粤北山地常绿阔叶林自然干扰后冠层结构空间异质性动态

以受2008年冰灾破坏的广东始兴车八岭山地常绿阔叶林为研究对象,采用半球面影像技术、地统计学的空间异质性和空间自相关分析方法,连续3年(2008-2010年)对林冠结构空间异质性动态进行了检测研究.结果表明:(1)从2008到2010年,林冠开度的平均值、标准差、变异系数、最大值、最大值和最小值的差值以及林冠结构的空间异质性均在逐渐减小,且后两年较为接近;(2)受灾当年冠层结构由随机因素造成,其半方差拟合函数属纯块金模型,后两年冠层结构则由结构性因素引起,其半方差拟合函数属球状模型;(3)受灾当年冠层结构不存在空间自相关;随着时间推移其空间自相关越来越强.说明冰灾后常绿阔叶林冠层结构在没有人为干预的情况下会逐渐恢复到灾前水平,体现出天然的空间分布状况.     

广东车八岭常绿阔叶林林下鸟群落组成和结构

2006年11月-2007年4月,用网捕法对广东车八岭常绿阔叶林林下鸟群落的组成和结构进行了研究.共张网1781.3h·网,捕到23种309只鸟,分属3个目10个科.林下鸟主要以雀形目为主,灰眶雀鹛(Alcippe morrisonia)和灰树鹊(Dendrocitta formosae)为优势种.从食性上看,车八岭常绿阔叶林林下鸟以食虫鸟为主,网捕到的食虫鸟共13种143只,食虫鸟占整个网捕鸟种类的56.5%、鸟数量的46.3%.车八岭常绿阔叶林中画眉科鸟类占有高的比例.     

白云山国家森林公园不同人为干扰强度的群落冠层结构和光照特征

为探究森林冠层结构与林下光照的变化规律及其相关性,在河南省白云山国家森林公园选取人工林、择伐林、皆伐林和老龄林建立四块面积为1 hm²（100 m×100 m）的固定监测样地,利用半球面影像技术获取冠层结构及林下光照数据。研究发现：1）随着人为干扰强度降低,冠层覆盖度与叶面积指数呈增加趋势,林下散射辐射与直接辐射呈减少趋势;2）择伐林冠层覆盖度与叶面积指数最大,平均叶倾角与透光比最小,林下光照（直接辐射、散射辐射）与冠层覆盖度和叶面积指数都呈显著负相关,林下散射辐射与冠层覆盖度和叶面积指数的负相关关系最强;3）处于不同干扰强度的群落由于冠层结构的差异,形成了不同群落内特定的光照环境。研究结果丰富了暖温带-亚热带生态过渡区森林冠层结构与林下光照动态变化研究资料,同时也为该区域森林的恢复与重建等提供科学的依据。     

特大冰冻灾害后大明山常绿阔叶林结构及物种多样性动态

2008年1月,在我国南方发生了百年一遇的特大冰冻灾害,有19个省区和1765万hm²森林受灾。虽然此种规模的干扰相对稀少,但它为研究冰冻干扰对亚热带森林生态系统的组成、结构和演替的短期和长期影响提供了一次绝好的机会。在大明山国家级自然保护区中山区,建立了3.2hm²的固定样地,包含80个20m×20m样方,分别于2009年和2010年对样方内胸径≥1cm的木本植物的胸径进行测定,将受损林木分为折干、翻蔸和死亡3类,同时测定每个样方的冠层结构。结果表明:2008年的特大冰冻灾害对大明山常绿阔叶林造成严重影响,2009年胸径≥1cm的木本植物受灾率达51.8%;2010年死亡的个体数达776株,是2009年的6.75倍;个体较小的林木(胸径为2-6cm以下)比个体较大的林木受损更严重,其折干、翻蔸和死亡的个体数分别占2010年折干、翻蔸和死亡个体总数的68.18%、54.29%和83.51%;常绿阔叶林林冠有很强的恢复能力,2010年森林的叶面积指数比2009年提高55.4%;2010年森林群落的个体数、物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数显著增加 (P=0.018-0.000, df=79),分别比2009年提高14.96%、10.05%、3.89%和1.13%;群落优势种(云贵山茉莉、罗浮槭)个体的大量死亡将影响着群落的稳定性。     

