急尖长苞冷杉叶功能性状特征及其环境响应

基于藏东南亚高山地区原始暗针叶林顶级群落——急尖长苞冷杉林,对其叶片功能性状在海拔梯度上(3800～4300 m)的变异特征及各性状与环境因子之间的相互关系进行探索性研究.结果表明,在海拔4000 m,急尖长苞冷杉叶面积、叶绿素相对含量、叶体积及叶片相对含水量达到最大值,分别为(0.57±0.20)cm2、64.19±...     

玉龙雪山不同海拔急尖长苞冷杉遗传多样性分析

利用4对SSR引物对玉龙雪山内5个海拔梯度的急尖长苞冷杉居群进行遗传多样性和遗传结构的研究。在物种水平上,Shannon信息指数(I)和Nei基因多样性(He)分别为0.971 9和0.556 7,表现出较高的遗传多样性;玉龙雪山不同海拔梯度上急尖长苞冷杉居群的遗传多样性有差异,且随着海拔梯度的递增,居群的遗传多样性除海拔3 350 m外,其他居群的遗传多样性随海拔的增加而增加,并在海拔3 700 m处达到最大值;急尖长苞冷杉居群间的基因流(N_m)为4.778 0,群体分化系数(Fst)为0.049 7,且基于AMOVA软件分析结果显示有3.55%的变异发生在居群间,表明急尖长苞冷杉群体间分化低,且大部分变异存在于居群内。研究结果表明海拔梯度对急尖长苞冷杉遗传多样性影响甚微。     

滇西北不同海拔梯度下急尖长苞冷杉叶片的生态解剖结构特性研究

采用生态解剖学的方法对玉龙雪山自然保护区内不同海拔梯度(3 100 m,3 250 m,3 400 m,3 550 m,3 700 m)的急尖长苞冷杉叶片解剖结构特征进行比较研究,探究不同海拔高度对急尖长苞冷杉叶片生态适应的影响。结果表明:在海拔低于3 550 m时,随着海拔的升高,叶片表皮角质层厚度、上表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅栏组织细胞长短径、栅栏系数、栅栏细胞系数、韧皮部厚度、木质部厚度及转输组织厚度均呈增大趋势,而海拔高于3 550 m时,各项指标及参数有所下降。因此,海拔3 550 m附近为玉龙雪山急尖长苞冷杉生长最适宜的环境;不同海拔梯度上复杂的环境条件导致了急尖长苞冷杉叶片解剖结构的差异性,并限制了它的生长和分布。这种差异性是植物在一定程度上适应环境的结果。     

急尖长苞冷杉叶光合特性及营养元素对海拔的响应

以滇西北玉龙雪山急尖长苞冷杉为研究对象,研究其叶光合特性及营养元素累积对不同海拔高度的适应性变化规律。结果表明：在海拔3550 m,急尖长苞冷杉叶的瞬时最大净光合速率（P_n）、光合氮利用效率（PNUE）和长期氮利用效率（NUE）均达到最大值;碳同位素组分（δ¹³C）值随着海拔的升高呈现先降低后增加的趋势,在3700 m海拔点处于最高水平;单位叶面积C、N、P含量也在该海拔点增至最大;同时气孔导度（G_s）、蒸腾速率（E）以及胞间CO₂浓度（C_i）都降至最低水平。海拔3550 m处是最适宜急尖长苞冷杉的生长区域;低于海拔3550 m的环境对其生长无显著抑制作用,但其光合作用强度及叶营养元素水平、氮利用效率等均处于中间水平;而高于海拔3550 m环境对其生长发育有限制作用,但同时可促使急尖长苞冷杉调节自身营养代谢分配及提高其用水效率等来应对高海拔的恶劣环境。     

