秦岭两地区红桦种群结构与动态特征

  目的  红桦是我国特有的桦木科高大落叶乔木,也是我国暖温带森林主要建群种之一,具有观赏、经济和生态价值。通过对秦岭两地区红桦种群结构与动态特征研究,阐明红桦种群年龄结构特征及种群数量动态变化,建立种群发展预测模型,揭示红桦种群自然更新障碍原因,为今后红桦种群的保护和恢复提供理论依据。  方法  对陕西省宁陕县火地塘林场和甘肃省礼县洮坪林场红桦种群调查与统计,绘制红桦种群静态生命表,分析种群年龄结构及数量动态变化,建立种群发展预测模型,同时结合种群动态数量化法和数量时间序列分析法揭示红桦种群的发展趋势。  结果  两地种群年龄结构均在Ⅲ龄级时个体数最多,种群主要由幼龄个体组成;两地种群均是前期先衰退后增长,中期短暂衰退后增长,在Ⅵ ~ Ⅶ 龄级急剧衰退;洮坪种群比火地塘种群更早进入衰退期,其种群更易受到环境因子的影响;两地红桦种群的存活曲线都趋向于Deevey-Ⅱ 型。  结论  火地塘和洮坪两地红桦种群的年龄结构均呈不规则的金字塔型,种群发展主要靠中老龄个体维持;两地红桦种群现阶段都为增长型种群,且都对生境因子具有较高的敏感性,洮坪种群尤为明显;在未来两地红桦种群均不同程度地缺乏幼苗,自然更新较困难。针对此问题,提出保护和恢复红桦种群的策略:人工培育幼苗移植到种群的林窗内;对幼龄林采用“3年5次”的抚育方式,对中龄林采用整枝、修剪、除灌等方式进行抚育;对于郁闭度达0.9以上的林分,适当间伐,每公顷保留1 500株左右,提高种群的自然更新能力。      

福建连城南方红豆杉古树种群结构及动态特征

【目的】南方红豆杉古树在中国南方地区多呈零星分布状,较难形成具有一定个体数量的种群;对其古树的种群结构及动态进行分析,可为古树种群的恢复及古树后备资源培育提供科学依据。【方法】以福建连城县2个南方红豆杉古树种群为对象,通过绘制种群径级结构和存活曲线,编制静态生命表,计算种群动态变化指数,进行了种群结构和动态分析。【结果】(1)两个古树种群的Ⅰ径级个体数据均较少,赖源乡郭地村种群为衰退型种群,曲溪乡白石村为弱增长型种群。(2)静态生命表显示,两个种群达到中等径级后,种群的活力和生命期望值均开始下降。(3)赖源乡郭地村种群存活曲线为Deevey-Ⅱ型的b1变型,曲溪乡白石村的为Deevey-Ⅲ型。(4)两地种群在无干扰和有干扰下的数量变化动态指数分别为-3.03和7.5、-0.34和0.75,这与种群结构特征相吻合。【结论】减少人为干扰、提升种子萌发率及增加小径级的个体数是促进该区域南方红豆杉种群恢复的关键。     

应用生命表对蒙古栎种群的年龄结构的研究

本文应用生命表对多年生木本植物蒙古栎（Quercus mongolica）种群及其更新层中幼苗、幼树的年龄结构进行了较为详细的研究。从中能提供更多的有关种群年龄结构和各年龄阶段特定的存活率、死亡率、致死原因等生物学和生态学信息,揭示了环境筛对蒙古栎种群在时间上的作用规律,表明了生命表是对植物种群年龄结构分析的有效途径。     

