青藏高原金露梅灌丛草甸植物群落对退化演替的响应

为了明晰金露梅(Potentillafruticosa)灌丛草甸植物群落对退化演替的响应,以空间代时间的方法,于2018年8月中旬在青藏高原祁连山南麓分别选取原生、中度、重度和极度4种不同演替阶段的金露梅灌丛草甸,对其植被群落进行研究,以探究金露梅灌丛草甸生态功能退化过程中植被群落及土壤养分的演变特征。结果表明,(1)随着退化程度的加剧,地上生物量和地下生物量现存量均呈逐渐减小趋势,且原生金露梅灌丛地上生物量(387.73±25.53)g?m~(-2)和中度退化样地(328.55±36.23) g?m~(-2)显著高于重度退化样地(210±35.04) g?m~(-2)和极度退化样地(182.19±49.99) g?m~(-2)(P0.05),放牧改变了植物群落结构,禾草和莎草地上生物量逐渐减小,而杂类草地上生物量逐渐增加。(2)与地上生物量相似,原生金露梅灌丛(48 46.01±747.10)g?m~(-2)和中度退化样地(4 723.99±505.64)g?m~(-2)地下生物量现存量显著高于重度退化样地(2 590.75±276.45)g?m~(-2)和极度退化样地(1 011.84±163.46) g?m~(-2)(P0.05),且随着退化程度的加剧,表层土壤全碳、全氮和有机质呈增加趋势,地下根系生物量趋于向表层土壤发展。(3)随着退化程度的加剧,群落物种丰富度逐渐下降,且原生金露梅灌丛和中度退化样地物种丰富度显著高于重度退化和极度退化样地(P0.05)。此外,群落物种丰富度与地上生物量呈显著正相关(P0.05)。研究表明,过度放牧会导致植被群落发生分化,物种丰富度下降,最终导致金露梅灌丛草甸退化为杂类草草地,甚至黑土滩次生裸地。研究结果对今后退化金露梅灌丛草甸的放牧管理具有重要的指导意义。     

强烈度火后喀纳斯泰加林草本层物种丰富度和地上生物量变化

以喀纳斯泰加林强烈火干扰后40年的森林群落为研究对象,探讨不同森林群落草本层物种丰富度和地上生物量的变化,为喀纳斯泰加林火成演替群落草本层的碳汇功能以及物种多样性的研究提供参考。结果表明,(1)6个森林群落草本层物种丰富度大小依次为:Ⅰ西伯利亚云杉(Picea obovata)+疣枝桦(Betula pendula)-红果越桔(Vaccinium hirtum)-黑穗苔草(Carex atrata)+老芒麦群落(Elymus sibiricus)(26.0±1.6)、Ⅱ疣枝桦+西伯利亚云杉-红果越桔+大叶绣线菊(Spiraea chamaedryfolia)-黑穗苔草群落(25.1±1.4)、Ⅳ西伯利亚红松(Pinus sibirica)+西伯利亚落叶松(Larix sibirica)-红果越桔+北极花(Linnaea borealis)-老芒麦+寄奴花(Cerastium pauciflorum)群落(22.2±2.2)、Ⅴ西伯利亚落叶松-红果越桔+阿尔泰忍冬(Lonicera caerulea)-细叶野豌豆(Vicia tenuifolia)+老芒麦群落(21.6±1.5)、Ⅲ西伯利亚落叶松+疣枝桦-红果越桔+密刺蔷薇(Rosa spinosissima)-黑穗苔草+寄奴花群落(21.2±1.3)、Ⅵ西伯利亚落叶松+西伯利亚云杉-红果越桔-老芒麦+黑穗苔草群落(19.3±2.5);地上生物量排序为:Ⅰ(0.853±0.015) t·hm~(-2)Ⅴ(0.719±0.033) t·hm~(-2)Ⅵ(0.639±0.021) t·hm~(-2)Ⅳ(0.596±0.023)t·hm~(-2)Ⅱ(0.568±0.023)t·hm~(-2)Ⅲ(0.478±0.017)t·hm~(-2),凋落物生物量与草本层地上生物量和物种丰富度的变化趋势不同,3个变量在不同森林群落间都存在显著差异(P0.05)。在阔叶针叶林林分经针叶阔叶林转向针叶混交林过程中,草本层地上生物量递增,而草本层物种丰富度的最大值出现在针叶阔叶林中。草本层地上总生物量与其物种丰富度不相关,杂草地上生物量随着物种丰富度的提高而增加。草本层生物量受到郁闭度的影响,草本层物种丰富度的提高受凋落物积累的限制;禾本科和莎草科的生长受土壤养分影响显著。研究表明,喀纳斯泰加林强烈度火后40年的针叶阔叶林有利于提高草本层的地上碳储量和物种多样性,清除凋落物可提高草本层物种多样性和草本层的碳汇功能。     

