贡嘎山东坡植物区系的垂直分布格局

为了探讨贡嘎山植物区系的垂直分化特征及其与周边地区植物区系的联系,结合样带法与样方法,对贡嘎山东坡垂直植被带进行了调查,统计得出各垂直植被带的科、属的物种数量,分析了科、属、种级区系成分的构成及其沿海拔梯度的分布格局,并对各垂直植被带区系的相似性进行了聚类分析。结果表明：1)贡嘎山植物区系在整体上具有温带性质,但在干旱河谷地带,热带和温带区系成分的比例相当：热带成分的构成和分布反映古热带和古地中海区系的残遗性影响;2)东亚(含亚型)和东亚-北美成分对贡嘎山中部森林植物区系的影响最大,这些成分以温带古老性质为主;3)北温带成分是贡嘎山植物区系的主体之一,对青藏高原隆升以来贡嘎山植物区系进化类群和特有成分的发展有主要贡献,代表区系的年轻组分;4)中国特有种类型多样,占不同垂直植被带物种数量的40％-65％,其比例随海拔上升而增大。各类型比例的垂直变化突出反映了贡嘎山及横断山脉中海拔地段的植物区系与华中地区的联系,以及高海拔地段与青藏高原及东喜马拉雅的区系之间的联系。本文还就贡嘎山在生物地理分布上的意义以及贡嘎山和横断山脉植物区系特有性的性质进行了讨论。     

贡嗄山海螺沟林线附近峨眉冷杉种群的结构与动态

通过对贡嗄山海螺沟海拔3580m处1.0hm^2峨眉冷杉（Abies fabri Crabi）林的定位调查,分析了峨眉冷杉的个体生长、种群结构与动态、干扰及更新特征。结果表明：1）林线附近的环境胁迫影响了个体的形态发育和高、径生长,但对其更新繁殖无明显影响;2）静态生命表和种群生存曲线反映了20a以前的60-140a分别经历的强烈环境筛选和竞争自疏,以及后期与环境变化相关的死亡率波动,峨眉冷杉寿命极限为400a左右。3）林线种群遭受高频率、小规模的林隙干扰。尽管86.4%的林隙由多木形成,但死亡的峨眉冷杉在枯立为主导致林隙较小;病害、冰雪和死树的打压是林隙形成的重要因素,而风不是这里林线环境的主要自然干扰。4）峨眉冷杉的幼苗表现了相当的耐荫性,尽管其更新依赖林隙的存在,但更新格局存在多尺度的成因。     

三峡库区两种特有植物天然生境与迁地生境土壤特征的比较

对库区特有的濒危植物荷叶铁线蕨、疏花水柏枝天然生境和迁地保护区生境及其土壤性质进行了调查分析和比较,结果表明：荷叶铁线蕨适宜于温暖湿润且排水良好的条件下发育的酸性淋溶土,养分含量高,多为粘土。疏花水柏枝适宜于亚热气候下弱碱性、养分含量低的冲积性砂砾质初育土、能耐一定程度的盐分。中国科学院武汉植物研究所内的迁地保护区土壤为湖滨沉积物上发育的中性粘土、主要养分和盐分含量介于两种天然生境土壤之间。微量元     

长江三峡库区昆虫丰富度的海拔梯度格局——气候、土地覆盖及采样效应的影响

为了探讨长江三峡库区昆虫丰富度的海拔分布格局以及关键影响因子,针对库区记录的3517种昆虫及其中的害虫,我们整理了这些物种的海拔分布范围数据,分析不同分类学水平、种域宽度等级和分类群的物种丰富度海拔分布模式,采用回归树方法探讨主导的影响因素,并检验相关的假说。结果显示:1)在科、属、种水平,三峡库区分布的昆虫和害虫丰富度均呈随海拔上升先增而后减的格局;狭域、中域和广域种具有显著不同的格局,但三个种域等级的昆虫物种丰富度在海拔1400m以上均显著下降,而害虫丰富度在海拔1200m以上即显著下降。2)对记录昆虫种数>20的科进行TWINSPAN分类,得到物种丰富度海拔格局的4种主要模式;尽管不同程度受采样效应的影响,4种模式均属于单峰格局;3)库区土地利用类型的海拔变化对昆虫、害虫物种丰富度海拔分布具有首要和直接的影响;水热平衡或初级生产力是影响昆虫海拔格局的主导气候因子;而1月均温=0℃可能是限制大多数昆虫物种分布上限的临界温度。上述结果表明,三峡库区的昆虫物种丰富度及其不同组分均具有典型的单峰分布格局,这种格局是人类活动与气候梯度综合作用的结果,但前者的作用更为直接,主要体现在土地利用的海拔梯度变化。这些认识对昆虫多样性资源管理和农林业害虫防治具有参考意义。     

