Responses of the distribution of four epiphytic cyanolichens to habitat changes in subtropical forests

 蓝藻地衣是附生植物类群的重要组成部分, 在森林生态系统的环境监测和养分循环中发挥着重要作用。该研究在云南哀牢山亚热带森林系统的2种原生和6种次生森林群落中, 以粉缘绵毛衣(Leioderma sorediatum)、天蓝猫耳衣(Leptogium azureum)、网肺衣(Lobaria retigera)和双缘牛皮叶(Sticta duplolimbata) 4种常见蓝藻地衣为对象, 共设立120个样地, 调查了它们在3 600株树木0–2 m树干上的分布, 探讨其分布特征及与森林类群、宿主种类以及林龄等生境因子的关系。研究发现4种蓝藻地衣在森林群落间的分布模式明显不同。除双缘牛皮叶的盖度和频度在原生苔藓矮林中最高外, 其他3种蓝藻地衣的最高值均出现于次生林如厚皮香(Ternstroemia gymnanthera)林和滇山杨(Populus bonatii)林中; 而哀牢山地区广布的原生木果柯(Lithocarpus xylocarpus)林中, 4种蓝藻地衣极为少见。4种地衣都能生长于10多个树种上, 但明显表现出对厚皮香、滇山杨和硬壳柯(Lithocarpus hancei)等树种的偏好性, 以及对小花山茶(Camellia forrestii)等的排斥性。森林群落的林龄、胸径、最大胸径、林冠开阔度、基面积、树木密度和树种多样性等因子的变化均对4种附生蓝藻地衣的分布产生重要影响, 但在景观尺度上影响程度相对较小, 在不同森林群落内部却有各自的重要作用。其中, 林龄、林冠开阔度和宿主胸径是影响蓝藻地衣分布的最重要的生境因子。     

云南哀牢山原生林及次生林群落附生地衣物种多样性与分布

附生地衣是森林附生植物的重要类群之一, 在维护森林生态系统的物种多样性以及水分和养分循环等方面发挥着重要作用。作者于2005年12月至2006年5月利用树干取样法调查了云南哀牢山徐家坝地区原生山地常绿阔叶林及其次生群落栎类萌生林、滇山杨(Populus bonatii)林和花椒(Zanthoxylum bungeanum)人工林中525株不同种类和径级树木距地面 0–2.0 m处附生地衣的组成和分布, 并收集了各个群落地面上凋落的地衣, 分析了林冠层附生地衣的物种组成。研究结果表明, 该区森林中附生地衣物种比较丰富。共收集到附生地衣61种, 分属17科29属, 其中原生林、栎类萌生林、滇山杨林和花椒人工林分别有51、53、46和23种。在树干距地面 0–2.0 m位置, 各群落中的附生地衣组成明显不同;但在林冠层中, 各群落内的附生地衣基本相似。原生林中附生地衣种类较多, 但分布不均匀。树干附生地衣的Shannon-Wiener和Simpson多样性指数以栎类萌生林最高, 分别为2.71和0.89;花椒林和滇山杨林次之, 分别为2.43–2.45和0.88–0.89;原生林最低, 为1.25和0.67。树干方位、宿主种类和宿主径级等都对附生地衣的物种组成和多样性有着重要影响, 附生地衣更多地出现于树干南向方位, 云南越桔(Vaccinium duclouxii)的附生地衣最为丰富, 胸径5.0–25.0 cm的树木上附生地衣较多。哀牢山山地森林群落中丰富的附生地衣种类及物种多样性在维系本区山地森林生态系统生物多样性格局方面具有重要的作用。     

云南茶树上的附生地衣

对云南茶叶农场中的附生地衣进行调查发现: 附生在茶树上的地衣有25 属, 51 种; 其中, 45 种是首次报道附生在茶树上, 包括2 个中国新记录种: 癞屑衣( Lepraria lobificans) 和阿曼原胚衣( Protoblastenia amagiensis) , 以及20 个云南新分布种。壳状地衣的共生菌丝侵入茶叶树干外皮层组织, 在生长过程中产生地衣酸, 一定程度的加速了农场中茶树的老化; 靠近茶树发芽点生长的壳状地衣和叶状地衣, 造成芽体发育不良, 对茶叶的产量和品质有一定影响。     

