川西亚高山彩叶林群落数量分类、排序与物种多样性

植物群落是森林美学景观形成的物质基础.彩叶林是川西亚高山地区重要的森林景观美学资源,分析彩叶林群落的分类、排序和物种多样性,可以为了解彩叶林群落景观形成和维持机制提供基础数据.基于34个彩叶林群落调查数据,选用双向指示种法分析(two-way indicator species analysis,TWINSPAN)和W...     

川西亚高山不同彩叶林土壤水稳性团聚体特征

彩叶林是川西亚高山地区重要的生态系统类型之一.以川西亚高山典型彩叶林为对象,研究彩叶林不同季节土壤有机层和矿质土壤层水稳性团聚体粒径组成和稳定性特征.结果表明:(1)彩叶林土壤水稳性团聚体各粒径占比总体呈现随团聚体粒径减小而降低的变化趋势,以＞2 mm团聚体最高,0.053-0.25 mm团聚体最低,土壤有机层和矿质土...     

川西亚高山天然次生林生态功能恢复综合评价

川西亚高山原始针叶林遭受大规模采伐后自然恢复形成的次生林已成为该区域的主要森林类型之一,具有重要的生态功能.现有森林生态功能评价大多为水源涵养等单一生态功能,尚缺乏针对多种生态功能的综合评价.采用空间代替时间的方法,以岷江冷杉原始林为参照,基于植物群落学与生物量调查,以及植物和土壤样品采集与测定,分析次生林植物多样性、碳储量、林地涵水能力三大生态功能恢复动态,探讨次生林生态功能恢复速率及其影响因素.结果显示:(1)随着次生林的恢复,林分综合生态功能显著提高,生态功能指数为原始暗针叶林(0.823 6)针阔叶混交林(0.5464)阔叶林(0.367 7).川西亚高山次生林生态功能恢复大约需要180年以上,不同生态功能恢复速率为植物多样性功能林地水源涵养功能固碳功能,不同演替阶段为阔叶林针阔叶混交林原始暗针叶林;(2)恢复到50-60年阔叶林具有较高的物种丰富度、Simpson和Shannon-Wiener指数,尤其是物种丰富度恢复速率较快,但恢复到老龄林相似的冠层物种组成需要较长的时间,可能与砍伐前为原始森林、残余森林呈镶嵌分布,以及桦木和岷江冷杉等建群种周转率低等有关;(3)林地持水能力以针阔混交林为最高,其中土壤蓄水量占绝对优势,针阔混交林具有较高的土壤毛管持水量,而针叶林土壤非毛管持水量较高.恢复速率为土壤毛管持水量(110年)枯落物持水量(118年)苔藓层持水量(135年);(4)随着林龄的增加,地上植被层和土壤碳储量显著增加,土壤层碳储量显著大于植被层,恢复速率为土壤(110年)地上部分(160年)枯落物层和苔藓层(200年),较快的土壤碳储存以及毛管持水量恢复速率与先前地上植被遭受严重破坏而地下土壤干扰较轻有关.本研究表明川西亚高山次生林生态功能恢复是一个漫长的过程,不同恢复阶段、不同生态功能恢复速率差异显著,应针对不同演替阶段采取不同的生态功能恢复策略,尤其要加强现有原始老龄林栖息地和残余老树的保护,注重构建针阔叶混交林结构,保护和促进次生林地被物层的恢复.(图4表5参70)     

川西地区7种常见彩叶树种凋落物分解

凋落物分解是森林土壤碳和养分的重要来源.彩叶林为川西地区重要的生态系统类型之一,为探索川西地区常见彩叶树种凋落物分解速率与养分释放,采用尼龙分解袋法研究常见彩叶物种葛罗枫(Acer grosseri)、落叶松(Larix kaempferi)、青榨槭(Acer davidii)、元宝枫(Acer truncatum)、...     

