林窗对格氏栲天然林更新层物种多样性和稳定性的影响

采用物种多样性指数和改进的M.Godron稳定性法研究林窗干扰对格氏栲(Castanopsis kawakamii)自然保护区天然林更新层物种多样性和稳定性的影响.结果表明:林窗干扰改善了微环境,表现在林窗和林下乔灌层树种重要值和多样性存在差异.林窗乔木层中丰富度指数R、优势度指数D、Shannon-Wiener指数H、均优多指数Z均高于林下,均匀度指数Js和群落优势度指数C低于林下;灌木层中R、D、H、Js、Z指数均高于林下,群落优势度指数C低于林下,林窗物种多样性更为丰富,生态优势种不明显,群落向复杂化和均匀化方向发展.林窗与林下乔木层Jaccard相似性系数Cj、Sorenson相似性系数CS、Bray-Curtis指数CN相对较低,Morista-Horn指数CmH较高,林窗对树种更新具有促进作用;灌木层相似性系数Cj、Cs、CN、CmH均较高,物种组成基本一致.根据M.Godron稳定性原理拟合出稳定性模型,林窗和林下乔木层分别为对数模型与二次函数模型,林窗和林下灌木层最佳拟合模型均为对数模型.林窗乔木层植物处于稳定状态,林下乔木层植物不稳定;林窗和林下灌木层植物均处于稳定状态.林窗和林下乔木层树种中以桂北木姜子(Litsea subcoriacea)重要值最高,说明其在森林更新中占有重要地位,可能对格氏栲种群更新产生较大影响.林下乔木层中格氏栲重要值较低,格氏栲更新存在困难,而林窗干扰促进了格氏栲的向上生长和重要值的提升,可有效实现格氏栲种群的更新和恢复.     

格氏栲群落林窗边缘效应研究

应用Shannon—Wiener物种多样性指数、Simpson生态优势度指标以及边缘效应强度指数,对福建三明格氏栲保护区森林群落林窗的边缘效应现象进行了研究．格氏栲群落的38个林窗样地不同部位上述指标的测定结果表明,用物种多样性指数测定的林窗边缘效应强度值为0．7～1．3左右;而用生态优势度值测定的林窗边缘效应强度值为0．3～1．8左右,林窗边缘区由于边缘效应的作用有增大物种多样性的趋势,林窗的面积及林窗所在的森林群落类型,都对处于不同发育阶段的林窗的边缘效应强度产生影响．从而为格氏栲群落生物多样性保护与森林经营管理提供理论基础．     

林窗对格氏栲天然林更新层物种生态位的影响

采用改进更新生态位宽度和更新生态位重叠模型分析林窗干扰对福建三明市格氏栲天然林更新层物种生态位的影响。结果表明:林窗中格氏栲更新生态宽度值大于林下,林窗在促进格氏栲更新过程中具有重要作用。林窗和林下更新生态位宽度最大的为桂北木姜子,其与格氏栲更新生态位重叠值也较大。林窗中的格氏栲与其它物种更新生态位重叠值低于0.6,林窗微生境的异质性导致格氏栲与其它树种间对资源的利用存在明显的共享趋势,促进了物种间共存。林下的格氏栲与木荷、木荚红豆和短尾越桔的更新生态位重叠值均高于0.6,格氏栲与这些物种相互争夺资源与空间,种间竞争较强。格氏栲天然林未来树种组成中,主要由桂北木姜子、木荷、矩圆叶鼠刺与格氏栲等组成的混交群落,整个群落正向物种组成多样化的方向演变。     