粤北阔叶人工林和次生林植物多样性与土壤理化性质相关性研究

为提升人工林林分质量,发挥人工林生态效益,以亚热带优良乡土树种壳斗科红锥(Castanopsis hystrix)、乐昌含笑(Michelia chapensis)、深山含笑(Michelia maudiae)人工林和天然次生林为研究对象,分析不同林分林下物种数量、物种多样性指数(Shannon-Wiener指数,Simpson优势度指数,Pielou均匀度指数,Margalef丰富度指数)和土壤理化性质等指标及其差异,明确土壤中制约人工林林下植被多样性的理化性质指标。结果表明,(1)灌木层中,红锥与含笑人工林林下植被Shannon-Wiener指数(1.61±0.51,1.23±0.30)低于天然次生林(1.95±0.40),且二者林下物种成分与天然次生林有显著差异,人工林植物优势种以(Maesa japonica)、石楠藤(Piper puberulum)为主,天然林优势种以广东润楠(Machilus kwangtungensis)、黧蒴锥(Castanopsis fissa)等乔木幼苗为主。草本层红锥与含笑人工林的Shannon-Wiener指数(2.55±0.50,2.53±0.31)高于天然次生林(2.34±0.38)。(2)0-20 cm土层内,有机质、全氮、全磷含量均表现为红锥人工林[(34.74±13.29)g·kg~(-1),(1.56±0.49)g·kg~(-1),(0.43±0.13)g·kg~(-1)]含笑人工林[(28.20±9.97)g·kg~(-1),(1.27±0.34)g·kg~(-1),(0.30±0.10)g·kg~(-1)]天然次生林[(22.78±8.52)g·kg~(-1),(1.07±0.33)g·kg~(-1),(0.25±0.04)g·kg~(-1)];20-40 cm土层内,人工林与天然林土壤有机质、全氮、全磷仍表现为红锥人工林[(24.22±7.51)g·kg~(-1),(1.23±0.32)g·kg~(-1),(0.42±0.11)g·kg~(-1)]含笑人工林[(21.80±8.34)g·kg~(-1),(1.04±0.28)g·kg~(-1),(0.29±0.11)g·kg~(-1)]天然次生林[(16.15±6.42)g·kg~(-1),(0.83±0.23)g·kg~(-1),(0.24±0.04)g·kg~(-1)]。除硝态氮外,其余土壤理化性质均因林分类型不同而呈现显著差异(P0.05)。(3)有机质、氮、磷三者是影响林下植被多样性的关键因子。土壤有机质含量与林下植被多样性的相关性最强(P0.05),氮、磷含量与草本层的相关性显著(P0.05),草本层与灌木层相比,更易受到土壤理化性质的影响。     

