鄂西神农架自然保护区巴山冷杉林的研究

本文研究了鄂西神农架巴山冷杉林的分布规律,群落结构、更新及其演替动态。为保护和发展这一特殊群落提供了可靠的科学理论依据。     

湖北神农架巴山冷杉径向生长对气候的响应

利用湖北神农架巴山冷杉树轮宽度标准年表,研究其径向生长对气候要素(月平均气温和月降水量)和生长期其他参数(活动积温、持续天数、初日和终日)的响应.结果表明:神农架地区巴山冷杉径向生长与当年2、4和9月平均气温呈显著正相关,与上年和当年9月降水量呈显著负相关,与上年12月降水量呈显著负相关.巴山冷杉径向生长与生长期活动积温和持续天数呈正相关,且与以9.0℃为阈值定义的活动积温和持续天数的相关最高.其生长期从5月下旬开始,到9月中旬结束,大约120 d.树轮宽度标准年表与以9.0和9.3℃定义的生长期初日和终日序列相关最高,相关系数分别为-0.25(接近0.05显著性水平)和0.33(P<0.05),所以9.0℃是其进行光合作用的敏感温度.生长期开始得早或结束得晚,即生长期延长,均有利于巴山冷杉的生长.与我国气候突变年(1978年)前相比,1978年以后神农架地区气温开始上升,生长期活动积温和持续天数开始增加,生长期初日提前,终日延迟,使得生长期延长,进而促进了巴山冷杉的径向生长.     

林窗对长苞冷杉自然更新幼苗存活和生长的影响

 长苞冷杉(Abies georgei)林是我国西南亚高山针叶林的重要类型之一,分布于海拔3 200～4 200 m。目前对于该森林林窗对树苗更新的调节还很少了解。通过1997～2000年对20个林窗的连续观测调查,研究了滇西北白马雪山自然保护区西坡亚高山长苞冷杉林林窗大小和林窗位置对自然更新幼苗存活和生长的影响。长苞冷杉针叶林林窗大小分布为,面积大于100 m2的大林窗占20%左右,中等林窗面积为50～100 m2,占35%左右,小林窗面积小于50 m2,占45%左右。4个生长季节的连续观测结果表明：林窗与林下非林窗内的幼苗大小和幼苗存活数量差异明显。林窗由小到大,单位面积内的自然更新苗木数量逐渐增加,大林窗中更新苗为小林窗的1.5倍左右,而林下的更新苗很少,0.5 ind.·10 m-2。中等林窗和小林窗内的幼苗数量在从南到中心到北的位置上几乎没有明显的差异;大林窗中存在由南到北的位置差异,更新幼苗数量逐渐增加。从更新幼苗的生长来看,中等林窗内的幼苗,高度最大、生长最快,定居阶段的平均年高生长为(7.8±0.5) cm·a-1,小林窗次之,大林窗和林下幼苗个体最小,生长最慢。更新幼苗的基径随林窗大小的变化与高度变化相似。进一步从林窗位置来看,中、小林窗幼苗大小和年平均高生长量几乎无位置差异,大林窗则由南到北,幼苗由大变小,年高生长量逐渐减低。从幼苗存活数量、生长大小来看,中等林窗大小是长苞冷杉幼苗更新的适宜面积,这为该类型退化亚高山针叶林恢复提供了一定的参考。     

岷江冷杉林林窗小气候及其对不同龄级岷江冷杉幼苗生长的影响

对川西亚高山原始岷江冷杉(Abies faxoniana)林林窗内和林冠下小气候及岷江冷杉幼苗生长和生物量进行了两个生长季的连续观测。结果表明:6月林窗内与林冠下太阳辐射的日积累量没有显著性差异,而7~8月的日积累量则有显著性差异。整个生长季节,林窗内太阳辐射的平均积累量为8.10×MJ·m^-2,而林冠下太阳辐射的平均积累量为5.02×MJ·m^-2,两个位点太阳辐射积累量的显著差异主要来自7~8月日积累量的不同;林窗内5和15 cm层土壤的日平均温度比林冠下相应深度分别高2.1和2.7℃,差异显著。林窗内和林冠下3~8年岷江冷杉幼苗高增长率分别为1.2±0.3 cm·a^-1和1.1±0.3 cm·a^-1,差异不显著;9~20年岷江冷杉幼苗高增长率分别为6.2±2.4 cm·a^-1和3.0±0.9 cm·a^-1,差异显著。林窗内岷江冷杉幼苗根、主茎和总生物量与林冠下幼苗根、主茎和总生物量没有显著差异。不同年龄的岷江冷杉幼苗叶和侧枝生物量积累对林窗微环境的响应不同。     

