海南岛霸王岭热带云雾林木本植物功能性状的分异规律

研究植物功能性状的分异,有助于理解植物适应环境的方式和策略,也能为预测物种分布和环境变化提供依据。以海南霸王岭热带云雾林为对象,建立21个20 m×20 m固定样方,划分为336个5 m×5 m小样方;测定胸径在5cm以上所有乔灌木植物个体的功能性状(叶面积LA;叶干重LDW;比叶重LMA;叶绿素含量Chl;叶厚度LTh;木材密度WD)和土壤养分含量,通过方差分解分析植物功能性状在个体、种内、种间、群落水平的分异大小,探究土壤养分对功能性状分异的影响。结果表明,LA、LDW、LMA、CHl、LTh、WD在个体、种内、种间、群落水平的解释方差范围分别为0.06—0.47、0.09—0.35、0.35—0.72、0—0.07,在个体、种内、种间、群落层次上,种间水平的功能性状分异最大,而群落水平的分异最小。逐步回归分析表明,不同尺度的功能性状变化与土壤有机质、氮和磷含量都有密切关系。     

海南岛霸王岭热带云雾林雨季的环境特征

以海南岛霸王岭热带云雾林中热带山地常绿林和热带山顶矮林群落为对象, 分析了热带云雾林雨季光照、空气湿度、空气温度、土壤和地形特征, 为分析生物多样性、生态系统功能及其对气候变化的反应等生态学过程奠定基础。结果表明: 热带山地常绿林和热带山顶矮林在一天中的光合有效辐射呈单峰曲线变化, 热带山地常绿林各时段的光合有效辐射显著低于热带山顶矮林; 5-10月两群落类型日平均空气温度分别为(21.76 ± 2.44) ℃和(19.33 ± 1.03) ℃, 且随时间变化呈单峰曲线, 热带山地常绿林日平均空气温度显著高于热带山顶矮林; 5-10月两群落类型日平均空气相对湿度分别为(88.44 ± 2.90)%和(97.71 ± 0.80)%, 且随时间变化呈倒“S”型曲线, 热带山地常绿林各月日平均空气相对湿度显著小于热带山顶矮林; 与热带山顶矮林相比, 热带山地常绿林的土壤全氮、全磷、速效氮、有机质、pH和土壤厚度显著大, 而全钾和有效磷含量显著低; 热带山地常绿林的坡度、岩石裸露比例和海拔高度显著小于热带山顶矮林, 地形因子与其他生态因子显著相关; 主成分和相关性分析表明: 空气温度、有效磷、全钾、全氮及地形因子对热带云雾林植被分布有重要影响。     

基于植被指数的海南岛霸王岭热带森林地上生物量空间分布模拟

热带森林在全球碳循环方面扮演着重要的角色, 预测其生物量分布可以加深对碳循环过程的理解。然而目前基于植被指数模拟技术进行热带森林生物量分布的研究报道较少。该文以海南岛霸王岭林区热带森林为研究对象, 在基于遥感影像和135个公里网格样地调查的基础上, 分别选取归一化差异植被指数(NDVI)、短红外湿度植被指数(MVI5)、中红外湿度植被指数(MVI7)和比值植被指数(RVI)与总物种生物量、顶极种生物量和先锋种生物量做相关分析, 并利用逐步线性回归分析分别构建了基于植被指数的生物量回归模型; 利用残差图对模型的有效性进行检验。结果表明, MVI7和MVI5与总物种和顶极种生物量关系显著, 而NDVI和RVI对先锋种生物量具有较好的指示作用; 总物种、顶极种和先锋种生物量预测精度较高的区域分别占总面积的69.24%、73.98%和88.08%, 表明3个生物量模型均具有较好的拟合精度; 模拟结果表明总物种和顶极种生物量主要集中于研究区中部、北部和西南部区域, 而先锋种生物量无明显的分布规律, 是不均衡地散布于整个研究区域, 反映了群落组成结构、干扰历史、地形及气候因素等的影响。     