急尖长苞冷杉球果小卷蛾幼虫空间分布型研究

应用多个聚集度指标和Iwao,Taylor等回归分析方法,对急尖长苞冷杉球果小卷蛾幼虫的空间分布型进行研究,结果表明：其空间分布型为聚集分布;用Blackith提出的“聚集均数”法对聚集原因进行分析,急尖长苞冷杉球果小卷蛾幼虫的聚集现象是由环境因素引起的;在回归分析检验中,以兰星平的La-m回归模型拟合效果最佳．     

急尖长苞冷杉林林线附近群落结构与物种多样性

急尖长苞冷杉(Abies georgei var.smithii)是西藏东南部高山林线区森林群落的主要建群树种,分布于色季拉山海拔3 600～4 400 m区域,为阴坡高山林线的优势树种.在藏东南色季拉山东坡急尖长苞冷杉林林线附近海拔4 000～4 400m地带进行样地样方调查的基础上,分析急尖长苞冷杉群落的物种组成、物种丰富度(S)、Simpson指数(D)、Shannon-Wiener指数(H')、均匀度指数(Ea)、Jaccard指数(Cj)、Cody指数(βc)以及种群结构与生长特征.结果表明:1)在林线5个海拔的调查样地中,共有种子植物26种,分属16科20属;随海拔梯度的升高,植物的科、属、种的数量总体呈减少趋势,灌木层和草本层的丰富度亦呈相似的趋势;2)林线附近的灌木层和草本层植物的α多样性与海拔总体呈负相关;3)在生境转折带的4 100～4 200 m之间Jaccard指数(Cj)最低,Cody指数与海拔呈负相关;4)林线附近的急尖长苞冷杉种群总体呈稳定的金字塔型结构;5)在林线附近,海拔4 200 m的急尖长苞冷杉的分布与生长状况相对较优.     

色季拉急尖长苞冷杉林凋落物生态化学计量特征

本研究旨在了解西藏色季拉山海拔梯度上不同分解程度急尖长苞冷杉(Abies georgei var.smithii)林凋落物生态化学计量特征,探讨形成机制并认识生态系统中的凋落物分解规律.以色季拉山急尖长苞冷杉林下凋落物为研究对象,采用单因素方差分析和生态化学计量比方法,对海拔梯度上不同分解层凋落物有机碳(SOC)、全氮...     

藏东南急尖长苞冷杉林空气负离子浓度特征及其与气象因子的关系

以色季拉山国家森林公园急尖长苞冷杉林为对象,基于2018—2019年自动观测数据,采用单因素方差分析、多重比较、安培空气离子评价系数、Pearson相关性分析及通径分析等方法研究其空气负离子浓度(NAIC)的动态变化、空气质量及影响因素.结果表明:不同季节的日变化呈"单峰"型,春、夏、秋、冬各季峰值出现时间分别为14:00、14:00、12:00、11:00,日间显著高于夜间(P<0.05).急尖长苞冷杉林NAIC月变化呈现为"N"字型,8、12月出现峰值,8、11、12月显著高于1—5月(P<0.05),其他月份之间差异不显著(P>0.05).急尖长苞冷杉林NAIC在各季节表现为:夏(1577个·cm-3)>秋(1568个·cm-3)>冬(1428个·cm-3)>春(1217个·cm-3),夏秋季显著高于春季(P<0.05);湿季略高于干季,无显著性差异(P>0.05).全年各月空气质量评价指数(Ci)值均>1,空气质量属于A等级,最清洁水平.结合单极系数q值,后半年空气质量更佳.急尖长苞冷杉林NAIC与空气温度、空气湿度、水汽压、时平均风速、时平均风向、地表温度、土壤热通量、日照时间、降水量、大气压、总辐射、紫外辐射等13个气象指标均为显著或极显著相关性.通过逐步回归,剔除空气湿度、时平均风向、总辐射3个指标后,水汽压、时平均风速、地表温度、土壤热通量、日照时间、降水量、大气压主要通过空气温度和紫外辐射发挥作用,剩余通径系数为0.694.急尖长苞冷杉林全年空气负离子浓度较高,空气质量较好,主要受空气温度和紫外辐射的控制,同时还需考虑除气象指标以外的因素.     

