我国西南山地喀斯特植被的根系生物量初探

在贵州茂兰喀斯特森林国家自然保护区内,选取2种立地条件上(岩石和土壤分别占优势)的5个植被恢复阶段(草本群落、灌草群落、灌木群落、次顶极常绿落叶阔叶林和顶极常绿落叶阔叶林)共10个样地,利用平均标准木机械布点法对根系进行采集,分析了其生物量总量、不同根系径级的分配格局和地下空间的分布规律。结果表明:1)喀斯特植物群落的正向植被恢复进程极显著地增加了地下生物量(p0.001),从草本群落的2.63Mg·hm–2增加到顶极森林群落的58.15Mg·hm-2;同一恢复阶段的石生和土壤立地上根系生物量的差异不显著(p0.05),在顶极和次顶极常绿落叶阔叶林阶段,石生立地的根系生物量高于土壤立地,而灌木、灌草和草本群落阶段则相反。2)同一恢复阶段的石生立地的粗根生物量均高于土壤立地,但差异不显著(p0.05),而细根和小根生物量则从石生到土壤立地显著增加(p0.05);随着喀斯特植被的恢复,石生和土壤立地上粗根占总根系生物量的比例均逐渐增加。3)石生立地根系的分布以水平扩散和穿梭为主,无垂直层次分布;而土壤立地各恢复阶段的根系生物量主要集中在地面到地下10cm的垂直空间内;在不同的土层深度,粗根占所有根径级生物量的80%,且随土层加深,其比例降低。该研究不仅填补了喀斯特植被根系生物量观测的空白,为估算我国西南喀斯特地区植被的总生物量和生产力提供了本底数据,也为进一步研究喀斯特森林稳定性维持机制和喀斯特石漠化防治与植被适应性修复奠定了基础。     

Tree species influences soil microbial community diversity but not biomass in a karst forest in southwestern China

中国西南喀斯特森林树种对土壤微生物群落多样性和生物量的影响 陆地生态系统中植物种对土壤微生物群落结构的影响不一，而喀斯特生态系统中植物种对土壤微生物群落结构影响的研究尚未见报道。本研究利用磷酸脂肪酸(PLFA)法，分析了黔中高原型喀斯特常绿落叶阔叶混交林5个优势树种—窄叶石栎(Lithocarpus confinis Huang)、圆果化香(Platycarya longipes Wu)、滇鼠刺(Itea yunnanensis Franch.)、安顺润楠(Machilus cavaleriei H. Lév.)、云贵鹅耳枥(Carpinus pubescens Burkill)—与土壤理化性质对土壤微生物群落组成和生物量的影响。在测试的212个土壤样品 中共检测出132种PLFA，每个样品土壤微生物平均PLFA数量和生物量分别为65.97和11.22 µg g^–1。土壤表层(0–10 cm)的土壤微生物PLFA数量与下层(10–20 cm)土壤接近，但前者土壤微生物生物量显著高于后者(P < 0.05)。树种影响土壤微生物PLFA数量，但对土壤微生物生物量没有影响。云贵鹅耳枥附近的土壤微生物PLFA数量显著高于其他树种(P < 0.05)，而其他树种土壤微生物PLFA数量接近。土壤微生物 生物量与表层土壤的理化性质无显著相关，但与下层土壤的有机碳、全氮和全磷含量呈显著正相关 (P < 0.05)。总之，黔中高原型喀斯特森林真菌/细菌生物量比率低，微生物总生物量低，但微生物群落多样性高。树种对土壤微生物群落多样性产生影响。     

利用皆伐法估算黔中喀斯特森林地上生物量

精确估算森林生物量对理解全球碳循环至关重要。已有的喀斯特森林地上生物量估算研究存在很高的不确定性,缺乏校准数据检验研究结果的精度。利用皆伐法,首次精确估算了我国西南贵州省中部喀斯特森林的地上生物量,并检验了已有生物量回归方程和平均标准木法对该喀斯特森林地上生物量的估算效果。该喀斯特森林的地上生物量为122.81 Mg/hm²,胸径(D)≥1 cm的木本植物、D<1 cm的木本植物和草本植物的地上生物量分别为120.00、2.56、0.24 Mg/hm²。D在10—30 cm范围内的植株(83.89 Mg/hm²)是地上生物量的主要贡献者。4个优势树种(云南鼠刺Itea yunnanensis、川钓樟Lindera pulcherrima、猴樟Cinnamomum bodinieri和化香树Platycarya strobilacea的地上生物量为103.03 Mg/hm²,占森林总地上生物量的83.89%。干(61.04 Mg/hm²)和枝(40.56 Mg/hm     

