嵊州市公益林群落数量分类、排序及环境解析

为探讨群落分布和环境间的内在关系,采用二元指示种分析(TWINSPAN)和典范对应分析(CCA)法对嵊州市公益林植物群落94 块固定监测样地(20 m×20 m)进行数量分类与排序.结果表明,采用TWINSPAN 可将94 个公益林监测样地分成14 组,其中以马尾松为建群种的群丛最多,是该区域主要的优势群落类型.CCA 排序结果较好地反映了植物群落与环境因子的关系,其中坡向和坡位是植物群落分布的主导环境因子.此方法可有效解释植物群落分布格局与环境之间的内在联系,为区域公益林分类经营管理提供科学依据.     

庙岛群岛南五岛灌木群落结构及其对环境因子的响应

该研究对山东省庙岛群岛南五岛灌木植被及环境因子进行调查,运用TWINSPAN等级划分法和多元分析技术研究调查区域内灌木的植被分布、群落结构及其与环境因子间的关系。结果显示:(1)调查期间庙岛群岛南五岛共发现灌木27种,隶属于15科23属,荆条、扁担木、酸枣为优势种。(2)灌木群丛主要被划分为6个群丛,即桑群丛、刺槐-柘树群丛、酸枣群丛、扁担木群丛、荆条群丛、紫穗槐群丛。(3)应用典范对应分析(CCA)并采用向前引入法对环境因子进行逐步筛选,Monte Carlo置换检验结果显示,乔木层盖度、土壤pH是影响庙岛群岛南五岛灌木空间分布的关键环境因子。研究认为,CCA二维排序结果与TWINSPAN分类结果较为一致,庙岛群岛南五岛森林灌木群落主要分布于乔木层盖度适中、偏酸性土壤的环境下。     

北疆盐碱地植物群落空间分布及物种多样性

为探究盐碱地植物群落空间分布特征及群落间物种多样性的关系,根据对北疆盐碱地植物群落84个样点调查的数据,以各物种多度为指标,采用双向指示种分析方法（TWINSPAN）、除趋势对应分析法（DCA）、典范对应分析法（CCA）进行数量分类并分析群落分布与环境因子间关系和群落物种多样性及相似性变化特征。结果表明,TWINSPAN数量等级分类将84个样点的植物划分为11种类型。各群丛类型的物种多样性特征表现为群丛Ⅲ的多样性最大,群丛X多样性最小,且群丛Ⅲ多样性显著高于群丛X （P<0.05）,群丛VⅡ均匀度最大,群丛X均匀度最小,且群丛Ⅲ均匀度显著高于群丛X（P<0.05）,群丛I的丰富度最大,群丛X丰富度最小,且群丛I丰富度显著高于群丛X（P<0.05）,在所有群丛中群丛Ⅲ所含有的植物种类最多,有26种;相似性特征为群丛V和群丛VⅡ的相似性最大,群丛V和群丛VⅡ物种间的竞争较小,群丛稳定性高;CCA排序结果表明,北疆盐碱地植物群落分布与海拔高度、多年平均温度、土壤酸碱度等因素有关,其中影响最大的是海拔高度,其次为多年平均温度、降水量、蒸发量和土壤电导率,地形因子坡度对各群丛分布影响不大;北疆盐碱地植物群落数量分类及物种多样性变化的分析对于揭示北疆盐碱地植物群落空间分布特征和新疆盐碱地植物种质资源调查及其保护具有重要的意义。     

山西太岳山脱皮榆群落的生态梯度分析及环境解释

为了解释山西太岳山脱皮榆(Ulmus lamellosa)群落中物种的分布情况与该群落环境因子之间的相互关系,采用TWINSPAN数量分类和典范对应分析(CCA)与环境因子的变量分离进行讨论。结果表明,TWINSPAN将60个调查样方划分为7种群丛类型,体现了该脱皮榆群落主要以乔木脱皮榆和草本披针叶苔草(Carex lanceolata)为优势种。7种群丛类型与CCA排序结果一致,CCA排序第1轴主要体现了坡位和海拔;坡向与第2排序轴存在显著相关性。Monte Carlo检验结果表明,影响脱皮榆群落物种分布最主要的环境因子是海拔。在环境分离变量解释方面,环境因子解释了39.60%,空间因子解释了7.95%,空间因子与环境因子交互作用解释部分占10.89%。而其中不能解释的部分占41.56%。在该研究区,海拔对植物的分布有较好的解释力,其次是坡位和坡向。     

