利用红外相机公里网格调查钱江源国家公园的兽类及鸟类多样性

2014年5月至2019年4月, 作者采用红外相机技术调查了浙江省钱江源国家公园的兽类及鸟类多样性。将整个国家公园划分为267个1 km × 1 km的调查网格, 每个网格内设置3个固定调查位点, 使用1台红外相机定期在同一网格内的位点之间进行轮换。其中, 古田山片区在5年内共完成14轮次调查, 古田山以外的区域自2018年7月纳入调查范围, 何田、长虹片区完成2次轮换, 齐溪片区完成1次轮换。在253个网格内的741个有效位点上共获得140,413个相机工作日的数据, 采集兽类和鸟类的照片和视频268,833份, 有效探测数74,368次, 鉴定出21种野生兽类, 72种野生鸟类, 5种家畜及家禽。包括国家一级重点保护野生动物2种, 即黑麂(Muntiacus crinifrons)、白颈长尾雉(Syrmaticus ellioti); 国家二级重点保护野生动物17种, 合计占野生物种总数的20.4%。被IUCN物种红色名录评估为易危(VU)的5种, 近危(NT)的4种, 合计占物种总数的9.7%。被中国脊椎动物红色名录评估为濒危(EN)的1种, 易危(VU)的9种, 近危(NT)的10种, 合计占物种总数的21.5%。相对多度指数最高的大中型兽类为小麂(Muntiacus reevesi), 鸟类为白鹇(Lophura nycthemera)。本次调查获得了国家公园内兽类和鸟类的多样性组成、空间分布和相对多度, 为长期科研监测和科学管理提供了基础数据。     

钱江源国家公园古田山珍稀濒危植物资源现状及分析

在钱江源国家公园古田山国家级自然保护区珍稀濒危植物系统调查的基础上,对该地区珍稀濒危植物的种类组成、保护价值、地理区系特征及分布现状进行了系统研究。结果显示:古田山地区共有省级及以上野生珍稀濒危种子植物32科55属63种,其中被《国家重点保护野生植物名录》(第一批)收录的Ⅰ级保护植物1种、Ⅱ级保护植物15种,被《中国植物红皮书》收录的有15种,浙江省重点野生保护植物19种,其余物种分别被《中国物种红色名录》和《中国高等植物受威胁物种名录》收录;保护区内的多数珍稀濒危植物分布区狭窄,除少数保护植物如野大豆Glycine soja SieboldZucc.、野含笑Michelia skinneriana Dunn、杨桐Cleyera japonica Thunb.等种类的种群较大外,其他种类的种群较小;长序榆Ulmus elongata L. K. FuC. S. Ding、香果树Emmenopterys henryi Oliv.、榧树Torreya grandis Fortune ex Lindl.、三小叶山豆根Euchresta japonica Benth.ex Oliv.、金刚大Croomia japonica Miq.等种类零星分布于核心保护区,有少量珍稀植物如南方红豆杉Taxus wallichiana Zucc. var. mairei (LeméeH. Lév.) L. K. FuNan Li、花榈木Ormosia henryi Prain等位于缓冲区或试验区;保护区珍稀濒危植物属的区系成分较丰富,温带成分相对较多,中国特有属的濒危度较高,急需采取相应保护措施。     

利用红外相机网络调查古田山自然保护区的兽类及雉类多样性

2014年5月至2015年4月,采用红外相机技术系统地调查了浙江省古田山国家级自然保护区内大中型地栖兽类和鸟的多样性组成。调查共获得244个有效位点的数据,其中兽类和雉类的照片视频共67 086份,有效探测数16 129次,包括分属6目15科的野生兽类21种、野生雉类5种、家畜及家禽4种。记录到雉类以外的其它鸟类52种,分属6目15科。在野生兽类和雉类中,国家一级重点保护野生动物2种,分别为黑麂（Muntiacus crinifrons）、白颈长尾雉（Syrmaticus ellioti）,国家二级重点保护野生动物7种,合计占物种总数的35%。IUCN物种红色名录评估为“易危VU”的物种2种,“近危NT”的物种5种,合计占物种总数的27%。中国生物多样性红色名录评估为“濒危”的动物1种,“易危”7种,“近危”5种,合计占物种总数的50%。独立探测数最高的兽类为小麂（Muntiacus reevesi）,雉类为白鹇。调查显示古田山保护区内受威胁的野生兽类和雉类的比例较高。本次调查将红外相机均匀布设于整个保护区,持续时长一年,全面监测保护区内兽类和雉类的物种组成与相对多度,为古田山保护区后续的科研项目和科学管理提供了重要依据。     

