三峡库区退耕还林后植物多样性研究

通过对三峡库区不同退耕还林阶段的植物群落调查,结果表明退耕还林后植物群落演替基本沿着:农田杂草→草地→灌木林地→天然次生乔木林的方向而发展.但由于退耕还林阶段受环境因素或干扰状况对群落植物多样性的影响,加上退耕还林中树种较为单一,退耕还林后群落的物种丰富度和物种多样性没有得到提高.通过对处于相同退耕还林阶段的不同植物群落类型的调查,以及对同一群落类型中具有不同群落结构的植物物种组成情况的调查发现,在植物群落内部,群落组成中的不同生活型的物种多样性表现为草本层＞灌木层＞乔木层.从优势种来看,乔木层主要为马尾松和柏木;灌层中为火棘、栓皮栎、山莓、黄构皮等;草本层中主要为白茅、茅叶荩草、白喜草、竹枝细柄草、渐尖毛蕨、日本金粉蕨、过路黄等.退耕还林10年后发育形成的密林中,乔木物种数目较多,多样性指数最大.     

滇西北与滇东南干热河谷植物群落物种多样性研究

环境变迁下生物多样性格局形成及维持机制研究是生物多样性研究的核心科学问题之一. 滇西北和滇东南两地曾在地质历史上具有相似森林植被,随着板块运移,两地出现明显环境区化,植被类型亦产生巨大变化,仅在两地干热河谷生长着相似外貌和类型的植物群落,而其物种组成和生物多样性格局有何异同尚不清晰. 该研究分别在怒江和元江干热河谷设置100 km样带,每间隔4 km布设样地,对其植被进行群落学调查. 通过计算两地不同生活型植物重要值、Alpha及Beta多样性指标,拟阐明起源相近、外貌相似的两地植被在环境变迁后群落物种组成及生物多样性的变化规律. 结果表明:①滇西北干热河谷共调查到维管植物125种(51科104属),滇东南干热河谷共调查到114种维管植物(44科102属). 滇西北乔木和灌木物种丰富度均略高于滇东南,草本反之. 滇西北乔木多度极显著高于滇东南(P<0.01),灌木多度未出现显著性差异,草本多度滇东南显著高于滇西北(P<0.05). ②从科水平分析,滇西北和滇东南乔木和草本优势科组成种类相似,但灌木优势科组成种类差异性较大. 从种水平分析发现,两地乔木优势种种类差异较大,而灌木和草本组成相似. ③滇西北植物群落Shannon-Wiener指数、Simpson指数均略低于滇东南,但无显著性差异,而Pielou指数显著低于滇东南(P<0.05). 滇西北干热河谷植物群落中优势种单一,物种分布具有聚集性;滇东南植物群落物种分布较均匀,物种多样性丰富. ④两地植物群落之间相异性系数较高,处于极不相似水平,群落间生境差异性较大,不同生活型植物Beta多样性差异极显著(P<0.001),其中以灌木物种组成的相异性最大. 研究显示,起源相近、外貌相似的滇西北与滇东南干热河谷的植物群落物种组成存在明显差异,Alpha多样性差异不明显,Beta多样性存在显著性差异,环境变迁后区域环境差异改变了植物群落结构.      

三峡水库澎溪河消落带植物群落物种丰富度格局

通过样地调查和Spearman相关分析,研究了澎溪河消落带植物群落物种丰富度格局. 结果表明:沿河流纵向梯度,总物种丰富度、灌木层和草本层物种丰富度均表现出抛物线型,乔木层物种丰富度表现出直线型;沿河流侧向梯度,总物种丰富度和草本层物种丰富度随高程的增加先升高后降低;乔木层和灌木层物种丰富度随高程的升高而增加. 在纵向梯度上,底质类型与物种丰富度显著相关,距河口的空间距离对物种丰富度有重要的控制作用;在侧向梯度上,淹水时间、土壤含水量、底质异质性对群落空间格局有重要影响. 总体来说,消落带植物物种丰富度格局仍受原河流地貌及洪水格局的影响,但由于水位季节性变动,已形成与水位变动相适应的分布格局.      

