林分因子对张北杨树人工林林下草本层物种多样性的影响

研究人工林林分因子对林下草本层物种多样性的影响,对于人工林的抚育及合理经营有着重要意义。本研究调查了张北杨树人工林的林分死亡率、平均树高、平均枝下高、平均胸径、平均冠幅及林分密度等6个林分因子及林下草本层的群落特征,并计算出物种多样性指数,探究张北杨树人工林林分结构和林下物种多样性随林分因子的变化特征。结果表明:研究区林下草本层共发现维管植物44种,隶属于17科38属,其中以菊科(Compositae)、豆科(Leguminosae)、禾本科(Gramineae)植物最多;林下草本层物种水分生态类型主要以旱生类植物为主,合计25种,占总种数的56.82%,植物生活型谱中以地面芽植物为主,共27种,占总种数61.36%;物种丰富度指数、Shannon指数和Pielou均匀度指数在各样地内存在显著差异,且物种丰富度指数变异系数最大,Simpson指数在各样地之间不存在显著差异,变异系数最小;各样地之间的林分因子均存在显著差异,其中林分死亡率的变异程度最高,平均胸径的变异程度最低;影响林下草本层物种丰富度指数的主要林分因子有林分死亡率、平均枝下高、平均胸径和林分密度,影响Shannon指数的主要林分因子有林分死亡率、平均树高、平均胸径和林分密度,各林分因子对Simpson指数和Pielou均匀度指数的影响均无显著差异。适当调控林分密度,保持树种针阔混交,将有利于张北杨树人工林林下草本物种多样性的维持。     

北京东灵山暖温带落叶阔叶林地形和林分结构对林下草本植物物种多样性的影响

森林群落林下草本植物物种多样性丰富,然而大多数森林物种多样性研究集中在乔木层,对林下草本植物物种多样性及其影响因子的研究较少。本研究基于北京东灵山20 ha森林动态监测样地450个1 m×1 m的草本样方调查数据,选择物种丰富度指数(R)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Simpson优势度指数(D)和Pielou均匀度指数(E)作为草本植物物种多样性数据指标,分析了林下草本植物物种多样性与地形和林分结构的相关关系;并采用Pearson相关性分析、回归分析、冗余分析(RDA)及层次分割的方法,探讨了地形因子和林分因子对草本植物物种多样性的影响。结果表明:(1)林下草本植物的Shannon-Wiener多样性指数与坡向呈显著负相关(P <0.05),随坡向增大(由阳坡转向阴坡)而呈下降趋势; 4个多样性指数与海拔、坡度和凹凸度均无显著相关性。(2)物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数随林分密度和林地物种丰富度的增大呈下降的趋势,但随平均胸径的增大呈上升的趋势;各物种多样性指数均与胸径变异系数无显著相关性。(3)层次分割结果表明,环境因子对林下草本植...     

密云水库上游油松人工水源涵养林林下植物多样性与土壤理化特性

以密云水库上游丰宁县4种油松人工水源涵养林(油松×落叶松混交林、油松×蒙古栎混交林、油松×山杏混交林、油松纯林)为对象,研究林下植物多样性与土壤理化性质特征,分析林下植物多样性与土壤因子的相关关系。结果表明: 4种人工水源涵养林林下植物群落组成结构差异显著,油松×山杏混交林林下植物群落物种组成最为丰富,绣线菊、虎榛子和披针薹草为主要优势种。从物种丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数来看,油松×山杏混交林林下整体植物多样性水平最高,灌木层和草本层植物多样性分别以油松×蒙古栎混交林和油松×山杏混交林最高。4种人工水源涵养林之间除全磷外其他各理化指标均差异显著,油松×山杏混交林土壤理化性质总体最优,油松×蒙古栎混交林最差。土壤毛管孔隙度、pH、有机质为灌木层植物多样性的主要影响因子,土壤pH、毛管持水量为草本层植物多样性的主要影响因子。营造油松×山杏混交林更有利于提高林下植物多样性并促进土壤改良,土壤pH、有机质、毛管孔隙度、毛管持水量为影响研究区林下植物多样性的主导土壤因子。     

