林冠附生植物生态学研究进展

林冠附生植物及其枯死存留物是构成山地湿性森林生态系统中生物区系、结构和功能的重要组分。由于在林冠攀爬技术上的限制,过去对林冠附生植物在生态系统结构和功能过程中的作用未能引起足够的重视。近20年来,随着对林冠生物多样性及其在生态系统功能过程影响的认识和研究技术上的提高,对林冠附生生物的研究已逐步从个体水平转移到系统水平上。有关林冠附生植物多样性、生物量及其生态学效应已成为近年来国际上新兴研究领域——“林冠学”的研究热点之一。许多研究表明,林冠附生植物在生态系统水平上的交互作用比它们的解剖、形态和生理特征更为重要。国外大量的研究结果表明,林冠是一个适合于许多生物种类生存的场所,其数量比想象的更为丰富。在全球范围内估计有29 500余种附生植物,其中维管束附生植物的种类高达24 000种,约占总维管束植物种类的10%。林冠附生物的生物量在世界各地森林中存在较大的差异,其范围在105~44 000 kg·hm^-2之间,其中在一些热带和温带天然老龄林中林冠附生物的生物量超过了宿主林木的叶生物量。林冠附生植物还具有较大的叶面积指数(LAI)。林冠附生物丰富的物种组成、较高的生物量、独特的生理形态特征以及它们分布于森林与大气相互作用的关键界面,使得它们在生态系统物种多样性形成及其维持机制、养分和水分循环、指示环境质量等方面具有重要的作用。林冠附生植物及其枯死残留物具有较强的能力吸收雨水和空气中的营养物质,在林冠层中形成一个潮湿的环境促进氮固定,林冠附生植物群落还能为生存于林冠的其它生物(如鸟类、哺乳动物、两栖动物、爬行动物和昆虫等)提供食物和栖息场所。林冠附生植物的生长发育与分布格局除与宿主有关外,还受到环境因素(气候、地形、微生境条件等)和人为干扰的影响。由于世界各地森林类型多样和环境条件各异,目前国际上有关附生物的研究仍十分活跃,建立了林冠研究网络,研究不同类型森林中附生植物及其枯死残留物的动态及其与群落特征、环境因子的数量关系,探讨、交流和发展有效的标准测量方法和技术是该领域研究的主要内容。国内对林冠附生植物生态学的研究刚刚起步,有待于今后加强该领域的研究。     

林冠附生植物观测方法概述

林冠的物种多样性极为丰富,在整个森林生态系统中具有非常重要的作用。但由于乔木树体高大,冠层难以接近,在很大程度上限制了林冠植物多样性的研究。在过去30年中,各种技术不断应用于林冠附生植物的采样,林冠取样方法的研究成为林冠附生植物的多样性、生物量及其生态学效应等方面研究的重要基础。文中以附生植物多样性、生物量和附生植物群落的生态功能等为基础,结合作者已开展的工作,综述了林冠附生植物的观测调查及取样方法,并且分析了不同方法的特点及在林冠研究中的应用,对进一步深入研究附生植物提出了一些建议。     

基于林冠塔吊的附生植物生态学研究进展

林冠是生物圈中物种最丰富却最鲜为人知的生境之一。它在森林与大气的物质、能量交换过程中发挥着至关重要的作用。但因林冠调查技术的限制, 林冠及生存在其中的附生植物在生态系统中的功能尚未得到足够的重视。塔吊在三维空间中作业具有“全方位、高精度、非破坏、可重复”的特征。林冠塔吊已成为当前林冠学研究的标志, 并为林冠附生植物研究提供了契机。国际上, 欧美国家利用塔吊技术对林冠层附生植物多样性与空间分布等进行了大量的研究, 取得了丰硕的成果。该文介绍了塔吊的构造、林冠塔吊建设历史和站点分布及国际林冠研究组织等概况, 并对依托塔吊开展的附生植物研究进展进行了评述。此外, 还简要介绍了我国塔吊建设与林冠生态学发展情况。在系统分析国内外附生植物研究现状基础上, 从附生植物多样性、附生植物空间格局与维持机制、生态适应性、与林冠动物的关系以及附生植物对气候变化的响应等5个方面对今后基于林冠塔吊开展附生植物研究进行了展望。     

