亚热带-温带过渡区秦岭落叶阔叶林幼苗存活机制

【目的】物种幼苗的存活与各种生物和非生物因素密切相关,研究关键因素对幼苗存活的影响有助于理解群落物种共存的主要作用机制。【方法】以秦岭落叶阔叶林25 hm²固定样地的木本植物幼苗为对象,对11 408棵幼苗的生存动态开展连续5年(2015—2019年)的监测,利用广义线性混合模型(GLMMs)在群落水平上对影响不同年龄阶段幼苗存活的主要生物与非生物因素进行分析。【结果】(1)从群落水平来看,对幼苗存活影响最大的是生物因素,幼苗存活率与同种幼苗邻体密度和同种大树邻体胸高断面积呈显著负相关,与异种幼苗邻体密度呈显著正相关,表明物种在幼苗时期受到强烈的负密度制约效应;(2)从苗龄水平上来看,除了生物因素,影响幼苗存活的主要因素还包括海拔等非生物因素,但非生物因素的影响随着苗龄增大而减小。【结论】影响幼苗存活因素是多样的,其中生物因素的影响更显著,促进秦岭大样地中幼苗共存的主要机制为负密度制约效应。     

亚热带-温带气候过渡区落叶阔叶林物种-生境关联分析

物种-生境关联分析有利于更好地理解物种共存理论和群落构建机制.根据秦岭落叶阔叶林25 hm2固定监测样地的调查数据,将树种分为幼苗、幼树和成树3个生活阶段,利用Torus-translation检验方法分析物种与不同生境类型之间的关联性.结果 表明:生境对各物种的影响不同.与高坡显著关联的物种数最多,其中95.7％为负...     

亚热带中山常绿阔叶林木本植物幼苗数量动态及其与生境的相关性

以百山祖自然保护区5 hm2永久样地150个幼苗监测站木本植物幼苗为研究对象,2008—2011年定期调查样方中幼苗的种类、数量、萌发、死亡等,探究亚热带中山常绿阔叶林幼苗种类组成、数量动态及其与生境的相关性。结果表明:1)百山祖样地在2008年至2011年出现的幼苗属于26科,40属,共53个物种,不同物种萌发时段有异;2)2009年样地幼苗存活比率为7.7%,2010年为-20.8%,2011年则是-0.3%,幼苗存活比率不高,种类和数量呈减少趋势;3)存活幼苗中有明显的优势物种,分别为光亮山矾(Symplocos lucida)、尖连蕊茶(Camellia cuspidata)、浙闽新木姜子(Neolitsea aurata var.undulatula)、尖叶菝葜(Smilax arisanensis)和短尾柯(Lithocarpus brevicaudatus),5个物种之和占幼苗总数比例50%;4)种子的萌发与生境有极显著的相关性,且与生境因子中水分关联最大;5)存活幼苗数与样站坡位、水分、落叶层厚度呈现显著相关性,水和光照是影响幼苗存活的主要因素。     

暖温带-北亚热带过渡区落叶阔叶林群落特征

白云山落叶阔叶林是暖温带-北亚热带生态过渡区保存较完好的植被,具有北亚热带向暖温带的过度性质,群落结构相对复杂,物种种类相对丰富。参照巴拿马巴洛科罗拉多岛(Barro Colorado Island,BCI)样地的技术规范,于2015年在白云山国家森林公园建立了一个5 hm~2固定监测样地,调查并鉴定了样地内胸径≥1 cm的木本植物。基于首次调查数据从物种组成、径级结构、重要值、群落分类和分布格局等方面进行了分析,结果表明:(1)样地共有17963株个体,隶属于34科55属93种;(2)该群落以锐齿槲栎(Quercus aliena var.acuteserrata)、华山松(Pinus armandii)、三桠乌药(Lindera obtusiloba)、漆树(Toxicodendron vernicifluum)占优势,稀有种占总种数的36.56%,偶见种占总种数的30.11%;(3)所有物种的径级结构分布呈倒"J"型,表明群落内有充足的幼苗,群落更新状况良好;(4)多元回归树经过交叉验证,以凹凸度和平均海拔将样地植被划分为3类,Ⅰ:锐齿槲栎-华山松-三桠乌药-秦岭木姜子-河南海棠群落;Ⅱ:锐齿槲栎-华山松-漆树-连翘群落;Ⅲ:锐齿槲栎-白桦-白檀-照山白群落;(5)点格局分析表明样地内优势种主要表现为聚集分布格局。研究结果有助于增加人们对暖温带-北亚热带生态过度区内森林群落的认识,为此区域内植物群落的管理和保护积累基础资料。     

