人为干扰对碧峰峡山矾次生林群落主要植物种群生态位的影响

基于对碧峰峡山矾(Symplocos sumuntia)次生林中乔木层、灌木层、草本层总计288个样方的调查,采用Levins、Hurlber生态位宽度指数、Pianka生态位重叠指数及Sφrensen相似性系数对山矾次生林不同强度人为干扰下各层次主要植物种的生态位特征及群落物种相似度进行定量分析,以揭示碧峰峡山矾次生林不同干扰程度下,各层次主要种群对生境资源的利用情况以及相对地位的变化,明确物种的生态适应性,为生态系统稳定性研究提供理论依据。结果显示:(1)山矾在不同强度人为干扰下均占据较宽生态位,适应环境和利用资源的能力较强,是次生林群落的建群种;随干扰强度增加,乔木层中山茶科(Theaceae)植物生态位宽度增大,青冈(Cyclobalanopsis glauca)生态位宽度呈先增大后减小的趋势;灌木层中杉木(Cunninghamia lanceolata)在重度干扰下生态位宽度减小,光枝楠(Phoebe neuranthoides)生态位宽度则增加,其他大多数植物在中度干扰下生态位宽度最小;草本层中红盖鳞毛蕨(Dryopteris erythrosora)在重度干扰下生态位变宽,其适应范围扩大。(2)乔木层中山矾和冬青(Ilex chinensis)生态位重叠值在重度干扰下增大;灌木层中高粱泡(Rubus lambertianus)和老鼠矢(Symplocos stellaris)与其他物种的生态位重叠值仅在中度干扰下出现;草本层中,随干扰强度增加,书带蕨(Vittaria flexuosa)生态位重叠值消失,红盖鳞毛蕨生态位重叠值出现并且较高;群落各层次主要树种整体生态位重叠均值在中度干扰下降至最低。(3)乔木层和草本层中不同强度干扰层次两两之间相似性系数均大于0.8;灌木层中重度干扰-中度干扰、中度干扰-轻度干扰、重度干扰-轻度干扰之间相似性系数分别为0.636、0.746、0.608。研究表明,不同强度人为干扰下,山矾次生林中因资源利用而产生的种间竞争均较激烈,群落分布格局和演替方向受到影响,森林群落不稳定。     

太白山红桦种群结构与空间分析

 为了揭示太白山红桦(Betula albo-sinensis)种群的维持机制, 结合径级结构、静态生命表和存活曲线, 对太白山红桦种群结构进行了研究; 并应用单变量、双变量K函数对不同径级立木与残干的空间格局、空间关联性进行了多尺度分析。研究显示, 太白山红桦种群在幼苗幼树阶段死亡率较高, 进入中龄期后死亡率有所降低, 随着年龄增长, 死亡率逐渐增加, 直至年龄极限。其存活曲线基本接近Deevey I型(曲线凸型)。其个体死亡方式主要为掘根和折干(由大雪所致), 能够为种群更新提供潜在空间。除海拔2 250 m立木整体格局呈集群分布外, 该地区红桦立木与残干在不同尺度下的整体格局均为随机分布。不同发育阶段的个体均呈集群分布, 表现为斑块状同龄群。在红桦更新所需的最适林窗大小尺度上, 红桦立木与残干的空间关联性为显著正相关。以上结果表明: 太白山红桦种群具有同龄集群生长的特性, 种群由时空上不连续的局部斑块同龄个体组成, 其更新有赖于以掘根及折干方式死亡个体所形成的林窗斑块, 这种以局部林窗斑块更新维持种群整体稳定的特性, 可能是其长期稳定存在的重要机制。     

人为干扰对雅安莲花山青冈次生林群落结构和物种多样性的影响

以四川省雅安莲花山为研究区,采用典型样地法分别调查轻度、中度和重度人为干扰对青冈(Cyclobalanopsis glauca)次生林不同林分层次的物种组成、群落结构和物种多样性的影响。采用物种丰富度指数(S)、Shannon-Wiener指数(H)、Simpson优势度指数(H′)和均匀度指数(Jsw)来综合分析群落的物种多样性水平。结果表明:(1)在总面积为3 600m2的9个样地中,共记录到维管束植物161种,隶属于83科134属,以禾本科(Gramineae)、樟科(Lauraceae)、壳斗科(Fagaceae)、山茶科(Theaceae)等植物为主。(2)不同强度人为干扰下青冈次生林的群落结构不同,受轻度和中度干扰的群落乔木层处于小径级(胸径8cm以下)、低高度级(高度3~7m)的幼苗较多,林分具有潜在的天然更新能力,受重度干扰下群落乔木小径级、低高度级个体数少,群落结构不稳定,林分生产力低。(3)不同强度人为干扰下青冈次生林群落重要值差异显著,轻、中、重干扰下乔木层优势种数量差别不明显,物种组成单一;灌木层重度干扰下小果润楠(Machilus microcarpa)占据绝对优势地位;草本层优势种在中度干扰下数量最多。(4)随着人为干扰强度的增加,青冈次生林群落的S、H、H′和Jsw降低,群落物种多样性整体呈下降趋势。     

