黄土丘陵区沙棘人工林发育过程中物种多样性及种间关联变化

根据野外调查资料,分析了不同发育阶段沙棘人工群落物种多样性及种间关联的变化特征.结果表明,群落各层及总体物种多样性基本呈“S”形波动变化.在不同发育阶段的沙棘群落中,物种丰富度和多样性指数均呈现草本层＞灌木层的趋势.灌木层物种多样性指数在撂荒地中较低,随群落发育逐渐增加,灌木层物种均匀度指数在13年生的沙棘林中较高;草本层多样性指数在3年生的人工林中较高,在8年生的人工林中较低,在25年生的人工林中较高.人工沙棘林中种间关联正负绝对值基本呈抛物线形变化,13年生左右显著程度和联结强度较弱,群落内物种间物种替代速度缓慢,竞争较少,群落组成和结构相对稳定.在沙棘人工林的经营和管理上,应是13年生以前以保护为主,到25年生时进行适度择伐,抚育萌生幼苗,促进种群更新发育.     

Species diversity and interspecific association in development sequence of Hippophae rhamnoides plantations in the Loess Hilly Region, China

Based on our field investigation, we analyzed the characteristics of species diversity and interspecific association at different development stages of Hippohae rhamnoides plantations. The results show that the species diversities of the shrub layer, grass layer and the whole community of the H. rhamnoides plantations all fluctuated in an “S” shape pattern. At different development stages, the species richness and diversity were higher in the grass layer than in the shrub layer. The shrub species diversity was lower on bare land, but increased gradually with development of the community. The shrub evenness index was higher in 13-year forest stand, while the grass diversity index was higher in the 3-year and 25-year plantations and lower in the 8-year plantation. The positive and negative absolute values of interspecific association between H. rhamonides and other principal species changed in a parabolic pattern. The significance level and intensity of interspecific association were lower or weaker in the13-year plantation, indicating that the species substitution rate slowed down, competition became less intense and community composition and its structure reached a relatively stable state. Therefore, to improve the ecological environment, priority should be given to the protection of the H. rhamnoides plantations younger than 13 years, while for those of 25 year plantations, moderate thinning should be made to promote their regeneration. __________ Translated from Chinese Journal of Applied Ecology, 2007, 18(1): 9–15 [译自: 应用生态学报]     

黄土丘陵区沙棘人工林天然化发育过程中的种间联结性研究

采用样地调查法,并通过方差分析、X2检验及共同出现百分率PC计算,对黄土高原丘陵沟壑区经过3a、8 a、13a、25a发育的沙棘群落中主要种群间联结性进行了比较研究。结果表明,灌木层的4个发育阶段,总体关联性都表现出轻微正相关。草本层中,发育3a的群落,总体联结性表现出极显著正相关,但种间关系不够稳定;发育8a 的群落,总体关联性表现出轻微正相关,种间关系不稳定;发育13a的群落,总体关联性表现出极显著正相关,负关联种对减少,种间关系逐步趋于稳定;发育25a的群落,种间关系相对稳定。表明沙棘在黄土高原丘陵区人工林天然化发育的过程中,已实现了自我更新。说明人工林只有经天然化发育过程才能实现持续利用,达到普通生态系统的服务功能。     

Species composition and correlation of understory woody plants in Chinese fir plantation in the lower subtropical area