辽东山区次生林乔木幼苗组成及其年际动态

为了解辽东山区次生林乔木幼苗组成及其年际动态, 本文以4 ha动态监测样地为平台, 对样地内1,600个 5 m × 5 m样方进行监测。依据2014-2016年连续3年的调查, 对样地内乔木幼苗的组成、高度分布、新增和死亡年际动态、空间分布格局等进行分析。结果表明: (1)调查期间共记录到22种乔木幼苗, 3年间幼苗组成没有发生变化, 但各个样方间出现极大差异, 并且幼苗优势树种组成与样地内优势树种成分保持着一定的相似性。(2)幼苗数量在不同树种和年际间表现出较大的差异: 花曲柳(Fraxinus rhynchophylla)、色木槭(Acer mono)、胡桃楸(Juglans mandshurica)在3年间幼苗数量最多, 占幼苗总数的75.6%; 花曲柳和胡桃楸幼苗数量表现出较明显的年际波动, 其他树种波动较小, 不同树种的幼苗密度差异很大。(3)幼苗新增和死亡存在明显的种间和年际差异: 2014-2015年间幼苗的新增数量(3,888)明显高于2015-2016年间(1,710), 同时2014-2015年间幼苗死亡率(23.7%)也明显高于2015-2016年间(12.7%)。对2015-2016年间新增幼苗和已有幼苗的死亡情况进行比较可以发现, 新增幼苗总体死亡率(18.8%)明显高于已有幼苗(8.1%)。(4)对比幼苗和大树的空间分布可以发现, 样地内优势幼苗都表现出集群分布的特征。在空间分布上, 幼苗与母树保持一定的相似性。     

吉林蛟河针阔混交林乔木幼苗组成与月际动态

以吉林省蛟河42 hm²针阔混交林动态监测样地为平台, 在样地内选取224个1 m × 1 m幼苗监测小样方, 基于2013年6至8月每月中旬的幼苗监测数据, 对乔木幼苗物种组成、数量特征、月际动态及幼苗与同种大树之间的关系进行分析。结果表明: (1)该群落共调查到乔木树种幼苗16种。物种组成在6月和7月间变化不大, 但与8月差异较大。物种组成在各样方间表现出极大的差异性, 不同种幼苗出现的样方数为1-159。(2) 6月至8月, 幼苗个体从1722株减少到1214株, 降幅达29.5%。不同种幼苗在个体数量上变异较大, 个体数超过100的幼苗有色木槭(Acer mono)、水曲柳(Fraxinus mandschurica)、紫椴(Tilia amurensis)和东北槭(Acer mandshuricum), 四者个体数之和占所有物种个体总数的84.26%; 不同种幼苗密度变异性较大, 只有色木槭、水曲柳、紫椴和东北槭密度大于1株·m^-2, 其他种幼苗密度均较低。(3)新生幼苗更新、死亡格局表现出明显的种间差异与月际间差异, 7月新生幼苗总体死亡率(48.9%)显著高于8月(28.3%); 整个调查季(6-8月), 新生幼苗总体死亡率(40.56%)明显高于多年生幼苗(7.34%)。就幼苗更新情况而言, 该研究群落一年中更新主要集中在6月。(4)色木槭、紫椴、杉松(Abies holophylla)幼苗的密度与同种成年个体的胸高断面积之和之间存在显著的正相关关系(p = 0.006、0.013、0.037), 表明三者幼苗密度随周围母树多度的增加而增加, 其他物种幼苗密度与同种个体数目或同种胸高断面积之和未表现出显著的相关关系。     