格氏栲天然林林窗和林下种子散布及幼苗更新研究

以格氏栲(Castanopsis kawakamii)天然林为研究对象,探讨了林窗和林下格氏栲种子雨、种子库的分布特征及幼苗更新状况。结果表明:林窗种子雨总量和完好种子密度高于林下,未成熟种子比例低于林下;林窗和林下种子雨高峰期掉落数量分别占种子雨总量的77.13%和74.5%;林窗种子库储量低于林下,种子库中以全食或捡拾种子比例最高,其中种子库储量垂直分布表现为枯落物层(约占2/3)>腐殖质层(0～5 cm)(约占1/3)>心土层(5～10 cm)(小于1%),以格氏栲种子占绝对优势;格氏栲从种子到幼苗的转化率低,林窗中格氏栲完好种子密度与幼苗密度均高于林下。林窗微生境提高了种子散布过程中格氏栲成熟种子的密度和比例,有利于促进格氏栲的幼苗更新,表明林窗在格氏栲种群恢复过程中扮演着重要角色。     

基于无人机影像探讨格氏栲天然林林窗数量分布及其影响因素

探讨格氏栲(Castanopsis kawakamii)天然林林窗数量特征及其空间分布对预测森林种群动态变化及演替具有重要意义。该文采用无人机航拍获取格氏栲天然林正射影像图并结合野外调查,通过提取林窗特征参数和计算植被覆盖率来探讨林窗空间分布及其影响因素。结果表明:(1)保护区内格氏栲天然林植被覆盖率为75.53%,部分地区出现一定面积裸露土地。(2)研究区林窗空隙率为2.40%,密度为6.50ind.·hm-2,平均林窗面积为36.86 m2。(3)研究区林窗数量随林窗面积增加呈负指数分布,以微、小和中型林窗为主,面积100 m2以上的林窗数量较少。(4)低海拔林冠层覆盖度好,中海拔地区林窗个体数和平均林窗面积较大,高海拔地区林窗密度和空隙率相对较大。林窗主要分布在缓坡和斜坡上,其平均面积、密度和林窗空隙率也明显较高。西和南方位林窗数量较多,北、西北和东南方向林窗密度和空隙率相对较大。格氏栲天然林植被覆盖率较高,以微、小和中型林窗为主,地形因子通过改变林窗面积、林窗密度和林窗空隙率特征驱动了格氏栲天然林林窗数量与空间分布格局。     

格氏栲林林窗自然干扰规律

通过对格氏栲(Gastanopsis kawakamii)林林窗自然干扰的基本规律的研究,得到了描述林窗干扰状况的一些重要特征。结果表明：格氏栲林中扩展林窗(EG)所占面积比例为34．46％,而实际林窗(CG)所占的面积比例为17．81％,干扰频率每年分别为0．69％和0．36％,林窗干扰返回间隔期为281a;EG的大小变化为63～1257m^2之间,平均为244m^2,而CG的大小变化为22～707m^2之间,平均为126m^2;形成林窗的主要方式是干中折断,比例占36．22％,其次为枯立,比例占32．28形;大多数的林窗是由1～5株形成木形成,3株形成木形成的林窗最多;大多数林窗是在前50a形成的,其中10～40a之前形成的林窗最多;林窗分布格局是均匀分布型的。林窗形成木主要由格氏栲、大叶乌饭(Vaccinium mandarinorum)、山胡椒(Lindera glauca)、狗骨柴(Tricalysia dubi)组成。林窗形成木的地径主要集中在60cm以下,地径20～60cm的主林层乔木形成林窗的比例较大。     

