花楸树种子散布、萌发与种群天然更新的关系

花楸树是我国东北林区重要的非木质资源树种,其实生天然更新不良.本文通过研究花楸树种子散布、土壤种子库及种子萌发出土过程,分析花楸树实生天然更新的影响因素.结果表明：自然散落的花楸树果实96.1%分布于母株2 m范围内,凋落物层和土壤表层（0～2 cm）的种子数占土壤种子库总数的97.0%;不同季节花楸树土壤种子库种子数量差别很大,当年11月上旬种子数量最多,达(257.7±69.2)粒·m^-2;翌年7月下旬种子数量最少,仅为(2.9±2.9)粒·m^-2;温度不是花楸树种子萌发出土过程的限制因子,0 ℃～5 ℃时幼苗出苗率达(67.5±6.6)%,但对其出苗速率影响显著.土壤含水量为50%时,花楸树出苗率最高,达(74.7±4.2)%;含水量为60%时,幼苗死亡率最低,为(32.6±0.6)%.花楸树种子的散布格局和土壤种子库的时空分布格局影响种子的萌发出土过程,进而影响其种群的天然更新.     

灵山湾国家森林公园刺槐林下垂序商陆种子雨时空动态

垂序商陆(Phytolacca americana)的入侵给山东省沿海防护林的生物多样性及乔木更新造成了严重的危害, 为揭示其繁殖特性和扩散机制, 在灵山湾国家森林公园刺槐(Robinia pseudoacacia)林下由林缘至林内60 m设置5个梯度, 采用机械布点法对垂序商陆的结实量、种子雨分布和扩散格局进行了调查。结果表明: 1)垂序商陆的结实量与种子雨量由林缘至林内逐渐减小, 分别为2 273-1 846和1 382-621粒·m^-2, 不同空间种子雨密度占结实密度的60.80%-33.64%, 平均为49.52%, 人为搂割及动物取食是种子雨量损失的主要原因; 2)种子雨始于9月中旬, 林缘种子雨的发生早于林内, 种子雨的平均强度由林缘至林内逐渐减小, 在10月下旬和12月中旬各有一次种子雨高峰, 最大强度分别为32-4和59-5粒·m^-2·d^-1; 3)种子雨由林缘至林内散布范围逐渐减小, 同时随距母株距离的增加而减小, 其中最大散布距离与加权平均距离分别为210-180 cm和94.32-63.03 cm, 整体加权平均距离为81.00 cm。表明垂序商陆种子雨具有明显的时空异质性, 对预测其扩散潜力及群落结构组成趋势有重要的意义。     

植物生长季退化草毡寒冻雏形土CO2释放特征

对中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站地区退化草毡寒冻雏形土CO₂释放的全天候连续观测结果表明,退化草毡寒冻雏形土CO₂的释放有明显的日变化和季节动态,日最大释放速率出现于12:00～14:00,最小释放速率出现于6:00～8:00;植物生长季的最大振幅为462.49mg·m^-2·h^-1(8月18日),最小振幅为114.97mg·m^-2·h^-1(5月9日),CO₂释放速率白天大于夜晚.不同物候期CO₂释放速率亦不同,草盛期>枯黄期>返青期.最大日均值为480.76mg·m^-2·h^-1(8月18日),最小日均值为140.77mg·m^-2·h^-1(5月9日).释放速率与气温、地表温度及土壤5cm地温均呈显著或极显著相关关系,表明温度是决定CO₂释放速率季节变化的首要因素.     

长白山高山苔原季节性雪斑土壤呼吸对温度响应的模拟研究

利用LI-8100土壤呼吸测定系统, 在室内控制温度条件下测定了长白山高山苔原季节性雪斑大白花地榆(Sanguisorba sitchensis (=S. stipulata))群落土壤呼吸对温度的响应过程, 并根据野外连续测定的全年温度, 估算了雪斑群落土壤呼吸的季节变化, 同时模拟气温升高对土壤呼吸的影响。雪斑土壤温度全年大部分时间维持在0 ℃以上, 极端温度变动幅度不超过20 ℃。模拟计算了10 cm深土壤的呼吸强度, 海拔2 036 m处为307.1 g C·m^-2·a^-1, 海拔2 260 m处的呼吸量为270.9 g C·m^-2·a^-1。由于积雪时间长, 冬季呼吸占很大比例, 而且随着海拔的升高比例加大。从海拔2 036 m到2 260 m, 积雪期土壤呼吸分别占全年的42.5% (125.4 g C·m^-2·a^-1)和49.7% (128.7 g C·m^-2·a^-1)。模拟气温升高1 ℃并假设积雪时间减少20天, 冬天的呼吸量减少8%左右, 但全年总呼吸量增加8%左右。升温后, 平均增加的呼吸量为0.25 g C·kg^-1·a^-1 (或22.65 g C·m^-2·a^-1), 冬季呼吸量减少0.118 g C·kg^-1·season^-1 (或10.81 g C·m^-2·season^-1)。     