张广才岭森林时空变化对步甲群落多样性的影响

研究中国北方地区成熟林、次生林和人工林生物多样性及群落结构,了解不同森林类型对物种的保育作用,可为生物避难所的选取和保护工作提供科学依据。为研究中国温带地区不同森林类型生物多样性,采用陷阱法对张广才岭森林中人工落叶松林、次生白杨林、次生混交林、成熟混交林和成熟针叶林5种典型森林生境中的地表步甲群落进行调查,在每种森林中设置4个重复样方,共20个样方,在每个样方中设置4个陷阱,在步甲的主要活动期(6—8月)内每隔2周收集1次陷阱内的昆虫样本,共捕获9 073头步甲。采用生态学多样性指数对群落组成进行分析,基于和弦标准化的预期物种共享(CNESS)相异指数的非度量多维标度法(NMDS)分析步甲物种周转率,并统计不同时间动态下步甲群落多度、丰富度和多样性变化,旨在分析并比较成熟林、次生林和人工林对生物多样性保护的作用。结果表明:次生白杨林步甲群落物种多样性最高,Shannon-Wiener多样性指数H'为2.37,人工林步甲最低,仅为1.99;人工林步甲群落结构与天然林差异较大,天然林中多样化的生态环境维持较高的步甲群落β多样性;在天然林中,步甲多度、丰富度和Simpson多样性指数随时间变化具有相似的变化趋势,而与人工落叶松林差异明显。由此认为,天然林对物种的保育作用是无可替代的,目前大规模种植单一种类的树木对维持森林生物多样性是不利的,改善中国森林生物多样性最有效的方法是任林地自然发展。     

广州市典型森林植被的结构及多样性研究

分别遴选广州城市尺度上帽峰山、白云山、天河公园样点的常绿阔叶林各0.48、0.48、0.24 hm~2,采用群落生态学的方法对比研究了3种植被类型的群落结构、物种多样性和主要种群间的关联性。结果表明3种植被类型的物种数、林分密度、郁闭度均表现为常绿阔叶天然次生林(EBSF):常绿阔叶人工-天然混交林(EBANF):常绿阔叶人工林(EBP);乔木层、灌木层及所有木本植物的Shannon-Wiener指数、Gleason丰富度指数也表现出相同的趋势,且EBSF表现为:灌木层乔木层,EBANF和EBP表现为:乔木层灌木层,而Pielou均匀度指数则表现出多变的特征;EBSF、EBANF、EBP的径级结构分别表现为标准、微双峰、多峰的倒"J"型;EBSF与EBANF的20个优势木本植物间整体呈现不显著的正关联,20个优势种构成的190个种对的关联性在χ~2检验、PC值及AC值上均表现出与总体一致的不显著正关联,且EBSF物种间的正关联性更强。结果反映了广州市局部地区常绿阔叶天然次生林、人工-天然混交林、人工林在群落结构、物种多样性以及主要种群间的关联性上的差异,以典型代表整体,旨在为广州近自然林及美丽城镇森林景观的建设及评价提供理论依据。     

次生林和人工林根系生物量、形态特征、养分及其与土壤养分关系

通过珍贵树种人工林和次生林根系形态特征及生物量研究,揭示根系在养分循环与地力维持中的作用机制,为当地的人工林经营和次生林的保护提供科学指导意见。以广东省乐昌市龙山林场60年生次生林,16年生红锥(Castanopsis hystrix)和乐昌含笑(Michelia chapensis)人工纯林为研究对象,根系采用土钻野外取样和根系扫描仪室内分析相结合的方法。结果表明:(1)3种林分的根系生物量差异显著(P0.05),红锥林根系生物量最高(108.05±33.67) g·m~(-2)其次为次生林(76.55±36.38) g·m~(-2)),乐昌含笑林最低(73.31±57.70) g·m~(-2);(2)比表面积、根组织密度、根面积密度在3种林分中无显著性差异(P0.05),而根系平均直径、比根长、根长密度在3种林分中有显著性差异(P0.05),且乐昌含笑林根组织密度最低;3种林分不同直径范围根系的根长、表面积、体积占总体百分比,表现一致的变化趋势;(3)红锥林和乐昌含笑林的根系C与根系比根长和比表面积显著正相关,而次生林无相关性;(4)次生林土壤P与根长密度和根面积密度显著负相关,而红锥林呈显著正相关;红锥林土壤C、N与根系K显著负相关,而土壤K与根系K显著正相关。因此,在该研究地可以选择乐昌含笑乡土树种作为造林树种,并适当的增施K、C、P肥有助于提高林木生产。     

