海南霸王岭不同森林类型附生兰科植物的多样性和分布

附生兰科植物是热带林附生植物的主要类群之一,对于维持热带林生态系统的物种多样性及生态功能具有重要的作用。以海南岛霸王岭国家级自然保护区内的6种热带原始林类型(热带季雨林、低地雨林、热带针叶林、山地雨林、山地常绿林及山顶矮林)中的附生兰科植物为研究对象,通过样带调查(每个森林类型设置12个10m×50m的样带,记录每个样带内胸径(DBH)≥5cm的树木及藤本上附生兰科植物的物种名称、株数及附生位置)分析了附生兰科植物的物种多样性、附生位置及其在不同森林类型中的分布规律。结果表明:1)3.6hm2森林调查样带内共记录到附生兰科植物9634株,分属于26属60种;2)除趋势对应分析(DCA)结果表明,6种森林类型中的附生兰科植物可分成5组(其中,山地常绿林与山顶矮林内的附生兰科植物归为一组);3)分布海拔范围相临近的森林类型的附生兰科植物具有较高的相似性,山地常绿林和山顶矮林附生兰科植物的相似性最高(88.9%);4)6种森林类型中,较高海拔的3种森林类型(山地雨林、山地常绿林和山顶矮林)中,附生兰科植物的丰富度和多度均显著高于其在较低海拔的3种森林类型(热带季雨林、低地雨林和热带针叶林),其中,附生兰科植物在山地常绿林内的丰富度和多度均最高;5)热带季雨林、低地雨林、热带针叶林及山地雨林内,宿主冠区附生兰科植物的多度均高于干区;山地常绿林内两者之间无显著差异;而山顶矮林干区的附生兰科植物的多度高于冠区;6)调查木上附生兰科植物的发生率在高海拔森林类型均高于其在低海拔森林类型,各森林类型内附生兰科植物的多度及物种丰富度与宿主胸径均存在显著正相关关系。     

附生植物石斛的株丛生长及营养繁殖特征

石斛(Dendrobium nobile Lindl.)为兰科多年生附生性草本植物,特化的假鳞茎是其营养贮藏器官,通过假鳞茎可实现克隆生长。该研究以野外调查发现的石斛株丛为研究材料,比较不同等级株丛假鳞茎合轴生长和高位腋芽的差异,分析高位株丛的定植方式,探讨石斛株丛生长及营养繁殖对附生环境的适应策略。结果显示:(1)石斛株丛的生长和扩大通过合轴生长的营养繁殖方式进行,假鳞茎基部具有2~3个储备芽,每年萌发1~2个新芽,随着生长年限的增加,形成大小不一的株丛。(2)株丛具有典型的高位腋芽营养繁殖特性,且主要形成于假鳞茎密集和老根密布的大株丛。(3)高位株丛母茎一端附着于附主树种上,在母茎软化和高位株丛的重力作用下,缩短了高位株丛与附主的距离,使其根系能够触及附主,完成高位株丛的定植。研究表明,附生植物石斛通过假鳞茎合轴生长的营养繁殖方式来增强并延续株丛寿命,高位腋芽的频发是株丛假鳞茎对拥挤等逆境的响应,高位株丛的定植依赖于母茎,这也是石斛对附生环境的一种生态适应策略。     

海南岛热带天然针叶林附生维管植物多样性和分布

作为热带林中一个重要的特征性组分, 附生维管植物对于维持热带森林的物种多样性及其生态系统功能均具有重要作用。该文首次系统地报道了热带天然针叶林中的附生维管植物多样性和分布特征。以海南岛霸王岭国家级自然保护区保存完好的热带天然针叶林(我国唯一较大面积分布的南亚松(Pinus latteri)天然林)中的附生维管植物为研究对象, 通过样带调查(共设置12个10 m × 50 m的样带, 记录每个样带内胸径(DBH) ≥ 5 cm树木上附生维管植物的物种名称、株数及附生高度), 分析附生维管植物的物种多样性和空间分布特征。结果表明: 1)热带针叶林0.6 hm ²面积内共有附生维管植物769株, 分属于7科17属27种, 附生兰科植物和萝摩科植物为优势类群; 2)附生维管植物在水平方向上呈现出聚集分布; 3)附生维管植物在垂直方向上, 在中等高度层次(10-20 m)分布最多, 在下层(0-5 m)也有较多的分布; 4)少数附生维管植物对南亚松表现出一定的选择性, 如华南马尾杉(Phlegmariurus fordii)、玫瑰毛兰(Eria rosea)、眼树莲(Dischidia chinensis)和铁草鞋(Hoya pottsii)等; 5)附生维管植物的物种丰富度及多度与宿主胸径均存在显著的正相关关系。     