长白山阔叶红松林乔木树种幼苗组成及其年际动态

为了解阔叶红松(Pinus koraiensis)林乔木树种幼苗的组成及其年际动态, 以长白山阔叶红松林25 ha动态监测样地为平台, 在样地内150个种子收集器周围设置了600个5 m×5 m幼苗样方。基于2006–2008年连续3年的幼苗样方调查数据, 对乔木幼苗的树种组成、数量组成、空间分布特征、年际动态、新增和死亡幼苗组成等进行了分析。结果表明: (1)从树种组成来看, 该群落乔木树种的幼苗组成种类较为丰富, 共记录到21个树种, 这些树种也是样地内胸径1 cm以上乔木树种的主要组成成分。树种组成在年际间变化不大, 但各样方间表现出极大的空间变异。(2)从数量组成来看, 共记录到11,959株乔木幼苗, 以水曲柳(Fraxinus mandshurica)和紫椴(Tilia amurensis)幼苗数最多, 占总幼苗数的72.75%; 水曲柳、紫椴和红松的幼苗数量在年际间有明显波动, 其他树种年际间波动较小。(3)从新增和死亡幼苗的数量与组成来看, 共记录到15个乔木树种的新增幼苗, 其中紫椴、水曲柳、色木槭(Acer mono)、红松等10个树种在每次调查中都有新苗记录, 新苗数量在年际间随物种和样方位置表现出明显差异。(4)对各树种的幼苗、种子和大树的组成和空间分布的比较发现, 各树种的幼苗、种子和大树之间的数量组成和比例差异较大, 其中紫椴、水曲柳、色木槭和假色槭(A. pseudo-sieboldianum)的幼苗、种子在整个样地内都有分布, 春榆(Ulmus japonica)和怀槐(Maackia amurensis)幼苗的空间分布与种子和大树不一致, 糠椴(T. mandshurica)和山丁子(Malus baccata)等的幼苗、种子和大树的个体数相对都较少, 且它们的分布是一致的。     

秦岭落叶阔叶林25 ha森林动态监测样地物种组成与群落特征

秦岭落叶阔叶林是温带-亚热带过渡区保存较好的植被类型, 群落结构复杂。为了研究该过渡区植被的生物多样性维持机制, 按照CTFS (Center for tropical Forest Science)和中国森林生物多样性监测网络(CForBio)的建设标准, 于2015年在陕西省佛坪国家级自然保护区的落叶阔叶林建立了一块面积25 ha的动态监测样地。本文对样地内胸径(DBH) ≥ 1 cm的所有木本植物进行了调查和统计, 分析了其物种组成、区系特征、径级结构和空间分布格局。结果表明: 样地内DBH ≥ 1 cm的木本植物独立个体有47,739株, 隶属于36科66属119种。温带区系成分的科和属分别占总科数和总属数的41.18%和60.00%, 温带区系特征明显。稀有种有51种, 占总树种的42.86%。落叶树种有106种, 占总树种的89.07%, 在样地内占绝对优势。重要值≥ 1的物种共有20个, 分别占样地总个体数和总胸高断面积的70.35%和57.41%, 重要值最大的物种分别是乔木层的锐齿栎(Quercus aliena var. acutesrrata)、亚乔木层的水榆花楸(Sorbus alnifolia)和灌木层的刺叶栎(Q. spinosa)。样地内所有个体的平均胸径为8.61 cm, 整体径级分布呈倒”J”型, 小径级个体较多, 群落更新良好。除了太白杨(Populus purdomii), 样地内优势种表现出大尺度的聚集分布, 且它们的分布与生境紧密相关, 不同物种表现出不同的生境偏好。     

2013-2018年武夷山亚热带常绿阔叶林乔木层动态

从植物群落组成和结构的角度研究森林群落的演替规律,是探究森林群落的退化与恢复过程及相关机制的重要途径,对于指导天然林保护和恢复具有重要理论价值和实践意义。2018年,对面积为9.6 hm~2的武夷山亚热带常绿阔叶林样地进行了第2轮调查,并从重要值、物种多度、物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数、死亡率、补员率、种群大小变化率、相对适合度、胸径变异系数等角度分析了乔木层群落动态。结果表明：2018年的乔木个体为48科88属174种,较2013年增加了1种。Margalef丰富度指数上升,Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数均略有下降。DBH≥1 cm的乔木个体从68336个减少到63897个,共死亡7430个个体,补员2991个个体。群落的年死亡率为2.30%,年补员率为0.96%,种群大小变化率为-1.34%,相对适合度为0.42。群落的平均胸径从5.02(±0.02) cm上升为5.49(±0.03) cm。28个重要值之和由71.92%下降为71.81...     