中国森林冠层生物多样性监测

林冠作为森林与外界环境相互作用最直接和最活跃的关键生态界面,承载了森林生物多样性的主体,在生物多样性的形成与维持以及生态系统功能过程中发挥着重要的作用,被称为地球的"第八大洲"。同时,林冠对气候变化和人为干扰高度敏感,在人类活动和全球气候变化加剧的背景下,森林生态系统正面临着严重的威胁,首当其冲的就是森林冠层。气候变化下的林冠生物多样性保护与可持续利用已成为现代生态学研究的热点问题,受到森林生态学、气候学、环境科学等研究领域的学者越来越多的关注。据此,中国生物多样性监测与研究网络以网络内拥有森林冠层塔吊的生物多样性监测样地为平台,建立了林冠生物多样性监测专项网。该专项网将参照国际标准,统一监测指标,规范监测标准,通过大尺度地带性森林冠层内植物(包括附生种子植物和附生孢子植物)多样性、动物多样性、微生物多样性及其动态变化的长期监测,结合林冠小气候环境特征监测,建立林冠小环境特征、植物多样性、节肢动物多样性和微生物多样性等4个动态更新的数据库,以阐明我国典型森林林冠生物多样性变化的规律,揭示其对森林生态系统功能过程的影响和对全球变化的响应。     

林冠附生物在森林生态系统养分循环中的作用

1　引　言林冠是森林生态系统中重要的组成部分。由于认识上、技术上和其它方面的原因 ,过去一直都把林冠当作“黑箱”来研究。近 2 0年来 ,随着对林冠生物多样性、林冠附生物在生态系统功能过程影响认识和研究技术上的提高 ,对林冠附生物的研究已逐步从个体水平转移到系统水平上。林冠现在被认为是一个适宜于许多动植物种类生存的场所 ,其物种数量比原先所想象的更为丰富。通过对林冠的研究 ,促进了对天然林生态系统中养分循环的了解 ,以及林冠干扰或破坏对自然和人类活动的影响。其中林冠附生物质在森林生态系统养分循环过程中的作用和影…     

森林冠层节肢动物多样性研究进展

森林冠层蕴涵着大约40％的现存物种,在维持生态系统功能、演化和生物多样性等方面起着重要的作用.森林冠层对全球气候变化和人为干扰高度敏感,使冠层生物面临威胁.本文简要介绍了森林冠层节肢动物的研究技术,概述了森林冠层节肢动物的研究进展.     

云南哀牢山山地湿性常绿阔叶林附生植物的多样性和分布

附生植物对山地森林生态系统的物种多样性形成及其维持机制、生态系统的水分和养分循环等有重要作用。作者调查分析了云南哀牢山原生山地湿性常绿阔叶林 80株不同种类、不同径级乔木上附生植物种类、数量及空间分布特征,结果表明该区森林附生植物种类较为丰富。共收集到附生植物 69种,分属 33科 49属,其中维管束植物32种,苔藓植物 37种。附生维管束植物的Shannon Wiener指数和Simpson指数分别为 2. 93和 0. 91,附生苔藓植物分别为 3. 31和 0. 95。附生维管束植物中蕨类较为丰富,以棕鳞瓦韦 (Lepisorusscolopendrium)、拟书带蕨 (Vittariaflexuosoides)、柔毛水龙骨(Polypodiodesamoenavar. pilosa)等为主;附生种子植物以黄杨叶芒毛苣苔 (Aeschynanthusbuxifolius)、长叶粗筒苣苔(Briggsialongifolia)、白花树萝卜 (Agapetesmannii)等为主。该地区全年气候潮湿、温凉,使得附生苔藓植物非常丰富,主要优势种类包括东亚鞭苔 (Bazzaniapraerupta)、小叶鞭苔 (B. ovistipula)、齿边广萼苔(Chandonanthushirtellus)、树平藓 (Homaliodendronflabellatum)、刺果藓 (Symphyodonperrottetii)、青毛藓 (Dicran odontiumdenudatum)、小蔓藓(Meteoriellasoluta)、尖喙藓(Kindbergiapraelonga)等。从空间分布特点上看,     

