基于回归保护的东北红豆杉野生种群维持的制约因素

为明确东北红豆杉野生种群维持的关键制约因素,制定现有种群的保护策略与技术环节,本研究调查了我国主要分布区内东北红豆杉野生种群的更新状况与分布格局,分析了林分因子与人为干扰对种群更新与维持的影响。结果表明：目前我国东北红豆杉野生种群整体更新情况较差,更新个体的径级与高度级结构呈现出不健康的状态,但有19%区域更新较好,种群整体表现为成树少更新差、成树多更新差、成树少但更新较好3种类型。东北红豆杉所在群落可以划分为臭冷杉+紫椴林、杂木林、兴安鱼鳞云杉+臭冷杉林,其中臭冷杉+紫椴林的更新数量显著多于杂木林;林分密度增加与适度的人为干扰对东北红豆杉更新有一定的促进作用,林分由低密度增到中等密度时东北红豆杉更新幼苗数量显著增加,所在生境受到适度干扰的种群更新数量显著多于轻度干扰下的种群。人为干扰和栖息地生境是目前东北红豆杉野生种群维持与更新的关键制约因素。东北红豆杉的保护应基于各生境斑块种群的更新现状制定相应的就地保护和回归保护等措施,并在保护过程中重点考虑干扰和生境条件等关键因素的影响。     

5种东北红豆杉植物群丛及其物种多样性的比较

东北红豆杉(Taxus cuspidata)是我国数量极少的珍贵濒危树种, 了解其天然群落的组成和特征对东北红豆杉种群的保护利用和恢复有重要意义。本文对吉林省天然东北红豆杉群落进行调查, 根据物种组成进行系统聚类分析。将20块40 m × 40 m样地划分为5种群丛类型, 分别以优势种进行命名, 即: Ⅰ. 舞鹤草-五味子+狗枣猕猴桃-紫椴+臭冷杉群丛; II. 东北羊角芹-狗枣猕猴桃-臭冷杉群丛; III. 盾叶唐松草-狗枣猕猴桃-臭冷杉群丛; IV. 舞鹤草-软枣猕猴桃-红松+紫椴+臭冷杉群丛; V. 舞鹤草-软枣猕猴桃-紫椴+臭冷杉群丛。对群丛的物种组成、群落结构和群丛类型、物种多样性进行了分析。物种多样性选用Menhinick丰富度指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数以及Shannon-Wiener多样性指数, 对比分析不同群丛特征。结果显示: 东北红豆杉植物群落组成中蔷薇科的种和属数所占比例最大; 5个群丛的多样性指数顺序为群丛V > 群丛III > 群丛IV > 群丛II > 群丛Ⅰ; 群丛Ⅰ和II具有较低的多样性和较高的优势度, 群丛II和群丛III的乔木层的多样性指数差异不明显, 但其丰富度指数和优势度指数却呈现了相反的特征; 群丛II丰富度低而优势度高, 而群丛III丰富度高而优势度低; 群丛III中的草本层的多样性高于乔木层, 群落郁闭度较低; 群丛IV和群丛V均位于和龙市荒沟林场, 随着海拔上升, 其物种多样性随之下降。结果表明, 不同物种组成的东北红豆杉植物群丛的群落特征存在显著差异。     

长白山北坡表土花粉组合及数量分析

吉林长白山植被垂直地带性是欧亚大陆从温带到寒带植被水平地带性的真实对照。通过对长白山北坡不同植物群落21个样点表土花粉组合及其与群落组成数量关系的分析,结果发现:(1)木本植物花粉占76.1%,木本植物与草本植物花粉比值(AP/NAP)约3.2,以桦属和松属为主;(2)岳桦云冷杉林和岳桦林花粉组合能较好地反映植物群落组成;红松云冷杉林花粉组合只能部分反映植物群落外貌;红松林的花粉组合不能较好反映植被特征;高山苔原花粉组合未能反映植物群落数量特征;(3)主要花粉类型中松属和桦属花粉具超代表性,云杉属、杜鹃花科和蔷薇科花粉具低代表性;(4)通过花粉相对含量,DCA分析能较好地区分不同植被类型,但是红松林与红松云冷杉林、岳桦云冷杉林无法区分。本研究可为本区古植被与古环境恢复提供新证据。     

