喀斯特季节性雨林植物叶片碳同位素组成及水分利用效率

研究喀斯特季节性雨林不同生境代表性树种及同一树种不同生境下叶片δ¹³C值及水分利用效率(WUE),丰富喀斯特季节性雨林物种生态位分化及物种共存理论,可为喀斯特地区石漠化治理树种选择及配置提供参考.结果表明: 喀斯特季节性雨林树种叶片δ¹³C值的范围为-34.13‰～-29.69‰,平均值为(-31.40±1.19)‰,WUE的范围为9.08～58.76 μmol·mol^-1,均值为41.79 μmol·mol^-1,低于更高纬度的亚热带和暖温带森林,但高于更低纬度的热带雨林和同一纬度的非喀斯特季节性雨林;从洼地到山顶,随着干旱指数的增加,不同生境代表性树种的水分利用效率逐渐增大;同一树种δ¹³C值和WUE也是从洼地到山顶逐渐增高.树种水分利用效率除了与气候等因子相关外,还与植物所处生境的地质背景、水分可利用性相关.同一气候条件下,喀斯特区植物的水分利用效率要高于非喀斯特区、干旱生境植物的水分利用效率高于湿润生境,说明不同的水分利用效率是喀斯特地区植物适应不同生境、实现多物种共存的策略之一.     

广西弄岗五桠果叶木姜子群落木质藤本空间格局及其与树种间的关系

木质藤本是生物多样性的重要组成,木质藤本通过影响支持木进而影响群落的结构和功能,但在生物多样性丰富的北热带喀斯特森林中,木质藤本与支持木的关系鲜为人知。以喀斯特季节性雨林的五桠果叶木姜子（Litsea dilleniifolia）群落为研究对象,对木质藤本的密度、分布格局及其与主要树种的关系进行调查研究,分析木质藤本对树木的影响。结果显示：（1）五桠果叶木姜子群落内木质藤本平均密度为0.0913株/m²,木质藤本在0-20m空间尺度整体表现为聚集分布,且随着尺度增大,聚集强度逐渐减弱;不同径级木质藤本在不同尺度上的分布格局不同。（2）木质藤本对不同径级、不同种类、不同聚集强度的支持木选择表现以下体征：随着支持木径级增加,木质藤本攀附的比例和每木藤本数有增加趋势,且木质藤本胸径与支持木胸径呈极显著正相关;附藤率较高的支持木有紫葳科（Bignoniaceae）种类和东京桐（Deutzianthus tonkinensis）,单木附藤数量多的是南方紫金牛（Ardisia thyrsiflora）;物种的聚集强度与附藤率、附藤数量呈负相关。（3）木质藤本的密度与支持木死亡率关系不显著,而物种的附藤率与死亡率呈极显著负相关。以上结果表明,木质藤本密度在原生性喀斯特季节性雨林中并不高,且木质藤本对支持木具有选择性,但其对五桠果叶木姜子群落的死亡率并未产生显著影响。该研究可为喀斯特原生性季节性雨林的物种共存、极小植物种群保育提供理论依据,也可为石漠化区域的植被修复提供科学参考。     

桂西南喀斯特季节性雨林枯立木的空间格局及生境关联性分析

枯立木是森林生态系统物质循环和能量流动的重要组成部分,对森林群落动态和演替具有重要作用。该研究以位于桂西南的弄岗北热带喀斯特季节性雨林15 hm~2森林动态监测样地为平台,以样地中2011年第一次植被调查数据胸径(diameter at breast height,DBH)≥1 cm的枯立木为研究对象,在充分考虑空间自相关的基础上分析其不同径级(小径级,1 cm≤DBH5 cm;中径级,5 cm≤DBH15 cm;大径级,15 cm≤DBH)的空间分布格局、枯立木多度与环境因子的相关性及生境关联性等。结果表明:枯立木所有个体和小径级分别在0~4 m和0~5 m尺度上表现为聚集分布,其它尺度为随机分布;中径级和大径级在0~30 m尺度上均为随机分布。大径级与凹凸度表现为显著负相关,所有个体和小径级与干旱度指数和样方内所有植株个体数为显著正相关,所有个体和小径级与样方内最大胸径和平均胸径呈显著负相关。所有个体和小径级与3种生境类型间的关联性并不显著;中径级与山坡呈正关联性、与山脊呈负关联性、与山谷无显著关联性;大径级与山谷呈正关联性、与山坡无显著关联性、与山脊呈负关联性。在喀斯特季节性雨林中,枯立木空间分布格局总体表现为随机分布,仅小径级在小尺度内聚集分布,而较大径级在样地中表现出一定的生境关联性;树木死亡过程可能是小尺度内密度制约、大尺度内生境过滤和个体自然衰老等生态学过程形成的。     