海南岛3个林区热带云雾林植物多样性变化

以分布在海南岛西部(霸王岭国家级自然保护区, 21个样方)、西南部(尖峰岭国家级自然保护区, 12个样方)和中部(黎母山省级自然保护区, 15个样方)的热带云雾林为研究对象, 研究α及β物种多样性、功能多样性、谱系多样性的变化, 为植物多样性的保护提供科学依据。结果表明: 尖峰岭群落树木个体多度、物种丰富度最大, 黎母山群落树木个体多度、物种丰富度最小; 黎母山群落间物种组成差异最大, 霸王岭群落间物种组成差异最小, 海南岛霸王岭(西部)、尖峰岭(西南部)和黎母山(中部) 3个林区热带云雾林物种多样性差异可能与空气温度和相对湿度有关。尖峰岭群落内功能丰富度、Rao’s二次熵最低, 功能均匀度最高, 群落间平均成对性状距离最小, 反映群落构建主要受环境筛影响; 霸王岭群落Rao’s二次熵最高, 功能均匀度最低, 群落间平均成对性状距离最大, 反映群落构建主要受限制相似性影响; 黎母山群落内功能丰富度最高, 群落间平均最近性状距离最大, 表明限制相似性在黎母山热带云雾林群落构建中的作用更重要。霸王岭群落内谱系多样性、物种间平均最近相邻谱系距离均较大, 反映物种间谱系关系趋于发散; 黎母山群落内谱系多样性、物种间平均成对谱系距离及群落间平均成对谱系距离均最小, 反映物种间谱系关系趋于聚集; 而尖峰岭群落内物种间平均成对谱系距离、群落间平均成对谱系距离最大, 但物种间平均最近相邻谱系距离最小, 反映物种间谱系关系既具有发散又具有聚集的共存格局。因此, 海南岛热带云雾林群落植物多样性变化格局与环境及物种间相互作用有关。     

海南岛热带云雾林植物枝条和叶片氮、磷、可溶性糖分配规律

研究热带云雾林植物N、P及可溶性糖分配规律,对了解植物生长及对环境的适应性有重要意义。通过测定海南岛3个林区热带云雾林282种植物的枝条与叶片中N、P和可溶性糖含量,比较枝条、叶片中各个养分的差异,分析养分间的关联性。结果表明,植物叶片N、P和可溶性糖含量均显著高于枝条,其中枝条和叶片可溶性糖含量分别为(15.06±9.4)和(32.14±19.57)g·kg~(-1),氮含量分别为(3.48±1.02)和(9.51±5.26)g·kg~(-1),磷含量分别为(0.23±0.15)和(0.56±0.44)g·kg~(-1)。黎母山植物枝条、叶片的N和P含量最高,霸王岭植物最低;霸王岭植物枝条可溶性糖含量显著高于黎母山和尖峰岭,而霸王岭植物叶片可溶性糖含量显著低于黎母山和尖峰岭。在植物枝条、叶片中,N与P含量均呈显著正相关,而可溶性糖与P含量无显著相关性;在枝条与叶片之间,可溶性糖含量无显著相关,而N含量和P含量显著正相关。此外,P元素是海南岛热带云雾林植物生长及种群发育的主要限制性因子。     

海南岛热带山地雨林林分生物量估测方法比较分析

本文通过对海南岛热带山地雨林林分生物量估测方法的比较分析,表明材积转换法不适宜估算海南岛热带山地雨林林分生物量,其结果与皆伐法相比较一般偏高20％—40％;而用实测资料建立的生物量回归模型,对原始林林分有较好的估测结果,除树枝和树叶生物量外,树干、树皮及地上部分生物量的回归模型值,与皆伐法的结果比较,相对误差一般在±10％以内,为允许误差范围,而对热带山地雨林的更新林生物量的估测则效果较差,应建立相应的估测模型。平均木法有工作量小的优点,且误差也在16％以下,但要注意取样的树种多样性和取样强度,在实际中应当慎用。另外本文对测定热带山地雨林生物量(原始林)的所需面积大小问题作了研究,提出了生物量-面积曲线的概念,确定其最小调查面积为2500m~2以上。     

