天童常绿阔叶林林窗的地形分布格局

为探究多维地形因素对林窗分布的影响,以天童20 hm²常绿阔叶林动态监测样地内的林窗为对象,结合地理信息系统软件,分析了林窗空隙率、林窗密度以及林窗面积在海拔、坡度、坡向、坡形、坡位5种地形因子下的分布格局.结果表明: 该样地林窗空隙率为13.1%,林窗密度为9.5个·hm^-2,林窗平均面积为137.82 m²;因高海拔台风干扰的强度较大,高海拔段(≥500 m)林窗的空隙率和密度显著大于中低海拔段(<500 m);台风带来的强降雨极易引起小范围滑坡,使得沟谷的林窗空隙率和密度显著大于侧坡,林窗平均面积显著大于侧坡和山脊.台风及其带来的强降雨是造成林窗在海拔及坡位梯度上具有显著性差异的主要原因.     

哀牢山中山湿性常绿阔叶林林窗特征研究

本研究以哀牢山中山湿性常绿阔叶林为研究对象,分析了该植被群落林窗的大小结构及干扰形成等空间特征。研究表明,林窗大小取决于林窗形成方式和形成木的种类、大小。实际林窗面积远小于扩展林窗面积,前者的平均面积仅约为后者的33．2％。在数量上,实际林窗和扩展林窗的面积分布均呈以上小林窗为主的偏态分布。但在总的林窗面积比例上,大林窗的所占的面积比更大。实际林窗中,100—200m2的林窗所占面积比达66．4％。扩展林窗中,200—300m2和400—500m2大小的面积比分别为33．1％和20．6％。由于该地区冬季强劲的风力,林窗形成方式以根倒和折干,分虽占形成木总数的35％和28％。风力是哀牢山中山湿性常绿阔叶林林窗形成的主要外部驱动力。多数林窗由1—3株形成木造成的。林窗形成木的种类绝大多数为变色锥、木果柯和硬壳柯三种群范上层的优势树种。这三个树种约占林窗形成木的78％。因此,对于林窗发生这种中小尺度干扰事件,群落上层的成势树种起着决定性的影响作用。其它冠层水平的乔木(如亚冠层)的扰动也可以产生林窗,但所占比例很小。林窗形成木的径级呈明显的偏正态分布,且以21-40、41-60和61-80cm的径级最为普遍,分别占总数的31．6％、20．0％和18．3％。这种径级的偏正态分布于林窗面积偏态分布十分吻合,表明形成木的径级大小与所产生的林窗的面积大小呈正比。     

基于机载激光雷达的中亚热带常绿阔叶林林窗特征

机载激光雷达(LiDAR)是一种新型主动式遥感技术,能直接获取多尺度高精度的冠层三维结构信息,将其推广到森林干扰生态学领域,可为林窗研究提供应用支撑.以湖南中亚热带常绿阔叶林为研究对象,利用小光斑LiDAR数据进行林窗识别和几何特征估测.选择合适的分辨率和内插方法生成冠层高程模型,采用计算机图形学方法估测林窗面积、边界木高度和形状指数,并进行野外观测验证.结果表明: 林窗识别率为94.8%,主要影响因素是林窗面积和林窗形成木类型;估测的林窗面积和边界木高与野外观测值呈较强线性相关,R²值分别为0.962和0.878,其中估测的林窗面积平均比野外观测值高19.9%,估测的林窗边界木高度平均比野外观测值低9.9%;区域内林窗密度为12.8个·hm^-2,占森林面积13.3%;林窗面积、边界木高和形状指数的平均值分别为85.06 m²、15.33 m和1.71,区域内多为较小面积、边缘效应不太显著的林窗.
     

森林碳循环模型概述

森林碳循环是陆地碳循环研究的重要内容,碳循环模型是进行森林生态系统碳循环机理研究和碳通量估算的重要手段.本文在总结主要碳循环模型的基础上,将森林碳循环模型归纳为斑块尺度的森林碳循环模型和区域尺度的陆地碳循环模型两大类,并评述了各类型的代表性模型及其特点,最后指出了我国森林碳循环模型研究的未来发展方向.     

