火灾恢复年限对大兴安岭森林乔灌草多样性及优势种影响

林火是大兴安岭地区森林生态系统的重要影响因子,研究火灾对植物多样性和优势种多度长期影响,有助于火灾区域森林生态系统重建与管理。本研究以大兴安岭不同火烧年限（1~5、5~10、10~20、20~30、30~40和40~50年）48对配对样地（火烧样地与邻近未火烧对照样地）为研究对象,利用二者差值变化来探讨森林恢复年限对植物多样性指数影响,通过对乔灌草相对多度变化确认火灾恢复对优势种的影响。研究结果表明：（1）火烧与对照间乔木多样性和丰富度差值先降后升趋势,在10年左右最低,而恢复30~40年后与对照样地相当或更高。灌木与乔木变化趋势相似,但是变化趋势多达到统计学显著（P<0.05）,灌木Shannon-wiener多样性指数和丰富度差值随年限增加而线性上升。草本Simpson多样性指数随火烧年限增加而直线下降,但是均匀度与丰富度没有出现线性变化。（2）乔灌草优势种变化趋势为：乔木层白桦（Betula platyphylla）在火烧5~30年占比均超过30%,在30年后占比不超过15%,同时兴安落叶松（Larix gmelinii）在30~40年占比超过50%;灌木层在0~30年均是越桔（Vaccinium vitis-idaea）占比最大,30年之后变为榛子（Corylus heterophylla）,草本层5~30年均是小叶章（Deyeuxia angustifolia）占比最大,30年之后变为其他物种。对照样地乔木层主要是兴安落叶松,占比超过50%,灌木层主要是越桔（Vaccinium vitis-idaea）,草本层主要是小叶章（Deyeuxia angustifolia）。整体来看,乔木火后恢复需要更长的时间,而灌木和草本火后恢复更快。植物多样性及优势种变化是研究其对生态服务功能（如碳汇）影响的基础,我们研究结果为天保工程后续实施及科学管理大兴安岭森林生态系统提供数据支撑。     

长春城市森林绿地土壤肥力评价

以长春城市森林绿地为研究对象,测定9种土壤指标并参照全国第二次土壤普查分级标准对长春城市森林绿地土壤整体特征进行评级,采用内梅罗指数法分析长春城市森林绿地不同林型、行政区、环路土壤肥力,结合ArcG IS分析长春城市森林绿地土壤养分空间分布特征,以期对长春城市森林建设提供依据和建议。对比全国第二次土壤普查所确定的分类等级(6等级),土壤有机质平均含量(34.51 g/kg)及其空间分布(大部分区域30 g/kg)达到了2级、含量高的水平;全氮(均值1.37 g/kg)、碱解氮(均值133.04 mg/kg)、速效磷(均值38.47 mg/kg)及其空间分布均达到了3级以上水平;全钾(均值58.7 g/kg)和速效钾(均值255.85 mg/kg)及其空间分布达到1级、含量很高的水平;全磷平均含量0.51 g/kg,空间上大部分区域集中在0.4—0.6g/kg,为4级、含量中下水平。土壤pH为5.43—8.89,容重为1.11—1.62 g/cm~3。内梅罗综合肥力指数分析表明长春城市多数区域处于1.5—1.8之间,处于中等水平(4级制中排第3级)。不同林型间差异主要表现在pH、全氮、全磷和碱解氮(P0.05),不同环路间差异主要在pH、有机质和全磷(P0.05),而不同行政区间差异指标最多,为有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷和pH(P0.05)。综合肥力指数显示:景观林单位附属林=农田防护林道路林,绿园区朝阳区南关区二道区宽城区,1环3=4环2环4环外。根据以上结果,可采取疏松土壤、枯枝落叶沤肥、增施氮磷有机肥而控制钾肥、种植固氮耐低磷植物等措施推进长春城市森林建设,提升城市植被生态服务功能。     

基于街景测量的南昌市行道树结构特征与健康状况研究

行道树作为城市绿地系统的网络和骨架,在城市居民生活中发挥着无可替代的作用。快速准确的掌握城市行道树的结构特征和健康状况,有利于城市森林建设与管理,进而提升其生态服务功能。基于百度街景平台,通过街景测树法对南昌市的963个样方,共计26727株行道树展开调查。测量内容包括行道树大小指标(树高、胸径、冠下高和冠幅)、健康状况(支架比例、枯稍比例、叶色不健康比例和死亡比例)和植被垂直结构配置情况;并且探究了不同行政区和不同城市化强度(环城道路发展下的城乡梯度)下行道树的空间分布特征。结果表明:(1)南昌市行道树小树比例较高:胸径在10—20 cm的占65%,冠下高在1.5—2.5 m间的占76%,树高在4—8 m间的占71%,冠幅在2—6 m间的占76%;行道树生长整体表现为健康,各指标所占比例较小,但是叶片健康较差;35%的样地无叶色不健康,77%的样地无支架,76%的样地无枯梢,93%的样地无死亡;植被垂直结构配置状况良好,以乔-灌-草复合结构为主(比重为75%);(2)在空间分布上,不同行政区行道树大小指标和垂直结构配置上差异显著、健康状况(支架比例和叶色不健康比例)均表现显著性差异(...     

