濒危喀斯特专性植物蚬木在中国的潜在适生区预测

蚬木(Excentrodendron tonkinense)是喀斯特季节性雨林建群种、喀斯特专性树种，属国家Ⅱ级重点保护野生植物、IUCN濒危植物，具有极高的生态经济价值。为了探究蚬木的潜在适生区在全球变化背景下的变动情况及其关键驱动因子，该研究利用最大熵(MaxEnt)模型分析未来气候变化情景(SSP1-2.6和SSP5-8.5)下蚬木在中国的潜在地理分布变化，并测试喀斯特地质背景分布对喀斯特专性植物适生区预测的影响。结果表明：(1)在加入喀斯特地质背景数据的情况下，适生区预测模型的AUC平均值为0.997,具有较好的预测效果，模型预测结果严格局限于喀斯特区域，与蚬木喀斯特专性植物的特性相符。(2)根据模型的拟合结果，喀斯特地质背景分布、最暖季降水量(800～950 mm)、最冷月最低温(7～11℃)为限制蚬木分布的关键因子。(3)未来随着温度升高，蚬木潜在适生区面积在喀斯特区域持续扩张，总体上呈现出向高纬度迁移的趋势，桂西南和滇东南的部分区域存在较大面积的稳定生境。综上认为，在预测蚬木等喀斯特专性植物的潜在地理分布时，必须考虑喀斯特地质背景的分布范围；如果未来持续升温，其潜在适生区...     

中国红河地区董棕林乔木树种的物种组成和地理亲缘关系

在中国和中南半岛的喀斯特地区,董棕(Caryota obtusa)林是一类外貌醒目、物种多样和生境独特的植物群落。由于其具有作为食物和用于园艺的潜在价值,董棕在自然生境中越来越稀少。为了弄清董棕林的群落特征和物种组成,我们在云南红河地区的一个喀斯特峡谷选取6个群落样方研究了董棕群落的物种多样性。在每个20 m×20 m样方中,调查了胸径(DBH)≥4 cm的乔木树种的胸径等生物学特征。通过相对多度、相对频度和相对显著度计算出研究区董棕林群落中每个乔木树种的重要值,确定了该群落的优势组成。一方面,我们分别通过分布区类型和自然地理单元两种地理分布样式来分析乔木树种的地理成分组成特点,从而确定董棕林的地理联系;另一方面,我们选择了群落中重要值排名前5位的乔木树种,通过地理分布图的绘制,分析比较了5个优势树种的地理分布特点及其关系,确定了所选取的研究群落在整个董棕分布区的地位。结果表明,云南红河地区董棕林由67种乔木树种组成,群落名称可定为董棕+双果桑群落(Caryota obtusa+Streblus macrophyllus community),群落中乔木物种的区系成分以中南半岛分布最多,且是在热带东南亚喀斯特地貌大背景下发育形成的。研究暗示我国的董棕群落已处于该类热带喀斯特植被的最北缘,在中南半岛这个全球生物多样性热点地区值得优先加以保护。     

喀斯特季节性雨林植物叶片碳同位素组成及水分利用效率

研究喀斯特季节性雨林不同生境代表性树种及同一树种不同生境下叶片δ¹³C值及水分利用效率(WUE),丰富喀斯特季节性雨林物种生态位分化及物种共存理论,可为喀斯特地区石漠化治理树种选择及配置提供参考.结果表明: 喀斯特季节性雨林树种叶片δ¹³C值的范围为-34.13‰～-29.69‰,平均值为(-31.40±1.19)‰,WUE的范围为9.08～58.76 μmol·mol^-1,均值为41.79 μmol·mol^-1,低于更高纬度的亚热带和暖温带森林,但高于更低纬度的热带雨林和同一纬度的非喀斯特季节性雨林;从洼地到山顶,随着干旱指数的增加,不同生境代表性树种的水分利用效率逐渐增大;同一树种δ¹³C值和WUE也是从洼地到山顶逐渐增高.树种水分利用效率除了与气候等因子相关外,还与植物所处生境的地质背景、水分可利用性相关.同一气候条件下,喀斯特区植物的水分利用效率要高于非喀斯特区、干旱生境植物的水分利用效率高于湿润生境,说明不同的水分利用效率是喀斯特地区植物适应不同生境、实现多物种共存的策略之一.     

