南亚热带马尾松-红椎混交林及其纯林土壤细菌群落结构与功能

营建乡土阔叶树种人工纯林和针阔混交林是我国亚热带地区森林经营的发展趋势,但对人工纯林和针阔混交林土壤细菌群落结构及功能知之甚少。本研究以南亚热带乡土针叶树种马尾松、阔叶树种红椎人工纯林及二者的混交林为对象,运用细菌16S rRNA基因高通量测序技术和PICRUSt基因功能预测,分析了3种人工林不同土层(0～20、20～40和40～60 cm)土壤细菌群落的结构与功能。结果表明: 混交林和马尾松林土壤细菌群落结构相似,但与红椎林差异显著,红椎林土壤细菌群落多样性、生物通路代谢功能和氮循环功能低于马尾松林和混交林;土壤全氮、硝态氮和C/N是导致红椎林与马尾松林和混交林土壤细菌群落结构及功能差异的主要土壤理化因子。就土壤细菌群落结构与功能而言,在该地区营造红椎和马尾松针阔混交林要优于红椎纯林。     

树种及多样性组配对南亚热带人工林早期树木生长的影响

为科学筛选提升南亚热带人工林生产力的树种配置模式,选择南亚热带8个乡土树种,采用随机区组的试验设计,建立了树种多样性梯度(1、2、4、6个树种)人工新造林试验平台,研究树种多样性及不同功能特性树种混交对人工林早期树木生长的影响。结果表明: 在树木生长第5年,树木生长并没有随树种多样性增加而增加;速生树种马尾松和米老排纯林生长量是珍贵树种红椎和格木纯林的2.5～4.5倍;2个树种混交和4个树种混交情况下,针阔树种混交、速生树种与固氮树种混交显著提高树木生长量51.5%～132.8%,而当6个树种混交时,不同树种组配对生长量没有显著影响。不同树种配置模式下土壤氮、磷养分是影响树木早期生长的主要因素。针阔树种混交、速生和固氮树种混交能显著提高南亚热带人工林树木的早期生长。     

粤北天然林优势种群结构与空间格局动态

在粤北始兴县罗坝自然保护区以木荷、栲树和马尾松为优势的群落内,设置1000m²样地5个,应用相邻格子法进行每木调查获得野外资料.通过对优势种种群结构和空间格局的研究,结果表明,木荷、栲树种群结构呈金字塔型,幼苗贮备达1538和9763株·hm^-2;种群从Ⅰ、Ⅱ级幼苗发育到幼树过程中死亡率较高;马尾松种群结构呈倒金字塔型,幼苗缺乏,幼树只有4株·hm^-2,但大树较多,达44株·hm^-2;在以常绿阔叶树种为主的针阔混交群落中,马尾松、栲树种群分布格局为均匀分布;在以针叶树为主的针阔混交林群落中,两者的空间分布格局为集群分布,但两者格局变化原因不同;木荷种群空间分布格局在上述群落中均表现为集群分布,但聚集强度不同,K值为0.4280～0.9750;木荷种群在不同发育阶段其空间分布格局没有较大差别,总体上都是集群分布.栲树种群在不同发育阶段空间分布格局差别较大,除大树是均匀分布外,幼树、中树均趋于集群分布;马尾松种群分布格局中仅中树为集群分布,而幼树与大树均为均匀分布.不同种群在不同发育阶段空间分布格局的差异与其生物学和生态学特性密切相关.不同区组对种群空间分布格局产生影响.     

马尾松人工林林分密度对林下植被及土壤性质的影响

采用样方调查及取样分析方法,研究广西大青山南亚热带不同密度马尾松人工林林下植被及土壤特征.结果表明:马尾松人工林自然发育14 a后,林分密度从1050 株·hm^-2增加到1800株·hm^-2,林下灌木层物种多样性指数增高.密度为1800 株·hm^-2时,多样性指数最高.当林分密度继续增大到2250 株·hm^-2,灌木层物种多样性指数却呈降低趋势.林下草本物种多样性指数对林分密度变化的响应不敏感;在林分密度影响下,林下灌木生物量与灌木层物种多样性指数变化规律一致.随着林分密度的增大,林下草本生物量呈降低趋势;不同密度马尾松人工林土壤理化特性差异显著(P<0.05).除全K、速效K和速效P外,土壤表层(0～20 cm)养分含量与林下灌木层物种多样性指数变化趋势一致.不同密度林地速效K和速效P含量变化波动较大.密度为2100 株·hm^-2的林分土壤 全P含量较高.中密度(1800 株·hm^-2)林地的土壤持水量和孔隙度均较高,土壤容重较低.     