海南岛热带山地雨林种类组成的局域分布与垂直分布

对海南岛四大山地雨林区常见植物种类的局域及垂直分布进行了研究,结果表明,海南岛热带山地雨林的种类组成,除了在各林区有一定数量相同的种外,各林区之间种类成分也存在着显著的差异,由于各林区生态因子的差异,使得生态幅度不同的物种在垂直方向上的分布也产生明显的差异,生态幅度较小的物种仅局限于某一地段,生态幅度较广,适应性较强的种类则有较广泛的分布。     

南亚热带常绿阔叶林地上碳储量空间分布特征及其影响因素

旨在探讨南亚热带常绿阔叶林地上碳储量空间分布特征及其影响因素,为了解该区域森林的碳汇功能提供理论依据。通过对鼎湖山南亚热带常绿阔叶林20 hm²固定森林样地调查数据,采用一元线性回归分析和主成分分析方法,划分优势种和非优势种,研究地上碳储量的空间分布和生物/非生物因素的影响,获取了以下结果:(1)优势种对鼎湖山南亚热带常绿阔叶林地上碳储量贡献更大(1533.85 Mg,74.72%),尤其是大径级物种(1389.68 Mg,67.69%)。优势种地上碳储量(CV=0.635)的空间分布较非优势种(CV=0.690)更加均匀。(2)物种多样性与优势种和总体地上碳储量负相关,而与非优势种正相关。(3)群落总体、优势种和非优势种的地上碳储量均与结构多样性显著正相关。然而,结构多样性对非优势种地上碳储量的影响程度高于优势种。(4)群落中的土壤营养度、凹凸度与地上碳储量正相关。综上所述,通过提升非优势种的物种多样性可以增加鼎湖山南亚热带常绿阔叶林地上碳储量。此外,改善土壤营养条件也有助于提升南亚热带森林的碳汇功能。     

鄱阳湖自然保护区湿地植被生物量空间分布规律

探明区域湿地植被生物量的空间分布规律及其变化趋势,对于更好地保护候鸟生境、制定合理的湿地保护政策具有重要的意义。以鄱阳湖国家级自然保护区为研究对象,基于2000—2011年研究区MODIS植被指数产品和同期的植被生物量调查资料,建立了湿地植被生物量的遥感估算模型。在此基础上利用GIS空间分析方法,系统分析了保护区近10年来湿地植被生物量的空间分布规律及其季节变化特征。研究结果表明:(1)MODIS增强型植被指数的乘幂模型可以较好地模拟研究区湿地植被生物量的鲜重,拟合模型总体精度达到91.7%。(2)多年平均生物量呈现"岛屿型"空间分布模式:各子湖泊及洼地中心处,表现为水生植被群落为主的低生物量区(285 g/m2);湖心水体外围14—15m的高程区域,分布着以苔草群落为主的中生物量区(285—830 g/m2);高程位于16—18m的河口三角洲及天然堤坝区域,表现为以蒿、荻和芦苇群落为主的高生物量区。(3)保护区植被群落分布具有特定的季相变化特征,高、中、低生物量区在不同的月份呈现出不同的空间生消和演进规律,鄱阳湖水位的周期性涨落是影响其变化的一个重要扰动因子。     