五大连池火山蒙古栎和紫椴径向生长对气候变化的响应

研究不同气候因子利用策略的蒙古栎和紫椴径向生长与气候变化的关系,进而为气候变暖后,该区域火山森林生态系统管理和利用提供基础数据。以蒙古栎和紫椴为研究对象,采用树木年代学方法分析了蒙古栎和紫椴径向生长对气候变化的响应,揭示蒙古栎和紫椴径向生长-气候的关系对气温突变的响应差异。结果表明:1)五大连池火山6-7月的月平均最高气温和干燥指数与蒙古栎和紫椴年轮指数均呈显著负相关(P<0.05),这表明同一区域树木生长-气候关系具有一定的相似性,也表明6-7月的月平均最高气温和干燥指数是该地区蒙古栎和紫椴径向生长的主要限制因子。2)蒙古栎和紫椴年轮指数在突变增温(1981年)前后与气候的响应关系呈现明显的变化,气温明显变暖后与气侯的响应更加敏感; 突变增温后,南北坡向蒙古栎和紫椴树木生长-气候响应差异显著,南坡蒙古栎径向生长的趋势与温度升高的趋势相同,而北坡紫椴径向生长则呈现出随着温度升高而降低的现象。升温造成的干旱胁迫可能是2树种生长响应差异及北坡紫椴出现生长对温度变化响应的“分离现象”的重要原因。如果未来增温趋势持续或者加重,紫椴的生长可能会因干旱胁迫加剧而衰退,蒙古栎生长增长的趋势快速下降或也出现生长对温度变化响应的“分离现象”。     

安徽宁国板桥自然保护区甜槠种群结构动态与生命表分析

在对安徽宁国板桥自然保护区次生甜槠林群落调查的基础上,应用数量分析方法,绘制了群落优势种甜槠种群的径级结构分布图,编制了甜槠种群的静态生命表,并根据生命表绘制了标准存活曲线、死亡曲线以及两种生存函数曲线。研究结果表明,甜槠种群的标准生存曲线呈左偏正态型,即总体幼苗数虽较多,但Ⅰ龄级幼苗数则偏少。如该种群自然发展下去,将极有可能从稳定型转为衰退型。另外,通过对生存函数曲线研究还发现:宁国板桥自然保护区甜槠种群具有前期增长,中期减少,后期衰退的特点。     

小果紫薇林近自然种群结构及动态特征

通过对西藏墨脱近自然分布的小果紫薇种群展开样地调查,编制小果紫薇种群静态生命表,绘制小果紫薇存活曲线、生存函数曲线以及死亡率和消失率曲线,同时利用时间序列模型和种群动态量化方法进行预测,以揭示近自然分布的小果紫薇种群结构和动态特征。结果表明:小果紫薇种群属于增长型,整个种群数量变化动态指数值Vpi与V'pi(考虑外界干扰时)均大于零,但对外界干扰敏感性较高;存活曲线趋于Deevey-Ⅱ型,说明小果紫薇各龄级有相近的死亡率;死亡率和损失率曲线变化趋势基本相同;时间序列预测分析表明,在未来2、4、6、8龄级时间后小树、中树和大树个体数量都将得到增多。小果紫薇种群若能维持现有生境,并适当进行轻微的人为干扰,将具有较好的自我更新能力,有利于维持种群延续发展。     

长白山云冷杉种群结构和动态分析

采用匀滑技术和谱分析等方法,在种群生命表和生存分析理论基础上,对长白山云冷杉针阔混交林臭冷杉种 群和红皮云杉种群的数量动态变化进行分析。结果表明:1)臭冷杉径级结构呈典型的倒J 型分布,幼苗和幼树在 种群中所占比重大,种群个体数随径级的增加而减少;红皮云杉结构近似呈倒J 型分布,幼苗所占比重较大。2)臭 冷杉种群的死亡率曲线和消失率曲线呈现出相同的变化趋势,均出现2 个高峰,一个出现在第4 龄级阶段,另一个 出现在第9 龄级阶段;红皮云杉种群的死亡率和消失率曲线也基本一致,每个龄级阶段的死亡率和消失率比较稳 定,没有太大差异。3)臭冷杉种群的存活曲线介于Deevey-II域型和Deevey-III型之间,更趋于Deevey-II型;红皮云杉 种群的存活曲线为Deevey-II型。4)臭冷杉和红皮云杉种群的生存率曲线都随着龄级的增加而减小,-积死亡率 曲线都随着龄级的增加而增大。5)臭冷杉种群死亡密度函数和危险率函数曲线变化基本一致,红皮云杉也具有类 似的变化。6)谱分析显示,臭冷杉种群天然更新存在明显的波动性,受基波的影响较大,说明臭冷杉种群在整个生 命过程中的数量动态变化,主要是受生物学特性的影响;红皮云杉种群天然更新也存在明显的波动,但受基波影响 较小。      

