The Janzen-Connell effect on the population dynamics of a Fagus engleriana- Cyclobalanopsis oxyodon community in a subtropical zone of China

The Janzen-Connell (J-C) hypothesis provides a mechanism explaining the high species diversity in tropical rainforests. It postulates that predation could cause greater mortality on seeds and seedlings near their parental trees. In this study, we tested the hypothesis in a subtropical zone, a mixed evergreen-deciduous broad-leaved forest dominated by the Fagus engleriana and Cyclobalanopsis oxyodon. The study area was in the Shennongjia region, a key area of biodiversity conserva-tion in both China and the world. The recruitment probability index was used to detect the J-C effect on nine species of the community, which were more than 50 individuals. Six large adults of each species were selected, and the numbers of saplings and adults were counted at the distance intervals of 0-5, 5-10, 10-15, 15-20, and 20-25 m from each focal tree. Two species in saplings stage and six in adult stage supported the J-C hypothesis, but their χ2 was not significant. Three species, the F. engleri-ana, Rhododendron hypoglaucum, and Toona sinensis, showed a strong Hubbell pattern in the adult stage. Because of these results, we reject the J-C hypothesis and conclude that species could recruit near the conspecific trees in subtropical forest. The reasons why the J-C hypothesis fails to explain the species diversity in this community are the shortage of seed-consuming agents of subtropical forest and the influence of microsite topo-graphic variation.     

Structures and topographical pattern of the tree layer of Fagus engleriana-Cyclobalanopsis oxyodon community in Shennongjia area, Hubei Province, China

Shennongjia represents an area of considerable plant biodiversity, not only for China but for the whole world. The numerous species are distributed along an altitude gradient. The genus Fagus, commonly known as Beeches, constitutes one of the dominant woody species of the humid temperate forests in China. This paper deals with the community structure of a mixed, broadleaved deciduous-evergreen beech forest dominated by the Fagus engleriana and Cyclobalanopsis oxyodon, which occurs along an altitude gradient range in this area. The community consists of 46 woody species, belonging to 22 families and 27 genera. The tree layer can be divided into three sub-strata. The upper layer is composed of deciduous trees, 80.7% of which is F. engleriana. The second and third layers are dominated by the evergreen species, such as C. oxyodon and the Rhododendron hypoglaucum. These species increase from 55.9% in the second layer to 80.5% in the third, and regeneration at that rate allows us to assume that the stability of the community may be guaranteed. The micro-site heterogeneity plays an important role in maintaining species diversity in plant communities. In this research, a terrain surface of 0.96 hm² was simulated using the digital elevation model (DEM) in order to analyze the influence of the topography on plant community structures on a small scale. The slope relief aspect obtained with the DEM showed an accentuated heterogeneity. Semivariance analysis was used to measure the heterogeneity scale. The range and nugget variance of the semivariograms for slope were 285.8 and 280.5, respectively; for aspect, were 21.8 and 498, respectively. The elevated value of the nugget variance suggested that even on a small scale, the topographic variations influenced the species distribution. Twenty-four species were selected to estimate the correlation coefficient between the slope, aspect, and orientation. Then based on the correlation results using the Square Euclidean Distance cluster analysis, the 24 species were divided into four groups.     