藏北高原草地群落的数量分类与排序

采用TWINSPAN数量分类和DCA、CCA排序的方法,对藏北高原草地29个样点进行统计分析。结果显示:(1)TWINSPAN数量分类将藏北高寒草地群落划分成10种类型。(2)样点DCA排序第一轴基本反映了水分环境梯度,第二轴基本反映了热量梯度。(3)TWINSPAN分类所划分的各群落在DCA排序图上都有各自的分布范围和界限,说明DCA排序能较好的反应各优势群落与其环境资源之间的关系。(4)样点CCA排序表明,影响群落分布的首要环境因子是水分因子(年均降水量)和空间因子(经度),其次是热量因子(年均温度),CCA排序进一步阐明了群落分布决定于水分和温度等环境因子,并间接验证了TWINSPAN的分类结果。(5)物种CCA排序和TWINSPAN分类结果表明:植物群落中物种的分布格局与植物群落类型的分布格局存在一定的相似性。     

江苏龙池山自然保护区红楠(Machilus thunbergii)生存群落结构及其环境解释

为了解释环境因子对红楠生存群落的影响,根据64个样方数据,选用多元回归树(MRT)和典范对应分析(CCA)方法,对江苏龙池山自然保护区内红楠生存群落进行分类、排序以及物种多样性垂直分布格局研究。结果表明:(1)群落物种有72科129属153种,生存群落属中亚热带常绿阔叶林,红楠是重要优势种;乔木层占绝对优势,红楠幼苗生长处于劣势地位;(2) MRT将该地区群落划分为4个群丛:Ⅰ)麻栎+化香树-冬青+油茶-沿阶草+淡竹叶群丛,Ⅱ)红楠+蓝果树-山鸡椒+格药柃-金星蕨+淡竹叶群丛,Ⅲ)青冈+栓皮栎-窄基红褐柃+木莓-金星蕨+狗脊群丛,Ⅳ)米槠+檫木-光亮山矾+马银花-紫金牛+沿阶草群丛,分类结果在空间上反映了龙池山红楠生存群落演替变化趋势;(3) CCA排序结果验证了MRT的分类结果,并显示海拔和土壤含水量是影响龙池山自然保护区红楠生存群落分布与扩张的重要影响因子;(4)红楠生存群落物种多样性随海拔的升高呈现上升再下降的单峰格局,在海拔150 m达到最大值。     

大源溪流域马尾松林群落类型划分及物种多样性

采用可变聚合法、除趋势对应分析(DCA)及典范对应分析(CCA)对楠溪江上游大源溪流域马尾松林群落类型进行划分,并探讨马尾松林群落的物种多样性。结果表明:(1)通过可变聚合法数量分类,将27个含有马尾松的样地划分为8种群落类型,8种群落类型在DCA排序图上具有明确边界,乔木层优势种是理想的森林群落数量分类依据;(2)由于研究区内森林资源受人为经营干扰严重,蒙特卡罗置换检验表明,CCA排序结果无法接受自然环境因子对物种样方的分布解释,不过结合排序轴特征值可以推测土壤有效氮含量与物种分布具有较强的相关性;(3)马尾松重要值与海拔、有效氮及有效磷均呈边缘显著性相关,与乔木层和草本层多样性呈显著负相关;(4)方差分析表明,与针阔混交林和常绿阔叶林相比,马尾松林的乔木层物种多样性明显较低,其灌木层和草本层多样性虽然较低,但与其他群落类型相比均未表现出显著性差异。     

新疆博格达山地面生地衣群落数量分类及物种多样性

根据对新疆博格达山地面生地衣群落27个样点(20 m×20 m)调查的数据,以各地衣种的盖度为指标结合双向指示种分析方法(TWINSPAN)和除趋势对应分析法(DCA)对博格达山地面生地衣群落进行数量分类并分析了群落结构特征及其多样性和相似性。采用典范对应分析法(CCA)对各群落的物种分布格局与环境因子的关系进行了探讨。结果表明,TWINSPAN分析和DCA排序将分布在博格达山的37种地面生地衣分为以下5个群丛。群丛1:膜地卷(Peltigera membranacea)+伴藓大孢蜈蚣衣(Physconia muscigena)群丛;群丛2:地卷(Peltigera rufescens)+伴藓大孢蜈蚣衣(Physconia muscigena)群丛;群丛3:裂边地卷(Peltigera degenii)+平盘软地卷(Peltigera elisabethae)群丛;群丛4:喇叭石蕊(Cladonia pyxidata)+犬地卷(Peltigera canina)群丛;群丛5:盾鳞衣(Placidium squamulosum)+缠结茸枝衣(Seirophora contortuplicata)群丛。物种多样性以群丛4最大为3.427;群丛1最小为0.672;群丛1和群丛4间的相似性最高为0.889,群丛3和群丛4相似性系数最低为0.607。CCA排序结果反映,该地区地面生地衣的分布受到森林植被郁闭度、人为干扰、光照强度的影响,而地表植被盖度和土壤pH等因素的影响不大。     

