物种丰富度对生态系统的稳定和健康有着重要意义,菌根类型是影响生态过程的一个重要因素,目前缺乏对菌根类型影响林下草本植物物种丰富度及其对环境变化响应的认识.本研究基于美国1604个丛枝菌根(AM)森林、4654个外生菌根(ECM)森林和5568个AM+ECM型森林的草本植物群落物种丰富度和环境因素数据,探讨菌根类型对物种丰富度及其对环境变化响应的影响.结果表明:不同菌根类型森林的草本植物群落物种丰富度间有显著差异,含有AM优势植物越多的森林的草本植物丰富度越高,这一结果为菌根介导假说提供了有力的证据.环境因子(纬度、温度、降水、氮沉降及土壤性状)对森林草本植物群落物种丰富度的影响也随菌根类型的不同而有着较大差异.在AM型、ECM型和AM+ECM型森林植被中,林下草本植物群落的物种丰富度分别受氮沉降、温度和土壤pH的影响最大,这些因素的相对重要性高达42.3％、41.1％和48.7％.森林优势植物的菌根类型在调节林下草本植物群落物种丰富度方面有着重要作用,且影响着群落物种丰富度对环境变化的响应.

研究了四川米仓山自然保护区的水青冈(Fagus)天然林林下野扇花(Sarcococca ruscifolia)和箭竹(Far-gesia spathacea)群落不同土壤(h)深度(0

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.

为研究木本植物自然恢复过程中生态系统碳密度对群落结构变化的响应机制,选取百山祖国家公园高、中、低3种杉木萌条保留密度(1154、847和465株·hm-2)下自然恢复初期林分为研究对象,分析生态系统碳密度及其组分与树种多样性、林分结构多样性(胸径变异系数)、林分空间结构参数(混交度、角尺度、大小比数、密集度)之间的关系.结果表明:随杉木萌条保留密度减少,树种多样性(物种丰富度指数、Shan-non 多样性指数)增加;林分结构参数中胸径变异系数、林分密度和混交度随杉木萌条保留密度减少呈升高趋势,不同杉木保留密度处理林分分布格局均为均匀分布,林木生长状态均为亚优势,林分密集程度均为比较密集.高、中、低3种杉木萌条保留密度处理乔木层碳密度分别为57.56、56.12和46.54 t·hm-2,土壤层碳密度分别为104.35、122.71和142.00 t·hm-2,生态系统碳密度分别为164.59、182.41和190.13 t·hm-2,林下植被层和凋落物层碳密度在不同处理之间变异较小.不同杉木保留密度处理生态系统碳密度分配特征均为土壤层(63.4％～74.7％)＞乔木层(24.5％～35.0％)＞林下植被层与凋落物层(0.8％～2.0％).方差分解结果表明,乔木层碳密度变化主要受林分结构多样性影响,土壤层碳密度受树种和结构多样性共同影响,而生态系统碳密度主要受树种多样性影响,林分空间结构参数对生态系统碳密度及其组分影响相对较小.在试验区杉木人工林向天然林转变过程中,杉木萌条保留密度显著影响生态系统碳积累,保留较低的杉木密度(500株·hm-2左右)更有利于林分固碳增汇.