云南石林喀斯特地区半湿润常绿阔叶林附生植物的初步研究

对云南石林喀斯特山地原生植被——半湿润常绿阔叶林中附生植物的组成、生物量以及附生植物持水量等进行研究,结果表明该区森林林木附生植物种类相对较少,只有8科9种附生维管束植物和5种苔藓植物,而林内岩石表面则有石附生维管束植物16科17种,苔藓植物3种,两种不同生境附生植物的相似性系数为0.5。相同取样面积(400cm2)条件下,岩石表面附生植物平均生物量(11.7g)比林木表面(4.9g)的高。附生植物一次持水量为自身干重的5.5~9.7倍。     

哀牢山两类山地森林林冠及林下腐殖质微生物群落比较

中山湿性常绿阔叶林、山顶苔藓矮林是云南哀牢山高海拔山地主要的原生森林植被类型.本文对哀牢山徐家坝地区两类森林林冠及各自林下地表腐殖质的理化特性、微生物组成、数量、生化活性、代谢活性及其季节动态,以及两类森林不同优势树种林冠腐殖质微生物数量及代谢活性进行了研究.结果表明： 两类森林林冠腐殖质的真菌、放线菌的数量、微生物生物量C、N、固氮作用和纤维素分解作用的强度均显著高于林下地表腐殖质;中山湿性常绿阔叶林林冠腐殖质的纤维素分解菌、纤维素分解强度、微生物生物量C、N、有机碳、土壤呼吸强度等指标均显著高于苔藓矮林.在季节变化方面,湿季林冠腐殖质中真菌、细菌及好氧性固氮菌的数量以及呼吸强度均高于干季,放线菌则相反,纤维素分解菌干湿季间差异不显著.两类森林林冠腐殖质微生物数量及生化活性的季节变化幅度均大于林下地表腐殖质.不同树种之间冠层腐殖质的微生物数量差异显著,其中湿季的差异比干季更为明显.林冠层腐殖质的微生物在维系林冠附生植物多样性以及为林冠繁茂的附生植物生长发育提供所需的养分等方面具有重要的生态功能.     

云南哀牢山原生林及次生林群落附生地衣物种多样性与分布

附生地衣是森林附生植物的重要类群之一, 在维护森林生态系统的物种多样性以及水分和养分循环等方面发挥着重要作用。作者于2005年12月至2006年5月利用树干取样法调查了云南哀牢山徐家坝地区原生山地常绿阔叶林及其次生群落栎类萌生林、滇山杨(Populus bonatii)林和花椒(Zanthoxylum bungeanum)人工林中525株不同种类和径级树木距地面 0–2.0 m处附生地衣的组成和分布, 并收集了各个群落地面上凋落的地衣, 分析了林冠层附生地衣的物种组成。研究结果表明, 该区森林中附生地衣物种比较丰富。共收集到附生地衣61种, 分属17科29属, 其中原生林、栎类萌生林、滇山杨林和花椒人工林分别有51、53、46和23种。在树干距地面 0–2.0 m位置, 各群落中的附生地衣组成明显不同;但在林冠层中, 各群落内的附生地衣基本相似。原生林中附生地衣种类较多, 但分布不均匀。树干附生地衣的Shannon-Wiener和Simpson多样性指数以栎类萌生林最高, 分别为2.71和0.89;花椒林和滇山杨林次之, 分别为2.43–2.45和0.88–0.89;原生林最低, 为1.25和0.67。树干方位、宿主种类和宿主径级等都对附生地衣的物种组成和多样性有着重要影响, 附生地衣更多地出现于树干南向方位, 云南越桔(Vaccinium duclouxii)的附生地衣最为丰富, 胸径5.0–25.0 cm的树木上附生地衣较多。哀牢山山地森林群落中丰富的附生地衣种类及物种多样性在维系本区山地森林生态系统生物多样性格局方面具有重要的作用。     

