热带木质藤本的根压及其与系统发育和环境的关系

木质藤本导管直径大,容易发生气穴化,根压可能在气穴化导管修复中发挥重要作用。通过在旱季和雨季监测32种木质藤本的根压,分析了根压与系统发育、环境因子的关系。结果表明,所有木质藤本均有根压,最大根压范围2~138 kPa。旱季有72%的木质藤本根压较小(15 kPa),但能全天维持正压。根压日变化规律有3类。第Ⅰ类:旱季与雨季均有明显日间波动;第Ⅱ类:旱季与雨季均没有明显日间波动;第Ⅲ类:旱季与雨季只有一个季节有明显日间波动。根压种间差异大,豆科与葡萄科的木质藤本具有较大根压,表明系统发育对根压有一定的影响。根压对光合有效辐射有较好的响应,但多数情况下根压与降雨、饱和蒸汽压差的关系不显著。环境因子对根压的影响还需要进一步研究。     

兴安落叶松叶水力与光合性状的变异性和相关性

树木叶水力和光合性状的变异性及权衡策略对评估和预测气候变化对树木的存活、生长及分布至关重要。在帽儿山森林生态站27年生兴安落叶松(Larix gmelinii)人工林从山谷至山脊设立一条由5个样地组成的全坡位样带,测量兴安落叶松黎明前叶水势(Ψ_(pre))、基于叶面积和叶质量的水力导度(K_(area)和K_(mass))、抗栓塞能力(P50)、比叶质量(LMA)、净光合速率(A)、叶氮含量(N)等叶水力和光合相关参数,探索其叶性状随立地条件的变异性和相关性。结果表明:不同样地的Ψ_(pre)、K_(area)、K_(mass)、P_(50)、A、LMA和N均存在显著差异(p0.05),表明叶性状随立地条件变化而表现出显著的种内变异性。Ψ_(pre)和K_(area)或K_(mass)均与P_(50)显著相关(p0.05),表明兴安落叶松种内存在一定的水力效率与安全权衡关系。A、LMA和N均存在成对相关关系(p0.05)。然而,水力性状与光合性状之间相关不显著。兴安落叶松响应于立地条件变化而表现出的叶水力和光合性状的可塑性和多重相关性,是该树种的一种生存生长策略。     

热带喀斯特森林常绿和落叶榕树的水力特征和水分关系与抗旱策略

以热带喀斯特地区的直脉榕(Ficus orthoneura)和豆果榕(F.pisocarpa)为实验材料,研究了常绿和落叶树木枝条和叶片的解剖结构特征、光合水分特征和耐旱性的差异,目的在于探讨不同生活型榕树适应干旱生境的策略.直脉榕和豆果榕的叶片都有两层栅栏组织、游离状的海绵组织和钟乳体等旱生结构,同时叶片角质层蒸腾速率(gmin)和气孔导度(gs)相对较低.但与落叶的豆果榕相比,常绿的直脉榕的枝条木质部失去50％传导率的水势(P50)和gmin更低,表现出更保守的水分利用策略.总体上,两种榕树都表现出了对喀斯特干旱生境的良好适应,但是它们的适应策略表现出一定的差别.豆果榕通过落叶度过旱期,而直脉榕在结构和功能上比豆果榕更耐旱.抗旱策略和水分利用策略的不同导致两种榕树的生态位分异,减少了彼此间的水分竞争,有利于它们在喀斯特生境中共存.     

