为探究猫儿山不同森林类型林下植物叶片与土壤化学计量特征,揭示其林下植物适应策略.该文对猫儿山针阔混交林(ZK)、常绿阔叶次生林(CLC)和常绿阔叶林(CL)林下草本层和灌木层主要植物叶片与土壤的化学元素含量进行测定,分析其化学计量特征及其相互之间的内在联系.结果表明:(1)从总体上看,草本层和灌木层植物叶片的C、N含量差异不显著,草本层植物叶片P、K含量极显著高于灌木层,N:P显著低于灌木层;草本层植物更易受N限制,灌木层植物更易受P限制且其N和P利用效率更高;不同森林类型之间的灌木层植物叶片化学计量差异不显著,草本层植物叶片N含量、C∶N和C∶P差异显著,针阔混交林草本层植物的养分利用效率较高.(2)3种森林类型的土壤C、N含量显示,CL＞CLC＞ZK且彼此之间差异极显著,针阔混交林土壤的P含量最高而C∶P、N∶P最低.(3)针阔混交林的土壤显著影响林下植物部分叶片化学计量,另外2种森林类型的土壤影响不显著.综上认为,猫儿山不同森林类型的土壤化学计量存在显著或极显著差异,林下不同层次的植物对营养元素的需求以及环境适应策略不同;针阔混交林土壤对林下植物叶片化学计量影响较强,由于有机质分解效率较低导致土壤受N限制,因此应加强针阔混交林的N素管理.该研究结果为森林管理提供了数据支持.

海拔影响生物多样性分异,为探究寒温带山岭地区海拔对林下植物多样性分布影响,选择内蒙古大兴安岭东部地区,采用样地调研法,设置E1(200-350 m),E2(350-500 m),E3(500-650 m),E4(650-800 m),E5(800-950 m),E6(950-1100 m)6 个不同海拔梯度,调研 165 个林地样点以了解不同海拔森林群落物种组成,研究林下植物生物多样性海拔差异性、地形因素、乔木层优势物种与林下植物生物多样性的相关性.研究得出:(1)调研区林下植物共 277 种隶属于 53 科 135 属,灌木 32 种、草本 245 种;(2)森林乔灌群落随海拔依次为蒙古栎-黑桦-榛-胡枝子群落(E1—E2)、落叶松-白桦-榛-胡枝子群落(E3)、落叶松-白桦-欧亚绣线菊-绣线菊群落(E4)、落叶松-白桦-兴安杜鹃-越橘群落(E5)、落叶松-白桦-越橘-偃松群落(E6);(3)林下植物群落生物多样性随海拔上升呈现明显的单峰格局.生物多样性草本层＞灌木层,灌木层随海拔升高呈上升趋势,草本层呈先下降后升高再下降的波动下降趋势;(4)草本层物种替换速率远高于灌木层,E3—E4 与E2—E3 梯度内灌木层与草本层物种替换速率分别达到峰值;灌木层与草本层相邻海拔梯度间相似度指数均呈先下降后升高再下降的波动形式;(5)地理因素及优势乔木种不同能够显著影响林下植物α多样性,灌木层α多样性与海拔、纬度呈正相关,与经度、坡度呈负相关.草本层与海拔呈负相关,与纬度、坡向呈正相关,海拔对草本层α多样性影响高于灌木层.郁闭度与灌木层α多样性呈正相关,与草本层α多样性呈负相关;落叶松增多可提升灌木层生物多样性,黑桦会降低灌木层物种丰富度,而山杨会降低草本层物种分布的均匀度.研究结果为保护与利用内蒙古大兴安岭林下植物,丰富寒温带山岭地区林下植物多样性海拔分布理论提供科学依据.