长白山白桦林中红松种群动态的研究

山地红松、云杉、冷杉林(简称红松云冷杉林),是山地云冷杉林与红松阔叶林相连接带上的垂直地带性植被。在长白山分布于海拔1100—1400m之间,构成窄狭的山地红松云冷杉林亚带(周以良、李景文,1964)。红松云冷杉林受干扰后,白桦林是最为主要的派生森林类型之一。所以,红松云冷杉林演替过程中。白桦林阶段以及林下红松的更新居于重要的位置。本世纪以来,由于东北山地森林的大规模开发,红松云冷杉林面积急剧减小;而作为红松云冷杉林演替先锋阶段的白桦林比重相     

小兴安岭凉水典型阔叶红松林动态监测样地:物种组成与群落结构

阔叶红松(Pinus koraiensis)林是我国东北东部山区的地带性顶极植被,按其群落特征和物种组成可分为南部红松林、典型红松林和北部红松林。依照BCI(Barro Colorado Island)50ha样地的技术规范,作者于2005年在典型红松林分布的黑龙江凉水国家级自然保护区建立了一块9ha的固定监测样地,并于2010年对样地内胸径≥1cm的木本植物进行了全面调查。结果表明,样地内的木本植物共有48种,独立个体数为21,355株(包括分枝数为34,021棵),隶属于20科34属。绝大部分种类属于长白山区系小兴安岭亚系,同时混生有一些亚热带成分。样地内所有个体的径级分布呈倒"J"型,群落自我更新良好。林冠层、亚冠层和中间层的径级分布均呈倒"J"型,林下层呈"L"型。主要树种大青杨(Populus ussuriensis)、红松、枫桦(Betula costata)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)、红皮云杉(Piceakoraiensis)等的径级结构可分为近似于"正态"型、倒"J"型和"L"型3种类型。主要树种在样地的空间分布大多呈聚集分布,但大部分物种随着径级的增加聚集程度变小。树种分布与地形紧密关联,不同物种在不同径级表现出对生境有不同的偏好;红松和紫椴(Tilia amurensis)各径级的分布均与地形显著相关(P<0.05),而冷杉(Abies nephro-lepis)、花楷槭(Acer ukurunduense)、裂叶榆(Ulmus laciniata)、色木槭(Acer mono)的径级I(DBH<10cm)、II(10cm≤DBH<30cm)和枫桦、青楷槭(Acer tegmentosum)的径级I的分布与地形显著相关(P<0.05),且随着径级的增加,地形因子对其分布的影响显著减小。     

长白山云冷杉林幼苗幼树空间分布格局及其更新特征

长白山云冷杉针阔混交林是我国东北主要的森林类型之一,其乔木树种幼苗幼树的结构和动态决定着未来林分的结构和生长动态。在长白山地区设置一块具有代表性的云冷杉针阔混交林幼苗幼树更新样地,统计分析幼苗幼树更新特征,绘制地径结构图、树高结构图及其空间分布图。运用点格局分析中的单变量O-ring统计方法,分析更新树种的空间分布格局;用双变量O-ring统计方法,分析更新树种种间的空间关联性。研究结果表明:(1)更新树种组成有冷杉(Abies nephrolepis)、色木槭(Acer mono)、紫椴(Tilia amurensis)、红皮云杉(Picea koraiensis)、红松(Pinus koraiensis)、蒙古栎(Quercus mongolica)、春榆(Ulmus japonica)7种,其中以冷杉、色木槭为主,更新幼苗幼树的地径近似呈倒J型分布,树高结构近似呈双峰分布;(2)所有更新树种、冷杉、色木槭在小尺度1—10 m的范围内呈聚集分布,随着尺度增加,聚集程度减弱,逐渐趋于均匀分布和随机分布,紫椴、云杉和红松在空间所有尺度上以随机分布为主;(3)更新树种之间的空间关联性在小尺度范围上正关联性比较多,较大尺度范围上负关联性比较多,随着尺度增加,空间关联性减弱。     

