江西九连山亚热带常绿阔叶林优势种空间分布格局

于江西九连山国家自然保护区设置4 hm2亚热带常绿阔叶林固定监测样地,用样方法对亚热带常绿阔叶林进行调查分析。应用点格局方法分析生境异质性是否影响树木分布并分析优势种红钩栲(Castanopsis lamontii)、米槠(Castanopsis carlesii)、罗浮柿(Diospyros morrisiana)和细枝柃(Eurya loquaiana)分布格局,对比存在生境异质性和排除生境异质性两种情况下优势树种不同生长阶段(幼树、小树、成年树)的空间分布格局以及不同生长阶段之间的空间关联性,探讨生境异质性之外的其它种群分布影响因子。结果表明:1)生境异质性效应显著影响九连山树木分布,4个优势树种在大尺度上存在明显的生境偏好;2)用完全随机零模型不排除生境异质性时,4个优势种总体及其不同生长阶段在0—30 m所有尺度上主要呈现聚集分布;3)用异质性随机零模型排除生境异质性后,4个优势种及其不同生长阶段的聚集程度显著下降,只在小尺度上(0—5 m)呈现聚集分布;4)4个优势种的幼树与小树均表现显著的正相关。红钩栲的成年树与幼树及成年树与小树总体表现不相关。米槠的成年树与幼树总体以无相关为主;成年树与小树之间总体呈正相关。小乔木罗浮柿的成年树与幼树之间在小尺度上(0—5 m)表现负相关或无相关,在较大尺度范围上总体表现正相关关系;小树与成年树在研究尺度上表现出正相关。灌木细枝柃的成年树与幼树,成年树与小树及小树与幼树之间在研究尺度范围内均呈现正相关关系;5)研究发现九连山优势乔木物种通过密度制约和Janzen-Connell效应释放空间,为其他物种共存提供条件,而优势灌木物种细枝柃没有表现出这两个效应。     

Distribution patterns of tree species in an evergreen broadleaved forest in eastern China

Ecological assembly rules in evergreen broad-leaved forest are far from clear understanding. Spatial dispersion of individuals in a species is central in ecological theory. We analyzed the spatial patterns as well as associations between adult and juvenile of each tree species in a 5-ha subtropical evergreen broad-leaved forest plot in eastern China. Out of the 74 species occurring with more than 10 individuals, 88.4% of these species are aggregated. Most of them are aggregated from small to large scales. Spatial distributions of some species correspond with topography. Many bad dispersed species in the Baishanzu exhibit a highly aggregated distribution at small scales. These suggest that environmental heterogeneity and/or dispersal limitation may be the most important mechanisms that control the distribution patterns of these species. Our observations of the aggregations of abundant species basically support the hypothesis that dispersal limitation decreases as the number of reproductive trees increases. The rest species are randomly distributed, with less than 10 individuals. For most common species, spatial aggregation is weaker in larger diameter classes, and the distance between adults is larger than that between juveniles and adults, suggesting that density-dependence works on loosing aggregation and excluding conspecific juveniles away from adult trees. However, the density-dependent effect is not strong enough to eliminate all seedlings near adult trees and to result in a regular distribution of trees; thus the density dependence is usually masked by the refuge effect.     

