Long-term protection effects of national reserve to forest vegetation in 4 decades: biodiversity change analysis of major forest types in Changbai Mountain Nature Reserve,China

The Changbai Mountain Nature Reserve (CNR) was established in 1960 to protect the virgin Korean pine mixed hardwood forest, a typical temperate forest of northeast China. We conducted systematic studies of vascular diversity patterns on the north slope of the CNR mountainside forests (800–1700 m a.s.l.) in 1963 and 2006 respectively. The aim of this comparison is to assess the long-term effects of the protection on plant biodiversity of CNR during the interval 43 years. The research was carried out in three types of forests: mixed coniferous and broad-leaved forest (MCBF), mixed coniferous forest (MCF), and sub-alpine coniferous forest (SCF), characterized by different dominant species. The alpha diversity indicted by species richness and the Shannon-Wiener index were found different in the same elevations and forest types during the 43-year interval. The floral composition and the diversity of vascular species were generally similar along altitudinal gradients before and after the 43-year interval, but some substantial changes were evident with the altitude gradient. In the tree layers, the dominant species in 2006 were similar to those of 1963, though diversity declined with altitude. The indices in the three forest types did not differ significantly between 1963 and 2006, and these values even increased in the MCBF and MCF from 1963 to 2006. However, originally dominant species, P. koraiensis for example, tended to decline, while the proportion of broad-leaved trees increased, and the species turnover in the succession layers trended to shift to higher altitudes. The diversity pattern of the under canopy fluctuated along the altitudinal gradient due to micro-environmental variations. Comparison of the alpha diversity in the three forests shows that the diversity of the shrub and herb layer decreased with time. During the process of survey, we also found some rare and medicinal species disappeared. Analysis indicates that the changes of the diversity pattern in this region are caused by both nature and human factors. Meteorological records revealed that climate has changed significantly in the past 43 years. We also found the most severe human disturbance to the CNR forests in the process of another field survey that is the exploitation of herb medicines and Korean pine nuts. We hope this research would give some guidance to the future reserve management in Changbai Mountain area.     

Long-term protection effects of national reserve to forest vegetation in 4 decades: biodiversity change analysis of major forest types in Changbai Mountain Nature Reserve, China

The Changbai Mountain Nature Reserve (CNR) was established in 1960 to protect the virgin Korean pine mixed hardwood forest, a typical temperate forest of northeast China. We conducted systematic stud- ies of vascular diversity patterns on the north slope of the CNR mountainside forests (800-1700 m a.s.l.) in 1963 and 2006 respectively. The aim of this comparison is to assess the long-term effects of the protection on plant biodiversity of CNR during the interval 43 years. The research was carried out in three types of forests: mixed coniferous and broad-leaved forest (MCBF), mixed coniferous forest (MCF), and sub-alpine coniferous forest (SCF), characterized by different dominant species. The alpha diversity indicted by species richness and the Shannon-Wiener index were found different in the same elevations and forest types during the 43-year interval. The floral composition and the diversity of vascular species were generally similar along altitudinal gradients before and after the 43-year interval, but some substantial changes were evident with the altitude gradient. In the tree layers, the dominant species in 2006 were similar to those of 1963, though diversity declined with altitude. The indices in the three forest types did not differ significantly between 1963 and 2006, and these values even increased in the MCBF and MCF from 1963 to 2006. However, originally dominant species, P. koraiensis for ex- ample, tended to decline, while the proportion of broad-leaved trees increased, and the species turn- over in the succession layers trended to shift to higher altitudes. The diversity pattern of the under canopy fluctuated along the altitudinal gradient due to micro-environmental variations. Comparison of the alpha diversity in the three forests shows that the diversity of the shrub and herb layer decreased with time. During the process of survey, we also found some rare and medicinal species disappeared. Analysis indicates that the changes of the diversity pattern in this region are caused by both nature and human factors. Meteorological records revealed that climate has changed significantly in the past 43 years. We also found the most severe human disturbance to the CNR forests in the process of another field survey that is the exploitation of herb medicines and Korean pine nuts. We hope this research would give some guidance to the future reserve management in Changbai Mountain area.     

