八大公山中亚热带山地常绿落叶阔叶混交林物种组成与结构

山地常绿落叶阔叶混交林在我国主要分布在中亚热带1000～2000 m中山地带。八大公山位于武陵山系北端,中亚热带北缘,具有保护较好的典型山地常绿落叶阔叶混交林。为了研究常绿落叶阔叶混交林动态和川东-鄂西植物多样性形成及维持机制,按照CTFS（Center for Tropical Forest Science）样地建设标准,中国科学院武汉植物园于2010-2011年在湖南八大公山（Badagongshan,BDGS）国家级自然保护区建立了一个25 hm2（500 m×500 m）中亚热带山地常绿落叶阔叶混交林动态监测样地（Forest Dynamic Plot）。本研究以样地内所有胸径（DBH）≥1 cm的木本植物（不含竹藤）为研究对象,分析该样地区系成分、群落组成、垂直结构、径级结构和空间分布。结果表明：八大公山样地属于典型的山地常绿落叶阔叶混交林,植物以泛热带分布科（24.50%）和北温带分布属（24.56%）占优势,包括9种珍稀濒危植物。样地内木本植物合计53科、114属、238种（含种下分类单位）,186556株存活个体。落叶树144种,常绿树94种。壳斗科（Fagaceae）、杜鹃花科（Ericaceae）、樟科（Lauraceae）和山茶科（Theaceae）占据优势;个体数超过1000的有38个物种,以常绿树种（63.16%）为主;稀有种（〈25株）103个（占样地物种总数43.28%）。群落垂直结构可分为乔木层（优势树种多脉青冈Cyclobalanopsis multinervis和亮叶水青冈Fagus lucida）、亚乔木层（优势种长蕊杜鹃Rhododendron stamineum和黄丹木姜子Litsea elongata）和灌木层（优势种短柱柃Eurya brevistyla和薄叶山矾Symplocos anomala）。个体数超过1000的树种和稀有种主要来自灌木层。由于生长型限制,样地内树种平均胸径较小（5.41 cm）,DBH〈5 cm的个体占优势（68.40%）。主要优势树种的径级结构呈现倒J型。     

后河自然保护区常绿落叶阔叶混交林群落学特征研究

研究了后河国家级自然保护区常绿落叶阔叶混交林的区系特点、群落学特征。结果表明 :后河国家级自然保护区常绿落叶阔叶混交林群落物种丰富 ,有 110科 2 88属 5 34种 ,科的分布型以热带类型为主 ,属的分布型温带类型占优势 ,反映该群落区系以温带为主的亚热带区系特点 ;该混交林主要由以单叶、中型叶及非全缘叶为主的常绿、落叶阔叶高位芽植物组成 ,群落层次分明 ,从上至下 ,落叶阔叶树种所占比例逐渐减少 ,常绿阔叶树种比例逐渐增加 ;除两低海拔样地外 ,多样性变化幅度较小 ,各样地的物种多样性指数变化趋势基本一致。     

后河自然保护区常绿落叶阔叶混交林落学特征研究

研究了后河国家级自然保护区常绿落叶混交林的区系特点,群落学特征,结果表明：后河国家级自然保护区常绿叶阔叶混交林群落物种丰富,有110科288属534种,科的分布型以热带类型为主,属的分布型温带类型占优势,反映该群落区系以温带为主的亚热带区系特点;该混交林主要由以单叶,中型叶及非全缘叶为主的常绿,落叶阔叶高位芽植物组成,群落层次分明,从上至下,落叶阔叶树种所占比例逐渐减少,常绿阔叶树种比例逐渐增加,除两低海拔样地外,多样性变化幅度较小,各样地的物种多样性指数变化趋势基本一致。     