中国亚热带不同菌根树种的根叶形态学性状特征与生长差异: 以江西新岗山为例

探究植物功能性状的种内和种间变异不仅有助于揭示植物对环境的适应, 也能够反映植物的生态策略, 但不同菌根类型树木生长过程中根叶形态学功能性状的适应策略仍有待探究。本研究依托中国亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验研究平台(BEF-China)选取7种丛枝菌根(AM)树木和7种外生菌根(EM)树木的纯林, 测定各个树种的比叶面积、叶干物质含量、比根长、根系直径、树高生长速率、地径生长速率及细根生物量等根叶形态学功能性状和生长指标, 探讨了两种菌根类型树种间的根叶形态学特征的差异。结果表明: 与AM树种相比, EM树种具有较小的比叶面积、吸收根平均直径和生长速率, 但具有更大的叶干物质含量; 两种菌根树种之间的比根长和细根生物量无显著差异。比叶面积、叶干物质含量、树高生长速率、地径生长速率和细根生物量等功能性状及生长指标在不同菌根类型、树种及二者的交互作用中均存在显著差异; 且树种、根功能型、菌根类型及三者之间的交互作用均对根功能性状有显著影响。EM树种地上指标的种内变异均大于种间变异, 而AM树种地上指标的种内和种间变异程度类似; 但两种菌根树种细根生物量的种间变异均大于种内变异。尽管两种菌根树种地上部分生长速率较快通常表现为较低的叶干物质含量, 但AM树种通常拥有较高的吸收根比根长, 而EM树种拥有较粗的运输根平均直径。吸收根比根长越低, 两类菌根树种的细根生物量就越多。由此可见, 根叶功能性状对植物地上部分的生长具有一定的协同效应, 其中运输根主要在EM树种地上生长过程中发挥重要作用, 吸收根主要与AM树种的地上部分生长有关; 但两类菌根树种的地下细根生物量均与吸收根有关。     

老鸦瓣属(百合科)的恢复: 以形态性状的分支分析为依据

老鸦瓣群(Amana群)是百合科中的一个东亚特有类群,仅分布在中国中东部、日本和朝鲜半岛。该类群在形态上与广义郁金香属Tulipa L.相似,但也具有与子房近等长的花柱以及2-3(-4)个苞片等与郁金香属不同的形态特征。有关该类群是否应置于郁金香属中或是否应独立为属的问题长期以来存在争议。为了澄清该问题,我们对产于中国的Amana群进行了广泛的标本室和野外形态观察,并采用分支系统学方法,对该类群3个种以及郁金香属的其他15种植物(包括土耳其的3个种)的28个形态性状数据进行了分支分析。结果表明广义郁金香属并非是一个单系类群。Amana群与广义郁金香属的其他4个组sect. Orithyia、sect. Eriostemones、sect. Leiostemones、sect. Tulipanum以及Lloydia属的两个种共同构成一个大支的3个分支。我们对广义郁金香属5个组共19种植物的ITS以及trnL-F分子序列综合分析的结果也表明：sect. Tulipanum、sect. Leiostemones、sect. Eriostemones和sect. Orithyia构成一大支,Amana群和猪牙花属的Erythronium sibiricum构成另一大支。因此,我们认为Amana群应从广义郁金香属中独立出来,恢复其老鸦瓣属Amana Honda作为属的分类地位。     

寒温带森林白桦径向生长的海拔差异及其气候响应——以奥克里堆山为例

气候变化深刻影响森林生态系统的结构和功能。在全球升温背景下,不同环境中不同树种的生长模式及其气候响应决定着生态系统的发展和稳定。本研究基于大兴安岭地区奥克里堆山的白桦年轮宽度数据,采用树木年代学方法,分析(兴安)落叶松森林中先锋树种白桦的生长-气候响应与升温和海拔变化的关联。结果表明: 气候变暖使具有明显海拔环境差异的白桦产生生长分异。较低海拔(1050 m)区域的白桦生长显著增加,而在相对偏高海拔(1250 m)区域的生长变化不大;在具有明显快速升温变化(1980年)之前,各海拔区域白桦生长的冬季(上年10月至当年2月)低温胁迫均达到显著水平;在快速升温阶段(1981—2010年),白桦生长的冬季低温胁迫降低,生长季(5—7月)温度成为偏高海拔处白桦生长的主要限定性因子;在水热条件较为调和的低海拔区域,白桦生长加快。研究区内白桦的分布总体上随着气候的持续变暖逐渐向高海拔区域扩散。     

