云南普洱季风常绿阔叶林优势物种不同生长阶段叶片碳、氮、磷化学计量特征

为探索植物叶片氮(N)、磷(P)、碳(C)生态化学计量特征随植物生长发育的变化规律, 在普洱季风常绿阔叶林中, 选取6种优势植物种(红锥(Castanopsis hystrix)、短刺锥(Castanopsis echidnocarpa)、泥柯(Lithocarpus fenestratus)、截果柯(Lithocarpus truncatus)、西南木荷(Schima wallichii)、茶梨(Anneslea fragrans))采集叶片, 分析其N、P、C含量及化学计量比随植物生长发育的变化。结果显示: 6种植物在不同生长阶段的N含量变化范围为7.90-17.72 mg·g^-1, P为0.34-1.39 mg·g^-1, C为458.48-516.87 mg·g^-1, C:N为28.04-65.70, N:P为11.41-63.50, C:P为355.23-1878.17, 且不同生长阶段6种植物及总体叶片N、P、C含量及其化学计量比变化趋势各异。在变异系数上, N:P比整体变异最大, 为36.46% (变化范围19.19%-91.65%), 其次为C:P, 为34.80% (变化范围15.99%-91.60%), C的整体变异最小, 为3.12% (变化范围1.61%-5.89%)。变异来源分析结果显示, N含量、C含量、C:N、N:P及C:P均主要受植物生长阶段的影响, 而P含量主要受物种与生长阶段的交互作用影响。     

季风常绿阔叶林不同恢复阶段群落优势物种的空间分布格局

运用相邻格子法及聚集度指标测定法,在植被调查的基础上,对云南普洱不同恢复阶段(恢复15a、30a和老龄林)季风常绿阔叶林的刺栲(Castanopsis hystrix)、短刺栲(Castanopsis echidnocarpa)和红木荷(Schima wallichii)3个优势物种进行种群空间分布格局研究,以阐明种群分布格局与生境条件、种群年龄结构的动态关系,揭示种群发育过程中空间动态与生物学机理。结果发现:在所有恢复阶段内,刺栲、短刺栲、红木荷均为聚集分布。在不同尺度下,刺栲在原始林中10m×10m尺度下为均匀分布,而在恢复15年中20m×20m尺度为随机分布;红木荷在10m×20m尺度下为均匀分布,在其它所有恢复阶段和尺度下3个物种均为聚集分布。研究结果表明,不同恢复阶段和不同尺度下刺栲、短刺栲和红木荷3个优势物种绝大多数为聚集分布,说明聚集分布为3个优势种的基本属性。     

云南普洱季风常绿阔叶林演替系列植物和土壤C、N、P化学计量特征

通过测定中国西南季风常绿阔叶林不同演替阶段(演替15a,演替30a及原始林)群落中植物叶片与土壤中C、N、P含量,探索了季风常绿阔叶林不同演替阶段群落C、N、P化学计量特征及其与物种丰富度及多度的相关性。结果表明:土壤及植物中全N、全P含量及土壤中C含量均为演替30a群落中最低,而植物中C含量在不同演替阶段群落间无显著性差异。在不同演替阶段共有种中,40%的物种N含量原始林中最高,40%的物种P含量演替15a群落中最高,而80%的物种C含量无显著性差异。土壤中C:N比在不同演替阶段间无显著变化,而N:P及C:P比则随演替呈减小趋势。植物中C:N及C:P比均为演替30a群落最高,而N:P比则随演替呈增加趋势。不同演替阶段共有种的C:N比中,40%的物种原始林中最低,40%的物种无差异,而C:P与N:P比中则均有60%物种无显著性差异,但70%物种在演替15a群落中N:P小于14,演替30a群落中50%物种N:P在14—16,原始林中则有80%物种N:P大于16。群落物种丰富度及个体多度均与C:N、N:P、C:P无显著的相关性,但植物中的N、P与土壤的N、P分别具有显著的线性正相关,说明土壤中N、P供应量影响植物体中的N、P含量。     