川西南不同植被木本物种多样性与土壤有机碳积累

为了探讨川西南不同植被对物种多样性维持和土壤有机碳积累的生态效应,以四川宁南县高山栲Castanopsis delavayi天然林、26年生赤桉Eucalyptus camaldulensis×新银合欢Leucaena leucocephala混交林和新银合欢Leucaena leucocephala纯林为研究对象,同时以附近的退化荒地为对照,调查其木本物种多样性、植被结构及表层土壤有机碳积累。结果显示:天然林具有较高的物种多样性。人工林木本物种多样性显著高于对照荒地,但显著低于天然林(P0.05)。在川西南,天然林一旦遭到破坏,物种多样性很难得到恢复。人工林呈乔、灌、草3层,植被结构显著优于对照荒地(荒地没有乔木层,灌木层只有一种树种),植被结构的改善有利于物种多样性的增加。赤桉×新银合欢混交林和新银合欢纯林表层土壤有机碳储量分别为(63.39±1.47)和(64.89±1.69)t·hm-2,显著高于对照荒地,但显著低于天然林(P0.05)。表层土壤有机碳储量的变化趋势与物种多样性的变化相似,物种多样性与表层土壤碳储量似乎相互促进。但物种多样性与土壤碳储量的关系还有待于进一步研究。     

林窗大小对2种针叶林更新效果的初步分析

为了解采伐林窗对2种人工林更新效果的影响,在浙江省丽水市白云山选择生境条件基本一致的马尾松林和杉木林,以林下为对照,比较了通过采伐获得的不同大小林窗(50～500 m~2)内人工和天然更新植物效果。结果表明:(1)10个人工更新树种在杉木林中生长优于马尾松林,马尾松林中枫香、无患子、山乌桕和细柄蕈树生长情况好于其他树种,杉木林中枫香、山乌桕、南方红豆杉、无患子和细柄蕈树生长情况好于其他树种。(2)林分类型显著影响南方红豆杉生长,特别是对树高的影响极为显著(P0.01),林窗大小对木荷地径和树高均有显著影响(P0.05),林分和林窗的交互作用对除朴树、闽楠和浙江楠外的其他树种均有显著影响。(3)不同大小林窗下天然更新植物物种数、Simpson生态优势度、Shannon多样性指数存在显著差异(P0.05),林分类型对物种数和Shannon多样性指数具有显著影响(P0.05),但对Simpson生态优势度没有影响。2种林分林窗间天然更新植物相似度介于0.4～0.9之间,同一林分林窗间物种相似度均大于林窗与对照之间。马尾松林阔叶化改造可采伐中等林窗(250 m~2),目标更新树种可选枫香、无患子、细柄蕈树和木荷;杉木林以大(500 m~2)或小林窗(50 m~2)为主,可选树种有枫香、南方红豆杉、山乌桕、无患子和细柄蕈树。     

内蒙古大青山4种典型植被类型生态系统服务权衡与协同

分析生物多样性、土壤肥力、水源涵养、固碳能力等4种生态系统服务间的权衡与协同关系,从而为大青山植被合理经营提供理论依据。以内蒙古大青山白桦(Betula platyphylla)天然次生林、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林、虎榛子(Ostryopsis davidiana)天然灌丛和天然草地等4种植被类型为研究对象,利用均方根偏差(RMSD)对区域生态系统服务的权衡与协同关系进行了研究,并对各生态系统服务的贡献进行了分析。结果表明,4种植被类型生物多样性为:白桦天然次生林(2.81)虎榛子天然灌丛(1.84)华北落叶松人工林(1.80)天然草地(1.78);土壤肥力为:白桦天然次生林(71.14 g·kg~(-1))华北落叶松人工林(57.01 g·kg~(-1))虎榛子天然灌丛(52.50 g·kg~(-1))天然草地(35.58 g·kg~(-1));水源涵养为:白桦天然次生林(618.42 t·hm~(-2))华北落叶松人工林(603.30 t·hm~(-2))虎榛子天然灌丛(573.85 t·hm~(-2))天然草地(561.02 t·hm~(-2));固碳能力为:华北落叶松人工林(468.92 t·hm~(-2))虎榛子天然灌丛(415.31 t·hm~(-2))白桦天然次生林(291.97 t·hm~(-2))天然草地(129.37 t·hm~(-2))。4种植被类型生态系统服务之间均属于权衡关系,其中白桦天然次生林的生物多样性分别与水源涵养、土壤肥力和固碳能力呈中等程度的权衡(ERMSD=0.149、0.159、0.145),表现为水源涵养具有较高的收益。华北落叶松人工林的固碳能力与生物多样性、水源涵养和土壤肥力呈较高程度的权衡(ERMSD=0.214、0.183、0.184),表现为固碳能力具有较高的收益。各植被类型的4种生态系统服务存在一定差异,白桦天然次生林的水源涵养能力强于其他生态系统服务,华北落叶松人工林的固碳能力占重要地位。由此可知,适当调整经营措施,提高人工林的生物多样性,同时注重改善天然林的固碳能力,可维持内蒙古大青山森林生态系统服务的平衡发展。     

