局域生态过程对吉林蛟河阔叶红松林群落相似度的影响

【目的】研究局域生态过程对群落构建的相对作用,对解释和预测植被对干扰的响应,理解群落多样性变化具有重要意义,为研究群落物种共存机制以及生物多样性保护提供理论支撑。【方法】以吉林蛟河阔叶红松林3块大样地为研究对象,对样地中所有胸径≥1 cm的木本植物进行挂牌标记和长期监测,并根据地形将样地划分为不同生境类型。通过零模型构建生境间和生境内随机分布群落,分别计算实际群落和随机群落的相似度,比较实际群落相似度和随机群落相似度的差异,分析生境异质性和生境内空间隔离对群落结构的影响。具体验证以下4个假设:1)生境间随机群落相似度与实际群落相似度是否具有显著差异;2)生境内随机群落相似度与实际群落相似度是否具有显著差异;3)生境间随机群落相似度与生境内随机群落相似度是否具有显著差异;4)生境间随机群落相似度与生境内随机群落相似度的差值表示生境异质性的作用大小,生境内随机群落相似度与实际群落相似度的差值表示生境内空间隔离作用的大小,二者是否具有显著差异。【结果】实际群落的相似度与生境间随机群落相似度具有极显著差异,表明生境异质性和生境内空间隔离共同对群落构建具有极显著作用;实际群落的相似度与生境内随机群落相似度具有极显著差异,表明生境内空间隔离单独作用极显著;生境间随机群落相似度与生境内随机群落相似度具有极显著差异,表明生境异质性单独作用极显著;生境间随机群落相似度与生境内随机群落相似度的差值和生境内随机群落相似度与实际群落相似度的差值具有极显著差异,且前者小于后者,表明生境内空间隔离对群落构建的作用极显著高于生境异质性。【结论】在吉林蛟河阔叶红松林群落构建过程中,生境异质性作用和生境内空间隔离共同影响群落结构,分别对群落构建具有显著作用,且群落构建过程中扩散限制作用显著大于生境异质性作用。研究结果对维持和保护东北地区温带森林生物多样性具有重要意义,未来应结合大尺度过程做进一步分析。     

片段化生境中木本植物种子大小对幼苗存活的影响

以千岛湖29个样岛木本植物的种子与幼苗为研究对象,分析了种子大小与种子数量的相关性,以及岛屿参数、地形因素和土壤养分含量如何影响种子大小并作用于幼苗早期存活。结果显示:(1)物种间种子大小与种子数量存在权衡关系;(2)种子大小对幼苗半年存活率无显著正效应,但坡向朝东、土壤碳含量低增加了种子大小对幼苗存活率的正效应,而夏季对大种子幼苗的不利影响大于小种子幼苗;(3)幼苗高度和土壤磷含量对幼苗半年存活率有正效应,而幼苗所在岛屿与最近岛屿的距离对幼苗存活率有负效应。本研究结果表明,千岛湖片段化生境中种子大小和生境因素共同影响幼苗早期存活,小尺度的生境异质性增强种子大小的作用,从而影响森林更新和群落构建。     

长白山北坡云冷杉阔叶混交林的物种多度格局

【目的】研究长白山北坡云冷杉阔叶混交过伐林乔木层物种多度格局,阐明过伐林群落冠层结构维持的生态过程,探讨生境异质性、密度依赖、种间关联、扩散限制、更新限制和物种分化在针阔混交林群落装配中的作用,为揭示过伐林恢复过程中的物种多度分布机制提供理论指导。【方法】采用经验统计模型、生态位模型、群落中性理论模型以及复合生态位模型,对长白山北坡12块云冷杉阔叶混交过伐林样地进行物种多度格局分析。【结果】经验统计模型中对数正态模型和泊松对数正态模型拟合效果最佳,对数级数模型拟合效果较差,对数级数模型参数T和对数正态模型参数λ可作为表征群落多样性的重要参数;生态位模型中断棍模型拟合效果最佳,其次是生态位重叠模型和几何级数模型,再次为Zipf模型和Zipf-Mandelbrot模型,最后为随机分配模型和优势优先模型;复合生态位模型拟合效果较传统生态位模型有较大提高,复合模型可能在群落丰富种和稀有种呈现竞争等级多度分布时拟合效果最佳;以胸高断面积为指标的物种多度分布拟合与以个体数为指标的经验统计模型和生态位模型物种多度分布拟合表现基本一致,而在群落中性理论模型和复合模型拟合表现方面有一定差异,可能与稀有种断面积比重较大有关。【结论】复合模型可能成为连接经验模型、生态位模型和中性理论模型的纽带,为研究物种多度格局提供数学途径和思路。云冷杉阔叶混交过伐林群落物种等级多度分布某种程度上是生态位过程和随机干扰生态过程共同作用的结果。     

