立地条件差异对天然东北红豆杉(Taxus cuspidata)种间竞争的影响

立地因子空间梯度特征是影响种间竞争的重要因素。通过研究主要竞争树种及竞争强度随海拔、坡向、坡位和坡度等立地因子变化的规律,揭示不同立地条件对天然东北红豆杉种间竞争的影响,为濒危东北红豆杉种群的保护与恢复提供理论指导。研究结果表明：东北红豆杉的种间竞争压力主要来自紫椴、臭冷杉、色木槭、红松、青楷槭、枫桦、花楷槭等7个树种,主要竞争树种以小径级个体居多。立地因子差异对种间竞争强度和主要竞争树种的排序有明显影响。东北红豆杉在阴坡受到的种间竞争压力是阳坡的3.27倍,主要树种的竞争强度显著高于阳坡,竞争树种的排序发生更迭;随着坡位的提升,东北红豆杉受到的种间竞争压力明显增加,主要竞争种类和强度也发生变化;坡度增加,种间竞争强度增加,主要竞争树种排序发生变化;海拔对种间竞争的影响总体不大,但影响主要竞争树种的竞争强度和排序。     

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。     

天然东北红豆杉土壤种子库研究

在黑龙江省穆棱东北红豆杉自然保护区内,对10株天然东北红豆杉结实母树冠下的土壤种子库进行了调查分析.结果表明:东北红豆杉土壤种子库中的种子数量在垂直方向和水平方向上都表现出明显的规律性.在不同深度土层中的种子数量差异显著(p＜0.05).枯枝落叶层及0～5cm土层集中了最大量的种子,占总量的84%,随土层深度的增加,种子数量逐渐减少,15cm以下极少有种子出现.土壤种子库中具有活力的种子数量极少,不到总量的1%.种子丧失活力的首要原因是被昆虫和啮齿类动物啃食,占损失量的52%,其次是腐烂,占29%.在水平方向上,东北红豆杉种子具有近母株分布的特点,且在不同方向上种子数量差异极显著(p＜0.01).当年下落到地面的东北红豆杉种子,按远离母株的顺序,种子数量逐渐减少;在围绕母株的八个方向上,东向的种子数量最多,其次是东北、北和东南方向,西面的种子数量最少.当年下落的3%的完好种子补充到土壤种子库中.自然条件下,东北红豆杉以种子繁殖,土壤种子库是其自然更新及种群恢复的重要基础,本研究结果对于东北红豆杉濒危机制的探索及种群恢复具有重要的理论意义.     

极小种群东北红豆杉所在群落特征及其环境解释

以东北红豆杉(Taxus cuspidata Sieb.et Zucc.)所在群落为对象,选择有东北红豆杉分布的21个样方进行群落调查,结合样方植物和环境数据,采用系统聚类、RDA分析、方差分解等方法研究东北红豆杉所在群落的特征及其主要影响因素。结果表明:(1)东北红豆杉所在群落共记录到48科90属107种植物,其物种组成丰富,可将群落划分为红松-紫椴林、红松-云杉-冷杉林、红松-槭树林、红松-风桦林4个林分类型;(2)温度、降水、林分类型和土壤pH等环境因子显著影响东北红豆杉的分布及其群落特征,整体上温度是最显著的影响因子,但在不同林型中各环境因子的主要作用不同;(3)气候因子、地形与土壤因子、生物因子三者对东北红豆杉所在群落分布的共同解释率为49.85%,地形与土壤因子的单独解释力最大(15.70%),其次为气候因子(14.96%)和生物因子(9.79%)。总之,由于自然和人为因素的干扰,东北红豆杉所处的群落类型多样,且东北红豆杉种群特征在不同的群落中各不相同,主要分布在红松-紫椴林和红松-云杉-冷杉林中,其他2种群落类型对回归保护地的选择具有很好的指示作用,应针对不同的分布群落采取不同的保护措施。     

利用斑块信息研究冶勒的红豆杉种群分布格局与坡度的关系

从斑块信息的角度分析了四川冶勒的红豆杉种群分布格局与坡度的关系。结果表明:1) 红豆杉种群在冶勒的分布格局与坡度存在密切关系: 0°~50°的坡度范围内红豆杉种群均为聚集分布, 50°以上的坡度范围内红豆杉种群为随机分布。2) 红豆杉种群的聚集强度均与坡度和坡度的空间形状有关: 30°~50°坡度内的种群聚集强度远远高于0°~10°间坡度, 而10°~30°坡度的聚集强度介于二者之间; 在一定范围内, 空间形状越复杂, 其种群的聚集指数越高。     