古田山10种主要森林群落类型的α和β多样性格局及影响因素

古田山国家级自然保护区地处中亚热带, 地形复杂, 森林群落类型丰富。我们在保护区内10种主要森林群落类型中网格化布置并调查了79个20 m × 20 m样地, 分析了不同群落类型内及相互间的α (Shannon-Wiener指数)、β (Horn-Morisita相异性指数)多样性分布格局及其影响因素。结果表明: (1) α多样性主要受到群落类型、海拔和坡向的影响。α多样性在不同群落类型间差异显著, 并且随海拔升高、坡向从南到北, α多样性增大。(2) β多样性主要受到群落类型和海拔的影响, 受空间距离的影响不显著。不同群落类型间的β多样性显著大于同一群落类型内部, 并且随海拔升高β多样性增大。总体而言, 群落类型和海拔是古田山森林群落α和β多样性的主要影响因子, 表明生境过滤等机制对该区域的森林物种多样性格局起着主要作用。     

钱江源国家公园古田山常绿阔叶林木本植物的萌生更新特征

萌生更新是木本植物在原位进行更新的有效手段,使群落具有较强的恢复力。但以往研究侧重于实生更新,森林中木本植物的萌生更新特征及其在森林群落中的地位仍未得到足够理解。基于钱江源国家公园古田山国家级自然保护区内5 hm2亚热带常绿阔叶林样地的群落数据,分析木本植物萌生更新的数量特征,同时对不同分类单元、不同功能类群的萌生能力等进行比较。结果表明:(1)样地内64%的物种、20%的实生个体已经发生萌生更新现象,且萌生茎的数量占样地总个体数量的24%;(2)物种水平与科水平上,萌生能力均表现为显著差异(F=13.11,P0.001;F=27.45,P0.001)。腺蜡瓣花、柳叶蜡梅、宜昌荚蒾、窄基红褐柃、美丽马醉木等物种的萌生能力较强,蜡梅科、忍冬科、木兰科、壳斗科等类群的萌生能力较强;(3)不同垂直结构层次(林冠层、亚乔木层、灌木层)的萌生能力差异显著(F=117.5,P0.001),灌木层物种的萌生能力是林冠层与亚乔木层的1倍左右。不同生活型(常绿组分与落叶组分)的萌生能力差异显著,常绿类群的萌生能力显著高于落叶类群(P0.001)。萌生更新在亚热带常绿阔叶林中具有重要地位,可能是物种多样性维持、群落更新与演替的机制之一。灌木物种与常绿物种有着较强的萌生能力,暗示着萌生可能是植物适应荫蔽环境的生态策略之一。     

钱江源国家公园红外相机监测平台进展概述

钱江源国家公园红外相机监测平台由钱江源国家公园管理局与中国科学院植物研究所、北京大学合作建立, 覆盖了钱江源国家公园全域和毗邻的安徽及江西省的部分区域。其中, 钱江源国家公园古田山片区的监测始于2014年5月, 其他区域的监测始于2018年7月; 毗邻的江西、安徽区域的监测分别始于2017年11月和2018年3月。截至2020年5月, 共在343个公里网格内完成了1,033个有效位点的调查, 总有效相机工作日331,834 d, 共获得兽类、鸟类的照片和视频718,515份, 独立有效探测数151,221次。其中, 658,644份照片和视频可鉴定到物种, 对应133,204次独立有效探测。记录到分属7目15科的野生兽类23种, 分属9目27科的野生鸟类75种。通过覆盖全域的长期监测, 完成了钱江源国家公园大中型兽类的本底调查, 开展了关键物种栖息地利用和种群动态等研究, 为国家公园的规划、保护管理措施的制定和保护管理成效的评估提供了数据支持。今后, 本监测平台将在时间和空间尺度上进一步拓展, 以服务于国家公园主要保护目标和生态系统的完整性保护, 并将研究成果转化为国家公园自然教育的案例和素材。     