长白山阔叶红松林林层群落结构与生产力的关系

【目的】探究长白山阔叶红松林不同林层群落结构与林分生产力的关系,分析林分生产力的影响因素,为温带森林的恢复与可持续经营提供科学依据。【方法】基于长白山自然保护区阔叶红松林40 hm2固定监测样地2年（2014和2019年）植被调查数据,以样地内胸径（DBH）≥5 cm的木本植物为对象,根据胸径将阔叶红松林群落划分为优势木层、亚优势木层、中等木层和被压木层,运用R4.0.3软件计算各林层物种多样性、结构多样性和林分密度,与生产力进行相关性分析并构建结构方程模型,探讨不同林层物种多样性、结构多样性和林分密度对生产力的影响。【结果】1）林分密度与生产力显著正相关（P<0.05）,且相关关系随林层上升而下降。2) Pearson相关性分析结果显示,生产力与代表物种组成α多样性的香农威纳指数显著正相关（P<0.05）,且随林层上升相关关系减弱;反之,代表物种组成β多样性的香农熵指数与生产力存在显著负相关（P<0.05）,但该相关关系在中等木层和亚优势木层不显著。此外,物种均匀度指数与生产力显著负相关（P<0.05）,相关系数随林层上升先增大后减小;胸高断面积基尼系数和胸径...     

采伐干扰对吉林蛟河针阔混交林生产力稳定性的影响

【目的】研究采伐干扰对吉林蛟河天然次生针阔混交林林分生产力稳定性的影响,以期为针阔混交林的可持续经营提供理论依据。【方法】2011年7月在吉林蛟河建立4块1 hm²的针阔混交林采伐样地,2011年12月进行抚育采伐,采伐强度为2.7%～77.6%,平均值为39.2%,并于2013、2015和2018年复测保留木,利用样地中100个连续样方的木本植物数据,通过线性回归模型分析采伐强度、林分密度、土壤养分、林木大小分化（胸径Shannon-Wiener指数）和物种多样性（物种Simpson指数）与生产力稳定性的相关性;运用方差分解分析比较不同变量对生产力稳定性的贡献;进而利用结构方程模型探讨采伐对林木大小分化、物种多样性和生产力稳定性的影响及林木大小分化、物种多样性和生产力稳定性之间的关系。【结果】采伐强度与生产力稳定性无显著关系,物种多样性和林木大小分化与生产力稳定性均呈显著正相关（P<0.05）,林分密度对生产力稳定性有显著负影响（P<0.05）。在方差分解中,物种多样性单独解释生产力稳定性的19.5%;林分密度和林木大小分化对生产力稳定性的贡献率分别...     

黑龙江省穆棱东北红豆杉林物种组成与群落结构

【目的】东北红豆杉系红豆杉属的第三纪孑遗的珍贵乔木,国家一级保护植物。本研究旨在分析东北红豆杉大样地的物种组成与群落结构及东北红豆杉与其他主要树种的种间空间关联性,为进一步探讨东北红豆杉林群落生物多样性的形成与群落维持机制提供依据。【方法】参照BCI(Barro Colorado Island)中50 hm2样地的技术规范,于2014年在黑龙江省穆棱东北红豆杉国家级自然保护区建立1块25 hm~2的固定监测样地,并对样地内DBH≥1 cm的木本植物进行每木调查。【结果】样地内木本植物共57种,其中乔木32种,灌木21种,藤本4种,隶属于22科38属,包括裸子植物2科4属6种、被子植物20科34属51种;所有树种的平均胸径为7.83 cm,物种丰富度为63 877株,当取样面积为21 hm2时所有物种全部出现;样地内所有个体的径级分布呈倒"J"型,其中东北红豆杉的径级分布呈正态分布型,毛榛呈"L"型,其余主要树种紫椴、色木槭、簇毛槭、青楷槭、枫桦、臭冷杉和红松均呈倒"J"型;在小于50 m的尺度内,紫椴、色木槭、毛榛、青楷槭和枫桦均呈聚集分布,臭冷杉、簇毛槭、东北红豆杉均呈先聚集分布,再随机分布,后均匀分布,红松呈在聚集分布和随机分布间波动;东北红豆杉与色木槭的空间关联性在小尺度(1,3和5 m)上呈负相关,随着空间尺度增大呈相互独立,当空间尺度大于30 m时呈正相关,东北红豆杉与簇毛槭、青楷槭、枫桦、毛榛和红松的空间关联性在不同空间尺度上均呈负相关,东北红豆杉与臭冷杉在不同尺度上基本呈负相关,仅在个别尺度呈相互独立,东北红豆杉与紫椴在不同尺度上基本呈相互独立,仅个别尺度呈负相关。【结论】东北红豆杉林具有较高的物种多样性,大部分树种的更新良好,而东北红豆杉更新极差;不同物种具有不同生境偏好,物种空间分布与生境紧密关联;红松、臭冷杉、紫椴、青楷槭、毛榛、枫桦、簇毛槭与东北红豆杉可能存在生态位分化。     

