河北小五台山主要植被类型的分布与地形的关系：基于遥感信息的分析

小五台山是河北省最高峰,具有较完整的暖温带植被垂直带谱。本文通过野外群落植被调查,结合由TM遥感影像解译1：50000地形图制作的DEM数据而得到的植被图,分析了小五台山主要植被群落的分布状况及其与地形的关系。结果表明,小五台山从低海拔到高海拔,依次出现灌丛、阔叶林、针阔混交林、暗针叶林、矮林、灌丛、草甸等植被类型。森林景观的面积最大,占总面积的60．7％;平均斑块面积最大的是阔叶林和亚高山草甸,斑块破碎化最严重的是水体和针阔混交林。不同的植被类型在不同的地形条件下分布特点不同,林地在北坡所占面积比例(占总面积的75％)远大于南坡(46%),说明水分条件是小五台山森林分布的限制因子之一;灌丛和草甸与林地相反。随海拔高度的变化,不同植被类型的分布面积比例发生变化,出现替代现象,形成植被垂直带谱。由于坡度的影响,增加了带谱内植被组成的复杂性。     

河北小五台山北坡植物物种多样性的垂直梯度变化

通过野外群落调查,分析了小五台山北坡植物物种多样性的垂直梯度变化。结果表明：(1)小五台山北坡的物种丰富度随海拔的升高逐渐减小,物种组成趋于简单,乔木树种渐少。d多样性指数变化较小,但呈现出随海拔升高先增大、后减小的趋势。(2)β多样性指数很好地反映了群落之问的变化。相异系数峰值出现在海拔1．400-1500m处灌丛向森林的过渡带和海拔2600—2700m处森林向亚高山草甸的过渡带。海拔1400-1500m处出现的Cody指数极大值反映了灌丛群落向森林群落的变化,而Cody指数在海拔2100—2200m的极大值反映了阔叶林和针叶林之间的过渡。(3)作为小五台山两种最为重要的阔叶树种,白桦(Betula platyphylla)和红桦(Betula albosinensis)沿海拔梯度出现明显的替代现象,随着海拔的升高,白桦逐渐为红桦所取代。     

福建武夷山自然保护区地形对毛竹(Phyllostachys pubescens)林分布的影响

用PC-ORD4．0软件对保护区内31个毛竹(Phyllostachys pubescens)林样方进行聚类分析,把毛竹林划分成9类。利用保护区1980年航空相片、1998年和2000年Lnndsat TM卫星影像,并结合保护区森林资源调查资料,绘制武夷山保护区毛竹林分布图。利用保护区1：50000的地形图数字化100m等高距生成数字高程模型(DEM),并从中获取海拔、坡向、坡度等地形参数,对毛竹林分布进行空间叠加分析。结果表明：保护区内毛竹纯林和毛竹一甜槠(Gastanopsis eyrei)林面积最大,分别占毛竹林总面积的40．6％和20．3％。分析毛竹林与海拔的关系时得出,海拔500-700m范围内毛竹林面积最大;随着海拔升高,毛竹林面积逐渐减少,Shannon-Wiener指数(H‘)增加;毛竹最大胸径减小。毛竹在东南坡和西北坡分布的面积比例最大。随着坡度的增加,毛竹分布的面积减少。     

不同经营强度条件下毛竹林植物物种多样性的变化

对保护区不同经营强度下的毛竹林的物种组成、α多样性及 β多样性进行研究 ,并与 3个天然植被类型进行对比分析。结果表明 ,毛竹林随着经营强度加大 ,明显表现纯林化过程 ,这一过程以丧失大量壳斗科、樟科和松科等乔木树种为代价 ,乔木层、灌木层和草本层的物种组成发生显著的变化。乔木层物种多样性下降 ,灌木层和草本层物种多样性上升 ,灌木和草本物种多样性变化是由于乔木层改变引起的。β多样性反映毛竹林在不同经营强度条件下物种替代速率 ,从毛竹混交林Ⅱ (c类型 ,2 5 %≤毛竹 <5 0 % )向毛竹混交林Ⅰ (b类型 ,5 0 %≤毛竹 <75 % )转变过程中 ,乔木层Sorenson指数最小 ,Cody指数最大 ,说明阔叶或针叶树种在这一过程中大部分已被改造而丧失 ,对保护区物种多样性保护 ,在此阶段之前加以控制和保护才更有现实意义。     