中亚热带森林转换对土壤微生物群落结构的影响

森林转换是土地利用变化的重要方式,通过改变森林植被类型,从而改变土壤生态系统;土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,其变化与土壤肥力的改善密切相关.采用磷脂脂肪酸法对南平市顺昌县武坊林场的常绿阔叶天然次生林和杉木人工林的土壤微生物群落结构、土壤养分及其之间的相互关系进行研究.结果表明,常绿阔叶天然次生林土壤的总碳含量、全磷含量、铵态氮、微生物量碳以及碳氮比(C/N)均显著高于杉木人工林(P 0.05),而2个林分间土壤的总氮含量、有效磷含量差异无显著差异(P 0.05).常绿阔叶天然次生林的革兰氏阳性菌、真菌、总磷脂脂肪酸(总PLFAs)、革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌比(G~+:G~-)、细菌真菌比(F:B)显著高于杉木人工林.皮尔森相关分析结果表明细菌、真菌、总磷脂脂肪酸与总碳、全磷、铵态氮、微生物量碳含量显著相关,总磷脂脂肪酸与酸碱度(pH)显著相关(P 0.05).主成分分析表明第1主成分与第2主成分共同解释了微生物群落结构变化的97.86%,表明森林转换后不同林分的土壤微生物群落结构存在显著差异.冗余分析结果表明第一轴和第二轴分别解释了89.9%和6.7%,土壤全磷、铵态氮、硝态氮对土壤微生物群落结构的影响最大.本研究结果表明森林转换下土壤微生物群落结构与土壤养分含量具有显著相关性,这对于提高土壤肥力,营造可持续发展的杉木人工林有着重要参考价值.     

扎兰屯地区典型天然林群落特征及其相关性分析

为了解天然林的群落特征及其相关性,提升天然林的管理及生态防护功能,以大兴安岭扎兰屯天然落叶松(Larix gmelinii)纯林、白桦(Betula platyphylla)次生林、白桦-落叶松混交林为研究对象,分别对乔木层、灌木层和草本层的高度、胸径、冠幅、盖度等指标进行调查,分析群落结构特征,计算物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,并进行主成分分析(PCA)。结果显示,(1)3个群落中落叶松林的乔木层树高、胸径和灌木层的地径、盖度均最高,草本层特征差异不显著(P0.05)。(2)落叶松林、白桦-落叶松林中平榛(Corylus heterophylla)和土庄绣线菊(Spiraea pubescens)的重要值均明显高于其他灌木树种;白桦林灌木层只有兴安柳(Salix hsinganica);3种林分草本层均以兴安苔草(Carex chinganensis)为优势种。(3)乔木层、灌木层的丰富度指数、Simpson指数和Shannon-Wiener指数均表现出:白桦-落叶松林落叶松林白桦次生林;草本层以落叶松林最为丰富,其Simpson指数、Shannon-Wiener指数均以白桦林为最大;乔木层、灌木层、草本层的Pielou指数均以白桦-落叶松林为最大。(4)PCA排序结果显示,随着林分郁闭度、乔木树高、胸径及灌木盖度、高度、基径的增大,灌木层植物的多样性指数和均匀度增加明显,草本层多样性降低;草本高度越高、盖度越大,草本层多样性指数、均匀度越高。研究表明:乔木层郁闭度、灌木层生长特征(盖度、高度和基径)是影响物种多样性的主因,林分群落特征与植物多样性存在相关性。     