采伐强度对东北针阔混交林林分生长和物种多样性的短期影响

【目的】在东北次生针阔混交林开展不同强度采伐试验,探讨采伐强度对林分生长和物种多样性的影响,以期为该地区针阔混交林合理地开展营林活动提供科学依据。【方法】2011年7月在吉林省蛟河林业实验区管理局次生针阔混交林内建立4块面积1 hm~2的标准地,于2011年冬季对其进行采伐处理,采伐强度(胸高断面积强度)分别为0%(对照,CK),17.24%(弱度采伐,LT),34.74%(中度采伐,MT)和51.87%(强度采伐,HT),从每块标准地中分别选取5块20 m×20 m样地,采伐2和4年后测定并分析林分胸径、树高、胸高断面积、蓄积量、物种多样性和群落相似性,探讨采伐强度对其影响。【结果】采伐处理4年后,林分平均胸径增长量与对照相比均呈增加趋势,除LT处理显著增加外(P0.05),其他处理与CK无显著差异(P0.05);林分平均树高及其增长量与CK相比均降低,但各处理无显著差异(P0.05);林分总胸高断面积和总蓄积量均比对照小,随着采伐强度的增大而降低,但LT和MT处理提高了单株胸高断面积增长量和单株蓄积增长量,HT处理降低了单株胸高断面积增长量和单株蓄积增长量,各处理间无显著差异(P0.05);采伐2和4年后,灌木层和草本层以及总体多度均有明显增加,但HT处理降低了乔木层多度;与采伐2年后相比,采伐4年后草本层多度降低;采伐未改变乔木层物种丰富度、多样性及均匀度,但显著提高了灌木层和草本层Shannon-wiener指数和Simpson指数,其中MT处理对物种多度、丰富度和多样性的增加影响最为明显;各处理间群落相似性指数较高,为中度相似或极相似水平。【结论】短期内,采伐对林分胸径生长有一定的促进作用,但未能促进林分树高的生长;采伐虽未对林分总胸高断面积和总蓄积量的增长有促进作用,但合理的采伐强度能提高单株胸高断面积和单株蓄积增长量,同时能够促进林分灌木层和草本层物种多样性提高。综合考虑林木生长和维持物种多样性两个方面,东北近熟针阔混交林的最适宜采伐强度为34.74%。     

