疏伐对不同林龄云杉人工林地被层水源涵养能力的影响

以川西亚高山暗针叶林区主要的人工林——云杉人工林为研究对象,通过在四川省理县米亚罗镇设置固定样地,进行群落调查、地被层(枯落物和苔藓)取样测定,探讨不同疏伐处理(S0:对照;S1:疏伐10％;S2:疏伐20％)对不同林龄云杉人工林(幼龄林:25年;中龄林:35年;近熟林:50年)地被层水源涵养能力的影响.结果表明:林分...     

琼江河流域森林生态系统水源涵养能力估算

森林生态系统的水源涵养功能是其生态功能的重要组成部分.琼江流域森林生态系统是长江上游生态屏障的重要组成部分,其森林生态系统的水源涵养功能将极大地影响当地的生产生活.文章以四川省遂宁地区琼江河流域2007年森林资源二类调查数据为基础,运用综合蓄水能力法,比较了研究区不同森林类型、林龄、海拔、坡度下的林冠降雨截留能力,枯落物最大持水量和土壤蓄水能力,评估了区域尺度森林生态系统的水源涵养能力.结果表明,2007年,研究区内森林生态系统涵养水源总量为1125.02×104 m3.其中,林冠层截留占总涵养水源量的18.07%,枯枝落叶层持水量占3.34%,土壤蓄水量达到78.59%,是森林涵养水源的主体.柏木因其面积上的优势,使得其水源涵养贡献率最大,达到92.44%;阔叶混交林单位面积涵养水源量最大,达到1568.39 t·hm-2,其次是针阔混交林(1517.10 t·hm-2),经济林(1461.99 t·hm-2),针叶混交林的水源涵养能力最弱,仅1045.39 t·hm-2,主要是因为研究区内针叶混交林土壤的非毛管孔隙度较小.因绝大多数有林地的海拔都处在300~500 m处,使得其水源涵养贡献率最大,达到98.65%.同时,平坡森林生态系统的水源涵养能力最强,达到1171.92 t·hm-2,其次是缓坡,可达1150.59 t·hm-2,能力最小的是陡坡森林生态系统,仅1147.34 t·hm-2.近50 a来,研究区内森林覆盖率变化较大,按照其“十二五”规划,研究区在2015年森林覆盖率将达到45%,根据其森林面积的变化估计其森林涵养水源量可达1511.2×104 m3.在对研究区水源涵养功能及其差异认识的基础上,进行合理经营与管理,可以最大限度地发挥森林生态系统服务功能.     

粤北亚热带山地森林土壤有机碳沿海拔梯度的变化

选择位于南岭国家级自然保护区的广东第一峰——石坑崆,从海拔300 m起到山顶部1 900 m范围,每隔100 m高程设置1条10 m×120 m的样带,共17条样带,研究土壤有机碳含量沿海拔梯度的变化规律及其与植被类型和凋落物层厚度的关系。结果表明,0～20 cm和>20～40 cm土层有机碳含量均随海拔梯度变化呈极显著差异(P<0.001),并随林分类型不同而呈高度显著差异(P<0.01),土壤有机碳含量总体上呈随海拔上升而升高的变化趋势。凋落物层厚度仅对0～20 cm土层有机碳含量有显著影响(P<0.05)。可见,海拔梯度变化是影响土壤有机碳含量的综合和主导因素,而最表层土壤有机碳含量还易受林分因子的影响,这些因子反映了土地利用变化及自然保护历史。该研究结果提示,减少人类活动的干扰和保持林地适合的凋落物层厚度有助于增加森林生态系统的碳储量。     

东江水源林不同混交组合林地枯落物和土壤持水能力研究

东江是广东省重要的河流,东江水源林的质量直接关系到流域内的社会和经济的发展,关系到深圳和香港的生活用水。作者针对现有水源林生态功能较差的情况,在广东省东源县设计和营造了8种不同混交类型的水源林,并对其林地枯落物和土壤持水能力进行了调查研究。结果表明,与对照的马尾松纯林相比,红锥×枫香混交组合、楠木×锥栗混交组合以及格木×海南红豆混交组合林地枯落物持水能力有较大提高;枫香×樟树混交组合、楠木×锥栗混交组合、红苞木×枫香混交组合以及红锥×枫香混交组合土壤持水能力明显提高。综合枯落物和土壤持水特性对各混交类型进行聚类分析,将8个混交组合进行分类,其中椆木×红锥混交组合、马尾松纯林、火力楠×红锥混交组合以及木荷×椆木混交组合林地持水能力较差；格木×海南红豆混交组合和红锥×枫香混交组合林地持水能力一般;红苞木×枫香混交组合和枫香×樟树混交组合林地持水能力较好;楠木×锥栗混交组合林地持水能力最好。总体上,造林初期,水源涵养试验林在提高原有林地持水能力方面已取得了一定的效果。     