珠穆朗玛峰自然保护区小叶金露梅灌丛群落数量分类和排序及其多样性垂直格局

根据野外样方调查数据,采用双向种指示分析(TWINSPAN)和典范对应分析(CCA),对珠穆朗玛峰国家级自然保护区小叶金露梅灌丛群落进行分类和排序,并分析物种多样性沿海拔梯度的分布格局。结果表明:(1)该区域24个样地中,记载的维管束植物共有23科45属80种,出现频度较高的种有小叶金露梅(Potentilla parvifolia)、高山嵩草(Kobresia pygmaea)、木根香青(Anaphalis xylorhiza)、垫状点地梅(Androsace tapete)、藏沙蒿(Artemisia wellbyi)、垫状雪灵芝(Arenaria pulvinata)和柴胡红景天(Rhodiola bupleuroides)等。(2)经TWINSPAN等级分类将该区域小叶金露梅灌丛24个样地划分为10个群丛类型。(3)样地和物种CCA二维排序结果表明,海拔和坡位是影响该区域小叶金露梅灌丛群落和物种分布格局的主要环境因子。(4)该区域小叶金露梅灌丛群落物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均随海拔升高呈下降的趋势,而Pielou指数呈上升的趋势。(5)样地中优势种小叶金露梅的盖度和高度沿海拔梯度呈显著下降趋势。     

秦岭中段松栎混交林群落数量分类与排序

依据陕西省境内秦岭山脉中段设置的34个样地调查资料,从植物物种组成、植物群落与地形因子之间的关系等对该区域松栎混交林群落进行TWINSPAN分类和DCCA排序。结果表明:(1)研究区34个样地共记录维管束植物297种,隶属于77科178属,其中被子植物72科,裸子植物2科,蕨类植物3科;分布较广的植物有:松科、壳斗科、蔷薇科、菊科、禾本科和百合科。(2)TWINSPAN聚类结果将样地群落划分为13个群丛,其中以油松+锐齿槲栎为建群种的群丛最多,占总群丛数量40%,是该区主要的松栎混交林群落类型。(3)样地的DCCA排序结果表明,第一轴明显地反映出群落分布沿海拔、坡位的变化,第二轴主要表现出群落分布沿坡向、坡度的变化趋势;其中海拔、坡度与DCCA一、二轴相关系数分别达到最大值(-0.946 2、-0.795 7),是对该群落分布起决定性作用的因子。(4)研究区主要优势物种的DCCA排序与样地的DCCA排序综合反映出该区松栎混交林群落分布的地形梯度。     

亚热带树种转换对林地土壤微生物群落结构和功能的影响

通过分析杉木采伐迹地营造阔叶树种尾巨桉和固氮树种黑木相思人工林后土壤微生物群落组成和酶活性,探讨造林树种转换对于改善杉木林地土壤微生物特性的影响.结果表明: 树种转换对土壤微生物群落组成和酶活性的影响主要局限于0～10 cm土壤层.杉木转换为固氮树种黑木相思后,显著提高了0～10 cm土壤层总脂肪酸含量、真菌、革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌和放线菌生物量.主成分分析表明,黑木相思人工林土壤微生物群落组成与杉木和尾巨桉人工林具有显著差异,土壤中革兰氏阳性细菌、阴性细菌和放线菌丰度显著提高.在0～10 cm土壤层,黑木相思人工林土壤纤维素水解酶、乙酰氨基-葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶活性均显著高于杉木和尾巨桉人工林.研究表明,杉木转变为固氮树种黑木相思后会显著提高微生物生物量和酶活性,有助于土壤有机质的恢复,加快养分循环过程.     