物种与科属的数量关系——以中国鸟类为例

许多研究表明,物种与高级分类阶元在数量上密切相关,这种关系在地区物种数量预测中具有很高的应用价值。应用中国不同地理类型(保护区、行政区和动物地理亚区)的鸟类物种名录,研究物种与科属的数量相关关系和频次分布规律,结果表明(1)物种与高级分类阶元在数量上有着极显著相关关系(P<0.01),其中物种—属的相关关系要显著于物种—科,且在对数、乘幂、指数和线数4种模型中,用乘幂模型拟合最好;(2)物种在科属间的频次分布具有规律性(P<0.05),随着物种数/科属的增加,频次迅速减少,在4种模型中,乘幂模型拟合最好,属的规律性较科显著。根据以上结果,物种与科属间的数量强相关关系与物种数量在科属间有规律的频次分布有关。     

城市森林不同林分类型的昆虫多样性:以南京紫金山南麓为例

为阐明影响城市森林昆虫多样性的关键因素,本研究采用扫网法与马氏网法,于2020年7月下旬至2021年7月上旬对江苏南京紫金山南麓阔叶混交林、针阔混交林、针阔混交沼泽地、针阔混交绿道、人工阔叶绿道和人工针叶林6类生境开展昆虫多样性调查。累计采集昆虫9目78科145种59,648头,其中鳞翅目、半翅目、膜翅目与双翅目的物种数和个体数相对较高。α-多样性分析结果显示,阔叶混交林昆虫多样性最高,人工针叶林最低。仅针阔混交沼泽地与阔叶混交林的昆虫群落中等相似,其他生境昆虫群落均互相中等不相似或极不相似。冗余分析与Pearson相关性分析结果表明,虽然各主要昆虫类群α-多样性与环境因素的相关性存在差异,但总体而言,影响紫金山南麓昆虫多样性的环境因素主要为人为干扰程度、人流量、气温、日照时长、降水和海拔,其中植被人为干扰程度影响最为显著,干扰程度越强,昆虫多样性越低。科学地规划和管理植被结构是保护城市森林昆虫多样性的关键。     

人工林与天然林破碎化过程差异对比——以美国华盛顿州和密西西比州为例

森林损失和破碎化一直是国际社会普遍关注的重大环境问题之一。根据Forman景观变化包括穿孔、分割、破碎化、收缩和消失5种空间过程的理论,利用ArcGIS Modeler建立森林破碎化过程模型用以明确描述森林景观破碎化的空间过程和生态进程。基于NLCD2001、2006、2011 3期数据,以美国华盛顿州和密西西比州为研究区,利用森林破碎化过程模型,将森林损失斑块分为4种破碎化过程(分割类型因其线状特征被归入破碎化类型),对比分析天然林和人工林的破碎化过程在时空上的差异性。研究表明天然林破碎化斑块多分布于城市/森林、耕地/森林、以及灌木/森林的交界处,而人工林破碎化斑块分布格局较为零散;天然林中破碎化斑块和收缩斑块大多发生在上阶段收缩、破碎化以及穿孔斑块的边缘,而人工林中4种空间过程的承接关系不像天然林那么明显,但两者整体上都呈现相似的"收缩-消失-穿孔/破碎化"变化规律,主要表现为收缩类型占主导然后慢慢消退,穿孔和破碎化逐渐增多占据新的主导。     

生态设计家具的碳足迹核算与减排效果分析——以木质家具为例

我国的木质家具不仅产量大,而且碳排放强度也相对较高,利用生态设计理念可以降低木质家具的碳足迹。为了定量化生态设计所带来的减排效果,按照减少资源消耗和环境污染、节省住宅空间等木质家具生态设计原则,通过在一款多功能家具的框架内安装不同面板,形成了4种不同材质和结构的设计方案,利用生命周期分析方法核算了4种方案的碳足迹,并进一步量化了改进方案的减排效果。结果表明:4种家具设计的碳足迹从小到大为三聚氰胺板家具、木皮板家具、拼板家具、嵌条板家具,其中,实木类家具原材料碳排放较低,人造板类家具加工过程电力碳排放较低(主要来源于喷涂工段,占电力排放的83%—92%);通过各种减排方案的减排效果分析,发现采用"可拆卸无胶连接方式"改进方案减排效果显为明显;同时发现,合理的"低碳设计"(采用以实木板为基板,以三聚氰胺纸为贴面制作面板),可以避免中纤板喷涂过程的碳排放,从而减少产品整体碳足迹。     