古田山亚热带常绿阔叶林树皮厚度的变异特征

树皮是木本植物茎干最外层结构,具有保护茎干、养分储存与运输等重要作用。因此,树皮厚度是一项非常重要的功能性状,其变异不仅影响树皮的各种生态功能,还能影响群落构建与物种共存。然而,以往对树皮厚度的研究集中于火灾易发生态系统,对火灾不易发生的亚热带常绿阔叶林的研究仍较缺乏。测量了古田山国家级自然保护区亚热带常绿阔叶林内树种的树皮厚度,并检验了总树皮厚度、内树皮厚度与外树皮厚度在各分类群间以及功能群间的差异。结果发现：1）39个树种807个个体的总树皮厚度、内树皮厚度与外树皮厚度均值分别为1.90 mm、1.38 mm和0.54 mm。漆树科（Anacardiaceae）、杨梅科（Myricaceae）以及亚热带常绿阔叶林代表类群壳斗科（Fagaceae）、山茶科（Theaceae）的树皮厚度较大。短柄枹（Quercus serrata）、木荷（Schima superba）、小叶青冈（Cyclobalanopsis myrsinifolia）等树种的树皮厚度较大。2）种间、科间的各树皮厚度差异均显著。不同功能类群间,乔木类群的各树皮厚度均较灌木类群大,常绿类群的各树皮厚度均较落叶类群大（内树皮厚度除外）。本次研究结果表明,相对于火灾易发生态系统中的树皮厚度,古田山亚热带常绿阔叶林群落内的树皮厚度相对较薄,表明这些森林树种对当地湿润气候的适应性。同时,树皮厚度在各种分类水平与功能群水平间的显著变异,反映了群落内不同生态策略的共存。     

南亚热带常绿阔叶林不同大小和发育阶段林隙的树种多样性研究

分析了南亚热带常绿阔叶林不同大小和发育阶段林隙内树种多样性的变化规律.结果表明,在南亚热带常绿阔叶林中,多样性指数在<400m²的林隙中变化不大,但在400～500m²的林隙中达到最大,而在500～600m²的林隙中最小,在>600m²的林隙中又有所增大.树种多样性指数随林隙年龄的变化趋势是中间高两端低,即在20～50年期间的多样性最大,其次是20年以下的,50年以后的多样性相对最小.林隙更新层中树种多样性指数在500～600m²的林隙中达到最大,在>600m²和200～300m²的林隙中最小.林隙更新层树种多样性指数在林隙形成最初的10年内达到最大值,但随着林隙年龄的增加,总体上表现出下降趋势,在30～40年和50～60年左右又分别形成两个相对的峰值.物种丰富度的变化趋势总体上与树种多样性指数相一致.不同大小和发育阶段的林隙通过其生态因子的改变,对不同树种的更新起到了不同的作用,从而使得不同大小和发育阶段的林隙中树种的多样性特征不同.林隙是维持南亚热带常绿阔叶林树种多样性的一个重要机制.     

亚热带常绿阔叶林优势种个体及生物量的点格局分析

在广东康禾自然保护区的亚热带常绿阔叶林内设置4 hm2固定样地进行每木调查,分析群落优势种米槠(Castanopsis carlesii)和木荷(Schima superba)种群的年龄结构,并分别用Ripley's L函数和标记相关函数(mark correlation function)对种群个体和生物量空间点格局进行可视化解析。结果表明:1)米槠和木荷种群的径级结构为金字塔型,种群中有大量幼年个体,属增长型种群。2)米槠和木荷种群在0—50 m尺度上均呈聚集分布,说明生境异质性在种群空间格局形成中发挥重要作用。米槠种群聚集强度随空间尺度的增大逐渐增强,木荷种群在0—29.5 m尺度上聚集强度随尺度增大而增强,随后开始减小。3)米槠和木荷种群生物量分布格局与个体分布格局并不耦合,米槠生物量在个体间主要呈负相关,说明个体间存在显著的资源竞争。木荷个体间生物量分布相互独立,竞争不明显,显示出作为亚热带先锋树种的木荷有很高的资源利用效率。个体及生物量空间分布格局分析表明两个种群的分布模式均有利于实现物种共存。     

浙江天童20ha常绿阔叶林动态监测样地的群落特征

常绿阔叶林是我国东部低海拔地区的典型植被,基于大型动态监测样地的群落特征分析是揭示其生物多样性维持机制的基础.作者在天章国家森林公园建立了20 ha的样地,并完成了第一次群落学特征调查和分析.结果显示,样地内共有胸径≥1 cm的木本植物152种94,603株,隶属51科94属.重要值最大的前3个科依次是山茶科、樟科和壳斗科.属水平上热带区系成分占总属数的52.1%,温带区系成分占42.6%.常绿物种在样地内占绝对优势,占总重要值的80.3%.重要值最大的3个种依次是细枝柃(Eurya loquaiana)、黄丹木姜子(Litsea elongata)和南酸枣(Choerospondias axiliaris);稀有种共计55种,占总物种数的36.2%.木本植物整体径级结构呈逆"J"字型.萌枝分枝 情况表明,常绿物种的萌、分枝能力强于落叶物种.此结果表明天童常绿阔叶林物种组成丰富,群落成熟稳定,更新良好,反映了亚热带东部常绿阔叶林的典型特征.     