瓦屋山中亚热带湿性常绿阔叶林的林窗形成特征

调查了瓦屋山原生和次生的中亚热带性常绿阔叶林的林窗形成特征,并对林窗形成特征,林窗制造者的死亡方式和原因进行了探讨,结果表明,次生常绿阔叶林林窗面积均＜10m^2,1hm^2仅9个,林下更新不明显,原生林林窗密度为1hm^215个,＜40m^2的林窗占56％,＞100m^2的林窗只有4个,林窗平均面积59m^2,扩展林窗平均面积105m^2,林窗和扩展林窗总面积占被调查林分的比例分别为11．1％和19．8％,林窗大小分布表现出负指数分布,即小林窗多,大林窗少,林窗形状的变异较大,大多数因边界木的多少而成不规则的多边形,大多数林窗是多个林木死亡事件的结果,因而大多数林窗有两个或两个以上的林窗制造者,各林窗年龄大多数在10a以上,最近形成的林窗极少,估计林窗表成率是0.01.a^-1,采用样地投影调查方法可提高测定精度,便于不同调查林分结果的有效比较,常绿阔叶林林窗形成原因较为复杂,小径木的死亡是竞争被压所致,而大径的较高冠层木的死亡则可能是树木生长发育以及与地形,风等自然因子相互作用的结果。     

浙江天童常绿阔叶林12种常绿木本植物的落叶格局

落叶格局反映了植物叶片适应环境的生理生态策略,是植物功能群的重要特征。本研究通过跟踪观测枝条上老叶(一年生及以上)和当年生小枝新叶整年的数量动态,揭示了天童地区12种常见常绿阔叶木本植物不同的落叶格局,并且发现同一群落层次内有多种类型存在。根据落叶特性可分为季节性集中落叶型和全年持续性落叶型,其中4个物种表现为春季集中落叶型,2个物种为夏季集中落叶型,1个物种为秋季集中落叶型,1个物种为春秋季集中落叶型,4个物种为全年持续性落叶型;研究还发现阳性物种(包括冠层乔木及林窗下灌木)多为集中落叶型,而耐阴灌木物种多为全年持续性落叶型,并且阳性物种相比于耐阴灌木物种年总落叶比例更大,表明叶片更新率更快。结合当年气候数据及出叶物候,本文讨论了新叶生长、台风干扰及水分等因素对落叶格局的影响。通过对亚热带常绿阔叶林植物落叶格局及其影响因素的研究有望能进一步探索植物对环境的适应策略。     

浙江天童常绿阔叶林栲树种子雨的时空格局

在浙江天童常绿阔叶林中选择5株栲树,通过种子筐和地表取样,分析了栲树种子雨的时空格局特征.结果表明,栲树种子雨从11月3日到12月16日,持续45d,存在散落的高峰期(11月18日～27日);散落在地表的种子雨主要集中在离母株树干1.5～5.5m区段内,占总数的85.6%,最远不超过8m,空间格局符合二次分布;整个种子雨期间,单株平均落果数为112.8个·m^-2(70个·m^-2～239.5个·m^-2),东南向较多(135.6个·m^-2)、西北向较少(86.8个·m^-2),但无显著差异;种子雨中有活力的坚果占总数的27.3%、未成熟的占25.7%,昆虫幼虫侵害的占42%,松鼠啃食的占5%.     