滇东北黄杉种群数量动态的初步研究

用生存分析和静态生命表研究方法,在滇东北调查了12个样地(20 m×20 m),分析了不同人为干扰条件下黄杉(Pseudotsuga sinensis)种群数量动态和年龄结构.结果表明:不同人为干扰条件下,黄杉种群目前均处于中、幼林阶段,种群年龄结构表现为增长型,但增长性和稳定性存在差异.死亡率曲线均呈现2个峰值,但峰值出现的时间格局亦存在差异.种群存活曲线接近De-evey-Ⅲ型,1～5龄级曲线较陡,死亡率较高;5龄级以后存活曲线相对平缓,死亡率较低.生存函数曲线反映了黄杉种群具有幼苗、幼树阶段死亡率高,中树阶段死亡率渐低,至大树阶段趋于稳定的特点.大量的人为砍伐是目前黄杉资源数量下降的主要原因,应严厉禁止.     

五大连池火山山杨叶功能性状的变异特征

[目的]探讨五大连池火山山杨叶功能性状特征,揭示植物对火山生境的适应,以及对不同坡向的生存策略,为特殊生境和微地形生境下植物的适应机制提供参考依据.[方法]以5座火山共有植物山杨为对象,测定叶面积(LS)、叶厚度(LT)、比叶面积(SLA)、叶干物质量(LDMC)、叶碳含量(LCC)、叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LP...     

濒危植物景东翅子树种群的分布、年龄结构及其动态特征

调查研究了景东翅子树种群的分布、年龄结构及其动态特征,并讨论了濒危的原因.野外调查的4个种群中,3个分布于季风常绿阔叶林,1个分布于次生灌丛.在4个种群中共调查到景东翅子树99株(含幼树).结果表明,景东翅子树属于衰退型种群,其中缺乏幼树和胸径≥20 cm的大树.景东翅子树种群的存活曲线为DeevryⅢ型,生活史中存在...     

北京地区蒙古栎(Quercus mongolica)外生菌根真菌群落特征

为揭示北京地区蒙古栎(Quercus mongolica)外生菌根真菌群落特征,选取北京农学院林场、云蒙山国家森林公园和百花山国家级自然保护区3个蒙古栎山区自然分布地,以及奥林匹克森林公园和中关村森林公园2个平原引种地为采样地,采集土壤和生有外生菌根的蒙古栎根部样品,检测其土壤理化及酶活性指标,采用ITS高通量测序技术对其外生菌根真菌群落进行测定,初步分析真菌群落多样性与环境因子之间的相关性。结果表明,平原采样地和山区采样地的土壤特性存在明显差异,山区分布地的全氮、速效磷含量以及磷酸酶活性较高,而平原引种地的pH、全磷含量较高。测序后经过OTU注释和α多样性分析,发现绒盖牛肝菌属(Xerocomellus)、丝膜菌属(Cortinarius)、红菇属(Russula)、块菌属(Tuber)为北京地区蒙古栎主要外生菌根真菌类群,但各采样地的优势菌各不相同,并且平原采样地蒙古栎根部外生菌根真菌群落多样性指数低于山区采样地。真菌群落与环境因子相关性分析表明,土壤全氮含量、全磷含量、速效磷含量、碳氮比、磷酸酶活性、海拔、坡度等与真菌多样性关系密切。     

