雪灾干扰后林冠开阔度对黄心树幼苗更新的影响

幼苗更新是森林更新的关键过程,而林窗对于植物幼苗更新、生长及最终存活具有重要影响。极端气候事件会使森林在短时间内形成大量林窗,从而显著影响林内幼苗更新和存活。本研究以2015年雪灾后云南省哀牢山中山湿性常绿阔叶林优势种黄心树(Machilus bombycina)幼苗为对象,对194个1 m×1 m样方中的幼苗生长和死亡动态进行为期4年的监测,利用线性混合模型(LMM)和广义线性混合模型(GLMM),分析林冠开阔度对幼苗高度相对生长率、叶片相对增长率、新增率和死亡率的影响,研究了雪灾干扰后的林冠开阔度对植物幼苗更新的影响。结果表明:(1)林冠开阔度随时间推移逐渐变小(20.07%～9.97%),且速度由快到慢;(2) 2015—2016年,已有幼苗高度相对生长率与林冠开阔度呈显著正相关(P0.05),其余年份两者间无显著相关性; 2016—2017年已有幼苗叶片相对增长率与林冠开阔度呈显著正相关(P0.05),其余年份两者间无显著相关性;(3)林冠开阔度与幼苗新增率和死亡率均无显著相关性。本研究表明,雪灾后造成的林冠开阔度增加有利于黄心树幼苗生长。     

雪灾后粤北山地常绿阔叶林优势树种幼苗更新动态

对遭受2008年雪灾破坏的车八岭山地常绿阔叶林进行连续3 a(2008-2010年)的监测,研究在冠层恢复过程中优势树种的林下幼苗动态,旨在了解幼苗灾后的更新规律及其对冠层结构变化(以叶面积指数LAI的变化来表示)的响应。结果表明,12个优势种的林下幼苗对冠层恢复有明显的响应。非参数的多元方差分析(perMANOVA)显示,优势种幼苗的组成和分布存在着极显著的年际差异(P<0.001);其中2008年与2009年及2010年的差异均极显著(P<0.001);2009年与2010年的差异不显著。这与冠层LAI的变化情况相应:2008年LAI最低,2009年LAI值迅速增加;2010与2009年相比LAI增长缓慢,并逐渐趋于稳定。不同的优势树种幼苗对样方中LAI变化的响应不同,阳性树种幼苗的相对多度和频度一般会随林分郁闭度的增加而锐减,阴性及耐阴树种幼苗数量则随冠层恢复而增加。随着冠层恢复,林下指示种截然变化。2008年的林下幼苗指示种为8个喜光的种类,而2010年则仅见较耐阴的香楠Randia canthioides 为指示种。指示种分析从另一个角度反映了幼苗对冠层恢复的响应。     

林隙干扰对森林生态系统的影响

林隙干扰通过改变森林微生境异质性和群落演替进程,对森林物种组成、林分结构和系统功能产生重要影响.本研究评述了有关林隙干扰对森林生态系统影响的最新研究进展,从物种生物学特性和环境因素两个方面分析了林隙干扰对森林物种组成变化的影响规律,基于群落组件和群落架构阐述了林隙干扰对森林结构的作用关系,梳理了林隙干扰对森林生态系统功...     

长江二角洲气侯极端事件的预测及其与填尔尼诺和南方涛动(ENSO)的关系

通过研究长江三角洲近５００年来的气候历史记录,揭示了这种气候极端事件出现的规律、模式,及其与全球气候变迁的关系。在过去５００年中（自公元１５００年以来）,共出现了１６个区域性气候极端事件。所有这些事件都与所报道的埃尔尼诺和南方涛动（ＥＮＳＯ）事件有关。研究表明,本区降雨量大的年际变化都出现在ＥＮＳＯ事件之中或之后。因此长江三角洲这种受人类影响日益增强的系统管理,必须考虑到这种主要气候变化的周期、强度,以及因人口的增长和社会机构的改变对气候造成的影响。     