There are 71 species in the shrub layer of the Cunninghamia lanceolata plantation after natural succession.The species richness and diversity have increased with slight anthropogenic disturbance.The status and function of tmderstory woody species were judged by the analysis of the important value (IV).X2 statistics and r test were used for testing the significance of interspecific association and correlation among 25 main understory woody plants selected from the woody population.The results clearly showed their interspecific relationships and their differences in resource utilization.Species-pairs of positive association were in the majority.Most species were accommodated in the shady habitat.There was a positive correlation between the IV of the species and the interspecific association.The higher the IV of the species,the closer and more significant was the interspecific association.Based on analytical results of interspecitic association and correlation,25 woody plants in the shrub layer could be divided into four ecological species groups:I.Ficus hispida +Antidesma bunius+Mallotus barbatus+Ficus cunia+Saurauia tristyla+Mallotus philippinensis+Maesa japonica +Ficus hirta+Alchornea rugosa+Ficus fulva+Mallotus apelta;II.Cudrania tricuspidata+Schefflera octopylla;III.Cunninghamia lanceolata+Clerodendron cytophyllum +Millettia semicastrata+Randia spinosa+Litsea cubeba +Litsea pungens;IV.Ardisia japonica+Psychotria rubra +Vitex quinata+Cephalanthus occidentalis+ Pithecellobium lucidum+Mycetia sinensis.If species group III or II is the advantaged species in the shrub layer,the community would change from a coniferous forest to a sparse evergreen broad-leaved forest.For group IV,the community would be relatively stable.For group I,the coniferous forest would be mixed with coniferous-broad leaved forest.The classification of ecological species groups would provide a theoretical basis on judging its ecological function,adjusting the stand structure of the plantation and directing the suitable natural vegetation type through the close-natural restoration process.     

我国南方4种常见人工林林下植物多样性特征及影响因素

为了解长期植被恢复的成熟人工林林下植物组成与多样性特征及其影响因素,基于广东鹤山生态系统国家野外科学观测研究站的南亚热带人工林生态系统,对环境相似(坡度、坡向、海拔)、30 a生4种类型人工林(桉树混交林、马占相思纯林、乡土混交林、针叶混交林)进行调查研究,分析林下植物组成和物种多样性(Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数)特征。结果表明,人工林林下植物类型丰富,均可形成乔-灌-草垂直结构;4种林型林下植物组成既有相似性,也有差异性,桉树混交林与针叶混交林、马占相思纯林与乡土混交林的灌木层组成相似;桉树混交林与马占相思纯林、乡土混交林与针叶混交林的草本层组成相似,而桉树混交林与针叶混交林的草本层组成极不相似。林分类型影响林下植物多样性,马占相思纯林林下灌草多样性显著低于其他3种混交林(P<0.05),灌木物种数、个体数最少;针叶混交林林下物种丰富度最高。林分郁闭度与林下植物多样性呈正相关(P<0.001),林下植物分布与土壤养分含量相关,桉树混交林、马占相思纯林林下植物多样性与不同形态氮含量相关,有效磷、全磷影响乡土混交林林下物种的分布,针叶混交林受土壤酸碱度、全钾的影响较为明显。在4种人工林林下植物群落中,乡土混交林多样性,均匀度最高,优势度最低,具有更佳的保育和维持林下生物多样性功能。因此,乡土树种混交林更适用于生态公益林构建或对一些针叶林及外来树种纯林进行林分改造。     

自然与人工恢复对川西高山采伐迹地植物群落特征的影响

以天然林为对照,选取自然恢复(40年)与人工恢复(30、40和50年)下川西高山采伐迹地,研究不同恢复途径下川西高山采伐迹地的植物群落特征.结果 表明:采伐迹地经过40年的自然恢复演替成为高山绣线菊次生灌丛,人工恢复后成为川西云杉林,与天然林群落相似性分别为极不相似(0.19)和中等不相似(0.28～0.49).自然与...     

亚高山针叶林人工恢复过程中物种多样性变化

通过样方调查,以空间代替时间的方法,对亚高山人工针叶林恢复过程中,乔木、灌木和草本层物种多样性的变化进行了研究,探讨了不同恢复阶段各层物种的相关系数．结果表明,亚高山人工针叶林恢复过程中物种的丰富度、多样性和均匀性都在波动中逐渐增加,云杉人工林恢复过程中总体上是朝着有利于物种多样性恢复的方向发展．在人工林恢复序列中群落乔木物种的平均相关系数为41．88％。灌木为50．61％,草本为37．22％,说明在70年的人工林恢复过程中,灌木种类具有较高的连续性和稳定性;草本植物则随着人工林环境条件的改变而出现较大的消亡和更新,显示出较大的波动性．乔木层物种的稳定性和连续性介于灌木和草本植物之间．     