浙江西天目山主要森林类型的苔藓多样性比较

苔藓是森林的重要组分, 是森林保护区的重要保护对象, 在物种资源和生态系统功能维护中有重要作用。该研究以浙江西天目山国家自然保护区内7种主要森林类型(落叶矮林、落叶阔叶林、常绿-落叶阔叶混交林、常绿阔叶林、针阔混交林、针叶林和竹林)内的苔藓植物为对象, 调查了32个10 m × 10 m的样地, 记录地面生苔藓植物盖度和树附生苔藓植物多度, 采用重要值、相似性系数、多样性指数分析了森林类型间的苔藓植物多样性差异。共采集969份标本, 隶属41科84属142种, 其中苔类植物13科18属33种, 藓类植物28科66属109种, 优势科为灰藓科、青藓科和羽藓科。2种混交林(常绿-落叶阔叶混交林和针阔混交林)的物种丰富度和多样性指数均高于其余5种森林, 其中物种丰富度以针阔混交林最高, 苔藓植物多样性则以常绿-落叶阔叶混交林最高, 竹林两者均为最低。海拔等环境因子较为接近的植被类型的苔藓植物多样性相似性较高, 常绿阔叶林与针叶林相似性最高, 而落叶矮林和竹林相似性最小。     

山西蟒河猕猴国家级自然保护区蛾类多样性

选择山西蟒河猕猴国家级自然保护区针阔叶混交林、阔叶落叶林、杂木林和灌木林4种植被类型为调查样地来初步了解蛾类群落结构及多样性。共采集蛾类标本4709只,隶属24科184种,其中螟蛾科种类和个体数量最多。在4种植被类型中,灌木林的蛾类种数最多,有20科132种,灌木林中螟蛾科为优势科;阔叶落叶林中最少,14科74种,尺蛾科为优势科;针阔叶混交林和杂木林居中,其中前者优势科不明显,后者以草螟科占优势。对4种植被类型中蛾类物种丰富度、多度、多样性和均匀度指数进行了计算和分析,结果表明:蛾类的多度指数在阔叶落叶林中显著低于其余3种植被类型;蛾类的丰富度、多样性和均匀度指数在灌木林中均最高,在针阔叶混交林和杂木林中则相近。蛾类种-多度曲线在针阔叶混交林、杂木林和灌木林中符合对数正态分布模型,而在阔叶落叶林中不符合对数正态分布模型。     

4种不同演替阶段森林群落物种组成和多样性的比较研究

通过空间变化代替时间差异和样方法等手段,对浙江省马尾松林针叶（针叶林）、马尾松针阔叶混交林、中龄常绿阔叶林和近熟常绿阔叶林4种不同演替阶段森林群落的物种组成和多样性、群落间相似性进行了研究。结果表明,23个样地共记录维管植物53科105属170种。随着演替的进行,群落物种数、各层次的Shannon-Wiener多样性指数基本上呈现先下降后上升的趋势,并以针阔叶混交林最低,估计跟先锋物种的消失和后期物种的出现这一更替有关。随着演替的进行,各群落间的Jaccard相似性系数逐渐降低,其中针阔叶混交林和中龄常绿阔叶林之间的相似性系数最高,马尾松与近熟常绿阔叶林之间的相似性系数最低。群落主成分分析也得出相似的结果。群落之间的差异主要体现在物种组成尤其是乔木层的组成上;针阔叶混交林是物种丰富度和物种多样性较低的一个群落,但它与其它群落间的相似性较高,并已储存了常绿阔叶林中的大部分物种,对演替起着承前启后的作用。     

东北过伐林区四种森林类型的物种多样性比较研究

运用无偏对应分析(DCA)、群落本质多样性排序和方差分析的方法,研究了东北过伐林区吉林省汪清林业局境内的四种森林类型——针阔混交林、阔叶混交林、柞木林和长白落叶松人工林的林分层次的植物物种多样性间的差异。从4种类型下层植被多样性指数的比较结果来看,针阔混交林最高,阔叶混交林和落叶松人工林次之,柞木林最低。最后提出了部分经营建议。     