沙拐枣叶功能性状对生境变化的响应

【目的】揭示民勤地区沙拐枣叶功能性状在不同生境的变异规律,探明沙拐枣对干旱荒漠环境的适应策略。【方法】以民勤绿洲-荒漠过渡带沙拐枣(Calligonum mongolicum)为对象,采用样方法采集样株东西南北4个方向中部生长良好的叶片,用土钻采集植株根系附近深度为0—60 cm的土壤样本,比较分析丘间低地与流动沙丘2种生境下沙拐枣叶功能性状特征及相关性,揭示沙拐枣叶功能性状与土壤因子的关系。【结果】(1)沙拐枣叶功能性状的变异系数介于2.39%～24.94%,比叶面积(SLA)变异系数最大(24.94%),稳定碳同位素(δ¹³C)变异系数最小(2.39%);沙拐枣叶片的全碳(LCC)、全磷(LPC)含量在样地之间存在显著差异,而SLA、LPC在2种生境间存在显著差异。(2)在丘间低地与流动沙丘2种生境下沙拐枣叶片含水量(LWC)与干物质含量(LDMC)分别呈极显著、显著负相关关系,LWC是2种生境下沙拐枣叶功能性状中综合排名前3的共同指标因子。(3)全氮(STN)、pH值和土壤含水量(SMC)是影响民勤沙拐枣叶功能性状变异的主要土壤因子。【结论】沙拐枣通过改变叶...     

亚热带山地森林附生地衣的移植生长及其对环境变化的响应

本研究选取云南哀牢山亚热带森林系统6种常见的附生大型地衣进行为期2年的移植实验,分析其在原生林林外、林缘以及林内3种生境下的生物量增长速率和健康率等的差异,并探讨其生长对环境因子变化的响应。结果显示,网肺衣Lobaria retigera和平滑牛皮叶Sticta nylanderiana在林缘处生物量增长最快;而槽枝Sulcaria sulcata、多花松萝Usnea florida、皮革肾岛衣Nephromopsis pallescens、针芽肺衣Lobaria isidiophora 4种地衣则都是在林外光照更强、湿度更低的条件下生长得最好,林内最差。除网肺衣外,所有地衣的健康率均在林外较好,林缘次之,林内最差。非参数相关分析表明,6种地衣的生长速率和光照以及温度呈正相关,与大气湿度呈负相关;温度和光照是影响地衣生长最主要的生境因子。     

托木尔峰国家级自然保护区树附生地衣分布与环境关系的研究

为了查明新疆托木尔峰国家级自然保护区树附生地衣群落的空间分布规律,在保护区的不同海拔随机设计样点,进行树附生地衣的生态调查,以地衣盖度为指标应用典范对应分析揭示树附生地衣群落物种分布与环境因子之间的关系。结果表明,15个样点中共得出31种树附生地衣,地衣群落结构主要受海拔、湿度、郁闭度和光照强度的强烈影响,并随这些因素的变化表现出一定的空间差异,说明保护区附生地衣的群落变化和空间分布与这些环境因子高度相关。此外,某些地衣可能受全球暖化和气候干旱化的潜在威胁,增加森林盖度和生境湿度是保护地衣资源的有效措施。     