神农架南坡小叶青冈+曼青冈常绿阔叶林主要木本植物生态位与种间联结

为揭示神农架南坡代表性常绿阔叶林主要木本植物的种间生态联系及群落演替趋势,以小叶青冈+曼青冈群系20个主要木本植物的190组种对为研究对象,通过生态位测定并区分生态位特化种和生态位泛化种以及种间联结性检验,分析该群落主要物种生态位与种间联结特征。主要结果:(1)该常绿阔叶林群落物种丰富,群落组成复杂,小叶青冈(Cyclobalanopsis myrsinifolia)的重要值(11.13%)和生态位宽度(58.3)均最大,占绝对优势,生态位宽度排序和重要值排序不一致,分布频度对生态位宽度影响较大。(2)将20种主要木本植物划分为生态位特化种(6种)、生态位泛化种(3种)、中性类群(11种),生态位分化程度较高,资源利用差异以及生境适应性是影响生态位分化的主要因素。(3)生态位宽度大的物种其生态位重叠和相似度较高,生态位重叠指数总体略低,大部分物种对环境或资源需求相似,但相似度不高,种间竞争较弱,种间关系比较稳定。(4)主要木本植物总体正联结显著(P ＜ 0.05),χ²检验、联结系数AC、Spearman秩相关检验结果均显示种间正联结作用占优势,但大多数种对联结不显著,物种趋于独立分布。(5)通过聚类分析,将20种主要木本植物划分三大生态种组:建群种组,共生种组和边缘种组。研究表明,神农架南坡小叶青冈+曼青冈常绿阔叶林目前正处于相对稳定的演替中后期阶段,群落发育较成熟,生态位分化、生境选择以及资源需求互补或互利是影响该群落物种共存的主要原因。研究阐明了神农架南坡代表性常绿阔叶林主要物种之间实际相互作用以及群落特征,为深入理解群落物种共存原因以及群落演替规律提供依据。     

鼎湖山南亚热带常绿阔叶林荷木种群动态变化

荷木(Schima superba)是鼎湖山南亚热带常绿阔叶林群落中的优势种,为了解南亚热带常绿阔叶林的群落构建机制,该研究分析了鼎湖山南亚热带常绿阔叶林20 hm2样地中荷木种群在2005—2017年间的动态变化,并从径级和生境两个方面分析了其死亡率的分布特征。结果表明:(1)荷木种群个体数量从2005—2017年呈现出减少的态势。(2)在径级方面,荷木的死亡率和相对生长率的变化在不同径级区间呈现出不同的变化规律。径级在1～10 cm范围的荷木相对生长率大并迅速下降,死亡率上升且维持在较高水平;径级在10～50 cm范围的荷木随着径级增大,相对生长率减缓,然后下降,而死亡率不断下降;在50 cm以上的径级范围内,荷木相对生长率小、死亡率大。(3)不同生境中,2010年各个生境死亡率相差不大,2015年高海拔生境(高坡、山脊、高谷)死亡率大于低海拔生境(低坡、低谷),2017年则为低海拔生境大于高海拔生境。(4)荷木的死亡率与土壤中酸碱度呈正相关关系,而与土壤有机质、总氮、总磷、有效钾、有效氮含量呈负相关关系。     

江西三清山优势种群钩锥-山蜡梅群落研究

对江西省三清山钩锥-山蜡梅群落进行了调查和分析.结果表明:(1)群落共有种子植物40科56属81种;其中热带属占63.04%,温带成分占36.96%.(2)群落多样性指数D=0.85,H′=2.77,PIE=0.85,Jsw=0.68,Jsi=0.86,Ea=0.37.(3)群落优势科组成主要为壳斗科、蜡梅科、樟科,而...     

桂林岩溶石山青冈群落灌木层主要物种生态位与种间联结

基于样方调查,采用生态位测定、方差比率法、χ²检验、Pearson相关检验和Spearman秩相关检验等方法对桂林岩溶石山青冈群落灌木层主要物种的生态位与种间联结进行研究。结果表明:(1)青冈的生态位宽度最大,占绝对竞争优势;重要值较大(小)的物种,其生态位宽度一般较大(小),但两者顺序并非完全一致。(2)主要物种间的生态位相似性较小,各物种对资源利用的相似程度不高;一般生态位宽度较大的物种,其生态位相似性也越大。(3)生态位宽度较大的物种间产生生态位重叠的概率较大,但生态位重叠程度并不一定大;生态位宽度与生态位重叠有一定的联系,但并不存在绝对的正相关关系;生态位相似性和生态位重叠程度的变化趋势基本吻合。(4)灌木层主要物种的总体联结性表现为显著正联结,表明该群落处于相对稳定的演替阶段。(5)χ²检验、Pearson相关检验和Spearman秩相关检验结果的显著率均较低,种间联结性不强。(6)物种间的Pearson相关系数、Spearman秩相关系数与相应的生态位相似性和生态位重叠程度之间均呈显著正相关,表现为种间正(负)联结越强,生态位相似...     