基于GIS的卧龙自然保护区大熊猫生境选择与利用

在ArcGIS 10.2的支持下,分析卧龙自然保护区大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)在地形因子(海拔、坡度和坡向)和生物因子(植被、竹林类型)上的生境选择(动物利用某种生境类型面积占其家域的比例)与利用(动物家域内某生境类型面积与保护区的这一类型面积的比例)特征进行了定量研究。结果表明,(1)地形因子:卧龙大熊猫在生境选择过程中,生境利用率较高的海拔区间为1 5 00~3 000 m,平均利用率达到了55.93%,而生境选择的主要海拔区间为2 000~3 500 m,占空间利用面积的89.64%;大熊猫生境利用在坡度上相对均匀,而生境选择的主要坡度区间为20°~50°,占空间利用面积的85.56%;生境利用率最高的坡向区间为270°~315°,占比达到了31.88%。(2)生物因子:大熊猫生境利用率较高的植被类型区域为亚高山针叶林与常绿落叶阔叶林,利用率分别为51.04%和70.20%;而生境选择的主要植被类型区域为针叶林与针阔混交林,占空间利用面积的90.23%;生境利用率最高的竹林类型区域为冷箭竹(Bashania fangiana)林,利用率达到了51.63%,而生境选择的主要竹林类型为拐棍竹(Fargesia robusta)和冷箭竹,二者占空间利用面积的95.20%。研究结果揭示了在不同地形和生物因子分异区间(类型)大熊猫的生境面积分布和空间利用模式特征,丰富了大熊猫生境选择与利用特征的研究手段。     

川西亚高山不同森林类型土壤酶活性对短期凋落物输入量变化的响应

凋落物输入是生态系统物质循环和能量流动的重要环节,在维持亚高山森林的"自肥"机制及生态系统结构和功能等方面具有不可替代的作用.为进一步了解川西亚高山森林土壤物质循环过程,以该地区典型森林为对象,通过进行凋落物输入控制试验,研究3种森林类型(阔叶林、针阔混交林和针叶林)不同时期(添加时间)凋落物输入变化对土壤碳(C)、氮...     

凋落物处理对森林地表CO_2通量的影响及其调控机理

全球变化和森林演替可以导致森林地表凋落物数量和质量的变化,从而对森林地表CO2通量产生影响。本实验对亚热带不同演替阶段的3种,即马尾松林(前期)、混交林(中期)和季风林(后期)进行地表凋落物去除、加倍与置换处理,利用静态箱气相色谱法测定地表CO2通量,并同步测定气温、土壤温度和湿度,分析凋落物质量和数量变化对森林地表CO2通量的影响及其调控机理。结果表明,(1)去除凋落物处理显著降低了不同演替阶段的3种森林地表CO2通量,而加倍凋落物处理可以增加森林地表CO2通量,但不同演替阶段增加的幅度不同,依次为:季风林马尾松林混交林。(2)置换凋落物对不同演替阶段的森林地表CO2通量的影响不同,在演替后期的季风林中,置换混交林和马尾松林凋落物处理均增加地表CO2通量;在演替中期的混交林中,置换季风林和马尾松林凋落物均降低地表CO2通量。在演替前期的马尾松林中,置换季风林凋落物增加地表CO2通量,而置换混交林凋落物降低了地表CO2通量(3)结合测定的土壤温度和水分数据分析得出,凋落物处理引起森林地表CO2通量的变化是通过处理凋落物质量和数量后改变森林地表水热条件来实现的。(4)3个林型的各种处理,地表CO2通量与土壤温度均呈显著的指数相关关系,但不同处理不同地改变了森林地表土壤CO2通量对温度的敏感性,即Q10值。     

凋落物季节性输入对川西亚高山森林土壤活性有机碳的影响

土壤活性有机碳是土壤有机碳库的活跃组分,在森林生态系统碳循环中具有重要作用;凋落物作为森林土壤有机碳库的主要来源,其季节性输入可能会对土壤活性有机碳动态产生不同的影响.为了解土壤活性有机碳如何响应凋落物输入的季节变化,选取川西亚高山3种不同森林类型(针叶林、混交林和阔叶林),采用凋落物原位控制实验,分别于凋落物输入的枝...     