古田山自然保护区阔叶林与两种人工林的群落结构和生物多样性

为了解天然林和人工林群落的结构、组成和物种多样性的差异,该研究选择三种类型(天然阔叶林、人工杉木林和油茶林)的森林群落,比较分析其在不同垂直空间层次上的群落数量特征及物种多样性(物种丰富度、α多样性和β多样性)特点。结果表明:(1)总体上,阔叶林的物种丰富度最高,其次是油茶林。乔木层和灌木层均以阔叶林的物种丰富度最高,其次为杉木林; 草本层以油茶林的物种丰富度最高,其次为杉木林和阔叶林。三种类型的群落在各空间层次重要值前5位物种组成上均有较大差异。(2)在单个样地水平上,三种类型的群落α多样性差异主要存在于乔木层,以阔叶林的样地间差异最大,其次为杉木林; 灌木层的α多样性在类型间差异较小; 草本层的α多样性,油茶林与其他两个类型差异明显,阔叶林与杉木林之间差异较小。(3)群落类型间β多样性分析表明,就所有三个层次而言,阔叶林与油茶林之间物种组成差异最大; 就灌木层而言,油茶林与杉木林的物种组成最相似,其次是阔叶林与杉木林; 就草本层而言,油茶林与杉木林的物种组成相似度最高,其次为阔叶林与油茶林。总之,三种森林类型在群落结构、物种多样性方面差异显著,反映了人为干扰对森林群落的影响。     

古田山常绿阔叶林主要树种2002-2007年间更新动态

种群更新是森林发育和演替过程中的重要环节.为了解古田山常绿阔叶林主要树种的更新动态,本研究以古田山自然保护区5 ha常绿阔叶林动态样地为对象,在对胸径(DBH)≥1 cm的木本植物个体2002年和2007年两次每木调查的基础上,比较主要树种的补员(recruitment)和死亡状况,分析种群大小变化趋势,研究了群落中主要木本植物的更新特点.结果表明:(1)5年间样地内木本植物个体从13,338株增长到16,812株,增幅达26.05%.新增4,758株胸径≥1 cm的补员个体,同时死亡1,384株.(2)乔木、小乔木或灌木、小灌木3种生长型的补员个体数目均随径级的增大而下降,但死亡个体却表现出不同的径级分布特点.(3)43个主要树种的平均年死亡率和年补员率分别为2.26%和5.90%.其中,19种小乔木或灌木在径级Ⅰ(1 cm≤DBH<2.5 cm)的补员率均高于死亡率,但径级Ⅱ(2.5cm≤DBH<5 cm)、径级Ⅲ(DBH≥5 cm)的补员率均和死亡率差别不大:而24种乔木各径级死亡率和补员率的关系则相对复杂.(4)43个主要树种中有31个为增长型种群,其余12个呈小幅度负增长.10个种群大小变化率在5%以上,属于快速变动的种群,其中以柳叶蜡梅(Chimonanthus salicifolius)(45.13%)和矩形叶鼠刺(Itea oblonga)(16.35%)的增幅最大,橙木(Loropetalum chinense)(-3.10%)和短柄袍(Quercus serrata vat.brevipetiolata)(-1.86%)的降幅最大.研究发现,3种生长型中,不同物种及其各个径级的补员率和死亡率各异,种群更新动态也有所差别,我们推测与密度制约和牛境波动有关.     