地形异质性对云南普洱季风常绿阔叶林物种多样性的影响

地形异质性通过调控树木生长所需的养分、水分和光照等而成为亚热带森林结构与物种组成的重要驱动因子。但是, 地形异质性对季风常绿阔叶林物种多样性及其分布影响的研究还相对较少。该文基于云南普洱30 hm²森林动态监测样地(大样地) 750个20 m × 20 m的样方调查数据, 以海拔、坡度、凹凸度和坡向4个地形因子为变量, 采用C均值模糊聚类分析大样地的地形类型, 进而分析不同地形条件下的群落物种组成及群落物种多样性; 采用Torus转换检验法, 探讨物种与地形关联性, 为季风常绿阔叶林生物多样性保护提供科学依据。研究结果表明, 大样地可分为山脊、陡坡、缓坡、高谷和沟谷等5类地形, 地形面积分别是8.00、6.04、7.68、2.76和5.52 hm²。大样地中胸径(DBH) ≥ 1 cm的木本植物个体153 418株, 分属79科179属271种。5类地形中, 物种丰富度、不同径级的植株密度和比例明显不同, 多样性及优势物种多度分布具有较大差异。种-面积曲线表明, 同等面积条件下, 随着取样面积增加, 山脊的物种丰富度始终最小, 高谷次之, 沟谷的物种丰富度始终最大。种-个体数累积曲线表明, 随着个体数增加, 山脊物种丰富度的累积速率最小, 种丰富度增加缓慢, 高谷次之。在被检验的123个物种中, 与地形相关的物种有83个, 高达67.5%的物种与至少一类地形存在显著相关关系。山脊和缓坡中与地形具有显著负相关关系的物种数超过显著正相关的物种数; 而与陡坡、高谷和沟谷显著正相关的物种数高于显著负相关的物种数。普洱大样地地形异质性对物种多样性维持的贡献率为7.8%。     

中国西南季风常绿阔叶林不同恢复阶段凋落物动态分析

为探索季风常绿阔叶林不同恢复阶段群落凋落物产量及其动态变化规律,于云南普洱地区通过设置凋落物承接网并定期收集网内的凋落物,对中国西南季风常绿阔叶林区不同恢复阶段群落凋落物产量及其动态变化进行研究。结果表明:(1)不同恢复阶段季风常绿阔叶林年凋落物总量在8 133.1~8 798.3kg/hm2之间,年凋落物总量大小关系为恢复30年群落老龄林群落恢复40年群落。其中叶凋落量最高,其次为枝凋落量,两者贡献量超过总凋落量的3/4。(2)季风常绿阔叶林不同恢复阶段群落中凋落物随时间的动态变化趋势大致相同,2月份达到高峰值,随后逐渐减少,在9月份降至最低,随后又有所升高,为单峰或多峰曲线;在不同凋落物组分凋落量时间动态上,不同恢复阶段群落叶凋落量随月份变化均为单峰曲线;枝凋落量在恢复群落中为单峰曲线,而在老龄林中则为多峰曲线;皮凋落量随月份的变化在恢复30年及老龄林群落间均为单峰曲线,但在恢复40年群落中为平缓曲线,月份间变化不大;繁殖体凋落物在恢复30年及老龄林群落间均为多峰曲线,但在恢复40年群落中为单峰曲线;半分解物凋落量在恢复30年及老龄林群落中随月份呈单峰曲线,在恢复40年群落中则为多峰曲线。(3)在短刺栲、刺栲和红木荷3种优势物种中,短刺栲叶片年凋落量在所有群落中均最大(分别占恢复30年群落的53.93%、恢复40年群落的47.83%、老龄林的28.32%),红木荷次之(分别占恢复30年群落的8.45%、恢复40年群落的10.71%、老龄林的31.69%),刺栲最少(分别占恢复30年群落的6.1%、恢复40年群落的7.53%、老龄林的6.36%)。短刺栲叶凋落量随月份的变化在恢复群落中呈单峰曲线,而在老龄林中则呈现多峰曲线;红木荷在3种群落中则均为单峰曲线;刺栲则是在恢复30年及老龄林中呈单峰曲线,而在恢复40年群落中呈多峰曲线。     