云南哀牢山地区森林附生维管植物多样性及区系特征

附生植物作为山地森林生态系统中重要的结构性成分,在维持森林生态系统生物多样性格局、水分和养分循环等方面发挥着重要作用。本文通过野外调查、标本查阅并结合相关文献,对云南哀牢山地区附生维管植物物种组成及分布进行了系统研究。结果显示,哀牢山地区附生维管植物共有23科83属218种,其中附生蕨类和兰科植物最丰富。附生蕨类有34属93种,以附生-石生蕨类生活型占优势,其中水龙骨科17属62种,占附生蕨类的66.67%,瓦韦属(Lepisorus)和石韦属(Pyrrosia)分别有13种和10种。附生兰科植物有26属65种,其中石斛属(Dendrobium)和石豆兰属(Bulbophyllum)分别有12种和8种。该地区附生维管植物属的分布具有明显的热带性质并以热带亚洲分布居多。附生植物生长于生境因子变化剧烈、资源有限的林冠,对环境变化敏感,极易遭受破坏且破坏后难以恢复,不少附生植物具有很高的药用、观赏等价值。因此,应加强对附生维管植物这一特殊类群的保护。     

西双版纳热带森林附生维管植物的物种多样性与区系特征

附生植物是山地森林生态系统中重要的结构性成分。因受林冠调查技术限制, 人们对林冠附生植物知之甚少。本文在前人有关西双版纳植物区系研究的基础上, 结合野外调查和标本资料, 对该地区附生植物的物种组成与分布进行了整理。结果表明, 西双版纳热带森林附生维管植物共有29科134属486种, 约占全部维管植物的11%。附生兰科是最丰富的类群(69属293种), 其中以石斛属(Dendrobium) (49种)和石豆兰属(Bulbophyllum) (48种)物种数最多。蕨类是仅次于兰科的附生类群(13科38属97种), 其中水龙骨科(51种)占附生蕨类总数的50%以上。基于生活史和养分来源的划分标准, 该地区48%的附生物种属于兼性附生, 其次是以兰科为主的专性附生(46%), 半附生仅占6%。从区系上看, 西双版纳附生植物属的分布具有明显的热带亚洲性质。附生植物主要分布于资源受限的林冠生境, 对环境变化极为敏感, 在人为干扰日益加剧的背景下, 这类植物正面临严重威胁。因此, 需要加强对西双版纳林冠亚系统的保护。     

基于塔吊的林冠科学研究进展及展望

林冠是生物圈中物种最为丰富的生境之一。长期以来,由于森林三维空间复杂性和林冠访问技术的限制,人们对林冠生物多样性、林冠的结构、功能和生态过程知之甚少。塔吊的应用突破了技术瓶颈,给林冠科学研究带来了深刻的变革。20世纪80年代以来,基于全球的林冠塔吊,国际上先后发起了林冠与土壤节肢动物多样性调查计划、林冠生物学计划、林冠CO2富集和增温实验等一系列科学研究计划,回答了林冠“有什么、在哪里、怎样变”等基本问题,极大地推动了林冠科学的发展。本综述首先介绍了林冠访问技术及发展历程。随后,较为系统地梳理了基于塔吊平台发起的林冠研究计划,并从林冠生物多样性格局、林冠生态过程和林冠对全球变化的响应与适应3方面总结了相关研究进展。最后,从林冠访问技术所驱动的重大发现、林冠科学的主要研究框架、林冠科学的地域性与局限性等方面阐述了林冠科学研究计划带来的重要启示,并提出今后的林冠研究应更多关注“林冠–地面–土壤”3个层次相互关联形成的整体结构和功能系统,通过多元异构数据融合和人工智能技术,从多尺度、全方位解析全球变化背景下,整体森林的生物多样性格局、生态过程及其服务功能的响应与维持机制。     

