凋落物层作为森林土壤的"皮肤",具有涵养水源、保持水土的功能.本研究以亚热带地区枫香、米老排、苦槠、红锥、杉木、马尾松、福建柏、南方红豆杉8个树种的纯林及其不同组合的混交林为研究对象,分析树种丰富度、功能多样性和群落加权平均性状与凋落物现存量、最大持水率、有效拦蓄量的关系.结果表明:各树种组合中,未分解层最大持水率、现存量和有效拦蓄量的范围分别为0～419％、0～0.58 t·hm-2、0～1.66 t·hm-2;半分解层最大持水率、现存量和有效拦蓄量的范围分别为0～375％、0～6.14 t·hm-2、0～16.03 t·hm-2.树种丰富度和群落加权平均比叶面积对凋落物现存量和有效拦蓄量具有显著的正效应,群落加权平均叶氮含量对凋落物现存量具有显著的负效应.最大持水率随着比叶面积的多样性和群落加权平均比叶面积的增加而增加,随着群落加权平均叶片厚度的增加而降低.结构方程模型表明,树种丰富度通过增加比叶面积的多样性提高凋落物层持水能力;群落加权平均比叶面积通过增加凋落物现存量和最大持水率提高凋落层持水能力.在亚热带地区人工林的经营中,可以选择群落水平上具有较高比叶面积的混交林来提高凋落物层的持水能力.

为明确喀斯特森林植物叶片功能性状对土壤特性的响应,采用样地与样线相结合的方法调查茂兰喀斯特森林的木本植物群落,计算不同地形木本植物叶片加权平均性状值,运用单因素方差分析和冗余分析不同地形植物叶片功能性状的差异及其与土壤特性的关系.结果表明,在生长型(常绿、落叶)和群落水平上,植物叶片功能性状在不同地形间存在显著差异(P＜0.05),其中叶面积最为敏感,对生境的响应明显,常绿植物的叶厚度大于落叶植物,比叶面积则相反,而叶绿素含量差异不显著(P＞0.05).不同地形间土壤特性差异显著(P＜0.05),漏斗地形土壤的田间持水量、毛管孔隙度、全氮含量、全磷含量及有机质含量较高,土壤肥力最佳,槽谷和阴坡次之,而阳坡地段土壤相对贫瘠.不同地形植物叶片功能性状与土壤特性间具有相关性,但不同地形土壤特性对叶片功能性状变异的解释率不同,影响植物叶片功能性状的主要土壤特性为有机质含量、全氮含量、全磷含量、田间持水量和土壤容重.茂兰喀斯特森林不同地形植物叶片功能性状和土壤特性的差异较大,随着土壤特性的改变,叶片功能性状的响应特征不同,这有利于林区物种共存及生物多样性维持.

以国家重点保护植物珙桐(Davidia involucrata Baillon)为研究对象,对其分布区内18个种群的17项叶片功能性状进行测量,探究叶功能性状的地理格局与对异质环境的适应机制.结果显示,在局域尺度上,珙桐叶片功能性状变异系数介于1.48%～24.81%,其中,叶碳磷比变异程度最大,叶有机质含量变异最小.随着经度或纬度的增加,珙桐叶片叶锯齿数、叶面积、叶厚度显著降低.随着海拔的增加,珙桐叶片叶磷含量、叶面积、叶厚度、叶干物质含量显著增加,珙桐叶片形状变得更宽且更近于圆形.叶片边缘锯齿增强了珙桐叶片对于寒冷的适应性.环境因子解释了 79.90%的珙桐叶片性状变异,该变异主要由地理变量与气候因子驱动,同时受到土壤因子的影响.年降水和土壤氮元素是叶片性状变异的最强解释因子,随着降水增加或者土壤氮元素减少,叶片变得小且薄.研究结果说明,珙桐叶片功能性状在物种分布区尺度上呈现出明显的地理格局,其中降水、土壤氮元素含量在地理格局的形成中发挥了重要的作用.

母岩对景观演化和生物定植起着决定性作用,但母岩对区植物多样性是否产生影响是地学、植物学和生态学共同关注的热点.以桂北冠岩、恭城两个典型岩溶区 3 种母岩(灰岩、碎屑岩、灰岩夹白云岩)天然次生林为研究对象,基于野外调查数据,分析了岩溶区植物alpha和beta多样性特征及影响因素.结果显示:(1)研究区内物种相对丰富,共记录乔木86 种、灌木93 种、草本 56 种,灰岩植物alpha多样性最高,碎屑岩次之,灰岩夹白云岩最低;(2)不同母岩和同一母岩区的植物群落相异性均较高,物种周转组分对beta多样性贡献(82.86%—84.49%)显著高于物种丰富度组分(15.51%—17.14%);(3)Pearson和Mantel分析表明,母岩、基岩裸露率和土壤厚度与桂北岩溶区植物alpha和beta多样性显著相关(P＜0.05).综上所述,桂北岩溶森林林分异质性较高,碳酸岩混合沉积区植物多样性显著低于纯灰岩和碎屑岩.植物组成差异主要取决于物种周转过程,母岩、基岩裸露和土壤厚度是主要影响因素.本研究从母岩的角度评估了岩溶森林的植物多样性特征及主要影响因素,为桂北乃至中国西南岩溶地区植被保护和重建提供科学依据和理论支持.