广西木论保护区喀斯特常绿落叶阔叶混交林优势种空间格局及其相关性

基于广西木论国家级自然保护区喀斯特常绿落叶阔叶混交林1 hm²样地调查数据,采用点格局方法分析了混交林4个优势种群空间格局,及种内和种间的相关关系.结果表明：木论常绿落叶阔叶混交林乔木层Ⅰ亚层以小栾树为主,Ⅱ亚层和Ⅲ亚层均以东女贞、铁榄和广西密花树为主;4个优势种群不同林层的空间分布格局在<10 m尺度上呈显著的聚集分布,>25 m尺度呈随机分布,有些尺度呈均匀分布,10～25 m尺度内则为聚集分布向随机分布过渡,且不同树种聚集分布向随机分布转化的临界尺度不同.Ⅰ亚层小栾树与Ⅱ亚层4个优势种的相关性较弱;Ⅲ亚层各优势种与Ⅱ亚层4个优势种中,小栾树与4个优势种相关关系波动较大,东女贞<50 m尺度内呈显著正相关,铁榄与4个优势种没有明显的相关性,广西密花树在<20 m尺度没有相关性,而在20～50 m尺度上呈显著负相关.     

哀牢山亚热带常绿阔叶林内外地温分布特征

地温是森林气候重要的环境因素之一,与植物生长密切相关,对地温的深入研究有助于揭示森林生态系统功能和评估森林环境效益。本文利用哀牢山亚热带常绿阔叶林林内和林外旷地(气象站)地温数据,分析发现:哀牢山亚热带常绿阔叶林林内外的地温均呈单峰型日变化,与林外相比,林内地温具有明显日变化的深度较浅(仅在20cm深度以上);林内平均地温具有显著日变化的深度在春季和秋季(20cm)要大于夏季和冬季(15cm);与林外相比,林内各层地温均小于同层的林外地温,并且林内地温的日变幅和年变幅也小于同深度的林外地温。总体来看,林外地温的年变幅和日变幅大于林内。     

亚热带常绿阔叶林89种木本植物一级根直径的变异

细根直径变异是根系形态变化的常见形式, 对细根变异研究具有重要意义。为了揭示亚热带天然常绿阔叶林一级根直径变异特征, 该研究选取福建省建瓯市万木林自然保护区天然常绿阔叶林的89种木本植物进行研究。每个树种选取胸径或地径相近的3株, 用完整土块法进行根系取样, 用根序法对根系进行分级。采用单因素方差分析分别检验叶片习性(常绿、落叶树种)、生长型(乔木、小乔木或灌木、灌木)和主要科之间一级根直径的差异; 通过计算Blomberg’s K值以检验系统发育信号; 利用线性回归方法, 分析科水平的分化时间与一级根直径的相关性。结果显示: 1)亚热带常绿阔叶林一级根直径变异系数为23%; 2)常绿树种与落叶树种一级根直径没有显著差异, 但灌木一级根直径显著小于小乔木或灌木、乔木; 3)一级根直径系统发育信号不显著, 科水平分化时间与一级根直径呈正相关关系。研究结果表明, 亚热带天然常绿阔叶林木本植物一级根直径变异受系统发育影响较小, 但受生长型影响, 表现为一定的趋同适应。     