俄罗期平原针—阔林过渡带森林群落组成结构与物种多样性的研究

俄罗斯平原针-阔林过渡带森林群落的物种多样性的研究表明,该地区的物种多样性类同于许多类型的过渡带,即群落的过渡带（针阔混交林）比相邻群落（针叶林和阔叶林）具有更高的多样性。针阔混交林群落的组成结构较好地反映了其特殊的过渡性。在该过渡带较高的物种多样性并不证明群落稳定性的增加。因此,在探讨多样性与群落稳定性关系时,综合包括均匀度在内的多个指数才可能作出较为客观的结论。     

宁夏六盘山国家级自然保护区眼蝶群落多样性

蝴蝶是地球生物多样性的重要指示物种之一, 其种群动态及群落结构变化能够揭示环境改变对生态系统的影响。六盘山国家级自然保护区生境优越, 植物区系多样, 孕育了丰富的蝶类资源。为了有效利用环境和保护蝶类资源, 2016-2018年, 作者采用样线调查法, 对宁夏六盘山国家级自然保护区人工植被、针阔混交林、阔叶林、灌木林4种生境中眼蝶亚科昆虫进行了调查, 分析了眼蝶在空间及时间上的动态变化。共记录眼蝶亚科13属19种4,363只, 其中阿芬眼蝶(Aphantopus hyperanthus, 961只)、亚洲白眼蝶(Melanargia asiatica, 637只)、爱珍眼蝶(Coenonympha oedippus, 594只)分别占总数的22%、15%和13%, 为保护区优势种; 蟾眼蝶(Triphysa phryne, 17只)仅占总数的0.39%, 为保护区的稀有种。在空间分布上, 4类生境中针阔混交林眼蝶物种丰富度和优势度低, 多样性指数最高, 不同生境眼蝶群落物种丰富度指数、多样性指数、均匀度指数存在明显差异(P < 0.05), 优势度指数差异不显著。在时间动态上, 2016-2018年眼蝶个体数量呈下降趋势, 物种个体数量高峰期主要发生在8月, 优势种变化明显。因此, 保护宁夏六盘山国家级自然保护区蝴蝶种类多样性刻不容缓。     

Pattern of changes in species diversity,structure and dynamics of forest ecosystems along latitudinal gradients in East Asia

We examined effects of seasonality of climate and dominant life form (evergreen/deciduous, broad-leaf/coniferous) together with energy condition on species diversity, forest structure, forest dynamics, and productivity of forest ecosystems by comparing the patterns of changes in these ecosystem attributes along altitudinal gradients in tropical regions without seasonality and along a latitudinal gradient from tropical to temperate regions in humid East Asia. We used warmth index (temperature sum during growing season, WI) as an index of energy condition common to both altitudinal and latitudinal gradients. There were apparent differences in patterns of changes in the ecosystem attributes in relation to WI among four forest formations that were classified according to dominant life form and climatic zone (tropical/temperate). Many of the ecosystem attributes—Fishers alpha of species-diversity indices, maximum tree height and stem density, productivity [increment rate of aboveground biomass (AGB)], and population and biomass turnover rates—changed sharply with WI in tropical and temperate evergreen broad-leaved forests, but did not change linearly or changed only loosely with WI in temperate deciduous broad-leaved and evergreen coniferous forests. Values of these ecosystem attributes in temperate deciduous broad-leaved and evergreen coniferous forests were higher (stem density was lower) than those in tropical and temperate evergreen broad-leaved forests under colder conditions (WI below 100°C). Present results indicate that seasonality of climate and resultant change in dominant life form work to buffer the effects of energy reduction on ecosystem attributes along latitudinal gradients.     

辽东山地古石河冰缘地貌森林生态系统苔藓物种多样性研究

基于9个20 m×30 m森林群落样地的调查数据,采用物种丰富度、α和β多样性指数,对辽东山地古石河冰缘地貌不同林型石生、树生苔藓植物物种多样性进行定量研究,采用皮尔逊相关分析方法对其影响因素进行分析。结果显示,古石河冰缘地貌苔藓植物共有26科46属59种;不同林型石生、树生苔藓植物物种丰富度和α多样性指数均为:暗针叶林针阔混交林落叶阔叶林;石生苔藓植物β多样性指数最高为落叶阔叶林-针阔混交林间(0.44),最低为落叶阔叶林-暗针叶林间(0.33);树生苔藓植物β多样性指数最高为针阔混交林-暗针叶林间(0.40),最低为落叶阔叶林-暗针叶林间(0.25);分析表明,林冠层郁闭度、海拔高度是影响辽东山地古石河冰缘地貌森林生态系统苔藓物种多样性的重要因子。     