地形对森林群落年龄及其空间格局的影响

 地形已被广泛认为是植被环境时空异质性的重要来源,但其对山地森林群落动态的影响及其机理仍不清楚。作者在三峡大老岭选取一块200 m×100 m的常绿落叶阔叶林样地, 在样地植物群落调查的同时,建立了1∶500的数字高程模型,并利用树木年轮数据和分种的胸径 年龄幂函数模型,推算了全部10 m×10 m单元样方的群落年龄。统计了样地群落的年龄结构及其代表种的构成特征,并利用多元回归结合方差分析方法分析了地形和生物因子对群落年龄结构的影响与途径。结果表明：1）幂函数模型很好地拟合了16个树种的胸径-年龄数量关系;2）样地内群落斑块的年龄介于14～179年,平均值在95年左右;3）代表样方群落年龄的树种共有24 个,而前5种即在68.5%的样方中决定群落的年龄;4）回归分析表明群落年龄受到溪流影响指数、坡位、坡度、样方内受干扰木胸面积和树种生长指数等因素的显著影响。显示沟谷地 表径流冲击和表土侵蚀等坡面过程带来的干扰明显影响群落发育过程的空间格局,具有不同生态习性树种的潜在年龄也限制了群落的现实年龄;5）地形主要通过控制地表干扰体系的时空分布和不同物种的选择性分布两方面而对群落动态与年龄产生影响。但由于生态格局自身的复杂性与随机性和分析方法带来的误差,使基于地形的群落年龄格局预测结果还存在较大的不确定性。     

神农架海拔梯度上的植物种域分布特征及Rapoport法则检验

根据Rapoport法则, 动物、植物物种的纬度或海拔分布宽度存在着从高纬度或高海拔地区向低纬度或低海拔地区逐渐变窄的现象。本文基于物种的海拔分布数据, 分析了神农架维管束植物及不同种域宽度组的物种丰富度海拔格局; 采用已有的4种方法和本文改进的种域分组中点法, 分析了海拔梯度上种域宽度与种域中点的关系, 并检验其是否符合Rapoport法则。结果表明, 神农架地区维管植物丰富度的海拔梯度分布格局呈单峰型, 峰值在1,000–1,500 m; 不同种域组的物种丰富度分布具有类似的单峰格局, 但随着种域宽度减小, 其物种丰富度的峰值逐渐偏向低海拔。对于神农架的物种海拔分布数据, Stevens方法、Pagel方法和逐种方法的结果都支持Rapoport法则, 而中点法的结果主要反映中域效应的影响, 种域分组中点法可有效控制中域效应的影响, 但不支持Rapoport法则。上述结果表明, 对于Rapoport法则的检验亟待研究方法的改进; 而种域的海拔格局及其形成机制, 还需要更多案例的比较研究, 才能形成普遍性的认识。     

山地森林样带植被-环境关系的多尺度研究

为了评价和比较地形和其它“直接”环境因子对植被变化影响的大小 ,通过调查一条亚热带山地森林样带及其生境因子 ,分析不同层次植被的水平格局 ;并利用多元回归和 DCCA方法比较了诸生境因子对植被格局变化的影响及其与分析尺度相关的变化。结果表明 :( 1 )影响乔木、灌木和草本层植被格局变化的首要因子都是地形特征 ;最重要的土壤因子是土壤发生层厚度。在对林下物种构成的影响方面 ,坡向和坡度的作用大于林冠空隙度。 ( 2 )除坡向外 ,其它地形因子之间存在不同程度的相关性 ;林冠孔隙度和土壤理化属性分别与不同的地形特征显著相关 ,显示了地形对林隙干扰和土壤侵蚀过程的控制。乔、灌、草的覆盖度是生境条件的综合反映 ;它们与非生物因子的相关性显示了成熟林下灌木和草本层物种生态习性的整体差异。 ( 3)各分析尺度上诸生境因子间的相关关系基本稳定。但随尺度增大 ,生境的小尺度异质性被平滑掉。诸因子之间的相关显著性程度逐渐降低。 ( 4 )从 5× 5 m2到 5× 4 0 m2 ,立地因子对乔、灌、草 3层植被变化的解释量随尺度的倍增而接近成倍增长 ;但其主要原因是样方数量增加 ;分析尺度变化的影响小得多。 ( 5 )地形与土壤、光照等直接生境因子对植被格局解释量之和相当。但在不同尺度上 ,地形特征都是     