不同季节亚热带常绿阔叶林6个树种凋落叶钙、镁、锰的释放特征

采用凋落物分解袋法,研究了亚热带常绿阔叶林区马尾松、柳杉、杉木、香樟、红椿、麻栎6个典型树种凋落叶的Ca、Mg、Mn在第一个分解年不同雨热季节的释放特征.结果表明：经历1年的分解,6种凋落叶Ca、Mg、Mn释放率分别为-13.8%～92.3%、4.0%～64.8%和41.6%～81.1%.马尾松和香樟凋落叶Ca释放动态呈现富集-释放模式,其余4种凋落叶整体上呈现释放的模式;香樟凋落叶Mg释放动态呈现富集-释放模式,其余5种凋落叶呈现直接释放模式;柳杉和红椿凋落叶Mn释放动态呈现富集-释放模式,其余4种凋落叶呈现直接释放模式.凋落叶Ca、Mg、Mn的释放明显受到季节性降雨的影响,且因凋落叶种类不同而有差异.Ca、Mg、Mn在雨季的释放率和释放量均高于旱季.初始养分含量和降雨量是影响凋落物分解过程元素释放的重要因子.     

南亚热带常绿阔叶林林隙形成方式及其特征的研究

分析了广东黑石顶自然保护区南亚热带常绿阔叶林林隙的形成方式及其特征．结果表明,在南亚热带常绿阔叶林中,由树木折干形成的林隙最为普遍,占５１．８６％,其次是由于掘根风倒而形成的,占３８．９８％．林隙大多由两株树木形成,平均每个林隙拥有形成木２．６３株．扩展林隙的大小多在１００～３００ｍ２之间,其中以２００～３００ｍ２者所占的面积比例最大,而以１００～２００ｍ２者所占的数量比例最大．冠空隙的大小多在１００ｍ２以下,其中以５０～１００ｍ２所占面积比例最大,而以５０ｍ２以下的所占数量比例最大．大部分林隙是在大约４０年前形成的,其中以１０年前形成的林隙最多．林隙形成木分布最多的径级在２０～３０ｃｍ之间,高度在２０～３０ｍ之间．每株形成木所能形成的扩展林隙面积为７２．９４ｍ２,冠空隙面积为２５．０６ｍ２．     

华北山地典型天然次生林群落的树种空间分布格局及其关联性

关帝山华北落叶松、云杉、杨桦天然次生林植被类型是华北高海拔地带代表性的森林类型。以该地区上述3种典型的天然次生林群落为例,运用点格局分析中的单变量O-ring统计方法,分析各群落主要树种的种群空间分布格局;用双变量O-ring统计方法,分析各群落中树种间的空间关联性;并对同一树种在不同森林群落类型中种群空间分布格局和种间关联性的变化进行比较,以探讨华北山地次生林群落空间格局形成和种群维持与动态机制。研究结果表明,(1)各种群在相对小的尺度上聚集分布特征明显,随尺度增加树木种群的聚集性减弱并逐渐表现出随机分布的格局特征;(2)同一树种在不同森林群落类型中空间分布格局差异很大。红桦、白桦和山杨在阔叶林中呈明显的小尺度聚集分布格局,而在针叶林群落呈随机分布。在阔叶次生林中混生的小龄级华北落叶松呈现聚集性空间分布格局。在华北落叶松为优势树种的针叶林中,大龄级的华北落叶松表现出小尺度上均匀分布和较大尺度上随机分布的格局特征;(3)各群落中树种间的空间关联性主要表现在小尺度范围,随尺度加大空间关联性逐渐不明显;(4)在阔叶树占优势的次生林,小龄级华北落叶松与桦木的分布有较明显的空间正关联性,而在华北落叶松为优势树种的针叶林,桦与华北落叶松并未表现明显的空间关联性。种群分布格局和种群间的空间关联性随群落结构、空间尺度和龄级结构不同而有较大变化。     