封面说明

正封面照片由中国科学院亚热带农业生态研究所博士研究生张君同学拍摄于中国科学院环江生态系统观测研究站。喀斯特地貌是可溶性岩石(碳酸盐岩、石膏等)在水的作用下形成的特殊地貌。中国从晋代开始就对喀斯特有记载,明代地理学家徐霞客在《徐霞客游记》中对其进行了详尽记述。在中国南方地区,喀斯特面积占国土总面积的1/3。喀斯特地貌的典型代表是峰丛-洼地景观系统(如图),即连座的正向石峰和其间的封闭洼地组合的地貌景观。这种地貌是一种最脆弱的地质景观,在耕作     

浙江九龙山南方铁杉(Tsuga tchekiangensis)群落结构及优势种群更新类型

以浙江九龙山国家级自然保护区南方铁杉(Tsuga tchekiangensis)群落为对象,应用永久样方法和每木调查法调查了群落种类组成和结构特征,采用Shannon-Weiner 指数、Simpson 指数和Pielou 均匀度指数研究群落乔木层和灌木层的物种多样性.依据径级频率分布的形状,将各树种的种群结构归纳为5种类型,并结合生物学、生态学特征,分别讨论其更新类型,随后对调查群落所处的演替阶段进行了诊断.结果表明:(1) 南方铁杉群落植被具有过渡性,即温带向热带过渡,且更偏向于热带分布类型;群落优势树种为猴头杜鹃(Rhododendron simiarum)、南方铁杉和木荷(Schima superba).(2) Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数变化趋势一致,强度均为灌木层大于乔木层;乔木中层物种多样性大于乔木上层和下层.(3) 单峰型的野漆树(Toxicodendron succedaneum)、枫香(Liquidamber formosana)和鹅掌楸(Liriodendron chinense)等阳性高大乔木,为先锋群落优势种或林窗更新种,在演替后期比较稳定的群落中,将最终衰退消失;间歇型的猴头杜鹃、木荷、多脉冬青(Cyclobalanopsis multiervis)等常绿阔叶树种和南方铁杉等针叶树种,种群结构为不连续生长型,更新具有波动性和机会性,介于顶级群落先锋种和优势种之间;双峰型的麂角杜鹃(Rhododendron latoucheae)为耐荫性极强的常绿阔叶乔木,为顶级群落的优势种;金字塔型的厚皮香(Temstroemia gymnanthe)、隔药柃(Eurya muricata)、马醉木(Pieris japonica)等和单柱型的浙江樟(Cinnamomum chekiangense)、尖连蕊茶(Camellia cuspidata)、朱砂根等(Ardisia crenata var. crenata)为顶级群落亚乔木层和灌木层的主要组成种.(4) 九龙山南方铁杉群落处于顶级阶段的前期,并未达到最终阶段,将向双峰型为优势种的群落发展.南方铁杉如不加以保护,势必为其它树种所取代,应对此群落乔木层的猴头杜鹃、木荷、麂角杜鹃等植物进行适当地人为砍伐.     