鄂西南亚热带常绿落叶阔叶混交林的自然恢复动态及其影响因素

【目的】比较环境与空间因素在群落恢复与构建中的作用,分析亚热带常绿落叶阔叶混交林自然恢复过程中的群落结构和物种多样性变化规律,为进一步深入了解此类森林的自然恢复机制奠定基础。【方法】在湖北木林子国家级自然保护区的老龄林、35年天然次生林(1980年采伐)和20年天然次生林(1995年采伐)中各随机选取10块森林动态固定样地(20 m×20 m),对不同恢复阶段森林群落木本植物多度、胸高断面积、物种丰富度、稀疏物种丰富度(以100个树木个体为基数)进行比较,采用冗余分析(RDA)对30块样地进行排序。将空间(PCNM)和环境变量(土壤与地形)一同作为解释变量对不同恢复群落物种组成进行方差分解,以环境和恢复时间作为解释变量对30块样地的木本植物多度、胸高断面积、物种丰富度和稀疏物种丰富度数据进行多元回归分析。【结果】群落在恢复过程中,木本植物多度(F=8.64,P0.01)、物种丰富度(F=10.24,P0.001)和稀疏物种丰富度(F=9.615,P0.01)均显著减少,胸高断面积(F=14.2,P0.001)显著增加,土壤环境则无显著变化(P0.05);土壤密度、土壤p H、坡向、坡度、海拔和坡位对研究区物种组成的解释能力显著(P0.05);方差分解显示,恢复20年次生林、恢复35年次生林和老龄林分别有31.4%,36.8%和54.1%的物种组成变异受环境影响,空间因素(PCNM变量)仅对恢复35年次生林(16.8%)和老龄林(23.2%)的物种组成变异具有显著影响(P0.05),而对恢复20年次生林无显著影响(P0.05);同步自回归结果显示,恢复时间、凋落物厚度、坡度、海拔、坡向机土壤p H对群落结构与多样性具有显著影响(P0.05)。【结论】亚热带常绿落叶阔叶混交林在自然恢复过程中,群落结构、物种多样性以及环境因素均会发生明显变化,环境、空间及恢复时间是决定群落组成的关键因素。种源空间扩散、优先效应等随机过程对次生林的群落构建具有决定性作用,而环境选择等确定性过程对老龄林的群落构建起主导作用。随着恢复进程的推进,次生林与老龄林的物种组成差异会逐渐减少。     

海南霸王岭棕榈植物对热带低地雨林树木更新的影响

调查海南霸王岭热带低地雨林群落学特征,研究林下棕榈植物对树木幼苗更新的影响.结果表明:在1 hm2热带低地雨林样地中,共记录到5种棕榈植物1 288株,其中大白藤的个体数占棕榈个体总数的82.7%;不同棕榈物种的平均个体冠幅面积存在差异,大叶蒲葵显著大于其他4个物种;小样方棕榈植物多度在群落中呈显著的正态分布;小样方中棕榈多度与胸径<10 cm树木个体数量存在显著负相关,大树数量与棕榈数量无显著的相关性;小样方中大幼苗、幼树和小树物种丰富度随棕榈多度增加而减小,而小幼苗和大树的物种丰富度与棕榈多度无相关性;棕榈个体覆盖降低了更新幼苗的密度,仅有18%的幼苗(包括小幼苗和大幼苗)分布于棕榈树冠之下;在棕榈覆盖下小幼苗的个体比例低于大幼苗;53%的幼苗物种能够在棕榈覆盖下更新,97%的幼苗物种能够在无棕榈覆盖下更新;短寿命先锋种幼苗主要分布于无棕榈覆盖生境中,11.6%的长寿命先锋种分布于棕榈覆盖下的生境中,而19.8%的后期种能够在棕榈覆盖的生境中更新.     

不同土壤环境下落叶松人工林昆虫群落结构及动态的差异

【目的】研究不同土壤条件下落叶松人工林昆虫群落结构及动态的差异,为森林经营管理、生物多样性保护提供理论基础和科学依据。【方法】以小兴安岭凉水自然保护区内封山育林状态下落叶松人工林为研究对象,根据地形土壤条件,选择埋藏潜育暗棕壤-落叶松人工林(A)、厚层埋藏暗棕壤-落叶松人工林(B)、暗棕壤性土-落叶松人工林(C)、典型暗棕壤-落叶松人工林(D)4种生境类型,分别设置3个20 m×20 m的样地,采用扫网法、巴氏罐诱法、震落法、高枝剪标准枝法对样地内昆虫群落进行系统的调查。【结果】共捕获昆虫样本5 204头,经鉴定分属10目77科250种,各生境均以双翅目和膜翅目为优势类群,但所占比例具有较大差异。各生境昆虫群落科级优势类群季节动态也表现出较大的差异。聚类分析表明4种生境昆虫群落归为2类,A、B生境归为一类,C、D生境归为一类。不同生境间昆虫群落物种多样性指数和均匀度指数大小均表现为C生境A生境B生境D生境,丰富度指数大小表现为样地B生境D生境A生境C生境,优势集中性指数大小表现为D生境B生境A生境C生境。时间序列上,B生境和D生境昆虫群落物种多样性指数与均匀度指数及丰富度指数均呈显著的正相关,但前者相关系数均显著大于后者。各生境昆虫群落中不同营养类群物种数均表现为植食性类群中性类群捕食性类群寄生性类群,但各生境中不同营养类群物种数所占比例具有明显差异。各生境昆虫群落相对稳定性为B生境C生境D生境A生境。主分量分析表明对昆虫群落变化起着主导作用的因子在各生境中具有较大差异。【结论】不同土壤条件下落叶松人工林各昆虫群落结构动态具有较大差异,昆虫群落物种多样性指数与丰富度指数正相关系数越大,群落稳定性越强,同时中性昆虫对昆虫群落相对稳定性起到显著的调控作用。4种生境中厚层埋藏暗棕壤落叶松人工林综合环境条件最适宜昆虫群落发生发展。     