哀牢山山地森林不同附生地衣功能群的水分关系和光合生理特征

附生地衣是热带和亚热带山地森林生态系统中重要的结构性组分, 在生物多样性保护、环境监测、养分循环中发挥着重要作用。附生地衣按共生藻、生活型和繁殖策略的不同可划分为不同的功能群, 不同附生地衣功能群的分布格局存在较大的差异, 然而其生理生态机制仍不清楚。该研究以我国西南地区哀牢山亚热带山地森林中的附生地衣优势类群为研究对象, 对该地区蓝藻地衣、阔叶地衣、狭叶地衣及枝状地衣4种功能群的8种附生地衣的水分关系、光合生理特征等进行了测定分析, 结果显示: 不同功能群附生地衣的持水力和失水速率均存在差异, 其中蓝藻地衣具有较高的最大水分含量, 而枝状地衣的失水速率较快; 过高和过低的水分含量都会抑制附生地衣的光合作用, 但抑制程度有所差异; 蓝藻地衣的光合作用最适水分含量比较高, 表明它们的光合生理活动对水分条件要求较高, 所以它们偏好潮湿的生境, 同时蓝藻地衣的光补偿点比较低但光饱和点却不低, 反映出它们具有较宽的光强适应范围, 所以蓝藻地衣能够同时分布于强光和弱光生境中; 枝状地衣的光合最适水分含量较低, 表明它们的光合生理活动对水分条件要求不是很高, 能够适应较为干旱的环境, 同时枝状地衣的光补偿点和光饱和点都很高, 说明它们的光合生理活动对光照条件要求比较高, 所以它们广泛分布于强光生境中; 阔叶和狭叶地衣的光补偿点比较高, 说明它们更适应有充足光照条件的生境。     

亚热带退化红壤区森林恢复类型土壤有机碳矿化对温度的响应

土壤有机质分解是陆地生态系统碳循环的重要环节,它不仅受植被类型的影响,对环境温度也十分敏感。以江西省泰和县石溪退化红壤区马尾松(Pinus massoniana)、木荷(Schima superb)和枫香(Liquidambar formosana)3种森林类型为研究对象,将其土壤分别置于4种不同温度(5、15、25℃和35℃)条件下培养,采用碱液吸收法进行为期35 d的土壤碳矿化研究。在同一温度条件下,不同林型土壤CO_2累计碳排放量大小顺序为:枫香马尾松木荷。在4种不同温度条件下枫香林地土壤CO_2累计排放量最大,其次是马尾松林、木荷林,且不同森林类型土壤CO_2累计排放量随温度升高而增加(P0.05)。在15℃、25℃和35℃条件下,不同林地土壤潜在碳排放量间无显著性差异。在15℃和25℃条件下,土壤碳排放量随土壤全碳含量呈现先增后减的变化趋势(P0.05),全碳的极值点分别约为1.83%和1.89%。不同植被类型和培养温度对土壤碳矿化量有显著影响,说明植被类型和温度能够对土壤呼吸产生重要影响,且不同温度对土壤呼吸作用更显著(P0.000),但两因素间并无显著交互效应。在25℃时,不同林型土壤碳排放量随土壤含水量先增后减,表明土壤含水量并不是影响土壤碳排放量的调控因子。采用单库模式方程C_m=C_o(1-exp~(-kt))对土壤潜在碳排放进行模拟,得出不同温度不同林型土壤最大碳排放量随温度升高而增加。不同林型不同温度条件下土壤Q_(10)值范围为1.797—1.971,变化幅度较小,且不同林型土壤Q_(10)值并未表现出显著性差异,这一结论为研究林型和温度对土壤碳矿化的影响提供参考。     

光照强度调控4种亚热带森林植物叶片的抗氧化能力

 以亚热带林木荷树(Schima superba)和黧蒴(Castanopsis fissa)(乔木)、九节(Psycotria robra)和罗伞(Ardisia- quinguegona)(灌木)为材料,盆栽苗给予100％、36％及16％自然光照处理,同时在自然林中选择两种低光强区并采用疏伐措施使部分幼树暴露于全自然光下。在夏、冬两季采样分析叶片的抗氧化剂(AsA、GSH)含量和抗氧化酶(APX、SOD)活性,研究光强对4种亚热带树种抗氧化能力的影响。结果表明：同在自然光下,灌木的抗氧化能力较强,其AsA含量,APX．SOD活性高于乔木;随生长光强的减弱,4种幼树叶片的AsA．GSH含量和APX、SOD活性均下降,而光强改变对灌木的影响大于乔木。夏、冬季的分析结果有一定差异,说明光是自然条件下影响植物叶片抗氧化能力因子,但温度等亦有一定的作用。     