穆棱东北红豆杉年轮-气候关系及其濒危机制

东北红豆杉是国家I级重点保护野生濒危植物,其径向生长与气候的关系对于探讨其种群濒危机制具有极其重要的意义。利用穆棱自然保护区内天然东北红豆杉树木年轮样本,建立了长300多年的树轮年表(1700—2005年)。分析径向生长特征发现东北红豆杉总体上呈波动式下降的生长方式,在1770年和1930年左右存在两个生长释放区,该地区调查的样本最大年龄达到370a左右。年表与气候变量之间相关分析表明,冬春季节最低气温、平均气温是树木生长的主要限制因子,其他气候因子也有一定的影响,但不起主要作用。1942年以后东北红豆杉年轮指数与Wilson重建的北半球气温变化吻合度降低,温度对东北红豆杉的径向生长限制性降低,这表明气候变暖可能有利于东北红豆杉的径向生长,但不足以说明气候变暖与东北红豆杉衰退的关系,其他气候因子的年轮气候响应分析也不能确定气候变化在东北红豆杉衰退中的主导作用。人为破坏可能是东北红豆杉衰退的主要因素,但气候变化在其中起到多大的贡献还有待深入研究。     

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。     

穆棱东北红豆杉种群结构特征

东北红豆杉(Taxus cuspidata Sieb. et Zucc)系红豆杉属的第三纪孑遗的珍贵乔木.为了探讨东北红豆杉自然演替的种群现状和发展动态,本研究在东北红豆杉国家级自然保护区25 hm2固定监测样地内进行,对区域内东北红豆杉种群进行每木调查,运用"空间代替时间法"编制静态生命表,分析其种群结构、数量特征及空间分布格局,研究东北红豆杉种群的现状与发展动态.结果表明,径级结构呈倒"J"型,种群幼苗、幼树、成树个体数目相近,种群数量呈现稳定的趋势,但按照龄级划分后,发现东北红豆杉种群前期呈现不稳定的状态.东北红豆杉种群存活曲线呈现为龄级Ⅰ,Ⅱ为Deevey-Ⅲ型曲线,龄级Ⅲ以后更接近于Deevey-Ⅱ型曲线,表现出幼龄期生长非常不稳定,中龄期、成熟期相对稳定衰退的特点,说明东北红豆杉种群早期死亡率很高,以至于龄级Ⅲ后数量稀少.东北红豆杉种群各龄级在不同尺度上表现出聚集分布格局为主.本研究为了解东北红豆杉种群濒危机制提供科学依据,也可为其保护提供前期研究基础,为其种群恢复重建提供理论依据.     

坡向对四川冶勒红豆杉种群分布格局的影响——基于斑块信息的分析

在斑块信息的基础上,利用GIS技术分析了坡向对四川冶勒红豆杉种群分布格局的影响.结果表明,冶勒红豆杉种群主要分布在西北向、东北向、东向和北向斑块上,这些斑块在分布面积、平均斑块大小、平均斑块周长以及红豆杉个体的分布数量方面均占绝对优势.红豆杉种群的分布同坡向之间存在极显著的关联性,种群优先分布于北坡、东北坡、西北坡和东坡斑块,其次为西坡和西南坡斑块,最后为平地和东南坡斑块.冶勒红豆杉种群的分布格局绝大多数为聚集分布(除南向斑块外).其中,种群聚集强度最大的是北向斑块,其CE值高达0.906,其次为东北向、西北向斑块,其CE值分别为0.797和0.563,而其余坡向斑块上的CE值均低于0.5.聚集强度CE值与斑块数量、斑块总周长以及斑块上分布的红豆杉个体数呈显著正相关(相关系数分别为0.936、0.735和0.802),而与斑块面积、平均斑块大小、平均斑块周长、平均形状指数无显著相关.     

濒危乔木红豆杉不同更新阶段的生境特征比较

以福建梅花山自然保护区濒危乔木红豆杉(Taxus chinensis(Pilger)Rehd.)为对象,对红豆杉的种子排放、幼苗更新、幼树更新3个更新阶段的生境特征进行研究,并比较生态位的变化,以此评价红豆杉不同更新阶段的生境需求。结果显示:随着个体发育生长,红豆杉更新生境发生了明显转变,种子排放地与幼苗生境空间一致性较高,而它们与幼树生境存在明显的空间不一致性。从生态位角度来看,种子排放地和幼苗生境重叠指数≤0.5的仅有海拔和坡度2个因子,这说明幼苗的空间格局受到鸟类传播的强烈影响,鸟类传播所排放的种子能萌发并生长成幼苗。幼苗和幼树生境重叠指数≤0.5的因子有海拔、坡向、植被类型,说明在大尺度景观因子和庇护植被层面上,植物的更新需求出现了明显的不一致。研究结果表明红豆杉的更新生境存在明显的阶段变化,可能造成植物更新出现建成限制,使幼树阶段成为更新的瓶颈阶段。     

