐殖质层土壤具有较强的盐基元素生物富集功能;土壤交换性盐基离子和ECEC纬度分异不明显;年均温或年均降水量影响土壤交换性Mg和K含量。土壤有机质和p H是交换性盐基离子和ECEC分布的主导影响因素,且均为正向影响。土壤交换性酸含量与ECEC、p H呈极显著负相关关系。     

长白山阔叶红松林样地(CBS)：群落组成与结构

 阔叶红松(Pinus koraiensis)林是中国东北地区的地带性植被,长白山区是阔叶红松林的核心分布区。参照巴拿马Barro Colorado Island (BCI) 50 hm² 热带雨林样地的技术规范,于2004年在长白山自然保护区的阔叶红松林内建立了一块25 hm²的固定样地（简称CBS）,这是目前中国科学院生物多样性委员会中国森林多样性动态研究网络中最北端的一块,也是全球温带地区最大的一块森林样地。2004年夏的第一次调查结果表明,样地内胸径≥1 cm的木本植物有52种,隶属于18科32属。总的独立个体数为38 902,包括分枝的总个体数为59 121。植物组成上属典型的长白山植物区系,同时混有一些亚热带和亚寒带成分。群落优势种明显,个体数最多的前3个种的个体数占到总个体数的60%,前14个种占到95%,而其余38个种只占到5 %。从物种多度、 胸高断面积、平均胸径和重要值来看,群落成层现象显著,具有比较明显的优势种。主要树种的径级结构近似于正态分布或双峰分布,而次林层和林下层树种则表现出倒 “J" 形或 “L"形。红松、紫椴(Tilia amurensis)、蒙古栎(Quercus mongolica)、 水曲柳(Fraxinus mandshurica)、色木槭(Acer mono)和春榆(Ulmus japonica )几个主要树种的空间分布随物种、径级的变化表现出不同的分布格局,其它一些树种的分布格局也表现出一定的空间异质性。     

长白山暗针叶林苔藓枯落物层的降雨截留过程

对长白山北坡暗针叶林地面苔藓枯落物层 (苔藓植物和枯落叶交织而成的层状结构 )持水能力、截留降雨过程及动态变化进行了研究。结果表明苔藓枯落物层持水能力很强 ,最大持水量相当于 4 .8mm的降雨量 ,这个结果大于将苔藓与枯落物分开来测定的结果之和 ,说明成层结构能够提高持水能力。在一次降雨过程中对降雨截留过程的观测发现 :持水量刚开始随降雨增加而增加 ,到一定量时 ,降雨再增加 ,持水量反而缓慢下降。对持水动态变化一个月的观测 ,表明苔藓枯落物层水分蒸发较快 ,当长时间无雨时 ,持水量显著下降 ,当降雨再次发生时 ,持水量迅速回升 ,这种动态过程伴随着降雨的发生而不断往复。此外 ,在夜间苔藓枯落物层有吸收空气中水气的特点 ,吸收量受空气湿度的影响     

长白山暗针叶林苔藓植物生物量的研究

在长白山北坡暗针叶林对地面和树附生苔藓植物的生物量进行了测定．地面生苔藓采取样带调查取样法测定,树附生苔藓应用McCune方法对树干和树枝的附生苔藓生物量都做了细致的测定．结果表明,长白山暗针叶林中的苔藓植物分布很不均匀,随海拔变化差异很大,海拔1100m最低,仅为543kg·hm^-2;海拔1250m最高,达5097kg·hm^-2．苔藓植物生物量的变化对生境有很好的指示作用,特别是塔藓和拟垂枝藓的生物量随海拔的变化与森林系统的群落学特点有一定的相关性：在海拔1100～1700m,塔藓的生物量与臭冷杉的重要值变化趋势相近,随海拔升高而减少;拟垂枝藓的生物量与鱼鳞云杉重要值的变化趋势相似,随海拔升高而增加．此外,生物量随海拔的变化表明了不同苔藓植物对环境条件要求的差异,拟垂枝藓比塔藓水分条件要求更高．因此,生物量的研究在植物生理上也有一定的指示作用．