大兴安岭多布库尔国家级自然保护区植物多样性和群落结构特征

天然林植物多样性保护对于其生态服务功能至关重要,大兴安岭是我国重要国有林区,现有国家级自然保护区保护区林分特征及其耦合关系揭示是天然林保护与生态服务综合提升的基础。于2017年8—9月对多布库尔国家级自然保护区的乔、灌、草和更新层个体大小特征、群落特征和植物多样性特征进行详细调查,冗余分析与方差分解分析解析植物多样性和群落结构特征的耦合关系。结果表明:1)多布库尔保护区主要树种为落叶松,相对多度为42%,其次是白桦和黑桦;灌木中榛所占比例最高,达到60%;草本共记录116种,其中莎草科的羊须草所占比例最大,超过10%;更新层主要树种为蒙古栎,相对多度达54%,其次为白桦。2)多布库尔保护区乔木胸径和树高仅相当于1970年代的55%,乔木和草本丰富度较大兴安岭核心地区(呼中保护区)高出50%—60%。3)冗余分析和方差分解分析结果表明林分个体大小特征的独立效应和乔木层特征对多样性变化贡献最大,乔木层树高与植物多样性变化具有最紧密关系。大兴安岭地区森林已经全部纳入国家天然林保护工程,上述国家自然保护区相关数据是当地本底数据(当地森林以幼龄林为主,尚需要更长时间保护),将为进一步保护区政策制...     

森林草原过渡带持久土壤种子库沿降水梯度的格局

为了解全球气候变化背景下森林草原过渡带持久土壤种子库对未来降水减少的响应,本研究以呼伦贝尔森林草原过渡带为研究区域,沿降水梯度采集0～10 cm土层的持久土壤种子库样本,研究种子库密度、物种组成、多样性及其与地上植被的关系,并利用结构方程模型研究年降水量对持久土壤种子库的直接影响及其通过地上植被和土壤有效氮、有效磷、土壤pH值产生的间接影响。结果表明: 随着降水量的降低,种子库密度和物种丰富度有增加趋势,森林草原过渡带草地土壤种子库物种多样性高于森林。土壤种子库与地上植被相似性整体较低。结构方程模型结果显示,年降水量对种子库的密度和物种丰富度的总效应为负效应,标准路径系数为-0.051和-0.122。年降水量对种子库的密度和物种丰富度的直接效应为正效应,降水量通过土壤全氮对种子库密度和物种丰富度产生显著的间接正效应,通过土壤pH和土壤有效磷对种子库物种丰富度产生显著的间接负效应,通过土壤pH对种子库密度产生显著的间接负效应。气候变化下降水减少会改变植物应对风险的策略,森林草原过渡带的持久土壤种子库对应对未来可能发生的降水减少具有一定的缓冲作用。     

小兴安岭凉水国家级自然保护区植物beta多样性及其影响因素

自然保护区如何设置才能够最大程度保护生物多样性, 是保护生物学的研究热点; 阐明beta多样性特征、组分格局及其影响因素是保护生物学的重要基础。本研究选取小兴安岭凉水国家级自然保护区不同功能区(核心区、缓冲区、实验区)及毗邻地区(保护区外)共80块样方作为研究对象, 调查每块样方的保护位置(经纬度、海拔、坡位、坡度、坡向)和群落结构(郁闭度、林龄、乔木树高、胸径、灌木树高、地径), 并采集0-20 cm土壤样品, 测定土壤理化性质(有机碳、全氮、pH值、电导率、含水量、容重)。将样方间的beta多样性分解为物种周转和物种多度差异两种组分, 通过Mantel分析、冗余分析和方差分解分析解析非生物因子(地理地形、保护强度、土壤因子)和生物因子(群落结构)对beta多样性及其组分的影响。结果表明: (1)乔、灌、草3层中, 物种周转组分对于beta多样性的贡献均占主导地位(65%-73%), 物种多度差异贡献较小。(2) Mantel检验结果表明, 乔、灌、草3层beta多样性及其组分与地理地形指标显著相关的因子最多; 土壤因子只对乔木层和灌木层beta多样性及组分有影响, 对草本层影响不大。其中坡位、坡度、乔木树高和保护强度均与保护区乔、灌、草3层beta多样性显著正相关(P < 0.05)。(3)植物整体beta多样性受地理地形影响最大, 但存在乔、灌、草差异。乔木层beta多样性受生物因子影响最大; 灌木层的土壤因子解释力分别为地理地形和生物因子的2倍; 而草本层主要受地理地形的影响, 其解释力分别是土壤和生物因子的26倍和3倍。乔木胸径对植物beta多样性差异具有最大的解释作用。本研究结果表明, 未来保护区设置需要根据保护植物的类型, 选择适当的林分结构、土壤和地理地形等, 以增强保护区植物多样性保护的效果。     