施肥和刈割对垂穗披碱草（Elymus nutans）、中华羊茅（Festuca sinensis）和羊茅（Festuca ovina）种间竞争力的影响

试验选用青藏高原东部高寒草甸普遍存在的3种禾本科牧草垂穗披碱草(Elymus nutans)、中华羊茅(Festuca sinensis)以及羊茅(Festuca ovina)进行种间竞争的野外研究.通过测定3种牧草生物量的干重,对其进行方差分析并计算了相对产量总和(RYT)以及竞争率(CR).结果如下:对实验物种竞争率(CR)的分析表明垂穗披碱草的竞争力最强,中华羊茅次之,羊茅最差.施肥和刈割处理对于原来的竞争格局没有影响,即在施肥、刈割及其交互作用下3种牧草的竞争等级均是一致的.对试验物种混播的相对产量总和(RYT)的分析表明:在中华羊茅与垂穗披碱草的混播中,两种组成物种利用相同的资源,表现出相互竞争的趋势,这种趋势是非密度依赖的;垂穗披碱草和羊茅混播,在低密度时,羊茅和垂穗披硷草可以共享资源,但是随着密度增加,羊茅和垂穗披碱草表现出竞争相同资源的趋势;在中华羊茅和羊茅的混播中,二者在生长过程中能够共享资源,有相互促进的趋势,表现出共生的关系,且是非密度依赖的.     

桂北喀斯特石漠化地区不同植物群落土壤种子库特征及其与土壤养分关系

土壤种子库作为地上植被遗传信息库，对植被自然演替更新以及生态修复建设具有重要作用。为探明桂北喀斯特石漠化地区植被自然恢复潜力和恢复策略，该文选取恭城瑶族自治县喀斯特石漠化地区3种典型植物群落为研究对象，分析不同群落的土壤种子库结构、多样性及其对土壤养分特征的响应，以期为该地区石漠化治理和植被恢复提供理论依据。结果表明：(1)共计监测到幼苗3 648株，隶属于33科51属55种，其中1年生和2年生草本幼苗共20种，多年生草本幼苗21种，藤本幼苗5种、灌木幼苗3种、乔木幼苗6种；不同植物群落土壤种子库平均密度为三华李经济林(22 493 grain·m^-2)>青冈次生林(1 033 grain·m^-2)>金竹灌丛(793 grain·m^-2)。(2)土壤种子库植物生活型方面，三华李经济林主要分布1年生恶性杂草，青冈次生林和金竹灌丛则以多年生草本为主，木本植物占比较少；不同植被类型中土壤种子库物种多样性和相似性总体较低，同时与地上群落物种组成的相似性也较低。(3)研究区域的土壤元素存在高氮低磷的现象，其中磷元素为金...     

青藏高原东部高寒草甸群落生物量和补偿能力对施肥与刈割的响应

以青藏高原东部高寒草甸群落为研究对象,通过比较了不同施肥条件和不同刈割对群落地上生物量和多样性的影响。结果表明施肥可提高生物量且生物多样性降低,施肥和刈割处理后,施肥效应显著而刈割效应不显著,说明施肥是主效应。实验还发现施肥可提高群落的补偿能力;不同资源梯度的情况下植物群落对刈割处理后补偿作用也不相同,对刈割处理后植物群落补偿能力随资源的升高而增强。当未施肥和施肥30g/m^2时相同强度的1次刈割的补偿能力较相同强度的2次刈割的补偿能力大;当施肥60g/m^2和120g/m^2时相同强度的2次刈割的补偿能力较相同强度的1次刈割的补偿能力大。     

桂西南喀斯特季节性雨林叶凋落量的时空动态

森林凋落物是森林生态系统极其重要的组成部分, 关系着森林生态系统的物质循环和养分平衡。然而, 有关异质性自然森林生态系统中生物与非生物因子对凋落物凋落量的影响机制还存在较大争议。本文以广西弄岗15 ha森林动态监测样地中设置的90个凋落物收集器所收集的凋落叶为研究对象, 选取2013‒2018年连续6年的凋落叶数据探讨了森林叶凋落量的时空动态, 旨在深入了解该地区森林生态系统的物质循环过程及凋落量的影响因子。结果显示: 2013‒2018年的年均叶凋落量为4,099.44 kg/ha, 标准误为232.34, 变异系数为0.15, 这表明不同年际间叶凋落量存在明显差异; 不同年际间叶凋落量的节律性变化为双峰型、三峰型或多峰型, 说明不同年份的叶凋落量存在明显的节律性差异, 但总体而言高峰期主要出现在每年的春季(3‒4月)和秋季(8‒10月); 生态因子对叶凋落量年际动态存在显著影响, 其累计解释率为69.3%, 其中海拔对叶凋落量的影响最强, 解释率为46.5%; 而生物因子如胸径变异系数、单位面积胸高断面积之和和物种丰富度则对叶凋落量的影响较弱。多年的连续监测表明, 喀斯特季节性雨林不同年际间叶片的凋落量和节律性存在显著差异, 而非生物因子, 如海拔是形成叶凋落量空间变异的主要因素。     