古田山常绿阔叶林优势树种甜槠和木荷的空间格局分析

基于24 hm²古田山中亚热带常绿阔叶林长期监测样地调查资料, 采用Ripley的K函数点格局分析等方法, 具体分析了古田山常绿阔叶林优势树种甜槠(Castanopsis eyrei)与木荷(Schima superba)不同年龄阶段的空间分布格局以及它们之间的空间关联性。结果表明: 两种优势物种在总体上及不同年龄阶段主要呈聚集分布, 且随年龄阶段的增加, 聚集程度有降低的趋势。两物种在大尺度直观上有明显的生境偏好。两种优势物种的幼树、小树与大树和老树主要呈空间负相关或无空间关联性, 与中树呈空间正相关。甜槠中树与大树、大树与老树主要呈空间正相关, 而甜槠的中树与老树呈空间负相关。木荷中树与大树和老树、大树与老树均呈现空间负相关或无关联。我们发现古田山优势物种通过密度制约和Janzen-Connell效应释放空间, 为其他物种共存提供了条件, 密度制约和Janzen-Connell效应可能是古田山样地甜槠和木荷空间格局形成的重要原因。     

Spatial patterns and associations of four species in an old-growth temperate forest

The spatial pattern of a tree species is an important characteristic of plant communities, providing critical information to explain species coexistence. The spatial distribution and association of four different successional species were analyzed among different life-history stages in an old-temperate forest. Significant aggregation patterns were found, and the degree of aggregation decreased with the scales and life-history stages. Significant interspecific spatial associations were detected. In comparing the relationships among the different life-history stages, positive associations were found at small scales in all of the juvenile species pairs. In the adult stage, negative associations were detected in coniferous vs. deciduous species pairs, while the deciduous species pairs, which have identical resource requirements, showed a positive association in this study. The coniferous species pairs showed a positive association at small scales. We infer that seed dispersal, competitive ability, or the requirement for specific topographic and light environments may contribute to the coexistence of these species.     

大明山常绿阔叶林冠层垂直结构与林下植物更新

2009—2011年,在广西大明山常绿阔叶林一个典型坡面的上坡、中坡和下坡分别建立24个20 m×20 m的固定样地,测定不同林冠层次(上层、中层和下层冠高分别为:>8、4～8和0～4 m)的覆盖度并监测林下植物的更新,研究林冠垂直结构的动态变化及其对林下植物更新的影响.结果表明: 随着2008年特大冰冻灾害后森林的恢复,林冠总覆盖度显著增加,从2009年的54.0%提高到2011年的67.4%,不同冠层覆盖度和恢复增长存在显著差异,上层林冠覆盖度显著高于中、下层,而中、下层林冠的恢复增长显著优于上层林冠.林下更新的木本植物共55种,优势科和优势种与现有群落的基本一致.同一年份不同坡位林下更新植物的物种多样性指数差异不显著,但同一坡位不同年份间存在显著差异.不同冠层的覆盖度与更新植物的物种丰富度和多度相关性不显著;中层、下层和林冠总覆盖度与林下更新植物的Shannon指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数呈显著负相关,表明冠层覆盖度显著影响着林下更新,中、下层林冠对林下更新植物多样性的作用更明显.     

桂西北喀斯特常绿落叶阔叶混交林物种多样性分布格局的尺度效应

物种多样性的空间分布格局及其与尺度的关系研究对于了解群落物种多样性形成机制具有重要意义。为了探讨喀斯特地区物种多样性空间分布格局的尺度效应,以喀斯特常绿落叶阔叶混交林25 hm~2样地的(胸径DBH≥1)木本植物为研究对象,分析了6个空间尺度(5 m×5 m,10 m×10 m,20 m×20 m,50 m×50 m,100 m×100 m,250 m×250 m)上的多度、物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及Pielou均匀度指数的变化规律。结果表明:物种多样性指数的空间分布均表现出较高的空间异质性;物种多样性指数的方差随取样尺度增加呈现单峰分布特征,并且在100 m×100 m尺度上达到最大值;物种多样性指数的变异系数随尺度的增加呈线性下降趋势,其中,Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及Pielou均匀度指数均在5 m×5 m至20 m×20 m尺度上明显减小;在大于50 m×50 m的尺度上,物种丰富度与多度的正相关性不显著(P0.05)。喀斯特常绿落叶阔叶混交林物种多样性的空间分布格局与不同空间尺度密切相关,深入解析物种多样性随空间尺度的变化模式,需要在类似的森林生态系统做更多的研究。     