喀斯特常绿落叶阔叶混交林木本植物组成特征

喀斯特常绿落叶阔叶混交林是我国西南喀斯特地区分布的典型森林植被类型之一,由于富钙偏碱的地球化学背景及多样性的生境类型,该森林具有群落结构多样、树种组成丰富、优势物种突出等特点,基于大型动态监测样地的群落特征分析是揭示其生物多样性维持机制的基础。该研究在木论国家自然保护区建立了25 hm2的样地,依照CTFS全球森林生物多样性监测规范,定位并调查了样地内每一棵胸径≥1 cm的木本植物。结果表明：(1)样地内有监测树种254种,隶属于64科161属;独立个体总数为110370株(含分枝为144679株),平均胸径为4.14 cm。(2)个体数最多的15个树种的个体数之和占到总个体数的78.46％,稀有种有100种,占总树种数的39.37％。(3)群落结构稳定且更新良好,木本植物整体径级结构呈倒“J”形。(4)样地内重要值≥1的树种有26种,占总树种数量10.24％;重要值排名前三的物种分别是小果厚壳桂、栀子皮和香叶树。(5)样地中共有萌生木本植物204种34309株,分属于127属51科,分别占样地总物种、个体数量、属及科数的80.32％、14.42％、78.88％和79.69％。此结果表明木论喀斯特常绿落叶阔叶混交林物种组成丰富、群落成熟稳定、更新良好,反映了亚热带非地带性喀斯特顶极群落常绿落叶阔叶混交林的典型特征。     

鄂西南亚热带山地常绿落叶阔叶混交林物种多度分布格局

基于七姊妹山自然保护区内6 hm~2监测样地多度数据,通过累计经验分布曲线(ECDF)表征该样地内不同生活型功能群的物种-多度分布格局,并采用6种模型对各功能群不同取样尺度物种等级-多度曲线进行拟合并检验其拟合效果,分析多度格局与模型拟合在不同尺度间的差异,探讨其背后的生态学过程与机制。结果表明:(1)各尺度下落叶种比常绿种的物种数多,物种多样性指数更大,但个体数相对较少;不同功能群稀有种比例排序为:落叶种所有种常绿种。(2)6种模型中的断棍模型的拟合效果较差;中大尺度(50 m×50 m、100 m×100 m)上不同生活型树种多度分布能接受的模型较少,除大尺度的常绿树种外,拟合最优模型均为对数正态分布模型,大尺度的常绿树种拟合最优模型为中性模型;小尺度上(20 m×20 m)常绿树种的最优模型为对数正态分布模型,落叶树种最优模型为生态位优先模型,所有树种在小尺度最优模型为Zipf-Mandelbrot模型。研究认为,随着尺度逐渐扩大,中性过程较生态位过程对物种-多度格局的解释力度更大,落叶树种物种多度格局的形成机制较常绿树种更接近于样地所有树种物种-多度格局的形成机制。     

桂西北喀斯特常绿落叶阔叶混交林物种多样性分布格局的尺度效应

物种多样性的空间分布格局及其与尺度的关系研究对于了解群落物种多样性形成机制具有重要意义。为了探讨喀斯特地区物种多样性空间分布格局的尺度效应,以喀斯特常绿落叶阔叶混交林25 hm~2样地的(胸径DBH≥1)木本植物为研究对象,分析了6个空间尺度(5 m×5 m,10 m×10 m,20 m×20 m,50 m×50 m,100 m×100 m,250 m×250 m)上的多度、物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及Pielou均匀度指数的变化规律。结果表明:物种多样性指数的空间分布均表现出较高的空间异质性;物种多样性指数的方差随取样尺度增加呈现单峰分布特征,并且在100 m×100 m尺度上达到最大值;物种多样性指数的变异系数随尺度的增加呈线性下降趋势,其中,Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及Pielou均匀度指数均在5 m×5 m至20 m×20 m尺度上明显减小;在大于50 m×50 m的尺度上,物种丰富度与多度的正相关性不显著(P0.05)。喀斯特常绿落叶阔叶混交林物种多样性的空间分布格局与不同空间尺度密切相关,深入解析物种多样性随空间尺度的变化模式,需要在类似的森林生态系统做更多的研究。     