海拔梯度模拟气候变暖对高山森林土壤微生物生物量碳氮磷的影响

土壤微生物生物量在陆地生态系统碳氮磷循环中起着重要作用,是森林生态系统物质循环和能量流动的重要组成部分.以青藏高原东缘的川西高山森林土壤为研究对象,将暗针叶林土壤(3 900 m)沿海拔上移到高山林线(4 000 m),模拟气候变暖对土壤有机层和矿质土壤层微生物生物量的影响.结果表明,海拔上升导致土壤温度升高,但增温并未对雪被期高山森林土壤微生物生物量及其比值产生显著影响.方差分析表明,土壤层次对微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)影响都极显著(P0.01),对MBC/MBN、MBN/MBP影响显著(P0.05),雪被不同时期对MBN、MBP、MBC/MBN、MBC/MBP、MBN/MBP影响极显著(P0.01);相关分析表明,MBC、MBN、MBP与土壤温度和土壤湿度呈现显著正相关(P0.05);MBN、MBP与冻融次数之间呈现极显著正相关(P0.01);MBC/MBN、MBN/MBP、MBC/MBP与温度和雪被厚度呈现极显著正相关(P0.01).从长远来看,未来气候变暖对高山森林生态系统碳氮磷平衡的影响将取决于土壤微生物生物量和群落结构对这些环境因子的响应和反馈.     

雅鲁藏布江下游高山峡谷区林下草本植物多样性沿海拔梯度变化特征研究

研究山地植物多样性的海拔梯度分布规律,对揭示草本植物物种多样性对环境变化的响应机制至关重要。以派墨公路沿线森林草本植物群落为研究对象,通过野外调查分析了不同海拔段(2 300～3 500 m)林下草本植物群落结构及物种多样性(α多样性、β多样性)的变化格局。结果发现：1)调查区内共分布物种29科47属60种,群落物种组成具有明显的温带性质;2)林下草本植物α多样性指数呈波动变化趋势,除Pielou指数外,海拔对Patrick指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数均具有显著性影响,且在较低海拔和高海拔处呈现较高的多样性;3)林下草本β多样性Sorensen指数在海拔2 337～2 557 m和2 971～3 203 m出现两个最小值,而Cody指数在海拔2 337～2 557 m和2 971～3 203 m呈上升趋势且在2 337～2 557 m和2 971～3 203 m出现2个峰值,表明该海拔地段β多样性最大,在这两个海拔段内群落间相似性低,成为物种更替速率较快的过渡地带。本研究能够为公路沿线森林生态系统草本植物多样性的保护提供理论指导和支撑。     

卧龙自然保护区华西箭竹（Fargesia nitida）生态学特征随海拔梯度的变化

海拔梯度由于包含了温度、水分、光照等环境因子的剧烈变化而成为研究植物的环境适应性及其对全球气候变化响应的理想区域。在卧龙自然保护区沿海拔梯度研究了华西箭竹（Fargesia nitida（Mitford）T.P.Yi）分株的丛结构,比叶面积（SLA）、基径、株高、枝下高、单株地上部生物量及各器官生物量的分配。结果表明：华西箭竹丛结构表现为平均单丛面积和丛密度随着海拔升高呈先增大后降低的趋势,而单丛分株数先减少后增大;华西箭竹分株生长特征除SLA和枝下高线性降低,其他各调查变量随着海拔升高,总体呈先增大后减小的单峰变化趋势,高峰值在2 800 m附近。反映了环境因子随海拔升高的非线性变化。分析认为,高海拔地区的华西箭竹对温度较为敏感,气候变暖将有利于它的生长,因此其分布上限可能会提高。本研究结果拓展和丰富了海拔梯度上植物对异质性环境的适应和响应的规律研究,也可对地震后保护区植被的恢复与重建提供科学参考。     

