一种新的生态监测数据质量评估方法——以CERN乔木生长数据为例

将数据可靠性作为有序变量进行分级,在理论上使数据可靠性与主要生态过程、次级生态过程、外部过程等数据源建立关联,构建了一种生态监测数据质量评估方法,提供了一个新的数据质量指数.它通过观察记录的合格率来估计数据集的质量,其检测结果包括了每一条数据的可靠性级别、标记为离群或错误数据的原因,以及完整数据集的质量指数值.将该方法应用于CERN的两个乔木生长数据集,发现该数据质量指数可以定量评估乔木生长数据集的质量.该方法为相关软件的开发提供了基础.     

不同人工林生态系统林地土壤质量评价

利用定位研究方法,综合比较了第2代连栽杉木纯林、杉木与阔叶树混交林以及阔叶纯林3种人工林生态系统对林地土壤质量的影响．结果表明,与连栽杉木纯林相比,在杉阔混交和阔叶树轮栽两种经营模式下,土壤养分含量增加,物理性状改善,土壤生物活性提高．利用土壤质量评价体系在对土壤功能评价的基础上,直观评价了3种经营模式的土壤质量状况．在研究区内,杉木与阔叶树混交以及阔叶树轮栽的水分有效性、养分有效性和根系适宜性以及最终的土壤质量指数均处于中等水平,而连栽杉木林的水分有效性、养分有效性和根系适宜性较差,土壤质量指数处于较低水平．总有机C、阳离子交换量和微生物生物量C与其它土壤理化性质和生物学性质之间明显相关,可将其作为研究区土壤质量的指示指标;土壤微生物生物量C、N、P与土壤总有机C、土壤全N、土壤全P含量之间也存在较好的相关性。     

DG指数在定量多样性时的缺陷及其内涵解析

生物多样性通常使用物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Wiener多样性指数等来进行度量, 但是在土壤动物群落研究中, 由于使用了粗水平的分类方法, 因此即使生境变化很大, 这些多样性指数在评估群落多样性变化时仍然是不适当的。为了克服这种限制, 廖崇惠(1990, 2009)提出用DG指数来代替这些标准的多样性指数, 并在土壤动物生态学领域得到了广泛应用。然而笔者分析发现DG指数与Pielou均匀度指数呈显著的负相关关系(r = –0.534, P = 0.000), 即, 高的均匀度反而有低的多样性。另外, DG指数与类群数(r = 0.648, P = 0.000)和类群密度(r = 0.487, P = 0.000)呈明显的正相关, 类群数的下降可以通过部分类群密度的上升而获得补偿, 群落的类群丢失后却可以获得一个不变的甚至更高的多样性值。因此, 笔者不支持DG指数用于测度生物多样性, 提议使用各类群实际群势与潜在群势比值的平均值来估计群落潜在多度的实现程度。如果继续使用DG指数作为实际生境条件的一个指标, 那么与以往不同, DG指数测度的是该生境群落多度增长的一种潜力。     

亚热带天然次生常绿阔叶林与杉木人工林土壤动物群落特征比较

调查了中亚热带会同林区毗邻的天然次生常绿阔叶林、一代杉木纯林和二代杉木纯林土壤动物群落特征．结果表明,采伐天然林,接着栽植杉木人工林后,土壤动物的多度和多样性均出现明显下降,而土壤动物的生物量和生产力却没有明显差别．杉木连栽对土壤动物的多度、多样性、生物量影响甚少,特别是杉木一、二代土壤动物的生产力接近相等．此项研究结果支持植被是影响土壤动物演替的一个主要原因,也暗示杉木长期连作对土壤动物群落的影响是一个非常缓慢的过程．     