常绿阔叶林林冠环境对栲幼苗建成的影响

植物幼苗建成阶段是决定种群自然更新的关键生活史阶段。研究林冠环境对常绿阔叶林优势种幼苗建成阶段的影响对该类森林的恢复和管理具有重要意义。2014-2016年, 该研究在重庆市缙云山国家级自然保护区的常绿阔叶林的不同林冠环境(大林窗: >150 m ², 中林窗: 100-150 m ², 小林窗: 50-100 m ², 对照: 林下)下进行栲(Castanopsis fargesii)种子野外播种实验, 并对栲幼苗命运和生长情况进行了3年的持续监测。结果表明: (1)栲幼苗出土时间从7月持续到12月, 出苗时间较长, 大林窗对幼苗出土具有延迟作用; (2)栲种子野外平均萌发率为(62.8 ± 2.0)%, 第3个生长季(2016年)末幼苗平均存活率为(65.1 ± 2.2)%, 枯萎是栲幼苗死亡的主要原因; (3)林冠环境对栲种子萌发率及第1个生长季(2014年)末的幼苗存活率无显著影响, 对第2个(2015年)和第3个生长季末的幼苗存活率具有显著影响; (4)林冠环境在第1个生长季对幼苗生长无明显影响, 但在第2个和第3个生长季具有显著影响, 大、中林窗中幼苗总生物量、株高、基径、根长和叶片数显著高于林下, 比叶面积显著低于林下; (5) 3个生长季内, 4类林冠条件下栲幼苗的叶质量比和茎质量比升高, 根质量比和根冠比降低, 并且从第2个生长季开始大林窗中栲幼苗的叶质量比显著高于林下, 根质量比和根冠比显著低于林下。栲幼苗早期的存活和生长依赖种子储存的能量, 受林冠条件影响较弱, 后期则依赖光合作用, 受林冠条件影响较强, 从整个幼苗建成过程看, 大、中林窗更有利于栲幼苗定居。     

常绿阔叶林林冠环境对栲幼苗建成的影响

植物幼苗建成阶段是决定种群自然更新的关键生活史阶段。研究林冠环境对常绿阔叶林优势种幼苗建成阶段的影响对该类森林的恢复和管理具有重要意义。2014–2016年,该研究在重庆市缙云山国家级自然保护区的常绿阔叶林的不同林冠环境(大林窗:150 m~2,中林窗:100–150 m~2,小林窗:50–100 m~2,对照:林下)下进行栲(Castanopsis fargesii)种子野外播种实验,并对栲幼苗命运和生长情况进行了3年的持续监测。结果表明:(1)栲幼苗出土时间从7月持续到12月,出苗时间较长,大林窗对幼苗出土具有延迟作用;(2)栲种子野外平均萌发率为(62.8±2.0)%,第3个生长季(2016年)末幼苗平均存活率为(65.1±2.2)%,枯萎是栲幼苗死亡的主要原因;(3)林冠环境对栲种子萌发率及第1个生长季(2014年)末的幼苗存活率无显著影响,对第2个(2015年)和第3个生长季末的幼苗存活率具有显著影响;(4)林冠环境在第1个生长季对幼苗生长无明显影响,但在第2个和第3个生长季具有显著影响,大、中林窗中幼苗总生物量、株高、基径、根长和叶片数显著高于林下,比叶面积显著低于林下;(5) 3个生长季内, 4类林冠条件下栲幼苗的叶质量比和茎质量比升高,根质量比和根冠比降低,并且从第2个生长季开始大林窗中栲幼苗的叶质量比显著高于林下,根质量比和根冠比显著低于林下。栲幼苗早期的存活和生长依赖种子储存的能量,受林冠条件影响较弱,后期则依赖光合作用,受林冠条件影响较强,从整个幼苗建成过程看,大、中林窗更有利于栲幼苗定居。     

杉木凋落物覆盖对自身幼苗出土和早期生长的影响

凋落物可通过物理和化学作用显著影响幼苗出土和早期生长,进而影响天然更新.杉木是中国南方重要的造林树种,但存在着天然更新障碍,其原因可能是林下较厚的凋落物层阻碍了杉木幼苗出土和早期生长.本试验利用覆盖自然和塑料凋落物来研究凋落物对杉木幼苗出土和早期生长的影响,并检验其影响是物理作用还是化学作用.本试验设置2种凋落物类型(自然和塑料凋落物)和4个覆盖厚度(对照,0 g·m^-2;浅层,200 g·m^-2;中层,400 g·m^-2;深层,800 g·m^-2).结果表明: 与对照(0 g·m^-2)相比,浅层(200 g·m^-2)凋落物覆盖对出苗率有促进作用但不显著,深层(800 g·m^-2)凋落物覆盖对出苗率和存活率有显著抑制作用.随着凋落物覆盖厚度的增加,幼苗根长不断减小,而茎长逐渐增加.凋落物浅层覆盖下杉木幼苗的根生物量、叶生物量和总生物量均最大,深层覆盖下最小.幼苗的根冠比随着凋落物覆盖厚度的增加而不断减小.与对照相比,凋落物覆盖下幼苗光合与非光合组织生物量比均有所增加.相同覆盖厚度下,自然和塑料凋落物对杉木幼苗出土和早期生长的影响均无显著差异,表明短期内凋落物覆盖对幼苗出土和早期生长的影响主要是物理作用.随着凋落物覆盖厚度的增加,杉木幼苗出土和早期生长表现为先促进后抑制,且杉木幼苗为了穿过厚厚的凋落物层倾向于把资源分配给地上部分.本研究结果为凋落物是影响杉木幼苗建植和天然更新的一个重要生态因子提供了试验证据.     