亚热带常绿阔叶林89种木本植物一级根直径的变异

细根直径变异是根系形态变化的常见形式, 对细根变异研究具有重要意义。为了揭示亚热带天然常绿阔叶林一级根直径变异特征, 该研究选取福建省建瓯市万木林自然保护区天然常绿阔叶林的89种木本植物进行研究。每个树种选取胸径或地径相近的3株, 用完整土块法进行根系取样, 用根序法对根系进行分级。采用单因素方差分析分别检验叶片习性(常绿、落叶树种)、生长型(乔木、小乔木或灌木、灌木)和主要科之间一级根直径的差异; 通过计算Blomberg’s K值以检验系统发育信号; 利用线性回归方法, 分析科水平的分化时间与一级根直径的相关性。结果显示: 1)亚热带常绿阔叶林一级根直径变异系数为23%; 2)常绿树种与落叶树种一级根直径没有显著差异, 但灌木一级根直径显著小于小乔木或灌木、乔木; 3)一级根直径系统发育信号不显著, 科水平分化时间与一级根直径呈正相关关系。研究结果表明, 亚热带天然常绿阔叶林木本植物一级根直径变异受系统发育影响较小, 但受生长型影响, 表现为一定的趋同适应。     

万木林自然保护区不同群落优势种高度结构研究

Based on the data of four subtropical evergreen broadleaved forest communities in Wanmulin Natural Reserve, whose dominant species were Tsoongiodendron odorum Chun, Cinnamomum micranthum Hayata, Castanopsis fabri Hance and Pinus massoniana, respectively, the height class and diameter class structures and the dynamics of height structure were analyzed. The results showed that the relationships between tree species, tree density, basal area at D. B. H, and height class (or diameter class) could be simulated by different equations. There was a significant positive correlation between tree species and tree density for different height class or different D. B. H. class. The structure dynamic analysis showed that the community of Tsoongiodendron odorum Chun was very unstable, and the species sharing degree in four communities was fairly lower, indicating that the dominant species were very obvious. The results could give a useful clue for the studies on endangered mechanism of rare species.     

马尾松地理种源遗传变异规律研究的综述与分析

对我国重要的亚热带林木树种马尾松的分布范围及地理种源遗传变异研究,从形态水平、生态生态水平、染色体水平、分子水平等方面进行综述,并对马尾松遗传多样性各种研究方法和马尾松地理种源遗传变异规律进行综合分析,对马尾松分子生态学研究的有关问题进行讨论。     

重庆酸雨区马尾松香樟混交林的土壤化学性质和林木生长特征

为给遭受酸化危害的重庆马尾松(Pinus massoniana)纯林的恢复与管理提供科学依据,在属于酸雨区的重庆市江北区铁山坪林场,调查了马尾松香樟(Cinnamomum camphora)混交林的土壤化学性质和林木生长状况,并与毗邻的马尾松纯林和香樟纯林进行了比较。结果表明,与马尾松纯林相比,混交林腐殖质层和土壤酸度降低,交换性盐基离子Ca2+和Mg2+含量增加,酸性阳离子Al3+和H+含量明显减少(p0.05)。混交林马尾松树冠下腐殖质层和0–60cm土层马尾松细根的干重、长度、表面积、体积和根尖数的总密度都显著低于马尾松纯林(p0.05),比值分别为0.44、0.71、0.59、0.46和0.71,马尾松树高显著低于马尾松纯林(p0.05),其针叶变色率为15%,显著高于马尾松纯林(p0.05),香樟的生长特征与香樟纯林相似。结果说明,尽管混交林的土壤化学性质优于马尾松纯林,但林中马尾松的生长状况表现出了明显的恶化迹象,而香樟依然比较健康,这可能与香樟具有明显的竞争优势有关。因此,在利用香樟营造与马尾松的混交林来改善遭受酸化危害的马尾松纯林的生长状况时,应注意调控香樟的竞争优势。     