火干扰强度对亚热带四种森林类型土壤理化性质的影响

火干扰是通过改变土壤理化性质而影响土壤生态系统功能的重要因素之一。探讨火干扰强度对不同森林类型下土壤理化性质的影响,为利用火干扰促进林分更新及经营提供理论指导。2014年在湖南省株洲市和湘潭市4种次生林(枫香次生林、马尾松-木荷混交林、杉木-木荷混交林及檫木-杉木混交林)内设置16块20 m×20 m样地进行试验,研究了火干扰强度(对照、低强度、中强度、高强度火烧)和林分类型对土壤容重(BD)、土壤斥水性(SWR)、有机质(SOM)、pH、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)的影响。通过描述性统计分析、单因素方差分析和Fisher LSD检验研究各土壤性质在同一林分不同火干扰间,以及同一火干扰下不同林分间的显著性差异和变化趋势(P<0.05)。研究发现BD、SWR、pH、TK都随火强度的增大呈上升的趋势,而SOM、TP随火强度增大而减少,TN则随火强度增大没有规律性变化。在同一林分内与对照组相比,低强度火烧对BD、SWR、pH和SOM的影响不显著,中强度有一定影响,而高强度火烧影响显著;而TN、TP、TK在火烧前后均无显著性差异。火干扰后,TN和TP在同一火强度下不同林分间均...     

西双版纳片段化石灰岩森林附生兰科植物多样性研究

西双版纳石灰岩地区拥有丰富的兰科植物资源,但近年来随着橡胶树的大面积种植,使得该地区很多石灰岩森林呈片段化。为了解片段化石灰岩森林中附生兰科植物多样性状况以及片段化对附生兰科植物的影响,该研究选取了生境片段化的青岩寨和曼纳览,以及连续生境的绿石林和巴卡新寨等4个样地的29个样方进行多样性调查和对比研究。结果表明:4个石灰岩森林样共记录到附生兰科植物34属76种1 528株(丛)。通过对坡向、坡度、海拔、地形、郁闭度和森林类型等6个环境因子与附生兰科植物丰富度进行CCA分析,发现石灰岩地区附生兰科植物的分布主要受海拔和森林类型2个因素的影响,在海拔较高的青岩寨和巴卡新寨附生兰科植物物种丰富度高于低海拔的绿石林和曼纳览,而片段化对附生兰科植物的物种多样性和多度均无显著影响,这可能与片段化的历史较短有关。虽然目前来看生境片段化对石灰岩地区的附生兰科植物多样性无显著影响,但生境脆弱的石灰岩森林植被的保护对于兰科植物多样性保护则更具重要性。     

亚热带森林附生地衣压力-体积曲线分析及其适用性

附生地衣是森林生态系统中的重要组成部分, 在维护森林物种多样性以及水分和养分循环等方面发挥着重要作用。地衣类群的水势特征以及压力-体积(PV)曲线及相关参数是否适用于探索地衣等变水性生物类群应对水分胁迫机制, 仍有待阐明。该研究以中国西南地区云南哀牢山亚热带山地森林中5个类群15种常见附生地衣为对象, 探讨了其PV曲线及水势参数的功能群和物种水平的变化。结果显示, 蓝藻型地衣的内部含水量(WC_internal)和共质体水含量(Rs)显著高于绿藻型地衣, 是其1倍以上, 但其他参数表现出较高的一致性。功能群水平上, 地衣仅WC_internal、Rs和膨压损失点的相对含水量(RWC_TLP)具有显著性差异; 但物种间差异均非常显著。结合主成分分析进一步发现, PV曲线及相关参数在评估地衣整体应对水分胁迫以及揭示生境水分条件选择策略时具有较大的限制性, 受到共生藻和生长型的显著影响; 但内部最大持水力可以解释蓝藻型地衣的生境适应策略, 而部分参数如饱和渗透势(Ψsat)和RWC_TLP可以分别用于解释狭叶地衣、阔叶地衣和枝状地衣对生境水分条件的适应。研究表明PV曲线及水势参数不适用于地衣类群整体的抗旱性评价, 和其他生物类群进行抗旱性比较时更要慎用。     