彭州白水河国家级自然保护区植物群落a多样性的海拔梯度变化

白水河国家级自然保护区位于四川省彭州市境内,地处龙门山脉东南部,从海拔1400～4800m依次覆盖着常绿阔叶林、常绿落叶混交林、落叶阔叶林、亚高山针叶林、高山亚高山灌丛、高山草甸和流石滩植被．通过对白水河保护区山地东南坡不同海拔高度的样方调查,研究了该区域植物群落a多样性及其沿海拔梯度的变化规律．结果表明,乔木层物种的丰富度及Shannon指数随海拔上升呈明显的线性下降趋势;灌木层和草本层物种丰富度及Shannon指数随海拔上升呈抛物线下降趋势．乔木物种从海拔1400m的12种至林线下降为2种;灌木和草本植物分别从35种和38种至山顶下降为5种和20种．乔木层物种的均匀度在2800～2900m由于出现单一的冷杉群落而突然降低;灌木层和草本层物种的均匀度则较为一致,波动不大．乔木层物种的优势度随海拔升高而逐渐上升,并在2900m急速升高;灌木层和草本层的优势度呈浅波状变化．乔木层物种随海拔升高在不同群落类型间出现明显的物种替代现象,表明海拔梯度包含了多种环境因子的梯度效应,影响着植物群落的分布、结构及物种多样性．     

祁连山灌丛群落结构特征随海拔梯度和经度的变化

祁连山是中国西部地区重要的安全屏障和水源涵养区,灌丛群落在水源涵养和安全屏障中起着重要的作用。为了探究祁连山灌丛群落结构随海拔和经度的变化规律,选取了甘肃省永登县奖俊埠林场（祁连山东段）、甘肃省古浪县夏玛林场（祁连山中东段）、甘肃省民乐县海潮坝森林公园（祁连山中段）,分析灌丛群落Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度、物种重要值、地上生物量和盖度在海拔2 700—3 100 m的变化。结果发现,（1）随着海拔的升高,银露梅（Potentilla glabra）的优势度逐渐下降,金露梅（Potentilla fruticosa）的优势度增加,高山绣线菊（Spiraea alpina）和山生柳（Salix oritrepha）在3个海拔梯度的优势度变化不显著。（2）随着海拔的升高,Shannon-Wiener多样性指数、地上生物量和盖度递增,且各海拔之间差异显著。（3）随着经度的增加（自西向东）,地上生物量和盖度呈递增趋势,而Pielou均匀度呈递减趋势;ShannonWiener多样性指数在海拔2 700 m呈递减趋势,在海拔2 900 m和3 100 m呈递增趋势。...     

贺兰山东坡典型植物群落土壤微生物量碳、氮沿海拔梯度的变化特征

土壤微生物量是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,在生态系统物质循环和能量转化中占有特别重要的地位。开展土壤微生物量与海拔高度的关系的研究,能促使人们对土壤微生物空间分布格局及其形成机制的认识,预测全球变化对生态系统功能的影响。本文对贺兰山不同海拔梯度具有代表性的荒漠化草原（HM）、蒙古扁桃灌丛（BT）、油松林（YS）、青海云杉林（QH）和高山草甸（CD）等5种植物群落土壤微生物生物量及其微生物商进行了研究。结果表明：表层土壤（0～20 cm）微生物生物量碳（MBC）、氮（MBN）大小次序为：CD〉QH〉YS〉BT〉HM,MBC、MBN随海拔梯度的升高显著增加,与土壤有机碳、氮含量有着一致的变化规律,但是微生物商（qMB）表现出沿海拔梯度先增加后减小的变化趋势,最大值出现在蒙古扁桃灌丛土壤,MBC/MBN则没有明显的变化规律。相关分析表明,不同海拔高度的土壤微生物量碳氮不仅与年均降水量、土壤含水量,而且与土壤有机碳、全氮呈显著线性正相关关系（P〈0.01）,但是与年均气温、土壤容重呈显著线性负相关关系（P〈0.01）。贺兰山土壤微生物量碳、氮随海拔高度升高而增加,降水量、气温、土壤湿度、土壤有机碳和全氮可能是影响土壤微生物量沿海拔梯度变化的关键因子。     