贡嘎山峨眉冷杉原始林及其更新群落凋落物的特征

1998～2001年对贡嘎山峨眉冷杉[Abiesfabri(Mast.)Craib]原始林及其更新林凋落物的数量、凋落特征进行了观测和分析.结果显示,峨眉冷杉原始林的年均凋落量为2.777t/(hm2·     

林隙对太白山牛皮桦-巴山冷杉混交林内草本植物多样性的影响

采用CCA梯度排序和随机排列(random permutation)检验方法,分析了太白山牛皮桦-巴山冷杉混交林林隙内草本植物组成随林隙梯度变化的分布特征,以及个体数≥5的55种草本植物分布与凸度、坡度、土壤全N、全P、速效N、有效P、pH值和有机质8个林隙生境变量的关联性.结果表明:太白山牛皮桦-巴山冷杉混交林中,林隙面积占林分总面积的19.8%,林隙密度为20.7个.hm-2,其大小在25.6～279.1 m2,平均面积为93.7 m2.林隙面积扩大可以增加草本层物种丰富度,但林隙内69种草本植物中,大部分在所有林隙中都有分布,有8个物种仅出现在面积120 m2的大林隙,即草本植物的分布未呈现出沿林隙大小梯度连续变化的规律.个体数≥5的55种草本植物中,27.3%的物种与生境变量显著相关.林隙面积对物种丰富度的增加作用具有随机性.     

神农架巴山冷杉(Abies fargesii)林群落特征及其优势种群结构

采用样方法对神农架自然保护区巴山冷杉林的群落组成、优势种群结构与动态进行了研究.结果表明,该群落具有明显的温带常绿针叶林特征,以中小型革质、单叶的常绿高位芽植物为主.群落成层现象明显,可划分为乔木层、灌木层和草本层,林下苔藓层发达.植物的科属组成较为分散,乔木层主要优势科有松科(Pinaceae)、桦木科(Betulaceae)、杜鹃花科(Ericaceae)、槭树科(Aceraceae)等.区系成分复杂分散,与温带植物区系关系密切.巴山冷杉是该群落的建群种,重要值达54.30%,幼苗储备丰富,占更新层的90.4%,但幼树缺失.巴山冷杉中小径级个体占多数(78.8%),为进展型种群.高度结构基本呈倒金字塔形,集中分布于8～10级3个高度级上(62.2%),10级个体最多,占29.3%.植株个体数随冠幅级的递增呈倒"J"形分布,冠幅小于20m2的植株占87.4%,其中5m2以下最多(30.8%).冠幅与胸径呈指数相关,回归方程为y＝2.7118e0.0308x,R2＝0.520,冠幅与胸径的关系比与树高更密切.     

环境因子对巴山冷杉-糙皮桦混交林物种分布及多样性的影响

对太白山巴山冷杉(Abies fargesii)-糙皮桦(Betula utilis)混交林及其环境因子进行了调查,采用CCA排序法分析了环境因子与物种分布的关系,偏CCA评估了各个环境因子的重要程度,GAM拟合了物种丰富度对各个环境因子的响应。结果显示,土壤pH、海拔、岩石盖度对物种分布有显著影响(P<0.05),其影响强度为:海拔>岩石盖度>pH,其它环境因子(土壤有机质、全N、全P含量和坡度)影响不显著(P>0.05)。GAM拟合结果表明,土壤pH、岩石盖度、海拔和全N含量是影响物种丰富度的主要环境因子(P<0.01),物种丰富度随pH值升高而增加,随岩石盖度和海拔升高而减小,而随全N含量的变化较为复杂;土壤有机质、全P含量和坡度对物种丰富度没有显著影响(P>0.05)。巴山冷杉-糙皮桦混交林物种分布及多样性是由海拔、岩石盖度和土壤pH值为主的多种环境因子综合作用的结果。     