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的尺度变化与关联

研究植物功能性状在不同尺度的变异和关联,对于揭示植物对环境的适应策略和群落构建规律具有重要意义。以岩溶石山青冈群落为研究对象,测量了研究区内20个样方74种木本植物的叶面积、比叶面积和木材密度3个功能性状值,利用性状梯度分析法分析了3个性状在群落内部(α组分)及群落间(β组分)的变异格局及相关性。结果表明:(1)群落内3个植物功能性状的α值范围均大于β值范围,即物种相对于共生物种性状值的变化大于沿着群落平均性状梯度的变化。(2)植物功能性状比叶面积的种内差异引起的变化小于群落水平。(3)叶面积与比叶面积、比叶面积与木材密度、叶面积与木材密度的β组分相关性均最强,而α组分间无相关性或相关性较弱,即叶面积与比叶面积、比叶面积与木材密度、叶面积与木材密度两两性状间的相关性在群落间的依赖程度比群落内共生物种的依赖性要强,暗示物种在群落内和群落间采取不同的生态策略来适应环境。     

桂北岩溶区青冈栎-青檀群落植物叶片比叶面积研究

为揭示岩溶地区植物叶片比叶面积变化规律和叶片形态之间的相关关系,研究了桂北岩溶区青冈栎-青檀群落的叶片长/宽(LL/LW)、叶片厚度(LT)和比叶面积(SLA)及其之间的关系。结果表明:群落中常绿树种的LL/LW和LT显著高于落叶树种,而常绿树种的SLA显著低于落叶树种;乔木和灌木之间的LL/LW存在显著差异,但SLA和LT不存在显著差异。总体上看,SLA与LL/LW、LT之间是显著负相关关系,SLA随着LL/LW、LT的变大而逐渐减小。但LT与SLA负相关趋势比LL/LW与SLA的明显。因此,LT比LL/LW对叶片SLA的影响大,其明显影响了叶片的SLA。SLA的大小是衡量叶片获取光照能力的指标,因此岩溶区植物较厚的叶片对光照的获取能力具有较大的影响,并可导致光合作用效率的降低。     

接种菌根真菌对青冈栎幼苗耐旱性的影响

利用丛枝菌根真菌摩西球囊霉(Glomus mosseae)、根内球囊霉(Glomus intraradices)和外生菌根真菌彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius)对石漠化地区造林树种青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)幼苗进行接种试验。在大棚盆栽条件下模拟土壤干旱胁迫,研究菌根真菌对青冈栎生长和耐旱性的影响。结果表明:在土壤干旱条件下,接种菌根处理植株生物量显著高于未接种处理(P0.05),菌根依赖性随土壤水分含量降低而升高;未接种处理植株叶绿素含量在土壤干旱条件下显著降低(P0.05),除接种Pisolithus tinctorius处理外,其它接种处理叶绿素含量无显著变化。土壤干旱使植株体内脯氨酸和可溶性糖含量上升,在中度干旱条件下,接种处理可溶性糖含量均显著高于对照处理,接种Glomus intraradices、Pisolithus tinctorius处理脯氨酸含量显著低于对照(P0.05);在重度干旱条件下,接种Glomus mosseae和Glomus intraradices处理可溶性糖含量显著高于对照处理(P0.05),而相应的脯氨酸含量显著低于对照处理。当土壤水分含量在田间持水量55%—65%时,接种处理植株SOD、POD和CAT酶活性显著高于未接种处理(P0.05),在土壤水分含量降至35%—45%时,Glomus mosseae和Glomus intraradices处理SOD酶活性显著高于对照,并且所有接种处理POD酶活性均显著高于对照。此外,在水分干旱条件下,植株全磷和全钾含量也显著高于未接种处理(P0.05)。研究表明,丛枝菌根真菌和外生菌根真菌均能够侵染青冈栎幼苗根系;在干旱胁迫条件下,接种菌根真菌能够提高青冈栎植株生物量、抗氧化酶活性、增加植株可溶性糖含量和促进植株养分吸收,提高植株耐旱性,从而使青冈栎幼苗在岩溶干旱环境下更容易存活。     