为深入了解岩溶石山森林植被物种多样性和功能多样性及其与环境因子的关系,该研究通过群落学调查、功能性状和环境因子的测定,结合方差分析、多重比较和冗余分析等统计方法,对桂林岩溶石山落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林和常绿阔叶林的物种多样性和功能多样性进行对比分析,探究环境因子对不同植被类型物种多样性与功能多样性的影响机制.结果表明:(1)常绿阔叶林的Patrick丰富度指数显著高于落叶阔叶林和常绿落叶阔叶混交林;Pielou均匀度指数在常绿落叶阔叶混交林最高,落叶阔叶林次之,常绿阔叶林最低.(2)常绿阔叶林的功能丰富度指数显著高于常绿落叶阔叶混交林和落叶阔叶林;功能均匀度指数在常绿落叶阔叶混交林中最高,落叶阔叶林次之,常绿阔叶林最低.(3)冗余分析结合蒙特卡洛随机置换检验结果显示,落叶阔叶林物种多样性主要受林冠开阔度和土壤水溶钙影响;功能多样性则受到土壤水溶钙和岩石裸露率的影响;岩石裸露率和土壤厚度是影响常绿落叶阔叶混交林物种多样性和功能多样性的主要制约因子.此外,物种多样性还受到土壤速效氮的显著影响;常绿阔叶林物种多样性和功能多样性主要受岩石裸露率、土壤含水量和土壤厚度的显著影响.该研究结果揭示了不同森林植被物种多样性和功能多样性对非生物环境变化的响应,拓展了对岩溶石山物种多样性和功能多样性的认识,为岩溶石山生物多样性保护提供了进一步的参考依据.

森林土壤碳库是森林生态系统碳库的重要组成部分,对于调节陆地生态系统碳循环和大气CO2浓度变化起着非常重要的作用.以往的研究主要探究了各种因素(如地形、植被、土壤理化性质等)与森林土壤碳之间的单因子或多因子关系.然而,对于多因子中的关键因子识别及其相互作用机制尚不清楚.本研究利用陕西省商洛市丹凤县50块油松(Pinus tabuliformis)飞播林标准地调查数据,采用结构方程模型探究土壤有机碳密度的影响因素.选取了林分结构、物种多样性、生物量、土壤理化性质等方面的23个指标作为观测指标,形成乔木特征,林下灌、草及凋落物特征,其他土壤理化性质和土壤有机碳密度4个潜变量,构建偏最小二乘法的结构方程模型.结果表明:(1)最终的结构方程模型筛选出12个观测变量,其他土壤理化性质中筛选出3个观测变量,分别为土壤全氮、土壤全磷、土壤含水量;林下灌、草及凋落物特征潜变量中筛选出5个观测变量,分别为灌木Simpson指数、草本Simpson指数、草本Margalef指数、草本生物量、凋落物层厚度;乔木特征潜变量中筛选出3个观测变量,分别为乔木Simpson指数、林分大小比数、乔木物种数.(2)其他土壤理化性质是土壤有机碳密度的直接影响因素(路径系数为0.877,P＜0.01),林下灌、草及凋落物特征与乔木特征是土壤有机碳密度的间接影响因素(路径系数分别为0.552和-0.299,均P＜0.01).(3)林下灌、草及凋落物特征通过直接影响其他土壤理化性质(路径系数为0.630,P＜0.01)进而影响土壤有机碳密度,乔木特征通过直接影响林下灌、草及凋落物特征(路径系数为-0.541,P＜0.01)进而影响土壤有机碳密度.本研究为揭示不同驱动因素之间的关系提供了新的见解,对于理解飞播林土壤有机碳调节有重要意义.

不孕症是当今女性生殖系统中病因较为复杂的疾病之一,属于全球性的生殖健康难题[1],其中子宫内膜容受性低下所致的不孕症已成为近年来的研究热点.相关研究表明,子宫内膜容受性低下与胚胎种植失败密切相关[2].子宫内膜容受性是指在特定时间内子宫内膜允许胚胎定位、黏附、侵入并得以着床的能力[3],目前超声影像学可以通过子宫内膜厚度、血流以及容积评估子宫内膜容受性,其中子宫内膜厚度是临床上评估子宫内膜容受性最常规的指标和方法[4].