福建东山滨海沙地木麻黄林生态系统的能量特征

对福建东山县海岸带红壤性风积沙土与均一性风积沙土木麻黄群落的生物量、生产力、各组分干重热值、去灰分热值及能量分布与结构特征进行了研究.结果表明,红壤性风积沙土木麻黄群落的现存生物量和能量分别为1 681.84 g·m^-2和317 79.31 kJ·m^-2;均一性风积沙土木麻黄群落现存生物量和能量分别为 129.87 g^-1·m^-2和10 71.0kJ·m^-2;红壤性风积沙土的木麻黄群落各组分热值范围为19.84～21.70 kJ·g^-1,各组分能量在群落中所占比例为:干(38.09%)＞枝(19.48%)＞根(17.09%)＞叶(16.86%)＞皮(6.83%)＞枯枝(0.88%)＞果(0.77%),凋落物能量归还量为9 070.47 kJ·m^-2·yr^-1,群落能量的净固定量为31 298.70kJ·m^-2·yr^-1;均一性风积沙土木麻黄群落各组分热值在19.98～21.39kJ·g^-1,其中枯枝热值最高,根最低;各组分能量在群落中所占比例为:干(46.93%)＞根(16.44%)＞枝(13.92%)＞枯枝(12.28%)＞皮(5.87%)＞叶(3.90%)＞果(0.66%),凋落物能量归还量为2 061.77 kJ·m^-2·yr^-1,群落能量净固定量为12 662.82 kJ·m^-2·yr^-1.红壤性风积沙土上的木麻黄群落现存生物量和能量现存量均要高于均一性风积沙土,原因是红壤性风积沙土的沙土层薄(＜20 cm),土壤保水肥的能力要强于沙土层厚(＞100 em)的均一性风积沙土.     

准噶尔盆地东南缘梭梭种子雨特征

为了研究梭梭种子散布规律,通过布设种子雨收集器结合室内实验分析,对准噶尔盆地东南缘梭梭种子雨特征进行了研究。研究显示:(1)梭梭种子雨的累积密度达到平均189粒/m2,其中有活力种子占约80%;(2)种子散布的高峰集中在11月初到11月15日时间段,其落种量占整个种子雨的65%。其后种子雨密度随时间逐渐减小;(3)整个种子雨过程,不同时期散落的种子雨质量存在差异,表现为不同时期散落种子的萌发率呈现出先增大后减小的趋势;(4)变异函数分析表明,梭梭种子雨在8.12 m的有效变程内,种子雨具有明显的空间格局,其由空间自相关和随机因素引起的空间异质性各占50.0%。准噶尔盆地东南缘梭梭种子雨密度大且质量较高,同时其时空分布异质性较高,这些特征均将影响梭梭种群的分布格局和种群更新。     

人工陆桥岛屿系统土壤呼吸速率及其影响因子

研究片段化森林中土壤呼吸速率的格局对进一步揭示陆地生态系统碳循环具有重要意义。本研究以千岛湖人工陆桥岛屿系统不同生境(岛屿与大陆,岛屿边缘与岛屿内部)为对象,分析了土壤呼吸速率的季节动态变化规律及其与土壤理化因子的关系。结果表明: 1)土壤呼吸速率在不同季节差异显著。夏季(3.74 μmol·m^-2·s^-1)>秋季(2.30 μmol·m^-2·s^-1)>春季(1.82 μmol·m^-2·s^-1)>冬季(1.40 μmol·m^-2·s^-1)。2)森林片段化对土壤呼吸速率产生显著影响,岛屿土壤呼吸速率(2.37 μmol·m^-2·s^-1)显著高于大陆(2.08 μmol·m^-2·s^-1);岛屿边缘土壤呼吸速率(2.46 μmol·m^-2·s^-1)显著高于岛屿内部(2.03 μmol·m^-2·s^-1)。3)土壤温度显著促进了土壤呼吸速率,并作为主要因子解释了56.1%的变化。4)土壤呼吸速率与土壤全碳、铵态氮含量和地表植被覆盖率呈显著正相关。土壤全碳和铵态氮含量在岛屿边缘显著高于岛屿内部。综上,森林片段化促进了土壤呼吸速率,而土壤理化因子的变化是其主要原因。     