基于生物量回归方程估算黔中喀斯特常绿落叶阔叶混交林木本植物的根系生物量

常规根系生物量研究方法在我国西南喀斯特森林地区实施困难,根系挖掘法所得研究结果不确定性高,导致目前根系生物量数据匮乏。选择贵州中部喀斯特常绿落叶阔叶混交林为对象,建立常规的根系生物量回归方程,结合群落调查数据,以期研究该森林木本植物的根系生物量特征及其空间分布格局。利用106株乔木、34株灌木和34株藤本标准木根系数据,构建了5种优势乔木(安顺润楠Machilus cavaleriei、化香树Platycarya strobilacea、云贵鹅耳枥Carpinus pubescens、云南鼠刺Itea yunnanensis和窄叶石栎Lithocarpus confinis)、3种优势灌木(刺异叶花椒Zanthoxylum dimorphophyllum、倒卵叶旌节花Stachyurus obovatus和异叶鼠李Rhamnus heterophylla)和2种优势藤本(藤黄檀Dalbergia hancai Benth和小果蔷薇Rosa cymosa)以及乔木通用、灌木通用和藤本通用共13个根系生物量回归方程。利用这些方程计算得到该喀斯特森林木本植物总根系生物量为22.72Mg/hm2。乔木根系生物量(22.57 Mg/hm2)远高于灌木和藤本,占森林总根系生物量的99.30%。5个优势乔木树种的根系生物量(19.67 Mg/hm2)占森林总根系生物量的86.54%。物种根系发达程度是影响根系生物量空间分布格局的重要因素。研究可为喀斯特地区植被地下生物量与碳储量的全面估算提供一个新途径。     

广西地区喀斯特与非喀斯特山地森林树木物种多样性及系统发育结构比较

以广西地区植被调查集资料总共365个群落样方(样方面积在300—1000 m2,50%左右为400 m2)为基础,将样方分为海拔≤1000 m喀斯特和非喀斯特森林以及海拔1000 m的非喀斯特森林三类生境,探讨这3种生境森林物种丰富度和群落系统发育结构差异及其与年均温的关系。结果表明,海拔≤1000 m非喀斯特森林含有4种以上的科比海拔1000 m非喀斯特森林多24科,比喀斯特森林多18科,其中樟科、壳斗科、山茶科、杜鹃花科等都是两种非喀斯特森林生境的重要组成科;大戟科为喀斯特森林含有种数最多的科,其中出现在非喀斯特森林的山茶科和杜鹃花科等没有在喀斯特森林出现。森林物种多样性及系统发育指数与年均温不相关或相关不强;海拔≤1000 m的喀斯特与非喀斯特森林的Gleason物种多样性指数没有显著差异,而海拔1000 m的非喀斯特森林的Gleason指数比另外两种生境显著高。海拔≤1000 m非喀斯特森林系统发育多样性PD指数比中山地带的非喀斯特生境的森林高。喀斯特森林和海拔1000 m非喀斯特的绝大部分样地以及海拔≤1000 m的非喀斯特大部分样地都表现出系统发育结构聚集,推测生境过滤在广西地区喀斯特和非喀斯特森林群落构建中发挥着主要作用。但是喀斯特和海拔1000 m的非喀斯特两种生境森林群落发生系统发育发散的比例都比海拔≤1000 m的非喀斯特森林低,揭示生境过滤在这两个生境更为明显。     