色季拉山东坡急尖长苞冷杉种群结构与动态

【目的】研究西藏色季拉山急尖长苞冷杉(Abies georgei var.smithii)种群的结构动态及演替趋势,为该种群的保护与恢复提供参考依据。【方法】在色季拉山东坡海拔3 800 m处设立100 m×100 m的典型样地,对固定样地内所有基径≥0.1 cm的乔木树种进行调查,记录树高、基径、胸径、生长状况等信息,对于基径0.1 cm的幼苗采用抽样调查统计其数量。采用基径和胸径2个指标将急尖长苞冷杉种群划分为13个龄级,分析该种群的龄级结构;利用种群动态量化方法计算相邻龄级种群数量动态变化指数(V_n)和种群结构对随机干扰的敏感性指数(P_(max))等;采用种群静态生命表、生存分析等方法,分析种群结构特征;采用时间序列预测模型对种群未来数量动态变化趋势进行量化预测。【结果】(1)色季拉山急尖长苞冷杉种群呈典型的"金字塔"型,1龄级幼苗储备丰富。(2)种群数量动态变化指数显示该种群为增长型种群,但对外界干扰具有较高的敏感性。(3)种群林龄结构完整,1龄级阶段存在强烈的环境筛选作用,种群存活曲线趋向于直线型(Deevey-Ⅱ型)B_3亚型,种群死亡率与消失率随龄级的增大先降低后升高再降低。(4)生存分析表明,随龄级的增大,种群生存率逐渐降低,累积死亡率与生存率为互补关系,死亡密度与危险率总体呈降低趋势,但危险率曲线波动较大。(5)时间序列预测模型结果表明,急尖长苞冷杉种群在未来一段时间内呈增长趋势,与种群结构及数量动态变化指数分析结果一致。【结论】虽然各种指标均表明急尖长苞冷杉种群目前处于稳定增长期,但结合生境及气候条件认为,该种群目前处于以地形、风、雪为主导的一种多元演替顶级的稳定期,今后一段时间其种群数量虽有波动,但不会偏离目前整体状态。考虑该种群对外界干扰具有较高的敏感性,建议进一步加强生境的保护,防止生境破坏引起种群衰退。     

西藏色季拉山急尖长苞冷杉林地的物种多样性与土壤养分特征

利用西藏色季拉山东西坡急尖长苞冷杉林15个样方的数据,对该林分物种多样性及土壤营养元素含量进行了分析,结果表明,两坡土壤pH值呈酸性,西坡不同海拔的土壤pH值变化大于东坡,土壤有机质、全氮、碱解氮等含量也大于东坡,东西坡有效钙含量均远远大于其它有效元素含量,但两坡有效钙平均值有较大的差异.对西坡多样性指数H′具有较大影响的因子是土壤有效铁的含量,而对东坡均匀度指数E具有较大影响的因子是土壤有机质的含量.     

色季拉山急尖长苞冷杉天然更新影响因素

为了弥补高原高山森林天然更新研究的不足,促进急尖长苞冷杉Abies georgei var.smithii种群更新和恢复,通过野外样方调查,分析了海拔与坡向、种子质量、林隙等对急尖长苞冷杉种子特性和幼苗数量的影响,进而分析了林分郁闭度、种子带翅长度、种子质量、苔藓厚度、凋落物厚度与幼苗数量的相关性等。结果表明:由于海拔与坡向的不同,急尖长苞冷杉种子带翅长度、种子去翅长度、种子宽度、种子厚度均存在差异性,尤其是阴坡与阳坡种子带翅长度均表现为显著差异;阴坡种子千粒重分布范围为3.32~12.86 g,阳坡为3.72~14.68 g,阳坡种子质量要优于阴坡;在海拔3 800与3 900 m处千粒重表现为显著差异,阴坡与阳坡亦然。在阴坡与阳坡,种子带翅长度、种子去翅长度、种子宽度、种子厚度、种子千粒重随着海拔的升高均呈先升高后下降的趋势,幼苗数量亦然。林隙研究结果为天然更新幼苗数量林隙>林缘>林下。林分郁闭度、种子带翅长度、种子质量、凋落物厚度均呈显著正相关,苔藓厚度呈极显著正相关,说明这些因素可能有利于急尖长苞冷杉天然更新,其中苔藓厚度是影响其天然更新最重要的因子。     