滇中地区4种典型次生林群落结构和物种多样性研究

以滇中地区主要的4种次生林(华山松林、云南松林、针阔混交林和阔叶林)为研究对象,通过样方调查,分析了群落结构特征和群落多样性。结果表明:各次生林群落优势种及其重要值(IV)分别为华山松林(华山松,89. 96)、云南松林(云南松,81. 64)、针阔混交林(云南松,34. 61;滇石栎,31. 03)、滇石栎(65. 03),以华山松林最为单优。各次生林群落分层物种丰富度指数和Shannon Wiener物种多样性指数均表现为灌木层草本层乔木层;华山松林、云南松林和针阔混交林分层物种Simpson优势度指数、Gini均匀度指数、Pielou均匀度指数均表现为草本层灌木层乔木层,阔叶林表现为灌木层草本层乔木层。针阔混交林的群落总体物种多样性最高,华山松林最低。     

黄土丘陵区不同植被恢复模式对沟谷地植物群落生物量和物种多样性的影响

对黄土丘陵区3个不同植被恢复模式沟谷地植被群落的生物量和物种多样性特征进行样方调查,统计分析了不同植被恢复模式沟谷地植物群落的盖度、生物量、物种多样性、植物种群相似系数。调查共记录植物82种,隶属32个科;其中,乔木植物5科,6种;灌木植物8科,11种。经过20 a左右的植被恢复重建,不同植被恢复模式沟谷地的植被群落均呈现良好演替趋势;人工植被柠条灌丛和刺槐林恢复模式对沟谷地草本层盖度和群落枯落物盖度及生物量方面作用效果较好;而天然草地对沟谷地草本层生物量方面作用效果较好;沟谷地物种多样性指数表现出人工植被恢复模式效果优于自然恢复,而且人工柠条灌丛植被恢复模式优于人工刺槐林植被恢复模式。柠条灌丛沟谷地不同坡位植物种群相似系数较高,而刺槐林沟谷地和天然草地沟谷地不同坡位植物种群相似系数略低;沟谷地的种群相似系数在沟坡上部略高于沟坡下部和沟底,东坡略高于西坡。人工植被建设可以促进黄土丘陵区沟谷地的植被恢复进程。论文建议在今后黄土丘陵区沟谷地人工植被建设过程中,需要加大乡土树种的引入、提高树种的多样性、合理树种的空间配置和注意灌/乔树种的比例。     

围封对固沙樟子松林下植被群落数量特征及多样性的影响

为揭示围封对人工樟子松固沙林林下植被群落及生态系统的影响,选择章古台围封37年生和46年生固沙樟子松林为研究对象,以邻近未围封林地为对照,采用野外调查法研究不同条件下樟子松林下植被的群落特征与物种多样性。结果表明:研究区共发现林下植被58种,分属18科42属,围封条件下促进禾本科植物与多年生植物种有所增加,多年生及灌木植物的重要值增大。围封降低先锋物种的重要值,明显增加羊草的重要值。围封有利于增加固沙樟子松林下植被群落的平均盖度、高度和生物量,而且随着围封年限的增加呈现不同程度的增长趋势;林下植被群落的物种多样性指数、优势度指数、均匀度指数在半围封5年较未围封状态略高,而在全围封10年则均低于未围封状态。因此,围封有利于樟子松林下植被群落的恢复与生长,适度的围封有利于林下群落多样性,进而保障群落的演替及生态系统稳定性的维持。     