小兴安岭针叶树种在不同尺度上对环境因子的敏感性分析

 小兴安岭地区是我国重要的林区之一,预测该地区针叶树种的分布,在不同尺度上查找针叶树种分布最敏感的环境因子,是不同层次的林业部 门制定森林恢复和植树造林方针的重要科学依据。该文以坡度、坡向、综合地形指数、海拔、坡位指数、年平均温度和年平均降水量作为环境 因子,利用Logistic回归模型对红松（Pinus koraiensis）、兴安落叶松（Larix gmelinii）、冷杉（Abies nephrolepis）、红皮云杉 （Picea koraiensis)、鱼鳞云杉(P. jezoensis)和樟子松（Pinus sylvestris var. mo ngolica）的分布进行了预测。并且采用相对运行特征 (Relative operating characteristic, ROC）,对模型进行了精度评价。其取值范围为0～1, 如果ROC小于0.7,认为模型具有低精度;如 果大于0.7且小于0.9,则模型具有较好的模拟精度;如果大于0.9,认为模型具有很高的预测精度。对每个树种的模型验证表明只有冷杉的ROC 大于 80%,红松、兴安落叶松和云杉的ROC在70%～80%之间,而樟子松的为67.9%。之后,把预测模型应用到丰林保护区,揭示局域尺度上树种 分布最敏感的环境因子。经过树种分布预测图与环境因子之间的相关分析发现,在区域尺度（整个研究区）上,红松、冷杉、云杉和樟子松对 年降水量最为敏感,而兴安落叶松对坡度最敏感。在局域尺度（丰林保护区）上,红松分布对坡度最敏感,冷杉和云杉对海拔最敏感,兴安落 叶松对坡位最敏感。在不同尺度上,树种最敏感的环境因子的转移,引起了在不同尺度上树种分布类型的变化。红松在区域尺度上聚集分布 （ROC=78.6%）,而在局域尺度上其聚集程度有所减弱（ROC=74.4%）,红松的分布范围增加。在区域尺度上,云杉和冷杉聚集分布,但在局域 尺度上,它们的分布接近随机分布类型（ROC<60%）,它们在丰林保护区内分布面积较大。与以上3个树种相反,兴安落叶松的ROC从71.7%增加 到了82.0%,在区域尺度上聚集分布的兴安落叶松,在局域尺度上更加聚集,其分布范围局限于某个特定环境（谷底）。总的来说,在区域尺度 上,多数树种分布对气候因子最为敏感,在局域尺度上,对地理因子最为敏感。不同树种对不同环境因子的敏感性,揭示了树种空间分布格局 和分异规律。     

基于MRT的喀纳斯泰加林火成演替群落数量分类

以喀纳斯国家自然保护区科学实验区未受人为干扰的可识别的火成演替泰加林群落为研究对象,采用典型样地调查法,运用地形因子、火干扰因子、土壤因子和物种重要值为变量的典范对应分析(CCA)方法和多元回归树(MRT)方法,分析物种分布格局的影响因子及群落类型和特征,以期加深对泰加林火成演替群落的科学认识。结果表明:喀纳斯泰加林植被共有维管束植物172种,隶属43科125属,其中乔木7种,灌木19种,草本植物146种。影响喀纳斯泰加林火成演替群落物种分布格局的主要因子是地形因子的海拔、土壤因子的全钾含量、火干扰因子的火烈度和火后时间。MRT方法将喀纳斯泰加林火成演替群落划分为6个群落类型,即:①疣枝桦(Betula pendula)+西伯利亚云杉(Picea obovata)-红果越橘(Vaccinium hirtum)-黑穗苔草(Carex atrata)+老芒麦(Elymus sibiricus)群落;②疣枝桦+西伯利亚云杉-红果越橘+大叶绣线菊(Spiraea chamaedryfolia)-黑穗苔草群落;③西伯利亚落叶松(Larix sibirica)+疣枝桦-红果越橘+密刺蔷薇(Rosa spinosissima)-黑穗苔草+寄奴花(Eremosyne pectinata)群落;④西伯利亚红松(Pinus sibirica)+西伯利亚落叶松-红果越橘+林奈木(Linnaes boealis)-老芒麦+寄奴花群落;⑤西伯利亚落叶松-红果越橘+阿尔泰忍冬(Lonicera caerulea)-细叶野豌豆(Vicia tenuifolia)+老芒麦群落;⑥西伯利亚落叶松+西伯利亚云杉-红果越橘-老芒麦+黑穗苔草群落。喀纳斯泰加林火成演替群落物种分布格局是地形因子、土壤因子和火干扰因子三者共同作用的结果,其中海拔、火烈度和火后时间是影响群落类型形成的关键因子。     

