Effects of a winter wildfire on plant community structure and forage quality in subalpine grassland of western Sichuan,China

火是继土壤、水分、温度之后, 塑造地表植被的主要力量。该文以2010年“12·5”冬草场火烧事件为背景, 通过对比川西亚高山草地火烧区域和未火烧区域火后第一年植被群落结构和牧草质量, 探讨亚高山草地植被对冬季火烧的响应机制。通过物种多样性分析、双向指示种分析(TWINSPAN)和干重等级法(dry-weight-rank)分析发现, 冬季火烧未改变植被的生物多样性、均匀度和物种丰富度, 却改变了植被群落结构的物种组成。冬季火烧导致一年生禾草、一年生杂草、灌木等3种生活型植物的数量和生物量增加; 多年生杂草数量减少, 生物量增加; 多年生禾草数量和生物量减少。冬季火烧也极大地减少了可食禾草的比例, 增加了各种杂草的生物量比例。此次火烧事件降低了细柄草(Capillipedium parviflorum)和早熟禾(Poa sp.)等可食禾草的竞争能力, 增加了一些杂草(如火绒草(Leontopodium leontopodioides)、白莲蒿(Artemisia sacrorum)、草玉梅(Anemone rivularis)等)在资源竞争中的相对优势, 最终表现为火后牧草的可食性下降。     

放牧对五台山高山、亚高山草甸牧草品质的影响

通过野外样地调查和室内分析,从牧草的适口性和营养成分两方面,研究了放牧对五台山高山、亚高山草甸牧草品质的影响。结果表明：放牧干扰草甸中适口性为喜食及以上的优质牧草种类为20种,喜食牧草在群落中的相对盖度最大,为45.40%;与之相比,极度退化草甸中优质牧草种类为13种,乐食牧草的相对盖度最大,为62.24%;喜食以上优质牧草的相对盖度最大值,出现在轻度退化草甸中,达到65.95%。同一适口性等级牧草,在不同退化等级草甸中,种类发生变化。从放牧干扰草甸到极度退化草甸,牧草中的粗蛋白和灰分含量呈增加趋势,而中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量呈下降趋势。放牧压力下,五台山高山、亚高山草甸的牧草品质并未下降,但放牧造成的草甸生产力降低,制约了资源的可持续利用和保护。     

Changes in aquatic insect emergence in response to whole-lake experimental manipulations of introduced trout

1. Insects emerging from mountain lakes provide an important food source for many terrestrial predators. The amount of insect subsidy that emerges from lakes is influenced by predator composition, but predator effects could be ameliorated by greater habitat complexity. We conducted a replicated whole‐lake experiment to test the effects of introduced fish predators on the abundance and composition of aquatic insects within and emerging from the littoral zone of 16 mountain lakes in the Trinity Alps Wilderness in northwestern California. 2. Study treatments matched the fisheries management options being implemented in California’s wilderness areas: (i) continued stocking with non‐native trout, (ii) suspension of stocking, and (iii) suspension of stocking and removal of fish. We also included four naturally fishless ‘reference’ lakes. We compared abundances and biomass of emerging aquatic insects before treatments were initiated and for 3 years following their establishment. Abundances of benthic insects were also compared in the third year post‐treatment. 3. Trout removal rapidly increased abundances of mayflies, caddisflies, and insect predators, and overall insect biomass emerging from lakes. No significant differences were found between the suspension of stocking lakes and continued stocking lakes. Fish density was a more important predictor of aquatic insect emergence than habitat complexity. 4. Mayfly larvae responded positively to fish removal and caddisfly larvae tended to be more abundant in lakes without fish, but we did not detect effects on abundance of predatory insects. However, we found large insect predators in shallower water in lakes with fish compared to fish removal or fish‐free reference lakes. 5. These results provide insights into the continuing effects of past and current fish stocking practices on the flow of insect prey from mountain lakes into the neighbouring terrestrial environment. We also show that these consequences can rapidly be reversed by removing non‐native fishes.     

How do temperature,dissolved organic matter and nutrients influence the response of Leptodiaptomus ashlandi to UV radiation in a subalpine lake?

1. Ultraviolet radiation (UV) is an important stressor for zooplankton in alpine lake ecosystems. Multiple environmental variables such as dissolved organic matter (DOM), temperature and nutrient availability may alter how UV affects zooplankton. 2. We conducted a week‐long experiment manipulating UV, nutrients and DOM in enclosures suspended at the surface of cold and warm alpine lakes to determine the interactive effects of these variables on ovigerous Leptodiaptomus ashlandi (Marsh, 1893), a calanoid copepod. 3. UV had a negative effect on nauplii and gravid females at the colder temperature and at low, ambient DOM levels, but had no effect at the warmer temperature or when DOM was added. At the warmer temperature, fewer nauplii were produced in the +nutrient compared to ?nutrient treatment. Adult survival was not affected by UV or any other experimental variable. 4. These results demonstrate that the extent of the impact of UV radiation on zooplankton in alpine systems is altered by other environmental variables, and that these effects may not be apparent from experiments that look only at the survival of adult organisms that are better defended against UV.     