亚热带常绿落叶阔叶混交林优势种川陕鹅耳枥和多脉青冈的空间格局

【目的】分析湖北七姊妹山6 hm~2亚热带常绿落叶阔叶混交次生林动态监测样地中优势物种的空间分布格局,阐明群落恢复过程中物种共存机制,为森林生态系统恢复和多样性保护提供理论依据。【方法】通过空间点格局分析法,将川陕鹅耳枥和多脉青冈按胸径(DBH)划分4个径级:幼树(1 cm≤DBH 2.5 cm)、小树(2.5 cm≤DBH 5 cm)、中树(5 cm≤DBH 10 cm)和成年树(DBH≥10 cm),分析2个优势种不同径级的个体数量、空间分布、种内及种间相关性。【结果】在4个径级段上,川陕鹅耳枥个体数量基本相同,多脉青冈为倒"J"型分布,但2个物种各径级内的个体均具有相似的生境偏好;川陕鹅耳枥与多脉青冈各径级个体主要表现为聚集分布,随着径级增加聚集程度逐渐减弱;随空间尺度增大,川陕鹅耳枥中树对幼树种内相关性表现出由显著正相关(P0.05)向无显著相关性的递减趋势,成年树对幼树表现出由无明显相关性向显著负相关性(P0.05)递减的趋势,小树对幼树、中树对小树、成年树对中树、成年树对小树均表现出显著(P0.05)正相关;多脉青冈各径级个体间均表现为显著正相关性(P0.05),且随着空间尺度的增大而减弱;不同径级的川陕鹅耳枥对多脉青冈各径级个体均表现为显著正相关性(P0.05),并随着空间尺度的增大而减弱;随空间尺度增大,较大径级(中树和成年树)的多脉青冈个体对川陕鹅耳枥幼树和小树表现出由无明显相关性向显著负相关(P0.05)的变化趋势,并且径级差距越大,负相关性越强。【结论】湖北七姊妹山亚热带常绿落叶阔叶混交林次生林中优势种(川陕鹅耳枥与多脉青冈)具有相似的生境偏好,演替后期种(多脉青冈)对前期种(川陕鹅耳枥)具有显著的抑制作用,而前期种促进后期种的定居与生长。随着群落恢复,次生林样地将逐步成为后期种占优势的森林群落。本研究结果通过展现物种间关联性的变化也表明,物种关联性的变化过程驱动森林群落构建过程。     

川金丝猴食源地衣长松萝生长、存活与生理学特征对模拟氮沉降的响应

【目的】探讨氮沉降对长松萝生长、存活的影响及其生理响应特征,为理解氮沉降增加背景下神农架地区树生地衣群落的演替趋势、科学管理川金丝猴的地衣食物供应提供理论支撑。【方法】在野外对长松萝个体和繁殖体模拟施加不同强度的氮沉降,测定其个体生长速率和繁殖体存活率;同时开展室内试验,测定地衣体对铵态氮和硝酸盐氮吸收速率、地衣体的氮磷含量及其比值以及氮磷代谢关键酶(谷氨酰胺合成酶、硝酸还原酶和酸性磷酸酶)活性等指标,综合分析氮沉降影响长松萝生长、存活的规律及其生理学指标响应机制。【结果】低强度氮沉降(<20.94 kgN ·hm -2 a -1 )能促进长松萝个体生长,高强度氮沉降(>32.99 kgN ·hm -2 a -1 )则对长松萝生长与繁殖体存活均有显著不利影响( P ≤0.05);与硝态氮相比,长松萝偏向于吸收铵态氮,且吸收量随氮沉降强度增加而增加;长松萝地衣体氮磷比、酸性磷酸酶活性与氮沉降强度显著正相关( P ≤0.05);随氮沉降强度增加,长松萝谷氨酰胺合成酶和硝酸还原酶活性呈先增加后降低趋势。【结论】低强度氮沉降(<20.94 kgN ·hm -2 a -1 )促进长松萝生长和存活,而高强度氮沉降(>32.99 kgN ·hm -2 a -1 )抑制长松萝生长和存活。过量氮沉降损伤长松萝地衣健康是多种生理机制综合作用的结果,包括选择性吸收铵态氮导致的长松萝体内铵态氮的积累、铵态氮积累引起谷氨酰胺合成酶和硝酸还原酶的活性下降以及铵态氮积累导致地衣磷限制等方面。     