林分因子对神木垒不同森林群落林下植物多样性的影响

为探究神木垒不同森林群落林下植物多样性的差异,本研究采用典型样地法,以夹金山神木垒的5种主要森林群落：云杉林、丽江云杉林、红杉林、针阔混交林、阔叶林为研究对象,对不同森林群落林下植物物种组成和物种多样性进行比较,并对林分因子和林下植物多样性进行冗余分析,确定影响林下植物多样性的主要林分因子,为当地森林经营管理提供理论依据。结果表明：（1）在研究区内共记录林下植物147种,隶属于61科,108属;云杉林群落林下植物的科属种组成最丰富。（2）各类型群落的H值、H"值、D值、JSW值均为：草本层＞灌木层;灌木层多样性最高的群落为云杉林群落,草本层多样性最高的群落为丽江云杉林群落,针阔混交林群落、阔叶林群落林下植物多样性较差。（3）平均枝下高与林分密度是影响灌木层物种多样性的主要林分因子（P<0.01）,平均枝下高与灌木层的D值、H值、H"值呈负相关关系,林分密度与灌木层4个多样性指数均呈正相关关系;平均枝下高是影响草本层物种多样性的主要林分因子（P<0.01）,平均枝下高与草本层H值、H"值、JSW值呈正相关关系。本研究认为,云杉林群落与丽江云杉林群落的林下植物多样性水平较高,平均枝下高与林分密度是影响神木垒不同森林群落林下植物多样性的主要林分因子。     

浙江省主要亚热带森林群落类型物种和谱系水平的α和β多样性比较

了解不同森林群落类型的物种和谱系水平的α和β多样性, 有助于指导森林经营和生物多样性保护。本研究比较了浙江省内不同地点主要森林类型(包括常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林和针阔叶混交林)的物种α多样性和谱系α多样性, 以及物种β多样性和谱系β多样性。研究表明, 该地区主要森林类型的物种和谱系α多样性均存在较大差异, 但控制了空间和地形因子的作用后, 差异几乎全部消失; 森林类型内部及相互间的物种和谱系β多样性均存在显著差异, 同种森林类型内部的物种和谱系β多样性分别小于不同森林类型之间的物种和谱系β多样性, 且在控制了空间和地形因子的作用后, 以上差异仍然显著。本研究表明影响亚热带主要森林群落类型物种和谱系水平的α和β多样性的因素存在差异: α多样性可能主要受到空间和地形因子等的影响, 而β多样性则可能受到森林类型的重要影响。     

鼎湖山季风常绿阔叶林及针阔叶混交林节肢动物群落多样性调查

20 0 1年 5月和 10月在自然保护区鼎湖山季风常绿阔叶林和针阔叶混交林的灌木层和草本 -苗木层对节肢动物多样性进行了调查。结果表明 ,5月份的灌木层 ,季风常绿阔叶林的节肢动物物种数和个体数 >针阔叶混交林 ,相反 ,在草本 -苗木层 ,针阔叶混交林的物种数和个体数 >季风常绿阔叶林。 10月份 ,针阔叶混交林节肢动物物种数和个体数与季风常绿阔叶林间无明显差异。两林分中 ,天敌占总物种数的 2 7.5 0 %～ 87.5 0 % ,蜘蛛类群占总物种数的 18.18%～ 6 6 .6 7%、占天敌物种数的 5 3.33%～ 90 .91%。除 5月份的草本 -苗木层外 ,节肢动物的丰富度指数、多样性指数均是季风常绿阔叶林 >针阔叶混交林 ,优势集中性指数则是针阔叶混交林 >季风常绿阔叶林。     