Species richness and vertical stratification of epiphytic lichens in subtropical primary and secondary forests in southwest China

An entire-tree investigation was conducted in two primary and three secondary forest types in the subtropical Ailao Mountains of southwest China to determine whether species richness and vertical stratification of epiphytic lichens responded to forest type and host attributes. Lichen species number, composition and cover differed significantly among forest types and tree species, while tree diameter and tree height had a modest influence. Epiphytic lichen species and functional groups showed clear vertical stratification. Epiphytic lichens were richer in canopies than on trunks and exhibited a great preference for the intermediate zones of trees, while five lichen groups showed distinct vertical diversification. The stratification patterns are clearly related to forest type and may reflect the microclimatic requirements of individual species, e.g. light availability and humidity.     

Responses of species abundance distribution patterns to spatial scaling in subtropical secondary forests

To quantify and assess the processes underlying community assembly and driving tree species abundance distributions(SADs) with spatial scale variation in two typical subtropical secondary forests in Dashanchong state‐owned forest farm, two 1‐ha permanent study plots (100‐m × 100‐m) were established. We selected four diversity indices including species richness, Shannon–Wiener, Simpson and Pielou, and relative importance values to quantify community assembly and biodiversity. Empirical cumulative distribution and species accumulation curves were utilized to describe the SADs of two forests communities trees. Three types of models, including statistic model (lognormal and logseries model), niche model (broken‐stick, niche preemption, and Zipf‐Mandelbrodt model), and neutral theory model, were estimated by the fitted SADs. Simulation effects were tested by Akaike's information criterion (AIC) and Kolmogorov–Smirnov test. Results found that the Fagaceae and Anacardiaceae families were their respective dominance family in the evergreen broad‐leaved and deciduous mixed communities. According to original data and random sampling predictions, the SADs were hump‐shaped for intermediate abundance classes, peaking between 8 and 32 in the evergreen broad‐leaved community, but this maximum increased with size of total sampled area size in the deciduous mixed community. All niche models could only explain SADs patterns at smaller spatial scales. However, both the neutral theory and purely statistical models were suitable for explaining the SADs for secondary forest communities when the sampling plot exceeded 40 m. The results showed the SADs indicated a clear directional trend toward convergence and similar predominating ecological processes in two typical subtropical secondary forests. The neutral process gradually replaced the niche process in importance and become the main mechanism for determining SADs of forest trees as the sampling scale expanded. Thus, we can preliminarily conclude that neutral processes had a major effect on biodiversity patterns in these two subtropical secondary forests but exclude possible contributions of other processes.     

龙脑香热带雨林附生苔藓沿宿主垂直梯度的微生境偏好及其指示作用

该研究首次借助林冠塔吊调查了西双版纳国家级自然保护区龙脑香热带雨林样地内69棵树13个垂直高度上的附生苔藓植物,结果表明:目标样树上共记录到隶属于25科60属的90种附生苔藓,其中细鳞苔科物种数最多,占比达25.6%。13个垂直高度上共划分出三种生态类型:喜阳苔藓(散生巨树上45 m的区域),喜阴苔藓(乔木树干上15 m的区域),广布苔藓(广泛分布于宿主各个垂直高度上,生态位宽),并筛选出对微生境有特殊偏好的17种苔藓指示种(IndVal≥0.7,P0.05)。随宿主垂直高度的升高,扇型和交织型的苔藓占比降低,悬垂型苔藓占比先升高后降低,细平铺型和粗平铺型的苔藓占比升高。大气湿度、水汽压、胸径以及树皮粗糙度对附生苔藓生活型的分布偏好具有显著影响。总之,沿宿主垂直高度上的附生苔藓对微环境变化在生活型和形态结构上有着不同的响应方式,而同一种生态型的苔藓群落有相似的适应机制。因此,在森林林冠生境变化的监测和管理中,对微生境具有明显偏好的附生苔藓物种可作为有效的指示材料。