贵阳市常绿树种叶子寿命的研究

贵阳市的典型植被为喀斯特植被,其中喀斯特常绿针叶林、喀斯特常绿阔叶林及喀斯特常绿灌丛在当地的生态系统中有着重要生态作用。在不同的生活型植物中,通过以优势种以及主要伴生种为研究对象、利用生命表法计算叶子的平均期望寿命(E_X)来对贵阳市喀斯特植被主要常绿树种叶子寿命进行调查研究。结果表明:①大多数常绿树种叶子的寿命在0～2年之间,并且变化幅度较大,各个树种叶片寿命的更新周期不同。②不同生活型植物叶片寿命存在差异,小乔木及灌木的叶子寿命较长,中乔木叶子的寿命较短,但是这个差异并不显著。③不同植被型组植物叶片寿命不相同,而且差异较为显著。鉴于贵阳市喀斯特植被的特殊性,讨论叶子寿命的影响因素,并且与已有研究比较分析得出贵阳市常绿树种叶片寿命有自己的分布格局。     

喀斯特与非喀斯特森林乔木叶性状及其相关性网络的差异

喀斯特地区岩石裸露、土壤浅薄、持水能力差。对比分析喀斯特和非喀斯特森林树种叶性状有利于了解叶片对喀斯特生境的生理生态适应。前期比较研究集中在叶经济学性状,对叶水力学(抗旱)和机械抗性(防御)性状关注较少。该研究测定热带-亚热带地区典型喀斯特和非喀斯特森林共101种乔木的叶形态解剖、机械抗性和水力学性状,比较两个植物类群叶性状以及性状网络的差异。结果发现:(1)与非喀斯特森林乔木相比,喀斯特森林乔木叶撕裂力(F_t)较大、最大导水率(K_leaf＿max)较高,膨压丧失点(Ψ_tlp)和气孔安全边界均较低。(2)喀斯特森林乔木叶性状网络的平均路径长度和直径较短,边缘密度较大,表明叶性状之间的关联程度更高。(3)喀斯特森林乔木叶性状网络的关键性状为比叶质量(LMA)和机械抗性,而非喀斯特森林则为叶厚度(LT)和叶密度。喀斯特森林乔木LMA与Ψ_tlp负相关,与F_t正相关,即增加叶构建成本可同时提高机械抗性和耐失水能力;非喀斯特森林乔木无此相关关系。(4)喀斯特森林乔木K_leaf＿...     

西双版纳热带季节雨林土壤氮含量对乔木树种多样性的影响?

大气氮沉降或人类活动导致生态系统氮输入增加,可能会提高土壤氮含量水平,促进优势种的生长和减少环境异质性,从而使物种共存的生态位减少,群落物种多样性降低。为研究土壤氮含量的增加对森林群落乔木树种多样性的影响,本研究在西双版纳热带季节雨林随机设置了14个1 ha的样方,对各样方土壤总氮( TN)含量、乔木树种丰富度以及西双版纳热带季节雨林20 ha动态监测样地中各样方乔木树种及建群种望天树( Parashorea chinensis)生物量进行了调查。结果表明：土壤氮含量与乔木树种丰富度具有显著负相关而与群落及建群种望天树生物量具有显著正相关。我们推测其机制可能是：土壤氮含量增加促进了建群种望天树等的生长及群落生物量的积累,减少树种共存的生态位,由于竞争排斥等原因而导致群落树种丰富度降低。因此,减少生态系统人为氮输入,对于保护西双版纳热带季节雨林乔木树种多样性具有重要意义。     

西双版纳热带季节雨林土壤氮含量对乔木树种多样性的影响

大气氮沉降或人类活动导致生态系统氮输入增加,可能会提高土壤氮含量水平,促进优势种的生长和减少环境异质性,从而使物种共存的生态位减少,群落物种多样性降低。为研究土壤氮含量的增加对森林群落乔木树种多样性的影响,本研究在西双版纳热带季节雨林随机设置了14个1 ha的样方,对各样方土壤总氮(TN)含量、乔木树种丰富度以及西双版纳热带季节雨林20 ha动态监测样地中各样方乔木树种及建群种望天树(Parashorea chinensis)生物量进行了调查。结果表明:土壤氮含量与乔木树种丰富度具有显著负相关而与群落及建群种望天树生物量具有显著正相关。我们推测其机制可能是:土壤氮含量增加促进了建群种望天树等的生长及群落生物量的积累,减少树种共存的生态位,由于竞争排斥等原因而导致群落树种丰富度降低。因此,减少生态系统人为氮输入,对于保护西双版纳热带季节雨林乔木树种多样性具有重要意义。     