亚热带常绿阔叶林冠层附生植物叶片形态结构及生理功能特征的适应性研究

以南亚热带常绿阔叶林林冠层不同部位的4种附生植物:瓜子金(Dischidia chinensis Champ.ex Benth.)、蔓九节(Psychotria serpens L.)、白背瓜馥木(Fissistigma glaucescens (Hance) Merr.)和山萎(Piper hancei Maxim.)为研究对象,比较其叶片解剖结构和光合、蒸腾等生理特性,探讨附生植物叶片形态结构、生理生态功能对冠层不同部位水、热和光资源的适应以及叶片形态结构与生理生态功能的联系.结果表明:着生在冠层上部的两种附生植物瓜子金和蔓九节叶片小而厚(厚度分别为3558±63 μm和217.1±33.1 μm),气孔面积小(分别为185.7±3.7 μm2和225 4±5.2 μm2)且覆盖角质膜,有利于降低蒸腾速率(两者分别为0.17±0.02 mmol H2O和0.34±0.05 mmol H2O),提高水分利用效率WUE(分别为11.35±0.87 μmol CO2/mmolH2O和7.88±1.31 μmol COJmmol H2O),更适应冠层顶部高温、低湿、强光照的生境.这些结构特征却不利于气体交换,会致使瓜子金和蔓九节的光合作用降低(二者最大净光合速率Pmax分别为2.2±0.1 μmol CO2 ·m-2·s-1和3.2±0 4 μmol CO2·m-2·s-1).冠层中下部的白背瓜馥木和山蒌叶片相对较薄(厚度分别为90.8±9.9 μm和114 9±18.2 μm),气孔面积较大(分别为260.6±6.3 μm2和362.5±8.7 μm2),叶肉细胞分化明显,海绵组织排列松散,有利于提高对弱光的利用,增强光合能力(二者Pmax分别为9.5±1.3 μmol CO2·m-2·s-1和7.1±0.8 μmol CO2·m-2·s-1,是瓜子金和蔓九节Pmax的3～4倍),更适应冠层中下部低温、高湿、弱光照环境.这些结构同时会导致白背瓜馥木和山蒌蒸腾速率提高(两者分别为0.67±0.10 mmol H2O和0.74 +0.13 mmol H2O),WUE下降(分别为4.4±1.01μmol CO2/mmol H2O和3.4±0.9 μmol CO2/mmol H2O,仅为瓜子金和蔓九节WUE的30％ -48％).这表明着生在林冠层不同部位的附生植物叶片形态结构特征随着光合有效辐射、温度、湿度等微环境因子的变化表现出显著的差异,并致使各自的生理生态功能发生了相应的适应,是植物适应环境条件的重要表现.     

云南石林喀斯特地区半湿润常绿阔叶林附生植物的初步研究

对云南石林喀斯特山地原生植被——半湿润常绿阔叶林中附生植物的组成、生物量以及附生植物持水量等进行研究,结果表明该区森林林木附生植物种类相对较少,只有8科9种附生维管束植物和5种苔藓植物,而林内岩石表面则有石附生维管束植物16科17种,苔藓植物3种,两种不同生境附生植物的相似性系数为0.5。相同取样面积(400cm2)条件下,岩石表面附生植物平均生物量(11.7g)比林木表面(4.9g)的高。附生植物一次持水量为自身干重的5.5~9.7倍。     

亚热带森林附生植物叶片气孔特征及其可塑性对光照变化的响应

附生植物是热带亚热带森林生态系统中物种多样性极高且极其脆弱敏感的生物类群之一。光照被认为是促进附生植物由陆生类群演化而来并决定其生长和分布的关键因素。然而,由于接近林冠和规范性采样的限制,附生植物与光照的关系仍亟待阐述。为揭示附生植物对光强变化的响应和适应策略,该研究以亚热带常绿阔叶林6种附生植物(林冠层木本:鼠李叶花楸、毛棉杜鹃;林冠层草本:狭瓣贝母兰、毛唇独蒜兰;树干区草本:点花黄精、距药姜)为对象,对其在4个光处理梯度下生长的叶片气孔特征及其可塑性进行了对比分析。结果表明:(1) 2种附生小乔木的气孔面积(SA)、气孔密度(SD)、潜在气孔导度指数(PCI)和表皮细胞密度(ECD)均对光强改变显著响应。2种附生兰科植物的SA最大,而SD最小;附生乔木叶片SD和ECD的光响应趋势与陆生植物更相似,而附生草本则出现种间差异。(2) 6种附生植物的气孔、表皮细胞特性及其表型可塑性,在草本-木本、常绿-落叶植物、林冠-树干区之间,均无明显差别。(3)附生植物气孔特性和表皮细胞平均可塑性指数均低于陆生植物。综上结果表明,亚热带常绿阔叶林中附生植物对于光环境变化的适应性相对较弱。不同的附生植物可以通过不同程度地增加叶片SD和ECD来适应高光强生境,并通过对SD和SA的双重调节以增大潜在光合能力从而应对低光胁迫。     