海南岛热带天然针叶林附生维管植物多样性和分布

作为热带林中一个重要的特征性组分, 附生维管植物对于维持热带森林的物种多样性及其生态系统功能均具有重要作用。该文首次系统地报道了热带天然针叶林中的附生维管植物多样性和分布特征。以海南岛霸王岭国家级自然保护区保存完好的热带天然针叶林(我国唯一较大面积分布的南亚松(Pinus latteri)天然林)中的附生维管植物为研究对象, 通过样带调查(共设置12个10 m × 50 m的样带, 记录每个样带内胸径(DBH) ≥ 5 cm树木上附生维管植物的物种名称、株数及附生高度), 分析附生维管植物的物种多样性和空间分布特征。结果表明: 1)热带针叶林0.6 hm ²面积内共有附生维管植物769株, 分属于7科17属27种, 附生兰科植物和萝摩科植物为优势类群; 2)附生维管植物在水平方向上呈现出聚集分布; 3)附生维管植物在垂直方向上, 在中等高度层次(10-20 m)分布最多, 在下层(0-5 m)也有较多的分布; 4)少数附生维管植物对南亚松表现出一定的选择性, 如华南马尾杉(Phlegmariurus fordii)、玫瑰毛兰(Eria rosea)、眼树莲(Dischidia chinensis)和铁草鞋(Hoya pottsii)等; 5)附生维管植物的物种丰富度及多度与宿主胸径均存在显著的正相关关系。     

海南岛尖峰岭热带植被类型垂直分布与水热状况

本文阐述了海南岛尖峰岭各植被类型特征及分布,其分布是决定海拔与水热状况的变化。文中试用气候指标确立我国热带地区植被类型随海拔变化的模式,建立了指数、线性方程。本研究的目的在于加深对我国热带植被类型生境特点的认识,对合理利用和经营,起到应有的作用。     

岷江上游亚高山林区老龄林地上生物量动态变化

中国川西亚高山森林中的天然林大部分为成过熟的老龄林,对其生物量动态研究有助于了解其碳储量的动态变化规律.利用全国森林资源连续清查的27个固定样地数据,基于地上各器官生物量与树干胸径(D)和树高(h)的异速生长方程,估算了岷江上游亚高林山老龄林地上生物量密度的动态变化特征及其时空变化规律.结果表明,(1)从1988～2002年期间,老龄林地上生物量密度净增量为(27.311±15.580)Mg·hm-2,平均每年增长率为(1.930±1.091 )Mg·hm-2·a-1,平均每年枯损率为(2 271±1.424)Mg·hm-2·a-1;(2)地上生物量变化受各径级保留木生长量、枯损量及进界生长量影响,其中20～40cm径级保留木生长量与生物量净增量最大,>80cm径级生物量增量最小,40～60cm和60～80cm径级生物量在调查期间净增量出现负增长.(3)岷江上游老龄林地上生物量动态变化具有时空异质性,同一样地在不同调查间隔期或同一调查期间不同样地间生物量变化不同,不仅有增量数值大小差异,还表现为生物量增量的正负差异.     

西双版纳热带湿性季节雨林生物量及其分配规律研究

 本文采用标准木回归分析法(乔木层、木质藤本)和样方收获法(灌木层、草本层)研究了西双版纳湿性季节雨林生物量及其分配规律。群落总生物量为360.909t·hm-2,其在各层的分配为：乔木层352.563t·hm-2(占群落生物量的97.69％)、灌木层4.737t·hm-2(占1.31％)、木质藤本3.108t·hm-2(占0.86％)、草本层0.501t·hm-2(占0.14％)。群落生物量绝大部分集中于乔木层。乔木层生物量的器官分配为：干241.270t·hm-2(占乔木层生物量的68.43％)、根69.614t·hm-2(占19.75％)、枝37.287t·hm-2(占10.57％)、叶4.392t·hm-2(占1.25％);乔木层生物量的径级分配主要集中于中等径级,胸径在20～80cm间的6个径级,生物量达255.460t·hm-2(占72.46％);生物量在乔木层中垂直分配为：Ⅰ亚层219.365t·hm-2(62.22％)、Ⅱ亚层107.743t·hm-2(30.56％)、Ⅲ亚层25.455t·hm-2(7.22％);生物量大于乔木层生物量0.5％的树种共计26种,其中大于5％的有番龙眼(Pometia tomentosa)(19.67％)、云南玉蕊(Barringtonia macrostachya)(5.44％)、千果榄仁(Terminalia myriocarpa)(5.27％),生物量种类分配反映出优势种明显的特点。乔木层叶面积指数为5.724。     

