西藏冷杉原始林林隙对草本植物和灌木树种多样性的影响

研究了西藏东南部亚高山原始冷杉林林隙对草本植物和灌木树种多样性的影响．结果表明,西藏东南部亚高山原始冷杉林林隙与非林隙林分内草本植物和灌木树种的种类组成、数量、密度和物种多样性均存在较大的差异．由于林隙内光照条件的改善,草本植物和灌木树种更加丰富;林隙内有喜光的草本植物和灌木,也有耐荫性较强的草本植物和灌木,而非林隙林分内仅有耐荫和较耐荫的草本植物和灌木;大部分林隙内的草本植物和灌木树种的物种多样性和均匀度大于非林隙林分;林隙内与非林隙林分的群落相似系数较小,表明林隙与非林隙林分草本植物和灌木群落组成存在差异．林隙大小在174．2～562．2m^2之间,群落相似系数与林隙大小无明显关联．林隙促进了草本植物和灌木树种的繁衍,在维持藏东南亚高山原始冷杉林的物种多样性方面起着重要作用．     

两种落叶分解过程中养分和碳素的行为

利用分解袋法对日本亚高山针叶林的针叶(Abies veitchii Lindl.and A.mariesiMast.)和阔叶(Betulaermanii Cham.and B.corylifolia Regal.et Maxim.)凋落物进行了分解实验研究.结果表明尽管分解初期的两种凋落物的养分以及分解后期凋落物剩余重量差异很大,但两种凋落物养分浓度在分解后期(30个月以后)趋于一致.这种趋同现象在不同养分中有不同的趋同机制.氮元素浓度升高到分解后期浓度差变小,这种现象是由于分解菌的固持作用及受木质素的束缚所致;钾和镁在分解初期浓度急剧下降,进而浓度差变小,是由于淋溶作用所致.在分解过程中这些元素非常容易被淋溶掉,直到和土壤中的浓度达到一致为止.钙是结构元素,它的行踪和有机物组分有密切关系.由于分解后期有机组分木质化和腐殖质化进而浓度趋同,所以钙的浓度也相应趋同.     

基于光学仪器法测定谷地云冷杉林叶面积指数的季节变化

利用半球摄影法(DHP)和LAI-2000植物冠层分析仪两种光学仪器法(间接法)以及凋落物法(直接法),研究了小兴安岭谷地云冷杉林叶面积指数(LAI)的季节变化,并构建了不同季节直接法与间接法测定的LAI间的相关关系.结果表明: 在整个试验期间,DHP测定的LAI比直接法测定值低估40%～48%, LAI-2000植物冠层分析仪的低估范围为15%～26%;不同时期直接法与DHP和LAI-2000植物冠层分析仪测定的LAI均显著相关, 且均可合并为A、B、C 3类预测模型, 可以分别预测5和11月, 6、9和10月, 7和8月的LAI.本研究结果可为高效、准确地测定针叶林LAI的季节变化提供参考.     

林隙对太白山牛皮桦-巴山冷杉混交林内草本植物多样性的影响

采用CCA梯度排序和随机排列(random permutation)检验方法,分析了太白山牛皮桦-巴山冷杉混交林林隙内草本植物组成随林隙梯度变化的分布特征,以及个体数≥5的55种草本植物分布与凸度、坡度、土壤全N、全P、速效N、有效P、pH值和有机质8个林隙生境变量的关联性.结果表明:太白山牛皮桦-巴山冷杉混交林中,林隙面积占林分总面积的19.8%,林隙密度为20.7个.hm-2,其大小在25.6～279.1 m2,平均面积为93.7 m2.林隙面积扩大可以增加草本层物种丰富度,但林隙内69种草本植物中,大部分在所有林隙中都有分布,有8个物种仅出现在面积120 m2的大林隙,即草本植物的分布未呈现出沿林隙大小梯度连续变化的规律.个体数≥5的55种草本植物中,27.3%的物种与生境变量显著相关.林隙面积对物种丰富度的增加作用具有随机性.     