博斯腾湖湖滨湿地植被数量分类与排序

应用双向指示种分析(TWINSPAN)方法对湿地植物群落进行分类,采用除趋势对应分析(DCA)、典范对应分析(CCA)对群落进行排序,以明确博斯腾湖湖滨湿地的主要植物群落类型及影响植被类型变化和分布的主要环境因子。结果表明,博斯腾湖湖滨湿地植被可分为7个主要群丛,分别为长苞香蒲(Ass.Typha angustata)、芦苇+长苞香蒲(Ass.Phragmites australis+Ty.angustata)、芦苇+水烛(Ass.P.australis+Ty.Angustifolia)、多枝柽柳-芦苇(Ass.Tamarix ramosissima-P.australis)、胡杨-多枝柽柳(Ass.Populus euphratica-Ta.ramosissima)、旱柳-多枝柽柳(Ass.Salix matsudana-Ta.ramosissima)和多枝柽柳(Ass.Ta.ramosissima),它们分布于湖滨浅水带、湖滨沼泽带、湖岸乔灌林带和旱生灌丛带;TWINSPAN分类产生的7个主要群丛在DCA排序图上被很好地反映出来。CCA排序与DCA排序结果基本一致,说明土壤含水量和土壤总含盐量是决定该地区植被分布格局的主要环境因子。博斯腾湖湖滨湿地植被种类单一,生态结构简单,水盐动态及其相互作用是影响该地区植被分布的主要因素之一。因此,在对博斯腾湖湖滨湿地进行植被保护与重建过程中,需重点考虑土壤含水量和土壤总含盐量这2个主要环境因子的影响,合理开发、利用水资源,防止土壤盐渍化的发生。     

亚热带米老排和杉木细根分解过程中养分与微生物群落组成的变化

对福建南平峡阳林场19年生米老排和杉木人工林的细根进行为期12个月的分解试验,研究不同树种分解过程中养分和微生物群落组成的动态变化,为理解亚热带不同人工林树种地下养分循环过程提供科学依据.结果表明: 米老排细根养分磷(P)、钾(K)初始含量显著高于杉木.分解过程中,两个树种细根P、K含量均显著降低,而细根氮(N)含量显著增加,且杉木细根N含量变化滞后于米老排.在分解过程中,杉木细根镁(Mg)含量无显著变化;米老排细根Mg含量变化显著,且在分解8个月时显著小于杉木.在分解过程中,真菌与细菌比值均显著表现为先升高后降低,且分解12个月时米老排细根真菌/细菌显著高于杉木.冗余分析表明,N(解释37.2%)、K(解释14.5%)含量和C/N(解释14.8%)是影响杉木细根分解过程中微生物群落组成变化的主要养分因子,而Mg(解释35.9%)和K(解释17.6%)含量则是米老排细根分解时影响微生物群落组成的主要养分因子.研究表明,在不同树种中,除了N之外,Mg等其他养分元素也可能是影响根系分解的重要因子.     

凋落叶多样性对杉木幼苗生长及吸收15N标记硫铵的影响

利用¹⁵N硫铵研究了凋落叶多样性对杉木幼苗生长及养分吸收的影响.结果表明,凋落叶多样性的增加有利于盆栽杉木幼苗的生长.杉木、火力楠、红栲和刺楸4种凋落叶混合处理后,杉木幼苗的生长量最大;杉木、火力楠、刺楸3种凋落叶混合处理后的杉木幼苗生长量次之,其它依次为杉木、火力楠、红栲3种凋落叶混合处理>杉木和刺楸凋落叶处理>杉木和红栲凋落叶处理>对照>杉木和火力楠2种凋落叶混合处理>杉木凋落叶处理.就杉木幼苗对硫铵氮的吸收率而言,不作任何处理的杉木幼苗吸收率最高,其次为杉木、火力楠、红栲和刺楸4种凋落叶混合处理,其它依次为杉木、火力楠、刺楸3种凋落叶混合处理和杉木、火力楠、红栲3种凋落叶混合处理>杉木和刺楸凋落叶处理>杉木和红栲凋落叶处理>杉木和火力楠2种凋落叶混合处理>杉木凋落叶处理.另外,用凋落叶处理后,土壤中硫铵氮的残留量比不作凋落叶处理的土壤多,硫铵氮的总回收量也比不作凋落叶处理的土壤大幅增加,而且凋落叶多样性的增加也会增加硫铵氮的残留量.     

基于MaxEnt模型预测气候变化下杉木在中国的潜在地理分布

为研究杉木在中国的分布特征及其对气候变化的响应模式,本研究基于现有分布记录,应用最大熵(MaxEnt)模型和地理信息系统方法,结合气候、地形等环境要素,预测杉木在当前和未来气候变化下的潜在适生区。结果表明: 影响杉木分布的最主要因素是年平均降水量,在当前气候下,杉木适生区合计面积328万km²,占全国陆地总面积的34.5%,低、中和高适生区分别占18.3%、29.7%与52.0%。在未来气候情景下,杉木生长的适宜性在我国总体上呈上升趋势,适生区面积随气候变化增大,且明显向北扩张,南方湿润亚热带地区形成集中连片高适生区。模型经受试者工作特征曲线检验,训练集平均受试者工作特征曲线下面积为0.91,可信度高。     