水分条件变化对哀牢山亚热带常绿阔叶林林下幼苗死亡率的影响

为探讨环境水分条件变化对亚热带森林林下乔木幼苗动态的影响,以及木材密度和幼苗在干旱中死亡率的关系,研究了哀牢山常绿阔叶林2005—2011年的总体和主要树种幼苗(黄心树、多果新木姜子、多花山矾、鸭公树和大花八角)的死亡率,并分析了幼苗死亡率和旱季幼苗根系所在土层土壤质量含水量、旱季降水量、旱季降水日数以及木材密度的关系。结果表明:1)幼苗死亡率与旱季降水日数、旱季浅层土壤平均质量含水量有显著的负相关关系,和旱季降水量无显著相关性;2)总幼苗及5种乔木幼苗的死亡率均在2010年(西南干旱)达到有观测以来最高,是2009年的2—10倍,其中多花山矾、黄心树幼苗的死亡率最高,大花八角幼苗的死亡率最低;3)在种间,幼苗2010年干旱中的死亡率和木材密度显著正相关,即木材密度较大的物种幼苗死亡率更高。研究表明林下幼苗由于根系较浅,对降雨变化较为敏感,因而受到了这次干旱的较大影响。由于木材密度较低的树种在干旱中有较低的死亡率,干旱频度和强度的增加可能使低木材密度幼苗的丰富度增加,森林的组成也将受到影响。     

暖温带落叶阔叶林动态变化的模拟研究

用森林动态林窗模型 FORET1模拟了暖温带落叶阔叶林的长期变化特征。模型参数取自暖温带地区长期森林研究和经营的历史数据 ,对过去数据中缺少的参数进行了实地测定 ,并用观测的数据对模型作了检验。结果表明模型能较好地模拟暖温带落叶阔叶林的长期动态变化特征。通过模拟可以看出 ,森林的净初级生产力没有明显变化规律且极度不稳定 ,峰值出现在30 a左右 ,相似于世界上其它地区森林动态格局变化 ,生物量格局呈循环状态变化 ,循环周期大致在 110 a左右。     

东灵山暖温带落叶阔叶次生林动态监测样地:物种组成与群落结构

群落结构状态是植被演替进程中的重要体现之一,同时也是下一步演替过程发生的基础.暖温带落叶阔叶次生林是中国暖温带森林植被的主要类型.为了更好地研究其演替动态、生物多样性维持机制,我们参照巴拿马Barro Colorado Island(BCI)50 ha热带雨林样地的技术规范,于2009年11月至2010年9月在北京门头沟区小龙门森林公园的暖温带落叶阔叶次生林内建立了一块20 ha的固定样地(简称DLS),对样地内胸径≥1 cm的所有木本植物进行了鉴定、调查及定位,分析了群落的组成和结构.结果表明,样地内木本植物有58种,隶属于18科33属.独立个体的总数为52,136,包括独立个体分枝的总数为103,284,全部为落叶树种.群落的区系类型以北温带成分居多,同时混有一些亚热带和热带成分,属典型的温带森林类型.群落优势种明显,个体数最多的前5个种的个体数占到总个体数的61%,前20个种占到92%,而其余38个种只占8%.群落成层现象明显,垂直结构由主林层(19个种)、次林层(18个种)和灌木层(21个种)组成.样地所有木本植物个体总径级分布呈倒"J"型,群落更新良好.主林层树种的径级结构近似于双峰或正态分布,而次林层和灌木层树种则表现出倒"J"型或"L"型.几个主要树种的空间分布表现出不同的分布格局,随着径级增大,聚集程度降低.空间分布格局显示主要优势种自身个体在其径级大小的空间分分布上互补,不同径级的个体占据了样地内不同的空间位置.     