南亚热带典型森林演替类型粗死木质残体贮量及其对碳循环的潜在影响

森林生态系统中的粗死木质残体(Coarse woody debris, CWD)不仅能够为其它生物提供生境,维持森林结构,而且对生物地球化学循环起着不可忽视的作用,CWD作为森林生态系统中重要的结构和功能元素,已经引起广泛关注。然而,华南地区典型亚热带森林生态系统中CWD的结构和功能方面的研究很少。该文报道了鼎湖山自然保护区内典型南亚热带森林生态系统中CWD的贮量及其特征,所选择的森林包括马尾松(Pinus massoniana)林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林,它们分别代表该气候区域内处于森林演替早期、中期和后期3个阶段的森林类型。其中马尾松林和针阔叶混交林都起源于20世纪30年代人工种植的马尾松纯林,由于长期受到包括收割松针、CWD和林下层植物等在内的人为活动的干扰,到2003年调查时马尾松林仍属于针叶林;而混交林样地自种植之后就未受到人为活动的干扰,自然过渡为针阔叶混交林类型。人为干扰对马尾松人工林的结构和功能产生了巨大的影响,马尾松林的生物量仅为针阔叶混交林生物量的35%。组成马尾松林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林CWD的树种数量分别为7、18和29;马尾松林中几乎没有CWD存在(贮量仅为0.1 Mg C·hm^-2),针阔叶混交林CWD的贮量为8.7 Mg C·hm^-2,季风常绿阔叶林CWD的贮量为13.2 Mg C·hm^-2,分别占地上部分生物量的9.1%和11.3%;针阔叶混交林和季风常绿阔叶林中只有将近10%的CWD以枯立的方式存在。该区域内CWD的分解速率较快,在区域碳循环中将扮演重要角色,保留林地中的CWD是维持本区域森林生产力和森林可持续管理的重要举措。     

不同光强下生长的亚热带树苗的光合-光响应特性的比较

鼎湖山亚热带森林中的优势树种马尾松、荷木、黧蒴和黄果厚壳桂的幼苗,盆栽于100%、40%和16%的自然光下生长1年.利用氧电极离体测定叶片的光合-光响应曲线,结果表明不同树种及同一树种不同生长光强处理之间差异明显.比较最大净光合速率(Amax)、光补偿点、光饱和点、光抑制点及光能利用效率(QUE)等的变化可见,黄果厚壳桂为耐阴植物,对高光强的光合适应潜力为有限,100%的自然光明显抑制其最大同化力;其余3种植物均为喜光植物,其中马尾松的光合作用对遮阴的适应能力较差,而荷木和黧蒴则相对较强.本文还对植物的光合生理特性与其演替状态的联系作了初步探讨.     

Influence of ammonium and nitrate supply on growth,nitrate reductase activity and N-use efficiency in a natural hybrid pine and its parents

Aims Selection of tree species with a high capacity to assimilate N and efficiently utilize N resources would facilitate the success of initial tree seedling establishment in infertile soils. The preference for N forms was tested using three pine species (Pinus densata, Pinus tabuliformis and Pinus yunnanensis). Pinus densata is a natural diploid hybrid between P. tabuliformis and P. yunnanensis .Methods Seedlings of three pine species were supplied with nitrate-N, ammonium-N (at two different pH regimes) or combined ammonium and nitrate as a nitrogen source in perlite culture in a controlled environment.Important findings Seedlings of P. densata had higher total biomass and net photosynthesis when supplied with nitrate-N and ammonium nitrate than with ammonium-N. In parental species, total biomass and net photosynthesis for P. yunnanensis seedlings was higher in ammonium-N than in nitrate-N, whereas the other parental species P. tabuliformis had the highest total biomass among species for all treatments except ammonium with CaCO 3. Most morphological traits in P. densata seedlings were intermediate between its two parental species. However, N-use efficiency and photosynthetic N-use efficiency of P. densata significantly exceeded both parents when supplied with nitrate-N and ammonium nitrate. The results suggested that the diploid hybrid tree species P. densata has a preference for nitrate and is not well adapted to ammonium-N as a sole nitrogen source regardless of the growth medium pH. Based on changes in environmental conditions, such as predicted future temperature increases in high altitude areas associated with climate change, P. densata is likely to be increasingly competitive and have wide adaptation in high altitude regions.     

演替研究在常绿阔叶林抚育和恢复上的应用

以浙江天童国家森林公园常绿阔叶林动态过程为例,比较研究了常绿阔叶林演替系列主要树种白栎（Quercus fabri）、马尾松（Pinus massoniana）、苦槠（Castanopsis sclerophylla）、石栎（Lithocarpus glaber）、木荷（Schima superba）和栲树（C.fargesii）的群落生态学特征、种群生态学特征和生理生态学特性。阐明了常绿阔叶林演替系列间的相互更替过程;探讨了主要优势种群的植株结构及其更新能力的演变规律;揭示了演替系列群落主要优势种相互更替的原因。     