海南岛霸王岭热带天然林景观中主要木本植物关键种的潜在分布

在较大的空间尺度上生态位模型是预测物种潜在分布的有效途径之一。为了探讨在热带天然林景观中木本植物(限于乔木和灌木)主要关键种的潜在分布,在对海南岛霸王岭的热带天然林进行按公里网格样方调查的基础上,采用演替地位和最大潜在高度两个功能性指标对物种进行了功能群划分,并在功能群框架下运用优势度指数法进行了关键种的确定;采用基于地理信息系统(Geographic information system, GIS)的基于规则集合预测的遗传算法(Algorithm for rule-set prediction, GARP)生态位模型对主要关键种的地理分布进行了预测,并应用受试者工作特征分析进行了模型精度验证;应用多元线性回归分析对影响各关键种潜在分布的关键因子进行了确定。结果表明:除了顶极次林层乔木功能群和顶极主林层乔木功能群外,在先锋种功能群、顶极灌木种功能群和顶极超冠层乔木功能群中采用优势度指数法划分出的关键种较为理想;一般来讲,在进行预测的8个关键种中,除了先锋主林层乔木种海南杨桐(Adinandra hainanensis),其它3个先锋种毛稔(Melastoma sanquiueum)、银柴(Aporosa chinensis)和枫香(Liquidambar formosana) 在研究区北部、西部以及西南部均具有较高的发生概率,而顶极种除了顶极超冠层乔木种南亚松(Pinus merkusii)外,九节(Psychotria rubra)、高脚罗伞(Ardisia quinquegona)和海南椎(Castanopsis hainanensis)具有相似的潜在分布格局,在研究区中部、东南部和南部地区具有较高的发生概率;相关分析表明极端最低温、年均温、极端最高温、年均降水量、海拔和坡向6大因子是影响研究区关键种潜在分布的关键因子;精度检验表明,GARP模型对8个关键种的潜在分布预测效果均较好,而其中又以银柴和海南椎的预测精度最高。     

海南岛霸王岭热带天然林景观中木本植物功能型分布的影响因素

为了探讨在热带天然林景观中不同因素对木本植物(限于乔木和灌木)功能型分布的影响,在对海南岛霸王岭的热带天然林进行样方调查的基础上,运用数量分类方法对热带天然林的木本植物进行了功能型划分,并运用冗余度分析(Redundancy analysis, RDA)分别探讨了功能型出现与否、功能型物种丰富度和功能型木本植物多度3个矩阵与环境、空间和干扰因素之间的关系。运用偏冗余度分析对影响功能型分布变化的环境、干扰、空间及其交互作用等因素进行了定量分解。结果表明:利用木材密度和潜在最大高度两个指标划分出的9个功能型,能较好的区分功能型间对生境的适应响应差异;因子分解表明,纯环境、纯人为干扰和混合的环境-人为干扰是影响3个功能型矩阵分布变化的主要因素,纯空间和与空间位置相耦合的因素相对较低;在诸多因子中,干扰类型、地形因子、土壤类型、砂砾含量、土层厚度以及经纬度坐标是影响功能型分布变化的主导因子;RDA排序分析表明,一般来讲,硬木功能型多在生境条件好和远离人为干扰的立地高发生。软木功能型则更多地出现于生境条件恶劣和人为干扰频繁的立地。而中等硬度功能型则生态幅度较宽。但除了软木灌木功能型外,其它功能型物种丰富度和木本植物多度多在土层深厚和生境条件较好的立地较高。     

海南岛热带森林景观类型多样性

依据景观生态学原理,按地貌、气候、土壤、植被和土地利用方式的分异,以带、域、省、区、类型为5个基本单位及亚、组等为辅助单位,组建海南岛热带森林景观类型分类体系。把海南岛热带森林景观作为省级单位,它隶属于全球热带林景观带、亚洲（东方）热带林景观域、中国热带林景观亚域,其下划分为东部潮湿森林景观、西部半干旱森林景观、中南部山地森林景观、热带常绿针叶林景观、热带竹林景观和热带人工林景观6个森林景观区;以热带低地沟谷热带雨林为代表的11个森林景观亚区;以热带低地沟谷龙脑香森林景观为代表的26个森林景观类型组;以热带低地沟谷青皮林为代表的54个森林景观类型。海南岛热带森林景观类型分类体系较全面地表达了海南岛热带森林景观类型多样性。     

