E. O. 威尔逊与岛屿生物地理学理论

20世纪伟大的博物学家和生物地理学家爱德华·奥斯本·威尔逊(Edward Osborne Wilson,1929-2021)与杰出的理论和数学生态学家罗伯特·赫尔默·麦克阿瑟(Robert Helmer MacA rthur,1930-1972)共同开创的岛屿生物地理学理论是他们青年时代的巅峰之作。     

中国常绿阔叶林8大动态监测样地植被的综合比较

本文通过汇总中国常绿阔叶林8大动态监测样地的植物名录,在规整植物名称的基础上,统计了8大样地的植物种类组成,比较了它们的相似性及其与环境立地的关系。利用生长型和生态指示值,分析了8大样地组成植物的生态特征及其与生境的联系。从区系组成和生态特征看,8大样地可分为两组,一组包括天童、古田山、百山祖、八大公山,属于典型常绿阔叶林;另一组包括黑石顶、鼎湖山、福山、莲花池,属于季节常绿阔叶林和适雨常绿阔叶林(亚热带雨林)。另外还讨论了动态观测样地的群落类型划分问题。最后提出的建议是:增加草本和藤本植物调查,重视植物分类和生态指示值及种间相互关系的研究,更为重要的是制定长期的协作研究计划。     

天童常绿阔叶林演替系列植物群落的N∶P化学计量特征

 土壤氮磷养分对植物生长的限制性可通过植被的N∶P化学计量特征来反映。该研究以常绿阔叶林演替系列为对象,将N∶P作为诊断指标,揭示 常绿阔叶林次生演替过程中植物群落的N∶P化学计量特征和养分限制作用。结果显示：1)物种水平的N∶P大小不一,但演替系列总体的变化特 征表现出了较高的一致性。2）在群落水平上,次生演替初期的灌草丛N∶P极小(7.38),远远低于14,当演替进入灌丛阶段,N∶P 显著增高到 19.96,在进入演替中期的针叶林(14.29)和针阔混交林(14.21)时,N∶P显著下降到 14～16之间,演替中后期的木荷(Schima superba)群落 (18.77)和栲树(Castanopsis fargesii)群落(20.13)的N∶P发生了显著的升高过程 。根据以往对N∶P临界值的确定,可以认为,常绿阔叶林次 生演替初期的植物群落生产力主要受到氮素的限制作用;演替中期的针叶林和针阔混交林主要受氮磷的共同限制,但以氮素的限制作用更为强 烈;演替中后期植物群落主要受到土壤磷素的限制作用。     

庙岛群岛典型植物群落物种、功能、结构多样性及其对环境因子的响应

海岛植被在全球生物多样性研究中起重要作用,研究海岛植被多样性对于理解海陆相互作用下植物群落的多样性维持机制有重要意义.本研究以庙岛群岛的麻栎群落、刺槐群落、黑松群落、荆条群落4种典型植物群落为对象,采用物种多样性指数、功能多样性指数和结构多样性指数,在群落尺度上探讨了海岛典型植物群落物种、功能、结构多样性间的关系及其对环境因子的响应.结果表明: 黑松群落的物种丰富度与Rao指数高于刺槐群落与麻栎群落,而结构多样性却较低;荆条灌丛的物种、结构多样性均低于森林群落,而功能多样性高于部分森林群落.物种丰富度与Rao指数以及树高多样性间呈显著正相关,与功能均匀度呈显著负相关.结构多样性主要由坡度决定且与坡度呈负相关;功能均匀度与坡度呈正相关,而功能异质性、功能离散度和物种多样性则更多地受土壤理化性质的影响,与土壤容重及土壤总碳呈正相关,与土壤含水率呈负相关.总体而言,庙岛群岛的植物群落多样性格局既有与大陆植被相似的特征,但也有其海岛特殊性.     

