东灵山暖温带落叶阔叶林生物量和能量密度研究

研究了辽东栎 (Quercusliaotungensis)林生物量、能量分配和能量密度过程 ,结果表明 ,辽东栎林的生物量在60～ 2 0 0t·hm- 2 之间 ,乔木层的生物量在 50～ 1 60t·hm- 2 之间 ,在林分中所占比例为 80 %～ 98% ,辽东栎生物量在林分中所占比例从 40 %到 1 0 0 % ,净初级生产力从 5t·hm- 2 ·a- 1 到 2 4t·hm- 2 ·a- 1 。辽东栎群落能量现存密度为 830 0 0kcal·m- 2 ,其中乔木层占 96 .65 %、灌木层占 3 .1 2 %、草本层占 0 .2 3 %。乔木层中各器官能量密度排列顺序是树干 >树根 >树枝 >树叶 ,比例是 4 :3 :2 :1 ,灌木层中 ,各器官能量密度顺序是干 >枝 >根 >叶。最后给出了该类森林生态系统变化的生物量和能量概念模式 ,为下一步建立抽象的数学模型 ,建立可操作能实用的计算机模拟模型打下了基础。     

暖温带落叶阔叶林动态变化的模拟研究

用森林动态林窗模型 FORET1模拟了暖温带落叶阔叶林的长期变化特征。模型参数取自暖温带地区长期森林研究和经营的历史数据 ,对过去数据中缺少的参数进行了实地测定 ,并用观测的数据对模型作了检验。结果表明模型能较好地模拟暖温带落叶阔叶林的长期动态变化特征。通过模拟可以看出 ,森林的净初级生产力没有明显变化规律且极度不稳定 ,峰值出现在30 a左右 ,相似于世界上其它地区森林动态格局变化 ,生物量格局呈循环状态变化 ,循环周期大致在 110 a左右。     

黄山亚热带常绿阔叶林的群落特征

黄山是我国东部高山之一, 处于亚热带季风气候区, 属南北植物区系交替的过渡带, 是第四纪冰期动植物的避难所。其地带性植被为常绿阔叶林, 植被垂直分布明显, 是中国生物多样性保护优先区域, 也是世界文化与自然遗产地以及享誉全球的风景名胜区。2014年, 我们在黄山建立了10.24 ha的森林动态监测样地, 并完成了首次调查。本文从物种组成、区系特征、径级结构和空间分布格局等方面分析了样地中植物的群落特征。结果表明: 样地内有维管植物59科129属191种, 其中乔木层内胸径≥ 1 cm的木本植物46科97属153种; 热带性质的科、属分别占总科、属数的65.79%和45.36%, 温带性质的科、属分别占34.21%和51.55%。样地内珍稀濒危物种较多, 其中国家II级重点保护野生植物6种、《中国生物多样性红色名录——高等植物卷》中的近危物种7种、《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)附录II物种1种以及64种中国特有种, 这些物种具有较高的保护和研究价值。当取样面积小于2,150 m²时, 物种数随着面积的增加而急剧增加; 其后增加速率明显降低; 但大于57,950 m²时, 增加速率又略变大。稀有种69种, 占总树种数的45.10%。壳斗科和杜鹃花科的重要值占一半以上。建群种甜槠(Castanopsis eyrei)的重要值达26.25%, 其次分别为细齿叶柃(Eurya nitida) (7.63%)、马银花(Rhododendron ovatum) (7.60%)、马尾松(Pinus massoniana) (6.29%)和檵木(Loropetalum chinense) (4.83%)。样地平均胸径为4.10 cm, 小径木的数量占较大优势。乔木层可分为两个亚层, 甜槠在两个亚层的个体数量均最多, 马尾松数量也比较多。甜槠、细齿叶柃、马银花、马尾松等均呈较显著的聚集分布。     