石栎-青冈常绿阔叶林土壤有机碳和全氮空间变异特征

在1hm2(100 m×100 m)石栎(Lithocarpus glaber)-青冈(Cyclobalanopsis glauca)常绿阔叶林内100个10 m×10 m小样方的中心位置,按0—10 cm、10—20 cm和20—30 cm土层采集土壤样品,测定土壤有机碳(C)和全氮(N)含量。基于区域化变量理论和地质统计软件(GS+Version 9)的空间分析功能,应用地统计学的半方差函数定量研究该常绿阔叶林土壤有机C和全N的空间变异特征。结果表明:该林地土壤有机C含量平均值为18.61 g/kg,变化范围为9.53—39.40 g/kg,全N含量平均值为1.63g/kg,变化范围为0.73—3.32 g/kg。土壤有机C半方差函数的理论模型符合球状模型,全N半方差函数的理论模型符合高斯模型。土壤有机C和全N的空间异质性主要是由结构性因素引起的,且空间自相关程度均为中等程度。分形维数反映了有机C和全N空间格局差异及尺度依赖特征,有机C分形维数较大,空间格局比全N略为复杂。采用Kriging插值方法,1hm2森林内土壤有机C和全N具有相似的空间分布格局,呈现明显的条带状和斑块状的梯度变化。土壤有机C含量与海拔、凹凸度呈负相关,但相关性不显著,与林地凋落物量呈极显著正相关。土壤全N含量与海拔、凹凸度呈显著负相关,与林地凋落物量呈正相关,反映出土壤N的淋溶特性。     

浙江天童常绿阔叶林香港黄檀的生态适应特征和行为

通过对芽的类型和活动、攀援茎的形态、径级分布和格局、攀援能力和立体结构及其与支持木关系的测定分析,探讨了香港黄檀的生态适应特征和行为。结果如下：①芽按活动时间分为春芽和夏芽;两类芽均可形成长枝(攀援枝)或短枝,但在活动持续时间和抽生攀援的长度方面存在明显差异;林内不定芽(主要为春芽)的活动和适应生长是老藤更新的重要途径。②攀援枝的节数和节间长度分别为短枝的7倍和6．5倍,而且易受光照等条件的影响;林缘攀援枝的分枝率是林内的5倍。③径级分布反映出种群随群落演替而老化,香港黄檀属群落早期藤本。互对支持木种类表现出一定的选择性,马尾松是其中被攀援最多的支持木,这主要与香港黄檀的生理、生长要求和马尾松枝型特点等有较大的关系。⑤具有较强的攀援能力,单株在群落中平均可攀援乔木层大树j株,最多可达15株,水平扩展面积平均为54m^2,最大可达260m^2;藤本通过攀援与支持木形成的空间结构,构成群落的特殊层片,其群落学意义值得进一步研究。     

小兴安岭天然针阔混交林主要树种空间格局及其关联性

在小兴安岭天然针阔混交林1.1 hm~2的固定样地内,本文调查和统计了其物种组成和林分径级结构。运用空间点格局分析方法中的O-ring函数,对种群的空间分布格局及其关联性进行分析。结果表明:样地内共有乔木树种15种,重要值排在前四位的依次为红皮云杉(Picea koraiensis)、枫桦(Betula costata)、春榆(Ulmus davidiana)和色木槭(Acer mono),红皮云杉和枫桦属于样地内的优势种,重要值分别为15.81%和11.10%。林下更新状态良好,枫桦的径级结构有呈正态分布的趋势,其余三种均呈现倒"J"形。O-ring函数结果证实,四个主要树种的种群空间分布格局相似,均在0—5 m小尺度上呈聚集分布,随着尺度的增大,逐渐变为随机分布;红皮云杉与其他三个主要种群之间在较大尺度上均呈现显著正相关或无相关,在小尺度上仅与枫桦呈极显著正相关;色木槭在较小尺度上与其他三个种群呈弱负相关性,随着尺度的增大,逐渐变为无相关性。