哀牢山湿性常绿阔叶林林冠和林地腐殖质理化特性、微生物量及酶活性比较

在热带、亚热带和温带高海拔潮湿生境的山地森林林冠层中,积累有较为丰富的林冠腐殖质(Canopy humus),是构成山地森林生态系统景观结构的重要组分,为丰富的附生植物提供了重要的生长基质和营养物质.通过对云南哀牢山山地湿性常绿阔叶林林冠腐殖质和其相应林下地表腐殖质的分析测定结果表明,由于林冠和林下地表腐殖质的来源、组成和空间分布的不同,它们之间的理化特性存在较大的差异,其中林冠腐殖质中有机C、全N及全Ca的含量、C/N以及阳离子交换量显著高于林下地表腐殖质,而全K和全Mg的含量则显著低于后者,全P含量差异不明显;林冠腐殖质的微生物量C、N和呼吸强度,以及蔗糖酶、脲酶和蛋白酶的活性均显著高于林下地表腐殖质,说明林冠腐殖质是一种具有较高生物活性的有机土类物质,在山地森林生态系统养分循环、林冠附生植物多样性格局形成及其维持方面具有重要的作用.     

亚热带森林附生植物叶片气孔特征及其可塑性对光照变化的响应

附生植物是热带亚热带森林生态系统中物种多样性极高且极其脆弱敏感的生物类群之一。光照被认为是促进附生植物由陆生类群演化而来并决定其生长和分布的关键因素。然而,由于接近林冠和规范性采样的限制,附生植物与光照的关系仍亟待阐述。为揭示附生植物对光强变化的响应和适应策略,该研究以亚热带常绿阔叶林6种附生植物(林冠层木本:鼠李叶花楸、毛棉杜鹃;林冠层草本:狭瓣贝母兰、毛唇独蒜兰;树干区草本:点花黄精、距药姜)为对象,对其在4个光处理梯度下生长的叶片气孔特征及其可塑性进行了对比分析。结果表明:(1) 2种附生小乔木的气孔面积(SA)、气孔密度(SD)、潜在气孔导度指数(PCI)和表皮细胞密度(ECD)均对光强改变显著响应。2种附生兰科植物的SA最大,而SD最小;附生乔木叶片SD和ECD的光响应趋势与陆生植物更相似,而附生草本则出现种间差异。(2) 6种附生植物的气孔、表皮细胞特性及其表型可塑性,在草本-木本、常绿-落叶植物、林冠-树干区之间,均无明显差别。(3)附生植物气孔特性和表皮细胞平均可塑性指数均低于陆生植物。综上结果表明,亚热带常绿阔叶林中附生植物对于光环境变化的适应性相对较弱。不同的附生植物可以通过不同程度地增加叶片SD和ECD来适应高光强生境,并通过对SD和SA的双重调节以增大潜在光合能力从而应对低光胁迫。     

中国森林附生维管植物多样性数据集

附生维管植物是热带、亚热带湿性山地森林植物群落中物种最为丰富的类群之一, 在维系森林生物多样性及生态系统功能与服务中发挥着重要作用, 然而附生维管植物调查相对困难, 在多样性调查和统计中往往被忽视, 迄今为止我国尚缺乏全国范围的森林附生维管植物名录。本项研究基于已公开发布的数据库, 搜集并整理了1982-2022年间的关于中国森林附生维管植物研究的文献书籍。首先, 提取文献资料中的有效信息, 依据物种2000中国节点的数据进行标准化校正, 整理出中国森林附生维管植物共计49科246属1,739种, 然后据此编写了相对准确、完整的中国森林附生维管植物物种名录。本名录作为我国第一个全国性森林附生维管植物名录, 可为森林生物多样性保护工作提供重要的数据支持, 并能为深入研究附生维管植物的进化生物学、生物地理学及宏观生态学等领域提供重要的基础信息。     