海南岛霸王岭两种典型热带季雨林群落特征

热带季雨林为海南岛的隐域性植被类型,分布在与热带低地雨林相似的海拔范围但生境条件较差的局部地段,在旱季其大部分的乔木种类和个体都会落叶.海南岛霸王岭林区分布着海南岛最为典型且大都保存较为完好的热带季雨林原始林,按照其优势树种可划分为海南榄仁(Terminalia hainanensis)季雨林和枫香(Liquidambar formosana)季雨林两种群落类型.通过对霸王岭林区两种典型的热带季雨林老龄林群落的样地调查,比较分析了其物种组成、大小结构、多样性、季相变化等特征.结果表明:海南岛热带季雨林群落中物种优势度明显,具有明显的标志种--海南榄仁和枫香.海南榄仁群落具有较高的灌木物种丰富度、个体多度及较低的乔木物种丰富度、个体多度和多样性;海南榄仁群落在小径级和低高度级中具有较高的植物个体多度,同时在低高度级中具有较低的物种丰富度,但其它径级和高度级两个群落物种丰富度及个体多度差异均不显著;除灌木落叶物种丰富度海南榄仁群落显著高于枫香群落外,其余各生长型落叶物种丰富度及个体多度两个群落之间均无显著差异;在具刺木质藤本物种丰富度和个体多度上海南榄仁群落与枫香群落差异不显著,但乔木、灌木和木本植物具刺物种丰富度及个体多度海南榄仁群落均显著高于枫香群落.总体来看,海南榄仁群落比枫香群落的季雨林特征明显,是海南岛最为典型的季雨林群落类型.     

弄岗北热带喀斯特季节性雨林15 ha监测样地的树种组成与空间分布

北热带喀斯特季节性雨林(northern tropical karst seasonal rain forest)是在我国热带北缘喀斯特地区分布的典型森林植被类型之一。由于富钙偏碱的地球化学背景及多样性的生境类型, 同时受季风气候影响, 该森林呈现群落结构多样、树种组成丰富、特有成分突出等特点。基于大型固定监测样地对该森林树种组成与空间分布进行的研究, 是探明该区域生物多样性形成与维持机制的基础。我们于2011年底建立了广西弄岗北热带喀斯特季节性雨林15 ha监测样地, 依照CTFS (Center for Tropical Forest Science)全球森林生物多样性监测规范, 定位并调查了样地内每一棵胸径≥1 cm的木本植物。结果表明: (1)样地内有监测树种223种, 隶属于56科157属; 独立个体总数为68,010株(含分枝为95,471株), 平均胸径为4.84 cm; (2)树种科、属的区系均以热带成分为主, 大戟科、马鞭草科、梧桐科等为优势科; (3)个体数最多的11个树种的个体数之和占到总个体数的51.64%, 前58个树种的占90.19%; 稀有种有75种, 占总树种数的33.63%; (4)群落结构稳定且更新良好, 主要优势种的径级结构均呈倒“J”形, 无明显断层; (5)树种分布在空间上表现出明显差异, 黄梨木(Boniodendron minus)等强耐旱型树种分布于山顶周围; 蚬木(Excentrodendron tonkinense)等树种分布于山坡中部; 对叶榕(Ficus hispida)等喜湿耐荫型树种分布于山谷周围; (6)胸径>20 cm的个体较多分布在山坡中下部, 极少分布在山顶周围; 胸径10–20 cm的个体较均匀分布于整个样地; 分枝和萌枝较多分布在山顶周围; (7)种–面积散点图在2–7 ha的取样面积下分化形成两条曲线, 表明了树种数量组成在空间上具有强烈异质性。研究初步认为: 强烈生境异质性及独特地质背景可能是影响该喀斯特森林物种组成及空间分布的重要因素。     