六盘山辽东栎林种群结构和空间分布格局

  目的  辽东栎Quercus wutaishanica是组成六盘山森林植被的主要树种,分析六盘山辽东栎种群的空间分布格局和关联性,有助于掌握六盘山辽东栎的生长发育现状及种群发展过程。  方法  基于六盘山12个辽东栎纯林样地,通过静态生命表、种群径级结构、存活系数、死亡率、消失率以及生存分析,对辽东栎种群结构和动态进行了分析;采用点格局分析了六盘山辽东栎林种群空间格局分布规律以及空间关联性。  结果  ①样地内辽东栎种群径级结构分布近似于倒J型,更新状况良好,结构稳定。②辽东栎种群的存活曲线接近于Deevey-Ⅱ型曲线。③辽东栎种群整体呈前期和中期稳定、后期衰退的动态特征。④辽东栎幼龄、中龄级个体在小尺度范围内呈聚集分布,随着尺度增大,由聚集分布变为随机分布;近熟龄个体在小尺度上趋向于均匀分布,在大尺度上呈随机分布。  结论  六盘山辽东栎种群处于相对稳定状态,更新状况良好。辽东栎幼龄、中龄级个体在小尺度呈聚集分布,中龄与近熟龄个体在大尺度上关联性不明显,呈相互独立状态。为保持辽东栎林结构稳定,应加强人为调控,确保辽东栎林种群更新的稳定环境条件。图8表2参24     

不同种源蒙古栎种子表型性状的多样性

  目的  研究不同种源蒙古栎Quercus mongolica种子表型性状多样性,为蒙古栎种质资源收集、评价和利用提供科学依据。  方法  在中国蒙古栎天然分布区选取11个种源采集种子,分别测量种子的种长、种宽、种形指数、单粒重、千粒重5个表型性状。并利用SPSS软件对不同种源的蒙古栎种子进行性状差异性、相关性及主成分分析。  结果  ①不同种源蒙古栎种子的种长、种宽、种形指数、单粒重差异较大,各种源千粒重之间均存在显著差异(P＜0.05);②不同种源蒙古栎种子的种长与种宽、单粒重、千粒重均存在极显著正相关(P＜0.01);③不同种源海拔与种宽存在显著负相关(P＜0.05),与单粒重、千粒重存在极显著负相关(P＜0.01);④影响种子性状的因素按照重要性从高到低依次为单粒重、千粒重、无霜期、北纬;根据聚类分析结果,可将11个种源划分为4类,分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类,其中,黑龙江省黑河市、辽宁省本溪市、辽宁省抚顺市聚为Ⅰ类,单粒重和千粒重显著高于其他类别种源(P＜0.05),为最优种源。  结论  蒙古栎种子表型性状随地理梯度变异明显,整体呈从东北—西南种源质量逐渐下降的趋势,单粒重和千粒重可以作为快速筛选种源优良与否的优先筛选指标。图1表5参37     

五大连池火山熔岩台地植物多样性与土壤养分的关系

采用空间序列代替时间序列的方法对五大连池不同年代火山熔岩台地进行样方调查,在得到物种组成和土壤养分的基础上,运用相关性分析探讨不同火山熔岩台地植物多样性及其与土壤养分之间的关系。结果表明:植物物种的科、属、种数量在新期火山中最低,随着火山形成年代的增加,老期火山植物物种的科、属、种数量最高;群落乔木层、灌木层的多样性指数、均匀度指数和丰富度指数在17万a火山具有最大值（P < 0.05）,群落草本层的多样性指数、均匀度指数和丰富度指数在28万a火山具有最大值（P < 0.05）。随着火山形成年代的增加,这4项指数均呈现先增加后减小的趋势,支持了森林生态系统中间阶段具有较高物种多样性的"中度干扰假说";土壤pH值、全磷、全钾、速效钾质量分数在新期火山最高（290 a）,显著高于老期火山（P < 0.05）,随着火山形成年代的增加呈现先减小后增加的趋势;土壤有机质、全氮、铵态氮、硝态氮、速效磷质量分数在40~50万a火山具有最大值,显著高于其他时期火山熔岩台地（P < 0.05）,随着火山形成年代的增加呈现先增加后减小的趋势。乔、灌、草不同层次多样性指数与土壤的pH值、全氮、全钾有明显的相关性。     