喀斯特常绿落叶阔叶混交林植被的空间异质性

基于广西环江木论国家级自然保护区喀斯特典型峰丛洼地常绿落叶阔叶混交林2 hm2动态监测样地,选择4个多样性和5个群落结构属性变量,运用地统计学和分形几何学理论方法,分析植被的空间异质性、分形特征和分布格局,以探讨其维持机制。结果表明:(1)样地树木种类和除平均高度外的4个结构属性变量均值适中,变异系数较高(48.37%～71.01%),植物多样性丰富且稳定性强,Shannon指数、Simpson指数和均匀度指数变异系数仅在5.49%～22.64%之间。(2)除均匀度的Moran’s I系数接近0且无规律外,其他8个属性变量均有不同程度的空间自相关性,分别用球状、指数和高斯模型拟合的决定系数(R2)高达0.900～0.982,C/(C0+C)值和分维数D值分别在0.582～0.827和1.738～1.871之间,具有中等以上的空间依赖性。(3)密度、平均冠幅和高度的自相关范围和变程小于其他指标,其分布和形成过程决定了整个森林植被的空间格局。(4)森林植被的Kriging等值线图充分表征了人为干扰、地形、土壤质量的综合差异。(5)自相关、半方差模型的变程和Kriging等值线图综合分析表明,喀斯特峰丛洼地常绿落叶阔叶混交林空间异质性研究的采样间隔10 m左右较适宜,但采样范围应大于10hm2,这对确定该区域动态监测样地的面积具有一定的指导意义。     

贵州东部常绿落叶阔叶混交林碳素积累及其分配特征

以雷公山自然保护区常绿落叶阔叶混交林为研究对象,对其碳素含量、碳密度及分配特征进行了研究。结果表明:生态系统碳素含量表现为乔木层(418.58 g/kg)灌木层(387.26 g/kg)草本层(382.80 g/kg)枯落物层(378.11 g/kg)土壤层(31.48 g/kg),差异极显著(P﹤0.01),乔木不同器官表现为干根叶枝,差异不显著(P0.05),灌、草层均表现为地上地下,土壤碳素含量随土层深度的增加而减少;生态系统碳密度为234.68 t/hm2,表现为土壤层(170.00 t/hm2)乔木层(57.02 t/hm2)枯枝落叶层(5.48 t/hm2)灌木层(1.81 t/hm2)草本层(0.37 t/hm2),分别占生态系统碳密度的72.44%、24.30%、2.34%、0.77%和0.16%;植被层碳密度为58.79 t/hm2,占了生态系统碳密度的25.09%;乔木层各器官以树干的碳密度最高,占了乔木层碳密度52.43%;灌木层、草本层地上部分碳密度分别是地下部分的2.85倍1.64倍;土壤表层(0—20 cm)碳密度为70.40 t/hm2,显著高于其它各层(P﹤0.001),占了土壤(0—80 cm)碳密度的41.41%,有很强的表聚性,因此,防止地表的水土流失,可有效保持土壤对碳的吸存。     

基于功能性状的中亚热带岩溶常绿落叶阔叶混交林物种多样性维持研究

理解植物功能性状和功能实体在森林群落的分布,有助于探讨物种丧失对森林生态系统功能、冗余和恢复力的影响。为了解脆弱的岩溶石山森林在应对生物多样性丧失的生态系统反馈,对桂林岩溶石山两块1hm²的常绿落叶阔叶混交林的木本植物数据进行了分析。包括基于功能性状计算功能多样性、构建功能实体计算功能冗余以及采用Pearson相关分析和Mantel检验评估物种多样性指标在生态系统的维持机制。结果显示:(1)青冈+大叶榉树群落的功能多样性指标均低于鱼骨木+青冈+圆叶乌桕群落,且两个群落间功能均匀度不相关(P ＞ 0.05),功能丰富度、功能离散度和Rao''s二次熵呈现极显著相关性(P ＜ 0.001),功能分散度呈现显著相关性(P ＜ 0.05)。(2)两个群落的物种丰富度与功能冗余指标表现出相似的线性关系,即物种丰富度与功能实体等级、功能冗余、功能超冗余呈正相关,与功能脆弱性呈负相关关系。(3)不同植物功能性状间、不同功能多样性指标间和不同功能冗余指标间的相关性较强,功能多样性指标和功能冗余指标间无显著相关性,但功能性状与功能多样性指标、功能性状与功能冗余指标均存在不同程度的相关性。而在功能实体与物种多样性指标的相关性方面,呈现出同物种丰富度与物种多样性指标相似的显著度。另外,物种多度与物种丰富度、功能分散度、功能离散度、Rao''s二次熵及功能脆弱性均显著相关。总之,在岩溶石山常绿落叶阔叶混交林中,高功能多样性的群落存在高功能冗余的现象,但功能多样性和功能冗余是相互独立的因素;物种丰富度高的群落所提供的保险效应无法抵消其生态系统的脆弱性。因此,不能仅通过保护物种丰富度来维持生态系统的特有功能,还应充分考虑多度对生态系统功能的贡献,以更有效地实现对岩溶石山森林生态系统的保护。     