山东半岛丘陵生境优势树种凋落物对外来植物火炬树种子萌发和幼苗生长的影响

【目的】认识和了解群落入侵抵抗力形成机制成为当前入侵生态学研究最为关注的热点和核心问题。本文比较山东半岛丘陵生境不同群落优势种对外来植物火炬树的化感抑制效应差异,探讨群落入侵抵抗力形成的化感驱动机制。【方法】采用培养皿滤纸法进行凋落物水浸液种子发芽试验,比较山东半岛丘陵生境常见优势树种麻栎、刺槐、赤松、黑松凋落物对火炬树种子萌发、幼苗生长的化感作用差异;因土壤会影响许多化感物质的转化和存在形态进而影响其活性,进一步设置土壤介质参与的凋落物覆盖盆栽试验,对比研究不同树种凋落物覆盖对火炬树幼苗生物量积累及其分配的影响。【结果】凋落物水浸液种子发芽试验显示,麻栎相比刺槐、赤松、黑松,显著抑制火炬树种子萌发和幼苗生长。凋落物覆盖盆栽试验表明,高凋落物量(每盆50 g)时,麻栎较刺槐、赤松、黑松显著降低了火炬树幼苗的总生物量;低凋落物量(每盆25 g)时仅在麻栎和赤松之间存在显著差异,麻栎较赤松显著抑制了火炬树幼苗总生物量的积累;有麻栎凋落物覆盖时,火炬树幼苗生物量分配呈现叶生物量比降低,根生物量比和根冠比增大的趋势。【结论】麻栎的化感物质可在一定程度上控制火炬树的生长。利用对火炬树具有明显化感抑制作用的本地植物麻栎对其进行生态控制,或者构建高抵抗力植物群落,进而筛选有效化感物质,可能是一条值得尝试的控制火炬树扩散的新途径。研究结果可揭示群落入侵抵抗力形成的化感驱动机制,有助于进一步推动对入侵过程的认识,对外来植物入侵防控具有重要的理论和实践意义。     

人为干扰对闽楠群落结构及物种多样性的影响

闽楠是国家Ⅱ级重点保护植物,是我国特有树种。为揭示人为干扰对闽楠群落的影响,选择广西富川县蚌贝村2个闽楠群落,研究了在不同干扰强度下其植物种类组成和物种多样性。结果表明:(1)从群落结构上看,随着干扰强度变大,中小径级(DBH40cm)个体密度变大,而大径级(DBH≥40cm)个体密度变小,但人为干扰对群落径级分布的总趋势影响不显著(P=0.1030.05)。重度干扰群落个体多分布在中高度级(15m≤H30m),轻度干扰群落则多分布在低高度级(H15m)和高高度级(H≥30m)。(2)物种相似性分析表明,人为干扰对灌木层物种组成的影响最大。随着干扰强度增大,灌木层个体密度和物种数分别表现出减小和增大的不同趋势。重度干扰明显改变了乔木层和灌木层优势种的物种组成。(3)随着干扰强度增加,灌木层各物种多样性指数均出现显著提高,但乔木层和草本层的变化不显著(P0.05)。     

吉林蛟河阔叶红松林树种空间分布格局及其种间关联性

【目的】群落水平上研究28个物种在不同尺度下种群空间分布格局及其种间空间关联性,明确温带森林群落物种共存与生物多样性维持机制。【方法】基于吉林蛟河阔叶红松林30 hm~2动态监测样地数据,运用空间点格局分析方法,分别采用完全空间随机零模型和异质性泊松零模型分析不同尺度种群空间分布格局及其种间关联性。【结果】基于完全空间随机零模型的种群空间分布格局分析显示,本研究中的28个物种均表现出空间聚集格局,表明总体空间分布格局的非随机性;基于异质性泊松零模型的种群空间分布格局分析结果表明聚集分布格局主要出现在较小尺度(0~10 m),随研究尺度增加,种群聚集所占比例迅速降低,随机分布和均匀分布成为主要的分布格局类型;分离和部分重叠类型是主要的种间关联类型,混合种间关联类型所占比例较低;多数尺度上,种间相互排斥所占比例高于种间相互吸引,表明不同物种个体之间在空间上趋向于分离,种间个体直接相互作用的机会少,表现为种间分离格局。【结论】本研究表明种内聚集和种间分离是该研究群落主要空间构型,物种间的空间分离减弱种间竞争,阻止或减缓竞争优势物种对竞争劣势物种的竞争排除作用有利于维持物种共存,促进生物多样性维持。     