吉林磨盘山次生落叶阔叶林群落特征和稳定性分析

东北地区的次生落叶阔叶林一般是由阔叶红松林干扰后形成的,这一群落类型在长白山林区具有广泛的分布.为了解东北次生落叶阔叶林的组成、结构与稳定程度,按照CTFS样地建设标准,于2005年在吉林磨盘山建立了一块5.76 hm² (240 m×240 m)的长期监测样地.本研究以样地内所有胸径(DBH)≥1 cm的木本植物为对象,分析了物种组成、径级结构、主要树种的存活曲线及群落稳定性.结果表明: DBH≥1 cm的木本植物共有39种13368株,隶属于19科31属.重要值≥1的物种有12种,群落树种组成复杂,表现出明显的阔叶混交杂木林特征.种间多度相差较大,稀有种和偶见种的比例分别为23.1%和43.6%.样地内所有个体的径级分布呈倒“J”型,表示群落的生长状态稳定、正常.6个主要树种中花曲柳、蒙古栎、色木槭和怀槐径级结构也呈倒“J”型,胡桃楸近于正态分布,春榆为“L”型分布.结合6个主要树种的存活曲线发现,花曲柳、蒙古栎、色木槭和怀槐为稳定种群,胡桃楸为衰退种群,春榆为增长种群.利用改进M-Godron法对群落的稳定性分析表明,该群落目前处于相对稳定状态.     

八大公山常绿落叶阔叶混交林影响幼苗存活的主要因子分析

幼苗是植物生活史中最脆弱的阶段,对幼苗存活影响因子的分析有助于我们更清楚的了解森林群落的天然更新机制。利用广义线性混合模型（GLMM）对八大公山常绿落叶阔叶混交林中影响幼苗存活的主要生物与非生物因子进行了研究。结果表明：（1）在群落水平上,幼苗存活与生物因子中的同种幼苗密度呈显著负相关,与非生物因子中的冠层开阔度呈显著正相关;（2）从年龄上看,4年生以下龄级的幼苗存活更容易受到同种幼苗密度的影响,与同种幼苗密度呈显著负相关;4年生及其以上的幼苗存活则主要受非生物因子影响;（3）从生活型上看,相对于常绿物种,落叶物种的幼苗存活率更容易受到同种幼苗密度的影响,也与冠层开阔度呈正相关;（4）在物种水平上,生物因子与非生物因子对不同物种幼苗存活率的影响也不相同。其中,宜昌润楠（Machilus ichangensis Rehd.et Wils.）的存活率与冠层开阔度呈正相关;薄叶山矾（Symplocos anomala Brand）幼苗的存活率与同种幼苗密度、异种大树胸高断面积、林冠开阔度、坡向均呈显著负相关,而与异种幼苗密度和海拔呈显著正相关。本研究表明影响幼苗存活的因子是多样的,而且不是随机发生的。在不同水平上影响幼苗存活的因子不同。     

2011-2016年武夷山甜槠常绿阔叶林乔木层群落动态

武夷山保存了典型的中亚热带原生性森林生态系统。加强武夷山常绿阔叶林研究,对支撑武夷山生态保护实践具有重要意义。2016年,对按照美国史密森热带研究所热带森林研究中心调查技术规范建立的甜槠常绿阔叶林样地进行了首轮复查,并从物种组成、群落多样性、重要值、死亡率、补员率、胸径等方面分析了其群落动态。结果表明：2016年的乔木个体为25科44属88种,较2011年增加了2科2属7种。群落的优势种组成及其优势程度变化不大,在重要值大于1的21个常见树种中,10个树种的重要值增高,11个降低。甜槠仍为建群种,其重要值略下降。乔木个体增加到3888个,年死亡率为1.31%,年补员率为2.98%。43个树种出现死亡,46个出现补员。4个常见树种的种群数量下降,16个上升。群落的平均胸径从4.82 cm增大为4.89 cm,5个常见树种的平均胸径下降,16个上升。死亡个体的平均胸径为4.47 cm,补员个体为1.67 cm。甜槠仍然将在乔木层,马银花和鹿角杜鹃在亚乔木层保持优势地位。在短期内群落结构不会出现较大的变化,但黄绒润楠、厚皮香等阴生树种和中性树种优势度的增加可能预示群落将向中生群落（顶级群落）演替。