华南地区马占相思人工林不同改造模式对林分结构的影响

研究间伐强度对华南地区人工林下套种阔叶树种生长的影响,为华南地区人工林营林措施和生态功能恢复评价提供科学依据。以东莞大岭山林场马占相思(Acacia mangium)人工林为研究对象,设置了3种间伐强度处理(0、30%和60%,编号为M1、M2和M3),间伐后均匀套种乡土阔叶树种,以不间伐不套种纯林为对照。改造10 a后,分析不同间伐强度与套种改造模式群落物种组成、物种多样性及林分生长状况的影响。结果表明,间伐套种模式改造10 a后,3种改造模式均显著促进群落乔木层的物种数(22—26种),林分灌木层物种数以M1模式较高,草本层物种数差异不大(14—17种);林分中乔木层、灌木层物种的Shannon-Wiener指数均以M1林分较高,分别为2.09和2.11,Pielou指数差异不大(0.83—0.96和0.90—1.02),草本层多样性指数以CK林分最高。DCA分析结果显示,绝大多数套种树种在改造后林分生长较好,密集分布在M1林分,M2和M3林分次之;间伐或套种处理均促进了幼树的生长,M1林分乔木层树种的平均树高、平均胸径和胸高断面积均显著高于间伐M2和M3林分。该研究结果表明马占相思人工林经营模式以未间伐与套种相结合为最佳,可优化群落林冠结构,加速林分向地带性森林植被阔叶树种混交林演替。     

碳、氮添加对高寒草甸植物群落物种多样性和生物量的影响

氮素对青藏高原高寒草甸植物群落结构和生物量的影响尚存争议,而外源碳对青藏高寒草甸植物群落结构和生物量的影响鲜见。该研究在西藏那曲封育草甸开展为期4年的多梯度碳(蔗糖)、氮(尿素)添加试验,探究碳、氮添加对高寒草甸植物群落物种多样性特征、生物量以及群落物种多样性指数与生物量之间的相关关系。结果表明,(1)碳×氮交互作用对高寒草甸植物群落地上生物量有显著增加的作用(P0.05),与对照4年地上部分植物生物量总和(549.1 g·m~(-2))相比,在N100 kg·hm~(-2)、C60kg·hm~(-2)、C120 kg·hm~(-2)添加处理下,4年地上部分植物生物量总和增加到了747.5、692.6、730.4g·m~(-2)。其中N100 kg·hm~(-2)、C60kg·hm~(-2)×N 50 kg·hm~(-2)×C 60 kg·hm~(-2)×N100 kg·hm~(-2)、C 60 kg·hm~(-2)×N 100kg·hm~(-2)和C 120kg·hm~(-2)×N 100 kg·hm~(-2)添加处理对高寒草甸植物群落地上生物量的影响不显著。(2)4年碳、氮添加研究结果显示,碳、氮分别添加以及碳氮交互作用对高寒草甸植物群落物种多样性没有显著影响。(3)地上植物群落生物量与群落物种多样性指数之间从2011到2014年均没有显著的相关关系。4年地上部分植物生物量总和与4年总体植物群落物种多样性指数之间有显著的负相关关系(P0.01),但相关性较为微弱(r~2=0.159)。     

林窗大小对川西马尾松人工林林下物种多样性和生物量的影响

林窗是植被演替和森林循环的重要驱动力,研究林窗大小对物种多样性和生物量的影响有利于揭示林窗干扰在生态系统恢复中的作用.以川西莲花山马尾松人工林为研究对象,划分出5种不同面积(81-625 m~2)的林窗共计15个和3个非林窗(林下)作对照(CK),对其群落物种组成、物种多样性水平(丰富度指数D、Simpson优势度指数H’、Shannon-Wiener指数H、Pielou均匀度指数J_(sw))和林下生物量(灌木层生物量、草本层生物量)进行调查研究.结果表明:(1)在总面积为5 493 m~2的样地中,共记录到维管植物99种,隶属56科84属;草本层和灌木层物种数随林窗面积增加均呈单峰格局,前者的物种数变化较后者明显.(2)总的来看,林窗下的D、H、J_(sw)值较林下大,H’值较林下小,且400-450 m~2面积的林窗下灌木、草本各物种多样性指数值达到一个较高水平.(3)林窗内的生物量显著大于林下生物量,200-250 m~2林窗下的生物量最大.(4)群落各层次物种多样性指数与对应层次地上、地下、全株生物量的相关性均不显著.因此认为,大面积林窗(400-450 m~2)有利于增加马尾松人工林林下群落物种丰富度,提升林下群落物种多样性水平;而中等面积林窗(200-250 m~2)则有利于增加林下生物量.     