黔中天龙山典型喀斯特次生林地上生物量与环境因子的关系

为探究喀斯特次生林地上生物量与环境因子的关系,该文以黔中普定县喀斯特天龙山典型次生林样地为研究对象,采取单物种及不同径级组地上生物量模型计算优势种及群落生物量,采用空间分布图描述环境因子与群落地上生物量空间分布状况,利用相关性检验(Pearson)、一般线性模型(GLM)以及冗余分析(RDA)讨论群落、生活型、物种地上生物量与环境因子的关系。结果表明：(1)喀斯特次生林群落地上生物量总量为106.94 t·hm^-2,优势种地上生物量占整个样地的91.77%,其中常绿植物高于落叶,窄叶柯(Lithocarpus confinis)与化香树(Platycarya strobilacea)地上生物量在群落中占比最高,分别为34.23%和34.37%。(2)岩石裸露率空间分布呈现明显的上下梯度差异,上坡显著大于下坡,坡度与土壤厚度空间分布不连续,无明显规律。(3)群落地上生物量与土壤厚度呈显著正相关,二者空间分布趋于一致,土壤厚度是群落地上生物量的主要影响因子,岩石裸露率与坡度对群落地上生物量的影响较低。(4)对于不同生活型,岩石裸露率对地上生物量的影响程度最高,土壤厚度...     

广西弄岗国家级自然保护区喀斯特森林鸟类群落结构与多样性分析

弄岗国家级自然保护区森林是典型的喀斯特森林。2010年2月—2013年2月对其中的鸟类群落进行了研究。利用样线法、样点法和数理统计等方法对弄岗森林鸟类群落结构、多样性等进行了调查和数据分析。结果如下:(1)共记录到鸟类222种,隶属13目42科。其中留鸟148种,夏候鸟31种,冬候鸟39种,旅鸟4种。弄岗喀斯特森林鸟类群落的特点为留鸟所占比例远大于候鸟,雀形目构成鸟类群落的主要组成成分。弄岗喀斯特森林鸟类区系组成在华中、华南、西南这三区广泛分布的种类最多,鸟类的区系组成具有一定的华南、华中、西南三区区系特征,但总体上以华南区区系特征为主。(2)对弄岗喀斯特森林林缘、弃耕地、森林内部3种生境进行多样性研究。3种生境的夏季和冬季鸟类多样性指数、均匀性指数和优势度指数均较高。鸟类群落结构组成在夏冬两季的波动并不明显,总体上较为稳定。     

茂兰退化喀斯特森林植被自然恢复中生态系统碳吸存特征

为了了解退化喀斯特森林自然恢复中生态系统碳吸存趋势, 采用空间代替时间的方法, 研究了茂兰退化喀斯特森林自然恢复中生态系统碳吸存特征。结果表明: 总体上植被生物量随恢复进程递增, 其中乔木层与其变化一致, 草本层、灌木层则相反; 喀斯特植被的地上与地下生物量之比较低, 尤其灌木层的地上与地下生物量之比最低; 加权平均含碳率随恢复进展递增; 随恢复进程, 植被乔木层碳密度递增, 草本层、灌木层碳密度递减; 总体上生态系统及其植被、土壤的碳密度由恢复早期(草本阶段、草灌阶段)经中期(灌木阶段、灌乔阶段)至后期(乔木阶段、顶极阶段)呈增加趋势, 而凋落物的相反。在贵州茂兰国家级自然保护区喀斯特森林的恢复进程中, 植被对生态系统碳库的影响最大, 尤其是木本植被, 而土壤的影响较小, 因此, 加强植被恢复对喀斯特地区生态系统碳汇具有极重要的意义。     

滇东菌子山喀斯特森林的植被类型及其特征

菌子山喀斯特森林区位于云南东部师宗县, 在植被区划上属滇中、滇东高原半湿润常绿阔叶林与云南松(Pinus yunnanensis)林区。该片森林以次生林为主, 是这一植被区东部边缘残留森林的典型代表。为揭示菌子山喀斯特森林类型组成及其群落特征, 该研究对该森林区开展了系统的样方调查, 记录了群落的物种组成、数量特征、生境信息等。通过对29个样方的调查数据的分析, 基于群落学-生态学分类原则和最新的中国植被分类系统修订方案, 该喀斯特森林可划分为4个植被型, 16个群系和27个群丛。该研究对每个群丛的特征进行了描述, 提供了所有样方的原始数据。     

广西弄岗喀斯特森林繁殖鸟群落的集团结构

于2010、2011和2012年5—7月在广西弄岗国家级自然保护区对喀斯特森林繁殖鸟类群落的集团结构进行了研究。对44种繁殖鸟类的取食方式、取食基层和取食高度进行聚类分析和主成分分析。其结果如下:(1)鸟类群落可分为6个取食集团,分别为地面取食集团、下层取食集团、上层取食集团、多层取食集团、树干取食集团和空中出击集团;(2)与其他森林类型的鸟类群落集团结构相比,喀斯特季节性雨林的鸟类群落以中、下层取食鸟类为主,多层取食集团次之。其原因可能是:弄岗喀斯特森林植被结构和鸟类食性特点形成了中下层取食的鸟类种数占优势的现象;鸟类以扩展各自生态位宽度方式来缓解竞争压力,从而形成了多层取食集团这一特点。     