彭州白水河国家级自然保护区植物群落α多样性的海拔梯度变化

白水河国家级自然保护区位于四川省彭州市境内,地处龙门山脉东南部,从海拔1400～4800 m依次覆盖着常绿阔叶林、常绿落叶混交林、落叶阔叶林、亚高山针叶林、高山亚高山灌丛、高山草甸和流石滩植被.通过对白水河保护区山地东南坡不同海拔高度的样方调查,研究了该区域植物群落α多样性及其沿海拔梯度的变化规律.结果表明,乔木层物种的丰富度及Shannon指数随海拔上升呈明显的线性下降趋势;灌木层和草本层物种丰富度及Shannon指数随海拔上升呈抛物线下降趋势.乔木物种从海拔1400 m的12种至林线下降为2种;灌木和草本植物分别从35种和38种至山顶下降为5种和20种.乔木层物种的均匀度在2800～2900 m由于出现单一的冷杉群落而突然降低;灌木层和草本层物种的均匀度则较为一致,波动不大.乔木层物种的优势度随海拔升高而逐渐上升,并在2900m急速升高;灌木层和草本层的优势度呈浅波状变化.乔木层物种随海拔升高在不同群落类型间出现明显的物种替代现象,表明海拔梯度包含了多种环境因子的梯度效应,影响着植物群落的分布、结构及物种多样性.图4表1参20     

川西高山森林生态系统林下生物量及其随林窗的变化特征

作为森林生态系统的重要组成部分,林下植被及其残体的分布受到林冠层的影响,但迄今有关林窗对林下植被和残体生物量的影响尚无研究报道.于2013 年8 月2 日至20 日,以海拔3 600 m 的川西岷江冷杉原始林林下植被为研究对象,根据区域内的坡向和林分组成等因素设置3 个100 m×100 m 的典型样地,调查其生物量及其随林窗的变化特征.在每个样地内选择3 个大林窗,在林窗、林缘和林下分别设置3 个20 m×20 m 的样方,调查粗木质残体长度或高度、大小头直径、枯立木记录胸径、腐烂等级等;在林窗、林缘和林下分别设置3 个5 m×5 m 的样方,采用“收获法”收集样方内直径在2.5-10 cm之间的细木质残体和灌木生物量;在林窗、林缘和林下分别设置3 个1 m×1 m 的样方来调查凋落物储量和草本生物量;在1m×1 m 的样方内随机选择1 个20 cm×20 cm 的小样方来调查地被植物生物量.结果表明,（1）川西高山森林生态系统总生物量为72.75 t·hm^-2,其中林下生物量为67.92 t·hm^-2,占生态系统生物量的95.17%.活体植被以灌木为主,其生物量为9.81t·hm^-2;残体部分以粗木质残体为主,其储量为53.00 t·hm^-2;（2）林窗对灌木、草本、地被植物的影响各不相同,且不同物种的灌木生物量表现出不同的分布规律;草本生物量表现出明显的“边缘效应”,在林缘显著高于林下;林窗和林缘的地被植物生物量相对较低;（3）粗木质残体储量从林下到林窗呈现减小的趋势,但总体储量仍然较大,林窗和林缘的细木质残体储量高于林下.这些结果为认识高山森林生态系统林下生物量及其格局,以及林窗在森林生态系统的重要作用提供了基础理论依据.     

高原河流着生藻类群落沿海拔梯度的变化特征——以西藏黑曲、雪曲为例

海拔对生物群落的空间格局具有重要影响。探究生物群落随海拔变化规律不仅可以确定生物的地理分布范围,而且可为预测生物响应气候变化提供基础信息。然而,目前对于生物群落海拔格局的研究多集中于陆生大型生物,对水生微型生物的研究相对不足。基于西藏昌都市境内金沙江上游支流黑曲和雪曲着生藻类的调查数据,运用广义线性混合模型和分段结构方程模型探究着生藻类密度、生物量、物种丰富度、均匀度和样点对β多样性的贡献（Local contribution to beta diversity,LCBD）等生物群落指标的海拔格局及其驱动机制。结果表明：两条河流共鉴定出161个分类单元,分属硅藻门、蓝藻门和绿藻门。其中着生硅藻种类最多,占总分类单元数的78.9%,极小曲丝藻（Achnanthidium minutissimum,平均相对丰度：28.3%）、波状瑞氏藻（Reimeria sinuata,平均相对丰度：11.5%）、偏肿内丝藻（Encyonema ventricosum,平均相对丰度：9.3%）和细端菱形藻（Nitzschia dissipata,平均相对丰度：7.2%）为主要优势种。不同海拔的着生藻类群落...