喀斯特地区岩石裸露、土壤浅薄、持水能力差.对比分析喀斯特和非喀斯特森林树种叶性状有利于了解叶片对喀斯特生境的生理生态适应.前期比较研究集中在叶经济学性状,对叶水力学(抗旱)和机械抗性(防御)性状关注较少.该研究测定热带-亚热带地区典型喀斯特和非喀斯特森林共101种乔木的叶形态解剖、机械抗性和水力学性状,比较两个植物类群叶性状以及性状网络的差异.结果发现:(1)与非喀斯特森林乔木相比,喀斯特森林乔木叶撕裂力(Ft)较大、最大导水率(Kleaf max)较高,膨压丧失点(Ψtlp)和气孔安全边界均较低.(2)喀斯特森林乔木叶性状网络的平均路径长度和直径较短,边缘密度较大,表明叶性状之间的关联程度更高.(3)喀斯特森林乔木叶性状网络的关键性状为比叶质量(LMA)和机械抗性,而非喀斯特森林则为叶厚度(LT)和叶密度.喀斯特森林乔木LMA与Ψtlp负相关,与Ft正相关,即增加叶构建成本可同时提高机械抗性和耐失水能力;非喀斯特森林乔木无此相关关系.(4)喀斯特森林乔木Kleaf_max与叶抗栓塞能力(耐旱性)之间权衡,它们与叶形态解剖和机械抗性均不相关;非喀斯特森林乔木无水力学权衡关系,Kleaf_max与LT和叶密度显著相关.该研究进一步揭示了与非喀斯特森林相比,喀斯特森林乔木倾向于采取异水策略,且叶性状之间密切协同.

为探究黄海北部大鹿岛鹅耳枥群落特征及其与土壤环境因子的关系,以大鹿岛9个鹅耳枥群落的样地调查数据为数据源,采用植物区系成分、物种重要值、物种多样性和径级结构等指标表征群落特征,运用双向指示种分类法(TWINSPAN)和冗余分析方法(RDA)分析其土壤环境影响因子.结果表明:(1)大鹿岛鹅耳枥群落维管植物共计110种,隶属46科84属,包括种子植物44科82属107种和蕨类植物2科2属3种.种子植物区系成分大部分具有温带分布性质.群落乔木层、灌木层和草本层的优势种分别为鹅耳枥(Carpinus turczaninowii)、山花椒(Zanthoxylum schinifolium)和矮丛薹草(Carex callitrichos var.nana),重要值分别为52.84％、34.49％和21.54％.群落乔木层的物种较少,而灌、草层植物种较为丰富,群落尚未达到演替的顶极阶段.鹅耳枥种群径级结构反映出该群落由增长型种群构成.(2)聚类分析将鹅耳枥群落划分为4类群丛,排序分析结果在验证前述聚类分析结果合理性的同时,进一步佐证土层厚度、土壤全磷含量和pH值是影响鹅耳枥群落物种分布的主要土壤环境因子.

以大兴安岭地区典型灌木为研究对象,测定兴安杜鹃(Rhododendron dauricum)、杜香(Ledum palus-tre)、越橘(Vaccinium vitis-idaea)和绣线菊(Spiraea salicifolia)4种灌木的叶厚度、叶组织密度、比叶面积、叶干物质含量、叶碳含量、叶氮含量、叶磷含量、叶碳氮比、叶氮磷比共9个叶片功能性状,探究不同灌木叶片功能性状特征及其与环境因子间的关系,揭示灌木的生态适应策略.结果表明:4种灌木的叶片功能性状差异均达显著水平(P＜0.05);相对而言,杜香和越橘的叶厚度较大(分别为0.279、0.305 mm),比叶面积较小(220.95、211.90 cm2·g-1),叶干物质含量较高(0.463、0.384 g·g-1),说明它们对资源的利用率高,对环境的适应能力强;而兴安杜鹃和绣线菊主要通过减小叶片厚度、增大比叶面积来维持叶片合成有机物质的能力;4种灌木的比叶面积均与叶厚度、叶组织密度呈显著负相关;兴安杜鹃、杜香、绣线菊的比叶面积还与叶干物质含量呈显著负相关;兴安杜鹃、越橘的叶片功能性状主要受地形因子影响,而杜香、绣线菊主要受土壤因子的影响.海拔对兴安杜鹃和越橘的叶片功能性状解释率高达26.5％,土壤含水率是影响杜香叶片功能性状的关键因子(解释率为14.3％),而土壤容重和土壤全氮对绣线菊叶片功能性状的解释率均为15.6％.综上,大兴安岭地区典型灌木叶片功能性状差异显著,但均可以通过形成一定的性状组合以及与环境因子间的相互作用以较好地适应环境.