低丘人工林林下植被物种多样性初步研究

选取江西省泰和县狗丝茅岭低丘荒山人工造林l0a的人工生态系统中8种人工林主要类型和1个对照区,通过比较这些类型林下植被的物种多样性(物种丰富度和Shannon-Wiener指数)和相关的环境因子,揭示林下植被物种多样性的差异及其与环境因子之间的关系。结果显示：人工林类型(造林树种)、林分组成(纯林或混交林)和林分密度对物种多样性的影响较为明显,其中林分密度的影响最为显著：各人工林类型林下植被的Shannon—Wiener指数与物种丰富度具有大体相似的规律,即在相近造林密度下,不同造林树种其林下植被物种多样性以针叶纯林稍占优势,针阔混交林次之,而阔叶纯林相对较低：针叶林林下植被物种多样性虽然最高,但针叶林土壤的持水力相对较差,有机质含量也较低,而阔叶纯林相对较好,针阔混交林则最佳。     

祁连山东部森林林分结构和环境因素对草本物种多样性的影响

林下草本物种多样性在维持西北干旱与半干旱地区的生态系统服务功能方面起着重要作用,探究其相关影响因素,可为祁连山东部地区的人工生态公益林的可持续经营提供理论基础。选取位于祁连山东部地区的针叶纯林、阔叶纯林、针叶混交林、针阔混交林(人工林)为研究对象,在相关性分析的基础上构建草本物种多样性的多因素参数预测模型和结构方程非参效应模型,探究多重因素(林分空间结构、林分非空间结构、环境因子)间的关系以及对林下草本物种多样性的影响程度。结果表明:(1)针阔混交林中林下草本的科、属、种数量最多。(2)平均胸径、平均树高、角尺度、混交度、大小比、坡度与草本物种多样性呈显著性相关(P<0.05)。(3)平均胸径是影响林下草本Simpson多样性指数的关键因子;坡度是影响林下草本Shannon-Wiener多样性指数的关键因子;角尺度、混交度是影响Pielou均匀性指数的关键因子;平均胸径、平均树高是影响物种丰富度的关键因子。(4)结构方程非参效应模型显示林分结构是影响草本物种多样性的关键因子(P<0.001),环境因子是影响草本物种多样性的重要因子(P<0.05)。因此,在后续森林植被恢复措施中,应当着重考虑林分的空间结构,形成随机分布的异龄复层混交林,以增加光合利用效率并遵循生态位互补理论,从而提高草本多样性。     

我国南方4种常见人工林林下植物多样性特征及影响因素

为了解长期植被恢复的成熟人工林林下植物组成与多样性特征及其影响因素,基于广东鹤山生态系统国家野外科学观测研究站的南亚热带人工林生态系统,对环境相似(坡度、坡向、海拔)、30 a生4种类型人工林(桉树混交林、马占相思纯林、乡土混交林、针叶混交林)进行调查研究,分析林下植物组成和物种多样性(Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数)特征。结果表明,人工林林下植物类型丰富,均可形成乔-灌-草垂直结构;4种林型林下植物组成既有相似性,也有差异性,桉树混交林与针叶混交林、马占相思纯林与乡土混交林的灌木层组成相似;桉树混交林与马占相思纯林、乡土混交林与针叶混交林的草本层组成相似,而桉树混交林与针叶混交林的草本层组成极不相似。林分类型影响林下植物多样性,马占相思纯林林下灌草多样性显著低于其他3种混交林(P<0.05),灌木物种数、个体数最少;针叶混交林林下物种丰富度最高。林分郁闭度与林下植物多样性呈正相关(P<0.001),林下植物分布与土壤养分含量相关,桉树混交林、马占相思纯林林下植物多样性与不同形态氮含量相关,有效磷、全磷影响乡土混交林林下物种的分布,针叶混交林受土壤酸碱度、全钾的影响较为明显。在4种人工林林下植物群落中,乡土混交林多样性,均匀度最高,优势度最低,具有更佳的保育和维持林下生物多样性功能。因此,乡土树种混交林更适用于生态公益林构建或对一些针叶林及外来树种纯林进行林分改造。     