马尾松人工林林分密度对林下植被及土壤性质的影响

采用样方调查及取样分析方法,研究广西大青山南亚热带不同密度马尾松人工林林下植被及土壤特征.结果表明:马尾松人工林自然发育14 a后,林分密度从1050 株·hm^-2增加到1800株·hm^-2,林下灌木层物种多样性指数增高.密度为1800 株·hm^-2时,多样性指数最高.当林分密度继续增大到2250 株·hm^-2,灌木层物种多样性指数却呈降低趋势.林下草本物种多样性指数对林分密度变化的响应不敏感;在林分密度影响下,林下灌木生物量与灌木层物种多样性指数变化规律一致.随着林分密度的增大,林下草本生物量呈降低趋势;不同密度马尾松人工林土壤理化特性差异显著(P<0.05).除全K、速效K和速效P外,土壤表层(0～20 cm)养分含量与林下灌木层物种多样性指数变化趋势一致.不同密度林地速效K和速效P含量变化波动较大.密度为2100 株·hm^-2的林分土壤 全P含量较高.中密度(1800 株·hm^-2)林地的土壤持水量和孔隙度均较高,土壤容重较低.     

南方丘陵人工林林下植物种间关系分析

在2×2联列表的基础上,应用X²检验和联结系数,检测南方丘陵人工林林下植物种间关系,以期分析南方丘陵人工林植被恢复程度及其稳定性.结果表明,灌草两层联结程度达到显著的种对很少;灌木层极显著的有12种对,显著的有19种对,其余200种对联结程度不显著;草本层极显著和显著各有11种对,其余83种对联结程度不显著.按组间联系及种间的正负关联性,灌木层植物可分为2个种组:Ⅰ.四川红淡比、三叶赤楠、乌饭树、满树星、长托菝葜、格药柃;Ⅱ.大叶胡枝子、白马骨、牡荆.种组Ⅰ与种组Ⅱ之间许多种群间存在显著负关联.优势种往往在种间关系中起着关键作用.草本层优势种狗脊蕨、暗鳞鳞毛蕨、扇叶铁线蕨之间存在极显著正关联,且与多种群存在极显著或显著正关联;灌木层中2个种组均以优势种为联结核心.灌草层中正负关联的比例反映了灌木层和草本层物种处在动态变化中.灌木层正负关联比例为125/10,草本层42/3.最后分析了种间联结方法的几个缺陷,并对该方法的使用提出建议.     

不同种植年代油松林植物多样性及土壤养分变化

通过样地调查,以空间代替时间的方法,对黄土高原马栏林区不同恢复阶段油松人工林群落物种多样性和土壤养分的变化进行了研究。结果表明:马栏林区油松人工林物种丰富度、多样性和均匀度都在波动中随着恢复年限的增加逐渐增加,物种丰富度在种植30年左右的油松林内达到最大,物种均匀度指数和优势度指数在种植20年左右的油松林内达到最大;人工种植油松林在很大程度上改变了群落面貌,物种组成和群落结构均与撂荒地有较大不同,撂荒地与油松林群落物种组成相似性较小,种植22年与28年的油松林Sorensen指数最大。油松人工林种植20年后物种组成已经基本稳定,在恢复后期物种组成变化不大;种植油松对恢复土壤肥力有一定的帮助,种植28年油松林土壤的有机质、全氮和碱解氮含量都较其它种植年代高,随着恢复年限的增加,油松人工林腐殖质不断增厚,土壤的pH值也有所增加,土壤越来越偏碱性。     

浙江天童山区灌丛群落的物种多样性及其与演替的关系

根据浙江天童山区灌丛群落的样地调查数据,采用Shannon－Wiener多样性指数、Simpson指数和群落均匀度指数研究了灌丛群落的物种多样性,并与当地的常绿阔叶林进行了比较。结果表明：这3种指标能够有效地表征亚热带灌丛群落的组成结构特征。天童灌丛群落灌木层的物种多样性指数 SW 高于常绿阔叶林中乔木层,而低于常绿阔叶林中灌木层。灌丛群落灌木层的生态优势度 SN 低于常绿阔叶林中乔木层,但高于常绿阔叶林中灌木层。灌丛群落灌木层的群落均匀度 PW 比常绿阔叶林中乔木层的和灌水层的都低。此外,文中还就本区灌丛群落物种多样性的特点,讨论了加速其进展演替的恢复措施。     