紫金山森林植被性质与常绿落叶阔叶混交林重建可能性的探讨

紫金山财处长江下游南岸,按中国植被区划,从属于亚热带北缘,其森林植被类型具有亚热带常绿阔叶林向暖温带落叶阔林过渡的特征。从紫金册现状植被来看,具有明显人为扰动痕迹,虽然人工针叶林仍占有重要地位,但现状植被正入于明显的演替之中,一方面以马尾松为优势的阳性针叶林已处于日益衰退境地;另一方面,以栓皮栎、枫香为优势的天然次生落叶阔叶林正在迅速恢复,而苦槠、冬青、石楠等常绿阔叶树种在林中明显增多,在局部区域     

峨眉山常绿落叶阔叶混交林的生物多样性及植物区系初探

对峨眉山常绿落叶阔叶混交林的群落结构﹑组成﹑生物多样性及植物区系等几方面进行了研究分析。结果显示峨眉山阔叶混交林由226种维管束植物组成,其中被子植物73科137属207种, 占总种数的91.6%,是峨眉山阔叶混交林的重要组成部分;群落分层现象明显,为乔木层﹑灌木层﹑草本层和层外植物4层,其中草本层发育情况差;科分布型是以热带—亚热带﹑热带—温带为主,各占22.7%, 在属的水平上则以温带分布占绝对优势(52.9%),揭示了峨眉山阔叶混交林的区系性质是以温带为主的亚热带类型;生物多样性指数处于较低的水平,在经过人为干扰后,群落处于稳定的恢复阶段。     

广西亚热带落叶阔叶林的分类系统及其管理

广西亚热带落叶阔叶林是亚热带地区几类顶极群落遭受破坏后恢复过程的一个演替阶段,类型多种多样。本文研究制定了它的分类系统,包括２个亚群系纲、１０个群系组、２７个群系和７７个群丛,扼要地阐述了它们的地理分布和生境特点,为其科学的管理提供基本依据。     

鄂西南木林子常绿落叶阔叶混交林恢复过程中优势树种生态位动态

运用Shannow-wiener生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数,分析了鄂西南木林子常绿落叶阔叶混交林恢复过程中优势树种生态位动态。结果表明:大穗鹅耳枥(Carpinus fargesii)、四照花(Cornus kousa var.Chinensis)、青冈(Cycloblanopsis glauca)生态位总宽度较大,且在5个不同恢复时期均有分布。恢复期14a、35a、60a、85a和110a生态位宽度最大的树种分别为白马桑(Weigela japonica var.sinica)、大穗鹅耳枥、四照花、光皮桦(Betula luminifera)和尾叶冬青(Ilex wilsonii)。随着群落的恢复,优势落叶树种生态位宽度表现出下降趋势,优势常绿树种则呈上升趋势。当恢复到顶极群落阶段,乔木层常绿和落叶树种生态位接近,灌木层常绿灌木占据较大生态位。随着群落的恢复,优势落叶树种与其它树种的生态位重叠值呈波动性下降趋势,优势常绿树种表现为波动性上升趋势,群落全部树种间生态位重叠程度呈小幅度波动性下降趋势。相同或相似生活型的演替早期种间的高生态位重叠,意味着种间对资源利用的相似性和竞争关系,演替后期种与其它树种间的生态位重叠的增加,意味着不同生活型树种在水平空间重叠而在垂直空间分化,这是不同树种对有限环境资源充分利用的一种机制。     