常绿阔叶林内和林窗中栲树的种子萌发和幼苗生长

对浙江天童地区常绿阔叶林林窗和林内两种生境下人工播埋的栲树（Castanopsis fargesii）种子的萌发和当年幼苗的生长进行了研究。在林窗和林内两种生境的栲树种子（单粒重约0.5-0.6g）的萌发率没有明显的差异,分别为31.7±7.1％和33.3±2.l％,一年龄幼苗的平均株高在生长季末分别为 6.56±1.2cm和 5.88±1.09cm,两者有明显差异,而平均叶长、平均叶宽以及平均根长等指标没有差异;幼苗的生物量也没有明显差异。但一年龄幼苗在生长过程中,其生物量分配有所变化,在林窗条件下,幼苗逐渐将较多的生物量分配于根,而林内幼苗则逐渐将生物量较多地分配于叶,生物量的分配反映出幼苗在不同生境下的适应性特征。     

中亚热带常绿阔叶林林隙及其自然干扰特征的研究

通过对福建万木林中亚热带常绿阔叶林中96个林隙的调查,研究了中亚热带常绿阔叶林的基本特征和自然干扰规律,结果表明,在中亚热带常绿阔叶林中,扩展林隙(EG)和冠空隙(CG)在中亚热带常绿阔叶林景观中的面积比例分别为50．86％和16．66％,每年干扰频率分别为0．85％·年^-1和0．28％·年^-1,林隙干扰的返回间隔期约为357年．林隙形成方式由树木折干形成的最为普遍,占形成木总数58．04％。其次是由于掘根风倒而形成的,占33．48％．林隙大多由两株树木形成,平均每个林隙拥有形成木2．33株．扩展林隙的大小多在100～300m^2之间,其中以200～300m^2者所占的面积比例最大,而以100～200m^2者所占的数量比例最大,冠空隙的大小多在100m^2以下,其中50m^2以下所占的数量比例和面积比例都是最大的．林隙形成木分布最多的径级在20～30cm之间。     

浙江天童国家森林公园常绿阔叶林凋落叶养分含量的时空分布特征

植物凋落叶养分含量的时空分布格局在森林生态系统的物质循环和能量流动中发挥着关键作用,尤其是对森林土壤养分情况有重要的影响,而在群落结构复杂的亚热带森林中基于群落整体水平的凋落叶养分含量特征研究相对匮乏。在位于浙江天童国家森林公园中的20 hm²动态监测样地进行,收集凋落叶并测定其碳、氮、磷含量,结合不同生活型物种的凋落高峰,春季和初夏为常绿树种凋落高峰;秋季为落叶树种凋落高峰,以及地形特征对凋落叶养分含量的时空分布特征进行探究。结果表明：在时间尺度上,凋落叶养分含量表现为不同凋落高峰之间的差异,碳含量表现为秋季高峰 < 春季高峰 < 初夏季高峰,氮、磷含量为秋季高峰大于春季和初夏季高峰;在空间尺度上,凋落叶养分含量则表现为沟谷地形和山脊地形之间的差异性,在秋季凋落高峰时碳含量在沟谷地形显著低于山脊地形,氮、磷含量在山脊地形显著低于其他地形。研究结果表明群落物种组成及其生活型差异是造成森林群落水平凋落叶养分含量时空差异的主要原因。     

浙江天童常绿阔叶林演替过程中土壤碳库与植被碳归还的关系

土壤碳固持量随森林演替显著提高, 对减缓全球变暖具有重要意义; 但是, 演替过程中土壤有机碳库与植被碳归还的关系尚无定论。该研究以浙江天童常绿阔叶林次生演替系列为对象, 通过测定前中后3个演替阶段土壤总有机碳(TOC)、可矿化碳(MC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC) 3种活性有机碳的含量与储量, 植被凋落物年凋落量、地表枯落物现存量和细根年归还量及其碳储量, 利用相关分析和多元逐步回归拟合, 分析土壤碳库与植被碳输入的关系。结果表明: (1)土壤TOC、MC、DOC和MBC含量随演替进行均显著增加(p < 0.05); (2)随演替进行, 土壤TOC储量显著增加( p < 0.05), 而MC、DOC和MBC储量并没有出现一致的变化趋势, 其排序为: 中期>后期>前期; (3)凋落物年凋落量及其碳储量随演替显著增加( p < 0.05), 细根年归还量及其碳储量随演替先增后降( p < 0.05), 而地表枯落物现存量与碳储量显著降低; (4) 3种活性有机碳中, MC储量对土壤总有机碳储量解释的贡献率为34.01% ( R² = 0.388, p < 0.05); (5) TOC和活性碳库(MC、DOC、MBC)受到不同碳归还方式的影响, 但细根的影响最大(分别为28.2%、50.0%、73.4%和68.8%)。总之, 随天童常绿阔叶林演替发生, 土壤总有机碳和3种活性有机碳储量显著增加, 细根生物量和可矿化碳库储量增加是引起土壤碳固持量增加的主要原因。     