氮添加对武夷山亚热带常绿阔叶林植物叶片氮磷化学计量特征的影响

该文以福建武夷山亚热带常绿阔叶林为研究对象, 通过设置3个氮(N)添加梯度的野外实验, 研究了群落内乔木植物、灌木植物、草本植物、蕨类植物和苔藓植物叶片N、磷(P)化学计量特征对N沉降的响应, 以及不同功能群和物种化学计量特征对N沉降响应的差异。在已开展5年人工N添加的样地内, 3年的监测结果表明: N添加整体上提高了植物叶片N含量, 草本层植物叶片N含量对N添加的响应比乔木层和灌木层植物更加敏感, 优势种米槠(Castanopsis carlesii)、草本植物砂仁(Amomum villosum)、蕨类植物狗脊(Woodwardia japonica)的叶片N含量显著增加。N添加整体上增加了植物叶片P含量, 乔木层植物和灌木层植物叶片P含量没有显著变化, 草本层植物叶片P含量显著增加, 而苔藓植物叶片P含量显著减少。N添加促使武夷山亚热带常绿阔叶林植物叶片N:P由18.67上升至19.72, 加剧了植物生长的P限制; 乔木物种N:P的变化较灌木和草本物种更加稳定。N添加条件下, 植物叶片N:P的变化主要受到叶片P含量而非N含量变化的影响, N添加对生态系统P循环的影响显著。     

河北塞罕坝樟子松径向生长动态变化及其与气象因子的关系

树木是森林生态系统的基本组成, 其生长受气象因子的影响, 基于此, 该研究通过监测樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)的径向生长, 研究樟子松生长日动态规律、季节动态规律及其与气象因子的关系, 探讨河北塞罕坝地区樟子松森林生态系统对气候变化的响应机制。此外, 以往研究树木生长大多数基于树轮年代学, 缺少短期树木径向生长动态的研究。该研究利用径向生长记录仪监测河北塞罕坝机械林场内樟子松连续3年(2016-2018)的树干径向动态变化。结果表明: 由于树干的水分吸收与蒸腾作用, 樟子松树干径向昼夜变化呈现季节性规律, 可划分为4个阶段: 春季萌动期、夏季生长期、秋冬交替期和冬季休眠期。塞罕坝樟子松树干径向生长开始于每年4月初; 4月初至5月中旬为水分恢复阶段; 5月中旬至7月中旬为快速生长阶段; 7月中旬至10月中旬为缓慢生长阶段; 10月中、下旬生长趋于停止, 并有树干径向收缩现象。以一天为时间尺度, 在快速生长阶段(5月初至7月中旬)樟子松径向生长主要受空气温度的影响; 缓慢生长阶段(7月中旬至10月下旬)降水量、空气温度均影响樟子松径向生长。以15天为时间尺度, 温度对樟子松径向生长的影响显著。结果显示樟子松的生长动态规律及其影响因子, 为未来樟子松生理研究提供参考时间节点, 同时在极端低温与干旱的情况下, 为半干旱地区樟子松的生长状态提供参考依据。     

福建黄岗山东南坡和西北坡乔木物种多样性及群落特征的垂直变化

利用福建黄岗山东南坡30个样方和西北坡13个样方的资料,研究该地区乔木物种丰富度的垂直变化;东南坡共记录到乔木物种151种,隶属于42科73属;西北坡102种,隶属于32科54属。两坡面的乔木树种组成相差不大。物种丰富度随海拔的变化趋势是：随海拔升高,科、属、种的数量呈下降的趋势;东南坡科、属、种的数量在海拔800—1000m达到最大值,西北坡在海拔1500—1600m达到最大值。东南坡乔木物种Shannon—Wiener指数(H’)与海拔呈负相关;西北坡在海拔1200—1800m范围内H’高于东南坡;Screnson指数(IAc)在不同植被类型交替时出现上下波动,从常绿阔叶林向针阔混交林转化时,物种更替强烈,Screnson指数明显下降。乔木物种生长特征的分析表明,最大树高(Hmax)和最大胸径(DBHmax)出现在中海拔,在相同海拔范围内西北坡的Hmax和DBHmax高于东南坡;东南坡Hmax和DBHmax的峰值出现在海拔800—900m,西北坡出现在海拔1800m。东南坡立木密度在海拔1500m处达最高值,而西北坡立木密度变化不明显,仅在海拔1900m以上明显下降。将全部乔木种划分为常绿阔叶、针叶和落叶阔叶等三种生活型,分析不同生活型的生长特征发现,常绿阔叶种类的胸高断面积和(total basal area,TBA)在低海拔占比例大;针叶种类沿海拔出现两个峰值,与分布两种不同针叶林种类有关;落叶阔叶林的TBA在各海拔段均占一定比例,但在西北坡的比例要高于东南坡。两坡三种生活型的TBA沿海拔梯度变化特征基本上相似。     

