四川省岷江冷杉对气候变化的响应及其潜在分布格局

四川省是我国气候变化的敏感区之一,区域气候的暖干化趋势严重影响植物物种组成与分布。岷江冷杉(Abies faxoniana)作为我国特有种,其分布的动态变化对气候变化具有十分重要的指示作用。基于现有岷江冷杉分布数据、气候、土壤、地形等环境因子,运用最大熵模型(MaxEnt)预测当代气候条件下岷江冷杉潜在分布区,并分析未来时期(2050s和2070s)不同气候变化情景下(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)岷江冷杉潜在适生分布区,筛选影响岷江冷杉分布的主导环境因子及阈值,探讨岷江冷杉分布对气候变化的响应机制。结果表明：(1)当前岷江冷杉的高适生区集中分布于岷江流域上游地区,在未来两个时期岷江冷杉潜在中、高适生区的面积较当代气候条件下适生区面积均有所增加,且适生区总体向四川南部扩张,北部适宜生境丧失。(2)岷江冷杉潜在中适生区在低排放浓度下(RCP2.6)面积占比最高,而潜在高适生区在高排放浓度下(RCP8.5)的面积占比最高。(3)影响岷江冷杉分布的主要环境因子分别是：降水季节性变异系数、气温年变化幅度、年降水量和海拔(累计贡献>70%)。适宜岷江冷杉潜在分布的环境条件是气温...     

大熊猫栖息地亚高山针叶林结构和动态特征

亚高山针叶林是大熊猫适宜的栖息环境 ,其结构和动态规律严重影响大熊猫的生存和繁衍及其进化潜力的维持 ,是恢复退化大熊猫栖息地的唯一科学依据。通过样方法和中心点四分法调查了大熊猫栖息地 4个亚高山针叶林样地和该样地所在森林的 6 2个林窗 ,研究了该类森林的结构及其更新与大熊猫主食竹生长、林窗干扰的关系 ,以期揭示亚高山针叶林的动态规律 ,为大熊猫栖息地的恢复提供科学依据。研究结果表明 :岷江冷杉 Abies faxoniana和紫果云杉 Picea purpurea是亚高山针叶林的主体 ,其所构成的森林是大熊猫重要的栖息环境。岷江冷杉种群年龄呈现连续分布格局 ,而紫果云杉种群年龄呈间歇性分布 ,其在 2 5 0～ 5 0 0 a之间没有更新。该类森林中普遍存在着林窗干扰和更新现象 ,90 %的林窗下分布有岷江冷杉和紫果云杉更新的幼苗、幼树和大树。但林窗内不同树种更新密度不同 :岷江冷杉更新幼苗、幼树和大树占所有更新树种的 82 .5 % ,而紫果云杉和糙皮桦的更新幼苗、幼树和大树占 11.3%。岷江冷杉和紫果云杉的更新同时受林下大熊猫主食竹生长状况的影响 :主食竹盖度高 ,更新树种幼苗、幼树的密度低 ,即主食竹的生长抑制了岷江冷杉和紫果云杉的更新。     

岷江冷杉林线交错带的植冠三维结构

卧龙自然保护区巴郎山岷江冷杉林线交错带植冠三维结构定量分析表明：植冠明显地分化成两个叶层,两叶层间有１．４ｍ的无叶植冠区。以岷江冷杉、大叶金顶杜鹃和红毛花楸为优势,构成了林线植冠的主要成分。植冠深度较小的为低矮灌木种类,深度最大的是乔木层树种。林线植冠的物种组成较丰富,每个垂直取样冠层平均有２个以上物种。林线的植冠空间占有率最高的是高大的星毛杜鹃,其次是岷江冷杉,但植冠高度以蜕江冷杉最高,故林线交错带林相以蜕江冷杉为优势。物种的盖度与单位面积的植冠体积间有较好的线性关系,物种的植冠体积大致可用其盖度值乘以系数１．２１来计算。     

川西米亚罗林区主要树木生长对气候响应的差异

为分析青藏高原东缘半湿润区不同树种树木生长对气候变化的响应规律,于川西米亚罗林区海拔3000 m左右(低海拔)采集铁杉、岷江冷杉、紫果云杉,海拔4000 m左右林线位置(高海拔)采集岷江冷杉、四川红杉,共计182棵树木年轮样芯,建立了不同树种的树轮宽度年表,对不同树种的年轮指数与各月气候因子进行相关分析.结果表明： 在低海拔处,树木生长与4、5月气温呈负相关,与4、5月降雨呈正相关,受到春季干旱胁迫的影响;但树种之间存在显著差异： 铁杉的生长受春季干旱胁迫影响最严重,岷江冷杉次之,紫果云杉所受影响很小.在高海拔处,树木生长主要受生长季温度的影响,岷江冷杉年轮指数与当年2、7月最低气温呈显著正相关,与上一年10月最高气温亦呈正相关;四川红杉年轮指数与5月最高气温呈显著正相关,但与2月均温、3月最低气温呈显著负相关.近几十年青藏高原东北缘气候有干暖化趋势,如果这种趋势持续发生,低海拔紫果云杉长势将超过铁杉和岷江冷杉;高海拔处的升温更有利于岷江冷杉的生长.     

