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。     

长久性紫茎泽兰土壤种子库

具有长久性土壤种子库的植物在适应多变的生境和不良的生长条件方面具有优越性。于紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）的主要萌发时段后（7月到次年的4月间）在云南的5个地点采集了共１９个不同植被覆盖下的土壤种子库样本,萌发实验结果表明,紫茎泽兰具有长久性的土壤种子库,其在云南的不同生境的土壤中广泛分布,所有19个样地中都有长久性的紫茎泽兰种子。 0～10 cm土层的种子密度变动于47～13 806 ind.·m-2,平均为2 202 ind.·m-2。种子密度与样地内地表的紫茎泽兰间没有直接的联系,但与植被的覆盖状况有关,种子库密度由滑坡堆积物（47 ind.·m-2）到草地（801 ind.·m-2）到灌丛（2 349 ind.·m-2）到森林（3 255 ind.·m-2）间逐渐增加。种子在各种类型土壤的采样点间出现的频度为60%～100%。在土壤的垂直方向上,0～2 cm土层分布有较多的种子,2～5 cm土层次之,5～10 cm土层最少,其各层占总数的比例的平均值分别为56.1%、25.2%和18.6%。但值得注意的是,虽然紫茎泽兰的种子在5～10 cm 深的土层内的存在量占总量的比例相对较少,但如果折合成密度值,其量仍高达270 ind.·m-2,仍有形成危害的潜在可能。广泛分布且数量巨大的具有长久性特性的紫茎泽兰土壤种子库对各种防治措施的制订意义重大,它要求我们长远地、大尺度地考虑防治措施。     

不同地理种群紫茎泽兰生长繁殖特征的比较研究

对云南省9个不同地理种群紫茎泽兰的野外生长繁殖特性进行了调查,并采集各种群种子在温室内培植,观测比较它们在同质环境下的种子萌发、幼苗生长发育及植株开花结实情况.研究结果显示,(1)野外不同地理种群紫茎泽兰之间其植株生长和繁殖特征均存在显著差异,从南到北各种群植株的生长发育特征均呈现出先升后降的趋势,符合从高温边缘区到适生区再到低温边缘区的分布格局规律.(2)在温室同质环境下不同地理种群紫茎泽兰之间除植株根冠比和种子发芽指数差异显著外(P＜0.05),植株生长繁殖的其他指标的差异均不显著,说明野外不同地理种群紫茎泽兰的生长繁殖特性差异基本还不具有遗传性,局域适应对紫茎泽兰入侵能力的影响还较小,而较强的表型可塑性对紫茎泽兰入侵能力可能起到主要作用,这可能与其入侵时间较短有关.表明在分布区边缘,紫茎泽兰仍具有较强的繁殖能力,将随着其生理抗性的适应性分化而具有更宽的入侵范围.     

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。     

哀牢山中山湿性常绿阔叶林木质藤本植物的多样性与空间分布

木质藤本植物是热带、亚热带山地森林重要的组分之一, 在森林动态、生态系统过程和森林生物多样性形成与维持等方面具有重要作用。本文调查了哀牢山中山湿性常绿阔叶林木质藤本植物的多样性及其在垂直和水平空间上的分布规律。在20个20 m × 50 m的样地中共调查到DBH≥0.2 cm的木质藤本植物1,145株, 隶属于19科25属29种, 其中物种最丰富的科为菝葜科(4种)和蔷薇科(3种), 但多度最高的科为葡萄科(363株, 占总株数的31.7%)。研究发现林下木质藤本(通常DBH < 1 cm)拥有较高的物种丰富度和多度, 对木质藤本植物多样性具有较大的贡献。有55.7%的个体分布在林下层, 林冠层占28.8%, 亚冠层只有15.5%。木质藤本的垂直空间分布在不同径级、不同攀援类型之间具有明显的差异。 从水平空间分布来看, 地形是影响木质藤本的一个重要因素: 沟谷木质藤本的物种丰富度、多度和基面积分别是坡面的171%, 420%和606%; 有12个物种只分布在沟谷生境。这表明哀牢山中山湿性常绿阔叶林木质藤本植物对生境具有偏好性。     