转Bt基因和非转基因杨树-棉花复合系统中节肢动物群落比较分析

【目的】分析转Bt基因杨棉复合系统节肢动物群落组成和结构,评价转基因杨棉复合系统生态安全性。【方法】在河北省涿州市义和庄乡国家务村林场构建未转基因杨棉复合系统Ⅰ和转基因杨棉复合系统Ⅱ,连续3年运用群落生态学研究方法,对节肢动物群落、亚群落和不同功能类群组成和结构以及群落时间动态变化进行调查研究。【结果】2个系统在节肢动物群落物种个体总数上差异显著,在物种总数以及多样性指数上差异不显著;转基因杨棉复合系统的害虫亚群落物种数较之对照有显著降低(P0.05),天敌亚群落和中性节肢动物亚群落的物种数差异不显著; 2个系统的害虫、天敌和中性节肢动物亚群落多样性指数差异均不显著; 2个系统节肢动物群落物种数和个体数时间动态以及年季动态差异均未达显著水平。【结论】转基因杨棉复合系统对靶标害虫具有较好的毒杀以及控制种群数量的作用,对系统中非目标昆虫以及天敌和中性昆虫作用不明显,但表现出对这些功能类群相对较好的生态效应趋势。总体上看,转基因杨棉复合系统对节肢动物群落没有负面效应,且对整个生态系统的功能发挥有一定的促进作用,但其生态安全性有待长期监测。     

鄂中地区马尾松人工林群落演替特征研究

[目的]以鄂中地区马尾松人工林为研究对象,对马尾松人工林演替过程中物种多样性的变化、演替趋势以及天然更新展开研究,为马尾松人工林的近自然经营提供依据。[方法]对研究区不同林龄(9 a、18 a、28 a和48 a)和不同林分密度(1 088■2 644株·hm~(-2))的马尾松人工林样地林下植物进行调查,并测量林内透光率,分析了乔木树种的演替趋势和多样性影响因素。[结果]表明,马尾松人工林中的主要演替树种为樟树、冬青、杉木、苦楝和短柄枹栎5种。马尾松人工林的主林层与演替层的物种多样性指数随龄级组增加表现为逐渐上升趋势。林内透光率对更新层(P0.01)和演替层(P0.05)的多样性均有显著的影响,在本研究的密度范围内,林分密度与乔木树种的幼树幼苗密度呈极显著负相关(P0.01),与更新层密度呈显著负相关(P0.05)。[结论]鄂中地区马尾松人工林群落的顶级群落为冬青+樟树+短柄枹栎混交林。研究区的人工林总体更新能力偏弱,在天然更新弱的区域可以采取补植阔叶树种幼树等方式来进行人工辅助更新。     

广东南昆山华东润楠群落及优势种群研究

应用样方调查法研究了南昆山华东润楠群落物种组成及优势种群的空间分布格局。结果表明,华东润楠群落以樟科、壳斗科和山龙眼科等热带亚热带植物类群为优势。华东润楠是群落的优势种群,该种群具有较丰富的幼苗和Ⅵ级立木,但缺乏Ⅲ级至V级中龄级立木,种群结构不稳定。幼龄期个体呈聚集分布,林冠层个体趋于随机分布,表明该种群在群落中已呈现衰退趋势。随着群落的进展演替,华东润楠种群的优势将被其它中生性树种所代替。     