茂兰喀斯特森林植物物种丰富度的垂直分布特征及环境解释

茂兰喀斯特峰丛地貌森林是目前罕见的一类原生性强、人为干扰少的非地带性森林生态系统,与常态地貌地带性森林生态系统相比差异大。该研究采用典型样地调查方法对茂兰喀斯特森林海拔在620～910 m之间的垂直样带11个样方进行调查,分析研究区顶级群落物种丰富度的垂直梯度变化特征,并用冗余分析(RDA)法分析环境因子对物种丰富度的影响,以明确垂直梯度上物种丰富度与环境因子的关系,为喀斯特自然森林生态系统的维持与恢复、保护与管理提供理论基础。结果表明：(1)该调查茂兰喀斯特峰丛共记录有维管植物511种,隶属于124科272属。(2)单因素方差分析表明,该群落不同生活型的丰富度之间存在极显著差异(P<0.01);LSD多重比较分析表明,群落丰富度水平表现为总体>灌木层>草本层>乔木层。(3)随海拔梯度的升高,群落总物种丰富度和草本层物种丰富度与海拔呈显著负相关关系(P<0.05),乔木层丰富度和灌木层丰富度与海拔无明显规律。(4)冗余分析表明,土壤C/N/P的解释率达到58%,是影响物种丰富度的主要因素。     

贵州茂兰喀斯特森林区真菌的种类组成及其生态分布

本文报道了茂兰喀斯特森林的真菌１８２种,隶属８１属,３５科,它们分为４个生态类群：峰丛漏斗区的真菌,锥峰山腰区的真菌;锥峰顶部的真菌;峰林洼地,盆地区的真菌。     

茂兰喀斯特山地广东松种群结构和动态初步研究

 广东松(Pinus kwangtungensis)是国家三类重点保护植物,为贵州茂兰国家自然保护区喀斯特山顶森林群落演替先锋树种和建群种之一。基于大小结构分析法、矩阵模型和分布格局距离方法,对茂兰喀斯特山地广东松种群结构和动态进行了初步研究。结果表明：(1)广东松种群大小结构近倒金字塔形,为中衰至衰退型种群;(2)广东松年龄(E)和胸径(D)的回归方程为E=59.968／(4.041-lnD);(3)广东松种群分布格局为斑块内种群个体集聚分布,斑块个体均匀分布;(4)广东松各径级度的种群密度(DS)随径级度(DG)呈S形变化,DS=1／(0.0584+0.018e-DG);(5)广东松种群为先锋种群,也能在山顶特殊生境中一定时期内与其它种群一起形成稳定群落;(6)分布格局距离方法能有效地用于亚热带森林树种的种群分布格局研究,矩阵模型能在—定程度上反映森林树种种群的数量和结构动态。     

尖峰岭热带山地雨林生物量的初步研究

 本文用对比研究法对海南岛尖峰岭热带山地雨林原始林和更新林的地上部分生物现存量进行了测定,结果表明：未受干扰破坏的森林其生物量积累可达到较高的水平,原始林和更新林的生物现存量(包括凋落物现存量)分别为645.2和272.9t／ha,乔木层生物量占群落生物量的94%以上,表明了乔木层在森林生态系统中的重要地位和作用,而通过对原始林和更新林的生物产量结构的分析,反映出它们之间的一些差异性。林分的叶面积指数(LAI值)分别高达16.70和9.07,说明所调查的两个群落具有较高的生产力水平。热带林的早期更新速度很快,26年生的天然更新林分其生物量年平均净积累达9.8658t／ha·a,明显高于成熟林的6.2421t／ha·a,接近中等集约经营的热带人工林的生产力水平。     