升温突变对川西马尔康树木生长的影响

以采自川西马尔康林区的岷江冷杉(Abies faxoniana)和岷江柏(Cupressus chengiana)树轮为研究对象,对树轮指数与气候要素进行相关分析,研究1995年升温突变前后该区主要针叶树种的树轮响应变化。结果显示:1955—1994年时段,高、中海拔岷江冷杉径向生长对温度正响应,年轮指数呈缓慢的上升趋势,低海拔岷江柏受温度影响不大,年轮指数上升较快;1995—2012年时段,随着温度升高,3样点树木年轮指数并未上升,甚至呈下降趋势,表现出"响应分异现象"。对月气候要素的响应,树种间存在差异:高海拔岷江冷杉在前一时段主要表现为与冬季温度的正相关,后一阶段则转变为与4月温度的显著负相关及与4月份降水的显著正相关,受到显著的4月干旱胁迫影响;中海拔岷江冷杉后一时段温度敏感性消失,5月干旱胁迫加剧;低海拔岷江柏主要受降水影响,后一时段4月份干旱胁迫加剧。升温突变后,川西马尔康林区岷江冷杉和岷江柏均表现出"响应分异现象",在今后的气候重建及碳循环模拟中应加以考虑。     

亚高山暗针叶林林缘华西箭竹对岷江冷杉幼苗更新的影响

大量研究表明在箭竹-冷云杉林下,竹类对冷杉的影响大于其它树种。在卧龙自然保护区岷江冷杉(Abies faxoniana)林下,华西箭竹(Fargesia nitida)为灌木层优势种。为了进一步了解箭竹对岷江冷杉幼苗更新的影响,该文采用样带法在四川省卧龙自然保护区亚高山岷江冷杉林林缘,针对华西箭竹和岷江冷杉幼苗展开调查研究。以竹丛覆盖区域为边界,分别向竹丛外2 m (带1)、1 m (带2),向竹丛内1 m (带3)、2 m (带4)、3 m (带5)做5条长30 m的相邻样带,每条样带划分为30个连续的1 m×1 m小样方。对岷江冷杉幼苗数量动态、种群结构、生长与生物量的研究表明: 1)离竹丛越远,大年龄岷江冷杉幼苗数量越多;岷江冷杉幼苗转化率(下一径级苗木数量与前一径级苗木数量之比)随年龄增加而减小,随离竹丛距离增大而增大。2)苗木高度与径级结构相似,随深入竹丛,幼苗数量峰值的径级和高度级分布从较大径级(Ⅲ)向小径级(Ⅰ)变化。3)华西箭竹的存在抑制了岷江冷杉小径级幼苗(Ⅰ)的高生长,基径与高度的回归也表明离竹丛越远,高生长相对更大;但一定密度华西箭竹(带4)增大了大径级(Ⅲ)岷江冷杉幼苗冠幅的扩展。4)岷江冷杉幼苗总生物量随华西箭竹密度的增高而减小,华西箭竹的大量存在抑制岷江冷杉幼苗对地下生物量的分配。总的看来,一定密度华西箭竹环境下岷江冷杉幼苗的生长和更新较好,华西箭竹大量分布的区域,岷江冷杉幼苗的更新和生长受到抑制,可能会影响岷江冷杉种群的扩散以及群落的发展。     

资源冷杉与元宝山冷杉针叶精油成分的比较

为比较极小种群野生植物资源冷杉(Abies ziyuanensis)和元宝山冷杉(A. yuanbaoshanensis)针叶精油化学组成成分,该文利用水蒸气蒸馏法提取资源冷杉和元宝山冷杉针叶精油,采用GC-MS分析确定其精油化学物质成分,并基于峰面积归一化法计算各组分相对含量。结果表明:分别从资源冷杉和元宝山冷杉针叶精油中鉴定出化学物质21种和22种,其中15种为两种冷杉共有成分;烯烃类物质是资源冷杉和元宝山冷杉针叶精油中含量最高的组分,占比分别为95.94%和95.02%。两种冷杉共有成分中β-蒎烯、1-石竹烯、莰烯、α-石竹烯和异松油烯具有较大开发利用价值;非共有成分方面,资源冷杉中α-松油醇和α-蒎烯以及元宝山冷杉中α-依兰油烯和叶醇均具有较大开发利用价值。以上结果为开发利用两种冷杉针叶精油提供了理论依据。     