长白山云冷杉林优势树种的竞争

优势种是植物群落各层次中占优势的植物种,混交林优势树种竞争关系的研究对合理经营混交林具有重要意义.本研究在吉林省汪清县金沟岭林场内,选择立地条件一致的云冷杉天然林,设置大小100 m×100 m样地.首先,用优势度分析法确定群落优势树种;其次,以优势树种为对象木,采用可描述单株林木侧方上方、种内种间竞争强度的林木竞争指数分析优势树种的竞争关系.结果表明: 该云冷杉天然林有3个优势树种:臭冷杉、红皮云杉、红松.样地中,小径级林木较多,群落林木趋于小龄化,3个优势树种的竞争树种主要有臭冷杉、红皮云杉、红松、枫桦、紫椴、青楷槭和白桦.3个优势树种受到的竞争最激烈的是臭冷杉(1412.48),其次是红皮云杉(439.17)、红松(245.28),都主要承受侧方挤占,臭冷杉、红皮云杉、红松的侧方挤占分别占各优势树种竞争强度的64.9%、65.2%、66.0%;3个优势树种侧方上方平均竞争强度大致随个体胸径的增大而减少,小径级林木的侧方上方平均竞争强度几乎相等,对象木径级越大,所承受的侧方挤占比例越大,大径级林木几乎不承受上方遮盖;3个优势树种的侧方上方竞争主要来源于臭冷杉、红皮云杉、红松、紫椴、枫桦、青楷槭和白桦.3个优势树种种间竞争均比种内竞争激烈,臭冷杉、红皮云杉、红松的种间竞争分别占各优势树种竞争强度的58.4%、87.1%、83.7%,且竞争强度大致随个体胸径的增大而减少.     

濒危植物野生东北红豆杉群落特征及保护策略

以长白山自然保护区野生东北红豆杉种群为研究对象,在野生东北红豆杉的主要分布区设置4块标准地(50 m×50 m),运用群落生态学方法统计野生东北红豆杉的树木特征(树高、胸径、冠幅等),立地条件,林分状况等,分析野生东北红豆杉在分布地区的群落物种多样性特征。所调查的4个样地共有木本植物32种,隶属17科24属,草本植物53种,隶属于23科41属。不同样地的Simpson指数和Shannon指数变化一致,样地C4的均匀度Pielou指数为草本层>灌木层>乔木层,其余的样地均为灌木层>乔木层>草本层。Margalef丰富度指数显示,除了样地C4的草本层物种丰富度最大之外,其余3个样地都是乔木层物种丰富度指数最大。在4个样地中,野生东北红豆杉的重要值偏低,在群落中不占优势。野生东北红豆杉所在的群落主要以红松、长白鱼鳞云杉、紫椴等针阔叶树种组成的混交林。根据这种现象,提出了野生东北红豆杉的保护策略,为野生东北红豆杉资源的保护、繁育和利用提供了合理建议和有效途径。     

长白山红松林主要树种空间格局的模拟分析

 本文引入依坐标点集的空间格局模拟分析法研究了长白山红松林主要树种的格局分布,以及红松不同年龄级格局分布的动态。结果表明：红松在不同的林型、不同的生长发育阶段表现不同的空间格局,乔木层红松属随机型分布,在红松云冷杉林中非随机性较强;随着年龄级增长,红松的空间格局从聚集向随机发展,林木的随机自稀是种群格局动态变化的重要原因。     