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

研究植物功能性状的种间和种内变异,有助于揭示植物对环境的适应策略及其群落构建机制研究。以桂林岩溶石山青冈群落主要木本植物为研究对象,选取叶干物质含量（LDMC）、叶厚度（LT）、比叶面积（SLA）和木材密度（WD）4个功能性状,采用混合线性模型结合方差分解方法对其在种内和种间尺度的变异程度和相对贡献进行分析,同时运用零模型方法探讨驱动岩溶石山青冈群落构建的潜在机制。结果表明：（1） LDMC,LT,SLA和WD这4个性状在种内和种间水平上均存在不同程度的变异幅度,种间变异大于种内变异,但种内变异亦不容忽略。（2）零模型检验表明,将种内变异纳入考虑的环境过滤检测得到改善,基于个体性状值的尺度考虑群落构建机制研究是必要的。（3）对于桂林岩溶石山青冈群落,环境过滤作用确实是群落构建的重要驱动机制,与相似性限制作用和随机作用共同塑造了以青冈为优势物种的群落构建。     

亚热带中山地区草芦无性系种群的密度制约

亚热带中山立地条件下草芦无性种群密度制约的定量分析结果表明,不同时期草芦无性系种的平均蘖重,平均蘖叶重和平均蘖茎重均随着密度的增加呈函数下降。     

桂林岩溶石山青冈群落数量分类与排序

植物群落的数量分类和排序可以客观地揭示植物群落与环境之间的关系,从而能为植被恢复与重建、森林经营与管理和生物多样性保护等提供理论依据。基于群落学调查和环境因子测定数据,采用Ward聚类、双向指示种分析(TWINSPAN)和多元回归树(MRT)对桂林岩溶石山青冈群落进行数量分类,选用冗余分析(RDA)进行排序,分析其与环境因子之间的关系。结果表明:(1)3种分类方法所得结果基本一致,可将桂林岩溶石山青冈群落划分为3个群丛类型,分别为青冈-粗糠柴+龙须藤+红背山麻杆-三穗薹草群丛(Ass.Cyclobalanopsis glauca-Mallotus philippensis+Bauhinia championi+Alchornea trewioides-Carex tristachya)、青冈-龙须藤+红背山麻杆+干花豆-宽叶沿阶草+三穗薹草群丛(Ass.Cyclobalanopsis glauca-Bauhinia championi+Alchornea trewioides+Fordia cauliflora-Ophiopogon platyphyllus+Carex tristachya)、青冈-粗糠柴+干花豆-三穗薹草群丛(Ass.Cyclobalanopsis glauca-Mallotus philippensis+Fordia cauliflora-Carex tristachya);(2)冗余分析结果较好地反映出各群丛类型的分布格局及其与环境梯度的相互关系,在10个环境因子中,岩石裸露率、土壤含水量、pH值、全氮、全磷、全钾、速效钾这7个环境因子对群落的分布影响显著。土壤含水量和全钾含量可能是影响该植物群落物种组成与分布的重要生态因子。     

The role of a cytochrome c-552-cytochrome c complex in the oxidation of sulfide in Chromatium vinosum