不同类型人工阔叶红松林高等植物物种多样性

采用Shahnon—Wiener多样性指数、均匀度指数和优势度指数等指标研究了辽宁东部山区人工营造20年生5种阔叶树水曲柳、刺愀、紫椴、色赤汤、白桦与红松形成的混交林及人工红松纯林内各层次高等植物物种多佯性,并对该6种林分的垂直结构进行比较。结果表明,人工阔叶红松混交林内植物种类丰富,数量较多;红松纯林内的植物种数仅为人工阔叶红松混交林的42％～52％,植物总数量只有混交林的11％～37％。人工阔叶红松林各层次高等植物物种多样性均好于人工红松纯林,但与原始阔叶红松林相比。人工阔叶红松林的物种多样性还较低。在林分垂直结构方面,人工阔叶红松混交林的成层现象明显,层次结构复杂,垂直多样性丰富;红松纯林只有1个主林冠层,灌木层、草本层较矮,林分垂直结构单一。     

黄岗山西北坡森林垂直带群落特征及区系分析

为研究森林垂直带的群落组成特征及其植物地理区系成分,于黄岗山西北坡从低海拔至高海拔设置5个群落带,依次为常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、针阔混交林、针叶林、中山苔藓矮曲林。通过统计分析,结果显示,黄岗山垂直带森林具有典型的中亚热带地带性植被特点,以常绿阔叶树和常绿针叶树为主要优势种;种的相似性指数表明,不同植被群落间物种组成具有较大的差异性,同时也说明黄岗山森林丰富的物种多样性;植物区系地理成分复杂多样,以热带成分为主,并具有由热带向温带过渡的性质。     

青海互助北山国家森林公园不同生境的蝶类多样性研究

为了进一步探讨高海拔地区蝴蝶种类和数量与生境结构之间的关系,1993–1997年每年的7月对互助北山国家森林公园不同生境类型(谷间平原、温性草原、针阔叶混交林、高寒灌丛草甸)中蝶类群落的结构、数量和多样性进行了调查。共获得蝴蝶标本4,745头,86种,隶属于8科57属。种类较丰富的类群主要有:粉蝶科豆粉蝶属(Colias)6种、菜粉蝶属(Pieris)5种、绢粉蝶属(Aporia)4种、云粉蝶属(Pontia)3种,蛱蝶科网蛱蝶属(Melitaea)3种;个体数量以粉蝶科和灰蝶科为最多。不同的生境蝶类在种类组成和个体数量上有明显差异,其中以针阔叶混交林物种数(44种)最多,谷间平原个体数量(1,969只)最多。物种多样性指数以针阔叶混交林中最高,高寒灌丛草甸最低;均匀度以针阔叶混交林最高,谷间平原最低;优势度以高寒灌丛草甸最高。从不同生境蝶类成分的特有性上分析,特有属和特有种含量高低依次为针阔叶混交林(20属24种)>高寒灌丛草甸(8属8种)>谷间平原(6属7种)>温性草原(5属6种)。不同生境类型间蝶类种类的相似性系数在0–0.4259之间。蝶类种类组成的聚类分析结果显示:谷间平原与温性草原最先聚为一类,然后与针阔叶混交林聚为一类,最后与高寒灌丛草甸聚为一类。为保护该地区的蝶类物种多样性,应加大宣传力度,建立自然保护区,继续加强本底资源调查。     

四川小寨子沟自然保护区大熊猫生境植物群落结构特征

通过沿海拔梯度的系统调查,对小寨子沟自然保护区大熊猫生境的植物群落种类组成和结构进行了初步研究。结果表明:(1)小寨子沟大熊猫生境的植被类型有2种:阔叶林和针叶林;(2)小寨子沟自然保护区内分布有青川箭竹、缺苞箭竹、华西箭竹、冷箭竹等多种箭竹,这些作为大熊猫食料的箭竹广布在各种植被类型中,尤其是针阔混交林和亚高山针叶林;(3)大熊猫对生境的群落结构有较广的适宜性,阔叶林、针阔混交林、亚高山针叶林均可作为它的适宜生境;(4)小寨子沟自然保护区内的植被类型是随海拔的升高而自然过渡的,呈现出受人类活动影响较小的自然状态。     