西藏色季拉山急尖长苞冷杉生长规律研究

为了合理保护和培育急尖长苞冷杉珍稀资源,以急尖长苞冷杉解析木资料为基础,借助Logistic模型,运用SPSS软件进行回归分析,对西藏色季拉山急尖长苞冷杉的生长规律进行了定量研究。结果表明,应用Logistic模型建立的急尖长苞冷杉的树高与胸径的生长模型拟合效果显著,相关系数皆在0.997 0以上;运用有序样品聚类法将胸径和树高2个表现生长过程科学地划分为前慢期、速生期和后慢期3个阶段,实现了胸径和树高二维有序样品的聚类,不仅反映出急尖长苞冷杉生长的综合节奏性,而且为龄组划分提供了依据;生长曲线表明,胸径和树高的连年生长量最大值出现在60年左右,在90年时又达最大值,之后,随着树龄的增长略呈波动变化,说明在其生命周期内有2个速生期,分别是在树龄35~65和80~110年,可用于指导间伐抚育期。此外,还以Logistic模型为基础,以时间因子为媒介,推导出一个能准确地描述急尖长苞冷杉D-H关系的新模型——Logistic衍生模型。     

西藏色季拉山西坡急尖长苞冷杉林物种多样性及群落结构的垂直分布格局

沿海拔梯度3 600～4 300 m设置8个样地,对西藏色季拉山西坡急尖长苞冷杉林的物种组成、物种丰富度、Shannon-Wiener指数(H')、均匀度指数(E)、Jaccard指数(Cj)、Cody指数(βc)和群落结构沿海拔梯度的变化进行比较研究.结果表明:(1)在调查的8个急尖长苞冷杉林样地内共有植物58种,分属于36科53属,其中植物较多的科有蔷薇科8种、百合科5种、杜鹃花科5种、毛茛科3种、菊科3种、柏科2种、忍冬科2种、伞形科2种,其余的28科各只有1个种;(2)物种科、属、种数、Margalef指数(DM)与海拔存在显著的负相关性(P<0.05),在分布急尖长苞冷杉最低海拔3 600 m处出现物种丰富度的最大值;(3)多样性指数(H')与海拔之间有极显著的负相关性(P<0.01),并且在3 700～4 100 m之间多样性指数(H')保持稳定;均匀度指数(E)与海拔梯度之间存在负相关性,但不显著;(4)Jaccard指数(Cj)在海拔3 600～4 100 m随海拔的升高而升高,在生境过渡带的4 100～4 200 m之间Jaccard指数(Cj)较低;Cody指数(βc)随海拔的升高呈下降的趋势,但在4 000～4 100 m和4 200～4 300 m海拔区间出现2个低谷;(5)最大树高(Hmax)和最大胸径(DBHmax)与海拔之间存在显著负相关性(P<0.05);胸高断面积之和(BA)和立木密度(N)与海拔之间存在负相关性,但不显著.     

