不同植物种子依靠不同的方式实现扩散,啮齿动物对林木种子搬运后在取食点微生境和贮藏方式的选择存在偏好,研究其贮藏行为与微生境的关系是探究幼苗建成的关键.在秦岭中段火地塘林区,采用标签标记法,以锐齿槲栎、华山松和油松种子为材料,探究了小型啮齿动物对松栎混交林建群种种子扩散过程的影响.结果表明:1)油松种子原地取食率显著高于锐齿槲栎和华山松种子,且啮齿动物更倾向于搬运后取食(60％)和埋藏(4.33％)华山松种子,搬运后取食距离也为华山松最大(2.49 m);锐齿槲栎小种子被搬运后埋藏的距离最大(4.92 m).2)除华山松种子外,其他类型种子被搬运后单个取食的比例均在85％以上;油松种子不存在埋藏点,而其他类型种子90％以上均以单个形式被埋藏.3)大部分种子被啮齿动物搬运后选择在裸地丢弃;锐齿槲栎大种子(87.5％)、小种子(78.57％)和华山松种子(53.33％)较大比例被啮齿动物埋藏在灌丛下方,埋藏在裸地的种子较少.4)大部分种子在灌丛下方被取食,仅华山松种子被啮齿动物搬运到洞穴取食;除油松种子被大量原地取食外,其他类型种子被搬运到取食点的种子比例基本呈现由微生境植被复杂到简单(灌丛-草丛-灌丛边缘-裸地)而逐渐减小的趋势.种子的营养价值及取食和搬运过程中啮齿动物付出的成本是影响种子命运的关键性因子,且啮齿动物对种子埋藏和取食地点的微生境存在较明显的选择性.

以2011年建设的山西灵空山4 hm2天然松栎混交林森林动态监测样地为研究平台,以400个10 m× 10 m样方为测量单元,于2016年进行群落特征研究,采用半球面影像法(DHP)分析冠层结构和林下光照特征.结果表明:样地内共有乔木5558株,共计25种,分属于10科15属.冠层开阔度(CO)集中在15.0％ ～ 25.0％,叶面积指数(LAI)集中在1.5～2.5,林下光环境参数集中在10.0％ ～ 30.0％.建群种在样地内的分布对冠层结构和林下光环境影响显著;冠层结构对林下光环境所有参数的影响方向一致,其中采用叶面积指数评价冠层结构动态的效果更佳;冠层开阔度和叶面积指数对林下光环境产生相反的影响,且均对散射光入射率影响程度最大.温性松栎混交林的林冠层整体较为均匀,林下光分布较为集中,林分树种组成与冠层结构对林下光照影响显著.

森林群落中的啮齿动物对林木种子存在着一定的取食偏好性,这种偏好性会使啮齿动物形成不同的捕食和贮藏策略,从而导致林木种子形成不同的扩散格局.以秦岭中段松栎混交林建群种锐齿槲栎、油松、华山松为研究对象,采用塑料标签标记种子方法,研究啮齿动物对种子传播和扩散格局的影响.结果表明:(1)种子特征是影响啮齿动物对其进行扩散的重要因子,油松种子以其质量小、种皮薄等特点吸引啮齿动物大量捕食,其原地取食率达到83.33％,显著高于华山松和锐齿槲栎种子.(2)锐齿槲栎和华山松种子大部分被搬运一定距离后再被取食和埋藏,其中,扩散距离在1 m以内、1-3 m和58 m的锐齿槲栎种子分别占59.12％、18.23％和13.26％,最远扩散距离达12 m处;华山松种子扩散距离主要介于在1-3 m(37.85％)和3-5 m(23.73％),在距离5-8 m(13.56％)、8-10 m(11.86％)和大于10 m(11.30％)区间也有一定的分布,最大扩散距离为12 m.(3)啮齿动物倾向于将锐齿槲栎种子搬运至松林内取食,而将华山松种子搬运至栎林内埋藏,说明不同林分类型及其环境因素对林木种子扩散后的分布格局具有重要影响.(4)3种类型种子被啮齿动物捕食的比例以油松最大(96.90％),锐齿槲栎次之(73.57％),华山松最小(50％);次年调查时,未被捕食的种子大部分已经被取食,仅有极少数锐齿槲栎种子萌发成幼苗(1.67％).啮齿动物的捕食和贮藏行为对林木种子扩散及其成功更新都至关重要.

