海南岛甘什岭热带低地次生雨林物种组成与地理成分

海南岛热带低地次生雨林是不同于热带山地雨林的重要森林类型。在南部甘什岭自然保护区选择典型次生雨林建立3000 m2固定样地,研究了其物种组成和地理成分特征。结果表明:经种-面积曲线印证的2700~3000 m2的取样面积能够反映该雨林类型植被的分布特点。维管植物隶属于64科128属163种,其中蕨类植物6科7属8种,单子叶植物9科16属17种,双子叶植物49科105属138种。优势科明显,单种科和寡种科占总科数的87.50%;属内种数的变化范围为1~5,且单种属最多(105属,占82.03%)。物种丰富度明显低于尖峰岭热带山地雨林,也显著低于云南片断热带雨林,科、属、种的分布区类型均以热带性质占绝对优势,种子植物科、属的热带成分所占比例分别为75.87%和92.56%,种的热带成分高达93.87%,这不同于尖峰岭山地雨林由热带向亚热带/暖温带的过渡性质。     

模拟干旱和磷添加对热带低地雨林叶凋落物分解的影响

凋落物是植物在其生长发育过程中新陈代谢的产物,是土壤有机质输入的重要途径,凋落物分解是生态系统养分循环的关键过程之一。在全球气候变化背景下,热带地区干旱事件发生的频率和强度均在增加,同时,普遍认为热带地区受磷(P)限制,所以探讨干旱胁迫和土壤磷可用性对热带地区叶凋落物分解的影响及两者是否存在交互效应十分必要,有助于了解干旱对该区叶凋落物分解的影响机制以及是否受土壤磷调控。依据植物多度、碳固持类型、叶质地,以海南三亚甘什岭热带低地雨林的4个树种叶凋落物(铁凌 Hopea exalata、白茶树 Koilodepas bainanense、黑叶谷木 Memecylon nigrescens、山油柑 Acronychia pedunculata)为实验材料,依托2019年在该区建成的热带低地雨林模拟穿透雨减少、磷(P)添加双因素交互控制实验平台,包括干旱(D -50%穿透雨)、P添加(P +50Kg P hm^-2a^-1)、模拟干旱×P添加(DP -50%穿透雨×+50Kg P hm^-2a^-1)、对照(CK)4个处理,且4种处理随机分布于3个区组,即设置了3个重复。使用常规的凋落物分解袋法探究实验处理对4个树种叶凋落物的分解系数、碳(C)、氮(N)元素动态变化的影响。结果表明:不同树种的叶凋落物因基质质量不同分解存在差异。模拟干旱处理对叶凋落物C、N损失产生抑制作用,但是对不同树种叶凋落物的抑制作用不同,原因是干旱处理通过抑制土壤分解者活动、减弱凋落物的物理破碎作用,间接抑制凋落物分解,并且由于高质量(含N量高)凋落物受微生物分解者影响较大,所以该凋落物分解受干旱抑制程度较大;P添加处理对叶凋落物C损失存在促进作用、N损失存在抑制作用,原因是土壤中P含量的升高,提高了微生物分解高C物质的能力,以及当土壤中P含量较高时,间接抑制微生物通过分解凋落物获取养分或者促进微生物优先完成自身生长代谢需要而不是合成分解凋落物所需要的酶,导致叶凋落物N损失下降;模拟干旱与P添加处理存在显著交互效应,P添加处理缓解或反转了干旱胁迫对叶凋落物分解的抑制作用。以上结果表明,不同基质质量的凋落物分解存在差异,对干旱胁迫的响应不同;在叶凋落物分解过程中,P添加促进C损失、抑制N损失;此外,在热带低地雨林,土壤中P可用性变化可调节干旱对凋落物分解的影响。     

坡形对华南省藤种群天然更新及生长的影响

为揭示低地次生雨林华南省藤种群天然更新的适生坡形,以海南甘什岭天然分布的华南省藤为研究对象,以种群数量、生长特征(株高、地径、羽叶面积等)和死亡率为天然更新的衡量指标,运用方差分析、多重比较和相关性分析等方法,分析不同坡形(凸坡、缓坡、凹坡)与华南省藤不同生长阶段种群更新的关系。结果表明,坡形对华南省藤种群数量、株高、羽叶面积、相对生长速率和死亡率等的影响均达到显著水平(P0.05),对地径影响极显著(P0.01),对高径比影响不显著(P0.05)。其中,凹坡种群数量(84株·hm~(-2))、株高(212.38 cm)、羽叶面积(36.22 m~2)最大,株高(0.153%)和羽叶面积月相对生长率(0.145%)最高,幼苗期凹坡死亡率低(8.72%),藤株整体生长最好。坡形是影响海南低地次生雨林华南省藤种群数量及生长特征的重要环境因子,坡形通过改变区域土壤水分、养分、光照等,影响华南省藤的种群数量和生长。凹坡是华南省藤的适生坡形,在今后华南省藤的资源更新保育和人工栽培中,应优先选择。     

光照和水分对白藤幼苗生长特性的影响路径关系研究

该研究以2年生白藤实生苗为研究对象,通过控制试验,设置4个光强梯度——S0(对照,全光照)、S1(75%~80%全光照)、S2(45%~50%全光照)、S3(20%~25%全光照)和3个水分梯度——W0(对照,RSWC85%)、W1(中度干旱,RSWC55%)、W2(重度干旱,RSWC25%),定期测定幼苗生长特性(株高、地径、叶片数),叶片光合能力[净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、气孔导度(Gs)]及吸收能力(根、茎、叶生物量),并利用结构方程模型进行路径分析,探讨光照和水分对白藤幼苗生长特性影响过程,为白藤育苗及资源恢复提供理论支撑。结果显示:(1)随着光照强度的降低,幼苗生长特性与吸收能力、光合能力表现出一致的变化趋势,即先增加后减少;在45%~50%光强条件下,幼苗株高、地径、叶片数,根、茎、叶和总生物量及叶片Pn、Gs、Tr和Ls均达最大值。(2)随着土壤含水量降低,幼苗株高、地径及茎和叶生物量均逐渐减少,而根、根冠比呈先增加后减少的趋势;光合能力方面的Pn、Ci、Tr比对照分别显著降低23.65%、20.61%和25.40%(P<0.05),Gs和WUE与对照差异不显著(P>0.05),Ls比对照显著升高170.00%(P<0.05)。(3)结构方程模型分析表明,光照主要通过影响幼苗叶片的光合能力,水分主要通过影响根系生物量来实现影响幼苗生长特性的作用。研究表明,SEM模型能有效对影响白藤幼苗生长的环境因子进行分析,定量解释环境因子影响的路径过程,光照和水分通过光合能力和吸收能力传递对生长特性的影响,且光照因子影响力大于水分因子,其路径系数分别为0.89和0.56;在白藤幼苗生长特性指标中,地径标准因子载荷为0.85,能够有效反映白藤幼苗生长特性;白藤幼苗培育在适度遮阴(45%~50%)和正常供水(RSWC85%)环境下生长最好。