澜沧江下游景观破碎化时空动态及成因分析

景观破碎化深刻影响着景观格局和过程。以澜沧江下游城市——景洪市为研究区域,选取2000、2005和2010年的景观类型数据与对应的SPOT-NDVI遥感数据,对比了移动窗口法和空间自相关法在指示景观破碎化时的精确性和可应用性。采用300 m的移动窗口边长,选取蔓延度指数(CONTAG)、景观形状指数(LSI)、斑块密度(PD)、边缘密度(ED)、最大斑块指数(LPI)和香农多样性指数(SHDI),利用移动窗口法将景观指数空间可视化以指示景观破碎化特征。研究表明,不同景观类型的NDVI值均在0.6以上;2000年、2005年和2010年,Moran’s I值均在0.78以上;进一步分析了NDVI的局部空间自相关指数Moran’s I,结果表明NDVI呈"高—高"自相关的地区大多为常绿阔叶林地带,而NDVI呈"低—低"自相关的地区大多为建筑用地和耕地分布广泛的区域。统计各景观类型的景观指数和空间自相关指数后发现,对于常绿阔叶林和未利用地等景观类型,局部自相关指数高的区域,CONTAG值也高,而LSI值较低,这表明该类景观类型斑块较少且完整,破碎化不明显。通过比较不同景观类型的景观指数和空间自相关系数,发现两种方法在指示景观破碎化上具有良好的可比性。同时,提取了海拔、坡度、坡向、地形起伏度和地面粗糙度等地形因子,分析了NDVI和地形因子之间的局部空间自相关指数Moran’s I,结果表明研究区植被分布在一定的程度上由海拔、坡度、地形起伏度和地面粗糙度所决定。本研究为综合景观指数与空间统计分析揭示景观格局变化和空间异质性提供了参考,并通过景观格局与地形因子的相关性分析进一步解释了景观格局变化与环境变化的生态意义。     

天宝岩自然保护区森林景观格局与环境关系的尺度效应分析

为揭示景观格局内演机制,在3S技术平台支撑下,借助TM遥感像图、植被分类图和二类调查数据,并引入CCA(Canonical Correspondence Analysis)排序方法,对天宝岩森林景观格局与环境的关系及其尺度效应进行定量分析.结果表明:随着取样尺度的递减,排序轴各特征值之和呈增大趋势,依次为:3.137、3.349、3.484、4.660及4.848;而累积景观–环境解释量和景观–环境相关系数皆呈先增后减的趋势,分别在scale3和scale2达到最大;景观类型分布呈现较为明显的纬度梯度变化规律(纬度与第一轴的相关系数:-0.2019~-0.3789)和垂直分布规律(海拔与第一轴的相关系数:-0.3218~-0.4760),其中沿纬度梯度上分布的景观类型依次为:竹林、落叶阔叶林、针阔混交林、农田、常绿阔叶林、山顶矮曲林、常绿针叶林、泥潭藓沼泽、灌草丛;在较低海拔上分布的景观类型主要有竹林和农田,在较高海拔上分布着泥潭藓沼泽、灌草丛和山顶矮曲林;景观格局与环境关系具有尺度效应,环境因子对景观格局分布的影响程度随着尺度的变化而变化.图2表2参36     

西南高山亚高山不同演替阶段退化森林生态系统的恢复重建

介绍"十三五"国家重点研发计划项目"西南高山亚高山退化森林生态系统恢复重建技术研究"的主要研究内容、技术路线和取得的进展,展望西南高山亚高山退化森林生态系统恢复未来的研究重点.该项目针对西南高山亚高山退化森林迹地恢复困难、次生灌丛演替缓慢、低效林结构不合理以及生态功能低下等主要问题,从森林恢复演替不同阶段的角度,研发了...     