川西亚高山森林凋落物去除对土壤腐殖质动态的影响

森林凋落物作为森林土壤腐殖质的主要来源, 在土壤腐殖质的形成中发挥着重要作用, 但不同森林类型凋落物因其含量、组成等的不同, 对土壤腐殖质的影响也不同。该研究以川西亚高山针叶林、阔叶林和针阔混交林3种不同森林类型为对象, 采用凋落物原位控制实验, 对比研究不同关键期凋落物去除对土壤可提取腐殖质、胡敏酸和富里酸含量及胡敏酸/富里酸、胡敏酸/可提取腐殖质的影响。主要结果: (1)土壤可提取腐殖质、胡敏酸和富里酸含量在不同森林类型中差异显著。土壤可提取腐殖质含量总体表现为针叶林>针阔混交林>阔叶林, 胡敏酸含量总体表现为针阔混交林>针叶林>阔叶林, 而富里酸含量则表现为针叶林>阔叶林>针阔混交林, 其中3种林型中土壤腐殖质的主要成分为富里酸, 总体均表现为富里酸型。不同采样时期也显著影响了土壤可提取腐殖质、胡敏酸和富里酸含量, 总体均表现为先升高后下降的趋势。除个别采样时期外, 凋落物去除总体降低了土壤可提取腐殖质、胡敏酸和富里酸的含量。(2)胡敏酸/富里酸和胡敏酸/可提取腐殖质的结果显示3种林型土壤总体腐殖化程度均较低, 整体表现为针阔混交林>阔叶林>针叶林, 凋落物去除在一定程度上有利于提高阔叶林与针阔混交林的腐殖质品质。(3)相关分析表明不同凋落物处理间土壤可提取腐殖质与土壤有机碳含量、全氮含量和土壤含水量呈显著正相关关系, 与温度呈显著负相关关系。综上所述, 短期的凋落物去除会降低土壤腐殖物质的含量, 但不同林型间由于凋落物类型差异会导致土壤腐殖质的不同变化, 说明土壤腐殖质的动态变化受凋落物类型以及环境因素的综合调控。因此, 关于凋落物变化对土壤腐殖质的影响还需进一步的长期研究。     

鼎湖山针阔混交林演替过程中群落组成和结构短期动态研究

分析了鼎湖山针阔混交林永久样地在4a演变过程中群落的物种组成结构、空间结构、物种多样性以及生物量的动态变化。结果表明：群落乔、灌、草3层的物种个体数量有很大变化,但其物种组成结构变幅很小;针叶树种马尾松(Pinus massoniana)的优势地位逐步丧失,而阔叶树种荷木(Schima superba)和锥栗(Castanopsis chinensis)等优势地位日益巩固,同时中生性树种的罗伞(Ardisia quinquegona)和九节(Psychotria rubra)等地位也在加强,整个群落向常绿阔叶林演变：群落乔木层的生物量增加而灌木层的生物量逐步减少,但群落总生物量仍在增加：群落各层次物种多样性的变化及其相互关系较为复杂,但各层次的物种多样性指数只表现微小的起伏,说明针阔混交林群落的演替是一种缓慢的、较为稳定的过程。同时,在群落的演替过程中,偶见种及珍稀植物的保护值得关注。     

浙江古田山常绿阔叶林演替序列研究:群落物种多样性

采用较为成熟的“空间差异代替时间变化”的研究方法,应用相邻格子样方法调查了16个典型样地,利用Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数、Simpson生态优势度指数计算了浙江古田山自然保护区常绿阔叶林演替序列4种群落的物种多样性。结果表明,从针叶林到针阔叶混交林、木荷林和甜槠林的演替过程中,4种群落乔木层的Shannon-Wiener指数分别为1.9670、2.4975、2.6140和2.4356,呈现先增大后变小的趋势;灌木层物种多样性以针阔叶混交林最高,Shannon-Wiener指数为2.8625;针叶林的草本层Shannon-Wiener指数为1.5334,高于其它3种群落。在群落的垂直结构中,演替序列中的针叶林、针阔叶混交林、甜槠林物种多样性均表现为灌木层>乔木层>草本层,而木荷林物种多样性大小则表现为乔木层>灌木层>草本层。演替过程中,乔木层、灌木层和草本层的物种多样性的变化幅度以草本层最大,H、JSW、JSI、D的变异系数分别为0.1572、0.0806、0.0899和0.1884;灌木层变化幅度最小,其H、JSWJ、SI、D的变异系数分别为0.0482、0.0385、0.0142和0.1553。