季风常绿阔叶林不同恢复阶段藤本植物的物种多样性比较

藤本植物是森林生态系统的重要组成部分,影响群落的恢复与演替。通过对云南普洱地区不同恢复阶段(恢复15a、恢复30a和原始林群落)季风常绿阔叶林群落的野外调查,分析了不同恢复阶段藤本植物的物种丰富度、密度、多度、径级分布、多样性指数及攀援方式,并探讨藤本植物与支持木的关系。结果表明:在0.81hm²的调查样地中,共发现DBH≥0.1cm的藤本植物1292株(分属34科51属64种)。原始林群落的藤本物种丰富度、密度(DBH＜1cm)、胸高断面积和平均胸高断面积都显著高于恢复阶段,原始林和恢复15a群落的密度(DBH≥1cm)、平均胸径和平均长度之间无显著差异,但都显著高于恢复30a。3种群落类型中藤本植物的物种组成和径级分布有显著差异,原始林中藤本植物物种更多,而且大径级(DBH≥10cm)的藤本植物仅出现在原始林及恢复30a的群落。单株藤本攀援的支持木在3种群落类型中均占多数,藤本植物与支持木的胸径存在显著的正相关(P＜0.001),原始林群落中DBH≥15cm的支持木更易被攀援,而恢复阶段则相反。茎缠绕藤本植物对原始林的负面影响要显著少于恢复15a及30a群落,而卷须类藤本植物也反映出原始林正处于一个动态变化的阶段,同时根攀缘和搭靠类藤本植物物种组成和多度变化可以反映出干扰后季风常绿阔叶林的恢复程度。森林砍伐是影响不同恢复阶段藤本植物的物种组成和分布的主要因素。     

云南普洱季风常绿阔叶林幼苗的群落构建机制

幼苗是森林生物多样性保育的重点关注对象,以往研究对云南普洱季风常绿阔叶林幼苗的关注较少。为探究该地幼苗的群落构建机制,该研究利用30hm2季风常绿阔叶林动态监测样地野外幼苗调查数据,分析幼苗的物种组成,划分不同优势种样方,根据逐步群落构建模型分析群落构建机制,进一步分析幼苗的群落功能性状。结果表明:季风常绿阔叶林幼苗以短刺锥(Castanopsis echidnocarpa)和枹丝锥(C. calathiformis)为优势种,根据优势种是否出现将样方划分为4种类型:短刺锥样方、枹丝锥样方、混合优势种样方及非优势种样方。幼苗的群落构建过程均包含随机扩散构建(贡献率43.1%–61.3%)、生境过滤(贡献率27.4%–33.9%)及限制相似性(贡献率5.7%–27.2%)机制。短刺锥样方和枹丝锥样方以确定过程为主,贡献率分别为56.9%和54.6%,而混合优势种样方及非优势种样方则以随机过程为主,贡献率分别为60.4%和61.3%。在非优势种样方中Rao二次熵(Rao’Q)最高,而在混合优势种样方中最低。短刺锥样方具有最低的比叶面积和较高的叶厚度、比茎长度、根质量分数及潜在株高,而枹丝锥...     

普洱季风常绿阔叶林乔木物种多样性高分辨率遥感估测

季风常绿阔叶林是我国南亚热带典型的地带性植被,也是云南省普洱地区重要森林类型。季风常绿阔叶林乔木物种多样性遥感估测对研究区域尺度生物多样性格局及其规律具有重要作用。根据光谱异质性假说和环境异质性假说,首先使用1m空间分辨率的机载高光谱数据和激光雷达数据提取了光谱多样性特征和垂直结构特征。然后利用基于随机森林算法的递归特征消除方法选择对研究区森林乔木物种多样性指数具有较好解释能力的遥感特征,并对Shannon-Winner物种多样性指数进行建模、制图。研究结果表明：(1)基于机载LiDAR数据提取的垂直结构特征和机载高光谱数据提取的光谱多样性特征均对研究区森林乔木物种多样性具有较好的解释能力,随机森林模型估测结果分别为R²=0.48,RMSE=0.46和R²=0.5,RMSE=0.45;两种数据源融合可以进一步提高遥感数据的森林乔木物种多样性估测精度,随机森林估测模型R²和RMSE分别为0.69和0.37。(2)机载激光雷达数据对研究区针阔混交林乔木物种多样性的估测能力优于机载高光谱数据。(3)机器学习方法有助于从高维遥感...     