模型和林分因子对区域尺度碳计量参数的影响——以杉木为例

【目的】研究模型和林分因子对区域尺度生物量碳储量转化和扩展系数(BCCEF)的影响,为区域尺度乔木林碳储量估算提供科学、合理的参数和估算方法。【方法】选择我国南方主要树种杉木,以福建、江西、湖南和广东4省固定样地为区组,选用区域内模型和区域外模型,按独立和兼容2种方式从单木到区域扩展,分一元和二元模型进行方差分析,确定稳定的模型;在此基础上,分起源、龄组,以林分平均胸径、平均高、胸高断面积和株数密度为定量因子,采用向后逐步回归和有交互作用的方差分析,确定林分因子与区域尺度地上部分和地下部分生物量碳储量转化和扩展系数之间的关系。【结果】扩展方式和选用模型对2种碳计量参数有显著影响,独立模型估计的参数大于兼容模型,选用模型会对参数造成8%~17%的误差,一元和二元模型对地上部分碳计量参数(BCCEFA)影响不显著,对地下部分碳计量参数(BCCEFR)影响显著;林分因子中起源对2种碳计量参数均有显著影响,天然林的碳计量参数大于人工林,龄组对BCCEFA有显著影响,从幼龄林到过熟林基本上呈下降趋势,而对BCCEFR影响不大,平均高、株数密度和胸高断面积对2种碳计量参数均有显著影响,对BCCEFR的影响大于对BCCEFA的影响,其中平均高、株数密度与2种碳计量参数呈负相关,胸高断面积与2种碳计量参数呈正相关,平均胸径对2种碳计量参数均影响不显著;使用区域内模型的湖南和广东间,除总BCCEFR外,2种总碳计量参数和分起源、龄组参数间差异均不显著,而同样使用区域内模型的福建和江西间,2种总碳计量参数和分起源、龄组的碳计量参数均差异显著。【结论】区域内二元兼容模型估计的2种总碳计量参数最稳定,林分起源、龄组、平均高、株数密度和胸高断面积对碳计量参数影响显著,即使使用同一区域内的模型,省际间林分因子的差异也可能造成碳计量参数的显著差异。     

桥山林区3种麻栎群落类型的种群动态与幼苗特征

【目的】对比分析黄土高原南部桥山林区3种林分类型麻栎群落的种群结构与幼苗生长过程,阐明麻栎种群在不同群落类型下的数量和结构动态,为该地区麻栎林科学经营和恢复提供依据。【方法】采用样地调查法,调查12块样地(麻栎阔叶混交林、麻栎油松混交林和麻栎纯林3种林分类型,每种林分类型设置4块样地)内所有胸径大于4 cm个体的胸径(幼苗地径)、树高和冠幅等特征;在每块样地采集幼苗或幼树标准株,测定各器官生物量。以径级结构和高度级结构代替年龄结构,编制不同林分类型麻栎种群静态生命表,根据各径级麻栎种群存活量绘制存活曲线,并分析3种林分类型中1～10年生麻栎实生幼苗的高度、基径、冠幅及生物量分配差异。【结果】3种林分类型麻栎种群均呈现出随年龄增加个体数减小趋势,低龄级个体具有绝对数量优势,桥山地区麻栎种群年龄结构呈进展型。种群静态生命表表明,麻栎种群存活量随年龄增加呈降低趋势,低龄级死亡最高,为生活史脆弱期;Ⅲ、Ⅳ龄级期望寿命最高;在Ⅲ～Ⅶ龄级,麻栎阔叶混交林和麻栎油松混交林中的麻栎种群死亡率远远低于麻栎纯林。不同林分类型麻栎种群的存活曲线皆呈Deevey-Ⅲ型。实生苗基径在1～5年表现为麻栎纯林混交林,随着年龄增加,麻栎油松混交林实生苗基径略高于其他2种林分类型,但3种林分类型间差异不显著;实生苗冠幅在2～10年表现为混交林纯林,且3种林分类型间实生苗冠幅差异在4年后开始显著(P0.05);麻栎油松混交林实生苗高度在2～10年均高于其他2种林分类型,3种林分类型间实生苗高度差异在5年后开始显著(P0.05)。不同林分类型麻栎实生苗叶、干、根、侧枝生物量均随年龄增加而增长。3种林分类型间,实生苗叶生物量在1～6年差异不显著,干生物量在1～4年无显著性差异,侧枝生物量在1～2年差异不显著;随着年龄增加,3种林分类型间叶、干和侧枝生物量差异越来越显著;根生物量则随年龄变化没有太大差异。【结论】桥山林区3种林分类型麻栎种群发育良好,均具有一定的更新能力。麻栎纯林中大径级麻栎个体数较麻栎油松混交林和麻栎阔叶混交林少,麻栎纯林虽然早期幼苗数量较多,但幼树期死亡率较高,且高年龄幼苗的生长特性和各构件生物量均低于混交林,未来可将发展群落结构更稳定的混交林作为森林培育和经营的主要方向。