砒砂岩区不同立地类型人工油松林下草本种群生态位特征及其环境解释

黄土高原砒砂岩区是我国水土流失最为严重的地区之一,油松(Pinus tabuliformis)是该区水土保持与水源涵养的优势乔木。以几种不同立地类型人工油松林为对象,应用Levins生态位宽度指数、Pianka生态位重叠指数和冗余度分析(RDA),研究林下草本群落生态位特征及其与环境的相互响应。结果表明:所调查的150个油松林下草本样方中,共发现31种草本植物,隶属于11科24属,阳性旱生植物居多。不同立地类型人工油松林下草本群落生态位特征不同,生态位宽度指数及生态位重叠指数均表现阳坡大于阴坡,平坡好于斜缓坡,但整体指数均较小,表明物种对环境资源利用程度较低,种间竞争度不大,群落处于相对稳定状态。通过对比典范对应分析(CCA)及冗余度分析(RDA),RDA排序更能较好揭示生态位特征与环境因素的关系,得出乔灌层郁闭度、土壤有机质、土壤含水率和坡度是林下草本群落生态位特征各异的主导环境因子。     

石灰岩山地淡竹林演替序列的群落物种多样性

为探明石灰岩山地淡竹林演替的物种多样性变化及其驱动因子,采用空间代替时间的方法,分析了江西省瑞昌市淡竹林演替序列的淡竹纯林、竹阔混交林和阔叶林3类群落15个样地的物种组成、多样性指数和环境因子。结果表明,从淡竹纯林演替至竹阔混交林、阔叶林过程中:(1)群落的种、属和科的数目逐渐增加,而群落相似性系数降低;(2)木本和草本植物多样性均渐次升高,阔叶林与竹纯林相比有显著差异,但草本植物的Simpson指数和Pielou均匀度指数以混交林最高,群落类型间差异不显著;(3)全群落和草本物种丰富度、草本Shannon指数与土层厚度和裸岩率有较密切关系,而与土壤养分、水分含量等因子无显著相关。分析认为,石灰岩山地淡竹林至阔叶林的演替过程中,土壤的累积和质量改善可能是推动演替过程多样性升高的重要因素,这在石灰岩地区的植被恢复工作中需予重视。     

吕梁山森林群落草本层植物物种多样性的空间格局及其对模拟增温的响应

为研究气候变暖背景下森林群落草本层植物物种多样性对温度升高的响应及其随海拔、纬度的空间分布格局,按照纬度梯度选择吕梁山系北段的管涔山和南段的五鹿山为研究区,并在每个山地的不同海拔梯度(高、中、低)分别设置对照(CK)、低度增温(OTC1)和高度增温(OTC2) 3种试验样地。于2017年植被生长季对植物多度、频度、盖度、高度进行调查,计算物种多样性指数(Simpson指数、Shannon指数、Pielou指数、Patrick指数)。结果表明:(1)吕梁山森林群落草本层植物物种多样性随海拔呈"v型"变化格局,即在中间海拔梯度处最低,且海拔梯度对各多样性指数的影响均达到极显著水平(P0.01)。(2)物种多样性随纬度升高呈递增趋势(P0.05),即较高纬度山地具有较高的物种多样性。(3)物种多样性随温度升高整体呈递减趋势(P0.05),即温度升高可抑制林下草本层植物物种多样性。(4)在增温处理下,五鹿山草本植物的Simpson指数、Shannon指数和Patrick指数呈递减趋势,Pielou指数先降低后升高;管涔山草本植物的Simpson指数、Shannon指数和Pielou指数先增加后减小,Patrick指数呈递增趋势。整体来说,在吕梁山较低海拔,持续增温会使物种多样性降低;在中等海拔,物种多样性随温度升高呈现先下降后上升的变化趋势;在较高海拔,适度增温可提高物种多样性,持续增温则抑制多样性。因此,增温对吕梁山森林群落草本植物物种多样性的影响随海拔升高整体呈下降趋势。     

