华北地区落叶松林的分布、群落结构和物种多样性

华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林、日本落叶松(L. kaempferi)林及太白红杉(L. chinensis)林是华北地区常见的3种落叶松林类型, 其中日本落叶松林为人工林, 华北落叶松林既有天然分布又有人工种植, 太白红杉林则主要是天然林。该研究基于野外调查数据, 对这3种落叶松林的分布、物种组成、群落结构、物种多样性及其与环境间的关系进行了分析。研究发现, 3种落叶松林的分布受年平均气温的影响较大, 随着年平均气温的增加, 落叶松林的天然分布减少而人工种植的分布增加。3种森林中落叶松的林分径级及树高均为右偏分布, 说明3种落叶松林均处于相对稳定的演替阶段。3种落叶松林均拥有较高的物种丰富度且差异显著, 其中太白红杉林的物种丰富度最大(39.3 ± 17.9), 而华北落叶松林的物种丰富度最小(人工林27.2 ± 17.7, 天然林27.5 ± 13.8)。除最大树高与经度的关系不显著以外, 落叶松林的最大胸径和最大树高及物种丰富度均随经纬度的增加而显著降低, 随着年降水量的增加而显著增加。此外, 年平均气温对落叶松林的总物种丰富度影响不大, 但是对其群落结构影响显著。随着年平均气温的升高, 落叶松林的最大胸径显著降低而最大树高却显著增加。落叶松天然林和落叶松人工林物种多样性的地理分布格局及与气候因子间的关系与落叶松林总体的基本一致, 但群落结构的格局不尽相同: 随着经纬度的增加, 落叶松人工林的最大树高增加而天然林的最大树高减小; 落叶松天然林的最大胸径和最大树高分别随年平均气温的升高和年降水量的增加而减小, 而落叶松人工林的最大胸径和最大树高分别随年平均气温的升高和年降水量的增加而增大。     

面积、温度及分布区限制对物种丰富度海拔格局的影响: 以秦岭太白山为例

 物种丰富度的分布格局及其形成机制是生态学研究的热点。以往的研究主要描述丰富度的格局, 而对其形成机制研究较少, 且主要集中于探讨单个因子或过程的影响。物种丰富度同时受到多个因子和过程的综合作用, 面积、温度及物种分布区限制被认为是控制山地物种丰富度海拔格局的主要因素, 三者同时沿海拔梯度而变化, 同时作用于丰富度的海拔格局。幂函数种-面积关系(SAR)、生态学代谢理论(MTE)及中域效应假说(MDE)分别基于以上3个因素, 从机制上解释了物种丰富度 的海拔格局。探讨这些假说的相对影响对研究物种丰富度的大尺度格局及其形成机制具有重要意义。方差分离方法有利于分解不同因素的影响, 为此, 该文以秦岭太白山的植物物种丰富度为例, 采用方差分离和逐步回归方法, 分析了SAR、MTE及MDE对物种丰富度海拔格局的影响。结果表明, 太白山的植物物种丰富度沿海拔梯度呈单峰分布格局, 但丰富度峰值存在类群差异; 对太白山所有植物物种丰富度的垂直格局而言, SAR、MTE及MDE分别解释了其物种丰富度随海拔变化的66.4%、19.8%和37.9%, 共同解释了84.6%, 在消除其他因素的影响后, SAR和MTE的独立影响较高(分别为25.5%和17.7%), 而MDE的独立影响不显著; 分类群研究则发现, 苔藓植物丰富度的海拔格局主要受MDE的影响, 蕨类植物丰富度的海拔格局同时受到SAR、MTE以及MDE的影响, 而种子植物物种丰富度的海拔格局主要受SAR和MTE影响。     