喀斯特出露基岩生境两种典型乔木的树干液流特征

以西南喀斯特地区常见的出露基岩生境为研究对象,应用TDP热扩散探针技术,分析2种典型乔木菜豆树和圆叶乌桕的树干液流特征.结果表明: 2树种树干液流对干、湿季均有明显响应;同为落叶乔木,菜豆树(约1个月)无液流特征的时长远小于圆叶乌桕(约4个月);圆叶乌桕单位胸高断面积年总蒸腾耗水量高于菜豆树,生长季内(4—9月) 2树种单位胸高断面积耗水量分别约占全年的90%和66%;2树种液流密度与光合有效辐射、水汽压亏缺、温度均呈极显著正相关,与相对湿度呈极显著负相关;2树种生长季内液流密度、日蒸腾耗水不仅小于同处于亚热带季风区的非喀斯特地区,而且小于邻近的喀斯特地区,甚至低于降水稀少的干旱地区典型树种同一参数的值.喀斯特出露基岩生境2种典型植物的蒸腾耗水量因特殊的水分环境而受到限制,同为落叶乔木却对应着不同的水分利用策略.     

喀斯特季节性雨林优势树种叶片微形态与光合生理特征及其生态适应性

为深入理解喀斯特季节性雨林优势树种对异质性生境条件的适应策略，该研究以广西弄岗原生性森林7个优势树种为对象，测定各树种成年个体叶片微形态结构及生长季光合生理特征等指标，探讨树种叶片结构功能对喀斯特峰丛山地异质性生境的响应规律。结果表明：(1)沿喀斯特地貌部位的洼地-中坡-山顶生境梯度，树木的叶片紧密度、栅栏组织厚度、角质层厚度、上表皮厚度等9个微形态指标均呈显著上升趋势，叶片疏松度呈显著下降趋势。(2)沿洼地-中坡-山顶生境梯度，树木的光补偿点、暗呼吸速率、最大蒸腾速率等均呈显著上升趋势，最大水分利用效率、最大胞间CO₂浓度、表观量子效率等均呈显著下降趋势。(3)叶片紧密度与光合能力、蒸腾能力等相关指标则表现为显著正相关，叶片疏松度与这两类指标则表现为显著负相关。综上认为，喀斯特季节性雨林优势树种叶片功能性状存在光合效率和耐旱性之间的权衡，洼地生长的树木具有显著的弱光适应特征，中坡生长的树木表现较广的生境适应范围，山顶分布的树种因受强光、高温和裸岩限制而表现出较强的干旱适应特征以及保守的生态适应策略。     

小兴安岭不同功能型阔叶植物的柄叶权衡

在叶水平上, 叶柄(支撑结构)与叶片(同化结构)的权衡关系受多种因素的影响, 研究不同功能型植物柄叶性状之间的权衡关系有助于更好地理解植物的生长特性与生活史策略。该研究选定小兴安岭地区典型阔叶红松(Pinus koraiensis)林林内乔木、灌木、草本植物, 采用最小显著差异法比较植物叶片性状与叶柄性状在不同生活型间的变异, 并用标准化主轴法从生活型、叶型、耐阴性3个方面研究叶片与叶柄性状之间的权衡关系。结果表明: (1)不同生活型、叶型植物以及不同耐阴性乔木叶片性状与叶柄干质量之间具有显著的异速生长关系, 且斜率均小于1; (2)随着叶柄干质量增加, 乔木叶片鲜质量、叶片干质量增长速度比灌木、草本更快, 但相同叶柄干质量, 乔木叶柄所能支撑的叶片面积最小; (3)单叶植物叶片面积-叶柄干质量的回归斜率显著大于复叶植物, 叶片鲜质量-叶柄干质量的回归斜率小于复叶植物, 并且相同叶柄干质量下, 单叶植物的叶片干质量总是大于复叶植物; (4)比起喜光树种, 相同叶柄干质量, 耐阴树种的叶柄能够支撑的叶片面积与叶片鲜质量更大, 并且叶柄生物量分配比例(叶柄干质量/叶干质量)与叶片性状的回归斜率均表现为喜光树种>0, 耐阴树种<0。该研究结果表明叶片大小(叶片面积、叶片鲜质量、叶片干质量)与叶柄性状之间存在典型的权衡关系, 其在不同生活型、叶型植物及不同耐阴性乔木内的差异有助于揭示不同功能型植物的生长特性与生活史策略。     