车八岭山地常绿阔叶林冰灾后土壤微生物群落功能多样性

研究了我国南方冰灾后常绿阔叶林林冠开度及土壤养分的空间异质性对土壤微生物功能多样性的影响.在受冰灾影响的粤北车八岭山地常绿阔叶林2 hm2固定样地中按照冠层受损程度选取16个20 m×20 m的样方,用半球面影像技术获取林冠开度,并取0～20 cm的表层土壤混合样品分析土壤的理化性质,同时应用Biolog技术分析微生物功能多样性.按林冠开度梯度对各样方土壤微生物群落利用单一碳源的分析发现,林冠开度大的样方土壤微生物的活性、丰富度、多样性和均匀度都较低,反之则较高.聚类分析的结果与林冠开度的梯度有高度的一致性.主成分分析表明各样方土壤微生物功能多样性具有显著差异(第一轴p<0.005;第二轴p<0.001),其结果与聚类结果基本吻合.冗余分析揭示了土壤全磷、全钾、全氮、速效氮、有机碳、容重、总孔隙度和林冠开度的综合作用对土壤微生物功能多样性有显著影响(p<0.005),其中林冠开度与土壤微生物群落功能多样性的关系最密切.土壤微生物功能多样性受土壤养分的影响,具体表现为:与土壤有机碳呈明显的正相关;与全氮正相关;与速效氮、全磷负相关.研究说明冰灾所造成林冠开度和土壤养分的空间异质性会影响到土壤微生物功能多样性,而土壤微生物功能多样性可用于对生境恢复的指示和评价.     

武夷山典型常绿阔叶林物种组成与群落结构

以福建武夷山典型常绿阔叶林1.44 hm2固定样地调查数据为基础,从群落物种组成、区系特征、径级结构和空间分布格局等4个方面分析该地区常绿阔叶林物种组成和群落结构,结果表明:样地内共有胸径≥1 cm的木本植物139种9,116株,隶属于34科65属;样地内有稀有种23种,偶见种46种,优势树种不明显。区系特征明显,科级与属级地理成分以温带性质较强。群落及重要值3的12个植物种群径级结构呈倒"J"字型。从物种的空间分布格局来看,这12个植物种群和4个主要种群的大、中、小径木都表现出明显的集聚分布,但集聚度有所差异。大部分物种随着径级的增加集聚度变小。     

基于无人机激光雷达遥感的亚热带常绿阔叶林群落垂直结构分析

森林植被高度与树木分布格局是植物群落重要结构特征,也是计算森林生物量分布的重要参数。传统的森林群落调查方法耗费大量人力物力难以进行较大尺度的群落结构测量,而一般的遥感影像也难以获得精确的地形信息及垂直结构。近年来激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)技术快速发展,能够较好的进行植被三维特征的提取并被广泛应用于森林生态系统检测模拟。且随着无人机低空摄影技术的发展催生的无人机激光雷达(UAV-Lidar)更增加了激光雷达的灵活性以及获取较大范围植被冠层信息的能力。而受限于激光的穿透性以及不同植被类型郁闭度的影响,该技术的应用多局限于在针叶林群落的垂直结构研究,而在常绿阔叶林的研究中应用较少。为探究现有无人机激光雷达设备及垂直结构提取分析技术应用于常绿阔叶林的可行性,利用无人机载激光雷达遥感技术对哀牢山中山湿性常绿阔叶林3块面积1hm²的样地进行基于数字表面模型以及数字地表高程模型做差得到树冠高度模型测量的植被冠层高度、基于局部最大值法进行单木位置提取并使用Clark-Evans最近邻体分析方法进行样地内高大乔木分布格局的计算。分...     