西双版纳热带山地雨林生物量研究

观测了西双版纳山地气候,建立了山地雨林生物量回归方程,调查了海拔1 100~1 820 m范围5块样地(面积0.16~0.25 hm2)的热带山地雨林生物量。结果表明,海拔1 105和1 610 m的年平均温度分别为20.1和16.6℃,年降雨量分别为1 659和2 011 mm,旱季(11~4月)降雨量分别为295和283mm,年平均相对湿度分别为81%和84%;5块样地生物量变化为256.4~368.6 t.hm-2,平均为312.6t.hm-2,其中乔木占97.1%、木质藤本占1.2%、幼树和灌木占1.3%、草本和幼苗占0.4%;采用热带季节雨林生物量回归方程估计山地雨林生物量,会使得总生物量以及树干和树根生物量高估38.3%~61.5%,树枝生物量低估7.6%~30.8%。可见,西双版纳山地海拔增加导致雨季降雨量增加,山地雨林生物量较热带季节雨林降低32.6%,季节雨林生物量方程不适用于山地雨林。     

海南岛兴建全国第一个热带植物园

海南岛行政公署热带作物处等单位正在乐会县内兴建一个全国第一个热带植物园,园址设在原来第二次国内革命战争时期海南岛人民游击队红军农场的旧址——乐会县六联岭狗咬豹村一带,现在已开始动工兴建办公室和可供100多位职员居住的宿舍等基建工程,约在今年6月前可以竣工. 这个园的自然环境良好,再生株密茂,土质为松软肥沃的砂壤土,植被丰富,水源便利,三面环山,是天然的良好防风屏障.广东省亚热带资源开发委员会规划为种植橡胶树的一等荒地. 根据初步规划:这个植物园总的利用面积有20,000多亩,在设计上分为三个部分:第一部分是热带植物标本展览区,在这里将引种来自国内外各地的10,000多种热带植物;第二部     

云南松林的根系生物量及其分布规律的研究

利用平均标准木机械布点法测定了云南省永仁林业局云南松不同龄组林分的根系生物量及其沿土壤剖面深度的分布规律.结果表明,林分根系总生物量随林龄而增加,幼龄林(15～17年)的根系生物量为8.50 t·hm^-2,中龄林(30～32年)为11.70 t·hm^-2,成熟林为(＞62年)18.91 t·hm^-2.在不同龄组林分中,粗根(＞10mm)生物量差异最大(1.5～12.3 t·hm^-2),而中根(5～10 mm)(1.4～1.6 t·hm^-2)及小根(＜5 mm)(5.3～6.2 t·hm^-2)的生物量差异最小.根系生物量沿土壤深度迅速减少,约93%的根系生物量集中分布在0～30 cm土层中,深土层(30～115 cm)的根系生物量仅占7%左右.     

云南松林的根系生物量及其分布规律的研究

利用平均标准木机械布点法测定了云南省永仁林业局云南松不同龄组林分的根系生物量及其沿土壤剖面深度的分布规律.结果表明,林分根系总生物量随林龄而增加,幼龄林(15～17年)的根系生物量为8.50 t·hm^-2,中龄林(30～32年)为11.70 t·hm^-2,成熟林为(>62年) 18.91 t·hm^-2.在不同龄组林分中,粗根(>10mm)生物量差异最大（1.5～12.3 t·hm^-2）,而中根（5～10 mm）（1.4～1.6 t·hm^-2）及小根（<5 mm）（5.3～6.2 t·hm^-2）的生物量差异最小.根系生物量沿土壤深度迅速减少,约93%的根系生物量集中分布在0～30 cm土层中,深土层(30～115 cm)的根系生物量仅占7%左右.