湖北三峡大老岭自然保护区光叶水青冈群落种子雨10年观测: 种子雨密度、物种构成及其与群落的关系

种子雨是植物种子扩散的起点, 对群落更新及种群动态起着关键作用。该文以三峡大老岭自然保护区内一片面积为1.3 hm ²的光叶水青冈(Fagus lucida)群落固定样地为研究对象, 运用分层随机设计, 在10个不同的地形部位放置了100个种子雨收集框, 自2001年起进行种子雨观测, 对该群落种子雨的数量与物种多样性的年际动态、种子雨和群落物种构成的关系等进行了统计分析。结果表明: 1)过去10年间, 共收集到来自48种木本植物的60 926粒种子, 种子雨的多年平均密度为(82.9 ± 61.5) seeds·m^-2·a^-1(mean ± SD), 平均物种丰富度为(16.7 ± 5.5) species·a^-1(mean ± SD)。2)种子生产的种间差异极为显著, 种子量排名前三的植物贡献了累计种子雨总量的70%。3)群落种子雨的密度和物种丰富度在10年中基本同步, 均呈现显著的周期性波动, 并出现了3个大年。乔木和灌木种子雨密度的年际波动无显著相关性, 但物种数变化显著正相关; 4)种子雨与样地群落共有种为23种, 分别占种子雨和群落中木本植物种数的47.92%和54.76%, 但这些共有种贡献了种子总量的96.22%, 表明扩散限制在研究群落中十分显著。与国内其他森林群落种子雨研究结果相比, 该研究群落的种子雨密度明显较低。     

杉木人工林种子雨组成和季节动态

杉木人工林已成为亚热带森林的重要组成部分,它具有可持续的自然更新能力,是决定杉木林群落演替方向和维持杉木林大面积存在的基础.本文以杉阔混交林和杉木纯林为研究对象,分析其种子雨的物种组成、数量大小和季节动态,以及林分优势物种种子雨数量特征和季节变化,揭示种源条件是否是制约杉木人工林天然更新的主要因素.结果表明:杉阔混交林和杉木纯林分别收集到13科18属21种和12科16属19种的种子.混交林和纯林的所有物种种子雨强度分别为3797和3300粒·m^-2.乔木物种种子数量在种子雨中占绝对优势,混交林占89.1%,纯林占86.2%,其中杉木种子数量最多,其完整种子雨强度分别为825和345粒·m^-2.两林分种子雨各类型种子所占比例均为完整种子>干瘪或腐烂种子>被取食种子.两林分种子雨均具有明显的季节动态,均在秋季到达高峰,且在落种高峰期种子雨以完整种子为主.无论是杉阔混交林还是杉木纯林都有充足的种源,种源(种子雨)条件不是制约杉木林天然更新的主要因素.     

1999—2015年若尔盖草原湿地净初级生产力时空变化

植被净初级生产力(NPP)是草原湿地生态系统碳收支平衡和气候变化的核心内容之一。本研究基于植被指数、气象数据(降水和气温)、植被类型数据,利用CASA模型对若尔盖草原湿地1999—2015年NPP进行估算,分析了若尔盖草原湿地NPP时空格局特征及其与气候因子的关系。结果表明: NPP实测值与模拟值之间显著相关,R²为0.78,均方根误差为120.3 g C·m^-2·a^-1;研究区年均和生长季(4—9月)NPP分别为329.0、229.4 g C·m^-2·a^-1,年际间波动明显,以2.3、1.6 g C·m^-2·a^-1的微弱趋势下降,不同植被类型的年均及生长季NPP的年际波动与整个研究区的波动趋势基本一致;年均和生长季NPP的变化斜率分别为-21.3～18.7、-31.5～23.1 g C·m^-2·a^-1,显著增加的面积分别占研究区总面积的0.3%和0.7%,主要分布于森林覆盖区和湿地生态补偿区;显著下降的面积分别占研究区总面积的1.4%和6.4%,主要分布于人类活动集中的地区;研究区不同植被的固碳能力存在差异,其中,森林最强,草地次之,湿地最弱;降水是影响草原湿地植被NPP的主导气候因子。     