重庆四面山5种不同配置模式人工林生物多样性研究

应用物种多样性指数(Shannon-Wiener指数、Simpson指数)、均匀度指数(Pielou)和物种丰富度指数对重庆四面山地区5种人工水土保持林群落进行多样性分析.结果显示:(1)5种人工林群落以枫香+木荷+石栎+香樟+灌木混交林的物种多样性最为丰富,纯杉木林最次.(2)各多样性指数在不同群落间的变化以乔木层的枫香+木荷+石栎+香樟+灌木混交林、灌木层的石栎+木荷混交林、草本层的纯杉木林等的生物多样性最为丰富.(3)不同林型的物种多样性不同,其生态效益、环境效益也有较大差异.建议在四面山地区以及类似生态区的退耕还林过程中选择以常绿阔叶林和针阔混交林为主的乔一灌结合混交林模式,以提高人工林群落的物种多样性,实现理想的水土保持林功能.     

土壤有机质含量对黔南喀斯特天然次生林土壤理化指标与植物多样性的影响

为探讨自然恢复过程中喀斯特森林土壤有机质含量(SOM)与土壤理化指标及植物多样性指数的相关性,对贵州省茂兰国家级自然保护区中不同森林类型的SOM、土壤理化性质和植物多样性进行了研究。根据乔木层物种的重要值,将保护区的41个调查样地划分为香叶树-枫香林、檵木-马尾松林、槭树-朴树林、小叶栾树-化香林、灯台-小花梾木林和四照花-青冈栎林类型。结果表明,部分森林类型土壤A层或B层的SOM差异显著,且部分森林类型的植物种数、直径、高度和密度,以及Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数也差异显著。土壤孔隙度、蓄水量和主要肥力与养分指标随SOM增加而增大。乔木层的植物多样性指数与SOM呈正相关,与土壤A层SOM相关显著、Simpson指数和Pielou指数与土壤B层SOM相关显著。灌木层、草本层的植物多样性指数与SOM相关不显著。多元分析结果表明,植物多样性指数对土壤A层SOM的总贡献率呈灌木层乔木层草本层、对土壤B层SOM的总贡献率呈草本层乔木层灌木层的趋势,表明喀斯特地区SOM管理的植物多样性措施适宜以乔木树种为主、辅以灌木与草本层植物的复合经营方式。同时,土壤SOM不仅受乔木层植物多样性指数的影响、也受林分所处演替阶段与结构指标的影响,植物多样性指数的二次多项式拐点可成为喀斯特石漠化治理工程中物种量化管理的参考依据之一。     

大别山南坡森林植物群落物种多样性及其与海拔因子的关系

大别山地区植物资源丰富,区系组成复杂且起源古老,为连接华东、华北和华中三大植物区系的纽带,也是我国重要的生物多样性保护和水源涵养生态功能区。采用样方法,在大别山南坡的多枝尖、庵基坪和麒麟沟3个地区,沿着不同海拔高度选取了具有代表性的森林植物群落进行研究,从不同植物群落类型和层次的物种多样性、均匀度和丰富度及其与海拔因子的关系等方面,对大别山南坡的森林植物群落物种多样性进行综合分析。结果表明:1. 共记录有植物108科270属449种,划分为20个森林植物群落类型;2. 森林植物群落各层次物种丰富度表现为草本>乔木>灌木;Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数呈现出乔木>灌木>草本;Pielou均匀度指数变化较为复杂;3. 森林植物群落各层次的物种丰富度随海拔升高而下降;Shannon-Wiener指数和Simpson指数也表现为随着海拔升高而下降,但草本层在1400m之后有上升的趋势。Pielou指数在乔木层中表现为随着海拔的升高而下降,在草本层中表现为先下降后出现上升,在灌木层中则随着海拔的升高而上升,但其波动更为剧烈。本研究对大别山南坡森林植被大范围的采样观测研究,能够全面的展现大别山南坡森林植物的种类分布、空间组成等整体概况及其与海拔因子的关系,能为以后大别山南坡生物多样性的保护提供较为全面真实的数据,从而为大别山地区生物多样性的保护和可持续利用提供理论依据和实践意义。     