色季拉山急尖长苞冷杉林凋落物特征

通过西藏东南部色季拉（山）急尖长苞冷杉（Abies georgei var. smithii）原始林不同胸径级立木的凋落物调查,以树冠投影面积推算林地凋落物量,分别对凋落物组成、年输入量与月动态变化等特征进行分析。结果表明,色季拉山急尖长苞冷杉林年平均凋落量为3.42T hm-2 year-1。凋落物主要由针叶、树枝、球果、树皮、花序和碎屑六种组分构成,其中,针叶凋落量最大2 097.15 kg,针叶所占凋落量比率为61.5%,其次是枝682.87 kg占比为20.0%;球果436.48 kg和树皮103.62 kg分别所占比例为12.8%和3%,花序和碎屑68.2 kg的凋落量所占比率约为2%左右。针叶和枯枝是冷杉林凋落物最主要的组分,占凋落物总量81.5%。急尖长苞冷杉林的凋落物年动态总体呈双峰型曲线,10-11月是凋落的高峰期,该期凋落量占全年凋落总量的37%;4月会出现一个小峰期,凋落物量占15%;1-3月、8-9月是凋落的峰谷期,其中1月的凋落量仅占2.7%。不同径级立木的凋落量有显著性差异,凋落量排序依次为：径级Ⅰ>径级Ⅲ>径级Ⅱ>径级Ⅳ>径级Ⅴ;立...     

西藏色季拉山急尖长苞冷杉林粗木质残体储量与倒木分解研究

粗木质残体是森林生态系统重要的组成部分,在生态系统的结构组成和功能发挥中扮演着重要角色。采用典型样地法对色季拉山急尖长苞冷杉（Abies geoegei var.smithii）原始林下的粗木质残体进行调查,估算林内粗木质残体的储量,并比较不同腐烂等级及不同类型粗木质残体储量的大小,分析南坡与北坡2种不同环境下倒木分解速率的差异。结果表明,色季拉山南北坡急尖长苞冷杉的粗木质残体的储量分别为84.245 t·hm^-2和60.363 t·hm^-2,两者储量在不同类型的分布上均表现为倒木>枯立木>树桩>大枯枝;在不同腐烂等级分布上,南坡粗木质残体储量表现为Ⅰ级>Ⅳ级>Ⅱ级>Ⅲ级>Ⅴ级,北坡粗木质残体储量表现为Ⅰ级>Ⅱ级>Ⅲ级>Ⅳ级>Ⅴ级。色季拉山南北坡急尖长苞冷杉林倒木的分解均符合单指数衰减模型,南北坡的分解常数分别为0.014 a^-1(R²=0.870 3)、0.02 a^-1(R²=0.846 5)。南坡倒木分解50%和95%所需时间分别为29 a和193 a,北坡分解50%和95%所需时间分别为41 a和156 a,两者分解均呈现先快后慢的趋势。     

色季拉山急尖长苞冷杉幼苗天然更新的影响因子研究

  目的  分析影响色季拉山典型天然林急尖长苞冷杉Abies georgei var. smithii天然更新影响因子,为有效提高其天然更新提供理论指导。  方法  基于野外样方调查,分析色季拉山阴坡与阳坡5种影响因子与急尖长苞冷杉天然更新幼苗密度的相关性;通过通径分析找到影响其天然更新的关键因子。  结果  阳坡和阴坡种子带翅长度、种子千粒重、苔藓厚度、凋落物厚度及阳坡林分郁闭度与急尖长苞冷杉天然更新幼苗密度均呈现极显著正相关(P＜0.01);通径分析认为阳坡凋落物厚度是影响急尖长苞冷杉天然更新幼苗生长的最关键因子,阳坡各影响因子对幼苗密度的影响大小依次为凋落物厚度、种子千粒重、苔藓厚度、种子带翅长度、林分郁闭度;阴坡苔藓厚度是影响急尖长苞冷杉天然更新幼苗生长的最关键因子,阴坡各影响因子对幼苗密度的影响大小依次为苔藓厚度、凋落物厚度、种子千粒重、林分郁闭度、种子带翅长度。  结论  凋落物厚度是影响色季拉山阳坡急尖长苞冷杉天然更新幼苗密度的最大因子,阴坡苔藓厚度是最关键因子。表3参27     