喀斯特常绿落叶阔叶混交林粗木质残体的空间分布格局

粗木质残体(coarse woody debris,CWD)是森林生态系统中重要的结构性和功能性组成要素,是维护系统完整性和稳定性的关键。对CWD空间格局的研究将有助于深入探索种群格局的形成和森林生态系统的维持机制。采用g(r)函数对茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林1.28 hm~2固定样地内不同径级、不同腐烂等级、不同存在形式的CWD的空间分布格局及空间关联性进行了研究。结果表明:1)在40 m的空间尺度内,CWD总体在0—12 m尺度上表现为集群分布,随着尺度的增加格局强度降低,趋于随机分布,剔除生境异质性后,格局尺度降低至7 m。2)CWD径级格局表现为:小径级中径级大径级。拔根倒和干中折断在整个研究尺度上为随机分布,其他不同径级、不同腐烂等级、不同存在形式的CWD均在小规模尺度(2—8 m)表现为集群分布,随着尺度的增加聚集强度急剧变小,趋于随机分布或均匀分布。3)除了干中折断与树段之间、大径级与小径级之间的CWD在空间上相互独立,其他不同径级、不同腐烂等级或不同存在形式的CWD之间均在小规模尺度(2—8 m)上表现为显著的正相关,随着尺度的增加空间关联性降低。喀斯特常绿落叶阔叶混交林CWD的分布格局可能是在小尺度内由密度制约、在大尺度内由生境过滤和个体自然衰老等生态学过程所形成,大径级对临近的小径级、先死亡对后死亡、站杆对倒下的个体具有一定的正向影响作用,在一定程度上揭示了该林型天然更新的作用和机制。     

鄂西南亚热带常绿落叶阔叶混交林土壤空间异质性

大样地是监测森林生物多样性及生态因子动态变化的重要平台,以湖北木林子国家级自然保护区常绿落叶阔叶混交林为对象,依托15 hm2动态监测样地,对每个400 m2样方进行取样并测定7个化学性质指标,运用地统计与多元统计方法,分析了该大样地内不同土壤因子的富集程度、空间格局、变异性、相关性。结果如下:1)研究区土壤酸性较强,有机质、有效氮、全氮、有效钾丰富,有效磷、全磷亏缺;2)有效氮、全氮、有效磷呈东高西低,p H呈西高东低,有效钾呈斑块状分布,有机质呈中间高,西北与东南低的"凸"型分布,其中以有效钾空间结构最复杂(A=50 m,D=1.96),p H空间结构最简单(A=180 m,D=1.83);3)土壤因子的块基比范围为0.14—0.69,14对因子显著相关(P0.05),其中以全磷的空间自相关最强,并与其余因子显著相关;4)土壤因子的变异系数范围为0.05—0.34,其中全磷、有效磷变异系数最高,分别为0.29和0.34,p H变异系数最低(0.05),土壤全磷在主成分中具有最大载荷(2.27)。结果表明:1)木林子常绿落叶阔叶混交林土壤酸性较强,除了磷素亏缺,其余土壤养分富集;2)土壤的变异性不强,空间分布具有明显的自相关特征,并具有一定的尺度效应;3)除了土壤有效磷以外的土壤因子之间存在较为普遍的相互联系;4)土壤全磷对于土壤的综合变异最具代表性。     

古田山亚热带常绿阔叶林树皮厚度的变异特征

树皮是木本植物茎干最外层结构,具有保护茎干、养分储存与运输等重要作用。因此,树皮厚度是一项非常重要的功能性状,其变异不仅影响树皮的各种生态功能,还能影响群落构建与物种共存。然而,以往对树皮厚度的研究集中于火灾易发生态系统,对火灾不易发生的亚热带常绿阔叶林的研究仍较缺乏。测量了古田山国家级自然保护区亚热带常绿阔叶林内树种的树皮厚度,并检验了总树皮厚度、内树皮厚度与外树皮厚度在各分类群间以及功能群间的差异。结果发现：1）39个树种807个个体的总树皮厚度、内树皮厚度与外树皮厚度均值分别为1.90 mm、1.38 mm和0.54 mm。漆树科（Anacardiaceae）、杨梅科（Myricaceae）以及亚热带常绿阔叶林代表类群壳斗科（Fagaceae）、山茶科（Theaceae）的树皮厚度较大。短柄枹（Quercus serrata）、木荷（Schima superba）、小叶青冈（Cyclobalanopsis myrsinifolia）等树种的树皮厚度较大。2）种间、科间的各树皮厚度差异均显著。不同功能类群间,乔木类群的各树皮厚度均较灌木类群大,常绿类群的各树皮厚度均较落叶类群大（内树皮厚度除外）。本次研究结果表明,相对于火灾易发生态系统中的树皮厚度,古田山亚热带常绿阔叶林群落内的树皮厚度相对较薄,表明这些森林树种对当地湿润气候的适应性。同时,树皮厚度在各种分类水平与功能群水平间的显著变异,反映了群落内不同生态策略的共存。     