重庆喀斯特地区现代花粉组合与植被的关系

重庆喀斯特地区4种不同地貌单元的81份表土和苔藓样品的孢粉分析结果表明:(1)研究区植物孢粉组合共由109科属组成。除金佛山外,其他植被退化严重地区样点均以草本和蕨类植物占据优势(剔除石漠化治理大量引种的马尾松、柳杉和侧柏等乔木花粉),其次是乔木植物花粉(主要为马尾松),灌木植物花粉含量很低,显示该区植被退化严重;(2)孢粉组合的PCA分析能够很好地将研究区的现代孢粉组合区分开来,较好地反映了重庆喀斯特地区不同地貌单元的植被特征,特别是石漠化区植被退化严重的孢粉组合特征。生态保护较好、自然植被发育的金佛山地区具有106科属的乔木、灌木与草本孢粉类型,以及高含量的乔木花粉,而喀斯特石漠化地区的鸡公山(46科属)、青木关镇(56科属)和南平镇(50科属)则表现为乔灌木孢粉类型较少;(3)银杉作为金佛山特有的孑遗植物,其花粉含量明显低于松属花粉,说明其花粉不利于远距离传播;(4)随着土地利用强度的增加,现代孢粉组合中乔灌木花粉含量和种类越少,草本和蕨类植物孢粉含量越多,且以耕地杂草为主。因此,土地利用方式的变化是喀斯特石漠化区次生植被及其现代孢粉组合变化的主要影响因素。研究可为重庆喀斯特地区土地利用策略的制定,重庆及其周边地区第四纪古植被、古气候和古环境重建研究,以及中国孢粉数据库建设提供基本数据和科学依据。     

喀斯特峰丛洼地石漠化治理自然地域分区

峰丛洼地是我国西南地区面积最大的喀斯特地貌类型区,水热资源相对较好,由于其较高的景观异质性,该区面临着石漠化治理投入与分区粗放、治理技术与模式区域针对性不强等问题,亟需开展面向石漠化治理的喀斯特峰丛洼地自然地域分区。基于修正的地质图将峰丛洼地区划分成碎屑岩为主的非喀斯特区和碳酸盐岩为主的喀斯特区,依据气候分异特征将喀斯特区划分为滇东南桂西南西南季风非典型峰丛洼地区和东亚季风典型峰丛洼地区,进一步依据大地貌部位及微地貌特征将东亚季风典型峰丛洼地区细分为黔西南高原面浅碟型锥峰洼地区、黔南桂北大斜坡北部漏斗型锥峰洼地区、桂中大斜坡南部漏斗型锥塔峰洼地区和桂南丘陵浅碟型锥塔峰洼谷区等亚区。分区结果表明各分区自然地域特征鲜明:碎屑岩为主的非喀斯特区坡缓土厚,人口压力相对舒缓;西南季风非典型峰丛洼地区受气候影响显著,地貌形态以常态山为主;桂中大斜坡南部漏斗型锥塔峰洼地区重度、极重度石漠化问题突出,但削减快、治理成效显著;黔西南高原面浅碟型锥峰洼地区人地矛盾最为尖锐,石漠化问题严重;黔南桂北大斜坡北部漏斗型锥峰洼地区石漠化比例相对较低、喀斯特景观资源丰富;桂南丘陵浅碟型锥塔峰洼谷地区水热资源最为充沛、人地关系相对缓和。面向石漠化治理的喀斯特峰丛洼地自然地域分区明确了分区的自然与社会经济条件差异,有助于提升石漠化治理的区域针对性和可持续性。     