鼎湖山亚热带季风常绿阔叶林的生物量和光能利用效率

报道鼎湖山自然保护区黄果厚壳桂群落的生物量、生产力和光能利用效率。根据群落的种类成分和结构特征,分层选主要树种,用样本收获法和红外线ＣＯ２气体分析法,测定了群落的生物量、光合速率和呼吸速率,计算了群落的生产力和光能利用效率．结果表明,群落的生物量为２０８ｔ·ｈｍ－２;总生产力为１２８７０４ｋＪ·ｍ－３·ａ－１,净生产力为３０４５１ｋＪ·ｍ－２·ａ－１;由总生产力计算光合有效辐射能的吸收利用率为９,６６％,净生产力的利用率为２．２８６％,并与厚壳桂群落作比较,阐明了南亚热带森林群落的生产潜力．     

亚热带常绿阔叶林林下不同生活型植物叶片生态化学计量特征

为了探究林下植物多样性的形成和维持机制,该研究采用常规和系统发育比较方法对广西猫儿山亚热带常绿阔叶林林下乔木幼树、灌木、草本和藤本等不同生活型植物叶片生态化学计量特征及其与系统发育的关系进行研究。结果表明,叶片化学计量特征的系统发育信号(Blomberg’s K)值为0.020~0.183。叶片N、P含量以及C/P、P/Ca、K/Ca的系统发育信号显著,表明物种多样化过程中存在系统发育保守性。叶片C、N、K和Mg含量以及大多数计量比受到生活型的显著影响,藤本植物有最高的叶片N、K和Mg含量,而草本植物叶片C、Mg含量、C/N和C/P最低。这表明不同生活型植物在总体上对叶片营养元素含量的需求和比例存在差异。进化模型拟合分析表明,对不同生活型最优叶片生态化学计量特征值的稳定选择是最优的进化模型,这表明不同生活型植物在进化过程中选择了适应自身的最优叶片化学计量特征组合。此外,在进化过程中叶片化学计量特征之间存在密切的相关性。因此,物种多样化过程中存在的叶片生态化学计量特征系统发育保守性和最优化稳定选择共同推动了亚热带常绿阔叶林林下植物多样性的形成和维持。     

亚热带次生常绿阔叶林植物功能性状及多样性对人工抚育的响应

亚热带次生常绿阔叶林普遍存在生长滞缓、固碳功能和经济价值低下等问题,迫切需要通过人工抚育提高其生态系统功能。对植物功能性状及其多样性的深入研究,能够找寻植物共存与群落稳定发展的内在机制,为提升森林生态系统功能的实践提供基础。为了探究人工抚育对亚热带次生常绿阔叶林质量提升的影响,以杭州午潮山国家森林公园内的次生常绿阔叶林为研究对象,实施了不同强度的抚育措施,通过群落植被复查,分析群落植物功能性状以及功能多样性对不同强度人工抚育的响应。结果发现：抚育2年后,群落最大潜在树高与叶片氮、磷、钾含量显著上升,而叶片干物质含量和叶片叶绿素含量均有显著下降,比叶面积有下降趋势,两种强度的抚育之间差异不显著;叶片干物质含量、叶绿素含量与叶片氮含量间的相关性由不显著变为了显著负相关,而叶片干物质含量与叶片叶绿素含量,叶片磷、钾含量与叶片氮含量,叶片磷含量与叶片钾含量间的相关性由不显著变为显著正相关;在20%强度抚育下,功能丰富度指数均值从对照的0.52显著下降为0.16,功能均匀度指数与功能分离度指数的均值则分别上升到0.61和0.67,显著高于对照组的0.51和0.56;在10%强度抚育下,功能丰富度有所下降,功能均匀度与功能分离度均有所上升,但差异不显著。研究表明,人工抚育在一定程度上改变了群落水平的植物功能性状与功能多样性,提高了群落植物利用资源的能力和效率;而适度的抚育强度更能解放资源空间,对群落产生的影响更加明显。该结果为亚热带次生常绿阔叶林的经营与管理提供依据与参考。     

茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林林窗下木本植物更新组成

对茂兰喀斯特森林中不同特征林窗内木本植物更新进行调查,计算不同特征林窗内木本植物的重要值、密度和丰富度,分析不同林窗大小、年龄和形成原因与木本植物更新组成的关系。结果表明:林窗大小对木本植物密度和丰富度有显著影响,耐荫树种密度和丰富度在大林窗(>200 m²)分别为0.32株·m^-2和3.26,中性树种密度和丰富度分别为0.40株·m^-2和2.54,均比在小林窗(≤200 m²)中显著增大,表明大林窗(>200 m²)能为耐荫树种和中性树种提供适宜光照条件和生长环境。幼年期林窗中以耐荫树种为优势种,重要值为0.377;中年期林窗以中性树种为优势种,重要值为0.400;老年期林窗以喜光树种为优势种,重要值为0.325,表明随着林窗年龄的增加,林窗内喜光树种逐渐占据优势。林窗形成原因对木本植物密度有显著影响,中性树种和喜光树种的密度在藤本绞杀形成的林窗均为0.43株·m^-2,比在人为伐倒和病虫害形成的林窗中显著增大,表明藤本绞杀可为喜光树种和中性树...     

亚热带常绿落叶阔叶混交林植物功能性状的种间和种内变异

不同物种间的功能性状差异是自然生态系统中物种共存的基础, 而物种内个体间的性状变异对物种的共存和分布同样具有重要作用。本文以湖北星斗山自然保护区亚热带常绿落叶阔叶混交林内28种主要树种(通过物种多度排序获得, 其中常绿和落叶树种各14种)为研究对象, 探讨不同叶习性树种的4种功能性状(比叶面积、叶干物质含量、叶面积和比茎密度)在种间和种内的差异程度。结果表明: (1)常绿和落叶树种在4种功能性状上均存在显著差异, 常绿树种的比叶面积和叶面积显著低于落叶树种, 但叶干物质含量和比茎密度则显著高于落叶树种; (2)比叶面积的变化主要来源于叶习性(57.49%), 叶面积变化主要来源于种间(66.80%)和种内变异(27.52%), 叶干物质含量的变化主要来源于种间(38.12%)和种内(33.88%)变异, 但比茎密度的变化主要来源于种内变异(51.50%), 其次为种间变异(32.52%); (3)常绿和落叶树种种间水平的性状相关性可能掩盖各功能性状之间的相关性。种内变异能够显著影响群落间的植物功能性状差异, 但不同功能性状的种内变异程度存在差异。     

滇中喀斯特山地半湿润常绿阔叶林的群落生态学研究

依据两个10000m2森林样地(蓑衣山和月湖)的调查,在两个样地内分别记录到植物95科142属的163种(蓑衣山)和70科110属的125种(月湖),其中,草本物种最多,乔木次之,藤本较少。两个样地的主要组成物种都为滇青冈、清香木、团花新木姜子、云南木樨榄。群落中大径级的物种和个体数相对较少,优势种主要通过较多数量的中小径级个体体现出来。按Raunkiaer生活型划分,该半湿润常绿阔叶林主要由高位芽植物(54.9%和48.8%)和地面芽植物(39.6%和41.6%)组成。按中国植被进行的生活型分类结果显示,乔木物种组成只有中、小乔木,它们在群落中仅占总物种数的1/4(25%和24%);草本植物中的多年生草本在样地总物种数中所占比例很高(42.7%和45.6%);且常绿中、小乔木与落叶中、小乔木的物种数差异不大,几乎各占一半。但如果按常绿与落叶的个体数量、或胸径总和、或重要值来判定,则落叶成分的最高比例为24·7%。鉴于此,该森林类型仍定义为混有落叶成分的半湿润常绿阔叶林。种—面积曲线结果表明,曲线在400m2点有最剧烈转折,应作为类似喀斯特山地植物群落调查的最小面积。     