陡坡地毛竹林多花黄精种群生长和生物量分配的坡位效应

为了给毛竹（Phyllostachys edulis（Carr.） H. de Lehaie）林下多花黄精(Polygonatum cyrtonema Hua.)复合经营提供理论依据,以林分结构基本一致的陡坡地粗放经营毛竹纯林为对象,调查分析了同一面坡的上坡位、中坡位、下坡位毛竹林下多花黄精种群生长状况和生物量积累与分配规律。结果表明：不同坡位毛竹林下多花黄精种群密度、叶片叶绿素值和叶、根生物量积累及叶、根、地下块茎生物量分配比例均无显著差异。多花黄精株高下坡位、上坡位差异不显著,均显著地高于中坡位。地径下坡位、中坡位差异不显著,均显著地低于上坡位。地上茎生物量中坡位、上坡位无显著差异,均显著地低于下坡位。地下块茎生物量、总生物量积累下坡位显著地高于中坡位,均与上坡位差异不显著。地上茎生物量分配比例下坡位显著地高于上坡位,均与中坡位差异不显著。不同坡位毛竹林下多花黄精生物量分配格局均为地下块茎>根>叶≈地上茎,地下块茎生物量分配比例占70%以上,显著大于生物量分配较为均匀的其它器官。毛竹林下多花黄精种群生长和生物量积累与分配存在着较为明显的坡位效应,在试验毛竹林林分结构和经营水平条件下,宜选择下坡位进行毛竹多花黄精复合经营。     

都支杜鹃地理分布及种群现状分析

在查阅相关文献及标本的基础上,对杜鹃属(Rhododendron L.)种类都支杜鹃(R.shanii Fang)的地理分布和种群现状进行了全面调查分析,并对该种的濒危级别进行了评价.结果表明:都支杜鹃为大别山狭域分布种,分布范围仅限于安徽省岳西县、霍山县与湖北省英山县三县交界处面积110 km2的狭长区域内,主要生于海拔1400m以上的山脊或靠近山脊的山坡上.目前仅存11个自然种群,种群占有面积总和1.2 km2;其中含有成年个体的种群有10个,成年个体总数仅存约5 400株;种群中幼体和亚成体数量远少于成年个体且大多分布于种群的边缘地带.各种群的面积和规模差别悬殊;最大种群占有面积40 hm2,最小种群占有面积2 hm2;成年个体数量上千的种群有2个,个体数量不超过100株的种群有3个.该种的地理分布呈不连续分布,生境片断化明显.根据调查结果及IUCN濒危物种红色名录分级标准,可确定都支杜鹃濒危级别至少应为易危级(vulnerable,VU).     

VARIATION IN SEX EXPRESSION IN CANADA YEW (TAXUS CANADENSIS)

Sex expression was measured in several Canada yew (Taxus canadensis Marsh.) populations of the Apostle Islands of Wisconsin and southeastern Minnesota to determine the extent of variation within and among populations. Sex expression was recorded qualitatively (monoecious, male, or female) and quantitatively (by male to female strobilus ratios or standardized phenotypic gender). No discernible trends in differences in sex expression among populations or habitats were recorded. Trends in sex expression of individuals within populations were complex. Small yews tended to be male or, if monoecious, had female-biased strobilus ratios. Large yews were monoecious but had male-biased strobilus ratios. Phenotypic gender, recorded as relative maleness, however, was negatively, but weakly, correlated with plant size. Gender distribution in four of five populations was bimodal, suggesting that cosexual populations consist of male and female morphs. Strobilus ratios of individuals in Apostle Island populations showed significant annual variation, but gender for these same plants was significantly correlated from year to year. Annual adjustments in gender were most pronounced in small yews. The results indicate that relative investment in male and female reproductive structures by Canada yew individuals is responsive to environmental variation, but sex expression also has a proximate genetic component.     

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。     

Ectomycorrhizal fungal communities of Quercus liaotungensis along local slopes in the temperate oak forests on the Loess Plateau, China

Topographic factors strongly affect the diversity of plants and local environmental conditions, yet little is known about their effects on the distribution of ectomycorrhizal fungi (EMF). By combining morphological and molecular identification methods, we investigated the relationship between EMF communities of Quercus liaotungensis and topographic factors along local slopes in the temperate oak forest on the Loess Plateau of northwest China. ITS-RFLP analysis revealed a high diversity of EMF taxa (135 taxa) associated with Q. liaotungensis along three local slopes. EMF communities among slope sites or slope positions, tended to share major common EMF species, which accounted for more than 80 % of the total EMF abundance, and showed a diverse distribution, which mainly related to rare species. Ordination analyses showed that EMF taxa distribution was significantly correlated with several environmental variables (slope site, slope position, slope gradient, and soil C:N). Topography-mediated changes of environmental conditions may be important determinants of the distribution of EMF taxa along local slopes (slope position and slope site) in the central Loess Plateau.     