基于功能性状的常绿阔叶植物防火性能评价

植物功能性状不仅便于评价植物的防火性能,也有利于筛选防火植物。本研究以宁波地区的29个常绿木本植物为对象,在测定植物比叶面积、叶干物质含量、叶片含水量、枝条干物质含量和树皮厚度5个功能性状,以及鲜叶的7个防火性能指标的基础上,通过因子分析将防火性能指标划分为抗燃性f_a(包含抗火性因子f₁和燃烧速度因子f₂2个公因子)与燃烧性f_b 2个防火因子,然后利用Pearson相关和偏相关建立了5个功能性状与各个防火因子的相关性,并对29物种的防火性能进行评价。结果表明：1)比叶面积和树皮厚度与抗火性因子f₁,枝条干物质含量、树皮厚度和当年生叶片含水量与燃烧速度因子f₂,比叶面积与抗燃性因子f_a,叶片干物质含量、比叶面积和当年生叶片含水量与燃烧性因子f_b间存在显著的相关关系;2)偏相关简化植物防火性状后,比叶面积和叶干物质含量分别对抗燃性因子f_a与燃烧性因子f_b的指示性最好;3)分别基于功能性状和燃烧试验的物种抗燃性排序相似度为0.80。本研究证明,基于简易观测的植物功能性状可较好地反映树种的抗火性和燃烧性,可作为植物防火性能有效的评价方法。     

浙江天童太白山不同群落植物构型比较

植物构型是植株构件在空间上的分配方式,反映了植物对环境的响应策略。通过对浙江天童太白山海拔差异很小的栲树(Castanopsis fargesii)、小叶青冈(Cyclobalanopsis gracilis)和云山青冈(Cyclobalanopsis sessilifolia)群落类型中所有植株的树高、树冠厚度、树冠面积、叶片聚集度、枝下高和距地45 cm基径等植物构型性状,以及树冠曝光指数、土壤含水率、空气温湿度、土壤p H值和风速6个环境因子的测定,分别分析乔灌木层植物构型性状及性状关系在3个群落间的变化规律。结果表明:(1)从栲树到小叶青冈至云山青冈群落,灌木层的树高、树冠厚度、枝下高和距地45 cm基径增加,叶片聚集度减小;乔木层的树高、树冠厚度、树冠面积、枝下高和距地45 cm基径均减小,叶片聚集度增大;(2)3个群落灌木层构型性状间显著相关(P0.001),而乔木层只在中低海拔群落存在相关性;(3)从栲树到小叶青冈至云山青冈群落,乔灌木层的冠层曝光指数显著增加(P0.05);(4)多元逐步回归表明,树冠曝光指数对灌木层构型性状变异的贡献最大,而风速、土壤含水率和p H值对乔木构型性状的变异起主导作用。综上得知,天童太白山乔灌木植物在不同群落间存在构型分异,植物对光资源的竞争是引起灌木构型在不同群落间变化的主要驱动因子,而对乔木植物,其构型变化更多受到风速和土壤含水量的影响。     

中国东部海岛森林和灌丛土壤碳氮磷养分库的纬度变化

虽然海岛结构相对简单,但在生物多样性和生态功能维持方面起重要作用.以中国东部暖温带、北亚热带、中亚热带和南亚热带的14个海岛为对象,研究森林土壤碳和氮磷养分库的纬度变化特征,并分析其与气候因子和植物多样性的关系.结果表明:土壤碳和氮磷养分库在温度带间差异显著,土壤碳库与氮库在暖温带最低,分别为49.35和1.08 t·hm^-2,在北亚热带最高,为137.25和4.63 t·hm^-2;磷库在南亚热带海岛最低,为1.3 t·hm^-2,在北亚热带最高,为5.19 t·hm^-2.各植被类型土壤碳氮磷库在不同温度带间存在显著差异,落叶林土壤碳氮磷库在亚热带高于暖温带;常绿阔叶林土壤碳和氮库不受温度带影响,磷库在北亚热带和中亚热带显著高于南亚热带.年均温、年降水量、土壤含水量和植物物种多样性间的交互作用对土壤碳氮磷库有显著正向影响;植物物种多样性对土壤氮库变化有正向影响,但对磷库具有负向影响.海岛森林土壤碳库的纬度变化趋势与大陆相反,土壤氮磷养分库变化格局与大陆相似;其中,水热和植物物种多样性是驱动中国东部海岛森林土壤碳氮磷库变化的主要非生物和生物因素.     