华北地区主要灌丛群落物种组成及系统发育结构特征

灌丛在中国北方广泛分布, 研究其物种组成特征及构建机制对植被恢复有重要意义。群落系统发育结构能有效反映群落组成的生态过程, 对揭示群落构建机制具有重要作用。该研究利用华北地区自然植物群落资源综合考察数据库的灌丛数据, 分析了中国华北地区主要灌丛群落的分布情况、物种组成及其系统发育结构特征。同时, 结合WorldClim数据库中的气候因子利用逐步回归和一般线性模型分析了气温和降水对灌丛不同垂直结构层物种系统发育结构特征的影响。经统计, 共调查木本植物75科207属570种; 草本植物99科491属1 221种。按植被型和群系类型分类后, 共有5种植被型, 195个群系, 其中分布最多的群系类型为虎榛子(Ostryopsis davidiana)灌丛、荆条(Vitex negundo var. heterophylla)灌丛、荆条+酸枣(Ziziphus jujuba)灌丛和沙棘(Hippophae rhamnoides)灌丛。整体上, 草本层的物种丰富度高于灌木层。草本层的系统发育结构表现为发散模式, 而灌木层的系统发育结构表现为聚集模式, 且不同植被型灌丛的系统发育结构不同。气候因子的变化对灌木层和草本层系统发育结构都表现出了明显的影响, 但对灌木层的影响要强于对草本层的影响, 且气候因子和植被型、群系类型都有明显的交互作用。分析结果表明, 区域尺度上气温和降水的变化会影响灌丛群落不同结构层的系统发育结构特征, 且对不同的植被型和群系类型的影响不同。     

)林分布的影响

用PC-ORD 4.0软件对保护区内31个毛竹 (Phyllostachys pubescens)林样方进行聚类分析,把毛竹林划分成9类。利用保护区1980年航空相片、1998年和2000年Landsat TM卫星影像,并结合保护区森林资源调查资料,绘制武夷山保护区毛竹林分布图。利用保护区1:50000的地形图数字化100 m等高距生成数字高程模型 (DEM),并从中获取海拔、坡向、坡度等地形参数,对毛竹林分布进行空间叠加分析。结果表明： 保护区内毛竹纯林和毛竹—甜槠 (Castanopsis eyrei)林面积最大,分别占毛竹林总面积的40.6%和20.3%。分析毛竹林与海拔的关系时得出,海拔500－700 m范围内毛竹林面积最大; 随着海拔升高,毛竹林面积逐渐减少, Shannon-Wiener指数 (H′)增加; 毛竹最大胸径减小。毛竹在东南坡和西北坡分布的面积比例最大。随着坡度的增加,毛竹分布的面积减少。     

华北区域环境梯度上阔叶林构建模式及分布成因

森林群落的构建即多样性维持机制是当今生态学研究的热点问题。然而, 当前群落构建和群落多样性的研究多在间接梯度上进行, 而在水、热等影响物种在区域内定植的关键且直接的环境梯度上研究群落构建和多样性模式则鲜有报道。结合环境因子, 基于物种组成和谱系方法探讨不同群落的分布成因, 有助于解释群落构建过程中的关键问题。该研究基于华北森林群落调查数据和环境数据, 涉及7个省市区的29个以壳斗科、桦木科为优势种的群落, 探讨了直接环境梯度上的群落构建和多样性模式, 同时用典范对应分析研究了不同群落分布的环境解释。结果发现, 相似的群落具有相似的生境偏好, 相似的生境条件会形成物种组成相同或相似的群落。环境热量主导了本区域的谱系关系, 在年平均气温较低的地区, 群落构建主要表现为生境过滤的模式。此外, 随着年降水量的增加, 生境过滤作用逐渐增加。在温度梯度上, 谱系多样性表现为钟形模式, 而降水量的增加能导致谱系多样性的增加。