天然东北红豆杉(Taxus cuspidata)种内和种间竞争

竞争是植物种内和种间关系的主要形式之一。通过对黑龙江穆棱东北红豆杉自然保护区的95株东北红豆杉对象木及980株竞争木的调查,运用Hegyi的单木竞争指数计算分析了东北红豆杉的种内和种间竞争强度。东北红豆杉的种内竞争强度不大,占总竞争的4%。竞争压力更多的来自于种间竞争,占总竞争的96%。与东北红豆杉竞争激烈的树种主要是冷杉、紫椴、色木槭和红松等地带性植被的优势种。随着东北红豆杉胸径的增大,所受到的竞争压力逐渐减小,胸径在20cm以前所受到的竞争压力最大,竞争强度与对象木胸径符合幂函数（CI=AD^-B）关系。     

东北红豆杉不同生境群落种间关联性

本研究在吉林省汪清县杜荒子林场东北红豆杉(Taxus cuspidata Sieb.et Zucc.)集中分布区进行调查,基于方差比率(VR)、Ochiai指数(OI)以及Spearman秩相关系数检验,对云冷杉林(群落1)、云冷杉林(群落2)和风桦林(群落3)等3个群落进行了种间关联性分析.结果显示:3个群落的方差比...     

长白山森林不同演替阶段采伐林隙土壤种子库特征

对长白山地区不同恢复演替阶段的杨桦次生林、次生阔叶林和阔叶红松林采伐林隙内的土壤种子库进行了研究.结果表明：次生阔叶林林隙内土壤种子库的种子密度最大,为652粒·m^-2.随着森林群落的演替,土壤种子库的多样性指数和均匀度指数逐渐增大,而优势度指数则逐渐降低;红松、臭松和色木槭等顶极种的种子密度逐渐增大,山槐、水曲柳等树种的种子密度逐步降低;种子库的物种组成同更新幼苗的相似性越来越高,相异性则越来越低.在3种林型中,非林隙林分土壤种子库的种子密度,以及同幼苗的相似性均与林隙内种子库相同.说明土壤种子库为群落的恢复演替提供了丰富的种源基础,且随着恢复演替的进行,对地表植被更新的影响越来越强.     

地形对阔叶红松林幼苗更新的影响

依托黑龙江凉水国家级自然保护区9 hm²典型阔叶红松林动态监测样地的900个2 m×2 m多年生幼苗(H≥30 cm,DBH<1 cm)样方,基于2006、2008和2010年3次调查数据,分析了地形对幼苗建立的影响.结果表明: 样地内共有乔木幼苗26种,2006、2008和2010年的乔木幼苗总数分别为4514、6464和5611株·hm^-2.其中个体数前10位树种的幼苗数量占幼苗总数的90%以上.地形对8个主要乔木幼苗的分布有显著的影响,其中暴马丁香、冷杉、色木槭、春榆、花楷槭、紫椴和青楷槭幼苗与其成树分布基本一致,而红松幼苗的空间分布与成树分布有所不同.暴马丁香、冷杉、裂叶榆、青楷槭和紫椴幼苗的死亡与地形显著相关.暴马丁香、春榆、红松、冷杉、水曲柳、色木槭和紫椴新增幼苗与地形显著相关.
     

Variations in leaf morphological and chemical traits in response to life stages,plant functional types,and habitat types in an old-growth temperate forest

Intraspecific leaf trait variations are becoming a topic of interest for many ecologists because individual-based traits are essentially the drivers of variations at the community level. Six coexisting major tree species in an old-growth temperate forest, Northeast China (i.e., Abies nephrolepis, Pinus koraiensis, Acer mono, Fraxinus mandshurica, Tilia amurensis, and Ulmus laciniata) were sampled, and three habitat types (i.e., Hab I: high soil organic carbon with a moderate slope; Hab II: low soil organic carbon with a gentle slope; and Hab III: low soil organic carbon with a strong slope) were used in the plot. We performed a two-way ANOVA to compare the specific leaf area (SLA), leaf dry matter content (LDMC), leaf nitrogen content (LNC), leaf phosphorus content (LPC), and leaf carbon content (LCC) between saplings (1 < DBH ≤ 5 cm) and adults (DBH ≥ 10 cm) and between habitat types within species. We simultaneously evaluated the effects of life stage, plant functional type, and habitat type on the six leaf traits. Our results showed that life stage and habitat type had varied influences on the leaf traits of the six species. Life stage was an important determinant for all leaf traits. Plant functional type was included in the best models for SLA, LNC, and LCC. Habitat type had a greater influence on LDMC than SLA. Meanwhile, habitat type had a greater influence on LNC and LPC than LCC. The correlation between leaf traits with local environmental factors varied across different plant functional types and life stages. We suggest conducting individual-based analyses of leaf trait variations according to plant functional type and life stage to understand the plant life strategies along an environmental gradient may improve understanding of the forest dynamics in an old-growth temperate forest.     