湘西喀斯特地区三种优良乡土树种人工林养分吸收、积累和分配特性

为了解喀斯特地区不同人工林生态系统的养分利用特征,本文对湘西自治州森林生态站31年生的华榛(Corylus chinensis)、南酸枣(Choerospondias axillaris)、银鹊树(Tapiscia sinensis)人工林的N、P、K、Ca和Mg 5种营养元素含量、积累、分配、养分循环特征开展了研究。结果表明:(1)华榛、南酸枣和银鹊树3个树种林分的不同器官、地被物以及凋落物营养元素含量均以南酸枣最低;3个树种的不同器官、地被物以及凋落物的营养元素含量均以Ca元素含量最高,P元素含量最低,表现出典型的喀斯特地区植被养分特征;3个树种各器官的养分总含量大小均为树叶树皮树枝树根树干。(2)南酸枣乔木层和地被物富集P元素的能力最高;华榛和银鹊树均是乔木层富集P元素能力最高,地被物富集Ca的能力最高。(3)3种林分中营养元素积累量以华榛最低,银鹊树最高,后者约为前者的188%;5种营养元素中,3种林分均以Ca积累最多,P积累最少,与树种体内营养元素含量规律一致。(4)3个树种林分营养元素的吸收量、存留量和归还量大小顺序均为银鹊树华榛南酸枣;3个树种林分营养元素循环速率均以K元素最高、P元素最低;3个树种林分营养元素利用效率均为P元素的利用效率最高。(5)人工银鹊树林是高吸收、高现存、较慢循环、养分高度节约型林分;相比南酸枣和华榛而言,银鹊树更加喜喀斯特钙生环境,更适合喀斯特地区的生长。(6)3个树种林分均有P元素在各器官含量低、对土壤富集能力强、循环速率低、利用效率高的特点。可见,受试喀斯特地区土壤普遍存在低磷现象,需要及时改善,以保证林分正常生长。     

中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林典型树种的木质部解剖与功能特征分析

树木木质部主要由导管、纤维和薄壁组织组成, 分别具有运输、支撑和贮存的生理功能。由于木质部空间限制, 一种组织比例的增加会导致其他组织比例的降低, 因而可能表现出权衡关系。分析木质部组织比例和权衡关系有助于了解植物的生理生态适应性。该研究选择中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林21种典型树种(10种落叶树种, 11种常绿树种), 测定枝条木质部各组织比例, 计算水力相关指标并分析性状之间的相关性。结果表明: (1)与全球木质部解剖数据对比分析, 喀斯特树种木质部趋向具有较高比例的薄壁组织; (2)喀斯特树种导管组织比例与薄壁和纤维组织比例之间没有显著的相关性, 但是薄壁和纤维组织比例之间有显著的权衡关系; (3)常绿和落叶树种的木质部水力运输安全性(导管壁加固系数)和效率性(理论导水率)均具有显著的权衡关系, 但是这两个类群线性回归的截距存在显著差异, 即在相同的理论导水率条件下, 落叶树种比常绿树种具有较高的导管壁加固系数(安全性), 可能与常绿树种具有更多的轴向薄壁组织有关。喀斯特树种木质部解剖特征表明薄壁组织的贮存功能对喀斯特树种(尤其是常绿树种)的干旱适应具有重要作用。     

