基于LANDIS模型的福建天宝岩森林景观演替动态模拟

目的了解天宝岩国家级自然保护区森林演替发展趋势,可以更好地为保护区制定管理政策保护珍稀植物和生物多样性提供科学依据。方法借助空间直观景观模型LANDIS Pro 7.0对福建天宝岩国家级自然保护区未来300年(2016—2316年)的森林景观演变进行模拟,采用Fragstats 3.3景观格局分析软件对树种面积变化、景观聚集度、分维度、多样性指数进行分析,并对各个树种在模拟时间内的龄级组成进行分析。结果在演替时段内,除毛竹林外所有树种斑块分维度均在1.00~1.06之间,表明其景观斑块形状较规则且变化不大。多样性指数呈现先上升后下降趋势,均匀度指数呈现先下降后上升的趋势,且变化速度在逐渐变缓,表明树种逐渐趋于稳定。阔叶林聚集度先增加后保持稳定,其面积则始终保持增长,至演替结束,以成熟林和幼龄林为主;猴头杜鹃林、长苞铁杉林聚集度在整个演替时段内呈增加趋势,其面积在演替中后期有所增加,且以幼龄林的增加为主;杉木林面积在前150年增长,此期间幼龄林比重也在逐渐上升;后150年面积保持稳定,至演替结束,以中龄林和近熟林为主;聚集度虽保持稳定但略有增加;柳杉林聚集度在演替前100年保持稳定而后200年有所降低,至演替后期,整个柳杉林以过熟林为主,中龄林次之;马尾松林在整个演替过程中均以过熟林为主,幼龄林和中龄林比例很低;毛竹林在演替后期以过熟林占据主要地位,其次是成熟林;且马尾松林和毛竹林在演替期间聚集度均呈现降低的趋势。结论天宝岩森林景观的演替会依据一定的规律向顶级群落常绿阔叶林演替;马尾松林、柳杉林、毛竹林在群落中随时间的推移会逐渐被取代;杉木林、长苞铁杉林和猴头杜鹃林,在演替时段内表现出良好的发展趋势。      

高产纤维素酶菌株的鉴定及其活性特征

为分析倒木中具有高产纤维素酶菌株的羧甲基纤维素(CMC)酶活性的大小,以天宝岩国家级自然保护区内长苞铁杉倒木作为研究对象,将菌源通过富集培养、滤纸崩解、CMC酶活测定,分离筛选出具有高效降解纤维素的菌株,并将筛选出的高产纤维素酶菌株进行18S rRNA测序分析鉴定。结果表明,经过初筛、复筛,得出TB4为高产纤维素酶的目的菌株,经鉴定该菌株为小刺青霉,该菌株产纤维素酶的酶活性为243.73 U·mL~(-1)。     

天宝岩猴头杜鹃林粗死木质残体数量特征

对天宝岩国家级自然保护区不同天然猴头杜鹃林粗死木质残体(coarse woody debris,CWD)的形态、贮量、直径分布规律以及腐烂等级分布特征等方面进行对比研究。结果表明,CWD输入形式多样,主要是以倒木、枯立木和树桩的形式存在;从树种组成看,CWD以猴头杜鹃和长苞铁杉为主;随着海拔上升,CWD总贮量、各类CWD现存量均呈递增趋势,各个腐烂等级CWD也基本呈递增趋势;猴头杜鹃林CWD现存量呈正态分布,数量顺序为Ⅱ>Ⅲ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅰ,此外,CWD总现存量为45.266 4 t.hm-2,且倒木>枯立木>树桩;各海拔猴头杜鹃林主要是由小径级木组成,直径为0-20 cm的CWD所占比例随着海拔增加呈现递减趋势,此外,CWD的数量大小顺序为小径级木>中径级木>大径级木,即随着径级的增大,倒木和枯立木数量均呈减少趋势;无论是倒木、枯立木还是树桩,其腐烂等级分布呈增—减—增趋势,出现2个高峰,即Ⅱ和Ⅴ级。     

天宝岩自然保护区林业有害生物调查及防控措施

本文报道了2004年-2007年对福建省永安天宝岩国家级自然保护区林业有害生物的调查结果,在隶属28目213科1116种的昆虫种类中,主要林业有害昆虫仅13种,森林病害3种。描述了造成较大危害的4种主要林业害虫的发生特点,分析了发生原因,提出了加强有害生物综合治理对策措施。     

天宝岩自然保护区不同海拔天然柳杉种群空间分布格局研究

以永安天宝岩国家级自然保护区内天然柳杉群落调查资料为基础,采用聚集强度指标法、Iwao M·-(x-)的回归与Taylor幂法则对不同海拔天然柳杉群落空间分布格局进行比较分析.结果表明,不同海拔天然柳杉林空间分布格局存在明显差异,其中在1 200～1 600 m与1 000～1 200 m海拔时呈现聚集分布,900～1 000 m为均匀分布.通过对不同海拔不同取样尺度下格局变化进行分析,25 m2取样单元时柳杉种群聚集程度最高.     

海拔对天宝岩长苞铁杉林粗死木质残体分布的影响

对天宝岩国家级自然保护区不同海拔长苞铁杉林粗死木质残体(coarse woody debris,CWD)的直径、数量、体积、高度及腐烂等级的分布特征进行对比研究.结果表明:(1)不同海拔的CWD主要分布在0-20 cm的小径级范围,数量和体积随径级的增加呈下降趋势;(2)海拔对倒木数量分布有极显著影响(df=2,P=0.006),倒木的数量随海拔上升而减少;枯立木的数量、体积随海拔的上升而增加;(3)不同海拔CWD主要分布在0-5 m高度级,且此高度级内CWD的数量分布随海拔的下降而增加;(4)倒木数量在不同腐烂等级上的分布差异显著(df=4,P=0.033).     

基于能值分析的天宝岩国家级自然保护区森林生态系统服务功能评价

借鉴国内研究成果结合天宝岩国家级自然保护区实际,将其森林生态系统服务类型划分为支持服务（包括有机质生产、营养物质贮存与循环）、供给服务（包括原材料）、调节服务（包括涵养水源、净化空气、固碳释氧、固土保肥）、文化服务（包括科研服务、生态旅游）,采用能值分析理论对其森林生态系统服务功能能值进行货币价值估算。结果表明,天宝岩自然保护区生态系统服务总能值3.22×10 20 sej/a,能值价值2.96亿元/a,其中支持服务能值1.44×10 19 sej/a,价值1320万元/a;供给服务能值1.00×10 20 sej/a,价值9200万元/a;调节服务能值1.93×10 20 sej/a,价值1.77亿元/a;文化服务能值1.44×10 19 sej/a,价值1320万元/a。各项服务功能价值大小顺序为：净化空气＞原材料＞固土保肥＞固碳释氧＞涵养水源＞科研服务＞有机质生产＞营养物质贮存与循环＞生态旅游。生物遗传信息的服务功能能值4.43×10 21 sej,价值达40.7亿元。