小陇山林区锐齿栎原始林群落的空间结构特征

【目的】研究甘肃小陇山林区锐齿栎原始林群落的空间结构特征,为小陇山林区锐齿栎次生林的经营提供参考。【方法】在小陇山林区选择锐齿栎原始林建立100m×100m的固定样地,运用每木定位调查数据和林分空间结构分析软件,分析锐齿栎原始林群落的林木分布格局、树种隔离程度和大小分化程度。【结果】锐齿栎原始林群落的平均角尺度为0.531,建群种锐齿栎种群的平均角尺度为0.526,主要伴生树种鹅耳枥、地锦槭、光叶泡花树、鄂椴、小叶鹅耳枥、川鄂鹅耳枥、水榆花楸的平均角尺度依次为0.586,0.535,0.604,0.556,0.604,0.634和0.559;该群落平均混交度为0.71,修正混交度为0.475;群落中主要树种的平均大小比数排序为辽东栎锐齿栎桦椴鄂椴鹅耳枥地锦槭水榆花楸小叶鹅耳枥川鄂鹅耳枥光叶泡花树;树种优势度排序为锐齿栎辽东栎鹅耳枥桦椴地锦槭鄂椴小叶鹅耳枥川鄂鹅耳枥水榆花楸光叶泡花树。【结论】锐齿栎原始林群落林木分布格局为轻微的团状分布,林内各树种高度混交,锐齿栎在林分中占绝对优势,该群落的空间结构特征可作为小陇山林区锐齿栎次生林目标林分的参考依据。     

小陇山林区2种锐齿栎次生林林分的结构特征

【目的】对甘肃小陇山林区2种干扰类型锐齿栎次生林林分的结构特征进行分析,探讨不同林分结构分析方法提供的信息,为锐齿栎次生林的保护、恢复和结构优化调整提供理论依据。【方法】以甘肃小陇山林区典型的长期未经人为干扰的样地(王安沟)和经过"次生林综合培育"技术经营后恢复的锐齿栎次生林样地(小阳沟)为例,运用林分结构基本特征分析方法及基于相邻木空间关系的结构参数、标记混交度和大小分化二阶特征函数,分析不同干扰模式下锐齿栎次生林林分的结构特征。【结果】2个样地的林分基本结构特征有一定差异,小阳沟林分的密度较小,平均胸径、断面积较王安沟林分大,但树种多样性较低,二者的林木分布格局和混交度分布检验差异也不显著;标记混交度和大小分化二阶特征函数体现出2个样地的林木个体大小分布和不同树种间的关系存在较大差异,小阳沟林分在0～10 m尺度上同种聚集趋势十分明显,林木大小分化在整个研究尺度上随机分布;王安沟林分在0～10 m尺度上同种聚集的强度较小,林木在7～12 m尺度上表现为相同大小林木的聚集趋势先增加后趋向随机分布。【结论】王安沟林分是自然演替的结果,经营措施对小阳沟林分结构起到了一定的调整作用。对于次生林而言,合理的经营可以促进林分生长和林分质量提高。标记二阶特征函数能够提供林分内树种分布和大小分化随尺度变化的关系,并对林分结构特征形成的生态过程具有一定的解释能力。     

栓皮栎茎段离体培养及生化特性研究

【目的】建立高效的栓皮栎器官再生植株体系。【方法】从陕西周至西楼关栓皮栎天然林中选择4株优良结实母株(30年生以上)并采种,以沙培育苗3~4个月的实生苗茎段及4株母株幼龄及成龄茎段为外植体,比较离体条件下不同来源、不同基因型茎段增殖能力和生根能力的差异,并探讨抗氧化酶活性与增殖和生根能力的关系。【结果】相同来源的不同基因型茎段增殖培养后,其增殖茎芽数量、最长芽长及增殖叶数量无显著差异;母株幼龄茎段增殖培养后,其增殖茎芽数量、最长芽长及增殖叶数量均高于实生苗茎段和母株成龄茎段,差异达显著水平(P<0.05);相同来源的不同基因型茎段生根培养后,其生根率和平均每株根数量无显著差异;母株幼龄茎段生根率和平均每株根数量高于实生苗茎段和母株成龄茎段,差异达显著水平(P<0.05);相同来源的不同基因型茎段在各培养阶段,抗氧化酶活性无显著差异;3个来源茎段抗氧化酶活性在第2次增殖培养后及生根培养后均高于增殖培养的其他阶段,差异达显著水平(P<0.05)。【结论】母株幼龄茎段是建立栓皮栎器官高效再生植株体系最佳的外植体来源;抗氧化酶活性与增殖能力和生根能力有一定的关系。     