热带北缘鹅凰嶂季雨林四种群落特征及成熟度分析

为分析我国热带北缘季雨林的不同演替阶段的群落特征,该研究对广东阳春鹅凰嶂典型季雨林中4种(A、B、C、D)不同植物群落展开调查,对群落的物种组成、多样性和空间结构等进行分析,判断成熟度差异,预测演替方向,并提出优化建议。结果表明:(1)4种群落林层单一,小径级木与下层木占主体地位,具有1～3种明显的优势树种。(2)Shannon-Wiener指数为2.72～3.74,Simpson指数为0.90～0.97,Pielou均匀度指数为0.74～0.89,各群落多样性特征差异显著。(3)4种群落乔木胸径大小比数为0.49～0.51,角尺度为0.56～0.61,混交度为0.54～0.83,林分空间结构指数为60.57～71.44,林分空间结构距离为53.15～68.53。(4)综合群落基本特征、多样性和空间结构特征的分析得出,各群落的成熟度排名为D>A>C>B。综上认为,4种群落都处于演替前期或中期,乔木个体胸径和树高发展空间较大; 群落整体处于中庸生长状态,个体均呈轻微聚集分布,树种表现为中度、强度或极强度混交,空间结构与理想林分存在一定距离。随着成熟度的增加,4种群落都继续以阳性树种作为主要优势树种进行演替,并初步具备该区域地带性顶极群落的典型植被特征; 季雨林群落物种多样性提高,并向混交度增加、空间结构优化、稳定性增强的趋势演替。该研究结果为群落构建机制和森林结构优化等提供科学依据。未来应对该区域加强监管与保护,同时应对该地区的植被生态学和生物多样性保护展开广泛监测与深入研究。     

茂兰喀斯特区68种典型植物叶片化学计量特征

研究茂兰喀斯特区不同功能(类)群植物叶片的养分含量及化学计量特征,揭示其在时间和空间尺度上的变化规律,阐明碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)等养分含量与C∶N∶P间的相互关系,探讨N∶P对该区域植物生长的指示作用,以期能够更深入的了解其养分利用状况及适生性,为喀斯特森林的稳定性及维持机制提供理论依据。以茂兰喀斯特区68种典型植物为研究对象,分别测定不同生长阶段植物叶片的C、N、P和K含量,并计算其化学计量比。结果表明:研究区68种植物分属40科62属;其叶片C、N、P和K含量的几何平均值分别为445.87 g/kg、17.32 g/kg、1.35 g/kg和9.86 g/kg,C∶N的算术平均值为26.93,C∶P、C∶K、N∶P、N∶K和P∶K的几何平均值分别为330.93、45.22、12.85、1.76和0.137;C与N呈极显著负相关,N与P、K以及P与K均呈极显著正相关,N与C∶P和C∶K、P与C∶N、C∶K和N∶K以及K与C∶N、C∶P和N∶P均呈极显著负相关,且它们之间均具有二次函数、指数函数或幂函数的非线性耦合关系;从变异程度来看,C含量为弱变异,N、P、K含量及各元素的化学计量比则均属中等变异或强变异。从植物不同生活型来比较,各生长阶段的C含量均表现为灌木乔木草本,N、P和K含量均为草本灌木乔木,各元素的化学计量比则均为乔木灌木草本。从植物不同系统发育来分析,各生长阶段蕨类植物的N、P、K含量均要高于种子植物,而各元素的化学计量比则正好相反。从不同生长阶段来看,各功能(类)群植物生长期(或生长盛期)的养分含量均要高于落叶期(或生长末期);乔木、灌木和草本等不同生活型植物落叶期的C∶P、C∶K、N∶P和N∶K均要高于生长期;蕨类植物各元素的化学计量比不同生长阶段间差异都不显著;而种子植物的C∶P、C∶K、N∶P和N∶K则均表现为落叶期生长期。对比我国其他地区及全国和全球尺度上的研究结果,该区域植物的生长发育易受N和P素的双重限制,但又因功能(类)群及生长阶段的不同其受限的养分元素也存在一定差异,体现了对高度异质的喀斯特生境不同的适应策略;而植物体内较高的K含量则可能是提高其自身抗性、适应恶劣环境的重要因素。减少人为干扰、加之适当的保护,在植物生长期配以适量的N素添加,有利于其更好的生长发育,有助于提高喀斯特森林生态系统的稳定性和抗干扰性。研究结果揭示了喀斯特森林植物的适生机制,对喀斯特森林的保护具有重要的指导意义。