云南普洱季风常绿阔叶林非结构性碳水化合物及其组分随环境的变化

为探索植物非结构性碳水化合物(NSC)组分随环境的变化特征,在云南普洱季风常绿阔叶林原始林选取6块60m×60m样地进行野外调查,各样地分别选择重要值前10位的物种进行取样,通过测定不同样地主要物种的NSC及其组分和样地环境因素,分析其非结构性碳水化合物与环境的关系。结果显示:(1)云南普洱季风常绿阔叶林植物中总体淀粉、可溶性糖、NSC含量分别为13.91%、3.31%、17.21%,淀粉和NSC含量在各器官中排序依次为根干枝叶,而可溶性糖含量排序依次为叶根枝干;淀粉、可溶性糖、NSC含量变异最大值分别为叶片19.09%、干15.32%和根16.30%。(2)云南普洱季风常绿阔叶林植物不同器官中淀粉含量仅与凋落物厚度、土壤pH及速效钾、全钾存在显著正或负相关关系,可溶性糖含量与海拔高度及土壤理化性质存在显著正或负相关关系;但茶梨与红椎中淀粉含量与土壤有效磷或全磷存在显著正相关关系,茶梨各器官中可溶性糖含量与所有环境因子均无显著相关性,红椎根中可溶性糖含量与pH值、枝中可溶性糖含量与全钾分别呈显著负相关关系;短刺椎各器官中淀粉含量与所有环境因子均无显著相关性,可溶性糖含量则与水解性氮、有效磷含量呈显著负相关关系,与坡度、全钾含量、凋落物厚度呈显著正相关关系。(3)单因素回归分析显示,海拔高度、有机质、水解性氮、全氮影响季风常绿阔叶林的总体可溶性糖含量,而其淀粉含量则主要受pH值影响。研究发现,季风常绿阔叶林NSC受环境因子影响,但不同NSC组分的环境影响因子不同。     

天童常绿阔叶林不同演替阶段常见种叶片N、P化学计量学特征

对天童常绿阔叶林5个演替阶段的13个种类24个植物个体叶片的N、P化学计量学的研究表明：（1）各演替阶段植物叶片的N、P含量变异较大,N含量的值在6.49~14.69mgg^-1之间,P含量的值在0.66~1.13mgg^-1之间,叶片的N∶P值在7.45~16.38之间;总体平均值N为9.43mgg^-1,P为0.86mgg^-1,N∶P为11.17;（2）演替后期的叶片N含量和N∶P比高于演替前期,叶片N含量的变化趋势与N∶P比的变化趋势协同性较好,N∶P的变化趋势能较好地反映不同演替阶段的群落变化特征;（3）叶片N∶P可以作为植物和演替阶段的限制性营养元素的指标,不同演替阶段的群落生长基本上均是受N而不是受P的限制;演替各阶段绝大多数物种新生叶的N∶P都小于成熟的营养叶的N∶P,两者均受N元素的限制,且氮素对新叶的限制性更强,表明新叶容易缺乏氮素而发育不良。     

南亚热带季风常绿阔叶林不同演替阶段物种-面积关系

通过对云南普洱地区季风常绿阔叶林演替15年、30年及原始林群落的调查,探讨了不同演替阶段群落的物种-面积关系.结果表明:不同演替阶段群落中,取样面积与总物种数,乔木、灌木和藤本物种数均具有极显著相关关系,其变化解释率均超过94%;演替30年群落中总物种和乔木的物种累积速率(Z)最低(0.334和0.394),演替15年群落中灌木和藤本的Z值最低(0.437和0.326);不同演替阶段中总物种、乔木、灌木和藤本的物种-面积曲线截距无显著变化,但原始林中总物种和藤本物种-面积曲线的决定系数(R2)显著高于演替15年和30年群落.演替15年群落中,初始乔木及灌木物种丰富度解释了Z值变化的99.9%,而其他演替阶段群落中初始乔木、灌木、藤本及总物种丰富度与Z值均无显著相关性.     