杉木根系和凋落物对土壤微生物学性质的影响

通过模拟试验,研究了杉木根系和凋落物及其交互作用对土壤微生物学性质的影响.结果表明：杉木根系和凋落物在土壤生态过程中发挥的作用有所不同.与对照相比,杉木根系处理的土壤微生物生物量碳（MBC）、土壤基础呼吸、土壤有机碳（TOC）和微生物熵显著增加,土壤呼吸熵（qCO₂）显著降低（P<0.05）;凋落物处理中,仅土壤基础呼吸和qCO₂显著降低（P<0.05）,而MBC、TOC和微生物熵没有显著变化（P>0.05）.杉木根系和凋落物对土壤基础呼吸和qCO₂的影响具有显著的交互作用.qCO₂与土壤可溶性碳（R²=0.325）及TOC（R²=0.209）含量呈显著正相关,说明微生物对碳的利用效率随土壤有机碳数量的增加而降低.与凋落物相比,杉木根系在土壤生态过程中发挥着更重要的作用.     

天然林重建过程中单优箬叶竹灌丛对树木更新的影响

利用1996年在湖南省会同林区布置的20个1 hm~2的实验样地,以剔除或林下不含箬叶竹样地作为对照(C),保留箬叶竹作为处理(I),评估了天然林重建过程中林下单优箬叶竹灌丛形成对树种更新过程的影响.处理10a以后结果显示,箬叶竹灌丛盖度上升到95%.进一步通过2007年两种样地乔木多度、多样性、生物量以及物种组成等指标的测量表明,单优箬叶竹灌丛显著抑制了树种的存活与生长,18～390 cm高度级别的树种多度和多样性显著降低,尽管高度18 cm以下级别的幼苗以及成年树的多度和多样性没有显著下降,但是生物量从幼苗到成年树,处理样地普遍下降.幼苗、幼树、成年树地上部分生物量分别下降47.45%、39.87%、59.64%,地下部分生物量分别下降55.70%、46.08%、63.62%.NMS(非计量多元尺度法)排序进一步表明两种样地具有显著不同的树种组成,揭示两种样地处于不同的演替更新阶段.结果表明单优箬叶竹灌丛的形成能延缓树种更新的进程,因此天然林重建过程中应注意避免该类林下植被的出现.     

叶凋落物数量和类型对森林土壤动物及其生物学质量的影响

评估森林凋落物的管理效应是一项重要的工作,本文在亚热带湖南会同林区,通过2011年5月布置的野外控制实验,采用区组设计和巢式设计,通过添加凋落物与否来检查凋落物的数量效应,添加阔或针叶凋落物来检查凋落物的质量效应,研究了叶凋落物对土壤动物群落的影响.在2012年7月对土壤动物多度、多样性、群落组成等指标进行测量,检测到跳虫多度对添加凋落物处理以及双翅目幼虫多度对凋落物类型处理有显著响应,其他指标包括土壤动物的群落组成和多样性则未能检测出显著效应.添加凋落物显著提高了土壤的生物学质量值,幅度达32.45％,且巢式方差分析显示这种增加与凋落物类型无关,表明在土壤质量演变的较早阶段,凋落物数量在该地区起到了更加重要的作用.由于土壤生物学质量比多度、多样性等指标要灵敏得多,因此基于土壤动物的土壤生物学质量指数可以作为评估森林凋落物管理效果的指标.     

杉木人工林取代天然次生阔叶林对土壤生物活性的影响

对我国亚热带南、中、北3个区带杉木人工林与天然次生阔叶林表层土壤化学性状、土壤生物活性特征进行研究.结果表明,杉木人工林取代天然次生林阔叶林后表层土壤总有机碳含量下降31.51%～58.24%,土壤全氮、全磷、pH值以及土壤C/N、C/P比亦呈下降趋势;杉木人工林取代天然次生阔叶林后表层土壤细菌、真菌数量减少;土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性下降,而土壤多酚氧化酶活性增加8%～40%;杉木人工林与天然次生林阔叶林相比,土壤呼吸强度下降51.15%～54.48%.相关分析发现,土壤总有机碳与土壤多酚氧化酶活性呈负相关(R=-0.723,n=18),与土壤全氮、全磷及其它土壤酶活性呈正相关.杉木人工林取代天然次生林阔叶林使林内表层土壤质量恶化.杉木人工林土壤有机质丢失是导致杉木人工林土壤养分减少、土壤生物活性下降的重要原因.