喀斯特森林植被自然恢复过程中土壤可矿化碳库特征

2011年9月,采用空间代替时间方法,研究了茂兰自然保护区喀斯特森林自然恢复过程中土壤可矿化碳库的特征.结果表明: 研究期间,喀斯特森林自然恢复过程中不同深度土壤的总有机碳含量、可矿化碳含量和矿化速率随土层加深而减少,随恢复的进程而增加;累积矿化排放量及其速率随恢复的进程增加,其速率随培养时间延长而减小;矿化率随恢复的进程增加,而随土层加深的变化不明显;qCO₂值随恢复的进程和土层加深而递减;土壤可矿化碳与凋落物现存量及其分解质量损失率分别呈负相关(r=-0.796)和正相关(r=0.924);土壤生境由早期干扰强烈转向中后期日趋稳定,土壤的固碳能力由早期差、潜力大转向中后期强、潜力小.     

人为干扰与喀斯特森林群落退化及评价研究

导致贵州喀斯特森林发生退化的原因是火烧、开垦、放牧和樵采。选用群落高度、显著度、萌生株比例、生物量和耐荫树种比例5个指标对群落退化进行定量评价。结果表明,退化群落可分为A－F6个退化等级。在受自然力作用和人为干扰不明显时,顶极群落发生正常的波动（A）。在干扰力的作用大于波动的振幅时,顶极群落发生明显退化（B－F）,群落退化度逐渐增大。群落退化等级与退化群落自然恢复的演替阶段基本一致,生物量的移出和耐荫树种消退是退化的关键因素,火烧、放牧、开垦干扰群落主要分布于退化等级C－F中,樵采干扰群落多发生于B－C中。4种干扰对退化群落萌生株数影响较大,受火烧、樵采开扰群落多,而受开垦、放牧干扰群落较少。各干扰群落退化度从小至大排序为樵采干扰群落、开垦干扰群落、放牧干扰群落、火烧干扰群落。     

贵州茅台水源功能区植物叶片形态与持水特征及其功能群划分

从植物形态结构—功能—植物功能群的角度,采用PCA分析、RDA排序和聚类分析法分析了植物叶片形态特征与持水能力的关系,划分了叶片持水功能群。结果表明：决定植物叶片持水能力的主要形态指标为叶片大小、叶片宽窄、叶片粗糙度,据此,评价了贵州茅台水源功能区植物群落中31个主要树种的叶片持水能力,并划分为6个叶片持水功能群：大叶窄叶中粗糙度高持水功能群（PFGsⅠ）、中叶窄叶高粗糙度高持水功能群（PFGsⅡ）、中叶宽叶高粗糙度中持水功能群（PFGsⅢ）、小叶窄叶低粗糙度中持水功能群（PFGsⅣ）、中叶宽叶低粗糙度中持水功能群（PFGsⅤ）、中叶常叶低粗糙度低持水功能群（PFGsⅥ）,并描述了各叶片持水功能群的基本特征。     

不同林龄杉木人工林植物-凋落叶-土壤C、N、P化学计量特征及互作关系

以贵州8年、16年、28年生杉木人工林为研究对象,分析植物-凋落叶-土壤的C、N、P化学计量特征及其内在联系,探讨林龄对杉木人工林生态化学计量的影响,为杉木人工林可持续经营提供参考。结果表明:(1)杉木人工林植物-凋落叶-土壤均呈高C低N、P元素格局,两两组分间差异显著(P0.05);成熟叶C/N(38.58)、C/P(376.67)偏低,其养分利用效率较低;与成熟叶相比,凋落叶N、P偏低,C/N、C/P偏高;土壤C/P、N/P偏低,C/N较高,说明土壤P素分解较快而N保存较好,反映了凋落叶分解不利。(2)成熟叶C、P以及根、凋落叶、土壤的C、N、P、C/N、C/P、N/P均受林龄的显著影响;从8年到28年,C、N、P含量在植物体呈先增后减趋势,而在土壤中相反,呈先减后增趋势,但在凋落物中C、P显著减小,且C/P,N/P显著增加,反映杉木林早期对养分需求旺盛,随年龄增大需求减小,凋落物分解受制于P素,加剧中幼期杉木生态系统养分供需矛盾。(3)成熟叶与凋落叶N、C/N、N/P之间显著正相关,凋落叶养分源自成熟叶;成熟叶重吸收率P(0.518—0.645)N(0.292—0.488),即对P的利用效率高于N。凋落叶与土壤C、C/N之间显著负相关,表明土壤C、N来源于凋落叶分解,但凋落叶分解缓慢,导致大量元素滞留于凋落叶,土壤损耗元素得不到补给,两者间养分循环缓慢。土壤与根C、P、C/N、C/P、N/P之间均显著正相关,土壤与成熟叶的C、N、P均不相关,表明土壤养分是杉木生长养分的主要来源,但土壤C、N、P含量对成熟叶C、N、P含量影响不大。     

岩溶区不同根系地下生境类型白栎叶片δ13C值的变化

选取岩溶区白云岩低倾产状多层空间类型、中倾产状多层空间类型及高倾产状多层空间类型3种根系地下生境类型中生长的优势树种白栎为对象,研究白栎叶片的δ¹³C值及其与各类型生境中土壤条件的关系,以及白栎水分利用效率.结果表明： 3种类型中的白栎叶片δ¹³C值存在显著差异,表现为低倾产状多层空间类型(-26.35‰)>高倾产状多层空间类型(-26.66‰)> 中倾产状多层空间类型(-27.07‰),白栎水分利用效率依次降低;白栎叶片的δ¹³C值与根系地下生境类型中土壤水分含量显著相关,但与土壤元素含量相关性不显著;δ¹³C值随土壤水分含量和肥力水平的减少而增加.     