川西亚高山三种优势树种不同根序碳氮磷化学计量特征

采用Pregitzer的方法对细根进行分级,测定川西亚高山红桦、岷江冷杉和粗枝云杉3种优势树种1~5级细根(直径<2 mm)碳(C)、氮(N)和磷(P)浓度,并计算它们之间的化学计量比.结果表明:3种优势树种的细根的C浓度、C/N和C/P随根序的升高而升高,N和P浓度随根序的升高而降低,而N/P在不同根序间变化不显著.细根C、N和P浓度及其化学计量比在3个物种之间差异显著,且这种差异随细根根序的不同而变化.3种树种的细根C、N、P浓度及其化学计量比之间存在显著相关关系.     

浙江古田山次生与老龄常绿阔叶林群落特征的比较

常绿阔叶林为东亚亚热带地区的地带性植被, 对该地区的生物多样性维持和社会发展具有重要的意义。由于长期人类活动的影响, 目前我国分布的常绿阔叶林绝大部分为次生常绿阔叶林。探究次生与老龄常绿阔叶林群落特征的差异, 有利于了解人类干扰对亚热带常绿阔叶林的影响, 为其保护和恢复提供依据。本研究在古田山老龄与次生常绿阔叶林内共设置了29个0.04 ha样地, 比较两者在优势种组成、物种和功能多样性以及生物量等方面的差异。结果表明: (1)次生林与老龄林优势种组成相似, 二者均以甜槠(Castanopsis eyrei)、木荷(Schima superba)等典型常绿阔叶林优势种为主, 但这些树种在次生和老龄常绿阔叶林中的优势度次序不同。(2)整体而言, 次生林的Shannon-Wiener指数和功能离散度高于老龄林; 次生林与老龄林的物种Bray-Curtis指数和功能Sørensen指数均无显著差别。(3)就垂直层次而言, 次生林与老龄林在Shannon-Wiener指数和Bray-Curtis指数的差异主要体现在乔木层和灌木层。(4)就群落结构而言, 次生林的植株密度高于老龄林, 但群落水平和个体水平的生物量均显著小于老龄林。上述结果表明, 人类干扰改变了古田山常绿阔叶林群落的多个重要特征, 不同群落特征的恢复过程并不同步。因此, 对常绿阔叶林生物多样性和生态系统功能的保护和恢复需要从多个角度着手。     

黔中山地喀斯特森林的水文学过程和养分动态

采用不同林分类型固定样地的定位研究方法,研究了黔中山地喀斯特森林对降水量的分配和随降水流动的主要离子的影响。结果表明,林内外年降水量的变化趋势为:空旷地>林隙>乔木层>灌草层>地表和壤中流量>树干径流量。年降水在林内不同层次分配量的变化趋势为:林地蒸发等量>灌草层降水截留总量>林冠层降水截留总量。相关水量的月动态趋势以夏季较高,冬季较低。森林最大持水量的变化趋势为土壤层>植被层。植被层最大持水量的变化趋势为乔木层>枯落物层>灌木层>草本层。喀斯特原生林植被层地上部分最大持水量为28.20 mm,是喀斯特次生林的194.48%。喀斯特原生林土壤层最大持水量加权值为19.24 mm,是喀斯特次生林的187.89%。喀斯特原生林冠层降水截留总量、灌草层降水截留总量、地表蒸发等量总值占空旷地降水量的比例为97.93%,喀斯特次生林的相应值为97.89%。喀斯特原生林的调水能力大于喀斯特次生林。土壤层最大持水量占植被-土壤系统的95.88%~96.11%,保土可增加蓄水。合理调整森林植被层结构既可防治土壤侵蚀,又可提高森林的最大持水潜力。随降水流动的 \mathrm{S} {\mathrm{O}}_4^{2-} 、Ca²⁺、Mg²⁺、 \mathrm{N} {\mathrm{H}}_4^{+} 、K⁺、 \mathrm{N} {\mathrm{O}}_3^{-} 、Cl^-、Na⁺ 月均浓度在不同喀斯特森林类型的林隙、林内和树干径流中的年变化规律明显,夏季浓度较低,冬季浓度较高。固定样地集水区溪流中相关离子月均浓度变化趋势与林隙、林内和树干径流中的不同。喀斯特原生林年随降水输入的相关离子量为430.951 kg·hm^-2·a^-1,随地表径流和90 cm壤中流的输出量为49.789 kg·hm^-2·a^-1,年随降水净增的相关离子量为381.162 kg·hm^-2·a^-1;而喀斯特次生林的相应值为304.101、39.216和264.885 kg·hm^-2·a^-1。喀斯特原生林N^3-、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺储量高于喀斯特次生林,土壤层储量>植被层储量,植被层储量中乔木层>枯落物层>灌木层>草本层。年随降水输入喀斯特森林的相关离子量占植被-土壤系统的总量较小、有效性较高,对森林的生长和养分循环有重要的生态学意义。     