亚热带米槠林不同更新方式对土壤可溶性有机质降解性的影响

可溶性有机质(DOM)的生物降解性影响着土壤有机质的存留和释放,对深入认识森林土壤养分循环意义重大。为探究森林更新对土壤DOM降解特征的影响,选取亚热带地区米槠天然林(NF)、米槠次生林(SF)和米槠人工促进天然更新林(AR)土壤DOM溶液为研究对象,进行室内降解(42 d)试验。结果表明: 1)3种林分土壤可溶性有机碳(DOC)的降解率和易降解DOC的比例均为SF>AR>NF;可溶性有机氮(DON)和微生物生物量碳(MBC)是显著影响易降解DOC比例的因子;2)难降解组分占3种林分土壤DOC的大部分(72.3%～94.6%),其周转时间长,有利于稳定土壤有机质(SOC)的形成;3)土壤DOM最初的腐殖化指数(HIX_em)会影响易降解DOC的周转时间。DOM光谱结构随降解过程呈现动态变化,说明DOM中易降解组分被消耗完后,微生物会转而降解芳香类和疏水性物质以获取碳源。综上,米槠天然林更新为次生林和人促林后增加了易降解DOC的比例,提高了土壤DOM生物可降解性,不利于SOC的积累。     

陆地生态系统过程对气候变暖的响应与适应

陆地生态系统包含一系列时空连续、尺度多元且互相联系的生态学过程。由于大部分生态学过程都受到温度调控, 因此气候变暖会对全球陆地生态系统产生深远的影响。近年来, 全球变化生态学的基本科学问题之一是陆地生态系统的关键过程如何响应与适应全球气候变暖。围绕该问题, 该文梳理了近年来的研究进展, 重点关注植物生理生态过程、物候期、群落动态、生产力及其分配、凋落物与土壤有机质分解、养分循环等过程对温度升高的响应与适应机理。通过定量分析近20年来发表于主流期刊的相关论文, 展望了该领域的前沿方向, 包括物种性状对生态系统过程的预测能力, 生物地球化学循环的耦合过程, 极端高温与低温事件的响应与适应机理, 不对称气候变暖的影响机理和基于过程的生态系统模拟预测等。基于这些研究进展, 该文建议进一步研究陆地生态系统如何适应气候变暖, 更多关注我国的特色生态系统类型, 并整合实验、观测或模型等研究手段开展跨尺度的合作研究。     

林窗对热带雨林冠层树种绒毛番龙眼幼苗生长的影响

在林窗中央、林窗边缘和林冠下3种不同光照梯度的森林生境中,研究了西双版纳季节雨林冠层树种绒毛番龙眼幼苗的早期 (种子萌发后10周内) 生长和定居后 (实生苗生长3个月以上) 的生长特点.结果表明: 绒毛番龙眼幼苗在早期生长阶段,林窗中央的株高、基径、总干质量、单株叶面积和相对生长率最大,分别为24.45 cm、3.17 mm、0.79 g、122.45 cm²和14.78×10^-3 g·d^-1.林冠下根冠比 (0.87) 高于林窗中央 (0.20) ,可能是光照和水分共同作用的结果.林窗中央较强的光照有利于定居后幼苗的生长,株高、基径、总干质量、单株叶面积、相对生长率和净同化率均在林窗中央最大,实验结束时分别达到31.48 cm、3.80 mm、2.22 g、174.52 cm²、2.29×10^-3 g·d^-1和2.54×10^-5 g·cm^-2·d^-1.幼苗死亡可能与水分胁迫密切相关,由水分胁迫引起的幼苗死亡率在林冠下最高 (26.88%),但林冠下由脊椎动物捕食引起的幼苗死亡率较低(2.93%),从而使林冠下幼苗的最终存活率最高 (70.19%).光照是影响绒毛番龙眼幼苗形态学调节的重要因素, 林窗中央不同生长阶段幼苗的比叶面积最低,但相对生长率和净同化率最大.水分胁迫和光照在幼苗定居后仍是影响幼苗生物量分配的重要因素, 林窗边缘幼苗的根冠比最高 (0.33).     

林冠环境对润楠幼苗构型和生物量分配的影响

植物幼苗早期适应对策对种群的更新具有决定性的作用.润楠(Machilus nanmu)是国家Ⅱ级保护植物,是重庆缙云山常绿阔叶林优势乔木树种之一.研究润楠幼苗的适应对策对于维持种群更新和保护常绿阔叶林生物多样性具有重要意义.本研究采集了重庆缙云山常绿阔叶林中不同林冠环境(林窗/林下)下不同年龄阶段(阶段1:1～3年;阶...     