杉木和木荷种子萌发及幼苗生长对光梯度的响应

光是影响种子萌发和幼苗生长的关键因素.为理解不同树种种子萌发及幼苗生长对光梯度变化的响应机制,本文研究了不同光照强度(分别为自然光强的100%、60%、40%、15%和5%)对杉木和木荷种子萌发及幼苗生长的影响,探讨了两树种种子萌发和幼苗生长对光照响应的差异性.结果表明: 光照强度对两树种的种子萌发和幼苗生长均具有显著影响. 随着光照强度的减弱, 杉木种子萌发率增大,萌发指数增大,木荷种子萌发率和萌发指数则先增大后减小,在40%光照强度下达到最大值.两树种幼苗存活率在全光照(100%光照)下均为0,在5%～60%光照处理下则随着光照强度的减弱而显著降低.两树种幼苗根长、地径和株高对光梯度变化的响应趋势一致,随着光照强度的减弱,根长显著减小,地径和株高则先增大后减小,在5%光照强度下达到最小.随着光照强度的减弱,杉木幼苗根、茎、叶及总生物量降低,木荷幼苗生物量积累在15%～60%光照强度下较高, 5%光照强度下最小,且相同光照强度下,木荷幼苗各部分生物量均大于杉木.两树种幼苗应对低光环境时,表现出较大的茎和叶的生物量分配比,而根生物量比和根冠比降低.表明杉木苗期生长不耐阴,需要相对较强的光照,而木荷苗期具有较强的耐阴性,对弱光环境的适应性更强,能够在郁闭的林冠下定植和正常生长.     

山西灵空山小蛇沟林下草本层植物群落梯度分析及环境解释

通过对山西灵空山小蛇沟集水区的林下草本层植物群落进行调查和多元分析——TWINSPAN分类、典范对应分析(CCA)与生境、生物因素变量分离, 探讨林分水平上草本层物种分布与环境因子之间的关系。结果如下: 1) TWINSPAN将26个调查样方划分为6种群落类型: 以辽东栎(Quercus wutaishanica)为主的辽东栎-油松(Pinus tabulaeformis)林型、辽东栎杂木林型、辽东栎林型、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林型、油松林和阔叶油松林型、油松-辽东栎均匀混交林型, 体现了该地区地带性植被类型为暖温带森林的特点。2)群落类型的划分与CCA的结果相吻合, 主要反映了CCA排序第一、二轴的环境梯度, CCA排序轴第一轴突出反映了林分类型与土壤养分梯度, 第二排序轴与坡度、坡位显著相关。Monte Carlo检验结果表明, 林分类型、土壤养分和坡度是影响小蛇沟集水区内林下草本物种分异的最主要的环境因子。3)生境因子与生物因子解释了物种格局变化的42.9%, 其中生境因子占31.8%, 生物因子占7.9%, 生境因子与生物因子交互作用解释部分占3.2%。良好的环境解释反映了调查取样和环境因子选取的合理性。对于50%以上未能被解释的变异部分, 可能归咎于未被选取的因子如干扰或者随机过程。4)在海拔梯度较小的山区, 坡向等小地形因子能较好地指示局部生境的小气候条件, 对林下植物的分布有较好的解释力。     

不同养分环境下邻株竞争对木荷和杉木生长、细根形态及分布的影响

以木荷和杉木为试验材料,模拟异质和同质两种森林土壤养分环境,设计单植、两株纯植和两株混植3种栽植方式,开展盆栽试验研究木荷与杉木混交造林增产及木荷生长竞争优势形成的原因.结果表明: 与同质养分环境相比,异质养分环境中木荷与杉木混植时两树种均具有较高的苗高和干物质积累量,且木荷竞争优势明显,这与其根系可塑性强有关.混植的木荷各径级细根大量增生,其根系总长度、表面积和体积比杉木高80%～180%.木荷细根在垂直方向上采用了补偿性的生长策略,即除占据富养表层外,还在低养分斑块中大量增殖以获得更大的竞争优势.木荷与杉木的细根在土壤中的拓殖深度不同,生态位分化,缓解了两树种根系对养分的强烈竞争,提高了混植产量.纯植的木荷由于根系自我识别作用,抑制了根系的生长,使得纯植产量较低.细根在空间上错开和均匀分布可能是木荷纯林结构稳定的原因之一.建议在生产中采用块状整地和表层施肥等措施,改善土壤养分分布状况,营建混交林促进木荷和杉木生长,而对已营造的木荷人工纯林,可以及时调控林分密度促进林木生长.