大兴安岭次生林白桦对林下日阴菅及其它主要草本植物的影响

探讨了白桦树冠投影面积对林下日阴菅密度的影响,发现日阴菅密度随白桦树冠投影面积呈双峰型变化。海拔高度、坡向、坡度对于日阴菅随白桦树冠投影面积的变化也有一定程度的影响。白桦荫蔽度、日阴菅地上部生物量和土壤水分含量三者具有较为一致的格局规模,这表明白桦通过改变林下的光照和地表水分而影响了日阴菅的生长。日阴菅在中等尺度上与土壤有机质的格局规模一致。溪荪个体数量与土壤pH值在大、中尺度上均显示一致的格局规模,说明溪荪受pH值的影响。     

辽东山区天然次生林能量平衡和蒸散

基于辽宁冰砬山森林生态系统定位研究站2012年森林内、外微气象观测数据,采用波文比-能量平衡法(BERB)研究了辽东山区天然次生林能量平衡组分及蒸散特征。结果表明,天然次生林全年获得净辐射能量(Rn)为1.63×109J/m2,其中生长季Rn占全年的71%。Rn月均值呈单峰状季节变化;5月份Rn最大,达101.73 W/m2;12月份最小,仅为-2.38 W/m2。Rn在晴朗天气的日变化呈单峰型,峰值出现在12:00前后,Rn在日出后0.5 h至日落前1.5 h为正值,其它时间为负值。潜热通量(LE)、感热通量(H)在晴朗天气呈单峰型日变化规律。LE呈单峰型季节变化,7月份最大。H呈双峰型季节变化,峰值在4月份,次峰值在9月份。波文比(β)近似呈"U"字型季节变化,非生长季β均值为1.50,即H占有效能量的60%,生长季β均值为0.43,即LE占有效能量的70%。生长季土壤热通量(G)为能量支出项,约占有效能量的2.5%,晴朗天气呈单峰型日变化。非生长季G为能量收入项,约占有效能量的6.8%,1月份几乎没有日变化。辽东山区天然次生林全年蒸散(E)总量为541.8 mm,占全年降水总量的70.3%,蒸散耗水是该森林生态系统最主要的水分支出项。     

千岛湖次生林优势种植物光合生理生态特性

对千岛湖次生林优势种马尾松(Pinus massoniana)、苦槠(Castanopsis sclerophylla)、石栎(Lithocarpus glaber)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)在不同季节的光合作用日变化、光响应、CO2响应以及相对叶绿素含量进行了分析,以期了解群落演替的内在机制。结果表明:(1)马尾松的净光合速率(Pn)日变化在4个季节均呈"单峰"曲线;苦槠在8月呈"双峰"曲线,其他3个月份均呈"单峰"曲线;石栎和青冈在5月、8月和11月的Pn日变化均为"双峰"曲线,有明显的光合"午休"现象,2月为"单峰"曲线。(2)马尾松和苦槠的Pn日积累值为8月最高,石栎和青冈为11月最高,且均与其他3个月均差异显著。4种优势种在4个季节的Pn日积累值的平均值大小为马尾松苦槠青冈石栎,差异显著。(3)4个季节中,光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、最大净光合速率(Amax)、暗呼吸速率(Rd)、最大羧化速率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)均以马尾松最高,表观量子效率(AQY)为马尾松最低。青冈在4个季节中具有最低的LSP、Rd和最高的AQY。苦槠和石栎的光合特性介于马尾松和青冈之间。(4)相对叶绿素含量以青冈最高,马尾松最低。总之,马尾松属强阳性树种,苦槠为阳性树种,石栎具有一定的耐荫性,青冈的耐荫性较强。     

沂蒙山区不同森林类型凋落物量及其动态特征

凋落物在森林养分循环中起重要作用,受森林类型、气候带等因素的影响。本文研究了沂蒙山区黑松(Pinus thunbergii Parl.)人工林、栓皮栎(Quercus variabilis Bl.)人工林和天然次生林的凋落物总量和组分的动态特征。天然次生林年凋落物总量(3368 kg/hm2)高于栓皮栎人工林(3256 kg/hm2)高于黑松人工林(3212 kg/hm2),森林类型间差异不显著。3种森林类型的凋落物月总量呈双峰曲线,最大峰值在10—11月,次峰值在4—5月,最小峰值出现时间不同:黑松人工林为12月,另两种森林类型为7月。针叶凋落量和比例、碎屑凋落量表现为黑松人工林高于天然次生林高于栓皮栎人工林,而阔叶凋落量和比例、果凋落量的比例则相反。枝凋落量在森林类型间无显著差异。线性回归分析表明,凋落物总量月动态受最低和最高气温的影响。针叶凋落量受最低气温、最高气温和最大降水量影响;阔叶凋落量受最低气温影响;枝凋落量受降水量、风速和最大降水量影响;果凋落量受气温、风速和降水量影响。结果阐明了暖温带森林类型对凋落物量及组分动态特征的影响,可为其养分循环特征提供数据支撑。