为了解森林群落结构特征与物种多样性之间的相关关系,以黄土高原桥山林区典型麻栎纯林、麻栎阔叶混交林和麻栎油松混交林为研究对象,调查分析了群落结构特征,计算物种重要值及物种多样性,并进行了冗余分析,结果表明:(1)麻栎油松混交林主要以乔木层胸径、树高、枝下高等最高;麻栎阔叶混交林以灌木层盖度、地径、冠幅、高度等最高;麻栎纯林以草本地径、草本盖度及草本冠幅最高.(2)3种类型林分乔木层重要值最高的均为麻栎(Quercus acutissima),灌木层为狼牙刺(Sophora viciifolia)、南蛇藤(Celastrus orbiculatus)、胡枝子(Lespedeza bicolor),草本层为苔草(Carex tristachya).(3)麻栎油松混交林乔、灌层物种多样性较高,麻栎阔叶混交林以草本层物种多样性最高.(4)不同类型麻栎林群落结构特征与物种多样性关系有差异.松栎混交林中,对物种多样性影响最大的为乔木胸径、新稍长及灌木高度;麻栎阔叶混交林对物种多样性影响最大的为灌木层高度及冠幅;麻栎纯林中,对物种多样性影响最大的为乔木胸径.(5)麻栎油松混交林、麻栎阔叶混交林的胸径、树高、物种多样较麻栎纯林高,具有较高木材生产能力和生态防护功能,是未来森林经营培育的方向.

根据滇中阳宗海78 cm沉积岩芯的花粉/炭屑分析,重建了阳宗海流域过去1200年的植被演替、气候变化和森林火灾史.岩芯年代框架的建立基于底部一个植物残体的AMS 14C测年和上部的210Pb测年.结果 表明:1)阳宗海流域过去1200年的植被变化经历了4个阶段:暖干期(780-1630 AD)的植被以松栎混交林为主,草本植物少;凉湿期(1630-1860 AD)的植被仍以松栎混交林为主,但比重有所减少并存在明显波动,草本植物显著增加;冷干期(1860-1950 AD)和随后的暖干期(1950 AD之后)受人类活动干扰强烈,人类活动可能已成为影响植被的主导性因素.2)1200年以来,阳宗海流域气候变化存在明显的暖期(780-1630 AD)和冷期(1630-1950 AD),分别对应了中世纪暖期和小冰期,且水热条件配置呈现暖干-冷湿的模式,与滇西天才湖、洱海和青藏高原东部等邻近区域较为同步.整个暖期气温波动不大,仅在最暖的12世纪中期到15世纪中期温度表现出较大的波动,小冰期存在两个气候波动阶段,分别是1630-1860 AD凉湿期和1860-1950 AD的冷干期.阳宗海流域气候变化的主导因素是太阳辐射强度,区域和全球性的海气耦合机制也是重要因素之一.3)1200年以来,阳宗海流域火灾频次呈现逐渐增高的趋势,与人口增长和人类活动不断增强呈现一致趋势,表明人类活动逐渐成为环境变化的重要驱动力之一.

近自然植物群落对促进城市绿地群落稳定、激活生态系统内部调控机制、丰富生物多样性等具有重要作用.采用数量分类与环境排序的生态学方法,对北京鹫峰低海拔森林植物群落特征与环境影响要素进行研究,提出适于北京地区的近自然植物群落模式.结果 表明:TWINSPAN将10块样地划分为4个植物群丛;样地和主要植物排序与TWINSPAN分类结果一致,以油松、槲树、栓皮栎为优势种的松栎混交林空间分布与海拔和土壤环境因子显著相关,其中土壤环境因子包括pH值、有机质含量、非毛管孔隙度;自然山体土壤与城市绿地土壤在pH值和有机质含量方面存在差异;遵循适生性、科学性与艺术性基本原则,构建形成5个近自然植物群落基本模式.

全球变化会引起凋落物质量和数量的变化以及氮沉降增加,从而影响土壤养分循环.土壤生态酶化学计量可以揭示微生物生长和代谢过程的养分限制,但目前温带混交林土壤生态酶化学计量对凋落物输入和氮添加同时改变的响应还不清楚.通过凋落物处理和氮添加实验设计,探讨温带松栎混交林生态酶化学计量的响应以及影响生态酶化学计量的主要因子.结果表明:(1)凋落物处理和氮添加无显著交互作用,土壤生态酶化学计量在氮添加处理下差异不显著,在凋落物处理下差异显著,表现为叶凋落物加倍(L)和混合凋落物加倍(LB)处理高于枝果凋落物加倍(B)和去除凋落物处理(N).不同凋落物和氮添加处理下,土壤生态酶化学计量均未明显偏离1∶1∶1的关系.(2)土壤微生物碳利用效率(CUEC∶N和CUEC∶P)表现为叶凋落物加倍和混合凋落物加倍处理低于枝果凋落物加倍和去除凋落物处理,在氮添加处理下差异不显著.土壤微生物氮利用效率(NUEN,C)和微生物磷利用效率(PUEP∶C)在不同凋落物和氮添加处理下差异均不显著.TERC∶N在不同凋落物和氮添加处理下差异均不显著,TERC∶P表现为叶凋落物加倍和混合凋落物加倍处理高于枝果凋落物加倍和去除凋落物处理.(3)RDA分析表明土壤pH是影响土壤胞外酶活性和生态酶化学计量的主要因子.研究表明:凋落物的质和量对松栎混交林土壤生态酶化学计量的影响较氮添加显著,可能氮添加对森林土壤微生物的作用机制并非一个瞬间或简单的过程.凋落物的质和量会改变土壤养分状况,而微生物会通过调节生态酶化学计量和养分利用效率对养分变异做出响应,叶凋落物的输入相对缓解了P的限制.凋落物处理和氮添加下土壤的非生物因子比生物因子更能影响土壤胞外酶活性和生态酶化学计量.研究可为土壤微生物对全球变化的响应提供理论依据.