云南哀牢山山地湿性常绿阔叶林附生植物的多样性和分布

附生植物对山地森林生态系统的物种多样性形成及其维持机制、生态系统的水分和养分循环等有重要作用。作者调查分析了云南哀牢山原生山地湿性常绿阔叶林 80株不同种类、不同径级乔木上附生植物种类、数量及空间分布特征,结果表明该区森林附生植物种类较为丰富。共收集到附生植物 69种,分属 33科 49属,其中维管束植物32种,苔藓植物 37种。附生维管束植物的Shannon Wiener指数和Simpson指数分别为 2. 93和 0. 91,附生苔藓植物分别为 3. 31和 0. 95。附生维管束植物中蕨类较为丰富,以棕鳞瓦韦 (Lepisorusscolopendrium)、拟书带蕨 (Vittariaflexuosoides)、柔毛水龙骨(Polypodiodesamoenavar. pilosa)等为主;附生种子植物以黄杨叶芒毛苣苔 (Aeschynanthusbuxifolius)、长叶粗筒苣苔(Briggsialongifolia)、白花树萝卜 (Agapetesmannii)等为主。该地区全年气候潮湿、温凉,使得附生苔藓植物非常丰富,主要优势种类包括东亚鞭苔 (Bazzaniapraerupta)、小叶鞭苔 (B. ovistipula)、齿边广萼苔(Chandonanthushirtellus)、树平藓 (Homaliodendronflabellatum)、刺果藓 (Symphyodonperrottetii)、青毛藓 (Dicran odontiumdenudatum)、小蔓藓(Meteoriellasoluta)、尖喙藓(Kindbergiapraelonga)等。从空间分布特点上看,     

西双版纳地区附生与非附生植物叶片对雾水的吸收

采用蒸馏水喷雾(模拟雾)法,测定了西双版纳地区干季中10种附生植物和非附生植物叶片水势(Φ)、相对含水量(RWC)和吸水量的变化,探讨了不同类型植物叶片的吸收雾水的能力.结果表明,随喷雾时间的延长,植物叶片Φ、RWC和吸水量均升高,说明附生植物和非附生植物叶片都能吸收雾水,但附生植物叶片吸水后Φ升高明显快于非附生植物.附生植物附着实蕨和爬树龙叶片吸水快、RWC变化大,表明其叶片吸收雾水的能力强;贝母兰和掌唇兰叶片吸水能力低于非附生植物中的穿鞘花和野靛稞,但高于其它4种非附生植物.傍晚雾生之前附生植物叶片Φ显著低于清晨,表明夜间附生植物叶片吸收了雾水;而非附生植物傍晚叶片Φ与清晨水势差异不显著,夜间几乎不吸收雾水.除贝母兰外,附生植物叶生物量分数高于非附生植物,利于其吸收雾水.由于西双版纳地区干季多雾,该区植物叶片最低水势均在-0.8 MPa以上,水分胁迫不严重.     

附生蕨类植物的克隆性研究进展

石松类及蕨类植物在高等植物中处于比较特殊的进化与系统发育地位, 同时具有孢子植物(孢子)与种子植物(维管束)的双重特征。附生蕨类植物是蕨类植物中占据独特生境的一个大类群, 其生活史策略及进化历史与其附生生长的森林生态系统紧密相关。大部分附生蕨类植物的克隆生长习性及克隆生活史性状在其生态适应中具有重要作用, 但这方面未引起广泛关注。本文主要综述了中国山地森林中附生蕨类植物的根状茎克隆生长、克隆性与生态适应性、不同克隆生长方式与进化等方面, 并展望了蕨类植物克隆性在森林生态系统过程与功能中的作用, 以及今后如何将蕨类植物生态学研究与气候变化、植被恢复、土地利用变化等全球变化的主流方向进行结合。     

Advances in ecological studies of epiphytes using canopy cranes

Forest canopies are one of the most species-rich habitats, but among the least explored in the biosphere. They play a crucial role in the process of material and energy exchange between the forest and atmosphere. Individual ecosystem members (e.g., epiphytes) and the ecological function of canopies have been given insufficient attention because of inaccessibility. Canopy cranes have been successfully used to guarantee non-destructive and reiterated sampling of epiphytes, thus offering a top-down perspective of the entire canopy. These cranes have become the symbol of canopy research and enable epiphyte research. Globally, western developed countries have conducted many studies of diversity and spatial distributions of epiphytes using canopy cranes, thus accumulating an abundance of valuable results. This review summarizes the structure, development history, and distribution of canopy cranes as well as general information about international canopy research organizations. Ecological studies of epiphytes performed around the world using these canopy cranes are also reviewed. Additionally, the development of canopy ecology and the construction of canopy cranes in China are introduced briefly. In analyzing current research trends in ecological studies of epiphytes in China and globally, the following aspects were considered: biodiversity, spatial patterns and maintenance mechanisms, ecological adaptations of epiphytes, their relationship with canopy animals, and their responses to climate change.