浙江天童常绿阔叶林演替阶段共有种的树木构型

树木构型是木本植物为响应光照变化在其空间建造结构上的配置模式和形态体现。研究演替不同阶段共有种构型的变化可以剔除植物谱系的影响, 反映植物构型特征与光资源供给性的关系。该研究在浙江宁波天童、南山和北仑3个次生演替序列上选择了5个演替共有种, 分4个群落高度层级, 对照分析了树高、冠幅深度和面积、枝条伸展方向、基径、叶片盖度和聚集度构型性状随演替的变化, 并分析了与冠幅曝光指数的线性关系。结果表明: 1)随着演替进行, 冠幅厚度和面积、叶片盖度、叶片聚集度和基径逐步增加, 但在个别相邻演替阶段增加不显著; 2)随着演替进行, 植物的垂直枝比例降低, 水平枝比例增加; 3)演替过程中植物冠幅曝光指数在各层级内都呈现出减小趋势; 4)构型性状和植物冠幅曝光指数间存在显著的线性回归关系(p < 0.001)。总之, 随着常绿阔叶林演替进行, 演替共有种构型的变化反映了物种功能类群由阳性先锋植物向耐阴植物的转化, 其中, 植物对光资源的适应是导致构型变化的主要原因。     

浙江天童地区常绿阔叶林退化对土壤养分库和碳库的影响

为了解常绿阔叶林退化对土壤碳库和养分库的影响,采用空间代替时间的研究方法,以常绿阔叶林顶级群落为参照,选择了次生常绿阔叶幼年林、次生针阔混交林、次生针叶林、灌丛和灌草丛代表不同的退化类型,分别对其土壤氮磷养分库、碳库进行了调查和分析。结果表明：土壤氮库贮量从大到小依次为,成熟常绿阔叶林、次生常绿阔叶幼年林、灌丛、次生针叶林、灌草丛和次生针阔混交林;土壤总磷含量也是在成熟林最高,次生针阔混交林和次生针叶林的总磷含量显著高于次生常绿阔叶幼年林和灌丛;土壤有机碳含量从高到低依次为：成熟常绿阔叶林,次生针叶林、次生常绿阔叶幼年林、灌丛、灌草丛和次生针阔混交林;土壤铵态氮在成熟林、灌丛和灌草丛的库容量最大,其次分别为次生幼年常绿阔叶林、次生针阔混交林,最小的为次生针叶林;硝态氮则在灌草丛的库容量最大,其次分别为次生针叶林、次生针阔混交林和成熟林针叶林,最小的为次生常绿阔叶幼年林和灌丛。统计显示,常绿阔叶林退化不仅导致土壤有机碳库含量的显著下降,也使得土壤氮磷养分库含量显著下降。可以认为,砍伐导致的大量生物量输出和森林管理措施的影响,植物种类组成的改变,土壤物理性质的改变以及养分和有机碳的主要生物化学转化环节发生改变是导致此类变化的主要因素,常绿阔叶林顶极群落土壤是该地区土壤的最大养分库和碳库。     