为探究八仙山保护区不同类型森林群落的更新潜力、多样性程度以及稳定性水平,阐明三者间的关系,该文以保护区内油松林、蒙古栎林和油松-栓皮栎混交林(松栎混交林)3种不同类型天然次生林为对象,调查建群种径级结构和更新潜力,计算不同层次群落多样性,测定M.Godron稳定性,并采用主成分法建立评价模型.结果表明:(1)油松种群径级结构近似正态分布,处于成熟期,但幼苗较少;栓皮栎、蒙古栎以及阔叶杂木的幼苗、幼树较多,更新潜力较大.(2)松栎混交林的乔木层多样性较高,而灌木层多样性最低,油松林的草本层多样性最低;松栎混交林群落总体物种丰富度最低而均匀度最高.(3)M.Godron稳定性表明,蒙古栎林距离稳定点较近,而油松林偏离较远.(4)PCA双序图表明,M.Godron稳定性与种群更新潜力、Alatalo均匀度呈较强正相关,综合排序依次为松栎混交林、蒙古栎林和油松林.综上结果表明,建群种更新潜力和物种均匀度对群落稳定性影响较大,林地管理应注重对幼苗幼树的保护.

以北京地区油松(Pinus tabuliformis)人工林不同演替类型林分为研究对象,研究油松纯林、油松-栓皮栎(Quercus variabilis)混交林和栓皮栎纯林三种不同演替类型林分的空间结构、林下植被和土壤水分的变化规律及其相互作用关系.结果表明:(1)林分水平及垂直空间结构、草本层物种多样性、更新幼树生长、土壤持水和透气性能等指标在三种不同演替类型林分间差异显著(P<0.05),林分空间结构参数中的角尺度、林层指数和开敞度显著影响了各类型林分的灌草多样性,混交度、林层指数和大小比数显著影响了更新幼树的生长,混交度和林层指数显著影响了土壤水分的变化(P<0.05).(2)松栎混交林灌草生物量、天然更新幼树的生长以及土壤水分物理状况均好于纯林,并主要受林分混交度和林层指数的共同作用.(3)各演替类型林分内均存在栓皮栎更新幼树,混交林栓皮栎更新幼树数量最多、长势最好,对林地资源的竞争最为激烈.因此,可以通过调整林分空间结构实现种间关系及林地资源的调控,以充分发挥森林生态系统的各项功能与价值.

亚热带天然林通常呈混交、复层和异龄的特征,也有少数林分在垂直方向上呈分层现象,但有关分层林分各层次上的多样性特征研究很少.分析垂直层次上的物种和结构多样性特征,有助于认知分层形成的原因及其在维系物种共存中的作用.本文采用11个传统的物种多样性指标和3个结构多样性指标分析中国西南地区南盘江流域松栎混交林的分层多样性.结果表明:(1)下木层的物种丰富度(R)、Shannon指数(H)、Simpson(D)、Brillouin指数(HB)和Fisher's alpha多样性指数(α)均明显高于上木层(P＜0.01).整体上,下木层的多度(N)和4个均匀度指数[Heip(Eh)、Pielou(EH)、Alatalo(Ea)、Sheldon(Es)]亦大于上木层.层间物种Jaccard相似性为0.29～0.52;(2)在下木层和上木层中,各有56.4％～60.1％、56.7％～58.9％的树木个体处于随机分布状态(W=0.50),19.1％～23.9％、17.3％～21％处于聚集分布状态(W=0.75,1.00),19.6％～20.8％、21.5％～26.0％处于均匀分布状态(W=0.00,0.25);(3)下木层的平均混交度(M=0.50～0.72)大于上木层(M=0.31～0.61).每块样地下木层混交度随混交等级增加而增加,以强度和极强度混交状态(M=0.75,1.00)为主(44.4％～64.4％).上木层整体则以低度混交(M=0.00,0.25)为主(22.6％～64.5％);(4)各上下层的大小比数均值约为0.5,每个大小比数等级轴上的频率值接近20％.这些结果暗示,垂直分层决定了林分及各层次上的多样性特征,可能是物种共存和物理结构维持的重要机制,应在生物多样性保护和森林经营中予以重视.