大兴安岭呼中地区3种林分的群落特征、物种多样性差异及其耦合关系

准确理解天然林林分群落特征及其与物种多样性耦合关系是提升天然林管理、达到多样性保护的关键。选择大兴安岭呼中地区典型落叶松林、杂木林、白桦落叶松林为研究对象,分别对乔木层、灌木层和草本层特征(高度、胸径、冠幅、盖度等)进行调查并计算丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,旨在探究林分间差异及其耦合关系变化。结果表明:(1)乔木层的树高、枝下高表现出杂木林落叶松林白桦落叶松(P0.05);落叶松林的胸径比白桦落叶松林和杂木林的高出6%和11%;灌木层的高度、盖度、地径、冠幅和草本层多度、盖度、高度在森林类型间均未表现出显著差异。(2)3个森林类型的乔、灌、草丰富度指数R、Shannon-Wiener指数及Simpson指数均表现出杂木林最大,乔木层和草本层呈相同规律,即杂木林白桦落叶松林落叶松林,而灌木层表现出杂木林落叶松林白桦落叶松林;白桦落叶松林和杂木林的乔木层均匀度Pielou指数和Alatalo指数约为落叶松林的3倍左右,而在灌木层和草本层在森林类型间差异不显著(P0.05)。(3)典范对应分析(CCA)结果表明林分群落特征和生物多样性关系存在明显森林类型间差异。总体表现为灌木特征(冠幅、地径)、草本层特征(盖度、多度和高度)对多样性均有较大影响;白桦落叶松林和杂木林的胸径对多样性影响明显,而落叶松林的乔木高度(树高、枝下高)对多样性影响较大。杂木林随着灌木盖度、草本高度的增加,草本物种多样性降低、乔木多和灌木物种多样性增加;而落叶松林相同的多样性变化多伴随草本高度增加、多度和盖度变小。灌木层物种多样性增加多与乔木和草本物种多样性降低相伴随,在杂木林中同时伴随着乔木胸径和草本的盖度、多度增大、灌木冠幅变小,而白桦落叶松林则伴随灌木冠幅和草本多度盖度的减小。以上结果表明,林分群落特征与物种多样性存在耦合关系,上述解耦合结果为通过维持良好森林结构、多样性保护具有实践意义。     

中国35个城市行道树树种组成特征研究

明确城市森林树种组成是城市森林建设与管理的基础。以往研究多局限在特定城市或区域，难以准确揭示其普遍规律。本研究基于百度街景选取全国35个主要城市，共设置88 632个样点。并根据地理区域将这些城市划分为北方、南方、青藏和西北城市，比较不同区域城市行道树树种组成差异。结果表明：①基于街景调查我国常用行道树共99种，最常见的是杨树（Populus spp.）、柳树（Salix spp.）、香樟（Cinnamomum camphora）、雪松（Cedrus deodara）和国槐（Sophora japonica）；②我国南方城市行道树种多选用阔叶树如香樟，北方和西北城市行道树则以杨树、柳树和槐树为主，青藏地区行道树以杨树和针叶树为主；③依据10/20/30经验法则，仅有昆明和桂林城市行道树在种的水平上配置较为合理，其他城市植物配置均不合理，尤其克拉玛依市的杨树相对多度高达61.2%，长沙市和杭州市的樟树比例超过树种总数的50%，单个树种优势明显，4个区域行道树树种水平上配置均不合理。今后在行道树种选择时北方、西北和青藏区域城市应减少杨树、柳树、松树和槐树等的利用，南方地区应增加适宜本土生长的其他树木种类。本研究为我国合理规划城市行道树，系统开展多城市对比和综合提升生态服务功能提供了重要参数。