中国东部主要松林营养元素循环的比较研究

 中国的松林主要分布在亚热带和温带地区,在亚热带和温带地区东部主要是马尾松林、华山松林、油松林、红松林和樟子松林。松林由于树种、起源和年龄的差别,其生物量的变化幅度较大,在65～200t·hm-2之间(东北地区的原始红松林最高生物量可达360t·hm-2),松林的生物量表现出区域分异的特点。即从南到北随着纬度的增加,林分的生物量有逐渐降低的趋势。松树针叶中5种主要营养元素含量表现为[N]>[K]≥[Ca]>[Mg]≥[P],而且营养元素表现出因种而异,N的含量为华山松≥马尾松>油松≥红松>樟子松,而P和K在油松和红松针叶中含量较高;Ca的含量表现出较大的波动,与其母岩关系密切。松林主要营养元素(N、P、K、Ca、Mg)的积累量中N一般占25％～40％,松林营养元素循环速率受生境,树种、年龄的影响,但总的来说,亚热带地区松林营养元素的循环速率高于温带地区松林。     

千烟洲人工林主要树种地上生物量的估算

利用不同参数和函数,模拟了千烟洲人工林主要树种马尾松、湿地松和杉木的枝条、叶生物量和总生物量及单株各器官生物量,选择最佳函数计算生物量在各树种不同器官中的分配,估算不同林型的地上生物量.结果表明,不同树种的枝条基径(d)和枝条生物量(BW)、叶生物量(LW)之间,当d³为自变量时,相关系数最高,湿地松利用线性函数、马尾松和杉木利用幂函数模拟效果最佳;单木总生物量以利用D²H(胸径²×树高)为自变量的幂函数模拟相关系数最高;3个树种叶和枝生物量各有不同的最佳自变量和函数类型,但同一树种的叶、枝生物量最佳拟合方程的自变量和函数类型一致.马尾松林、湿地松林和杉木林的地上生物量分别为83.6、72.1和59 t·hm^-2,其中树干生物量所占比重最大,叶生物量最小.根据前人的研究结果推算3种林分地下生物量分别为10.44、9.42和11.48 t·hm^-2,其固碳量分别为47.94、45.14和37.52 t·hm^-2.     

沱江流域两种人工针叶林群落结构比较

采用样方调查法比较了沱江流域两种人工针叶林群落的结构.结果表明,湿地松林中湿地松幼苗幼树很少;马尾松林中有较多的马尾松幼苗幼树.马尾松种群多度比湿地松种群大38%,而湿地松种群的平均高度、平均冠幅比马尾松种群分别大32.7%和22.2%.从高度结构及径级结构来看,马尾松种群在各个级别上都有分布;而在湿地松种群中,没有Ⅰ...     

缙云山马尾松种群生物量生殖配置研究

 对缙云山亚热带常绿阔叶林不同演替阶段马尾松(Pinus massoniana)种群生殖器官的生物量配置进行了系统研究。结果显示从蕾期、花期到果熟期,马尾松种群生殖器官的生物量配置逐渐增加,但不同演替阶段的生殖配置格局各异。马尾松纯林各生殖阶段的生殖配置分别为1.31％,7.61％,23.25％;针阔混交林各生殖阶段的生殖配置分别为0.6％,3.29％,15.14％;林缘旷地各生殖阶段的生殖配置分别为0.76％,3.78％,18.44％。一年中缙云山马尾松种群的生殖配置动态变化呈现低一渐高一高一低的规律性。缙云山马尾松种群的生殖年龄大致可分为4个时期,即幼龄生殖期、过渡生殖期、稳定生殖期和衰退生殖期。种群密度和群落透光度与其生殖配置显著相关。     

马尾松与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中全碳释放的动态变化

为了调整低山丘陵区低效林林分结构,探明马尾松（Pinus massoniana Lamb.）与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中的全碳（C）释放规律。本研究以华南广泛分布的马尾松、檫木（Sassafras tzumu（Hemsl.） Hemsl）、香樟（Cinnamomum camphora（Linn） Presl）以及香椿（Toona sinensis（A. Juss.） Roem.）凋落叶为研究对象,将这4个树种凋落叶按照不同树种搭配以及混合比例组合为35个处理后进行野外分解实验,探讨C释放最佳的凋落叶树种组合以及混合比例。研究发现：4个单一树种凋落叶之间,香椿凋落叶的C释放最快,檫木和香樟凋落叶次之,马尾松凋落叶最慢。31个混合凋落叶中,C释放的非加和效应随着分解时间的延长表现出先升增强后减弱的趋势,且相对于其他季节,凋落叶在秋季的非加和效应有所减弱。一针一阔树种组合中,香樟凋落叶占比≥30%的处理：PC73和PC64的协同效应较强;一针两阔和一针三阔组合中,阔叶占比≥30%且含有香椿凋落叶的处理：PST613和712、PCT631和613、PSCT7111和6121的协同效应较强。     