浙江天童常绿阔叶林、常绿针叶林与落叶阔叶林的C:N:P化学计量特征

以浙江天童常绿阔叶林、常绿针叶林和落叶阔叶林为对象, 通过对叶片和凋落物C:N:P比率与N、P重吸收的研究, 揭示3种植被类型N、P养分限制和N、P重吸收的内在联系。结果显示: 1)叶片C:N:P在常绿阔叶林为758:18:1, 在常绿针叶林为678:14:1, 在落叶阔叶林为338:11:1; 凋落物C:N:P在常绿阔叶林为777:13:1, 常绿针叶林为691:14:1, 落叶阔叶林为567:14:1; 2)常绿阔叶林和常绿针叶林叶片与凋落物C:N均显著高于落叶阔叶林; 叶片C:P在常绿阔叶林最高, 常绿针叶林中等, 落叶阔叶林最低, 常绿阔叶林和常绿针叶林凋落物C:P显著高于落叶阔叶林; 叶片N:P比也是常绿阔叶林最高、常绿针叶林次之, 落叶阔叶林最低, 但常绿阔叶林凋落物N:P最低; 3)植被叶片N、P含量间(N为x, P为y)的II类线性回归斜率显著大于1 (p < 0.05), 表明叶片P含量的增加可显著提高叶片N含量; 凋落物N、P含量的回归斜率约等于1, 反映了凋落物中单位P含量与单位N含量间的等速损耗关系; 4)常绿阔叶林N重吸收率显著高于常绿针叶林与落叶阔叶林, 落叶阔叶林P重吸收率显著高于常绿阔叶林和常绿针叶林。虽然植被的N:P指示常绿阔叶林受P限制, 落叶阔叶林受N限制, 常绿针叶林受N、P的共同限制, 但是N、P重吸收研究结果表明: 受N素限制的常绿阔叶林具有高的N重吸收率, 受P限制的落叶阔叶林并不具有高的P重吸收率。可见, 较高的N、P养分转移率可能不是植物对N、P养分胁迫的一种重要适应机制, 是物种固有的特征。     

浙江天童常绿阔叶林演替系列植物叶片的凋落节律

叶片凋落节律是植物的主要功能策略之一,探索演替共有种(至少存在于3个阶段)和更替种(各阶段特有种)的叶片凋落节律对于理解森林演替过程中物种的更替机制具有重要意义。本研究选择浙江天童常绿阔叶林4个演替阶段,通过对4个共有种和6个更替种叶片凋落季节动态的调查,探讨了共有种的凋落节律是否在不同演替阶段存在差异,以及共有种和更替种叶片凋落节律的差异。结果显示,演替对共有种马尾松(Pinus massoniana)、木荷(Schima superba)和栲树(Castanopsis fargesii)的叶片凋落节律具有显著影响(P0.05),而对柃木(Eurya japonica)无显著影响。共有种与该演替阶段特有更替种叶片凋落节律的差异在不同演替阶段表现不同。演替第一阶段的马尾松、木荷与石栎(Lithocarpus glabra)、檵木(Loropetalum chinense)叶片凋落节律差异显著(P0.05);演替第二阶段的木荷与山矾(Symplocos caudate)叶片凋落节律有显著差异(P0.05)。栲树与苦槠(Castanopsis sclerophylla)叶片凋落节律有显著差异(P0.05);演替第四阶段的木荷、栲树、柃木与天竺桂(Cinnamomum pedunculatum)、连蕊茶(Camellia cuspidate)叶片凋落节律存在显著差异(P0.05),其他无显著差异。综上表明,部分演替共有种叶片凋落节律随森林演替发生改变,而另外部分不发生改变。在同一演替阶段,绝大部分演替共有种和更替种的叶片凋落节律存在差异。演替共有种和更替种叶片凋落节律的变化反映了植物在叶片物候方面对演替过程中微环境变化的多样适应策略。     