贡嘎山不同林龄峨眉冷杉种子雨及土壤种子库

本文采用种子雨收集器、土壤种子库筛选、室内萌发实验及野外实地调查等手段,研究了贡嘎山海螺沟内不同林龄和海拔分布上下界限的6个峨眉冷杉(Abies fabri)林的土壤种子库、种子雨的组成和时空分布特征.结果表明:土壤种子库分布随土壤深度增加而减少,主要集中在凋落物层;在同一海拔,随着林龄增加,土壤种子库和种子雨大小先增加再降低,成熟林达到最大值,且其完整种子比例最高,整体质量最好;不同海拔,林龄相近的成熟林调查结果显示,海拔分布上下界限的峨眉冷杉林土壤种子库和种子雨显著小于海拔分布中段的成熟林,这可能与海拔引起的水热条件差异有关;峨眉冷杉林的最佳结实阶段在成熟林,其种子质量好,且散布后在林下保存得最好;树种生物学特性和林下微生境可能是主要原因.     

气候变化对7种乔木植物分布的潜在影响

利用CART（classification and regression tree,分类和回归树）生态位模型,采用A2和B2气候情景,分析了气候变化对秦岭冷杉、祁连圆柏、楠木、麦吊云杉、马尾树、领春木和连香树分布范围及空间格局的影响。结果显示：气候变化下,这些植物目前适宜分布范围呈现缩小趋势;新适宜及总适宜分布范围,连香树、马尾树、楠木和祁连圆柏呈现减少趋势,秦岭冷杉在1991-2020年及2021-2050年时段呈现减少趋势,之后增加,其它植物呈现增加趋势。气候变化下,马尾树目前适宜分布的东南部一些区域将不再适宜,新适宜分布区将向西南、北部、西部和东北部一些区域扩展;秦岭冷杉目前适宜分布的东南部和东部一些区域将不再适宜,新适宜分布区将向西南部、西北部和西部一些区域扩展;其它植物目前适宜分布的东部、东南部、南部及东北部一些区域将不再适宜,新适宜分布区将向西部和西南部一些区域扩展。气候变化下,这些植物适宜分布范围与年均气温和降水量变化相关性并不一致,一些植物适宜分布范围与年均气温和降水量变化相关系数不显著。另外,一些植物适宜范围与年降水量和年均气温变化多元线性回归关系决定系数较小。结果说明,气候变化下,目前适宜范围缩小,新适宜范围主要向高海拔扩展,不同植物适宜分布范围与年均气温和年降水量变化的关系不同。     

基于nrDNA GapC基因内含子序列的资源冷杉遗传多样性研究

通过nrDNA GapC基因内含子序列的测序和分析,揭示资源冷杉遗传多样性水平和种群分化的强弱并推断其进化历史。资源冷杉3个种群的34个个体共获得70条GapC基因内含子序列,有8个核苷酸变异位点,鉴别出12种单倍型。银竹老山、大院和舜黄山种群分别有10种、6种和7种单倍型;有7个个体得到了2种以上的单倍型。资源冷杉物种水平的单倍型多样性（h）为0.817 0,种群的在0.683 3～0.883 1之间;物种水平的核苷酸多样性（π）为0.003 90,种群的在0.002 63～0.003 82之间。种群遗传分化研究结果（G_st=0.103,p<0.05）说明种群间存在显著的遗传分化,分子方差分析（AMOVA）结果也证明虽然大多数的核苷酸多态性（88.64％,p<0.001）来源于种群内个体间的变异,但是仍有显著性比例存在种群间（11.36%,p<0.05）。Tajima’s D、Fu &; Li’s D、Fu &; Li’s Fs中性检验结果都表明资源冷杉在物种和种群水平上都不拒绝中性进化。资源冷杉单倍型的谱系没有出现地区特异性谱系分支,核苷酸不配对分析（mismatch analysis）结果表明没有发生近期的群体扩张,资源冷杉的N_st（0.131）与G_st（0.103）没有显著性差异（p>0.05）,表明种群没有明显的地理结构。推测现存资源冷杉是相对较近的时间内片断化的产物。     