暖温带若干落叶阔叶林群落物种多样性及其与群落动态的关系

 分析比较了暖温带中部至西南部20个落叶阔叶林群落类型的物种多样性,结果表明：1)一般情况下,乔、灌、草3个层次的物种丰富度(Sp)和多样性指数(D和H′)多为乔木层<灌木层<草本层,但均匀度指数(Ea)则多以灌木层居高;2)处于亚顶极阶段的森林群落各层次多样性指数(D和H′)特征是乔木层<草本层<灌木层;3)当群落处于顶极亚顶极阶段时,群落各层次的均匀度指数均在0.5以上;4)以群落总体重要值为测度指标来测度群落的总体物种多样性指数和均匀度指数时,发现群落总体Simpson多样性指数(D)可用于判断群落稳定性的高低,即总体多样性指数D低于或接近0.5的群落其稳定性较差或为特殊生境下的群落类型;当总体多样性指数D高于0.5时有两种情况：群落的均匀度指数Ea大于D的群落为地带性群落类型,它们有很高的稳定性,相当于顶极群落,而Ea小于或与D接近的群落具有较高的物种丰富度,在群落的演替动态方面处于顶极的前期,相当于亚顶极群落。     

植物生活史型的多样性及动态分析

主要阐述了植物生活史型的基本定义和基本模式。根据植物的生态幅（Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）、适合度（Ｆｉｔｎｅｓｓ）和能量分配格局将植物生活史型划分出Ｖ生活史型、Ｓ生活史型和ｃ生活史型３个基本类型以及ＶＳ生活史型、ＳＶ生活史型、ｃＳ生活史型、Ｓｃ生活史型等６个具有混合特征的过渡类型。文中分析了权衡（丁ｒａｄｅ—ｏｆｆ）植物生活史各阶段的能量需求,使之合理地进行能量分配,进而使植物生活史型获得最佳的繁殖和存活效益以及最大的适合度的重要性,指出韧生代谢和次生代谢增值物生活史型及其生活史型之间相互转换的密切关系。韧生代谢物质主要用于营养生长,次生代谢物质主要用于促进繁育和拮抗环境胁迫。植物生活史型在特定时空中依生境的连续变化而发生相互转换,呈现出具动态特征的植物生活史型诺。提出了植物生活史型的形成机制,即生境中的资源状况和干扰程度构成了环境筛的径度,进而形成选择压力,以使植物按需分配能量,合成初级代谢产物或次级代谢产物来应对选择压力,形成自身的生态幅和适应对策,最终与生境相互作用过程中表现出的适合度来表征相应的生活史型。还提出了植物生活史型之间相互转化的机制,即每一种植物生活史型均有与该生活史型相对应的生境类型、选择压力、代谢物质和生活史对策,由于时空的连续变化,生境类型也发生过渡性变化,形成过渡类型（ＥＤ、ＤＥ、ＤＦ、ＦＤ）,因而导致选择压力、代谢物质、生活史对策也发生过渡性变化,形成过渡类型ＬＭ、ＭＬ、ＭＨ、ＨＭ、ＫＲ、ＲＫ、ＲＴ、ＴＲ、ＢＰ、ＰＢ、ＰＡ、ＡＰ,最终通过ＶＳ、ＳＶ、ＳＣ、ＣＳ等过渡类型的形成而实现植物生活史型之间的相互转换。文中以高山红景天（Ｒｈｏｄｉｏｌａ　ｓａｃｈａｌｉｎｅｎｓｉｓ）等５种植物生活史型谱为例,分析了各植物生活史型谱的动态特征并指出：Ｖ生活史型的植物因营养体较为发达、寿命较长,且能通过正常的有性生殖繁衍后代,通常都能产生稳定种群;以Ｓ生活史型为主的植物,因台子中含有来自双亲的两套基因,故有性生殖过程能产生较多遗传性不同的后代,使种群的适应环境变化的能力加强,因而容易形成爆发种群;以ｃ生活史型为主的植物,其遗传物质与母体完全相同,故种群适应环境变化的能力较弱,因而容易导致种群濒危。     