喀斯特锑矿植被恢复区植物多样性及群落稳定性

了解喀斯特锑矿区植物群落结构及稳定性对生态恢复和群落构建具有重要意义,本研究以贵州晴隆大厂镇锑矿植被恢复区(锑矿区)为研究对象,并选择锑矿区周边未被破坏的植物群落作为对照区展开研究. 基于样方法对锑矿区和对照区进行植被调查,分析了植物物种多样性及群落(群落、乔木层、灌木层和草本层)的Godron稳定性. 结果表明:锑矿区植物共22种,分属14科18属,且有16种为草本植物,低于对照区的30科53属68种;豆科(Leguminosae)、禾本科(Poaceae)、菊科(Compositae)、蔷薇科(Rosaceae)和荨麻科(Urticaceae)各有2~4种,且以被子植物的双子叶植物为主(共11科13属17种),占总物种数的77.27%. 锑矿区优势植物以亮叶桦(Betula luminifera)、苎麻(Boehmeria nivea)、密蒙花(Buddleja officinalis)、茅莓(Rubus parvifolius)、水麻(Boehmeria penduliflora)和插田泡(Rubus coreanus)为主;对照区优势植物以亮叶桦、油桐(Vernicia fordii)、杨树(Populus simonii)、响叶杨(Populus adenopoda)和香樟树(Cinnamomum camphora)为主. 锑矿区与对照区乔灌植物的密度间差异不显著(P>0.05),但锑矿区植物高度101~130 cm、131~200 cm和>200 cm的物种数显著低于对照区(P<0.05). 锑矿区乔木层和灌木层物种丰富度和Shannon-Wiener指数显著低于对照区(P<0.05),物种丰富度分别比对照区显著降低了82.8%和89.5%(P<0.05),Shannon-Wiener指数分别比对照区显著降低了100%和94.8%(P<0.05). Godron稳定性分析结果表明,锑矿区植物群落不稳定. 综上,锑矿区物种组成简单,物种多样性低且不稳定,处于植被演替早期阶段.      

巴丹吉林沙漠与库布齐沙漠植被现状调查

本文通过对巴丹吉林和库布齐两大沙漠的共计12个点位的植被调查显示,两大沙漠植被均以灌木建群,都伴生大量一年生沙生先锋植物;库布齐沙漠植物群落中,多年生草本物种数增加,是群落趋于稳定的表现;库布齐沙漠人工治理力度较大,使得群落生境趋优速度加快。巴丹吉林沙漠植物群落基本处于自然状态。     

人工林与其紧邻农田中野生植物与土壤线虫群落特征对比

我国北方农耕区休耕地种植杨树现象较为普遍,但是人工林对农业生态系统中生物多样性的保护作用却鲜有关注.在山东省宁津县选取3块样地,均为休耕地种植杨树林且紧邻小麦玉米轮作田,对比人工林下、田埂及农田内的草本植物群落特征、土壤线虫群落特征及土壤化学性质,以探究人工林对农业生态系统中生物多样性的作用.结果表明:①植物样方总物种数和样方平均物种数均呈现农田 < 距田埂30 m人工林下 < 距田埂10 m人工林下 < 田埂 < 距田埂20 m人工林下 < 距田埂5 m人工林下的变化规律,其中,距田埂5 m人工林下植物样方总物种数为21种,农田内11种.人工林下草本植物群落多样性指数、丰富度指数均显著高于农田内杂草植物群落相应指数（P < 0.05）.②农田、田埂及距田埂5 m的人工林下的土壤线虫组成存在差异,农田和人工林下土壤线虫优势属为头叶属（Cephalobus）,而田埂中为真头叶属（Eucephalobus）.土壤线虫群落多样性指数、成熟指数、植物寄生线虫成熟指数及线虫通路比在人工林下、田埂和农田之间差异均不显著（P≥0.05）,土壤线虫均为耐环境压力类群.③人工林下与农田土壤中总氮（TN）、总碳（TC）含量差异不显著（P≥0.05）,而田埂和人工林下土壤碳氮比（C/N）显著高于农田内（P < 0.01）,表明林下和田埂土壤中有机物分解矿化速度低于农田内.土壤TN含量、TC含量、C/N和pH均与植物群落具有显著关联,而对土壤线虫群落均无显著影响.研究显示,在我国北方休耕地种植杨树林,对于农业生态系统中草本植物多样性保护具有积极作用,但是难以在几年内有效地改善土壤质量.      