亚热带马尾松林恢复过程中物种丰富度及生物量变化

马尾松林恢复过程中物种丰富度及生物量变化有助于了解该过程中物种多样性及碳汇功能的变化。选取亚热带东部湿润地区的马尾松(Pinus massoniana)林、针阔叶混交林及常绿阔叶林样地构建马尾松林自然恢复系列,通过比较不同森林中生物量和物种丰富度的变化探讨马尾松林恢复过程中碳汇功能以及物种多样性的变化。依据中国科学院战略性先导科技专项"应对气候变化碳收支认证及相关问题"之森林课题调查数据库中亚热带东部湿润地区的部分数据进行物种多样性和生物量的分析,分别计算不同胸径(diameter at breast height,DBH)等级(1 cm≤DBH5 cm、5 cm≤DBH10 cm、10 cm≤DBH20cm、DBH≥20 cm)以及群落总的物种丰富度和生物量,采用Tukey多重比较以及简单线性回归的方法分析不同森林类型之间生物量以及物种丰富度的差异,并探索物种丰富度与生物量之间的关系。结果表明亚热带东部地区的马尾松林、针阔叶混交林以及常绿阔叶林的总平均生物量分别为(114.74±4.82)、(124.99±4.99)、(220.9±8.62)t·hm-2,总物种丰富度分别为(5.81±0.61)、(17.55±1.17)、(23.71±2.04),在马尾松林转变为针阔叶混交林的过程中群落的物种数量显著增加(P=0.000),但碳贮量增加不明显(P=0.305);在针阔叶混交林转变为常绿阔叶林的过程中碳贮量显著增加(P=0.000)且生物量向大个体(DBH≥20 cm)的方向集中,但群落整体的物种数量增加不明显(P=0.159)。总体而言,亚热带地区所选森林中物种丰富度与生物量之间未表现出良好的线性关系,但针阔叶混交林的大个体(DBH≥5 cm)以及3种森林类型的小个体(DBH5cm)的物种丰富度与生物量之间呈现显著的线性相关。研究表明,亚热带东部湿润地区森林中小径级的个体生物量随物种丰富度增加其变化趋势明显,增加小个体的物种丰富度既能够促进群落中资源的利用效率,又能够促进森林生态系统的物质循环;针阔叶混交林大个体的生物量随物种丰富度的增加而显著增加,对针阔叶混交林中大个体乔木进行合理的管理也能够促进群落对资源的有效利用。     

衡阳紫色土丘陵坡地植被恢复对植物群落结构及多样性的影响

采用"空间序列代替时间序列"的方法,将植被恢复阶段划分为演替前期、演替中期和演替后期,并测定每一阶段植物群落特征及多样性指标.结果表明:(1)随着演替进行,地上生物总量和中旱生物植物生物量显著增加(P0.05),中生植物生物量的大小顺序为中期后期前期(P0.05),旱生植物生物量的大小顺序为中期前期后期(P0.05);(2)随演替进行,Shannon-wiener多样性指数(H)、Simpson多样性指数(H')、Pielou均匀度指数(E)、Simpson均匀度指数(E')与Simpson优势度指数(D)显著减小(P0.05),物种丰富度指数(S)的大小顺序为中期前期后期(P0.05);(3)随演替进行,群落优势种狗尾草(Setaria viridis)和狗芽根(Cynodon dactylon)的重要值显著增加(P0.05).     