基于地形因子的天童地区常绿树种和落叶树种共存机制研究

位于亚热带的浙江天童和古田山常绿阔叶林大样地分布有较高比例的落叶树种,那么它们与常绿树种的共存机制是什么?常绿树种和落叶树种生态习性差异较大,二者对生境的选择应有所不同,我们推测生境分化可能是两类植物实现共存的主要机制。为检验该假设,我们以天童20ha动态样地调查数据为依托,选择个体数≥20的55个常绿树种和42个落叶树种作为分析对象,用典范对应分析(CCA)研究了地形因子对二者分布的影响差异,用torus转换检验来分析常绿树种和落叶树种与各类地形生境的关联。结果如下:(1)CCA分析表明地形因子对常绿树种分布的解释量为19.2%,对落叶树种分布的解释量为7.0%。(2)torus转换检验结果表明,与沟谷成正关联的常绿树种和落叶树种的比例分别为16.4%和28.6%,成负关联的比例分别为40%和7%;与山脊成正关联的常绿树种和落叶树种的比例分别为41.8%和4.8%,成负关联的比例分别为10.9%和47.6%;与受干扰生境成正关联的常绿树种和落叶树种的比例分别为16.4%和42.9%。上述结果说明地形对常绿树种分布的影响大于落叶树种;两个植物类群对生境的选择多呈现相反格局,尤其是在沟谷生境和山脊生境,这进一步表明生境分化是常绿树种和落叶树种共存的重要机制之一,生态位理论在一定程度上能较好地解释亚热带常绿阔叶林物种多样性的维持。     

浙江天童20ha常绿阔叶林动态监测样地的群落特征

常绿阔叶林是我国东部低海拔地区的典型植被,基于大型动态监测样地的群落特征分析是揭示其生物多样性维持机制的基础.作者在天章国家森林公园建立了20 ha的样地,并完成了第一次群落学特征调查和分析.结果显示,样地内共有胸径≥1 cm的木本植物152种94,603株,隶属51科94属.重要值最大的前3个科依次是山茶科、樟科和壳斗科.属水平上热带区系成分占总属数的52.1%,温带区系成分占42.6%.常绿物种在样地内占绝对优势,占总重要值的80.3%.重要值最大的3个种依次是细枝柃(Eurya loquaiana)、黄丹木姜子(Litsea elongata)和南酸枣(Choerospondias axiliaris);稀有种共计55种,占总物种数的36.2%.木本植物整体径级结构呈逆"J"字型.萌枝分枝 情况表明,常绿物种的萌、分枝能力强于落叶物种.此结果表明天童常绿阔叶林物种组成丰富,群落成熟稳定,更新良好,反映了亚热带东部常绿阔叶林的典型特征.     

浙江天童常绿阔叶林不同演替阶段木本植物的水力结构特征

水力结构是植物应对环境形成的与水分运输相关的形态策略.探索不同演替阶段和群落不同高度层植物的水力结构特征, 有助于理解植物的水分运输和利用策略.该研究以浙江天童常绿阔叶林演替前中后期群落的上层木(占据林冠层的树种)和下层木(灌木层物种)为对象, 测定了演替共有种(至少存在于两个演替阶段的物种)和更替种(仅存在于某一演替阶段的物种)的枝边材比导率,叶比导率和胡伯尔值, 以及边材疏导面积,末端枝总叶面积和枝条水势, 分析植物水力结构在群落上层木和下层木间以及在演替阶段间的差异, 及其与枝叶性状的相关关系.结果显示: (1)上层木植物边材比导率和叶比导率显著高于下层木植物(p < 0.05); (2)上层木和下层木的边材比导率与叶比导率在演替阶段间均无显著差异(p > 0.05); 上层木的胡伯尔值在演替阶段间无显著差异, 下层木的胡伯尔值随演替显著下降(p < 0.05); (3)上层木共有种仅边材比导率随演替进行显著降低(p < 0.05), 更替种的3个水力结构参数在演替阶段间无显著差异; 下层木共有种水力结构参数在演替阶段间无明显差异, 更替种仅胡伯尔值随演替减小(p < 0.05); (4)植物边材比导率与枝疏导面积和末端枝所支撑的总叶面积显著正相关(p < 0.01), 胡伯尔值与枝条水势及末端枝总叶面积显著负相关(p < 0.01).以上结果表明: 天童常绿阔叶林演替各阶段上层木比下层木具有更大的输水能力和效率; 随着演替进行, 上层木与下层木的共有种和更替种边材比导率的相反变化表明上层木水力结构的变化可能由微生境变化引起, 而下层木水力结构特征的变化可能由物种更替造成.