林窗对川西周公山柳杉人工林林下物种多样性的影响

采用典型样地法,以川西周公山柳杉人工林5种不同大小的林窗为研究对象,以林下非林窗为对照,研究了不同大小的林窗对柳杉人工林物种多样性的影响,同时分析了不同梯度林窗下林窗中心、林窗边缘、及林下群落的物种组成、物种多样性的变化情况。结果表明:(1)在所调查的18个样地231个样方中共记录到维管束植物141种,隶属于76科113属;随着林窗面积的增大,群落各层次的物种数呈现出先升高后降低的趋势,灌木层物种数在各林窗梯度上表现为林缘林下林窗中心,草本层物种数在各林窗梯度上表现为林缘林窗中心林下。(2)不同林窗优势种及其重要值不同,即在小林窗内,优势种为柳杉和野桐,其重要值之和高达0.292 3;在大林窗内,杉木及亮叶桦为群落优势物种,群落内出现大量其更新幼苗。(3)不同大小的林窗表现为灌木层物种丰富度指数(D)、Shannon-Wienner指数(H)、和Pielou均匀度指数(Jsw)值在400~450 m2面积的大林窗内达到一个均优水平,草本层物种的多样性在面积为100~150m2的小林窗内达到较高水平;不同梯度的林窗各层次群落D、H值整体表现为林缘林窗中心林下。研究认为:林窗的存在会改变群落物种组成,提高群落物种多样性水平,并且大林窗(400~450m2)更利于柳杉人工林林下树种更新及物种多样性的提高。     

林窗与生物多样性维持

自 2 0世纪以来 ,森林群落演替更新与生态系统的空间异质性 (ｓｐａｔｉａｌｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ) ,逐渐成为当前生态学研究的热点。干扰 (自然或人为干扰 )作为群落时空格局及其动态的驱动力 ,是森林群落发展变化和结构维持的必要成分。将干扰状况与森林群落特征结合起来的研究方法 ,有助于对群落动态变化规律的深入理解 ,从而加深人们对森林群落调控机理的全面认识。生物多样性是全球关注的热点问题之一。对于生物多样性的维持与保护 ,提出了众多的理论与假说 ,但尚未形成一个完善的理论体系。空间异质性、物种竞争、边缘效应等都…     

戴云山物种多样性与系统发育多样性海拔梯度分布格局及驱动因子

生物多样性的海拔分布格局是生态学研究的热点。海拔作为综合性因子驱动着植物群落的物种、系统发育与功能多样性的空间分布。以戴云山南坡900-1600 m森林植物群落为研究对象,探讨物种多样性、系统发育指数与环境驱动因子的相互关系以及环境因子在群落构建与多样性维持中的重要意义。结果表明：（1）森林植物群落的系统发育多样性与物种多样性沿海拔均呈现中间高度膨胀格局。（2）物种多样性Margalef指数、Shannon-Wiener指数与系统发育多样性指数呈显著正相关,表明物种多样性越高,系统发育多样性也越高。Shannon-Wiener指数与物种多样性指数（Margalef、Pielou、Simpson指数）、系统发育多样性及系统发育结构都存在显著相关性,一定程度上Shannon-Wiener指数可以代替其他指数。Pielou指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数与系统发育结构NRI （Net relatedness index）指数、NTI （Net nearest taxa index）指数存在显著正相关,表明群落优势度、均匀度与系统发育结构相关性较强。（3）土壤全磷含量是影响系统发育多样性和物种多样性的主要驱动因子,土壤含水量是影响Shannon-Wiener、Pielou、Simpson指数的最显著因子,海拔是影响群落系统发育结构的主要因素。海拔是影响系统发育结构变化的主要环境因子,而土壤因子是影响物种多样性与系统发育多样性的主要因素,进一步验证了物种多样性与系统发育多样性的高度相关,结果旨在揭示物种群落空间分布规律。     