林窗对川西亚高山岷江冷杉幼苗生物量及其分配格局的影响

采用样带法调查了川西亚高山原始岷江冷杉林林窗和林冠下岷江冷杉幼苗(H≤100 cm)的密度、高度、基径和各构件生物量,分析了各构件生物量间的相关性.结果表明：林窗与林冠下幼苗密度分别为12 903和2 017株·hm^-2;平均高度分别是26.6和24.3 cm,差异显著;平均基径分别为4.97和5.13 mm,差异不显著.林窗内各龄级幼苗的生物量与林冠下同龄级幼苗的生物量之间差异不显著.林窗对不同龄级幼苗各构件生物量积累的影响不同,林窗内幼苗枝干生物量比在12年达到最大(1.54),随后其比值维持在0.69左右;林冠下幼苗在15年后(含15年),枝条生物量大于主干生物量.生长在林窗和林冠环境的幼苗单株总生物量、叶生物量、茎生物量、地上生物量和根生物量与幼苗基径的平方(D²)和苗高(H)的乘积有显著的线性关系.林窗与林冠下幼苗各构件生物量之间有显著的正相关关系.     

武功山亚高山草甸群落优势植物野古草和芒异速生长对气候变暖的响应

气候变暖正持续影响着陆地生态系统的结构和功能, 一直是备受关注的热点问题。异速生长关系被认为是生物界中的一种普遍规律, 但我们对于气候变暖如何影响植物异速生长特征所知甚少。该文采用开顶式增温小室对野外自然生境进行模拟增温的方法, 研究了气候变暖对江西武功山亚高山草甸植物群落优势种野古草(Arundinella anomala)和芒(Miscanthus sinensis)异速生长特征的影响。结果表明: 野古草和芒的大多数形态指标之间均具有显著或极显著相关生长关系和异速生长关系, 气候变暖强化了两种禾本科植物大多数形态特征之间的异速生长, 或改变了其原有的生长关系。气候变暖还导致野古草和芒的基部茎粗与其高度、穗长间由原有的等速生长关系转变为异速生长关系; 野古草基部茎粗与小穗数间的异速生长随着温度升高而趋于增强。气候变暖导致野古草个体高度与其叶片长度的异速生长关系转变为等速生长关系, 而芒有相反表现。同时, 增温促进了野古草株高及叶鞘长的生长, 较强增温则改变了芒株高和叶鞘长之间的生长关系; 野古草和芒的叶片形态特征之间几乎都表现为类似的异速生长关系, 增温对其异速生长指数无显著影响。研究表明气候变暖对不同植物和植物构件具有差异性影响, 这种差异性往往与植物的适应性有关。     

三峡库区秭归县景观格局变化及模拟预测

基于1987和2002年秭归县TM影像,采用景观指数的研究方法,分析了1987—2002年间秭归县各景观类型的变化情况,并运用马尔柯夫模型对未来50年研究区的景观格局进行了模拟预测.结果表明：1987—2002年间,秭归县景观格局发生较大变化;不同景观类型面积的分配趋于均衡,疏林地面积大幅增加,旱田和灌木林地面积明显下降,景观总体的平均形状指数下降,表现为各景观集中连片化分布,且形状趋于简单,人为干扰的影响较明显;总体上,该区景观多样性和破碎化情况均有不同程度的改善.未来50年,研究区疏林地将呈现出快速增长的趋势,林地的增幅次之,旱田和灌木林地面积将不断下降,其他景观的变化幅度不大.该区景观格局变化的驱动力主要为县城搬迁和林业政策.     

太白红杉林斑块结构与群落特征

根据森林循环理论, 森林群落的动态是处于不同发育阶段的镶嵌系统。通过调查太白山亚高山针叶林带太白红杉 (Larix chinensis) 林的结构, 确定出4种斑块阶段 (林窗阶段、建立阶段、成熟阶段和衰退阶段), 研究了森林斑块动态变化和生物多样性变化规律, 并测定分析了不同斑块类型内光照和温度的日变化规律。结果表明:1) 群落内不同斑块类型的比例分别是:林窗阶段40.3%, 建立阶段34.0%, 成熟阶段17.2%, 退化阶段8.5%。2) 不同斑块类型内, 环境因子 (光照和温度等) 的日变化差异明显。其中, 在林窗阶段的光照强度和土壤表面温度要比其他3个阶段变化更大。3) 森林循环过程中, 不同高度和不同径级个体的密度存在着明显差异。4) 平均胸径、高度和平均基面积、个体平均体积和立地材积均随着森林的循环而增加。5) 森林循环过程中, 生物多样性的变化为波形的。运用自然干扰与斑块动态理论, 解释了太白红杉林循环过程中不同斑块之间生物多样性存在差异的可能原因。     

雪被斑块对川西亚高山森林凋落物冬季分解过程中钾和钠动态的影响

亚高山森林冬季不同厚度雪被斑块下显著的冻融格局差异可能对凋落物分解过程中钾(K)和钠(Na)的动态具有重要影响, 然而已有研究还不足以清晰地认识这一过程。以川西亚高山森林6种代表性树种凋落物为研究对象, 采用凋落物网袋法, 探讨冬季不同厚度雪被斑块下雪被形成期、覆盖期和融化期凋落物分解过程中K和Na元素释放或富集的特征。整个雪被覆盖时期, 6种凋落物分解过程中Na均表现为富集特征, 且以覆盖期最为明显; 而K表现为释放特征, 以雪被融化期释放率最大。相对于其他雪被斑块, 厚型和中型雪被斑块下凋落物K释放率相对较高; 除康定柳(Salix paraplesia)和高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)外, 其他物种凋落物在厚型和中型雪被斑块下Na富集率较高。同时, 统计分析结果表明, 物种和雪被显著影响冬季不同关键时期凋落物K和Na元素动态。除红桦(Betula albosinensis)和方枝柏(Sabina saltuaria)凋落物外, 温度因子与凋落物K和Na动态变化呈显著正相关。这些结果表明气候变暖情景下冬季雪被覆盖的减小将抑制亚高山森林冬季凋落物分解过程中K和Na元素的释放, 但是释放程度受凋落物质量和雪被覆盖时期的显著影响。