五大连池火山森林群落多样性与稳定性

  目的   五大连池完好的内陆单成因火山地貌,原生而完整的植被演替过程,是研究植被演替与生物多样性系统发育等的理想场所。研究五大连池火山森林群落物种多样性与稳定性特征,以及群落物种多样性与稳定性关系,为五大连池火山森林植被的演替、恢复与可持续发展提供科学依据。   方法   以4座老期火山森林群落为对象,对群落结构数量特征、群落内乔木、灌木和草本层物种多样性指数、群落年龄结构及紫椴Tilia amurensis和蒙古栎Quercus mongolica种群的年龄结构进行了研究。   结果   ①各山体森林群落的乔木层和灌木层物种数北坡较南坡丰富。总体来看,重要值≥1的树种仅南坡有1种,群落树种组成简单。②各山体整体上北坡群落物种的Margalef指数和Shannon-Wiener指数从大到小依次为乔木层、草本层、灌木层,Simpson指数和Pielou指数从大到小依次为乔木层、灌木层、草本层;南坡群落物种的各种多样性指数从大到小依次为草本层、乔木层、灌木层。③森林群落的年龄结构南北坡向都是稳定型,紫椴和蒙古栎种群的年龄结构也都是稳定型,为稳定群落。④北坡乔木层和灌木层的物种多样性指数高于南坡,而草本层的多样性指数低于南坡,同时南北坡向间群落物种多样性各指数呈极显著(P＜0.01)或显著(P＜0.05)差异,且变异系数都较大。   结论   五大连池老期火山森林群落结构较简单,北坡群落物种多样性较高,且群落稳定状态更好。图6表4参31     

栓皮栎软木的夹砂和夹杂构造特征与化学组分分析

【目的】研究栓皮栎软木中的杂质与纯软木的不同,以有效去除软木中的夹砂和夹杂。【方法】以陕西产栓皮栎软木为材料,分析其杂质的结构及主要化学成分的质量分数,并与纯软木细胞进行比较。【结果】夹砂的细胞排列紧密,细胞壁较厚,为白色,细胞腔内充有白色物质,其木栓脂、纤维素和木质素的质量分数分别为1.65%,28.57%和26.31%;夹杂的细胞整体上排列比较疏松,细胞间隙发达,其木栓脂、纤维素和木质素的质量分数分别为2.20%,23.61%和24.32%;纯软木细胞为充满空气的薄壁细胞,相邻细胞交错排列,且排列紧密,无细胞间隙,似蜂窝状,其木栓脂、纤维素和木质素的质量分数分别为38.93%,7.89%和21.64%。【结论】栓皮栎软木中夹砂和夹杂与纯软木细胞的结构、主要化学成分的质量分数均不同,因而性能也不同。纤维素和木质素的质量分数高,木栓脂的质量分数低,是软木杂质硬而脆、弹性小的主要原因。     

乌冈栎群落垂直结构与重要值分析

群落垂直结构和物种重要值是群落的重要特征,是认识群落的基础,在一定程度上反映物种的动态及群落的演替趋势。通过对不同地区乌冈栎群落的垂直结构与重要值的分析,结果如下:(1)乌冈栎群落垂直结构可分为乔木层、灌木层、草本层和层间,但草本层与层间结构都十分简单;群落垂直高度普遍较低,大致在4～7 m,群落郁闭度在0.6～0.75,乔木层盖度在80%左右,林层稀疏,并有林窗存在;灌木层垂直结构各地情况不尽一致,高度在1～2 m,整体而言其物种组成及垂直高度结构复杂性要大于乔木层。(2)各物种重要值结果表明,乌冈栎占有较高的重要值比例,是乔木层的绝对优势树种,其余重要值较大的物种大多属于亚热带山地森林常见树种如檵木、青冈、刺柏、乌饭树、满山红等;乔木层重要值比例较为集中在前10的树种,体现出群落优势种较为明显的局面;灌木层重要值比较分散,大多数灌木的重要值比例不高,这说明了该层物种多样性高的特点;乌冈栎的幼树幼苗在多数群落内均较少,导致其重要值较低,不利于乔木层的补充更新。