长白山林区刺五加开发的生态影响

文章通过对长白山林区的刺五加开采情况的野外调查,采用样带网格调查方法与对比分析方法,分析了刺五加开发对生态系统的主要影响,结果表明：（1）刺五加的开发对草本层和灌木层的物种丰富度都有影响;草本层物种丰富度,开发程度适中时最大,开发过度时最小,影响显著;而对灌木层的物种丰富度影响不显著。（2）刺五加的开发对草本层和灌木层的α多样性指数影响都不显著。（3）刺五加的开发对草本层和刺五加的生物量都有影响;草本层的生物量随开发程度的增大而减小,影响不显著;刺五加的生物量在开发中度时最大,开发重度时最小,影响显著。本研究在一定程度上可以为合理开发和保护刺五加提供理论依据。     

黔中地区不同林龄马尾松小气候特征研究

以黔中地区不同林龄马尾松人工林为研究对象,采用时空替代法,选取农田（对照）、林窗、中林龄、近熟林、成熟林和过熟林6个样地,每月选择代表日分时段测量光照强度、光通量密度、气温、相对湿度、蒸气压亏损和风速等小气候指标,同时对样地内不同垂直高度（0.5,1.0和1.5m）观测指标进行比较.结果表明：（1）除风速随测量高度变化（1.5m > 1.0m > 0.5m）差异极显著外（P<0.01）,其余观测指标随测量高度均无显著差异（P>0.05）.（2）观测时段内,不同林龄马尾松林小气候均存在显著性差异（P<0.05）,其中光照强度、光通量密度、气温、蒸气压亏损和风速变化为农田 > 林窗 > 马尾松林;相对湿度变化为马尾松林 > 林窗 > 农田.（3）与农田相比,马尾松林分别降低了光照强度、光通量密度、气温、蒸气压亏损和风速的917.36%、837.35%、5.33%、30.77%、193.58%,增加了6.39%的相对湿度,具有显著的遮阳降温、增湿保湿、维持林冠下小气候稳定的作用.在演替前期,抵挡阳光和风速的效果明显,而在后期,降温增湿以及保湿效果显著.舒适度评价显示,除冬季外,黔中地区马尾松林可发挥良好的森林康养和游憩生态功能.     

广东鹤山酸雨地区针叶林与阔叶林降水化学特征

研究并比较了广东酸雨地区鹤山丘陵综合实验站区内不同类型森林降水的化学特征.结果表明,和大气降水相比,针阔叶林林内降水除NO3外其它离子含量都明显增加,马尾松针叶林冠层穿透雨和树干径流中离子含量增加倍数最高分别为34倍和12倍,阔叶林穿透雨和树干径流中离子含量增加倍数最高分别为8倍和10倍,针叶林降水比阔叶林降水离子富集程度较为显著．林内降水中马尾松针叶林树干径流离子总含量小于穿透雨离子总含量,阔叶林穿透雨离子总含量小于树干径流离子总含量.不同阔叶林型林内降水中离子含量是不同的.针叶林林内降水有进一步酸化趋势.林内降水离子富集导致森林冠层正负电荷数不平衡,营养离子大量淋失,使林冠层养分亏损．     

天然林土壤有机碳及矿化特征研究

通过野外调查和室内分析培养,研究了马尾松林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林、红松林和油松林这6种天然林林下土壤有机碳含量及有机碳矿化特征.结果表明,林下土壤有机碳含量都表现出随土壤深度增加而逐渐降低的趋势;双指数方程可以很好拟合出天然林土壤有机碳的矿化过程,准确反映出各天然林土壤的矿化反应特征.天然林各层土壤矿化反应趋势相同,但强度各异.其中,红松林0~10 cm土壤反应强度最为强烈,其下各层土壤的矿化反应强度也显著高于其他天然林的同层土壤;对落叶阔叶林和针阔混交林土壤矿化特征比较发现,凋落物种类差异对土壤活性有机碳含量产生较强烈影响,因此呈现出不同的矿化反应特征.     