不同林型兴安落叶松林火烧迹地物种组成及多样性研究

以内蒙古大兴安岭兴安落叶松林火烧迹地为研究对象,采用分层取样的方法对群落中植被进行了调查,分析比较了3种不同林型兴安落叶松林群落恢复过程中物种组成及多样性的差异。结果表明:不同林型兴安落叶松林群落各层α多样性指数总体表现为草本层灌木层乔木层。不同林型兴安落叶松林火烧迹地群落恢复12年后,草本层的Simpson和Shannon-Wiener指数均小于对照样地并呈现出草类-兴安落叶松林杜香-兴安落叶松林杜鹃-兴安落叶松林的趋势,而在灌木层则各指数均大于对照样地并呈现出草类-兴安落叶松林杜鹃-兴安落叶松林杜香-兴安落叶松林的趋势。     

喀斯特天然林植物多样性指数和土壤理化指标的相关性

植物多样性的土壤生态系统功能是喀斯特生态学研究的热点之一。在贵州省茂兰国家级自然保护区不同功能区(干扰等级)内采用野外样地调查和实验室分析相结合的方法,分析了41个喀斯特森林样地的植物多样性指数和土壤理化指标值的变化规律与相关性。结果表明:(1)依据乔木层物种重要值聚类法划分的5个喀斯特森林类型包括小叶栾树-青冈栎林、香叶树-枫香林、香椿-香叶树林、灯台-小花梾木林和檵木-马尾松林,由核心区、缓冲区、实验区至外缘区,乔木层植物多样性指数、林地岩石裸露率、土壤蓄水量、肥力及养分指标呈降低趋势。(2)因子分析表明不同层片植物多样性和不同土层土壤理化因子的相关趋势性各异。相关显著的因子对数量率呈乔木灌木草本的趋势,乔木植物多样性因子起主导作用。(3)喀斯特森林乔木层植物多样性指数和土壤理化指标的相关性分3种类型。直线型是植物多样性指数和土壤理化指标值相关性中较普遍的一类,相应指标对数量率为39.84%;曲线型是植物多样性指数和土壤理化指标值相关性中机理较复杂的一类,相应指标对数量率为46.10%,其中植物多样性指数有拐点值无生态意义的指标对数量率为11.72%,有拐点值有生态意义且呈先降后升、或先升后降趋势的指标对数量率分别为17.19%;无关型是植物多样性指数和土壤理化指标值相关性不显著,相应指标对数量率为54.69%。(4)喀斯特地区水土资源管理为目标的营林措施中,天然林乔木层植物多样性指数对土壤物理、肥力和养分指标响应的拐点值可成为人工造林中物种数量与株数比例选择的参考依据之一。     

间伐强度对阿尔泰山天然林下植被的影响

以阿尔泰山天然林为研究对象,探究不同间伐强度（19%、33%、55%、62%）对林下植被的影响,为该区天然林的经营管理提供理论依据。运用样地调查法,对间伐30 a后的林木进行每木检尺,调查林下植被结构、物种多样性,对测定数据进行单因素方差分析和LSD多重比较检验。结果表明：（1）草本层物种丰富度随间伐强度的增大而增大,62%间伐强度显著大于其他处理;灌木层物种丰富度随间伐强度的增大呈先增后减的趋势,55%间伐强度最大（P>0.05）;不同间伐强度处理之间,林下植被的Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均无显著差异（P>0.05）,草本植物优势种各间伐强度之间大致相同;（2）适当增加间伐强度可以明显提高灌木层和草本层密度,以55%间伐强度为优（P<0.05）,林下植被的盖度随着间伐强度的增大先增后减,间伐显著影响灌木植物盖度,而对草本层盖度则影响不显著（P>0.05）。以上研究表明从恢复林地多样性的角度考虑,间伐强度选取55%更合理。     