川西亚高山6种彩叶林群落土壤持水动态特征

森林土壤作为森林涵养水源的主要场所,可能通过对降水的再分配作用对森林生态系统水循环产生重要影响.为探究高寒地区不同森林生态系统土壤持水差异,以地处高山峡谷区的6种不同类型亚高山彩叶林为对象,以裸地为对照,在2018年8月至2019年5月间,通过生长季和冻融季节前、后采样监测不同林分土壤的持水动态特征.结果显示:川西亚高山彩叶林群落土壤现存贮水量在生长季、冻融前和冻融后分别为25.13-287.55 mm、31.15-230.62 mm和38.68-307.15mm.彩叶林群落土壤间的持水性存在差异,土层厚度高的裸地(bareland,BL)和落叶松林(Larixgmelinii forest,LF)土壤持水量高,而亮叶桦-青麸扬林(Betulaluminifera-Rhuspotaniniiforest,BRF)土壤持水率更大,其不同时期下的毛管持水率、非毛管持水率、最大持水率和最小持水率分别为139.66%-221.35%、64.63%-102.48%、204.29%-323.83%和93.48%-132.46%,持水能力强.同时,林分土壤的持水性随季节改变,在冻融后,林分土壤贮水量、持水量显著增加,而持水率有不同程度的增加.本研究表明群落环境和土壤结构不同使彩叶林群落土壤间持水性存在差异,且冻融循环通过改变土壤物理结构可提高土壤持水能力;上述研究结果可为改善该区域彩叶林水文生态功能提供科学数据.(图4表3参39)     

川西亚高山针叶林次生演替对土壤持水量的影响

次生演替已成为川西亚高山针叶林迹地上的主要演替方式之一.选择川西米亚罗林区现有次生演替序列草地、灌丛、次生桦木林、原始针叶林为对象,研究川西亚高山森林采伐迹地次生演替过程中土壤物理性质以及持水性能的变化规律.结果显示,草地、灌丛和次生桦木林与原始针叶林相比,土壤容重差异性显著,分别增加了52.17%、44.93%、17.39%,土壤总孔隙度和非毛管孔隙度差异性显著,分别减少了13.61%、11.60%、4.66%和14.44%、12.62%、0.52%;关于土壤持水性能,原始针叶林有着最高的土壤最大持水量和土壤非毛管持水量,分别为2 315.44 t/hm2和751.40 t/hm2,随着次生演替进行,土壤非毛管持水量显著增加,细根和土壤有机质是导致土壤持水量变化的原因之一.综上所述,较之原始针叶林,其他3种演替阶段的土壤蓄水能力都遭到了不同程度的破坏.前期采伐破坏了土壤物理结构,土壤仍留有"记忆",叠加上后期干扰,改变了土壤物理性质,使其具有较高的土壤容重和较低的土壤总孔隙度,因而土壤持水性能相对较差.上述研究可为加快川西亚高山针叶林迹地生态功能恢复提供科学依据.(图3表3参50)     

多维地形因子作用下的西南山地丘陵过渡带景观格局研究:以涪江流域中上游为例

山地丘陵过渡带地形独特,地形因子分析不仅可以对复杂地理单元的景观格局做出合理解释,而且能进一步了解景观格局分布规律,为优化空间配置奠定基础。以2017年Google Earth影像、DEM和全球30 m地表覆盖数据为数据源,运用GIS技术、分布指数、景观格局指数和移动窗口法等方法,分析了涪江流域中上游地区景观类型随高程、坡度、起伏度和坡向的空间分布特征,利用Pearson相关性分析探究不同地形因子对景观格局变化的影响程度。结果表明:(1)随着高程、坡度和起伏度的增加,景观类型由人为主导的耕地、建设用地过渡为以自然为主导的林地、草地;从阳坡到阴坡,建设用地分布由优势到劣势下降最为明显。(2)流域景观类型最为丰富的地貌为冲积平原,主要分布于海拔500～650 m、坡度0～5°和起伏度10～30 m的区域;高海拔、坡度和起伏度地区的景观格局单一化趋势明显,破碎化程度较轻。(3)山地区的多样化景观主要分布在涪江沿岸,丘陵区涪江沿岸景观呈现单一化趋势,冲积平原区景观由外向内呈现出相对单一化—多样化—相对单一化的趋势,城乡结合部景观最为丰富。(4)不同地形因子对景观格局的影响程度为高程坡度起伏度坡向,高程、坡度、起伏度与景观格局有较强的相关性,而坡向则表现为弱相关性。     