全球变化背景下野火研究进展

野火是森林和多种植被生态系统面临的最重要自然干扰,也是一种重要的自然灾害;而人类活动已在全球范围内显著影响了野火的发生与分布,因此野火成为全球变化及其环境影响研究的关键议题之一。本文基于国际野火研究的文献搜索和统计分析,从野火的观测-评估-预警技术、野火时空格局研究、气候变化和人类活动对野火的影响、野火的环境-生态-进化效应等方面入手,综述了自21世纪以来的国际野火研究进展。概括起来,遥感技术的快速发展,推动了野火观测的时空分辨率不断提高,对野火时空格局的刻画从单一因子向多重指标的火烧体系评估转变。气候变化在某些区域已经显著影响了野火的发生频率,预计随着全球变暖野火风险将进一步加大,并且极端大火的发生机制和生态影响越来越受到关注。人类活动一方面通过增加火源提高了野火频率,另一方面又通过提高生态系统管理的强度、扑救火灾以及降低可燃物的连通性抑制了野火的发生。植被在长期演化过程中形成了一系列适应火的功能机制,这些功能属性影响着生态系统对野火的响应,并对火后生态恢复和重建具有科学指导价值。未来野火研究将向跨时空尺度、观测和模拟深度融合、典型机制和大尺度效应相结合的方向发展。     

山地常绿落叶阔叶混交林种子雨的地形格局

种子雨是森林群落更新繁殖体的主要来源。而地形对植被空间格局异质性的影响机制之一 ,就是作用于种子雨的空间分布。为了在亚热带山地常绿落叶阔叶混交林群落中检验这一假设 ,在湖北宜昌市大老岭国家森林公园内、海拔 130 0～ 14 95 m之间的一片天然次生林内进行野外比较观测实验。选择 10个不同的地形部位 ,在每一点设置重复 (5个 )的种子雨收集器 ,在种子雨期间定期收集并记录种子雨的种类及数量。 2 0 0 1、2 0 0 2年的观测数据分析表明 :(1)种子雨密度和物种丰富度在不同地形坡位、坡形上差异显著 ,都沿山脊 -山坡 -山谷梯度和凸坡 -平坡 -凹坡梯度而减小 ;(2 )种子雨的密度和物种丰富度受坡向和坡度的影响不显著 ;(3)种子雨和乔木层物种构成的相似性与坡位和坡形呈显著的正相关 ;与坡度呈不显著的负相关 ,与坡向值间存在非线性关系 ;(4 )地形影响种子雨扩散的可能机制包括 ,影响不同种类母树的分布及其密度格局 ,影响不同坡位或坡形上分布的母树种子生产的强度和节律 ,影响风力的方向和大小的分布 ,从而形成水平方向种子流的源 -汇分化。     

景观生态学的实验研究方法综述

实验是生态学研究的基本途径之一 ,对其理论的检验和发展至关重要。 2 0世纪 80年代后期 ,实验研究途径开始应用于景观生态学 ,至今方兴未艾。近年来 ,“景观”的生态学内涵更加强调“不同尺度上的空间异质性”。而研究对象的尺度和空间异质性往往正是景观生态学实验设计和操作所面临的困难。自然界景观格局与过程中客观存在的自相似结构为景观生态实验设计提供了可行性。现有的景观生态学实验方法可分为 3类 :野外比较观测性实验仍是目前应用较多的方法 ;操作性实验设计更严密 ,结果更可靠 ,但受现实条件的限制更大 ;计算机模拟实验是克服实验条件的困难的一个替代途径 ,并对理论的检验与发展特别有用。这 3类实验方法各自存在不同的优势和局限 ,彼此难以替代。景观生态实验方法主要从种群、群落和生态系统实验中借鉴并发展而来 ,但其实验设计在科学问题和操作尺度上具有显著的特点。从空间范畴来讲 ,景观生态实验包含斑块、边界、景观、斑块景观 4种 ,其所对应的生物群体组织水平、实验设计所涉及的问题和解决的方法都有所不同。多尺度的对比实验有助于了解生态现象与机制的尺度推移规律 ,是目前实验研究的难点和焦点之一。实验模型系统 (EMS)途径来源于生态系统实验。由于它有对自然因素更多的保留和