亚热带森林系统4种附生蓝藻地衣的分布对生境变化的响应

蓝藻地衣是附生植物类群的重要组成部分, 在森林生态系统的环境监测和养分循环中发挥着重要作用。该研究在云南哀牢山亚热带森林系统的2种原生和6种次生森林群落中, 以粉缘绵毛衣(Leioderma sorediatum)、天蓝猫耳衣(Leptogium azureum)、网肺衣(Lobaria retigera)和双缘牛皮叶(Sticta duplolimbata) 4种常见蓝藻地衣为对象, 共设立120个样地, 调查了它们在3600株树木0-2 m树干上的分布, 探讨其分布特征及与森林类群、宿主种类以及林龄等生境因子的关系。研究发现4种蓝藻地衣在森林群落间的分布模式明显不同。除双缘牛皮叶的盖度和频度在原生苔藓矮林中最高外, 其他3种蓝藻地衣的最高值均出现于次生林如厚皮香(Ternstroemia gymnanthera)林和滇山杨(Populus bonatii)林中; 而哀牢山地区广布的原生木果柯(Lithocarpus xylocarpus)林中, 4种蓝藻地衣极为少见。4种地衣都能生长于10多个树种上, 但明显表现出对厚皮香、滇山杨和硬壳柯(Lithocarpus hancei)等树种的偏好性, 以及对小花山茶(Camellia forrestii)等的排斥性。森林群落的林龄、胸径、最大胸径、林冠开阔度、基面积、树木密度和树种多样性等因子的变化均对4种附生蓝藻地衣的分布产生重要影响, 但在景观尺度上影响程度相对较小, 在不同森林群落内部却有各自的重要作用。其中, 林龄、林冠开阔度和宿主胸径是影响蓝藻地衣分布的最重要的生境因子。     

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。     

云南北部泥石流多发干旱河谷区不同干扰对土壤种子库的影响

 对云南北部的泥石流多发干旱河谷区不同干扰状况下的土壤种子库特征进行子研究。结果表明不同形式的干扰对土壤种子库特征产生不同形式的影响。人工种植合欢(Leucaena glauca)并屏除人和家养动物的影响使土壤种子库的种子密度增大,同时种子组成也由原来的耐旱型为主变为耐荫型为主,马桑(Coriaria sinica)种植并实行年度砍伐降低了种子密度并减少了种子种类,但主成分的性质未发生改变;滑坡与水土流失将很多种子带入其坡积物中,从而降低土壤种子库密度与组成种类;泥石流是破坏地表土壤层和土壤种子库的最主要因素。     

哀牢山湿性常绿阔叶林和次生林木质物残体的组成与碳贮量

研究了哀牢山山地湿性常绿阔叶林和3个主要次生演替类型(栎类萌生林、滇山杨林和旱冬瓜林)木质物残体的组成和碳贮量特征.结果表明:哀牢山徐家坝地区原生森林(常绿阔叶林)木质物残体的碳贮量达36.56t.hm-2,树种组成以腾冲栲、木果石栎和景东石栎等为主,多数是直径≥10cm的大径级、处于中等分解状态的倒木.这主要是由于该区常年潮湿温凉,木质物残体中占优势的壳斗科倒木的材质坚硬,难以分解.3类次生林木质物残体的碳贮量在1.2～5.0t.hm-2,为栎类萌生林>滇山杨林>旱冬瓜林,表现出木质物残体碳贮量随群落演替进程而逐渐增加的趋势.     

云南南涧干热退化山地植被恢复重建及其效益初析

从１９８９～１９９７年,通过对云南南涧干热河谷退化山地生物生态工程治理试验示范研究,筛选出以台湾相思、马占相思、大叶桉、马鹿花、山毛豆、香根草、大翼豆等为主的２０余种适应干热生境和退化山地植被恢复的乔、灌、草植物;并根据不同立地条件营建了多种由这些筛选的物种组合的植物群落,采用内倾式水平带状整地与调控水系统建设相结合的生物治理措施,森林覆盖率从原来的５％增加到６５％,项目投产比为１：２以上,取得了良好的社会、生态和经济效益．