色季拉山急尖长苞冷杉林及其采伐迹地土壤养分特征研究

【目的】了解西藏色季拉山优势树种急尖长苞冷杉(Abies georgei var.smithii)林地及其采伐迹地的土壤养分状况,为森林管理及采伐迹地的恢复提供理论依据。【方法】以急尖长苞冷杉林地及其采伐迹地土壤为研究对象,采用单因素方差、化学计量比(C/N、C/P、N/P)及主成分分析等方法,对照全国第二次土壤普查标准,对其0～10,10～20,20～40,40～60,60～100 cm土层的pH和8种养分(有机质、全氮、水解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、缓效钾)含量、土壤肥力限制性因素及土壤综合肥力进行比较分析。【结果】(1)急尖长苞冷杉林及其采伐迹地的土壤pH为4.35～5.70,均为酸性土壤。(2)急尖长苞冷杉林及其采伐迹地的土壤有机质、全氮及水解氮含量总体上随土层的加深而递减,其他养分含量变化规律不统一;不同养分含量在各土层间的差异性略有不同;除全磷、全钾外,急尖长苞冷杉林土壤有机质、全氮和水解氮、速效磷、速效钾、缓效钾含量分别为57.19,2.17 g/kg和723.47,22.86,247.83,744.30 mg/kg,采伐迹地中分别为46.50,1.67 g/kg和557.80,10.55,87.87,188.03 mg/kg,均表现为急尖长苞冷杉林大于采伐迹地。(3)除土壤C/N外,急尖长苞冷杉林的土壤C/P(101.64)和N/P(6.15)均高于采伐迹地(55.29和3.05),且急尖长苞冷杉林及其采伐迹地的化学计量比均高于中国陆地土壤平均水平,其中急尖长苞冷杉林及其采伐迹地土壤全磷含量分别为0.45和0.50 g/kg,均处于全国第二次土壤普查分级标准中的较缺水平(0.4～0.6 g/kg)。(4)3个主成分的累计贡献率达79.334%,分别为39.534%,26.347%和13.453%,依次受有机质、全氮、水解氮和速效钾、缓效钾及全磷、速效磷的影响;急尖长苞冷杉林内0～100 cm土层土壤肥力指数均值(0.552)大于采伐迹地(0.278),各土层土壤肥力指数亦均高于采伐迹地。【结论】采伐森林会对土壤肥力造成负面影响,因此采伐过后要及时进行更新恢复,全磷是其土壤肥力的限制性因素。     

色季拉山急尖长苞冷杉林下灌木群落空间格局及其与倒木关联性分析

分析西藏色季拉山急尖长苞冷杉原始林下灌木群落的空间分布格局及其与倒木的关联性,探讨该森林生态系统内灌木的分布规律,并从空间分布格局角度量化倒木对灌木分布的影响。以色季拉山急尖长苞冷杉原始林下灌木和倒木为研究对象,通过典型样地调查,用点格局法分析其空间分布格局以及与倒木的关联性。结果表明:1）样地内共有灌木7种,总密度730株·hm^-2,不同灌木种群分密度依次为杯萼忍冬（359株·hm^-2）>长尾槭（185株·hm^-2）>西南花楸（61株·hm^-2）>猴斑杜鹃（55株·hm^-2）>冰川茶藨子（53株·hm^-2）>光秃绣线菊（株·hm^-2）>峨眉蔷薇（株·hm^-2）;2）在0~50 m空间尺度内,冰川茶藨子、猴斑杜鹃、长尾槭、杯萼忍冬以集群分布为主要特征;西南花楸以随机分布为主要特征,只是在个别尺度呈现显著的集群分布;3）Ⅰ腐烂等级倒木与灌木在0~50 m空间尺度上呈显著的负关联,倒木整体与灌木及Ⅱ~Ⅴ腐烂等级倒木与灌木在0~50 m空间尺度上均无显著关联。不同灌木种群因对环境的适应性不同而具有不同的空间分布格局,灌木空间格局形成的生态过程及倒木对灌木空间分布的影响均具有复杂性。