DNA sequence variation of wild barley Hordeum spontaneum (L.) across environmental gradients in Israel

Wild barley Hordeum spontaneum (L.) shows a wide geographic distribution and ecological diversity. A key question concerns the spatial scale at which genetic differentiation occurs and to what extent it is driven by natural selection. The Levant region exhibits a strong ecological gradient along the North–South axis, with numerous small canyons in an East–West direction and with small-scale environmental gradients on the opposing North- and South-facing slopes. We sequenced 34 short genomic regions in 54 accessions of wild barley collected throughout Israel and from the opposing slopes of two canyons. The nucleotide diversity of the total sample is 0.0042, which is about two-thirds of a sample from the whole species range (0.0060). Thirty accessions collected at ‘Evolution Canyon'' (EC) at Nahal Oren, close to Haifa, have a nucleotide diversity of 0.0036, and therefore harbor a large proportion of the genetic diversity. There is a high level of genetic clustering throughout Israel and within EC, which roughly differentiates the slopes. Accessions from the hot and dry South-facing slope have significantly reduced genetic diversity and are genetically more distinct from accessions from the North-facing slope, which are more similar to accessions from other regions in Northern Israel. Statistical population models indicate that wild barley within the EC consist of three separate genetic clusters with substantial gene flow. The data indicate a high level of population structure at large and small geographic scales that shows isolation-by-distance, and is also consistent with ongoing natural selection contributing to genetic differentiation at a small geographic scale.     

不同生境条件下沙冬青种群分布格局与特征的初步研究

对阿拉善荒漠区不同生境出现的3种沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)种群的生态格局、密度特征、形态格局和动态特征进行了对比研究。结果表明:1)沙冬青种群因生境异质性而形成了各自的生态格局。在流动和半固定风沙地上,种群呈均匀分布,在半固定及砾质沙地、冲积洪积坡地和古河床上,种群呈集群分布。2)单株生长状况因种群密度和区域环境特点而形成了不同的形态格局。种群密度按流动沙地→半固定沙地和砾质沙地交错带→冲积洪积砾质坡地的次序依次减小,不同生境条件下种群密度与个体高度、幅度间、个体高度与幅度间的相关性不同。3)种群年龄结构因生境异质性形成了各自的年龄格局。在流动沙地上,种群内中、老龄个体数分布较均匀,但缺少幼龄个体,种群走向老龄化。半固定和砾质沙地交错带的种群内不但幼龄个体极少,而且种群内不同龄级个体数的分布不均匀,种群趋于衰退。砾质坡地上的种群内不同高度级和幅度级的个体数分布极不均匀,种群严重退化。4)3种生境中以沙冬青为优势种组成单优群落,种群内均出现严重断代现象,表现为老龄个体多,幼龄、中龄个体极少,种群缺乏后备资源的势态。     

河流两侧坡面非对称采伐森林对流域暴雨-径流过程的影响

通过模拟实验比较了河流两侧坡面采伐与非采伐森林对流域暴雨径流的影响 ,并建立了模型 .结果表明 ,森林坡面地表径流的出流时间和峰现时间均比采伐坡面迟缓 ,径流历时延长 ,峰值流量和地表径流总量较低 .坡度越大 ,影响越显著 .当雨强 1.98mm·min-1,降雨量 10 8.8mm时 ,15°两侧森林坡面比其采伐坡面峰值流量削减 5 % ,径流总量降低 4% .     

道路边坡坡度对植被恢复中物种多样性的影响研究

以成都平原周边的5条道路的边坡植被群落作为研究对象,采用样线法,研究坡度对道路边坡的植物群落多样性的影响。选取101个海拔在300~400 m间并且土壤质地相同的边坡样方进行坡度分析。结果显示：（1）选取的样方中,共出现142种植物,属于61个科,121属。（2）边坡坡度对阳坡和阴坡的灌木层与草本层的植物群落物种多样性具有显著的影响(P<0.05)。（3）边坡坡度对阴坡群落的均匀度指数影响显著(P<0.05);而对阳坡群落的丰富度影响相对较大,呈现先增加后降低的趋势。分析表明,边坡坡度对成都平原周边地区道路边坡的植物群落多样性具有显著影响;在坡度<35°的条件下,植被群落恢复效果较好,群落的多样性高;而对>35°的边坡来说,多样性指数呈下降趋势,不利于后期边坡恢复。