十万大山山地常绿阔叶林群落物种组成与结构特征

十万大山是广西生物多样性热点区域之一,其主要植被类型是山地常绿阔叶林。为了解区域内山地常绿阔叶林的群落现状及优势种群结构的发展现状,该文以十万大山山地常绿阔叶林1 hm²固定监测样地中胸径(DBH)≥1 cm的木本植物为研究对象,分析其物种组成、径级结构、树高结构并用g(r)函数分析优势种的空间分布格局。结果表明:(1)群落中DBH≥1 cm的木本植物共计7 517株,隶属52科108属153种; 群落的优势种有云南桤叶树(Clethra delavayi)、银木荷(Schima argentea)、毛折柄茶(Hartia villosa)、红锥(Castanopsis hystrix)、黄杞(Engelhardtia roxburghiana)、罗伞树(Ardisia quinquegona)、鼠刺(Itea chinensis)、腺叶山矾(Symplocos adenophylla)、假杨桐(Eurya subintegra)、毛冬青(Ilex pubescens),但优势种的优势地位不明显。(2)群落整体平均DBH为5.51 cm,径级、树高分布呈近似倒“J”型; 优势种的径级分布多呈倒“J”型或“L”型,群落有较强的更新能力。(3)群落优势种稳定共存; 优势种在样地中呈聚集分布,但优势种间聚集分布的位置有差异。总体而言,群落目前更新状态良好,群落中已有顶极群落优势种的存在,但群落具有一定的次生性特征,还未到达稳定的顶极群落状态,优势种间能稳定共存,有向稳定顶极群落演替的潜力,应继续加强管护,促进十万大山山地常绿阔叶林群落的更新与生存。     

鼎湖山季风常绿阔叶林凋落物层化学性质的研究

研究了鼎湖山自然保护区内季风常绿阔叶林林下凋落物层现存量及其化学性质,研究结果表明：１）林下凋落物现存量与年凋落物总量相当,分别为８．７４和８．８４（７～１１）ｔｈｍ－２,系统养分循环速率参数为０．９９,循环强度强烈,说明枯枝落叶分解快,养分周转快;２）营养元素在凋落物层中的含量分布格局为：Ｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎ元素未分解层（Ｌ层）＞半分解层（Ｆ层）＞已分解层（Ｙ层）,Ｐ、Ｋ、Ｆｅ则是Ｙ层＞Ｆ层＞Ｌ层;３）元素贮量（ｋｇｈｍ－２）,Ｎ１０２．０８,Ｐ４．３３,Ｋ４８．９４,Ｃａ１７．３８,Ｍｇ１０．４３,Ｆｅ５４．８７,Ｍｎ１．８０,在各亚层中的分布有Ｌ层＞Ｆ层＞Ｙ层（Ｎ、Ｐ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎ）,Ｙ层＞Ｆ层＞Ｌ层（Ｋ、Ｆｅ）;４）有机物质含量和贮量均为Ｌ层＞Ｆ层＞Ｙ层;５）林下凋落物的分解过程是一个养分释放过程,这一过程和营养元素及有机物质在各亚层的分布格局对林木生长极为有利。体现了作为顶极群落的季风常绿阔叶林生态系统本身在养分循环和利用效率的优越性。     