利用SSR分子标记分析秦岭冷杉自然居群的遗传多样性

利用10对SSR引物对濒危植物秦岭冷杉(Abies chensiensis)6个自然居群的120个个体进行了遗传多样性研究,旨在分析秦岭冷杉6个自然居群的遗传多样性、遗传结构及基因流变化.研究结果表明,120个个体在10个位点上共检测到149个等位基因,平均每个位点的等位基因数(A)为14.9,每个位点的有效等位基因数(e)为7.7,每个位点的平均预期杂合度(He)和平均观察杂合度(Ho)分别为0.841和0.243,Shannon多样性指数(Ⅰ)为2.13,自然居群杂合性基因多样度的比率(FsT)为6.7％,居群间的基因流(Nm)为3.45.利用Mantel检测到自然居群的遗传距离与地理距离间无显著相关性(r=0.490 6,P＞0.05).秦岭冷杉自然居群的遗传多样性水平较低,遗传变异主要存在于居群内部.结合研究数据、实地调查及相关资料,推测秦岭冷杉自然居群间基因流较原来增大可能是因为居群间发生了远交衰退.     

峨眉冷杉幼苗叶片功能特征及其N、P化学计量比对模拟大气氮沉降的响应

通过人工施氮模拟大气氮沉降,研究了施氮对峨眉冷杉(Abies fabiri)幼苗叶片功能特征、氮和磷含量及其化学计量比的影响,以及幼苗对氮素的积累效应。结果表明:经过2个生长季节的施氮处理(2009年和2010年,N2)幼苗的总生物量、叶干重、叶重比、叶片氮和磷含量及其N:P分别高于对照处理11.29%、46.70%、41.40%、37.30%、22.33%和6.43%,而比叶面积则降低了6.61%,其中叶干重、叶重比和叶片氮含量与对照处理差异显著(P<0.05),N:P差异极显著(P<0.01),并且叶干重与叶片氮含量具有较强的线性相关;与经1个生长季节施氮处理(2009年,N1)的幼苗总生物量、叶干重、叶重比、比叶面积、叶片氮和磷含量及其N:P的比较分析表明,除叶重比和比叶面积外,其他指标N2均高于N1;人工施氮显著促进了幼苗叶片的生长,提高了叶片氮、磷含量及其N:P,但也反映幼苗生长仍受氮素限制,同时,峨眉冷杉幼苗具有氮素积累效应。     

长白山西坡风灾区森林恢复状况

以长白山西坡风灾迹地（阔叶红松林、云冷杉林、岳桦林）的样地调查资料为基础,研究了各林型森林群落遇灾23年后的恢复特征.结果显示：3种林型的恢复速度为阔叶红松林>云冷杉林>岳桦林,并且它们与各自对照的群落共有度指数分别为0.49、0.44、0.33.风灾对各林型的乔木组成和多样性的影响不同：阔叶红松林中,风灾显著增加了乔木总数量,但对乔木种数和α多样性指数没有显著影响（P>0.05）;云冷杉林中,风灾仅显著降低了Shannon多样性指数和Simpson优势度指数;岳桦林中,除Pielou均匀度指数,其余多样性指数都因风灾而显著降低.各林型优势树种组成变化及更新情况对风灾的响应也与林型相关：阔叶红松林与对照区的优势树种组成显著不同,而云冷杉林及岳桦林受灾前后的优势树种组成差异均不大;阔叶红松林的幼树更新情况较好,云冷杉林有少量更新,岳桦林带几乎没有林木更新.表明风灾对森林群落的影响在23年后仍未消除,森林在风灾干扰后的恢复需要一个漫长的过程.