[目的]探究乔木树种组成及林分因子对不同路域人工林群落物种多样性的影响,为成都路域人工林营造与管理提供参考.[方法]采用典型样地法对成都绕城高速路域现种植的5种不同树种组成人工林群落(Ⅰ,加杨纯林;Ⅱ,樟树、加杨混交林;Ⅲ,樟树纯林;Ⅳ,樟树、巨桉混交林;Ⅴ,巨桉纯林)的林分因子及林下植被物种多样性进行全面调查.[结果](1)研究区共记录林下植物190种,隶属于71科131属.林下记录到植物科属种数量均为草本层多于灌木层,其中樟树纯林记录到的林下物种数最多.(2)构树(Broussonetia papyrifera)和藻草(Humu-lus scandens)重要值占比大,分别占据不同人工林群落灌木层与草本层的优势地位.(3)樟树纯林的灌木物种丰富度指数(D)显著高于其他群落(P＜0.05);草本层的Shannon-Wiener指数(H)、Simpson指数(H')和D指数大小变化趋势一致,表现为群落m＞Ⅳ＞Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅴ,其中樟树纯林的H指数显著高于樟树、巨桉混交林外其他群落(P＜0.05).(4)乔木层平均冠幅与灌木层的D指数和H指数、草本层的H指数、H'指数、D指数、Pielou均匀度指数(Jsw)均呈显著正相关(P＜0.01),与灌木层的H'指数和Jsw指数均呈显著负相关(P＜0.01);乔木层平均枝下高与灌木层的H指数、H'指数、D指数、Jsw指数均呈显著正相关(P＜0.01).[结论]乔木层的树种组成、平均枝下高和平均冠幅显著影响路域人工林群落的物种多样性,因此,选择合适树种并定期修枝管理,有利于路域人工林乔灌草群落结构的形成和林下植被物种多样性维持.

明确色季拉高山树线交错带的小气候特征,为深入开展高山树线维持机制研究提供基础数据.基于2018-2020年色季拉山树线交错带(急尖长苞冷杉树线交错带和方枝柏树线交错带)自动气象站及不同生境空气-土壤温湿度的连续观测,分析了两种树线交错带的总体小气候特征及3个生境(林下、灌木、林隙)温度、水分条件的变化特征.结果表明:两种树线交错带最热月均温8.71～9.32 ℃,最冷月均温-7.23～-9.08℃,年均温0.55～0.88℃,气温年较差15.95～18.40℃,年生物温度2.79～3.33℃,温暖指数与寒冷指数分别为9.15～12.94℃·月-1、-60.22～-64.98℃·月-1,以空气温度定义的生长季均温和生长季长度分别为7.45～8.31 ℃、106～136d,以10 cm 土壤温度定义的生长季均温和生长季长度则分别为6.06～7.01℃、120～141 d;两种树线交错带不同生境的地上温度和水分条件均较为相似,而地下层面温度和水分条件最优的均是林隙,但其土壤温度日振幅大,同时林下的土壤温度均小于其他生境,出现了"凉脚"效应;以土壤温度定义的生长季要比以空气温度定义的滞后约1个月,林隙的空气均温、土壤均温、土壤含水量较大,林隙与灌木的冻害事件频率多、强度大、持续时间长.色季拉山树线交错带内不同生境的小气候特征的差异主要表现在土壤温度、生长季温度以及生长季内冻害事件的发生.

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.

为探讨人居环境周边存留碎片化森林林下物种空间格局,本研究以广东雷州半岛风水林灌木层中重要值位列前三的粗糠柴、皂帽花、九节为对象,运用点格局分析方法分析这3个优势植物种群的空间分布格局和种内关联性.结果表明:粗糠柴、九节、皂帽花种群在0～25m的空间尺度内主要表现为聚集分布,以幼树最为显著,随着龄级的增长,聚集程度逐渐减弱.影响3种植物分布格局的主要因素有生境异质性、负密度制约和扩散限制.各龄级间多呈现为正关联关系,尤在幼树与中龄树、幼树与成年树之间作用更为明显.因此,在雷州半岛的生态修复过程中,0～25 m的空间尺度内粗糠柴、九节、皂帽花在小范围内应聚集栽培,聚集程度视植物形态而定,大范围内则应分散栽培.

随着四川省林权制度的改革,高速路域人工林经营模式变得多样化.本文探讨了不同营林措施(UP:林下种植;PT:翻耕;MO:割除灌草;AC:弃耕;CK:对照)对路域杨树人工林的影响,为其科学经营管理提供理论参考.于2020年7月中旬,采用典型样地法选取样地,对样地内乔木进行每株检尺,并记录林下物种组成,计算α多样性;采集土样并测定土壤含水率、土壤容重、全钾、速效钾、全氮、全磷、速效磷、有机质、土壤pH.结果表明:UP、MO、AC处理均显著减少了灌木层的物种多样性,PT处理提高了草本层物种多样性.不同营林措施下,土壤容重、全钾、全磷的差异性不显著,UP、PT、MO与AC处理均显著减少了速效磷、全氮与速效钾含量;UP与MO处理显著提高了土壤pH值;UP、PT、MO处理显著降低了土壤含水率;MO处理显著减少了土壤有机质含量;速效磷、土壤含水率、土壤pH、全氮、速效钾显著影响草本层多样性;速效磷、速效钾、全氮显著影响灌木层多样性.不同营林措施对路域杨树人工林影响效果有显著差异;除CK外,所有营林措施均显著降低土壤速效磷、全氮、速效钾含量;路域杨树人工林林下物种多样性的变化大部分可由土壤速效磷、全氮、速效钾的变化来解释.