大明山常绿阔叶林冠层垂直结构与林下植物更新

2009—2011年,在广西大明山常绿阔叶林一个典型坡面的上坡、中坡和下坡分别建立24个20 m×20 m的固定样地,测定不同林冠层次(上层、中层和下层冠高分别为:>8、4～8和0～4 m)的覆盖度并监测林下植物的更新,研究林冠垂直结构的动态变化及其对林下植物更新的影响.结果表明: 随着2008年特大冰冻灾害后森林的恢复,林冠总覆盖度显著增加,从2009年的54.0%提高到2011年的67.4%,不同冠层覆盖度和恢复增长存在显著差异,上层林冠覆盖度显著高于中、下层,而中、下层林冠的恢复增长显著优于上层林冠.林下更新的木本植物共55种,优势科和优势种与现有群落的基本一致.同一年份不同坡位林下更新植物的物种多样性指数差异不显著,但同一坡位不同年份间存在显著差异.不同冠层的覆盖度与更新植物的物种丰富度和多度相关性不显著;中层、下层和林冠总覆盖度与林下更新植物的Shannon指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数呈显著负相关,表明冠层覆盖度显著影响着林下更新,中、下层林冠对林下更新植物多样性的作用更明显.     

雪灾后粤北山地常绿阔叶林优势树种幼苗更新动态

对遭受2008年雪灾破坏的车八岭山地常绿阔叶林进行连续3 a(2008-2010年)的监测,研究在冠层恢复过程中优势树种的林下幼苗动态,旨在了解幼苗灾后的更新规律及其对冠层结构变化(以叶面积指数LAI的变化来表示)的响应。结果表明,12个优势种的林下幼苗对冠层恢复有明显的响应。非参数的多元方差分析(perMANOVA)显示,优势种幼苗的组成和分布存在着极显著的年际差异(P<0.001);其中2008年与2009年及2010年的差异均极显著(P<0.001);2009年与2010年的差异不显著。这与冠层LAI的变化情况相应:2008年LAI最低,2009年LAI值迅速增加;2010与2009年相比LAI增长缓慢,并逐渐趋于稳定。不同的优势树种幼苗对样方中LAI变化的响应不同,阳性树种幼苗的相对多度和频度一般会随林分郁闭度的增加而锐减,阴性及耐阴树种幼苗数量则随冠层恢复而增加。随着冠层恢复,林下指示种截然变化。2008年的林下幼苗指示种为8个喜光的种类,而2010年则仅见较耐阴的香楠Randia canthioides 为指示种。指示种分析从另一个角度反映了幼苗对冠层恢复的响应。     

2008特大冰冻灾害后大明山常绿阔叶林林冠结构动态

林冠结构是研究森林生态系统众多关键生态功能和过程的重要参数,常绿阔叶林是亚热带林区具有代表性的森林类型,对其林冠结构及动态特征的研究还很不深入。在广西大明山中山区选择了一个斜坡水平长200 m、宽160 m的典型坡面,在整个坡面建立了80个20 m×20 m的样地,将样地均匀分为5个坡段,每个坡段包含16个连续的样地,在2009—2012年的生长季测定了林冠高度(CH)、林冠体积(CV)、林冠覆盖度(CC)、林冠上/下冠盖比(HLr)和林冠叶面积指数(LAI),分析了各林冠结构指标的坡位及年际动态,揭示了亚热带常绿阔叶林的林冠结构特征及短期动态规律。研究结果表明,大明山常绿阔叶林林冠结构的一般特征是:平均CH(12.09±0.05)m,平均CV(2642.51±278.33)m~3(每400 m~2样地),平均CC(59.90±3.29)%,平均HLr2.48±0.23,平均LAI 2.00±0.06。大明山常绿阔叶林的林冠结构存在多层性,上层林冠覆盖度平均为42.20%,中层为30.35%,下层为18.05%。大明山常绿阔叶林的林冠结构存在坡面和年际差异,坡面变异系数为CV(29.84%—55.89%)HLr(32.90%—53.52%)LAI(22.48%—43.89%)CC(16.61%—25.74%)CH(8.26%—12.77%);年际变异系数为HLr(47.33%—57.00%)CV(39.70%—49.06%)LAI(21.58%—48.13%)CC(20.35%—24.15%)CH(9.19%—12.59%),表明CH有较强的稳定性。林冠LAI存在明显的坡面尺度效应,即向下顺坡每滑动100 m冠层LAI升高0.34。坡位对CH、HLr有显著(P=0.022)和极显著(P0.001)影响;年份对HLr有显著影响(P=0.013),对CV和CC有极显著影响(P0.001);坡位×年份对CV和LAI的交互作用显著(P=0.016,P=0.017)。回归分析发现树冠面积与林木胸径呈极显著的线性关系。此研究结果表明大明山常绿阔叶林冠层高度较低、林冠体积较小、林冠覆盖度不高、上/下冠盖比和叶面积指数偏小,这与研究区域的海拔较高(934—1223 m),土层浅薄(30—45 cm)以及经常受到冰冻灾害(特别是2008年的特大冰冻灾害)的影响有关,是山地常绿阔叶林树冠结构与山地环境条件长期适应的结果。     