林窗凋落物化感作用对格氏栲幼苗生长的影响

为探讨林窗凋落物化感作用对幼苗更新的影响,通过模拟林窗与非林窗光照强度,以林窗和非林窗凋落物水浸提液（浓度1 ： 10、1 ： 30、1 ： 50和1 ： 100）为化感物质的主要来源,阐述林窗、凋落物化感作用及二者协同效应对格氏栲幼苗高度、叶绿素荧光参数和渗透调节物质的影响。结果表明：（1）非林窗幼苗的叶绿素相对含量、PSⅡ潜在活力（F_v/F_o）、PSⅡ最大光化学效率（F_v/F_m）和可溶性糖含量高于其它林窗,后期幼苗高度和叶片初始荧光（F_o）低于其它林窗。（2）与对照处理相比,不同浓度凋落物浸提液均抑制了幼苗F_v/F_o,而浓度1 ： 50和1 ： 100提高了幼苗后期高度、可溶性蛋白含量和叶绿素相对含量。（3）不同浓度凋落物浸提液中,林窗存在总体上提高了幼苗高度,且小林窗和非林窗幼苗叶绿素相对含量、F_v/F_o和F_v/F_m值高于其它林窗。（4）熵值法结果表明,非林窗格氏栲幼苗生长的综合评价值高于其它林窗,凋落物浸提液浓度对幼苗生长的影响呈"低促高抑"效应,浓度1 ： 50下幼苗生长的综合评价值高于其它浓度。高浓度（1 ： 10和1 ： 30）浸提液下,中林窗幼苗生长的综合评价值高于其它林窗。综上,林窗与凋落物化感作用共同影响格氏栲幼苗,且中林窗（50-100 m²）减弱了高浓度凋落物化感作用对格氏栲幼苗生长的毒害作用。未来,通过人为干扰方式调节林窗面积,适当清理森林凋落物以促进格氏栲幼苗天然更新。     

格氏栲自然保护区常绿阔叶林群落特征

在11000m²样地调查材料的基础上,分析了福建三明格氏栲自然保护区常绿阔叶林群落的种类组成、乔木种群的重要值、群落外貌、物种多样性、水平结构和垂直结构特征。该群落计有维管植物223种,隶属于80个科159属,其中单种属占总属数的80.5%,包括藤本在内的高位芽植物占总种数的85.2%。重要值高的乔木种群是格氏栲、木荷、米槠、马尾松、刮槠和山黄皮。主要乔木种群均服从聚集分布。群落垂直结构复杂,可分为乔木层、灌木层和草本层。生活型谱和物种多样性指数介于南亚热带季风常绿阔叶林和中亚热带常绿阔叶林之间。     

功能多样性和谱系多样性对热带云雾林群落构建的影响

近年来, 功能多样性和谱系多样性为探究群落构建机制提供了新方法。为了更准确地了解海南岛高海拔热带云雾林群落构建机制, 该研究以海南岛霸王岭热带云雾林为对象, 测定7个环境因子和13个植物功能性状。利用主成分分析(PCA)筛选环境因子, 以霸王岭、尖峰岭和黎母山热带云雾林分布物种建立区域物种库, 结合模型, 分析Rao二次熵(RaoQ)和平均成对谱系距离(MPD)变化对植物群落构建的影响。结果表明: 林冠开阔度、土壤全磷含量和坡度是影响植物群落构建的关键环境因子。多数功能性状的系统发育信号很低且不显著, 说明热带云雾林群落的系统发育关系与功能性状随历史进程变化不一致。RaoQ和MPD的实际观测值都显著低于期望值, 且其标准效应值与土壤磷含量显著相关, 说明生境过滤是驱动热带云雾林群落构建的关键因子, 土壤磷含量是群落构建的关键环境筛。     

山西关帝山森林群落物种、谱系和功能多样性海拔格局

探索和揭示生物多样性的空间格局和维持机制是生态学和生物地理学研究的热点内容, 但综合物种、系统进化和功能属性等方面的多样性海拔格局研究很少。该文以关帝山森林群落为研究对象, 综合物种、谱系和功能α和β多样性指数, 旨在初步探讨关帝山森林群落多样性海拔格局及其维持机制。研究结果表明: 随着海拔的升高(1 409-2 150 m), 关帝山森林群落物种丰富度指数(S)、谱系多样性指数(PD)和功能丰富度指数(FRic)整体上表现出上升的趋势, 特别是海拔1 800 m以上区域。随着海拔的升高, 总β多样性(β_total)和更替(β_repl)上升趋势明显, 而丰富度差异(β_rich)则逐渐下降。不同生活型植物的物种、谱系和功能多样性海拔格局差异较大。随着海拔的升高, 草本植物S和物种多样性指数(H′)上升趋势高于木本植物。影响草本植物S分布的主要因素是地形因子, 而影响木本植物S分布的主要因素是历史过程。随着海拔的升高, 木本植物β_total上升趋势要比草本植物明显。随着海拔的升高, 木本植物β_repl和β_rich分别表现出单峰格局和“U”形格局, 而草本植物β_repl和β_rich则分别表现出单调递增和单调递减的格局。随着环境差异和地理距离的增加, 群落间物种、谱系和功能β多样性显著增加。环境差异(环境过滤)对木本植物的β多样性具有相对较强的作用; 而环境差异(环境过滤)和地理距离(扩散限制)共同作用于草本植物的β多样性。     