杉木人工林采伐撂荒后土壤动物的恢复特征

以会同地区杉木人工林采伐迹地自然恢复后形成的次生林为研究对象,以杉木人工林和常绿阔叶林作为对照,调查分析杉木人工林、次生林和常绿阔叶林的土壤动物群落特征.结果显示:杉木人工林采伐迹地自然恢复20年后,次生林与常绿阔叶林土壤动物在群落组成上表现了更高的相似性,其中次生林与杉木人工林Jaccard相似性为0.57,杉木人工林与常绿阔叶林相似性为0.58,次生林与常绿阔叶林Jaccard相似性为0.64;杉木人工林采伐迹地自然恢复后,土壤动物群落的多度出现了显著的增加,从杉木人工林的52 916.1/m~2,增加到次生林的86 618.7/m~2(P=0.03),接近常绿阔叶林的78 298.4/m~2(P=0.75),这些增加主要归因于线虫纲、线蚓科、蜱螨目、弹尾目的增加,分别贡献了增加量的62.84%、26.57%、4.74%、2.26%.但土壤动物群落的多样性变化缓慢,Shannon多样性指数从杉木人工林到次生林增加了25.71%,达到常绿阔叶林的88.88%.通过比较3种森林类型土壤动物多度和多样性,明显可以看出土壤动物的多样性恢复速度要慢于土壤动物的多度恢复.由于次生林的群落组成、多样性和多度特征比杉木人工林更加接近于常绿阔叶林,因此结果支持生态系统不稳定性的增加促进了土壤生物的恢复.(图1表5参41)     

雅安市谢家山两种密度柳杉人工林群落结构和物种多样性研究

林分密度是影响林分生长、群落结构及生物多样性的重要因素之一,对近自然森林的经营改造、森林生态系统稳定性的维持及林业可持续发展具有重要意义。为研究林分密度对群落结构和物种多样性的影响,并探索维持人工林生态系统的稳定性和促进近自然林业改造的合理林分密度,采用典型样地法,以物种丰富度指数D值、Shannon-wienner指数H值、Simpson优势度指数H′值和均匀度指数Jsw值作为综合衡量群落物种多样性的指标,对比研究了雅安市谢家山两种林分密度(高密度和低密度)对柳杉(Cryptomeria fortunei)人工林群落结构和物种多样性的影响。结果表明:(1)共记录到植物109种,隶属57科95属。高密度群落物种组成为乔木11种,灌木27种,草本41种;低密度群落物种组成为乔木17种,灌木35种,草本35种;(2)从群落结构上看,在高密度下,物种多分布在中径级(胸径11.0~23.0cm)和高高度级(高度15.0~24.0 m);在低密度下,物种多分布在小、中径级(胸径5.0~23.0 cm)和小、中高度级(高度9.0~21.0 m);(3)两种密度下群落的各指数均表现为:草本层灌木层乔木层。物种丰富度指数D值在乔木层和灌木层表现为低密度高密度,在草本层表现为低密度高密度。从Simpson指数H′值、Shannon-Wiener指数H值和均匀度指数值Jsw值分析来看,乔木层这些指数均表现为低密度高密度,而灌木和草本层则与之相反;研究认为低密度(1 250~1 375/(株·hm-2))更利于谢家山地区柳杉人工林多样性的维持及柳杉树种的自然更新。     

川西亚高山3种森林土壤碳氮磷及微生物生物量特征

以空间代替时间的方法,对川西亚高山天然针叶林、桦木次生林、人工云杉林有机层和矿质层土壤碳、氮、磷化学计量以及土壤微生物生物量和呼吸进行比较分析.结果表明,天然针叶林转化为次生林和人工林,土壤有机层碳、氮、磷,微生物生物量碳、氮含量及微生物呼吸均显著下降,其中微生物生物量碳依次为天然林(727.98 mg/kg)次生林(554.56 mg/kg)人工林(239.83 mg/kg),微生物生物量氮为天然林(72.56 mg/kg)次生林(50.42 mg/kg)人工林(20.78 mg/kg),而矿质层各测定变量在3个森林群落之间差异基本不显著.各森林群落有机层土壤碳、氮、磷,微生物生物量及呼吸均显著高于矿质层,而碳氮比和微生物生物量碳氮比在土壤层次之间差异不大.相关分析表明,土壤碳、氮、磷及化学计量比及微生物变量之间存在显著相关关系.综上所述,森林转换显著影响川西亚高山土壤碳、氮、磷化学计量及微生物生物量,且影响主要体现在土壤有机层.     

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。