油松Pinus tabuliformis和樟子松Pinus sylvestris var.mongolica是中国重要造林树种,但具有不同的地理分布.北京西山处于油松生长的适生区,但为樟子松引种的南界,成为探究树种在土壤-林木连续体微生物群落构建驱动作用的理想研究样本.本研究应用高通量测序技术获取了北京西山同一地点的油松和樟子松人工林土壤-林木连续体多个部位的微生物群落组成,探究了树种因素在这 2 种松树土壤-林木连续体微生物群落构建中发挥的作用.土壤作为林木微生物主要来源具有特殊地位,本研究进一步研究了与土壤微生物关系密切的土壤理化性质.研究结果表明,2 种松树土壤-林木连续体微生物群落α多样性差异主要体现在土壤和根际土壤中;β多样性分析表明仅针叶中内生的细菌群落组成在两松树间差异不显著,其他部位的微生物群落在 2 种松树间均具有一定的组成差异,树种对土壤和根际土壤微生物群落组成方差的解释度最高,而对针叶微生物群落组成方差解释度最低,即树种在土壤和根际土壤微生物群落构建中发挥较大的作用,而在针叶内生微生物群落构建中发挥作用较小.油松比樟子松相同部位细菌群落具有更加复杂的网络结构,细菌生态网络属性在 2 种松树间具有清晰差异,但真菌没有.油松和樟子松土壤-林木连续体中含有丰富的微生物类群,以相对多度大于 5%的纲作为优势纲,共有 7 个细菌纲和 7 个真菌纲组成了 2 种松树各个部位的优势纲,优势细菌纲为:Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Actinobacteria、Thermoleophilia、Gammaproteobacteria、Bacilli 和 Clostridia,优势真菌纲为 Agaricomycetes、Leotiomycetes、Sordariomycetes、Eurotiomycetes、Dothideomycetes、Mortierellomycetes 和Pezizomycetes.土壤理化性质是影响 2 种松树人工林土壤中微生物多样性差异和组成的重要因素,其中细菌和真菌群落组成均受到有效磷(available phosphorus,AP)、pH 和速效钾(available kalium,AK)的影响,此外,细菌群落的组成还显著与碱解氮(alkali-hydrolyzed nitrogen,AHN)相关.研究结果揭示了树种差异在华北地区油松和樟子松土壤-林木连续体微生物群落构建中的作用、松树与微生物的互作,也为华北地区松树造林提供了林下微生物数据.

2021年因海南热带雨林国家公园的建立,园内部分人工林停止经营进入次生自然演替状态,使其林下植物较往年更为丰盛,亟待研究.为了摸清人工林的次生自然演替状态及其对环境的适应策略,在海南热带雨林公园橡胶林中设置390个10 m×10 m的样方,在对海南岛公园内植被分布进行全面调查的基础上,研究该区域林下植物组成以及植物群落特征与环境因子的关系.结果表明,(1)维管束植物共有123科455属808种,其中蕨类植物共有21科31属62种、裸子植物3科3属4种、被子植物有99科421属742种(含单子叶植物15科69属120种、双子叶植物84科352属622种);(2)通过对研究区域的植物物种多样性指数与环境因子之间进行RDA分析,共解释橡胶林下物种多样性指数的18.5％.通过蒙特卡罗随机置换检验,有9个环境因素对橡胶林下物种多样性的解释量达到显著水平(P＜0.05),为最干季度平均温度、最湿季度平均温度、平均气温日较差,而混交、胸径、海拔、年降水量和最干季度降水量、最暖季度降水量.研究表明,林下植物的多样性受多种环境因素的相互作用影响.其中,温度和降水是综合影响林下植物多样性的关键因素,高温、高湿和干旱等因素对橡胶林下植物多样性产生不利影响.此外,海拔的水热条件也是影响林下植物多样性的重要因素.同时,人工林的状态,如胸径、混交也对林下植物多样性产生重要影响.

为探明土壤有机碳沉积对热带森林恢复的响应过程与机理,选取西双版纳处于不同恢复阶段的热带森林类型(前期的白背桐群落、中期的崖豆藤群落、后期的高檐蒲桃群落)为研究对象,探讨土壤有机碳库各组分积累与分配(微生物量碳储量/总有机碳储量、易氧化有机碳储量/总有机碳储量、惰性有机碳储量/总有机碳储量)的时空变化规律,分析乔木与林下物种的丰富度和多样性、土壤温湿度、容重、pH及氮库(全氮、水解氮、铵氮、硝氮)对土壤有机碳库组分积累与分配的影响.结果表明:(1)热带森林恢复显著促进土壤碳库各组分的蓄积(P＜0.05),相较于恢复前期,恢复中后期土壤总有机碳、微生物量碳、易氧化有机碳、惰性有机碳储量增幅达9.25％—50.84％;恢复促进了土壤微生物量碳和易氧化有机碳的分配(8.98％—25.36％)(P＜0.05),但对惰性有机碳分配无显著影响;(2)不同恢复阶段热带森林土壤碳组分积累与分配的时空变化存在一定的差异.其中上述4种碳组分积累最大值均出现在6月、垂直变化均沿土层递减;土壤易氧化有机碳和微生物量碳分配最大值出现在6月、惰性有机碳分配则在12月最大,易氧化有机碳和微生物量碳分配沿土层递减、惰性有机碳分配无显著垂直变化;(3)土壤微生物量碳、易氧化有机碳、惰性有机碳的储量在土壤碳库储量的分配占比分别维持在2.40％—5.00％、18.22％—39.34％、18.50％—26.55％,土壤有机碳组分对总有机碳储量变化的解释率表现为:微生物量碳(83.71％)＞惰性有机碳(82.17％)＞易氧化有机碳(78.54％);(4)相较于恢复初期,恢复后期乔木与林下物种丰富度和Shannon多样性提升了 42.78％—490.82％,氮库(全氮、水解氮、铵氮、硝氮)含量仅提升了 12.73％-25.51％;(5)冗余分析表明,林下物种丰富度、温湿度、水解氮是影响土壤有机碳组分积累的主要驱动因子,而乔木香农多样性、湿度、容重则是影响土壤有机碳库组分分配的主控因子.因此,西双版纳热带森林恢复进程显著促进了土壤有机碳库组分积累与分配,影响程度取决于样地林下物种丰富度、乔木香农多样性、土壤温湿度、容重与水解氮的状况.