江西九连山亚热带常绿阔叶林优势种空间分布格局

于江西九连山国家自然保护区设置4 hm2亚热带常绿阔叶林固定监测样地,用样方法对亚热带常绿阔叶林进行调查分析。应用点格局方法分析生境异质性是否影响树木分布并分析优势种红钩栲(Castanopsis lamontii)、米槠(Castanopsis carlesii)、罗浮柿(Diospyros morrisiana)和细枝柃(Eurya loquaiana)分布格局,对比存在生境异质性和排除生境异质性两种情况下优势树种不同生长阶段(幼树、小树、成年树)的空间分布格局以及不同生长阶段之间的空间关联性,探讨生境异质性之外的其它种群分布影响因子。结果表明:1)生境异质性效应显著影响九连山树木分布,4个优势树种在大尺度上存在明显的生境偏好;2)用完全随机零模型不排除生境异质性时,4个优势种总体及其不同生长阶段在0—30 m所有尺度上主要呈现聚集分布;3)用异质性随机零模型排除生境异质性后,4个优势种及其不同生长阶段的聚集程度显著下降,只在小尺度上(0—5 m)呈现聚集分布;4)4个优势种的幼树与小树均表现显著的正相关。红钩栲的成年树与幼树及成年树与小树总体表现不相关。米槠的成年树与幼树总体以无相关为主;成年树与小树之间总体呈正相关。小乔木罗浮柿的成年树与幼树之间在小尺度上(0—5 m)表现负相关或无相关,在较大尺度范围上总体表现正相关关系;小树与成年树在研究尺度上表现出正相关。灌木细枝柃的成年树与幼树,成年树与小树及小树与幼树之间在研究尺度范围内均呈现正相关关系;5)研究发现九连山优势乔木物种通过密度制约和Janzen-Connell效应释放空间,为其他物种共存提供条件,而优势灌木物种细枝柃没有表现出这两个效应。     

氮添加对武夷山亚热带常绿阔叶林植物叶片氮磷化学计量特征的影响

该文以福建武夷山亚热带常绿阔叶林为研究对象, 通过设置3个氮(N)添加梯度的野外实验, 研究了群落内乔木植物、灌木植物、草本植物、蕨类植物和苔藓植物叶片N、磷(P)化学计量特征对N沉降的响应, 以及不同功能群和物种化学计量特征对N沉降响应的差异。在已开展5年人工N添加的样地内, 3年的监测结果表明: N添加整体上提高了植物叶片N含量, 草本层植物叶片N含量对N添加的响应比乔木层和灌木层植物更加敏感, 优势种米槠(Castanopsis carlesii)、草本植物砂仁(Amomum villosum)、蕨类植物狗脊(Woodwardia japonica)的叶片N含量显著增加。N添加整体上增加了植物叶片P含量, 乔木层植物和灌木层植物叶片P含量没有显著变化, 草本层植物叶片P含量显著增加, 而苔藓植物叶片P含量显著减少。N添加促使武夷山亚热带常绿阔叶林植物叶片N:P由18.67上升至19.72, 加剧了植物生长的P限制; 乔木物种N:P的变化较灌木和草本物种更加稳定。N添加条件下, 植物叶片N:P的变化主要受到叶片P含量而非N含量变化的影响, N添加对生态系统P循环的影响显著。     

Impacts of nitrogen addition on foliar nitrogen and phosphorus stoichiometry in a subtropical evergreen broad-leaved forest in Mount Wuyi

Aims Our purpose was to explore the effects of nitrogen addition on foliar nitrogen (N), phosphorus (P) and N:P stoichiometry and to assess their differences among different species and functional groups.
Methods N addition experiment has been conducted in a subtropical evergreen broad-leaved forest in Mount Wuyi, Fujian Province since 2011. Foliar concentrations of nitrogen and phosphorus were measured and foliar stoichiometry was estimated in tree, shrub, herb, fern and moss species following the N addition treatments from 2013 to 2015.
Important findings Generally, foliar N increased for almost all species and herbaceous plants are much more sensitive than trees and shrubs under N addition. Foliar N of Castanopsis carlesii, Amomum villosum, Woodwardia japonica increased significantly under N addition. Foliar P for most species was sensitive to the N addition. Foliar P of herbaceous plants increased significantly but foliar P of Leucobryum chlorophyllosum decreased significantly. The results showed the subtropical evergreen forest in Mount Wuyi was mainly limited by P and mean foliar N:P ratios enhanced from 18.67 to 19.72 under N addition, indicating that the strength of P limitation was enhanced by N addition. N:P ratios of the dominant arboreal species in the communities tended to be stable, while N:P ratios of herbaceous plants and shrubs increased. The changes in N:P ratios were mainly determined by P dynamics instead of N dynamics under N addition, and our results confirmed that increasing N availability can affect P cycling.     

