车八岭山地常绿阔叶林冰灾后土壤微生物群落功能多样性

研究了我国南方冰灾后常绿阔叶林林冠开度及土壤养分的空间异质性对土壤微生物功能多样性的影响.在受冰灾影响的粤北车八岭山地常绿阔叶林2 hm2固定样地中按照冠层受损程度选取16个20 m×20 m的样方,用半球面影像技术获取林冠开度,并取0～20 cm的表层土壤混合样品分析土壤的理化性质,同时应用Biolog技术分析微生物功能多样性.按林冠开度梯度对各样方土壤微生物群落利用单一碳源的分析发现,林冠开度大的样方土壤微生物的活性、丰富度、多样性和均匀度都较低,反之则较高.聚类分析的结果与林冠开度的梯度有高度的一致性.主成分分析表明各样方土壤微生物功能多样性具有显著差异(第一轴p<0.005;第二轴p<0.001),其结果与聚类结果基本吻合.冗余分析揭示了土壤全磷、全钾、全氮、速效氮、有机碳、容重、总孔隙度和林冠开度的综合作用对土壤微生物功能多样性有显著影响(p<0.005),其中林冠开度与土壤微生物群落功能多样性的关系最密切.土壤微生物功能多样性受土壤养分的影响,具体表现为:与土壤有机碳呈明显的正相关;与全氮正相关;与速效氮、全磷负相关.研究说明冰灾所造成林冠开度和土壤养分的空间异质性会影响到土壤微生物功能多样性,而土壤微生物功能多样性可用于对生境恢复的指示和评价.     

粤北山地常绿阔叶林自然干扰后冠层结构空间异质性动态

以受2008年冰灾破坏的广东始兴车八岭山地常绿阔叶林为研究对象,采用半球面影像技术、地统计学的空间异质性和空间自相关分析方法,连续3年(2008-2010年)对林冠结构空间异质性动态进行了检测研究.结果表明:(1)从2008到2010年,林冠开度的平均值、标准差、变异系数、最大值、最大值和最小值的差值以及林冠结构的空间异质性均在逐渐减小,且后两年较为接近;(2)受灾当年冠层结构由随机因素造成,其半方差拟合函数属纯块金模型,后两年冠层结构则由结构性因素引起,其半方差拟合函数属球状模型;(3)受灾当年冠层结构不存在空间自相关;随着时间推移其空间自相关越来越强.说明冰灾后常绿阔叶林冠层结构在没有人为干预的情况下会逐渐恢复到灾前水平,体现出天然的空间分布状况.     

冰灾后南岭五指山森林树种的受损与早期恢复

应用样带调查法,于2009年调查了2008年冰灾后南岭五指山森林优势种及保护树种的受损及恢复情况。在3条长2～7km、宽15m的样带调查区共记录了2832株胸径>2cm的树木,它们隶属于53科96属141种,其中2072株林木受到损伤,总受损率为73%,61%为轻度受损。灾后一年,约84%的个体能通过萌条恢复生长,但16%未出现萌条而死亡或濒临死亡。群落优势类群壳斗科、樟科、木兰科和金缕梅科优势种的受损率和萌条恢复率均较高。共记录了15种国家级保护树种,以广东松(Pinus kwangtungensis)和福建柏(Fokienia hodginsii)最为常见,除三尖杉(Cephalotaxus fortunei)和穗花杉(Amentotaxus argot-aenia)外,其余种类均有不同程度的受损,其中59%死亡或濒临死亡。此外,在43个具3株以下的小频度种中,25%的个体未见恢复而死亡。本研究结果揭示了2008年冰雪灾害对南岭五指山森林林木造成了严重的伤害,大多数树种具有较强的自然恢复能力,能以快速萌条方式进行恢复,但部分濒危珍稀植物和低密度种的死亡可能会改变原有群落的物种组成,进而影响未来群落的演替进程。     

粤北山地常绿阔叶林自然干扰后冠层结构与林下光照动态

以粤北车八岭2008年受冰灾破坏的山地常绿阔叶林为研究对象,设置2 hm2固定样地开展连续3a(2008—2010年)的群落调查,并采用半球面影像技术(Hemispherical photography)获取冠层结构和林下光照指标,分析灾后森林演替过程中冠层结构和林下光照的动态。研究发现:1)灾后森林恢复过程中,样地林下光照(直射光、散射光和总光照)均随林冠开度的减少、叶面积指数的增加而减少;2)从2008到2010年,各年度冠层结构和林下光照的差异均极显著(P<0.0001),但年间差异程度有逐年减少的趋势;3)灾后森林恢复前3a,林下直射光对林下总光照的贡献大于散射光,其时空波动性也大于散射光;4)林冠开度对冠层结构的反映程度比叶面积指数高,冠层结构对林下散射光的影响比对直射光大。灾后林木先是迅速生长然后生长速度缓慢下来并逐渐稳定,随森林逐渐郁闭林下光照也随之减少,其中林冠开度用于评价冠层结构动态的效果更佳,林下直射光比散射光的时空变化更复杂。     

冰灾后受害木荷萌枝光合生理响应和叶绿素荧光特性

以2008年南方冰雪灾害中受到严重损害的木荷为对象,在浙江江郎山设置5个400m2样地,通过Li-6400光合仪人工控制光强和CO2浓度测定相关光合参数,采用指数方程对不同受害类型木荷(倒木和断木)的光合生理响应曲线进行拟合,并结合叶绿素荧光参数分析了不同部位萌枝叶片的光合能力。结果表明:(1)光响应曲线中,木荷断木不同部位萌枝叶片在初始阶段(光照强度0～200μmol.mol-1)较陡,随着光强的增大,断木相对于倒木较早达到光饱和点,但其最大净光合速率较倒木低;CO2响应曲线中,倒木和断木在起始阶段(CO2浓度在0～200μmol.mol-1)的斜率较接近,随着CO2浓度增加,各条拟合曲线趋势相似。(2)不同受害类型木荷之间比较,倒木的光饱和最大净光合速率(PLmax)、CO2饱和最大净光合速率(PCmax)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)、有效光化学效率(Fv′/Fm′)分别比断木高22.03%、5.22%、13.73%、52.48%、22.53%,且二者间的PLmax、LSP、Fv′/Fm′均差异显著。(3)相同受害类型木荷的不同部位之间比较,倒木不同部位的PLmax、PCmax、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、Fv′/Fm′、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、电子传递速率(ETR)均表现为底部>中部>顶部,而断木不同部位则表现为顶部和中部大于底部,但未达到显著水平。研究发现,遭受冰雪灾害的木荷倒木的光合作用能力高于断木,且倒木底部和断木顶部的光合作用能力高于其它部位。