林下草本植物是森林生态系统的基本组成要素,对森林的更新、生态系统结构、功能的维持和提升具有重要作用,理解林下草本层群落特征及其影响因素,有助于构建理想的林-草结合模式.本研究以宁南山区泾源县无人为干扰的华北落叶松林人工林、间伐处理的华北落叶松林人工林和华北落叶松与白桦自然混交林为研究对象,探究林下草本层群落特征(物种多样性和地上生物量)及其与土壤理化特性(土壤容重、含水量、全碳含量、全氮含量及全磷含量)和林分结构(密度和郁闭度)的关系.结果表明:(1)与人工林相比,自然混交林林下草本植物组成最丰富(34种),且物种多样性和地上生物量也最高;(2)自然混交林林下土壤特性均优于人工林,但间伐处理的人工林林下土壤特性较无人为干扰的人工林土壤特性有显著提高;(3)冗余分析表明,林下草本层物种多样性主要与土壤含水量、土壤全碳、全氮和全磷含量呈正相关,与土壤容重、林分密度和郁闭度呈负相关,且林分密度、0～20 cm 土层含水量对林下草本物种多样性有显著影响(P＜0.05);(4)回归分析结果表明,0～20 cm 土层的土壤特性、物种丰富度和优势度、林分密度及郁闭度显著影响林下草本地上生物量的积累(P＜0.05);随机森林模型及方差分解进一步得出:土壤因子对地上生物量积累的解释率为30.99％,其中0～20cm 土层土壤容重、全碳含量、全氮含量、土壤含水量为最重要的解释因子;林分结构的解释率为12.74％,其中林分密度是最重要的解释因子,而物种多样性的解释率仅为3.42％.研究表明,自然混交林作为理想的林-草结合模式,有利于林下草本的健康发育和林下生态环境的改善,且林下草本层物种多样性、地上生物量分别受不同环境因子所控制.研究结果对于人工林的近自然化管理(抚育间伐、补植等)和林下经济的高质量发展具有一定的参考价值和指导意义.

为探究神木垒不同森林群落林下植物多样性的差异,采用典型样地法,以夹金山神木垒的5种主要森林群落:云杉林、丽江云杉林、红杉林、针阔混交林、阔叶林为研究对象,对不同森林群落林下植物物种组成和物种多样性进行比较,并对林分因子和林下植物多样性进行冗余分析,确定影响林下植物多样性的主要林分因子,为当地森林经营管理提供理论依据.结果表明,(1)在研究区内共记录林下植物147种,隶属于61科,108属,云杉林群落林下植物的科属种组成最丰富;(2)各类型群落的H值、H'值、D值、Jsw值均为:草本层＞灌木层,灌木层多样性最高的群落为云杉林群落,草本层多样性最高的群落为丽江云杉林群落,针阔混交林群落、阔叶林群落林下植物多样性较差;(3)平均枝下高与林分密度是影响灌木层物种多样性的主要林分因子(P＜0.01),平均枝下高与灌木层的D值、H值、H'值呈负相关关系,林分密度与灌木层4个多样性指数均呈正相关关系;同时平均枝下高也是影响草本层物种多样性的主要林分因子(P＜0.01),平均枝下高与草本层H值、H'值、Jsw值呈正相关关系.本研究认为,云杉林群落与丽江云杉林群落的林下植物多样性较高,平均枝下高与林分密度是影响神木垒不同森林群落林下植物多样性的主要林分因子.