《中国植被志》的植被分类系统、植被类型划分及编排体系

植被志(vegegraphy)是基于植被调查资料, 全面记叙植被的群落外貌、种类组成、结构和功能、生境条件, 以及地理分布等特征, 并对同类植被进行归纳和总结的志书。“植被志”的英文译为“vegegraphy”, 是本文的新造词, 它是由“vegetation”的词头“vege-”和英文后缀“-graphy” (记叙之意)组成的合成词。《中国植被志》的研编是一项时间紧迫、内容复杂、工作量浩繁的重大科学工程。它的完成将极大提升中国植被科学和生态学的研究水平, 并为中国植被资源的合理利用、生物多样性保护及生态环境治理等提供不可或缺的基础资料。本文首先简述了植被的基本特征(主要包括外貌特征、种类组成、群落结构以及动态变化等)和国内外植被调查的进展情况, 简要回顾了中国植被分类系统的研究历史, 并对以往的分类系统进行了若干修订。在此基础上, 着重讨论并提出了《中国植被志》卷册编排体系和用于《中国植被志》研编的植被类型划分方案。在对植被分类系统的修订方面, 主要对高级分类单位及相对应的英文名称进行了讨论和修订。按照本文修订的分类系统, 中国植被的分类单位及其对应的英文名称分别是: 植被型组(Vegetation Formation Group)、植被型(Vegetation Formation)和植被亚型(Vegetation Subformation)、群系组(Alliance Group)、群系(Alliance)和亚群系(Suballiance)、群丛组(Association Group)以及群丛(Association)。在植被型组中, 划分为9类: 森林、灌丛、草本植被、荒漠、高山冻原与稀疏植被、沼泽与水生植被、农业植被、城市植被及无植被地段。关于《中国植被志》的卷册编排和“植被类型”划分, 首先按高级分类单位——植被型划分相应的“卷”; 在此框架下, 模糊“植被亚型”、“群系组”和“群系”的概念, 确定“植被类型” (Vegetation type), 并将其作为植被志各卷中的“册”。这样处理不仅保证了研编工作的可操作性, 也保持了同一卷册中特定植被类型的完整性。《中国植被志》编排体系中的“植被类型”的划分很重要, 它是指具有相同建群种及相同优势类群(如种、属)的植被组合, 但它不是严格意义上的植被分类单位。“植被类型”的划分遵循“优势类群及生活型的同一性, 生境条件的相对重要性, 植被特征及用途的差异性, 以及突出植被志的应用性”等原则。按该编排体系, 《中国植被志》将由48卷约110册组成。     

《中国植被志》研编内容与规范

植被志是基于植被(或植物群落)调查资料, 全面记叙植被的外貌、物种组成、结构和功能, 以及地理分布和生境条件等特征, 并对同类植被进行归纳和总结的志书。《中国植被志》是第一部对中国植被进行全面记述的志书, 预计完成约48卷110册。在借鉴《中国植被》(1980)(简称“80方案”)植被分类基本原则的基础上,《中国植被志》将对中国植被分类系统的高级分类单位(植被型组、植被型和植被亚型)进行归纳和总结, 对中级和低级分类单位(群系组、群系、亚群系, 群丛组、群丛)进行详细描述。植被高级分类单位的描述具有概括性质, 是在中国植被分类系统中级和低级分类单位描述的基础上, 对其在全球和中国境内的地理分布、自然环境、群落外貌、植被类型及多样性、优势种或共优势种、生物多样性保育价值以及资源现状等进行概述, 并对“80方案”相关内容进行修订和拓展, 将提供对中国植被基本特征客观、准确的记述。在植被中级和低级分类单位中, 群系组描述的内容包括地理分布、自然环境、群落外貌、植被类型以及价值与保育等内容; 群系描述的主要内容包括地理分布、自然环境、生态特征、物种组成、群落结构、群丛组和群丛的分类与描述、优势种的生物学特性、生物量与生产力、植被动态与演替以及价值与保育等方面。作为植被志研编的核心内容, 群丛组和群丛的分类与描述主要基于植被调查资料, 采用数量分类方法, 根据群落结构和物种组成的差异划分出不同的植被类型, 并对其基本特征进行定量描述和归纳。其中, 群落的层片结构、特定植被分类单元的特征种或特征种组的筛选与甄别是植被类型划分的关键环节; 而群落外貌, 群落结构, 物种组成, 各类物种的生长习性、生境的偏适性等是群丛组和群丛描述与归纳的重点内容。该文提出了中国植被中级和低级分类单位的命名方案, 其特点在于植被类型的科学名称中同时体现了植被分类单元特征种或优势种的名称及其所属的高级植被分类单位(植被型组或植被型)的名称, 兼顾了植被名称的规范性与实用性。《中国植被志》的研编工作由文献整编、群落调查、数据分析与整理、文本撰写等环节组成。该文对植被样方的调查与收集, 文献收集与整编, 气候、土壤、地形等相关数据的来源及其整理方法, 植被分类方法, 植被命名, 植被分类单元描述的内容, 植被志章节编写大纲、体裁及撰写等多个规范进行了详细的阐述或示例。     

中国极小种群野生植物的保护现状评估

广阔的地域和多样的地形造就了中国丰富的生物多样性, 同时长时间的人类活动也导致我国有不少物种的生存受到威胁, 特别是一些极度濒危、随时有灭绝危险、生境要求独特、生态幅狭窄或基因易流失的物种需要重点保护。近期国家出台了《全国野生动植物及自然保护区建设工程总体规划》, 其中包含了首批重点保护的极小种群植物名单。本研究中, 我们整理了120种极小种群野生植物的高精度分布图, 探讨其分布格局并通过国家级和省级保护区网络评估其保护现状。研究发现, 中国极小种群野生植物丰富度最高的地方是云南东南部、广西西南部和海南岛西南部。国家级自然保护区对中国极小种群野生植物分布区的平均覆盖率为21.5%, 省级自然保护区的平均覆盖率为10.9%。有35种极小种群野生植物(占总数的29%)未受国家级自然保护区覆盖, 有17种(14%)未受任何国家级或省级自然保护区覆盖。我们建议在云南和海南省针对极小种群建立自然保护区。     