鼎湖山5种森林土壤的无机氮和有效磷含量

研究了鼎湖25种森林--马尾松林(PF)、针阔叶混交林(混交林,MF)、季风常绿阔叶林(季风林,BF)、沟谷雨林(RF)和山地常绿阔叶林(山地林,MMF)下土壤无机氮(铵态氮NH4+-N+硝态氮NO3--N)和有效磷含量的垂直分布情况.5种森林分4个土层(0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm和40～60 cm)进行比较.结果表明,无机氮、有效磷含量因不同森林类型而异.但都表现为:随着土层的加深,无机氮、有效磷呈减少的趋势,但无机氮与有效磷之比呈增加的趋势.随着森林的演替(马尾松林→混交林→季风林),4个土层中无机氮在逐渐积累,而有效磷仅在2个土层(0～10 cm和10～20cm)表现为此趋势;土壤无机氮的组成形式也发生变化,铵态氮占无机氮的比例表现为马尾松林>混交林>季风林.沿着海拔梯度分布的沟谷雨林、季风林和山地林土壤的无机氮和有效磷含量与海拔高度无明显的相关关系,但铵态氮占无机氮的比例大致表现为季风林<沟谷雨林<山地林的趋势.此外,在4个土层中,无机氮与有效磷之比分别与森林演替或是海拔高度都无明显的相关关系.图6表1参40     

林窗对川西亚高山云杉人工林土壤呼吸的影响

为了解林窗对川西亚高山粗枝云杉(Picea asperata)人工林土壤呼吸的影响,采用CO2通量全自动监测系统对川西亚高山粗枝云杉人工林林窗和林内土壤呼吸及土壤温度、水分进行为期两年的连续观测,比较分析林窗和林内环境因子和土壤呼吸速率的变化.结果表明:川西亚高山粗枝云杉人工林林窗和林内的土壤温度、土壤水分和土壤呼吸速率均具有显著的季节动态.在生长季节(4-10月),林窗效应使土壤温度、土壤水分和土壤呼吸速率较林内分别增加了48.8%、19.3%和18.6%;而冬季(11月-翌年3月)两种环境之间并无显著差异.林窗和林内土壤呼吸速率和土壤温度均呈显著指数相关(P0.01),与土壤水分呈显著线性相关(P0.05).林窗和林内的土壤呼吸温度敏感性(Q_(10))分别为2.46和3.01.综上所述,林窗效应对川西亚高山森林土壤呼吸具有显著刺激作用,且有明显的季节动态特征.(图3表1参33)     

浙闽山地丘陵区地形因子对土地利用格局的影响分析:以福建省永泰县为例

地形因子不仅控制土地利用分布格局,而且对区域生态建设及土地可持续利用具有重要影响。选取高程、坡度和地形起伏度3个地形因子,以福建省永泰县为例探究了浙闽山地丘陵区不同地形因子对土地利用格局的影响,结果表明:(1)居住地、工矿交通用地、耕地、园地、水域在高程小于500 m、坡度小于25°的区域呈优势分布,地类间竞争激烈,应合理布局5种地类关系;林地和草地主要分布在高程大于750 m、坡度大于35°的生态脆弱区,应重点考虑生态保育。(2)低山丘陵和河谷平原地带受人类生产生活影响,斑块类型复杂,异质性较高;山地丘陵和边缘山区地带由于自然生态系统占据优势位,斑块形状规则,连通性较强;Pearson相关性分析表明,地形因子与景观格局指数之间存在显著相关性。(3)山地丘陵对土地利用格局具有重要空间限制性,在对其进行开发利用时,需要根据各地类在不同地形条件下的分布规律进行合理安排与协调,才能实现土地资源的可持续利用。     

赤霉素浓度对色木槭(Acer mono Maxim.)种子萌发的影响

岷江上游彩叶林生态系统是我国西南地区特有的关键生态系统类型,具有水源涵养、水土保持和气候调节等重要的生态功能,而且具有显著的景观美学价值,是区域特色生态旅游经济的重要基础.由于受到自然灾害破坏和水电站的修建等人为干扰,目前岷江上游彩叶林系统毁坏严重且残存量不多,亟待恢复和重建.色木槭(Acer mono Maxim.)...     