湖北神农架地区巴山冷杉（Abies fargesii）种群结构特征与空间分布格局

巴山冷杉群落是湖北神农架地区主要的群落类型之一,从生命表特征、年龄结构、存活曲线以及种群和不同龄级个体空间分布格局等方面研究了湖北神农架地区巴山冷杉的种群结构特征与空间分布规律.研究结果表明:巴山冷杉的种群年龄结构图呈现的是幼苗比例最大,中龄树、幼树和成龄树比例次之的规律;巴山冷杉幼苗储备丰富,巴山冷杉自身的生物学特性及环境因素是形成这种现象的主要原因;湖北神农架地区巴山冷杉种群的存活曲线接近于Deevey C型,I径级巴山冷杉死亡率最高,II径级开始巴山冷杉幼树死亡率大幅度下降,直至老龄期死亡率逐渐升高;巴山冷杉种群不同年龄级的个体呈现出集群分布或随机分布,处于不同发育阶段的个体群,其空间分布格局是随时间变化的.     

贡嘎山不同林龄峨眉冷杉种子雨及土壤种子库

本文采用种子雨收集器、土壤种子库筛选、室内萌发实验及野外实地调查等手段,研究了贡嘎山海螺沟内不同林龄和海拔分布上下界限的6个峨眉冷杉(Abies fabri)林的土壤种子库、种子雨的组成和时空分布特征.结果表明:土壤种子库分布随土壤深度增加而减少,主要集中在凋落物层;在同一海拔,随着林龄增加,土壤种子库和种子雨大小先增加再降低,成熟林达到最大值,且其完整种子比例最高,整体质量最好;不同海拔,林龄相近的成熟林调查结果显示,海拔分布上下界限的峨眉冷杉林土壤种子库和种子雨显著小于海拔分布中段的成熟林,这可能与海拔引起的水热条件差异有关;峨眉冷杉林的最佳结实阶段在成熟林,其种子质量好,且散布后在林下保存得最好;树种生物学特性和林下微生境可能是主要原因.     

巴山冷杉的种实特性及其种子萌发力

对我国特有树种巴山冷杉(Abies fargesi)的球果长、球果宽、球果重量、单果出种量等球果特征和种子长、种子宽、种子厚和种子重等种子特性进行了分析,通过发芽实验测定了种子萌发能力.结果表明,巴山冷杉球果平均长5.37±0.75cm,球果宽3.01±0.32cm,球果重量18.93±6.06g,单果出种量59-567粒,种子长1.08-8.68mm,种子宽1.16-6.42mm,种子厚0.6-3.48mm,千粒重7.30g.各项球果特征指标和种子特征指标在种群内和种群间均存在显著差异,单果出种量在不同种群的频数分布格局不同.不同母树的种子发芽率和发芽势不等,且萌发速率也不相同.巴山冷杉种子败育率高,参试种子的空粒率75.79%.     

神农架巴山冷杉种子雨的时空格局

巴山冷杉(Abies fargesii)是我国特有树种, 其分布区以秦巴山地为中心。在湖北神农架自然保护区选择不同的巴山冷杉群落设置样地, 通过布设种子收集器结合室内实验分析, 对巴山冷杉的种子雨进行研究。各样地巴山冷杉种子雨开始和持续时间大致相同, 始于10月初, 持续超过2个月, 但是不同的巴山冷杉种群表现出不同的种子雨时空格局。巴山冷杉－箭竹(Fargesia nitida) 群落种子雨的平均强度为167.93±111.14粒/m2, 有活力种子比例占22.31%, 落种高峰期集中于10月27日到11月2日间, 种子雨呈现聚集分布。巴山冷杉－茵芋(Skimmia reevesiana)群落的种子雨强度在3个样地中最小, 只有16.41±14.41粒/m2, 有活力种子仅占3.05%。对巴山冷杉－陕甘花楸(Sorbus koehneana)群落, 沿等高线方向和垂直等高线方向布置收集器带, 收集器自群落内中心母树延伸至林冠范围之外(距中心母树的距离>18 m)。收集结果表明种子雨落种高峰为10月15–21日, 种子雨主要集中在林冠范围内, 林冠内种子雨数量占到了收集总数的87.95%。方差分析结果显示各方向的种子雨数量不存在显著差异, 按照远离中心母树的距离进行分段比较, 0–6 m区段内的收集数量和其他各区段间(6–12 m, 12–18 m, >18 m)存在显著差异, 扩散的种子数量与离开中心母树的距离间的关系近似正态分布。研究结果说明巴山冷杉种子雨的强度大但种子质量不高, 而且种子雨的扩散距离有限。这些特征将影响到巴山冷杉种群的分布格局和种群更新。     