青藏高原东缘林线杜鹃-岷江冷杉原始林的空间格局

为深入理解高山林线原始林中优势树种的空间结构特征和种间关系,以青藏高原东缘林线杜鹃-岷江冷杉原始林1 hm²样地调查数据为基础,采用成对相关函数g(r)函数,分析了优势种岷江冷杉(Abies faxoniana)和凝毛杜鹃(Rhododendron agglutinatum)各径级的空间分布格局和各径级间的空间关联性。结果表明:岷江冷杉和凝毛杜鹃径级分布连续,呈倒"J"型,均为进展种群。小尺度上,对于岷江冷杉活立木(小树+中树+大树)、小树、中树为显著聚集分布,大树为均匀分布,死树则为随机分布;凝毛杜鹃活立木(小树+中树+大树)、小树、中树、大树、死树均为显著聚集分布。小尺度上随径级增大岷江冷杉的分布格局从聚集分布趋于均匀分布。岷江冷杉大树与其小树的空间关联验证了Janzen-Connell假说中的距离制约效应。通过验证接受了随机死亡假说,发现种内的密度制约效应不明显。两个树种的枯立木对凝毛杜鹃小树均表现为排斥关系,而对岷江冷杉小树表现为相互独立的关系。两个优势种总体表现为相互独立,但种间不同径级间的空间关联性各异。     

甘南高山林线岷江冷杉—杜鹃种群结构与动态

高山林线是一种典型的生态交错带,是对气候反映最敏感的地区之一。甘肃南部高山林线区域主要以原始岷江冷杉种群和杜鹃种群为优势种,通过对岷江冷杉和杜鹃种群建立静态生命表,绘制存活曲线描述其结构特征,利用种群数量动态预测时间序列分析定量研究未来的发展趋势。结果显示:(1)岷江冷杉种群幼苗比较丰富,能很好的维持种群个体的自疏死亡,存活曲线呈Deevey-Ⅲ型;杜鹃种群幼苗缺乏,存活曲线趋向于Deevey-Ⅰ型;死亡曲线和危险率曲线都随着龄级的增加而增加,杜鹃种群的死亡率在各个龄级一直大于岷江冷杉种群,危险率在Ⅱ龄级以后杜鹃种群也始终大于岷江冷杉种群。(2)岷江冷杉种群结构动态变化指数Vpi大于修正后的种群结构动态变化指数V′pi且大于0,而杜鹃种群结构动态变化指数Vpi小于修正后的种群结构动态变化指数V′pi且小于0,则岷江冷杉种群属于增长型,杜鹃种群属于衰退型,岷江冷杉、杜鹃随机干扰极大值分别为0.027、0.011,说明二者对外界干扰均比较敏感。(3)杜鹃种群时间序列预测为前期幼苗比较缺乏,中期稳定,后期衰退的动态特征,而岷江冷杉种群表现出各龄级时间变化较小,幼苗个体数较多,种群为稳定增长型,岷江冷杉更能适应甘肃南部高山林线区域当前环境。     

川西亚高山天然林岷江冷杉的更新结构与数量动态

岷江冷杉(Abies fargesii var.faxoniana)的天然更新是川西亚高山地区天然次生林生态恢复的关键。为揭示川西亚高山4种典型天然林林型(杜鹃-岷江冷杉林、箭竹-岷江冷杉林、红桦-岷江冷杉林和红桦林)中岷江冷杉的更新结构和其幼龄植株的生存过程,基于4块1 hm²样地的调查,通过单因素方差分析和多重比较对比不同林型中岷江冷杉的更新结构和更新质量;通过对数回归建立了岷江冷杉幼龄植株高度与年龄间的关系;通过建立幼龄植株的静态生命表、绘制存活曲线和计算数量动态指数分析其生存特征和存活瓶颈期。结果表明：4种林型中岷江冷杉的更新质量和幼龄植株存活状态依次为杜鹃-岷江冷杉林>红桦林>红桦-岷江冷杉林>箭竹-岷江冷杉林。各林型中岷江冷杉幼龄植株的死亡率与相邻龄级间的个体数量动态(V_n指数)随龄级增加的波动大。综合死亡率与V_n指数的龄级差异,杜鹃-岷江冷杉林和箭竹-岷江冷杉林中幼龄植株存活的年龄瓶颈期分别为第21—25年(树高0.66—1.04 m)和第11—15年(树高0.46—0.73 m);红桦-...