中国维管植物生长型和生活型数据集

植物生长型和生活型是理解植物响应和适应环境变化的重要形态性状, 对研究植物与环境和生态系统功能的关系, 理解植物地理分布格局和生物多样性形成与维持机制具有重要意义。《中国植物志》和Flora of China中有关植物生长型和生活型的描述存在分类标准不统一, 部分信息缺失、错误或模糊不清等问题。本文基于全国和地方植物志书及野外调查的植物性状信息, 订正了中英文版维管植物的生长型和生活型性状, 建立了中国维管植物生长型和生活型数据集。该数据集包含35,329种维管植物, 内容包括植物名称、生长型和生活型性状及其数据来源, 其中植物名称包括来自《中国植物志》、Flora of China和来自《中国生物物种名录(2023版)》的两个分类系统版本, 以便读者相互对照不同分类系统的差异。依据茎木质化程度分为木本植物和草本植物两类, 木本植物有12,600种, 占35.7%; 草本植物为22,729种, 占64.3%。木本植物以中灌木生长型(2,917种, 占23.2%)和常绿生活型(7,107种, 占56.4%)为主, 草本植物以杂类草生长型(19,900种, 占87.6%)和多年生生活型(19,554种, 占86.0%)为主。木本生长型中乔木物种以樟科和壳斗科占比较大, 灌木物种以杜鹃花科、蔷薇科和豆科占比较大; 常绿生活型以杜鹃花科占比较大, 落叶生活型以蔷薇科占比较大。草本生长型中杂类草以菊科占比较大, 禾草以禾本科占比较大; 生活型中一年生、二年生和多年生分别以禾本科、紫草科和菊科占优势。本数据集涵盖了目前中国所有维管植物物种的生长型和生活型信息, 可为植物性状研究提供数据基础。     

塔克拉玛干沙漠腹地人工植被及土壤CNP的化学计量特征

生态化学计量学是研究生态过程和生态作用中化学元素平衡的科学。极端环境中进行植物叶片与土壤中营养元素含量及变化研究,对于揭示植物对营养元素的需要和当地土壤的养分供给能力,以及植物对环境的适应与反馈能力具有十分重要的意义。以塔克拉玛干沙漠腹地塔中植物园生长良好的25种人工植被及其生境为研究对象,运用方差分析、相关分析综合研究植物叶片及土壤的化学计量特征及其相互关系。结果显示:塔克拉玛干沙漠腹地25种人工植被叶片C、N、P的平均含量分别为(386.7±46.6)、(24.7±8.1)和(1.8±0.78) mg/g;叶片C:N、C:P及 N:P分别为(17.5±6.7)、(249.2±102.8)、(15.0±5.6)。其中豆科植物N含量极显著高于非豆科植物(P<0.001)。不同生活型植物的C、N、P含量均存在显著差异,C、N、P含量在3种生活型的大小顺序为草本>灌木>乔木。C:N和N:P在不同生活型植物间不存在显著差异(P>0.05),而乔木和灌木的C:P显著高于草本植物(P< 0.05)。相关分析表明植物的叶片C:N、C:P都与相应的N、P含量呈现极显著负相关性(P<0.001),而叶片N含量与P含量的变化并不相关(P> 0.05)。土壤C、N、P养分元素含量远低于全国的平均水平,尤其是N含量(<0.2 mg/g);土壤C与N存在着极显著的正相关关系(P<0.01),而C与P、N与P间的相关性并不显著(P>0.05)。以上研究结果表明,受极端环境的限制,塔克拉玛干沙漠人工植被植物对养分元素的利用效率显著低于全国陆地植物的平均水平,不同科和不同生活型功能群植物对环境的适应能力显著不同,表现出显著的养分适应策略差异性。     