广西弄岗北热带喀斯特季节性雨林林隙特征与空间分布

林隙是森林中一种普遍存在的小尺度森林干扰形式,对促进森林更新和循环演替具有重要作用。对热带喀斯特森林的林隙干扰目前还了解不多。该文采用Worldview-3高空间分辨率遥感影像结合地面调查,对弄岗喀斯特季节性雨林15 hm~2样地林隙干扰特征及其空间分布规律进行了研究。结果表明:样地内共解译到305个林隙,林隙的密度约为每公顷20个,林隙大小的变化范围为10～371 m~2,平均大小为52.3m~2,林隙面积占森林面积的10.6%;林隙在0～50 m尺度整体表现出聚集分布格局;林隙空间分布与大树(DBH≥10 cm)存在显著空间关联,与小树(DBH10 cm)和枯立木无显著空间关联;不同生态因子对林隙的数量分布和基本结构影响不同,对林隙数量分布影响最显著的包括凹凸度、干旱度指数、丰富度,而坡向、海拔、丰富度对林隙大小有显著影响,海拔、岩石裸露度、地形湿润度指数、干旱度指数、多度等5个生态因子对林隙周长有显著影响。研究结果表明林隙在喀斯特季节性雨林普遍存在,林隙的空间分布与特征存在着地形分异特征,是喀斯特独特的地质地貌和生境条件与喀斯特森林自身生物学特性综合作用的结果。     

弄岗北热带喀斯特季节性雨林15hm~2样地木本植物萌生特征

萌生更新是种子植物更新策略的重要组成部分,对于维持森林群落的稳定性起着重要的作用。本研究以弄岗北热带喀斯特季节性雨林15 hm2动态监测样地第1次普查数据中萌枝(根萌和枝萌)数据为研究对象,采用Torus-translation检验法分析了萌生能力在不同生境类型中的差异性,及其与不同环境因子的关联性。结果表明:样地中有190个物种具有萌生现象,平均每公顷1831株萌生个体;不同生境类型间萌生能力差异明显,总体表现为山顶周围萌生能力较强,山坡周围萌生能力较弱,此外萌生能力的生境关联性还与萌枝的径级大小有关;萌生能力与海拔、凹凸度、坡度和坡向的余弦值呈显著正相关,而与个体胸高断面积之和呈显著负相关。喀斯特季节性雨林中萌生更新较为普遍,其分布格局与环境因子间存在一定关联。为了深入揭示萌生更新格局形成的潜在生态学过程和维持机制,长期动态监测尤为必要。     

弄岗喀斯特季节性雨林不同群丛物种多样性随海拔的变化

为研究北热带喀斯特季节性雨林不同群丛物种多样性特征及其随相对海拔变化,在对广西弄岗15 hm2北热带喀斯特季节性雨林样地进行群丛划分的基础上,运用丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数对处于不同相对海拔高度群丛的物种多样性以及不同群丛乔木层、亚乔木层和灌木层的物种多样性进行比较。结果表明弄岗喀斯特季节性雨林各群丛的多样性指数存在极显著差异(P0.01),各群丛类型的物种多样性指数的顺序为:枝花流苏树-广西牡荆-蚬木群丛齿叶黄皮-黄梨木-蚬木群丛山石榴-广西牡荆-蚬木群丛南方紫金牛-苹婆-中国无忧花群丛垂茉莉-苹婆-广西棋子豆群丛割舌树-闭花木-蚬木群丛米仔兰-闭花木-蚬木群丛对叶榕-苹婆-董棕群丛;Patrick丰富度指数、Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数在中坡以下(弄岗样地相对海拔76.3 m以下)随相对海拔变化规律符合"中间高度膨胀"理论,即处于该地段中部群丛的多样性高,相对海拔较低和较高的群丛的多样性低;而中坡以上(弄岗样地相对海拔76.3 m以上)多样性随相对海拔增高而增大;群丛各层次多样性与热带山地雨林一致,与亚热带喀斯特常绿阔叶林截然相反,呈现出乔木层亚乔木层灌木层。这些结果表明地形空间异质性导致的水热差异影响着北热带喀斯特季节性雨林物种多样性,相对海拔低、水热条件较好的中、下坡乔木多样性高,相对海拔较高、条件恶劣的中、上坡亚乔木、灌木多样性较高,所以在对喀斯特地区水热条件恶劣的中、上坡地带进行植被恢复时,应更多选择亚乔木、灌木。