广东南岭天然常绿阔叶林林下光环境对林下幼树功能性状的影响

光环境与幼树功能性状的关系对天然林的更新与演替具有重要的生态学意义。以广东南岭区域天然常绿阔叶林下不同林龄(幼龄林,中龄林,老龄林)的森林群落为研究对象,通过监测冠层结构、林下光照数据和林下幼树功能性状等指标,研究林龄梯度下其冠层结构与林下光环境之间的关系,以及林下幼树功能性状对光环境的响应。结果表明:(1)中龄林叶面积指数显著高于幼龄林和老龄林(P<0.05),随着林龄的增长,林冠开度和透光率逐渐下降,林龄梯度下透光率、R/FR(红光/远红光比值)、Bw/Rw(宽带蓝光/宽带红光比值)差异极显著(P<0.001);(2)天然常绿阔叶林中透光率与光质之间极显著相关(P<0.001),R/FR随着透光率的增加而增加,Bw/Rw随着透光率的增加而减少。(3)林下幼树功能性状在光环境之间差异显著(P<0.05),老龄林林下幼树叶片氮含量显著高于幼龄林,而叶片重叠率显著低于幼龄林;(4)在本试验地中,R/FR和Bw/Rw的变化对林下幼树的高径比和光合作用并无显著影响,光强对同种植物不同光环境下最大净光合速率的影响较大。总体而言,林龄梯度冠层结构和光环境的差异能在一定程度...     

车八岭山地常绿阔叶林冰灾后林木受损的生态学评估

从植物生态学的角度对2008年初南方冻雨冰雪灾害对典型的亚热带山地常绿阔叶林造成的损害情况做了研究。对12个优势种和亚优势种的受灾情况做了对比分析, 对不同径级和不同地形因子下林木抵抗冻雨灾害的差异做了对比。统计检验结果显示林木受损程度存在显著的种间差异、径级差异和地形级差异。优势种米槠(Castanopsis carlesii)比多数亚优势种受害更严重; 各树种抗冻雨灾害能力以山茶科和樟科的种较强, 而壳斗科的多个种, 如米槠、栲(C. fargesii)受灾较为严重; 林木的受损比例随着胸径(diameter at breast height, DBH)增加而增大; 在未受灾的各级林木中, 超过70%的个体集中在最小一级径阶(1-5 cm)。χ²检验显示坡度、坡向、坡位等地形因子对林木受损状况有显著的影响, 随着坡位上升, 林木受损程度逐渐加重, 上坡位的林木受损比例最大, 下坡位最小, 这可能与随着坡位升高, 迎风面降温效果更迅速有关。对于坡向和坡度而言, 位于半阳坡的林木受灾比例显著高于半阴坡, 位于坡度级III (15°-25°)、IV (25°-35°)、V (35°-45°)上的林木受灾最严重。该研究结果对于亚热带常绿阔叶林的保育和应对未来可能再次发生的冰雪灾害有重要意义; 同时对于森林恢复和演替、乡土阔叶树种的选育及森林经营等方面的研究和应用也有重要的参考价值。     