Community characteristics and population structure of dominant species of Abies fargesii forests in Shennongjia National Nature Reserve

In this paper, the community composition of Abies fargesii and the population structure of dominant species in this community were studied using a sampling plot method. The research plot was located in Shennongjia National Nature Reserve, China. Results showed that the appearance of the community was characterized by evergreen phanerophytes with microphyllous (or mesophyllous), coriaceous and single leaves. The vertical structure of the community can be clearly divided into 4 layers: arbor layer, shrub layer, herb layer and developed moss layer. Abies fargesii population was a developing population as there were more seedlings and young trees than old trees. Saplings were found more frequently in gaps than under the close canopy, which indicated a pattern of gap regeneration. The height structure of Abies fargesii population presented a reversed pyramid shape. Crown size structure of the population showed a typical reversed J shape. The relation between crown size and DBH (diameter at breast height) was closer than that between crown size and height.     

湖北神农架发现绞花林蛇

2012年5月,在湖北神农架国家级自然保护区进行陆生脊椎动物本底资源调查时采集到1号蛇类标本(♀),经鉴定为游蛇科的绞花林蛇(Boiga kraepelini),系该种在湖北省首次发现。     

Regeneration dynamics of subalpine fir (Abies fargesii) forest across the altitudinal range in the Shennongjia Mountains,central China

Aims Age structure and regeneration dynamics have been used to infer population response to environmental events and reconstruct forest development history. The aim of this study was to characterize and examine the differences of the age structure and regeneration dynamics of subalpine fir (Abies fargesii) forest across the altitudinal range in the north and south aspects in the Shennongjia Mountains, central China.Methods Ten plots (20×20 m) at each altitudinal zone (i.e. the low elevation, the middle elevation and the high elevation) were established in both the north and south aspects of the Shennongjia Mountains, central China. Dendroecological techniques were applied to obtain information about ages of the trees in the plots. The population age structure was analyzed to investigate the regeneration dynamics across the altitudinal range.Important findings Fir regeneration dynamics and age structure were similar in both aspects, and a unimodal population age structure was found at different altitudinal sites of both aspects, indicating that environmental factors might play an important role in shaping the regeneration dynamics and age structure of A. fargesii across its altitudinal range. There was a sustained recruitment during the 19th century, but the regeneration was rarer in the last century at low and midelevations. A significant greater number of fir seedlings and saplings recruited at high elevations in the last century, and fir tree density at high elevations was significantly higher than that at low elevations. Thus, the fir population at the high elevations showed a significant increase in recruitment and stem density in the last century, and we propose that the gradual infilling of fir seedlings might result in changes in regeneration dynamics and stand structure of the subalpine fir forest at high elevations in the Shennongjia Mountains, central China.     