不同林分密度下川北白云山地区喜树人工林的群落结构和物种多样性

采用典型抽样方法,以四川绵竹白云山喜树人工林为对象,设置高密度、低密度样地各4块,分析喜树人工林的群落结构（物种组成及重要值、径级结构和高度级结构）和多样性水平（丰富度指数D值、Shannon-wienner指数H值、Simpson指数H′值和Pielou均匀度指数J_sw值）随林分密度的变化规律。结果表明：（1）在高密度下,径级结构和高度级结构均呈偏峰型;在低密度下,径级结构和高度级结构均呈山峰型。（2）高、低密度下喜树人工林乔木层的各物种多样性指数均较低,林下植被对密度变化的响应不同,高密度下的草木层多样性较高,低密度下的灌木层多样性较高。     

黄土丘陵区人工灌木林恢复过程中的土壤微生物生物量演变

采用时空互代法,以黄土丘陵区生态恢复过程中不同年限的人工柠条和沙棘林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为对照,分析了植被恢复过程中土壤微生物生物量、呼吸强度、代谢商(qCO₂)及土壤理化性质的演变特征.结果表明：生态恢复过程中人工柠条林土壤理化性质得到明显改善,微生物生物量随恢复年限的增加变化显著,柠条栽植7 a后微生物生物量碳较坡耕地显著增加,随后每5～7 a的变化均达到显著水平;微生物生物量氮和微生物生物量磷在前13 a无显著变化,20~30 a处于基本稳定期,较坡耕地显著增加,但明显低于天然侧柏林;呼吸强度随恢复年限的增加逐渐升高,20~25 a达到最大值,随后开始下降,30 a时达到最低值;qCO₂在恢复初期较坡耕地显著升高,随后迅速降低,30 a后回落至坡耕地之下,但仍显著高于天然侧柏林;不同灌木林对土壤质量的改善作用不同,恢复年限相同的沙棘林土壤微生物生物量、呼吸强度明显高于柠条林,但qCO₂无显著差异.相关性分析显示,微生物生物量碳、氮、磷、qCO₂与土壤养分和恢复年限显著相关.黄土丘陵区人工灌木林可通过生物的自肥作用恢复土壤肥力和增加微生物生物量,但要恢复到破坏前该地区顶级群落时的土壤微生物生物量和理化指标,必须加强林地管理,促进植物群落的拓殖与更替,且此过程相对于生态破坏过程要漫长的多.     

黄土高原丘陵区退耕还林地油松人工林碳储量及分配特征研究

以黄土高原丘陵区主要退耕还林树种油松为研究对象,对甘肃省庆阳市合水县采用样地调查与生物量实测方法,分析不同坡向（阳坡、阴坡）及退耕年限（退耕6年、9年和12年）油松人工林的乔木不同器官、灌草层、枯落物层和土壤层的碳含量,以及油松人工林乔木层、灌草层、枯落物层和土壤层碳储量及其分配特征,探讨甘肃黄土高原丘陵区生态林的固碳作用。结果表明:（1）油松不同器官碳含量为48.15%~53.90%,各器官碳含量大小为树干>叶>细枝>粗枝>根桩>粗根>树皮>大根>中根>小根>细根>球果;灌木层碳含量为茎>叶>根;草本层碳含量为地上部分>地下部分。（2）油松人工林的枯落物层碳含量为未分解层大于半分解层。（3）0~100 cm土壤层的碳含量随退耕年限增加而增大,随土壤深度的增加而下降;0~10 cm、10~20 cm土壤层不同坡向间碳含量差异显著。（4）阳坡和阴坡退耕6年、9年和12年油松林总碳储量分别为42.90、50.50、59.22 t·hm^-2和45.08、53.77、65.70 t·hm^-2。研究认为,黄土高原丘陵区阳坡和阴坡均适宜油松林发挥固碳效益,且阴坡要优于阳坡,是甘肃黄土高原丘陵区的理想树种。     