格氏栲自然保护区常绿阔叶林群落的数量分类

基于对群落22个样地的调查,以群落样地中乔木层树种的重要值为指标,采用纸条排队法、群落相似系数分类法、最近邻体法和组平均法对格氏栲自然保护区常绿阔叶林群落进行数量分类。结果表明:4种分类结果基本相似,格氏栲自然保护区常绿阔叶林群落样地可分为格氏栲群系、米槠群系、甜槠群系、刨花楠群系、沉水樟群系、观光木群系和闽楠群系等7个群系,并论述了各群系的群落学特征,各群系基本处于稳定的顶极阶段。     

物种多样性和系统发育多样性对阔叶红松林生产力的影响

生物多样性与生态系统功能间的关系已成为生态学研究的热点问题之一,其中植物多样性对森林生产力的驱动作用受到广泛关注,而其潜在驱动机制还存在很大争议.本研究依托黑龙江凉水国家级自然保护区典型阔叶红松林9 hm^2森林动态监测样地,利用2005年和2015年的调查数据,采用线性回归和结构方程模型探究不同空间尺度下物种多样性和系统发育多样性对森林生产力的影响.结果表明:物种多样性和系统发育多样性与生产力均呈正相关,随着空间尺度的增大,物种多样性对生产力的作用强度逐渐增强,而系统发育多样性对生产力的作用逐渐减弱;小尺度下系统发育多样性对生产力的影响大于物种多样性.生产力还受到非生物因素影响,在不同尺度下土壤因子与生产力均呈显著正相关,并且随着尺度的增大,土壤因子对生产力的作用逐渐占据主导地位.在今后研究中应将进化信息与生态系统功能相联系,可为其他多样性度量提供额外的解释力,同时还应考虑空间尺度及非生物因素的影响,为深入了解森林生产力的驱动机制提供科学依据.     

Taxonomic distinctness and diversity of a hyperseasonal savanna in central Brazil

Savannas are characterized by a sharp seasonality, in which the water shortage defines the community functioning. Hyperseasonal savannas, however, experience additionally waterlogging in the rainy season. Since waterlogging may cause local extinctions of intolerant species, we asked whether waterlogging constricts the phylogenetic structure of a hyperseasonal savanna. We studied a hyperseasonal cerrado, comparing it with a nearby seasonal cerrado, never waterlogged, in Emas National Park, central Brazil. In each vegetation form, we sampled all vascular plants by placing fifty 1-m² quadrats in five surveys. We compared the phylogenetic structure of both vegetation forms, calculating their taxonomic distinctness, taxonomic diversity, expected taxonomic distinctness, and species, genus, and family similarities. The taxonomic distinctness of both cerrados was similar and the values of similarities were high, but taxonomic diversity and expected taxonomic distinctness were lower in the hyperseasonal cerrado than in the seasonal one. Assuming that phenotypic attraction is the major process organizing local communities, the waterlogging in hyperseasonal cerrado assembles phylogenetically unrelated species that have converged on similar habitat use. As a consequence, the habitat use of hyperseasonal cerrado species is a trait widespread in the phylogeny of seasonal cerrado. Waterlogging constrains the phylogenetic structure of the hyperseasonal cerrado, especially by reducing species diversity. In more ecological terms, we can only fully assess the phylogenetic structure of a community if we consider the species abundance.