Topography and soil content contribute to plant community composition and structure in subtropical evergreen-deciduous broadleaved mixed forests

Topography and soil factors are known to play crucial roles in the species composition of plant communities in subtropical evergreen-deciduous broadleaved mixed forests. In this study, we used a systematic quantitative approach to classify plant community types in the subtropical forests of Hubei Province (central China), and then quantified the relative contribution of drivers responsible for variation in species composition and diversity. We classified the subtropical forests in the study area into 12 community types. Of these, species diversity indices of three communities were significantly higher than those of others. In each community type, species richness, abundance, basal area and importance values of evergreen and deciduous species were different. In most community types, deciduous species richness was higher than that of evergreen species. Linear regression analysis showed that the dominant factors that affect species composition in each community type are elevation, slope, aspect, soil nitrogen content, and soil phosphorus content. Furthermore, structural equation modeling analysis showed that the majority of variance in species composition of plant communities can be explained by elevation, aspect, soil water content, litterfall, total nitrogen, and total phosphorus. Thus, the major factors that affect evergreen and deciduous species distribution across the 12 community types in subtropical evergreen-deciduous broadleaved mixed forests include elevation, slope and aspect, soil total nitrogen content, soil total phosphorus content, soil available nitrogen content and soil available phosphorus content.     

南亚热带常绿阔叶林不同大小和发育阶段林隙的树种多样性研究

分析了南亚热带常绿阔叶林不同大小和发育阶段林隙内树种多样性的变化规律.结果表明,在南亚热带常绿阔叶林中,多样性指数在<400m²的林隙中变化不大,但在400～500m²的林隙中达到最大,而在500～600m²的林隙中最小,在>600m²的林隙中又有所增大.树种多样性指数随林隙年龄的变化趋势是中间高两端低,即在20～50年期间的多样性最大,其次是20年以下的,50年以后的多样性相对最小.林隙更新层中树种多样性指数在500～600m²的林隙中达到最大,在>600m²和200～300m²的林隙中最小.林隙更新层树种多样性指数在林隙形成最初的10年内达到最大值,但随着林隙年龄的增加,总体上表现出下降趋势,在30～40年和50～60年左右又分别形成两个相对的峰值.物种丰富度的变化趋势总体上与树种多样性指数相一致.不同大小和发育阶段的林隙通过其生态因子的改变,对不同树种的更新起到了不同的作用,从而使得不同大小和发育阶段的林隙中树种的多样性特征不同.林隙是维持南亚热带常绿阔叶林树种多样性的一个重要机制.     

天目山常绿落叶阔叶混交林优势种生物量变化及群落演替特征

利用天目山自然保护区内设立的典型亚热带常绿落叶阔叶混交林1 hm~2固定样地为基础,分别对1996年和2012年(时间跨度为16年)的实地调查监测数据进行综合处理分析,包括优势种的生态位宽度、生态位重叠、种间联结和生物量等方面对其群落演替特征进行深入探讨。结果表明:1996年到2012年中,优势种生态位宽度指数下降的有青钱柳(Cyclocarya paliurus)和缺萼枫香(Liquidambar acalycina),而上升较明显的有小叶青冈(Cyclobalanopsis myrsinifolia)和东南石栎(Lithocarpus harlandii);并且2012年优势种相比于1996年生态位重叠程度更高;1996年和2012年胸径(DBH)≥10 cm的乔木树种的总生物量分别为151.03 t和148.53 t,而2012年优势种胸径5—10 cm幼树的总生物量达到10.03 t,增长潜力较大。结果总体上与天目山常绿落叶阔叶混交林演替趋势相吻合,并以此揭示天目山亚热带常绿落叶阔叶混交林群落演替规律提供数据支撑与借鉴。