Effects of simulated heat waves on an experimental plant–herbivore–predator food chain

Greater climatic variability and extreme climatic events are currently emerging as two of the most important facets of climate change. Predicting the effects of extreme climatic events, such as heat waves, is a major challenge because they may affect both organisms and trophic interactions, leading to complex responses at the community level. In this study, we set up a simple three‐level food chain composed of a sweet pepper plant, Capsicum annuum; an aphid, Myzus persicae; and a ladybeetle, Coleomegilla maculata, to explore the consequences of simulated heat waves on organism performance, trophic interactions, and population dynamics. We found that (1) heat waves do not affect plant biomass, significantly reduce the abundance and fecundity of aphids, and slightly affect ladybeetle developmental time and biomass, (2) heat waves decrease the impact of ladybeetles on aphid populations but do not modify the effect of aphids on plant biomass, and (3) food chains including predatory ladybeetles are more resistant to heat waves than a simple plant–aphid association, with aphid abundance being less influenced by heat waves in the presence of C. maculata. Our results suggest that more biodiverse ecosystems with predators exerting a strong biotic control are likely to be less influenced by abiotic factors and then more resistant to extreme climatic events than impoverished ecosystems lacking predators. Our study emphasizes the importance of assessing the effects of climatic change on each trophic level as well as on trophic interactions to further our understanding of the stability, resilience, and resistance of ecological communities under climatic forcing.     

小径竹密度对雷公鹅耳枥幼苗早期更新的影响

通过去除法控制竹丛密度,人为设置4种竹丛密度梯度[密度1:(3.83±0.53)株/m~2;密度2:(16±1.80)株/m~2;密度3:(39±1.69)株/m~2;密度4:(69±2.15)株/m~2],测定不同密度竹丛下的微环境(包括土壤温度、湿度、电导率、凋落物厚度),研究竹丛密度及微环境对雷公鹅耳枥(Carpinus viminea Wall.)幼苗数量、存活动态、生长情况的影响。结果显示,竹丛密度对环境有显著影响,随着竹丛密度的增加,竹丛盖度、凋落物厚度、土壤温度升高明显;雷公鹅耳枥幼苗萌生量显著减少,4组密度梯度中幼苗数量分布依次排序为:密度1(28.53±3.14)株/m~2密度2(17.36±1.45)株/m~2密度3(12.36±0.93)株/m~2密度4(8.92±0.93)株/m~2,表明随着小径竹密度增加,其对雷公鹅耳枥幼苗萌发的抑制作用越强;小径竹的密集生长可对雷公鹅耳枥幼苗的存活率产生影响,且对幼苗的生长具有一定抑制作用。研究结果表明小径竹密集生长的环境不仅抑制了雷公鹅耳枥新生幼苗的分布和幼苗生长,还对种群的更新以及森林群落的演替产生一定的负面影响。     

林分结构对烟台黑松海岸防护林天然更新的影响

为阐明黑松(Pinusthunbergii)海岸防护林天然更新的影响机制,在对烟台2个典型样地6条样带共60个样方(10m×10m)调查的基础上,采用拟合模型和多重回归分析技术,探讨林分结构指标中,垂直结构(树冠指数、小树比例和大树比例)和密度因素(基面积、郁闭度和灌木盖度)对黑松种群天然更新的影响。结果表明在垂直结构变量中,树冠指数(CI)与幼龄植株个数之间存在典型的抛物线关系,在CI5-6范围内,幼龄植株个数达到最高;幼龄植株个数与小树比例关系较弱,但与大树比例表现出显著的正线性关系。在密度变量中,幼龄植株随着郁闭度的增加,个体数呈上升趋势,而随着灌木盖度的增加,则表现出显著的下降倾向;幼龄植株个数与基面积关系不明显。幼龄植株个体数变化取决于垂直结构变量CI和密度变量郁闭度和灌木盖度共同作用的影响。理解这些更新规律,是黑松海岸防护林可持续管理的前提。     

不同光照对望天树种子萌发和幼苗早期生长的影响

在不同光照梯度的人工遮荫和森林生境中,研究了西双版纳季节雨林标志树种望天树的种子萌发和幼苗早期生长特征.结果表明,裸地上的强光照和深度遮荫均不利于望天树种子的萌发,中等程度的遮荫有利于种子萌发.望天树种子萌发率在林窗中央最大,而且萌发迅速,林窗边缘和林下生境不利于种子萌发.幼苗株高、基径和单株叶面积等生长指标均在部分遮荫处理条件下最大;幼苗根冠比在裸地上最高,且随遮荫程度的增加而降低;幼苗比叶面积在一定光照强度范围内随遮荫程度的增加而增大,在3层遮荫最大.除幼苗根冠比以外的其它生长参数均在林窗中央最大.讨论了环境因子(主要是光照强度和光质)对望天树种子萌发和幼苗生长的影响.     

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。