物种多度和径级尺度对于评价群落系统发育结构的影响: 以尖峰岭热带山地雨林为例

研究不同径级尺度群落系统发育多样性有助于了解不同年龄模式下物种的亲缘关系及其群落系统发育结构; 但是关于物种多度对群落系统发育结构影响的研究较少。以海南尖峰岭热带山地雨林群落为例, 首先在不同径级尺度比较物种多度加权与否分别对4个广泛采用的系统发育指数的影响, 继而利用其中2个经过标准化处理的系统发育多样性指数: 净种间亲缘关系指数(net relatedness index, NRI)和净最近种间亲缘关系指数(nearest taxon index, NTI), 结合群落的生境类型来量度不同局域生境条件下不同径级尺度木本植物系统发育关系。结果发现: (1)未考虑物种多度加权的系统发育平均成对距离(mean pairwise distance, MPD)指数比考虑物种多度加权的MPD指数显著地高估了群落整体系统发育多样性, 且这种现象在小径级尺度(1 cm≤DBH<5 cm)最为明显。因此, 在森林监测样地中对于中、小径级群落系统发育结构研究中建议考虑物种多度信息。(2) 从群落组成整体系统发育结构来看, 尖峰岭热带山地雨林在几乎所有径级尺度和生境下均倾向于系统发育发散, 且随着径级的递增发散程度趋于明显(NRI<0)。(3)从群落组成局部系统发育结构来看, 尖峰岭热带山地雨林在中、小径级倾向于系统发育聚集(NTI>0), 而在大径级(DBH≥15 cm)则倾向于系统发育发散(NTI<0)。总之, 研究群落系统发育结构时应考虑物种多度的影响以及径级尺度效应。     

臭氧污染对亚热带森林生产力和生物量的影响——以鼎湖山为例

全球气候变化背景下,我国近地面臭氧浓度不断增加,已严重威胁到森林生态系统。但是,目前臭氧污染影响我国亚热带森林生物量的研究仍然具有较高的不确定性。本研究比较了不同模型和不同参数化方案评估的鼎湖山森林和林下草地生物量损失率的差别,比较了鼎湖山阔叶林和针叶林以及林下草地的生物量损失率与总初级生产力(GPP)损失率的一致性。2015—2016年臭氧污染造成的鼎湖山阔叶林生物量损失率为11.3%—11.69%,针叶林生物量损失率为3.97%—3.68%,草地生物量损失11.2%—14.6%;不同参数化方案估计的鼎湖山阔叶林的生物量损失率在9%—13%之间,针叶林的生物量损失率在3.68%—4.4%之间变化,草地在11.2%—14.6%之间。基于臭氧剂量响应关系模型估算的阔叶林GPP损失率为10%—12.6%,针叶林GPP损失率为1.81%—2.6%,草地GPP损失率为3.2%—3.3%。总的来看,鼎湖山阔叶林和针叶林的生物量和GPP损失具有较高的一致性,阔叶林生物量和GPP的损失率明显高于针叶林生物量和GPP的损失率。     

运用稀疏法分析物种丰富度的海拔梯度分布格局:以样方实测乔木种数据为例

植物物种丰富度随山地海拔梯度的变化格局是生物多样性研究的热点之一.基于种-面积关系的任何模型对群落物种数目所作估计,其精度都依赖于样本的代表性、抽样尺度以及所涉及的分类群.作者以秦岭南坡森林群落样方实测的乔木种数据为例,借鉴群落最小面积(minimum area,MA)的概念及其确定方式,利用稀疏法(rarefacti...     