以江西省官山林场的杉木人工林为研究对象,探究不同间伐强度(0％、20％、40％)物种多样性、地上生物量、林分光环境和土壤理化性质及其之间的相关性.结果表明:(1)林下物种数量随间伐强度的增加而增加,林下灌木层优势种不断变化,而草本层一直不变.(2)林下植物各多样性指数均随间伐强度的增大而增大,除Margalef指数外,其余各指数均在间伐40％与未间伐间呈显著差异.(3)灌木层地上生物量占总生物量的主体,且随间伐强度的增大而增大,不同间伐强度间差异显著,而草本层却呈相反趋势.(4)叶面积指数随间伐强度的增加而下降,冠层开度、林下直射光、散射光、总光照随之上升,但仅在间伐40％后显著.(5)土壤全氮含量间伐后显著上升,但土壤磷、钾、有机质含量均显著下降(6)灌木层多样性指数与灌木层地上生物量、土壤全氮呈显著正相关,与草本层地上生物量、速效磷、全钾含量呈显著负相关.草本层多样性指数与冠层开度、林下直射光、林下散射光、林下总光照呈显著正相关,与草本层地上生物量、叶面积指数呈显著负相关.总之,林下植物地上生物量、土壤化学性质是影响灌木层多样性指数变化的主要控制因子,林分光环境是影响草本层的主要控制因子.就本研究3种间伐强度而言,该地杉木人工林的最适宜间伐强度为40％.

植物在生活史的不同阶段,影响其生长发育的主导环境因素也不同.植物幼年时期,林下微生境对其生长发育的影响更为显著.本研究以北京百花山国家级自然保护区内人工栽植的黄檗幼树为对象,测量了黄檗幼树个体周围的生物因素(同种和异种灌木和草本植物的邻体数量、成年木数量、成年木邻体指数)和非生物因素(叶面积指数、土壤养分、微地形指标),使用线性混合模型分析了环境因素对黄檗幼树生长发育的影响.结果表明:林下生物和非生物因素对黄檗幼树的生长均有一定的影响,但各环境因子对黄檗幼树生长的影响程度存在差异.成年木邻体效应对黄檗幼树生长的抑制作用最显著,贡献度占比为34.1％～47.7％;叶面积指数的影响次之,也呈负相关关系,贡献度占比为18.1％～25.3％;土壤全氮、有效钾和有机碳对黄檗幼树冠幅伸展起促进作用,贡献度占比为21.1％;微地形因子中,地形湿度指数对黄檗幼树生长有积极作用,解释占比为19.5％,坡度对黄檗幼树生长具有负面作用,但影响较弱,解释占比为11.5％.黄檗幼树周围的灌木、草本以及同种幼树对黄檗幼树生长没有明显的竞争作用.建议在黄檗迁地保护时,选择微地形平整、土壤湿润肥沃、富含氮钾元素并具有一定冠层遮蔽的落叶阔叶林区域.

林下植物多样性的海拔分异格局及其与土壤因子的关系是森林生态系统多样性研究的重要方面.以砂岩峰林区张家界国家森林公园为对象,研究了不同海拔(400～600、600～800、800～1000、1000～1220 m)林下植物多样性与土壤因子性质以及二者间的关系.结果表明:(1)不同海拔灌草层重要值最高的物种不同,1000～1220 m海拔林下植物组成最丰富,400～600 m海拔最贫乏;(2)不同海拔灌草层的多样性指数H、丰富度指数D具有显著差异(P＜0.05),而优势度指数H'、均匀度指数 无显著差异(P＞0.05);(3)不同海拔土壤全磷、全镁和全钙具有显著差异(P＜0.05),土壤pH值、全钾、氮磷比、全氮、碳磷比、全碳和碳氮比差异均不显著(P＞0.05);(4)海拔和土壤含碳量是影响草本多样性分异特征的主要环境因子,而灌木多样性受环境因子影响不明显.研究表明,林下植物多样性与环境因子存在一定的相关性,为砂岩峰林区物种多样性的研究提供了新的思考.