福安三种不同茶园节肢动物群落的消长动态调查

根据对福建福安的3种不同茶园（天香有机茶园、北门高山茶园和溪柄平地茶园）的节肢动物群落消长动态调查。并经多样性分析,结果获知：福安3种茶园节肢动物群落的物种丰富度（s）和多样性指数（H）的大小顺序依次为：天香（S=19．64,H=2．537）〉北门（S=18．01,H=2．502）〉溪柄（S=17．59,H=2．297）;而均匀度指数的大小顺序是：北门（J=0．621）〉天香（J=0．595）〉溪柄（J=0．559）。表明植被比较丰富、人为干扰较少的茶园,节肢动物群落的物种丰富度、多样性指数和均匀度指数较高,害、益虫群落易于保持较好的平衡状态,有利于减少（或不使用）化学农药、发展绿色无公害茶叶生产。     

粤港澳大湾区不同恢复模式植物群落结构与生态系统健康的动态变化

基于长期定位监测数据,量化揭示了红锥纯林（Castanopsis hystrix）、10种与30种乡土树种混交林等3种乡土人工林植物群落的生物量、物种多样性、生物热力学健康水平（eco-exergy）和土壤理化性状在种植后13年内的发展动态,并与尾叶桉（Eucalyptus urophylla）纯林,以及自然恢复系统（灌草坡）进行了比较。结果表明：（1）研究期间,5种恢复模式的植物群落生物量均呈现波动上升趋势,但在发展节率上有所差异。13龄时的尾叶桉纯林与两种乡土树种混交林生物量显著高于其各自1龄时的水平,且显著高于自然恢复灌草坡;相较于其他人工林,红锥纯林生物量增长缓慢,但快于灌草坡;（2）5种恢复模式植物群落的物种多样性（物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数）在6至13龄间均呈下降趋势,且30种乡土树种混交林下降趋势最为显著。13龄时,两种混交林Shannon-Wiener指数略高于两种纯林,显著高于灌草坡;10种乡土树种混交林的Pielou均匀度指数略高于红锥纯林与30种乡土树种混交林,显著高于尾叶桉纯林与灌草坡。（3）4种人工林的植物群落生物热力学健康水平皆在6至13龄间显著增加;13龄时两种乡土混交林群落生态显著高于两种纯林,两种纯林显著高于灌草坡,且该差异主要源自于乔木层生态的差异。（4）不同植被恢复模式中,10种乡土树种混交林土壤养分的累积效果最佳,13龄时其土壤总氮含量显著高于红锥纯林和自然恢复灌草坡,但与30种乡土树种混交林和尾叶桉纯林无显著差异。（5）冗余分析结果显示,研究期间植被与土壤间的相关关系逐步建立,土壤理化性状对地上植被结构变化的解释度由1龄时的73.3%逐步上升至13龄时的82.0%,但只有土壤有机碳含量在13龄时与地上植被结构的相关性达到显著水平。上述结果表明,乡土种人工林与外来种人工纯林群落结构、生物热力学健康水平、及植被与土壤间关系的发展规律相似,且相对而言,混交林优于纯林,纯林优于自然恢复灌草坡。植被恢复的起始物种丰富度并不是越高越好;发展到13龄时,10种乡土树种混交林在植被结构与土壤改良方面均优于30种乡土树种混交林。植被与土壤间相关关系的建立是一个长期的过程,不同植被恢复模式对土壤理化性状的差异性影响难以在短期内有所显现。     

嫩江沙地不同年龄樟子松人工林种群结构与林下物种多样性动态

以嫩江沙地樟子松防风固沙人工林为对象,调查不同发育阶段(24、29、39和43年生)林分的种群结构、林下物种组成以及多样性的变化.结果表明:研究期间,所有樟子松人工固沙林中均未见更新幼苗.不同发育阶段的樟子松人工林在胸径和高度上有显著差异,随着林龄的增加,小径级个体的比例明显降低,大径级个体增多,种群趋于成熟,径级结构除43年生外均呈正态分布.林下物种共计33种,隶属于15科28属,禾本科的狗尾草为林下草本植被的优势种,但其优势程度随林龄增加而逐渐减小;随着林龄的增加,1年生植物的比例减少,多年生植物比例增加;Simpson多样性指数与Pielou均匀度指数差异不显著,39年生樟子松的丰富度指数、Shannon多样性指数和Alatalo均匀度指数均显著高于24年生樟子松,群落的物种多样性有所改善.     