北京东灵山落叶阔叶林中辽东栎种子雨

在北京东灵山地区的一个落叶阔叶林中调查了辽东栎（Ｑｕｅｒｃｕｓ ｌｉａｏｔｕｎｇｅｎｓｉｓ Ｋｏｉｄｚ．）的种子雨。对于选定的４棵辽东栎中的３棵,树冠下的种子雨分布格局符合二次分布,具有很高的决定系数。由设置在树冠下的种子捕捉器收集的坚果数量来估计整棵树的种子雨。４棵树的种子雨中有活力的种子很少,变化范围从２６到２５９个。每棵树的树冠下的种子雨密度变化范围从０．７６到７．２６个／ｍ＾２。林中平均种     

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。     

天然次生林中水曲柳种子的扩散格局

 种子扩散是种群动态中的一个关键环节,研究其扩散格局对了解种子库及更新格局有重要意义。于1999～2000年在天然次生林中选择样地并设置样带,共设取样点1376个,观察和估计了水曲柳(Fraxinus mandshurica)的种子雨格局。结果发现,母树附近,尤其是冠幅范围内,各方向的种子雨没有显著差别。但种子雨密度随距离有明显变化,冠幅范围内平均可达462～903个·m-2。距冠缘10～20 m急剧减少,为50～190个·m-2。72.5%～96.4%的种子散落在距母株树干10 m 的范围内。饱满种子顺风     

啮齿动物和鸟类对东灵山地区辽东栎种子丢失的影响

20 0 0年 8月中旬至 10月上旬 ,在北京东灵山地区小龙门林场选取两块辽东栎分布近似而坡向不同的样地 ,并对样地内种子库与啮齿动物的种群数量变化进行了调查。结果表明 ,两块样地种子雨持续 4 0天左右 ,且种子下落趋势基本一致 ,高峰期都集中在 9月中旬 ,不同坡向的种子产量差异显著。在两样地随机各设置 2 4个种子方形收集器 (0 5m2 )和 2 0个地表样方 (1 0× 0 5m2 )调查种子产量。通过比较收集器内壳斗和种子数量 ,发现二者无显著差异 ,说明鸟类对林冠层种子丢失作用不明显 ;而收集器和地表样方种子数量差异显著 ,表明辽东栎种子库扩散主要由林中啮齿动物完成。标记重捕发现辽东栎林中啮齿动物群落包括大林姬鼠 ,社鼠 ,棕背鼠平和花鼠 ,其中大林姬鼠为优势种 ,占群落的 77.2 %。     

Ficus seed shadows in a Bornean rain forest

Due to their copious seed production and numerous dispersers, rain forest fig trees have been assumed to produce extensive and dense seed shadows. To test this idea, patterns of seed dispersal of two species of large hemiepiphytic fig tree were measured in a Bornean rain forest. The sample included four Ficus stupenda and three F. subtecta trees with crop sizes ranging from 2,000 to 40,000 figs (400,000 to 13,000,000 seeds). Seed rain out to a distance of 60 m from each study tree was quantified using arrays of seed traps deployed in the understory. These trees showed a strongly leptokurtic pattern of dispersal, as expected, but all individuals had measurable seed rain at 60 m, ranging from 0.2 to 5.0 seeds/m². A regression of In-transformed seed rain density against distance gave a significant fit to all seven trees' dispersal patterns, indicating that the data could be fitted to the negative exponential distribution most commonly fitted to seed shadows. However, for six of seven trees, an improved fit was obtained for regressions in which distance was also In-transformed. This transformation corresponds to an inverse power distribution, indicating that for vertebrate-dispersed Ficus seeds, the tail of the seed rain distribution does not drop off as rapidly as in the exponential distribution typically associated with wind dispersed seed shadows. Over 50% of the seed crop was estimated to fall below each fig tree's crown. Up to 22% of the seed crop was dispersed beyond the crown edge, but within 60 m of the tree. Estimates of the maximum numbers of seeds which could have been transported beyond 60 m were 45% for the two largest crops of figs, but were under 24% for the trees with smaller crops. Seed traps positioned where they had an upper canopy layer above them were associated with higher probabilities of being hit by seeds, suggesting that vertebrate dispersal agents are likely to perch or travel through forest layers at the same level as the fig crown and could concentrate seeds in such areas to some degree. The probability of a safe site at 60 m from the fig tree being hit by seeds is calculated to be on the order of 0.01 per fruiting episode. Fig trees do not appear to saturate safe sites with seeds despite their large seed crops. If we in addition consider the rarity of quality establishment sites and post-dispersal factors reducing successful seedling establishment, hemiepiphytic fig trees appear to face severe obstacles to seedling recruitment.     