松果采摘对小兴安岭主要林型红松土壤种子库和幼苗库的影响

为了探讨人为采摘松果对小兴安岭主要林型红松(Pinus koraiensis)土壤种子库和幼苗库的影响,选择阔叶红松林以及与阔叶红松林相邻的红松人工林、落叶松(Larix gmelini)人工林、白桦(Betula platyphylla)林和云冷杉林,各设置10 m×240 m的样带,调查了红松土壤种子库和幼苗库。主要结果如下:①主要林型间红松土壤种子库数量具有明显的差异,阔叶红松林最多,落叶松人工林次之,白桦林最少;②鼠类取食过或被破坏等动物侵害的种子占81.9%～90.4%,完好种子只有在阔叶红松林和落叶松人工林中发现,分别为4.3%和4.9%;③红松种子主要分布在0～10 cm层中(71.4%～91.3%);④红松幼苗库的密度云冷杉林最高(1 613株.hm-2),红松人工林最低(167株.hm-2),其中阔叶红松林(296株.hm-2)和白桦林(854株.hm-2)的幼苗密度分别为采摘前的1/68～1/9和1/9～1/4.5;⑤从龄级分布上看,松果采摘前阔叶红松林低龄级幼苗的数量较多,随着龄级的增大明显减少,呈倒J型分布;白桦林各龄级幼苗密度相差不大。人为采摘松果后,阔叶红松林各龄级间密度相差不大;白桦林呈倒J型分布。     

长江上游森林植被水文功能研究

长江上游森林林冠截留量与林分郁闭度呈正相关，当亚高山冷杉林的林分郁闭度为0．7时(5～7月)，平均截留率为24％，当郁闭度在0．3时(5～7月)，平均截留率降为9．5％；从枯落物持水量来看，箭竹冷杉林最大(6．0mm)，藓类冷杉林最小(2．8mm)，主要因为前者有较多的落叶伴生树种和灌木。岷江冷杉原始林的土壤最大持水量、枯落物最大持水量、苔藓层最大持水量比皆伐后形成的其他森林类型要大2．3～17．2倍，从而具有更好的水源涵养功能。植被对径流的影响初步结论是，森林大流域的年径流量常常大于少林或无林流域的径流量；不同采伐强度径流量比较是皆伐迹地＞择伐迹地＞原始森林。与全国其他森林类型的蒸发散研究比较显示，长江上游森林的相对蒸散率较低，为30％～40％，这主要是由于海拔较高，降水量大所致。     

红壤丘陵区不同森林恢复类型土壤种子库特征研究

研究采用野外取样和室内萌发相结合的方法对湖南红壤丘陵区4种森林恢复类型下土壤种子库进行了比较研究。主要结论为:①草本植物是4种森林类型土壤种子库物种组成和个体数量的主要组成部分,其比例分别达61.9％-86.67％和49.82％-87.27％。4种植被类型种子库密度大小为:杉木林>湿地松林>油茶林>天然次生林;②天然次生林的灌木和乔木植物种子种类与数量多于人工林;③湿地松人工林和杉木人工林的人工抚育导致部分种子埋藏在土壤较深层,土壤8-20cm中种子数分别占种子库的33.09％和26.64％;④对于土壤种子库的物种多样性,天然次生林显著大于人工林,干扰少的油茶林大于干扰较多的湿地松林和杉木林,天然次生林最有利于该区域植物物种多样性的维持与保护;⑤不同森林恢复类型下种子库中种子来源不一致,湿地松林和杉木林土壤种子库中的物种与地表植物物种较一致,共有物种比例达69.2％和43.8％,而油茶林和天然次生林种子库中的物种与地上植被的种类组成差异较大,共有物种比例仅为26.7％和33.3％。研究结果表明,从物种丰富度与群落结构复杂性来看,我国南方红壤丘陵区森林恢复类型以自然恢复最优。对人工林的抚育方式,该区域采用的“全抚”将增加种子库的损失,不利于植被的恢复。     