南方红壤区3种典型森林恢复方式对植物群落多样性的影响

合理的森林恢复方式能提高植物多样性,进而提高生态系统服务功能.在我国南方红壤区研究了3种典型森林恢复方式(引进种恢复的湿地松(Pinus elliottii)人工林本地种恢复的马尾松(Pinus massoniana)人工林和自然恢复的天然次生林)的植物区系构成和植物群落多样性.结果表明:(1)湿地松人工林有155种植物,隶属66科118属,马尾松人工林有137种植物,隶属59科97属;天然次生林有226种植物,隶属86科160属,3种森林恢复方式的乔木层、灌木层和草本层的优势科属明显不同,马尾松人工林的优势物种和天然次生林更相似;(2)天然次生林的植物区系基本构成、植物区系类型种类高于马尾松人工林和湿地松人工林,并且天然次生林的温带成分比例高于湿地松人工林;(3)恢复方式对植物群落的多样性指数有显著影响,天然次生林的物种丰富度、辛普森指数明显高于马尾松人工林和湿地松人工林,两种人工林之间差异不显著;(4)3种森林恢复方式的植物群落结构存在显著差异,相比湿地松人工林,马尾松人工林的植物群落组成与天然次生林更相似.总之,自然恢复的天然次生林植物群落多样性高于人工恢复的马尾松人工林和湿地松人工林,本地种马尾松人工林在维持区域植物群落结构功能上优于引进种湿地松人工林.     

福建琅岐岛台湾相思群落灌木层主要物种生态位与种间联结

为探究福建琅岐岛台湾相思(Acacia confusa)群落种间关系和群落演替动态,对其灌木层主要物种的生态位和种间联结特征进行了分析。结果表明,重要值和生态位宽度最大的物种为雀梅藤(Sageretia thea),其竞争优势、环境适应能力最强;灌木层主要物种的生态位相似性和生态位重叠较小,表明种间对环境资源的利用和要求存在较大差异,表现为较稳定的种间关系;灌木层主要物种的总体联结性为显著正联结,种对间正负联结比为1.72,检验显著率为7.35%,表明种对间联结程度较弱,独立性相对较强,物种竞争不激烈,群落处于相对后期且稳定的演替阶段;红锥(Castanopsis hystrix)与许多物种间存在垂直方向上对生境要求的互补性,生态位重叠较小,种间呈正联结关系;外来物种马缨丹(Lantanacamara)与福建胡颓子(Elaeagnus oldhamii)存在一定的竞争,与灌木层其他主要植物之间的资源竞争不激烈,其对该群落的影响相对较小。琅岐岛台湾相思群落目前已发展为地带性的顶级群落,物种竞争不激烈,种间关系较稳定;而海岛上恶劣的环境和外来物种的扩散会导致植物生境资源短缺,迫使物种聚集在...     

福建永定县笔架山桫椤群落物种多样性研究

对福建省永定是笔架山桫椤群落的不同样地,不同层次的物种丰富度,物种多样性指数和群落均匀度进行了分析。结果表明：在群落垂直结构的5个层次中,桫椤的物种多样性除物种丰富度外其他各项指标在各层次中是最大的;草本层的物种丰富度,多样性指数和种间相遇机率分居第2位,群落均匀度则居第3位;灌木层的物种丰富度居第1位,但群落均匀度最小;乔木层第1亚层的物种多样性各项指标除群落均匀度居第2位外,其他均最小;藤本的物种多样性各项指标要私居第3位,要私居第4位,样地间,乔木层,灌木层的各项多样性指标差异较小,草本层和藤本的差异较大,结果还表明;永定桫椤群落的Simpson指数和种间相遇机率（PIE）的数值几乎相等。