小兴安岭阔叶红松(Pinus koraiensis)林种子雨的时空动态

研究种子散布的时空动态对于揭示群落更新机制和植被斑块分布格局具有重要意义。于2005～2007年在凉水自然保护区的9hm^2阔叶红松林永久样地的中心地带（150m×150m）,设置287～319个种子接收器（面积为0.5m^2,网口位于离地面1m处）,定期收集并鉴定其中的种子。结果表明：（1）乔木树种的种子雨强度在不同的年份间存在差异,由2005年到2007年逐年递减（分别为（864.2±1084.3）粒·m^-2、（300.9±349.4）粒·m^-2和（144.8±195.5）粒·m^-2）。11个树种均表现出了年际间的差异,一些树种如水曲柳、糠椴、白桦、红皮云杉、冷杉在某一年份结实量很小或几乎不结实,而红松受人为干扰较大。（2）种子散布存在明显的季节变化,从5月份到11月份均收集到了各树种的种子,且种子雨在10月达到高峰,11月中旬基本结束,但不同的树种的时间变化形式不同。高峰期,种子雨以完整种子为主;而在这之前的种子雨主要以未成熟种子为主。（3）种子雨的构成在各年份间保持稳定。（4）变异函数分析表明,在不同的年份种子雨空间异质性不同,而空间异质性与种子雨强度呈正相关。     

Vertebrate‐mediated seed rain and artificial perches contribute to overcome seed dispersal limitation in a Mediterranean old field

Natural regeneration of vegetation is a frequent outcome of land abandonment, although the rate and diversity of such regeneration may be severely restricted by seed dispersal limitation, among other factors. In spite of this, studies aiming to quantify seed rain and test methods to enhance it, such as artificial perches, are still underrepresented in the Mediterranean. In our study, we quantified seed rain density and richness and tested the effects of artificial perches on such rain over a distance gradient on seven Mediterranean island old fields. In each of the seven sites, we positioned three sampling stations, each consisting of 1 seed trap under an artificial perch and 1 as a control on the ground, distributed at 30, 60, and 90 m from natural vegetation remnant. All traps received seeds, suggesting no overall dispersal limitation. Of the 11 seed species found, 10 were fleshy‐fruited and dispersed by vertebrates. Seed traps under perches received significantly higher seed rain of fleshy‐fruited species dispersed by birds, while ground traps received significantly more seeds of the species also dispersed by mammals, especially Rubus ulmifolius. The distance from the seed source was nonsignificant in all cases. Our study demonstrates the key role of vertebrate‐mediated seed dispersal services to overcome dispersal limitation in old fields, as well as the effective contribution of even small artificial perches in contrasting such limitation. The lack of differences over the distance gradient reveal that the upper spatial limit of dispersal limitation was not achieved.     

Seed Dynamics in Relation to Gaps in a Tropical Montane Rainforest of Hainan Island, South China： （I） Seed Rain

Seed dynamics is an important part of stand dynamics in forest ecosystems. In this paper, 26 gaps were randomly selected to study the influence of gaps on the spatial and temporal patterns of seed rains in a tropical montane rainforest of Hainan Island, South China. Three zones for each gap, including outside gap zone （Non-gap）, transitional gap zone （EG-CG）, and central gap zone （CG）, were designed, and fourseed traps （each lm x lm in size） were placed in each zone. Seed rains were collected by these traps every 10 days from June 2001 to May 2002. Seed rain varied greatly with season and generally exhibited a pattern of unimodal change during the study period： seed abundance and species richness were both greater in the wet season than in the dry season. Gaps significantly influenced the temporal patterns of both species richness and density of seed rains. Gaps had no significant influences on the spatial distribution patterns of seed rain species richness, but significantly affected the spatial distribution pattern of seed rain densities. Among the three different zones of gaps, the outside gap zone generally received more seeds inputs than the two other gap zones.