浙江天童常绿阔叶林林冠结构与群落物种组成的关系

森林林冠结构能改变林下微气候条件, 可能会形成独立于地面生境的空间结构, 进而影响群落物种组成差异。该研究利用机载激光雷达获取浙江天童20 hm²常绿阔叶林样地的高精度林冠结构信息, 初步探讨了林冠结构与群落物种组成差异的关系, 结果表明: (1)未考虑林冠结构时, 独立于地面生境的空间结构是天童样地群落物种组成差异的重要影响因子, 在100 m²、400 m²、2 500 m²样方尺度上, 其对群落物种组成差异的解释率分别为25.2%、28.1%、8.0%。(2)考虑林冠结构后, 林冠结构使独立于地面生境的空间结构对群落物种组成差异的解释率降低了约1/3 (26.2%-36.0%)。(3)林冠结构因子中, 林冠高度对群落物种组成差异影响最大, 其次为林冠内部结构; 随样方尺度增大, 林冠高度对群落物种组成差异的影响降低, 林冠内部结构的影响逐渐增加。该研究结果证明了林冠结构是独立于地面生境的空间结构的主要驱动因子, 对天童植物群落物种组成差异具有不可忽视的重要作用。这些结果明晰了林冠结构因子中林冠高度和内部结构的重要性。     

浙江天童国家森林公园常绿阔叶林种间相关的研究

应用Ｘ２检验、联结系数ＡＣ、点相关系数ＰＣＣ和Ｐｅａｒｓｏｎ相关系数ｒ正公式研究了浙江天童国家森林公园常绿阔叶林植物的种间相关,将所测定的乔木层和灌木层植物分别划分为２个种组,即乔木层木荷＋苦槠组和青冈＋红楠组;灌木层木荷幼树＋　木组和红楠幼树＋长果桂幼树组．     

武夷山常绿阔叶林空间结构参数分布特征

基于武夷山9.6hm~2常绿阔叶林动态监测样地调查资料,采用角尺度、大小比数、混交度等空间结构参数分析其群落乔木层内部空间结构特征,阐述群落结构的形成与维持机制。结果表明,该样地乔木层以随机分布为主,聚集分布为辅;树种混交度也极高,具有很强的物种异质性;树种的优劣程度参差不齐,整体处于中庸的生长状态。样地呈强度混交的轻度聚集分布格局。前10位优势树种均呈集聚分布,且它们的树种混交程度都极高。木荷、甜槠等喜阳植物在乔木上层占有一定的生长优势;随着林内微环境的不断改变,赤楠、格药柃等喜阴植物开始在乔木下层广布繁殖,并占据有利地位,这不仅提高了该区域的物种混交程度,还大大增加了该生境中的物种多样性,有助于群落形成较为稳定的动态结构。同时,该样地当前以中、幼龄树木居多,暂未有建群种出现,可能正处于演替中后期。只有角尺度和混交度这两个参数间存在着极显著负相关,说明当一个样地内的树种混交程度越高,物种多样性越大,其空间分布也就越密集,反之亦然。     

天童常绿阔叶林不同演替阶段常见种叶片N、P化学计量学特征

对天童常绿阔叶林5个演替阶段的13个种类24个植物个体叶片的N、P化学计量学的研究表明：（1）各演替阶段植物叶片的N、P含量变异较大,N含量的值在6.49~14.69mgg^-1之间,P含量的值在0.66~1.13mgg^-1之间,叶片的N∶P值在7.45~16.38之间;总体平均值N为9.43mgg^-1,P为0.86mgg^-1,N∶P为11.17;（2）演替后期的叶片N含量和N∶P比高于演替前期,叶片N含量的变化趋势与N∶P比的变化趋势协同性较好,N∶P的变化趋势能较好地反映不同演替阶段的群落变化特征;（3）叶片N∶P可以作为植物和演替阶段的限制性营养元素的指标,不同演替阶段的群落生长基本上均是受N而不是受P的限制;演替各阶段绝大多数物种新生叶的N∶P都小于成熟的营养叶的N∶P,两者均受N元素的限制,且氮素对新叶的限制性更强,表明新叶容易缺乏氮素而发育不良。