森林城市景观格局与热环境的关系——以龙泉市为例

景观格局分异特征在相当程度上影响着城市热环境.本研究以国家森林城市龙泉市为对象,通过地温反演和空间分析反映9类景观温度特征,运用景观格局分析方法从1～3.5 km 6个尺度探索格局指数与热环境的相关性.结果表明: 龙泉市高温区及次高温区主要分布于东北至西南一带,以城乡居民地为主,低温区和次低温区主要分布于西北、东南区域,以公益林为主;对海拔700 m以下区域各景观类型地表温度的统计发现,针叶林地、阔叶林地、针阔混交林地、竹林地、水域的地温均值相对较低,灌木林地、其他林地、耕地、建设用地的地温均值相对较高;对景观格局与热环境的分析发现,类型水平格局指数较景观水平格局指数更具实际意义,建设用地与热环境的相关系数可达0.835,针叶林地、阔叶林地、针阔混交林地、水域次之,在-0.5～-0.4,不同林地类型的降温效果在空间尺度上的表达不同,阔叶林地、针阔混交林地更利于在大尺度上降温;林地的面积和蓄积量越大,越易出现地表温度低值.     

黄芪属与雀儿豆属(豆科)的定界问题——以米林黄芪为例谈谈对二属的认识

本文讨论了黄芪属与雀儿豆属的定界问题。作者以米林黄芪为例,分析了不同作者将其处理为不同属成员的原因。在研究了大量标本的基础上,进一步确认米林黄芪绝非雀儿豆属植物。同时,提出区别二属的关键特征。     

基于Landsat TM的热带精细地物信息提取的模型与方法——以海南岛为例

应用遥感技术进行精细地物信息提取是研究生态系统结构、过程和功能的重要手段之一。由于热带地区生态系统复杂,为精细地物信息提取带来很大的不确定性,极易产生"同物异谱"、"同谱异物"的现象。研究以地处热带地区的海南岛精细地物遥感信息提取为例,在综合分析典型地物光谱特征、空间分布、斑块形状等基础上,构建和优化了水陆指数WLI(Water and Land differing Index)、乔灌草指数GSI(Grass and Shrub differing Index)、旱地-沙地指数SSI(Field and Sand differing Index),并结合新型通用植被指数VIUPD(Vegetation Index of the Universal Pattern Decomposition Method)及DEM(Digital Elevation Model)等多源数据,提出基于决策树的面向对象遥感信息提取方法。该方法首先确定要提取的对象,明确对象类别与对象隶属关系,然后逐层逐项的提取天然林、橡胶林、浆纸林等地物信息。结果表明,综合提取的精度达88%,相比传统的监督分类方法精度(66%)提高22个百分点,精度明显提高。     

土壤物理性状检测的取样方法和数量——以祁连山东段高寒草甸为例

土壤异质性是导致植物空间异质性分布以及土壤动物和啮齿动物栖息地选择的主要因素之一。选择合理的土壤取样点数量和分布对反映研究区土壤信息尤为重要。本研究以祁连山东段高寒草甸土壤为例,以土壤紧实度、容重和水分为调查指标,在110 m×110 m的样地中,以每个样点相互间隔10 m设置了121个取样点,运用地统计学和经典统计学方法,比较不同取样数量(3～36个)和3种取样方法(随机法、网格法和对角线法)与整体取样(121个样点)所获得的结果。研究发现:(1)土壤物理性状的取样误差均随着取样数量的增加而呈下降趋势;(2)最优的取样方法是随机法,且取样数量大于18个,即能达到最小误差以及满足90%和95%置信水平的取样精度。建议研究者根据研究目的和草地类型,关注草地取样方法对研究结果的影响。     