The sulfide:cytochrome c oxidoreductase activity of the flavocytochrome c-522 from the purple sulfur bacterium Chromatium vinosum has been investigated. The oxidized sulfur product of the sulfide:cytochrome c reductase activity has been shown to be elemental sulfur. Cytochrome c-552 has been found to form a stable complex with horse heart cytochrome c that appears to be held together by electrostatic interactions. The stability of this complex and the sulfide:cytochrome c reductase activity of cytochrome c-552 are both ionic strength dependent, with maximal rates of cytochrome c reduction and extent of complex formation occurring over the same ionic strength range. Trifluoroacetylated cytochrome c is not reduced in the presence of cytochrome c-552 and sulfide, nor does it form a complex with cytochrome c-552. These results suggest the possible involvement of cytochrome c lysine residues in complex formation. Cytochrome c-552 migrates with an anomalously high apparent molecular weight on gel filtration columns equilibrated with low ionic strength buffers, suggesting the possibility of conformational changes or dimerization of the protein. However, complexation of cytochrome c-552 with cytochrome c still occurs at low ionic strength.     

人工红松林步行虫(Coleoptera:Carabidae)群落物种共存格局动态分析

揭示群落物种共存格局是群落生态学研究的重点内容之一,零模型的应用极大的促进了群落物种共存格局及其调控机制的进展,然而针对地下生物群落共存格局动态特征的研究并不多见。在帽儿山森林生态站的人工红松林内,通过5次调查取样基于零模型模拟分析小尺度空间(20 m×20 m)步行虫群落物种共存格局的动态特征。结果表明:(1)共捕获步行虫20种,2278只个体,其中Carabus billergi maoershanensis为所有调查季节数量最具优势且分布最广泛的物种,步行虫群落结构具明显的时间变异性;(2)2013年6月步行虫群落为集群性共存格局,而2014年8、10月为竞争性共存格局,基于目前的零模型指标和法则难以准确揭示其他月份是集群性还是竞争性的共存格局,但所有季节的群落均表现为明显的非随机性共存格局,这些共存格局的发现并不完全支持Diamond的群落构建机制理论;(3)所有调查季节均发现很少的显著物种对,基于更严格的检验表明群落中集群性物种对多于隔离性物种对,那些表现为显著的非随机性共存关系的物种对往往是群落内数量较大且分布广泛的优势和常见物种。表明非随机性共存格局可能是帽儿山人工红松林小尺度空间步行虫群落的常见格局,这种非随机性格局具一定的短期动态稳定性,但不同季节这种非随机性共存格局类型表现不同,群落内这些较少的显著物种对可能对群落物种共存格局具有一定的贡献。     

亚热带常绿阔叶林和杉木人工林有机碳流失动态特征对降雨的响应

揭示亚热带森林土壤有机碳流失规律是制定相应措施以巩固和维持森林生态系统碳汇的关键。然而已有研究存在的监测对象单一、频率过低、时间过短等问题,导致对这一规律的认识仍然不足。选择亚热带典型的常绿阔叶林和杉木人工林为研究对象,每次降雨过后监测其径流量、泥沙量,分析径流和泥沙中的可溶性有机碳（Dissolved organic carbon,DOC）含量以及颗粒有机碳（Particle organic carbon,POC）含量。旨在比较两种森林DOC和POC流失量的差异,并分析二者与降雨量、降雨强度、5 min最大雨强和降雨侵蚀力四个降雨特征值的关联。拟验证以下两个问题：（1）杉木人工林的DOC和POC流失量是否高于常绿阔叶林;（2）降雨侵蚀力对DOC和POC的解释是否优于降雨量、降雨强度和5 min最大雨强。研究结果发现常绿阔叶林径流量、泥沙量、径流水中DOC浓度和POC浓度、DOC和POC流失量均显著高于杉木人工林。回归分析表明常绿阔叶林和杉木人工林DOC和POC流失量与降雨量、降雨强度和降雨侵蚀力呈显著的线性或幂函数相关,其中降雨量与DOC和POC流失量之间的拟合关系最优。常绿阔叶林产流和产沙量高于杉木人工林可能与前者的林下植被生物量较低有关,前者径流水中DOC浓度和POC浓度较高可归因于其较高的总生物量和土壤有机碳含量。在未来森林经营过程中应合理管理林下植被,尽量减少和避免林下植被的抚育伐,从而能够降低有机碳的水土流失,达到巩固和维持森林碳汇的目的。在未来气候变暖导致降水变化背景下,利用降雨量作为预测指标能够较好评估我国亚热带森林有机碳流失的风险。     