不同取样强度下古田山木本植物幼苗组成 及其分布格局比较

幼苗阶段是森林群落更新的瓶颈, 研究木本植物幼苗组成和分布格局对正确认识森林群落构建以及多样性维持机制具有十分重要的意义。以往基于幼苗阶段的研究取样强度较小, 主要涉及常见种, 缺乏对稀有种的有效监测。我们对古田山24 ha森林样地幼苗监测网络进行了扩建, 在已有507个1 m × 1 m幼苗监测样方的基础上, 增设了285个5 m × 5 m幼苗样方, 对样方内所有高度≥ 10 cm且胸径< 1 cm的木本植物幼苗按大样地监测标准进行了定位、挂牌、鉴定和测量。本研究利用2012年5 m × 5 m幼苗监测样方的首次调查数据, 比较了24 ha大样地中不同取样强度下幼苗和非幼苗(胸径≥ 1 cm的木本植物)个体在物种组成、多样性分布格局以及生境偏好等方面的差异。结果表明: (1) 285个5 m × 5 m幼苗监测样方共计有木本植物幼苗138种20,581株, Shannon-Wiener多样性指数以及经多度校正的物种丰富度指数均显著高于1 m × 1 m幼苗监测样方以及24 ha大样地的非幼苗个体, 该结果与基于Rarefaction方法计算的物种数期望值结果一致; 与1 m × 1 m幼苗监测样方结果相比, 5 m × 5 m幼苗监测样方内物种数-取样面积曲线趋于饱和。(2) 5 m × 5 m幼苗监测样方幼苗与24 ha大样地非幼苗个体物种多度呈异速增长关系, 表明植物在幼苗阶段受到负密度制约效应的影响, 死亡率相对较高。(3)取样强度和胸径阈值的选取对群落稀有种的界定有重要影响, 朱砂根(Ardisia crenata)、山鸡椒(Litsea cubeba)、美丽胡枝子(Lespedeza thunbergii subsp. formosa)等物种在24 ha样地水平被认为是稀有种, 但是在5 m × 5 m幼苗样方却属于常见种。(4)指示种分析结果表明, 基于不同取样强度的幼苗生境指示种与基于大样地非幼苗个体的分析结果存在较大差异。在5 m × 5 m幼苗样方中, 13个物种与单一生境类型显著相关, 其中仅有3个物种与1 m × 1 m幼苗样方指示种相同, 与24 ha大样地非幼苗相比, 仅有2个共有指示种。总之, 不同取样强度可显著影响幼苗物种多样性格局的分析结果, 通过样方扩建对林下幼苗进行系统监测, 可进一步加深对群落生物多样性维持机制的认识。     

古田山自然保护区地下芽植物多样性及其生物量分配策略

地下芽植物能够通过地下储存器官占据生境资源、储存营养物质等策略来获得生态优势,其地下储存器官多样性以及生物量分配策略,对地下芽植物物种组成以及生态系统功能产生重要影响。然而,以往研究多关注草地生态系统的地下芽植物,对森林地下芽植物的了解仍然缺乏。采集了古田山国家级自然保护区不同海拔分布的693个草本植物个体,分析了地下芽植物及其地下储存器官的类型与多样性,比较了地下芽植物与非地下芽植物的地上、地下各器官的绝对、相对生物量。结果显示：（1）地下芽植物的相对丰富度为69.1%,相对多度为88.2%。大多为根状茎植物,主要由禾本科、莎草科、堇菜科和蕨类植物组成。（2）除茎外,地下芽植物各器官的绝对生物量（叶：1.94g,根：0.65g,地上部分：2.0g,地下部分：4.1g）均大于非地下芽植物（叶：0.26g,根：0.13g,地上部分：0.68g,地下部分：0.13g）。（3）地下芽植物叶（0.40）与茎（0.14）的相对生物量小于非地下芽植物（叶：0.48,茎：0.35）,地下部分相对生物量（0.56）大于非地下芽植物（0.17）。本研究表明,以根状茎植物为主的地下芽植物是古田山亚热带森林生态系统草本植物的主要构成者,且个体普遍较大,倾向于将生物量投资于地下器官。这些结果为认识地下芽植物的生态策略与功能以及草本植物群落管理提供了科学依据。