古田山常绿阔叶林不同演替群落的萌生特征

萌生是植物营养繁殖的重要方式之一, 树木的萌生更新对群落结构的维持、植被的动态和演替具有重要意义。本研究基于古田山常绿阔叶林内处于不同演替阶段的25个30 m × 30 m样方中胸径 ≥ 5 cm的木本植物萌生茎发生情况的调查数据, 应用线性回归模型分析了不同演替群落的萌生特征及其地形解释。结果发现: (1)样地内共有56种木本植物存在萌生现象, 占总物种数的53.8%。(2)群落(样方)水平的萌生能力与海拔显著负相关, 与坡度和坡向的相关性较弱。(3)群落水平的萌生能力与林分年龄显著负相关; 在控制地形因子的影响下, 林分年龄对萌生指标解释量仍然达到20%-30%。萌生个体数和萌生物种丰富度所占比例随林分年龄显著下降, 萌生物种主茎的平均胸径随林分年龄显著增加。研究表明, 古田山常绿阔叶林萌生能力随林分年龄的增大而下降, 可能由演替序列上物种组成的变化(即萌生能力较强物种的多度下降)和群落结构的变化(即大径级个体增多)导致。另外, 萌生能力受到海拔、坡向等地形因素的影响。     

中国北方典型灌丛的分布特征及气候限制

灌丛是中国北方常见的植被类型,随着全球变化进程加剧,全球和中国灌丛面积正逐年上升,成为陆地生态系统碳循环中愈加重要的组分.研究灌丛的分布规律及其驱动因子有助于了解植物对自然胁迫的适应机制以及环境变化对植被动态的影响.本研究基于2400个灌丛群落的野外调查数据,利用k均值聚类以及典范对应分析(canonical corr...     

生物生产力的“4P”概念、估算及其相互关系

生物生产力是指从个体、群体到生态系统、区域乃至生物圈等不同生命层次的物质生产能力,它决定着系统的物质循环和能量流动,也是指示系统健康状况的重要指标。表示生物生产力的概念有总初级生产力（GP P）、净初级生产力（NPP）、净态生态系统生产力（NEP）和净生物群区生产力（NBP）,本文简称“4P”。主要探讨了“4P”概念的内涵和估算以及全球变化对它们的影响;通过生态系统的碳循环,建立“4P” 之间的相互联系,并对若干衍生概念进行定义。尽管生态系统的最终产物（NBP或现存量）占光合总产量的很少一部分,但它是决定物质再生物的资本,维持和决定生态系统的物质再生产。     

中域效应假说:模型、证据和局限性

物种多样性的地理格局是宏观生态学和生物地理学的核心问题之一, 中域效应假说是该领域的一项重要的理论进展。中域效应是指由于边界对物种分布构成限制, 使不同物种分布区在区域中间重叠程度较大, 而在边界附近重叠较少, 从而形成物种丰富度从边界向中心逐渐增加的格局。现有研究表明, 中域效应是影响物种丰富度格局的一种重要机制, 但其作用大小受很多因素的影响。本文介绍该假说的基本假设和模型, 模拟分析不同模型之间的差异, 并就中域效应假说所展开的争论进行综述, 指出该假说的合理性和局限性。我们认为, 中域效应假说的重要性在于揭示了几何(边界)限制和随机过程在物种多样性地理格局中的作用, 但其目前的模型和假设还过于简单, 需要在深入理解物种分布机制的基础上进行完善和发展。     

物种多样性地理格局的能量假说

物种多样性地理分布格局及其成因是生物地理学和宏观生态学研究的核心问题之一。为了解释物种多样性的分布格局, 人们提出了多种假说, 其中讨论最多的是能量假说。该假说认为, 物种多样性的变化受能量控制。根据能量的不同形式及其对物种多样性的影响机制, 能量假说包括以下几种形式: 生产力假说(productivity hypothesis)、水分—能量动态假说(water–energy dynamic hypothesis)、环境能量假说(ambient energy hypothesis)、寒冷忍耐假说(freezing tolerance hypothesis)以及生态学代谢假说(metabolic theory of ecology, MTE)。本文系统介绍了每种能量假说的含义、所使用的能量形式及表征变量, 以及对物种多样性的影响机制, 并对不同形式的能量假说进行了比较, 在此基础上, 分析了每种能量假说的优点和缺点以及各自面临的问题。