百山祖常绿阔叶林优势种群的生态位

为了理解百山祖中山常绿阔叶林备优势种群在群落中的关系、地位和功能,用定量分析法,对该群落中平均重要值大于1%的13个优势种群的生态位特征进行了研究。结果表明:多脉青冈、麂角杜鹃和窄基红褐柃的生态位宽度较大,它们的Hurlbert生态位宽度(B_a)分别为0.878、0.825、0.806;而厚叶红淡比、亮叶水青冈和水丝梨的生态位宽度较小,它们的B_a分别为0.341、0.320、0.272。物种的生态位宽度与其重要值大小无关,但与其在各样方中的重要值均匀程度呈极显著的线性正相关。生态位相似性比例(C_(ih))最大的是多脉青冈与尖连蕊茶(0.832),最小的是凸脉冬青和水丝梨(0.248)。对生境需求相似而生态位宽度较小的厚叶红淡比与亮叶水青冈的C_(ih)高达0.758。同属植物多脉青冈与褐叶青冈、台湾冬青与凸脉冬青之间并不具有较大的C_(ih)值。生态位宽度较大的物种与其他物种的生态位重叠值一般较大;生态位相似性比例大的物种的生态位重叠值一般较大。多脉青冈与褐叶青冈、台湾冬青与凸脉冬青的生态位重叠值并不大。总体来看,群落优势种群之间的生态位重叠程度较低,说明该群落主要优势种群之间竞争不激烈群落稳定。该研究揭示了群落优势种群的生态位特征和结构稳定性,为生物多样性保护、群落演替和种群进化等研究提供了理论基础,也为自然保护区管理机构制定和完善保护措施提供参考依据。     

季风常绿阔叶林不同恢复阶段乔木优势种群生态位和种间联结

生态位和种间联结是群落动态研究的重要内容之一,物种间相互作用影响着群落的恢复和演替。本文在对云南普洱地区不同恢复阶段(恢复15年、恢复30年和原始林群落)季风常绿阔叶林群落的野外调查基础上,采用生态位宽度、生态位重叠、方差比率(VR)和基于2×2联列表的χ2检验、联结系数(AC)等方法,分析了不同恢复阶段各种群的变化趋势。结果表明:3种群落类型中物种的重要值与相对应的生态位宽度之间存在着显著的正相关,恢复15年群落有78.22%的种对之间的生态位重叠值在0.4～0.8,说明其群落优势物种存在较强的资源利用性竞争,而恢复30年和原始林群落结构则具有一定的稳定性,多数生态位宽度较大的物种之间的生态位重叠要大于生态位较小的物种,反映出优势物种具有较强的竞争能力;恢复15年和恢复30年群落物种间总体呈不显著正联结,原始林群落则呈不显著负联结;3种群落231种对中,绝大多数种对联结系数未达显著水平,种对间的独立性相对较强,群落中物种间正负联结对数占总种的比例随恢复进程而出现下降趋势。不同恢复阶段群落中联结系数与生态位重叠值之间存在显著正相关,生态位重叠值越大,其联结系数也越大。     

亚热带常绿阔叶林优势种个体及生物量的点格局分析

在广东康禾自然保护区的亚热带常绿阔叶林内设置4 hm2固定样地进行每木调查,分析群落优势种米槠(Castanopsis carlesii)和木荷(Schima superba)种群的年龄结构,并分别用Ripley's L函数和标记相关函数(mark correlation function)对种群个体和生物量空间点格局进行可视化解析。结果表明:1)米槠和木荷种群的径级结构为金字塔型,种群中有大量幼年个体,属增长型种群。2)米槠和木荷种群在0—50 m尺度上均呈聚集分布,说明生境异质性在种群空间格局形成中发挥重要作用。米槠种群聚集强度随空间尺度的增大逐渐增强,木荷种群在0—29.5 m尺度上聚集强度随尺度增大而增强,随后开始减小。3)米槠和木荷种群生物量分布格局与个体分布格局并不耦合,米槠生物量在个体间主要呈负相关,说明个体间存在显著的资源竞争。木荷个体间生物量分布相互独立,竞争不明显,显示出作为亚热带先锋树种的木荷有很高的资源利用效率。个体及生物量空间分布格局分析表明两个种群的分布模式均有利于实现物种共存。