北京松山自然保护区森林群落物种多样性及其神经网络预测

物种多样性是群落结构和功能复杂性的一种度量,物种多样性的空间分布格局受许多环境因子的影响.运用多样性指数,多层感知器网络,分析了松山保护区森林群落物种多样性与群落类型、结构和生境之间的关系.结果表明:(1)大果榆+山杨混交林、油松+青杨混交林物种丰富度、多样性和均匀度均较高,而大果榆林、华北落叶松林的各项指数值均较低.Patrick指数和Shannon-Weiner指数在森林群落中均表现为草本层＞灌木层＞乔木层;Pielou指数在榆林中表现为草本层＞乔木层＞灌木层,而在其他森林群落中表现为灌木层＞草本层＞乔木层.(2)功能层物种多样性在海拔梯度上的变化趋势不同,在乔木层,丰富度、多样性和均匀度随海拔的升高逐渐降低;在灌木层,丰富度、多样性和均匀度均呈比较明显的单峰曲线变化趋势;在草本层,丰富度和多样性随海拔的升高都呈下降趋势,而在草本层,均匀度变化不大.(3)用多层感知器网络预测功能层多样性效果很好,结果发现坡向对乔木层和灌木层物种多样性的影响最大,而海拔高度对草本层物种多样性的影响最大.     

祁连山北坡退化林地植被群落的自然恢复过程及土壤特征变化

采用长期定位观测的方法,研究了祁连山北坡退化林地人工抚育下2001-2008年间植被群落的自然恢复过程和土壤特征变化。结果表明:人为干扰消除后,退化林地群落环境逐渐优化,群落的科、属、种均明显增加,物种成员更替频繁;灌木和乔木物种出现后,群落垂直高度增大,群落结构出现成层现象;群落总体多样性指数呈不断增大的趋势,在空间结构上,Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数表现出:草本层>灌木层>乔木层的规律,而Pielou均匀度指数变化相反;土壤含水量、土壤有机碳和全氮含量随植被恢复均不断增加。在实施封育禁牧措施后,退化林地实现了由草本群落-灌木群落-乔木群落方向的快速演替,当恢复到早期的先锋乔灌混交阶段时,群落的物种组成、结构和多样性趋于复杂化,土壤性状也得到一定改善,显示出相对较好的适应性和恢复效果。     

广西中部7种典型灌丛群落的物种多样性特征

为揭示广西中部典型灌丛群落的结构和物种多样性特征,运用样方法调查分析了广西中部7种典型灌丛群落的物种、区系组成、生活型谱和物种多样性指数。结果表明,7个群落中共有85种灌木,隶属37科68属,以大戟科(Euphorbiaceae)和豆科(Leguminosae)为主,分别有10种和9种,占灌木种数的11.76%和10.59%;还有74种草本植物,隶属35科61属,以禾本科(Gramineae)和菊科(Asteraceae)为主,分别有13种和11种,占草本物种数的17.57%和14.87%。龙须藤(Bauhinia championii)群落的物种丰富度指数(S)、Simpson优势度指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)和Pielou均匀度指数(J)均最高,而光荚含羞草(Mimosa sepiaria)、老虎刺(Pterolobium punctatum)、桃金娘(Rhodomyrtus tomentosa)群落的相对较低。由于研究区域地处中亚热带南缘,灌丛群落的区系组成以泛热带分布最多,占43.94%,生活型以高位芽植物为主,占37.50%。因此,广西中部灌丛群落的区系组成和生活型谱的热带性质强于温带性质,且接近于南亚热带植被的组成特征。