樟子松（Pinus svlvestris var. mongolica）人工群落生活史型谱

以东北林业大学植物园内的樟子松人工群落为研究对象,应用主成分分析方法在对群落内不同种的生活史型进行划分的基础上,对松科樟子松和白扦、槭树科糖槭、豆科紫穗槐、木犀科暴马丁香、蔷薇科毛果绣线菊和托盘、红豆杉科东北红豆杉、菊科飞廉和线叶旋覆花、禾本科扁穗草、罂粟科白屈菜、唇形科夏至草、十字花科荠菜14种植物生活史型及谱特征进行了定量化分析,以此为依据对群落演替和健康水平进行评价的可行性进行了探讨。结果发现此群落中主林层植物(樟子松和白扦)营养生长(Vegetationgrowth,V)达到46%,有性生长(Sexualgrowth,S)在35%,无性生长(Clonegrowth,C)约为19%;演替层植物(糖槭、紫穗槐、暴马丁香、毛果绣线菊、托盘和东北红豆杉)营养生长超过50%,无性生长略高于有性生长;草本层植物(飞廉、扁穗草、线叶旋覆花、白屈菜、夏至草和荠菜)营养生长接近于47%,有性生长只比营养生长少了4%,无性生长只占到11%。这些发现说明了主林层的生活史型是以营养生长为主的VS过渡生活史型,演替层植物应为V生活史型而草本植物为VS过渡类型。群落的生活史型是V0.49S0.33C0.18,属于VS过渡生活史型,在样地调查的14种植物中,生活史型大部分以营养为主,综合评价此群落处于以营养生长为主(49%)的健康群落水平,此群落中有性生长占总生活史型得分的33%,有向有性生长发展的趋势,但在一段时间内该群落应为稳定群落。     

安徽植被带的划分

安徽各地种子植物分布型的统计结果显示其植物区系基本属于温带性质．地理联系广泛．与东亚关系密切。通过对大别山不同区域3个山头(天堂寨、多枝尖和陀尖)的种子植物数目和结构．及属种相似性系数两方面的研究,认为整个大别山植物应归同一植物区系,其植被应归为亚热带常绿阔叶林．在划分亚热带与暖温带的分界线时,大别山应作为一个整体考虑。同时结合对黄山、板桥、天堂寨、琅琊山和皇藏峪的植物区系和生活型谱的统计结果分析,提出暖温带落叶阏叶林与常绿、落叶阔叶混交林的分界线,位于淮河一线;而亚热带常绿阔叶林与暖温带的常绿、落叶阏叶混交林的分界线位于叶集、六安、舒城、庐江、铜陵、宣城至广德一线。     

生长型分类方案不同导致森林生态系统植物功能性状的统计偏差

将植物划分为不同的生长型来统计植物功能性状特征,是当前植物性状研究中常用的方法;但生长型分类方案的不同很可能造成植物功能性状统计分析的偏差,对此偏差的评估却尚未见报道。根据植物志描述及野外调查实际情况,将生长型划分为3种不同的分类方案：分类1：根据植物志信息划分为传统意义的乔木和灌木;分类2：根据树高和胸径划分乔木、小乔木和灌木;分类3：仅根据树高划分乔木层与灌木层的乔木和灌木。以东部亚热带常绿阔叶林区域的浙江金华北山35种优势阔叶木本植物的枝叶性状为研究对象,比较不同生长型分类对植物枝叶性状统计数据的影响。结果表明：（1）与传统的分类1相比,分类2对乔木植物枝叶性状影响的显著程度要高于分类3,而对灌木植物枝叶性状的影响程度低于分类3;但不同生长型分类方案中乔木和灌木的枝叶性状总体差异不显著。而与分类2小乔木相比,分类1以及分类2内部的乔木和灌木生长型的性状与分类2小乔木差异非常明显;（2）将不同生长型植物再划分为不同生活型后,不同生长型分类方案对性状统计的影响增大。无论是常绿还是落叶生活型的小乔木,其与不同生活型乔木和灌木的性状差异仍然显著。可见,不同的生长型分类方案可造成植物功能性状统计的差异;把小乔木植物这一功能类群划分出来,能更好地反映森林生态系统性状特征的差异性。