喀纳斯泰加林火成演替群落数量分类与排序

划分泰加林火成演替群落类型,定量分析其分布与环境因子和火干扰因子之间的关系,为喀纳斯泰加林群落物种多样性保护与森林可持续经营提供科学依据。以新疆喀纳斯国家自然保护区科学实验区泰加林火成演替群落为研究对象,基于369个森林群落样方及其历史火干扰发生时间和火烈度的调查,采用双向指示种分析(Two-wayindicatorspeciesanalysis,TWINSPAN)方法对科学实验区处于不同火成演替阶段的森林群落进行类型划分,并采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)方法通过对其森林群落和主要物种进行排序,分析群落和物种分布与环境因子和火干扰因子的关系,定量分离环境因子、火干扰因子及其二者的交互作用对森林群落分布的影响。结果表明,(1)TWINSPAN将369个森林群落调查样方划分为8种群落类型。(2)RDA较好地反映了喀纳斯泰加林火成演替群落分布与环境因子和火干扰因子之间的关系,环境因子中的海拔对火成演替群落的分布起较大的作用,其中:海拔、土壤体积含水量、土壤pH值和土壤全钾(K)、镁(Mg)含量与RDA第一排序轴存在极显著相关性(P0.01),土壤电导率、土壤有机质和土壤铁(Fe)、铜(Cu)含量与RDA第一排序轴存在显著相关性(P0.05),火干扰因子中的火后时间对森林群落分布也起较大的作用,火后时间与RDA第一排序轴存在显著相关性(P0.05);坡度与RDA第二排序轴存在极显著相关性(P0.01),坡位、土壤钙(Ca)、锰(Mn)含量与RDA第二排序轴存在显著相关性(P0.05)。(3)因子分离显示,在影响喀纳斯泰加林火成演替群落分布的因素中,环境因子解释的部分占41.5%,火干扰因子解释的部分占3.4%,二者交互作用解释的部分占42.6%,未能解释的部分占12.5%。喀纳斯国家自然保护区科学实验区有8种火成演替森林群落类型,其分布受环境因子和火干扰因子的双重控制,并且二者的交互作用尤为突出。火干扰是新疆喀纳斯泰加林群落物种多样性保护与森林可持续经营不可或缺的重要因素。     

凋落物处理对森林地表CO2通量的影响及其调控机理

全球变化和森林演替可以导致森林地表凋落物数量和质量的变化,从而对森林地表 CO2通量产生影响。本实验对亚热带不同演替阶段的3种,即马尾松林（前期）、混交林（中期）和季风林（后期）进行地表凋落物去除、加倍与置换处理,利用静态箱气相色谱法测定地表CO2通量,并同步测定气温、土壤温度和湿度,分析凋落物质量和数量变化对森林地表CO2通量的影响及其调控机理。结果表明,（1）去除凋落物处理显著降低了不同演替阶段的3种森林地表CO2通量,而加倍凋落物处理可以增加森林地表CO2通量,但不同演替阶段增加的幅度不同,依次为：季风林＞马尾松林＞混交林。（2）置换凋落物对不同演替阶段的森林地表 CO2通量的影响不同,在演替后期的季风林中,置换混交林和马尾松林凋落物处理均增加地表CO2通量;在演替中期的混交林中,置换季风林和马尾松林凋落物均降低地表CO2通量。在演替前期的马尾松林中,置换季风林凋落物增加地表CO2通量,而置换混交林凋落物降低了地表CO2通量（3）结合测定的土壤温度和水分数据分析得出,凋落物处理引起森林地表 CO2通量的变化是通过处理凋落物质量和数量后改变森林地表水热条件来实现的。（4）3个林型的各种处理,地表 CO2通量与土壤温度均呈显著的指数相关关系,但不同处理不同地改变了森林地表土壤 CO2通量对温度的敏感性,即Q10值。