武夷山自然保护区不同海拔甜槠天然林土壤有机碳变化特征及影响因素

为揭示中亚热带常绿阔叶林建群种--甜槠天然林不同海拔土壤有机碳含量垂直分布差异及影响机制,以武夷山自然保护区甜槠天然林单一植被类型为研究对象,在其集中分布的5个海拔梯度（540、700、850、1022、1200 m）范围内设置固定样地,测定每个海拔梯度不同深度土层土壤因子（土壤全氮、全磷、土壤pH值、容重、土壤有机质、粉粒、砂粒、粘粒）、气候因子（土壤温度）、植被因子（细根生物量）及土壤有机碳含量等指标,分析了土壤有机碳沿海拔及垂直土层分布特征,并在主成分分析基础上构建了基于主控因子的线性回归模型。结果表明：（1）同一海拔高度,土壤有机碳含量在土壤垂直剖面分布具有明显的"表聚性"现象;同一土层深度,随着海拔升高,土壤有机碳含量逐渐增加,但增幅随土层深度增加而减小,高海拔地区有助于土壤有机碳的固存;（2）不同土层土壤有机碳含量与海拔、土壤全氮、土壤含水量、土壤粉粒呈极显著正相关（P<0.01）,与土壤温度、土壤容重、土壤粘粒、砂粒呈极显著负相关（P<0.01）;土壤细根生物量、土壤有机质与土壤有机碳含量在土壤表层（0-10、10-20 cm）呈极显著（P<0.01）或显著正相关（P<0.05）;土壤pH值、土壤砂粒与土壤有机碳含量在20-30 cm土层呈显著负相关（P<0.05）,但与其他土层关系不显著（P>0.05）;海拔因素是影响土壤有机碳含量分布的主要因素,其次为土壤因素,植被因素主要影响土壤表层有机碳含量分布。（3）海拔因素能通过影响与土壤有机碳形成和转化的因子及改变土壤有机碳的累积和分解速率,对土壤有机碳的分布产生影响。（4）多元线性回归模型拟合R²高于一元线性回归模型拟合R²,能解释土壤有机碳含量变异的82.1%-98.1%。由此可见,不同环境因子组合可以更好的解释不同土层土壤有机碳含量随海拔梯度的变异。     

神农架国家级自然保护区药用苔藓植物的研究

对神农架国家级自然保护区药用苔藓植物进行了初步研究,结果表明,共有20种药用苔藓植物,隶属于14科18属,其中苔类3种,藓类17种.     

铜鼓岭国家级自然保护区植物多样性

铜鼓岭自然保护区地处海南岛东北部文昌县境内的滨海低丘陵。为全面了解其植物多样性及经过18年的保护后其植被变化特征,作者采用野外调查与植物群落学相结合的方法,对海南岛铜鼓岭保护区的各类植被多样性进行了调查。本次调查共记录到植物984种,隶属166科618属。其中海南特有种35个,如海南苏铁(Cycashain-anensis)、茶槁楠(Phoebehainanensis)、古山龙(Arcangelisiagusanhung)等;濒危保护物种12个,分别为:金毛狗(Cibotiumbarometz)、海南苏铁、蕉木(Oncodostigmahainanense)、白木香(Aquilariasinensis)、海南大风子(Hydnocarpushainanensis)、红花天料木(母生)(Homaliumhainanense)、粘木(Ixonantheschinensis)、毛茶(Antirheachinensis)、野生龙眼(Dimocarpuslongan)、野生荔枝(Litchichinensis)、苦梓(Gmelinahainanensis)、白桂木(Artocarpushypargyreus)。该保护区内的主要植被类型热带常绿季雨矮林、灌木林和红树林的Shannon-Wiener指数分别为4.7485、4.5876和1.8096,Simpson指数分别为0.9247、0.9206和0.6978。在热带常绿季雨矮林2,800m2的标准样地内,树高大于1.5m的乔木共有81种1,366个个体,重要值较高的物种分别为黄椿木姜(Litseavariabilis)、海南大风子、滨木患(Aryteralittoralis)、禾串树(Brideliainsulana)、无患子(Sapindusmukorossi)等,18年前的优势种鸭脚木(Scheffleraoctophylla)被黄椿木姜所替代。另外,种数—个体数分析得出3,300m2标准样方内高于1.5m的单个体种有20种,双个体种有13种,占标准样方内所记录物种总数的32.7%。总体来说,热带常绿季雨矮林群落发展稳定,灌木林有向次生林演替的趋势,红树林遭破坏严重,面积减小,多样性也不是很高。所以从植被角度来说对铜鼓岭自然保护区的保护是重要的。