喀斯特森林自然恢复中土壤微生物生物量碳与水溶性有机碳特征

2011年9月,采用空间代替时间方法,研究了贵州茂兰国家级自然保护区退化喀斯特森林自然恢复中土壤微生物生物量碳和水溶性有机碳特征.结果表明:研究期间,土壤微生物生物量碳含量、基础呼吸随土壤深度增加而减少,随自然恢复的进程而增加;微生物熵随土壤深度增加和恢复的进程增加;水溶性有机碳含量随土壤深度增加而减少,随自然恢复的进程表层土增加,下层先增加后减少;水溶性有机碳与有机碳的比值随土壤深度增加而增加,随自然恢复的进程而减少;土壤质量、有机碳的质与量随自然恢复的进程而提高,其中微生物量碳变化最大,而水溶性有机碳变化不显著.     

岩生红豆天然林主要树种生态位研究

基于对贵州省岩生红豆(Ormosia saxatilis)天然林群落样地调查,采用定量分析方法对群落不同层次主要树种生态位宽度、生态位相似比例、生态位重叠等进行研究。结果表明:1)采用Levins和Shannon-Wiener两指数测定的生态位宽度值存在较大差异,但前几位顺序基本一致;2)在乔木层中,岩生红豆、云贵鹅耳枥(Carpinus pubescens)、朴树(Celtis sinensis)、青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)等具有较大生态位宽度值,其B(SW)i和B(H)i值分别为0.6559、0.5113、0.3635、0.3369和0.9086、0.4545、0.4071、0.3298;3)在灌木层中,岩生红豆、圆果化香(Platycarya longipes)等也具有较大生态位宽度值;4)物种生态位宽度大小体现其对环境的适应范围,宽度越大,适应能力就越强;5)物种生态位宽度大小与生态位重叠值之间有密切关系,生态位宽度大的物种对间一般具有较大的重叠值,生态位宽度较大物种与其它物种间往往具有较大的生态位相似比例和重叠值,重叠值越大,其利用资源的相似程度就越大,竞争就会越激烈。     

烟草根部内生真菌群落结构和功能特征

烟草内生真菌是烟田生态系统的重要组成,根系是烟草内生真菌重要来源途径。本研究通过高通量测序技术分析了5个品种的烟草根部内生真菌群落结构及功能特征。结果表明,烟草根部内生真菌群落多样性较低;粪壳菌纲Sordariomycetes、座囊菌纲Dothideomycetes、散囊菌纲Eurotiomycetes、伞菌纲Agaricomycetes及锤舌菌纲Leotiomycetes为主要菌群,肉座菌目Hypocreales、煤炱目Capnodiales和散囊菌目Eurotiales为优势真菌目,丛赤壳科Nectriaceae、小戴维霉科Davidiellaceae和发菌科Trichocomaceae为优势真菌科,未定义腐生菌和动物病原菌是主要的生态功能群,但不同品种之间的真菌群落组成和生态功能分布差异显著。本研究为进一步挖掘利用烟草内生真菌资源,阐明烟草内生真菌的生态功能提供了参考。     

烟叶陈化过程细菌群落演替特征

仓储生态因子和烟叶化学成分的改变直接影响烟叶微生物群落结构和功能。以储存在贵阳库(GY)、坛厂库(TC)及紫云库(ZY)的云南保山C3F烟叶为研究对象,对不同陈化时间(0、6、12、18、24个月)的烟叶样品提取微生物总DNA,利用Illumina Hi Seq平台对细菌的16S rRNA V4区进行高通量测序,并结合主要化学成分分析,以期揭示烟叶陈化过程中细菌群落演替规律及其与烟叶化学成分间的作用关系。研究结果表明,烟叶细菌群落以假单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属、寡养单胞菌属、芽孢杆菌属为优势属;随陈化时间的增加,细菌优势群落呈现出变形菌门和厚壁菌门间消长变化的趋势,陈化后期芽孢杆菌(厚壁菌门)优势度明显增强;烟叶陈化过程中,细菌优势功能群变化与化学成分逐级降解间呈显著的相关关系,主要表现为由降解糖类菌群向降解淀粉类菌群,再向降解纤维素类菌群变化的趋势;其中,影响菌群演替的关键因素是水溶性总糖和纤维素。研究结果揭示了在烟叶陈化过程中存在显著的细菌群落演替特征,加深了对烟叶陈化机制的理解,为微生物调控烟叶陈化过程提供了科学依据。     

茂兰退化喀斯特森林植被自然恢复中生态系统碳吸存特征

为了了解退化喀斯特森林自然恢复中生态系统碳吸存趋势, 采用空间代替时间的方法, 研究了茂兰退化喀斯特森林自然恢复中生态系统碳吸存特征。结果表明: 总体上植被生物量随恢复进程递增, 其中乔木层与其变化一致, 草本层、灌木层则相反; 喀斯特植被的地上与地下生物量之比较低, 尤其灌木层的地上与地下生物量之比最低; 加权平均含碳率随恢复进展递增; 随恢复进程, 植被乔木层碳密度递增, 草本层、灌木层碳密度递减; 总体上生态系统及其植被、土壤的碳密度由恢复早期(草本阶段、草灌阶段)经中期(灌木阶段、灌乔阶段)至后期(乔木阶段、顶极阶段)呈增加趋势, 而凋落物的相反。在贵州茂兰国家级自然保护区喀斯特森林的恢复进程中, 植被对生态系统碳库的影响最大, 尤其是木本植被, 而土壤的影响较小, 因此, 加强植被恢复对喀斯特地区生态系统碳汇具有极重要的意义。