浙江清凉峰台湾水青冈种群2006-2011年更新动态及其与生境的关系

台湾水青冈为我国特有的国家II级重点保护野生植物,被IUCN定为渐危种,其为建群种的群落更是罕见。浙江清凉峰国家级自然保护区有较大面积的台湾水青冈群落,为了解该保护区台湾水青冈种群的更新特点及影响其生长的生境因子,在保护区内建立了1 hm²台湾水青冈群落动态样地,于2006年和2011年对胸径≥1 cm的个体进行每木定位调查和复查。基于调查数据,对台湾水青冈种群的结构、补员和死亡情况进行了比较分析,并编制了台湾水青冈种群特定时间生命表,绘制其死亡率曲线和消失率曲线,同时利用冗余分析(RDA)法分析了影响台湾水青冈更新的主要生境因子。结果表明:(1)5年间样地内台湾水青冈个体从448株增长到468株,增幅为4.3%;(2)水青冈种群径级多度分布呈反“J”形,显示种群结构稳定;(3)死亡率和消失率曲线变化趋势基本一致,分别在第Ⅳ龄级、第Ⅴ龄级、Ⅸ龄级出现3个峰值;(4)4个地形因子(海拔、凹凸度、坡度和坡向)均对台湾水青冈的生长有明显的影响。     

南亚热带红椎和格木人工幼龄林土壤微生物群落结构特征

采用氯仿熏蒸浸提法和磷脂脂肪酸法(Phospholipids fatty acid,PLFA)研究了我国南亚热带地区非固氮树种红椎(Castanopsis hystrix)和固氮树种格木(Erythrophleum fordii)人工幼龄林土壤微生物生物量与微生物群落结构特征。结果表明,在旱季和雨季,红椎幼龄林土壤微生物总PLFAs量,细菌PLFAs量、放线菌PLFAs量及丛枝菌根真菌PLFAs量均大于格木幼龄林。红椎幼龄林土壤PLFA Shannon多样性指数(H_(PLFA))在旱季和雨季均大于格木幼龄林。主成分分析表明,土壤微生物群落结构组成受到林分类型和季节的双重影响。冗余分析表明,土壤硝态氮(NO_3~--N)含量、土壤含水量、p H及土壤微生物生物量氮(MBN)与特征磷脂脂肪酸之间呈显著相关关系。以上结果表明固氮树种格木与非固氮树种红椎人工幼龄林对土壤微生物生物量和群落结构的影响存在显著差异。     

The effect of emigration and immigration on the dynamics of a discrete-generation population

The recent paper of Sinha and Parthasarathy investigated the effect of modifying the Ricker and logistic population models to simulate the effects of immigration to, and emigration from, the population. Immigration of a fixed number of individuals was shown to reduce the probability of observing chaos in the Ricker model but not the logistic one. Here, isocline analysis is used to investigate why these effects occur. The stabilization effect for the Ricker equation occurs over a wide range of values of the immigration parameter. There are no values of the parameter, however, which increase the stability of the logistic equation substantially. In contrast density-dependent immigration is found to destabilize both the Ricker and logistic models. Density-dependent emigration serves to reduce the propensity of both models to exhibit chaos.