Seedling regeneration,environment and management in a semi‐deciduous African tropical rain forest

Questions: How is seedling regeneration of woody species of semi‐deciduous rain forests affected by (a) historical management for combinations of logging, arboricide treatment or no treatment, (b) forest community type and (c) environmental gradients of topography, light and soil nutrients? Location: Budongo Forest Reserve, Uganda. Methods: Seedling regeneration patterns of trees and shrubs in relation to environmental factors and historical management types were studied using 32 0.5‐ha plots laid out in transects along a topographic gradient. We compared seedling species diversity, composition and distribution patterns along topographic gradients and within types of historical management regimes and forest communities to test whether environmental factors contributed to differences in species composition of seedlings. Results: A total of 85 624 woody seedlings representing 237 species and 46 families were recorded in this rain forest. Cynometra alexandri C.H. Wright and Lasiodiscus mildbraedii Engl. had high seedling densities and were widely distributed throughout the plots. The most species‐rich families were Euphorbiaceae, Fabaceae, Rubiaceae, Meliaceae, Moraceae and Rutaceae. Only total seedling density was significantly different between sites with different historical management, with densities highest in logged, intermediate in logged/arboricided and lowest in the nature reserve. Forest communities differed significantly in terms of seedling diversity and density. Seedling composition differed significantly between transects and forest communities, but not between topographic positions or historical management types. Both Chao‐Jaccard and Chao‐Sørensen abundance‐based similarity estimators were relatively high in the plot, forest community and in terms of historical management levels, corroborating the lack of significant differences in species richness within these groups. The measured environmental variables explained 59.4% of variance in seedling species distributions, with the three most important being soil organic matter, total soil titanium and leaf area index (LAI). Total seedling density was positively correlated with LAI. Differences in diversity of >2.0 cm dbh plants (juveniles and adults) also explained variations in seedling species diversity. Conclusions: The seedling bank is the major route for regeneration in this semi‐deciduous tropical rain forest, with the wide distribution of many species suggesting that these species regenerate continuously. Seedling diversity, density and distribution are largely a function of adult diversity, historical management type and environmental gradients in factors such as soil nutrient content and LAI. The species richness of seedlings was higher in soils both rich in titanium and with low exchangeable cations, as well as in logged areas that were more open and had a low LAI.     

河北小五台山国家级自然保护区森林群落与环境的关系

植物与环境之间的关系是一个复杂的演变过程,运用数量生态学方法探讨森林群落的物种组成、种群的生态特征、不同植物群落与环境之间的关系,有助于保护该区森林群落的稳定性和生物多样性。根据148个森林群落样方数据,选用双向指示种分析(TWINSPAN)和典范对应分析(CCA)方法,对河北小五台山国家级自然保护区森林群落进行分类和排序研究。结果表明:(1)TWINSPAN将该区的森林群落分为20个类型;(2)CCA排序结果较好地反映出群落分布格局与环境梯度的关系,各个森林群落类型在前两轴分异明显,在11个环境因子中,海拔、坡位、凋落层厚度、土壤导电率、土壤温度、土壤湿度、土壤厚度和干扰程度这8个环境因子对森林群落的分布起较大的作用,影响森林群落的分布格局,形成不同的植被类型。(3)乔木层优势种的CCA二维排序图所揭示的环境梯度与群落类型的分布有很大的相似性;t值双序图阐明了海拔、凋落层厚度、土壤温度、干扰程度等环境因子对森林群落乔木层优势种有着重要影响。采用TWINSPAN分类与CCA排序的方法,较好地解释了森林群落与环境因子的关系,为小五台山地区森林生态系统的科学管理和保护提供了理论依据,研究结果也为同类地区森林生态系统研究及保护提供参考和借鉴。