云南石林喀斯特地区半湿润常绿阔叶林附生植物的初步研究

对云南石林喀斯特山地原生植被——半湿润常绿阔叶林中附生植物的组成、生物量以及附生植物持水量等进行研究,结果表明该区森林林木附生植物种类相对较少,只有8科9种附生维管束植物和5种苔藓植物,而林内岩石表面则有石附生维管束植物16科17种,苔藓植物3种,两种不同生境附生植物的相似性系数为0.5。相同取样面积(400cm2)条件下,岩石表面附生植物平均生物量(11.7g)比林木表面(4.9g)的高。附生植物一次持水量为自身干重的5.5~9.7倍。     

贵州茂兰喀斯特森林中华蚊母树群落种子库及其萌发特征

茂兰喀斯特森林中华蚊母树群落900m^2的样地内共有种子植物59种。其中19种主要植物已进人繁殖阶段,每年产生成熟种子238．8粒／m^2,种子雨量达351．1粒／m^2。其中对群落更新有作用的成熟有效种子数为150．8粒／m^2。萌发前种子库中有活力种子41种2642．O粒／m^2。其中现存植物种子19种。萌发后种子库中有活力种子28种2504．5粒／m^2,其中现存植物种子6种。葫发前后种子库的差异主要在于枯枝落叶层的种子含量。当年产生的种子大多数位于种子库的枯落叶层中,随时间推移,寿命较长的种子逐渐移到土壤层中。群落演替前期各阶段产生的种子全部位于土壤层里。萌发前种子库与现存群落的相似性大于萌发后种子库。群落内有19种主要植物繁殖产生种子,并在萌发前的种子库中有活力种子存在,群落更新潜力很好。群落遭受破坏的季节不同。其恢复潜力也不一样。群落内平均每年萌发出苗14种54．2株／m^2,当年存活24．5株／m^2,群落更新较好。     

元宝山冷杉群落特征的初步研究

元宝山冷杉仅分布于广西融水县元宝山．元宝山冷杉群落为常绿针阔混交林,上层林木主要是松科植物,中、下层以樟科、茶科、杜鹃花科、壳斗科为主．元宝山冷杉群落现存大树基本上都是老龄树,林内有少量幼苗,但很难见到中龄林木,因此,元宝山冷杉种群年龄结构不完整,将被常绿阔叶树取代．     

茂兰喀斯特森林林隙植被恢复的物种组成及生活型特征

以贵州茂兰国家级自然保护区喀斯特森林为研究对象,以群落调查为基础,研究了林隙植被发育过程中物种组成、种间关系及生活型的动态变化规律。结果表明:在林隙发育的10年至30年时,林隙植物的科、属、种组成逐渐增加,至40年时有所下降,科和属组成与非林隙林分基本持平,但物种数继续增加。表征在林隙的恢复过程中,来自不同分类群的物种增加,群落组成更加复杂化和多样化。科、属、种三个等级均表现为林隙发育年龄越相近,相似性系数越大,林隙年龄相差越大时,物种组成的相似性越小,体现了林隙植被恢复的连续性。随林隙年龄的增大,高位芽植物和藤本植物逐渐增多,而地面芽和一年生植物则有减少的趋势,地上芽和地下芽植物随林隙的发育变化规律不明显。随林隙的发育,群落结构趋于稳定,生态功能增强。     

Leaf herbivory is more impacted by forest composition than by tree diversity or edge effects

Links between biodiversity and ecosystem functioning are well established. Beyond biodiversity per se, community composition can have strong effects on ecosystem functioning. Furthermore, spatial processes including edge effects, can impact the diversity-functioning relationship. These spatial processes are especially relevant within a food web context, such as the transfer of plant biomass across the food chain through herbivory. The relative importance of diversity, community composition and spatial context on herbivory pressure at the community and the species level is, however, poorly understood.To fill this gap in our understanding, we studied to what degree herbivory in temperate forest plots varies according to edge distance, tree diversity and forest composition. In contrast to the prevailing view of tree herbivory increasing at forest edges, we found that the effects of forest edge and tree diversity on leaf herbivory were masked by effects of forest composition, i.e. the specific contributions of the tree species. The strongest composition effect found was increased herbivory on Quercus robur in the presence of Fagus sylvatica.Our findings highlight that neither edge distance, tree diversity, nor the interaction affected one ecosystem function, namely herbivory, whilst tree community composition did. This warrants consideration of identity and composition effects in future studies if we are to deepen our understanding of the determinants of ecosystem functions across systems.