基于树木年轮定量重建过去50年贵州典型森林优势树种的地上生物量与生产力变化

利用树木年轮宽度结合树木生物量方程,重建了贵州3个地区典型森林(2个常绿与落叶阔叶混交林和1个典型常绿阔叶林)6个优势树种(天龙山:化香树Platycarya strobilacea、安顺润楠Machilus cavaleriei;茂兰:化香树、马尾松Pinus massoniana;雷公山:华山松Pinus armandii、白梓树Pterostyrax psilophyllus)以树木个体为单元的地上生物量(AGB)与地上净初级生产力(ANPP);比较了喀斯特与非喀斯特地区树木AGB与ANPP的差异;并研究了近50年气候变化对ANPP的影响。结果显示,针叶树的平均年轮宽度大于阔叶树,喀斯特地区针叶树和阔叶树的平均树木年轮宽度,分别小于非喀斯特地区针叶树和阔叶树的平均树木年轮宽度。喀斯特地区树木的AGB及其变异幅度均小于非喀斯特地区树木。近50年来,喀斯特地区阔叶树与针叶树的ANPP平均分别为(2.4±1.2) kg a~(-1)株~(-1)和(4.6±4.1) kg a~(-1)株~(-1),显著低于非喀斯特地区阔叶树与针叶树的(5.6±4.8) kg a~(-1)株~(-1)和(12.4±7.7) kg a~(-1)株~(-1)。喀斯特地区树木ANPP的增长趋势与年均温的相关性高于生长季降水,非喀斯特地区树木ANPP与年均温和生长季降水均显著相关,且不管是在喀斯特还是在非喀斯特地区,针叶树ANPP对气候指标的变化比阔叶树更敏感。     

影响广东黑石顶树附生苔藓分布的环境因子

通过对广东省黑石顶自然保护区内5个2500 m2样地内树附生苔藓的调查及有关环境因子的测定,研究了树附生苔藓的分布格局及其与环境因子的关系.树附生苔藓在不同高度的分布存在一定梯度,20 cm高处树附生苔藓的种类数与盖度均大于60 cm及更高处,且其群落优势种的数量组成与后者存在较大差异.不同树种附生苔藓盖度和种数差异较大.基于附生苔藓植物的盖度进行DCA排序及聚类分析将树种分成四组,马尾松(Pinus massoniana)因具有两种特有的网藓(巴西网藓Syrrhopodon prolifer和鞘刺网藓S.armatus)单独一组,福建青冈(Quercus chungii)亦与其余各种的差异均较大,形成一组,其余阔叶树种根据其所处的森林类型分成两组,针阔叶混交林内的阔叶树种和次生阔叶林内的阔叶树种各形成一组.对环境因子及树皮含水量和pH的分析显示,垂直梯度上空气湿度的差异可能是造成附生苔藓在不同高度分布差异的主要影响因子之一,不同树种附生苔藓的差异在一定程度上受树皮pH的影响,而与树皮含水量无关.同一树种上树附生苔藓的分布又在一定程度上受森林类型的影响.     

不同邻体大头茶幼苗的适应特征

 在亚热带常绿阔叶林自然林窗下,以大头茶幼苗为基株,分别以马尾松、川灰木和大头茶幼苗为邻体。研究不同邻体如何改变可利用资源,影响大头茶幼苗基株生长动态和形态、树冠结构和生物量效应,并探讨影响基株生长的邻体的主导因素。结果表明,不同邻体的生长和截光效应差异明显;基株生长特征与邻体的树高、叶生物量、总生物量和树冠距地表10cm处截光量相关极小,却与邻体树冠距地表30cm处截光量相关极大,故影响基株生长的邻体主导因素是遮挡基株树冠的邻体的可利用光资源;基株生长动态,如树高、叶数、叶面积和叶大小,树冠结构和生物量显著受到不同邻体的影响,并且基株树高及增长量、叶面积、冠幅和生物量均为大头茶单株(GNO)>大头茶+川灰木(GNS)>大头茶+马尾松(GNP)>大头茶+大头茶(GNG)。大头茶幼苗种内竞争明显强于种间竞争。