iFlora与植物志修订的若干思考——以杜鹃花科白珠树属为例

结合现代植物学、DNA测序与信息等关键技术而产生的新一代智能植物志（iFlora）,其研发中最首要和迫切的任务之一就是如何将前沿、准确和完善的植物数据信息进行特色整合及智能化处理,为用户提供一个客观而科学的,具理论和实际应用为一体的植物学知识共享平台,并有效地为国民经济发展提供有价值的植物资源信息渠道。本文简要介绍了与传统植物志和目前常用的电子植物志数据库相区别的iFlora数据信息的分级内容、特点和功能,并强调了作为iFlora的核心数据信息,即用于物种鉴定的植物DNA条形码、关键形态学分类特征、植物图像等识别数据,以及分子系统发育数据等。以杜鹃花科（Ericaceae）白珠树属（Gaultheria）和其属下红粉白珠（G.hookeri）为例,介绍了iFlora采用的三类数据（核心数据、基础数据和拓展数据）构成的三级信息及其功能,同时探讨了信息整合时可能遇到的问题。     

根系功能性状对干瘠立地适应的种间差异——以北京石质山地主要观赏树种为例

分析干瘠立地中不同树种根功能性状的变化及差异,研究不同树种对干瘠环境的适应对策。试验材料为林龄、林分密度相对一致的石质山区主要观赏树种（黄栌、山桃、栓皮栎）,采用挖掘法获取树木细根,测定细根形态参数。根据田间持水量和石砾含量分别设置4个干瘠梯度（轻度、中度、重度、极度）,对比分析北京干瘠地3种树种根功能性状,探讨干瘠立地中不同树种根系形态的差异及其对特殊生境的适应。结果表明：干旱、瘠薄均对树木的根功能性状产生影响,但对不同性状以及不同树种的影响程度具有差异,其中对山桃根系的影响最大;3种树种根功能性状在不同干瘠等级下存在显著变化,同一性状的变化因树种不同而异。从轻度到极度干旱,3种树种的RL均逐渐减小,但是黄栌变化不显著;黄栌、栓皮栎RTD随干瘠的加剧而减小,而山桃随干瘠的加剧而增加;黄栌和山桃SRL随干旱、瘠薄的加剧,表现出一致的规律,即从轻度到极度,其SRL随即减小,而栓皮栎SRL随干旱、瘠薄的加剧而增大;随干瘠的加剧,黄栌SRA显著减小,山桃、栓皮栎SRA随干瘠的加剧而增大。树木对干瘠环境的变化都有一定的响应能力及适应对策,能够通过自身的形态变化来适应不断变化的环境,但不同物种对干瘠环境变化的适应途径不同,通过权衡碳分配、碳消耗采取了相应的生态适应策略,不同树种间存在明显差异。本研究3种树种中,黄栌在干瘠环境下根系性状变化不显著,耐干瘠能力较强;干瘠胁迫对山桃根系性状影响显著,山桃通过主动调节根系形态变化来适应不断变化的环境,具有较强的抗干瘠能力;栓皮栎的细根数量多,吸收土壤水分、养分能力较强,能够在干瘠环境中快速生长。     

海岸带生态系统健康评价中能质和生物多样性的差异——以江苏海岸带为例

生态系统健康评价是生态系统保护和监测研究的重要内容,该过程迫切需要综合性强、准确性高的指标,能质和生物多样性指标都是生态系统健康评估中的有效指标.以江苏省海岸带游泳和底栖生物群落为对象,沿海岸线从海州湾到长江入海口北岸选取15个站点,调查研究江苏省海岸带生态系统能质和生物多样性及其空间分布格局.结果表明:江苏海岸带除了中部地区能质和结构能质值较一致(都偏小)外,南北差异明显,生物多样性指数空间分布情况为南部Margalef指数略大于北部,中部较小,Shannon Wiener和Simpson指数空间分布都为南部＞中部＞北部;能质与生物多样性指标在高级生态系统中反映的生态系统健康状态一致,在中低级生态系统中差异明显;能质与生物多样性指标关联程度低,前者的测算侧重于生态系统中物种的等级,后者的测算侧重于物种的数量;总结能质和生物多样性指标在理论支撑、建立理论视角、与生态系统健康对应关系、应用模型以及局限性等方面的差异,研究结果在一定程度上可以丰富和完善生态系统健康评价研究理论与方法体系.