山西灵空山天然松栎混交林群落特征与冠层结构

以2011年建设的山西灵空山4 hm²天然松栎混交林森林动态监测样地为研究平台,以400个10 m×10 m样方为测量单元,于2016年进行群落特征研究,采用半球面影像法(DHP)分析冠层结构和林下光照特征.结果表明: 样地内共有乔木5558株,共计25种,分属于10科15属.冠层开阔度(CO)集中在15.0%～25.0%,叶面积指数(LAI)集中在1.5～2.5,林下光环境参数集中在10.0%～30.0%.建群种在样地内的分布对冠层结构和林下光环境影响显著;冠层结构对林下光环境所有参数的影响方向一致,其中采用叶面积指数评价冠层结构动态的效果更佳;冠层开阔度和叶面积指数对林下光环境产生相反的影响,且均对散射光入射率影响程度最大.温性松栎混交林的林冠层整体较为均匀,林下光分布较为集中,林分树种组成与冠层结构对林下光照影响显著.     

浙江天童常绿阔叶林林冠结构与群落物种组成的关系

森林林冠结构能改变林下微气候条件, 可能会形成独立于地面生境的空间结构, 进而影响群落物种组成差异。该研究利用机载激光雷达获取浙江天童20 hm²常绿阔叶林样地的高精度林冠结构信息, 初步探讨了林冠结构与群落物种组成差异的关系, 结果表明: (1)未考虑林冠结构时, 独立于地面生境的空间结构是天童样地群落物种组成差异的重要影响因子, 在100 m²、400 m²、2 500 m²样方尺度上, 其对群落物种组成差异的解释率分别为25.2%、28.1%、8.0%。(2)考虑林冠结构后, 林冠结构使独立于地面生境的空间结构对群落物种组成差异的解释率降低了约1/3 (26.2%-36.0%)。(3)林冠结构因子中, 林冠高度对群落物种组成差异影响最大, 其次为林冠内部结构; 随样方尺度增大, 林冠高度对群落物种组成差异的影响降低, 林冠内部结构的影响逐渐增加。该研究结果证明了林冠结构是独立于地面生境的空间结构的主要驱动因子, 对天童植物群落物种组成差异具有不可忽视的重要作用。这些结果明晰了林冠结构因子中林冠高度和内部结构的重要性。     

石栎-青冈常绿阔叶林土壤有机碳和全氮空间变异特征

在1hm2(100 m×100 m)石栎(Lithocarpus glaber)-青冈(Cyclobalanopsis glauca)常绿阔叶林内100个10 m×10 m小样方的中心位置,按0—10 cm、10—20 cm和20—30 cm土层采集土壤样品,测定土壤有机碳(C)和全氮(N)含量。基于区域化变量理论和地质统计软件(GS+Version 9)的空间分析功能,应用地统计学的半方差函数定量研究该常绿阔叶林土壤有机C和全N的空间变异特征。结果表明:该林地土壤有机C含量平均值为18.61 g/kg,变化范围为9.53—39.40 g/kg,全N含量平均值为1.63g/kg,变化范围为0.73—3.32 g/kg。土壤有机C半方差函数的理论模型符合球状模型,全N半方差函数的理论模型符合高斯模型。土壤有机C和全N的空间异质性主要是由结构性因素引起的,且空间自相关程度均为中等程度。分形维数反映了有机C和全N空间格局差异及尺度依赖特征,有机C分形维数较大,空间格局比全N略为复杂。采用Kriging插值方法,1hm2森林内土壤有机C和全N具有相似的空间分布格局,呈现明显的条带状和斑块状的梯度变化。土壤有机C含量与海拔、凹凸度呈负相关,但相关性不显著,与林地凋落物量呈极显著正相关。土壤全N含量与海拔、凹凸度呈显著负相关,与林地凋落物量呈正相关,反映出土壤N的淋溶特性。