长白山阔叶红松林空气N_2O浓度的垂直分布特征

在原始阔叶红松林测定空气N2 O的垂直分布 ,三次观测结果发现林冠高度处N2 O浓度比树干和林冠上方的背景值高 5 4 3% -74 % ,差异极显著。林冠外出现高浓度 ,树干处低浓度 ,表明N2 O是从林冠排放到周围空气中的。因此 ,本研究提供了植物在自然状态下能排放N2 O的证据 ,从而证明了森林生态系统中植物本身也是大气N2 O的排放源。     

Vertical distributions of COS,CS2, DMS and other sulfur compounds in a loblolly pine forest

Measurements of atmospheric COS, CS₂, DMS, SO₂ and aerosol sulfate and methanesulfonate (MSA) concentrations were conducted in a loblolly pine forest in central Georgia between July and September 1990. The daytime profiles obtained for the reduced sulfur gases (COS, CS₂, DMS) often showed significantly higher concentrations at the canopy level than above the forest canopy, indicating a net emission of these gases from the tree tops. No evidence was found for a net uptake of COS by the canopy during daytime. With one exception, all COS concentrations measured during the day were significantly higher than corresponding nighttime values. These results appear to be in conflict with recent studies suggesting a net uptake of atmospheric COS by plants during photosynthetic activity. Possible explanations for these different findings are discussed. Nighttime profiles indicated no major biosphere-atmosphere exchange of COS, CS₂ or DMS. Nighttime DMS concentrations were significantly higher than corresponding daytime values. A clear inverse relationship between the diel variations of DMS and MSA was observed, consistent with rapid photochemical oxidation of DMS under the given conditions.     

衡山酸性云水对森林冠层的作用

利用现场同步采样的方式采集并分析了衡山山顶针叶、阔叶林冠层云水和纯云水样品。比较表明这三类样品的化学组成有很大差别。与云水比较,针叶林冠层云水酸度增加,说明针叶林冠层可放出酸性物质,增加云水的酸度;而阔叶林冠层云水则相反,对云水中的酸有中和作用。在酸性云水作用下,森林冠层被淋失一定的营养物质,这将对植物的生长发育构成危害。同时,研究还表明植物等天然源排放出的有机酸可对云水体系构成一定影响。      

Dynamics of soil inorganic nitrogen and their responses to nitrogen additions in three subtropical forests, south China

Three forests with different historical land-use, forest age, and species assemblages in subtropical China were selected to evaluate current soil N status and investigate the responses of soil inorganic N dynamics to monthly ammonium nitrate additions. Results showed that the mature monsoon evergreen broadleaved forest that has been protected for more than 400 years exhibited an advanced soil N status than the pine （Pinus massoniana） and pine-broadleaf mixed forests, both originated from the 1930＇s clear-cut and pine plantation. Mature forests had greater extractable inorganic N pool, lower N retention capacity, higher inorganic N leaching, and higher soil C/N ratios. Mineral soil extractable NH4^＋-N and NO3-N concentrations were significantly increased by experimental N additions on several sampling dates, but repeated ANOVA showed that the effect was not significant over the whole year except NH4^＋-N in the mature forest. In contrast, inorganic N （both NH4^＋-N and NO3^--N） in soil 20-cm below the surface was significantly elevated by the N additions. From 42% to 74% of N added was retained by the upper 20 cm soils in the pine and mixed forests, while 0%-70% was retained in the mature forest. Our results suggest that land-use history, forest age and species composition were likely to be some of the important factors that determine differing forest N retention responses to elevated N deposition in the study region.