亚高山森林生态系统过程研究进展

亚高山森林是以冷、云杉属为建群种或优势种的暗针叶林为主体的森林植被。亚高山森林在庇护邻近脆弱生态系统、保育生物多样性、涵养水源、碳吸存和指示全球气候变化等方面具有十分重要且不可替代的作用和地位,其多样化的植被和土壤组合为研究生态系统过程提供了天然的实验室。亚高山森林的群落演替与更新、生物多样性保育、水文生态过程、生物元素的生物地球化学循环以及亚高山森林生态过程对气候变化的响应等研究已取得了明显的进展。但有关全球变化条件下的亚高山森林土壤生物多样性和冬季生态学过程等研究明显不足。全球气候变化背景下的冬季生态学过程、极端灾害事件对亚高山森林生态系统过程的影响、亚高山森林生物多样性的保育机制、亚高山森林土壤生物多样性与生态系统过程的耦合机制等可能是未来研究的前沿科学问题。     

树附生苔藓植物多样性及其影响因素

树附生苔藓植物是一类附生在树木上的苔藓植物,是森林生态系统的重要组成部分,在维持生物多样性和生态系统功能等方面发挥着重要的作用。由于树附生苔藓植物结构简单,对环境变化尤为敏感,常在大气污染、气候变化、森林干扰等方面作为指示生物。随着全球变化的加剧,其多样性势必会受到影响。因此,研究树附生苔藓植物多样性分布及其对不同环境因子的响应,对于全球变化背景下树附生苔藓植物的保护和利用具有重要的指导性意义。首先对树附生苔藓植物多样性和空间分布现状进行阐述,然后从附主树木特征、森林群落特征和全球变化等3个方面探讨树附生苔藓植物多样性与影响因素之间的关系,以期从"个体-群落-全球"不同尺度进行分析,为树附生苔藓植物的保护和利用等研究提供借鉴和参考。     

边缘效应对山地湿性常绿阔叶林附生植物的影响

作为热带、亚热带地区森林生态系统中重要组成成分之一的附生植物,对环境变化尤为敏感。为了解附生植物对森林生境破碎化的响应,本研究选择哀牢山北段徐家坝山地湿性常绿阔叶林因人为干扰而形成的四处森林边缘为研究对象,分别在距离林缘10、20、40和80m的位置设立样带,采用树干取样法调查各样带内距地面0-2m范围附生植物的物种组成、生物量和附生苔藓植物的生活型特征。结果显示：边缘效应对单位面积附生植物的生物量和附生苔藓植物盖度均具有极显著的影响（P〈0．001）,其中附生苔藓比附生蕨类对边缘效应更为敏感。边缘效应对附生苔藓植物的作用强度在各生活型之间存在着差异,其中对丛集型（P=0．014）和交织型（P=0．030）的附生苔藓植物的影响最显著。综合附生植物在各样带的分布特征,我们认为单位面积上附生植物的生物量和附生苔藓植物的盖度可作为指示森林边缘生境的重要指标。黄牛毛藓（Ditrichum pallidum）、角状刺枝藓（Wijkia hornschuchi）和格氏剪叶苔（Herbertus giraldianus）的分布具有指示林缘生境的意义,而尖叶羽藓（Thuidium philibertii）、大羽藓（zcymbifolium）、多疣麻羽藓（Claopodium pellucinerve）、波叶金枝藓（Pseudotrismegistia undulata）和扭叶藓（Trachypus bicolor）的分布局限于林内,具有一定的保护价值。     

广州地区森林景观多样性分析

景观多样性是生物多样性的重要研究内容和组成部分 ,它是对景观水平上生物组成多样性的表征[1～ 3 ] 。由于生物多样性是人类赖以生存的物质基础 ,生物多样性保护已成为现代生态学和环境科学的研究热点。但是 ,以往的研究主要集中在物种多样性和生态系统多样性方面 ,对景观多样性的研究相对较少[1～ 4 ,12 ] 。森林是陆地生态系统的主体和重要的可再生资源 ,森林的类型、空间分布及斑块的数目和形状对区域的生态平衡有较大影响。广州是我国人口稠密、经济高速增长的区域。研究广州地区森林景观多样性有利于了解人类活动严重干扰下的森林景观…