目的:探究安徽潜山板仓省级自然保护区常绿落叶阔叶混交林物种组成和群落结构.方法:按照CTFS的建设标准,在安徽潜山板仓省级自然保护区建立1 hm2的森林监测固定样地.对样地内所有胸径(DBH)≥1 cm 的木本植物进行调查,并从群落物种组成、区系特征、重要值、群落垂直结构和径级特征等进行分析研究.结果:该固定样地内DBH≥1 cm 的木本植物共有3 572 株,隶属于34科66属98种;其中樟科、豆科、蔷薇科、壳斗科等有较大优势.从属的水平上看,温带区系成分占总属数的71.43%,热带区系成分占25.40%,区系具有过渡性,且温带成分明显.样地稀有种17种,占总物种数的17.35%.重要值≥1.00%的物种共有22个,重要值最大的为毛柄连蕊茶13.05%、其次为豹皮樟11.04%和山胡椒7.13%.样地内所有植株平均胸径为4.60 cm,平均高度为4.3 m,群落径级分布呈"J"型,表明群落结构总体稳定和健康生长状态.结论:样地内木本植株数量较多,物种丰富,具有天然次生林典型特征.区系成分复杂,具有明显的过渡特征.植被由落叶阔叶混交林向常绿阔叶林演替.

揭示次生演替过程中土壤细菌群落对植被类型变化的响应格局,有助于深化对生态系统地上地下相互作用机制的理解.该研究以上海大金山岛处于演替前、中和后期的落叶灌丛、落叶阔叶林和常绿阔叶林为对象,通过测定土壤碳、氮、磷含量以及土壤细菌群落特征,分析土壤细菌多样性、类群关系网络结构和标志性类群如何随植被演替而更替.结果发现:土壤养分含量在常绿阔叶林显著高于落叶阔叶林,但土壤细菌多样性在落叶阔叶林显著高于常绿阔叶林,土壤养分含量和细菌多样性在落叶灌丛处于中等水平.土壤细菌的相关性网络节点、密度和复杂性在落叶阔叶林最高,在落叶灌丛中等,在常绿阔叶林最低.落叶灌丛和落叶阔叶林的优势土壤细菌分别为根瘤菌目(Rhizobiales)和伯克氏菌目(Burkholderiales)等具有潜在固氮功能的类群,常绿阔叶林的优势土壤细菌为黄单胞菌目(Xanthomonadales)和嗜热芽菌目(Thermogemmatisporales)等具有潜在致病和抗病性功能的类群以及酸杆菌目(Acidobacteriales)等与纤维素降解相关的类群.该结果表明:海岛植被演替过程中,植物种类组成和土壤养分供给性的改变会极大地重塑土壤细菌多样性、群落组成、互作网络结构和标志类群.海岛常绿阔叶林显著更低的土壤细菌多样性、趋于松散简化的细菌网络结构以及具有潜在致病和抗病功能的标志类群的出现,说明了顶极群落地下部分对地上部分退化趋势的响应.

阐明凋落物动态及其环境控制机制,可以为森林生态系统生产力及碳汇功能的维持提供重要的数据支持和理论依据.以长白山系余脉张广才岭西坡林龄相近但立地条件不同的4种天然次生林(即硬阔叶林、杨桦林、杂木林和蒙古栎林)和2种人工林(落叶松人工林和红松人工林)为研究对象,对其地上凋落物产量及其组分以及相关环境因子进行了 14年(2008-2021年)的连续测定,旨在揭示森林凋落物量及其组分的时空变化(林型间和年际变异)及其环境驱动机制.结果表明:6种森林类型的凋落总量(TL)无显著差异,波动范围为500.5-556.1 g m-2 a-1;但其叶凋落量(LL)、繁殖组织凋落量(RT)和其他组织凋落量(OT)均存在显著差异,波动范围依次分别为333.9-391.8 g m-2 a-1、8.43-69.93 g m-2 a-1和93.4-185.9 g m-2 a-1o6种森林类型的TL均存在显著的年际变化;其中LL和OT年际变化的显著性因森林类型而不同,而RT的年际变化不显著.除落叶松人工林外,其余5种森林类型的LL与生长季平均气温、日最低气温均值、土壤10 cm深度处的平均温度、最低温度(Tsmin)和土壤5 cm含水量(Ms)均呈显著正相关.杂木林、硬阔叶林和红松人工林的RT与Ms呈显著负相关;杂木林、杨桦林和硬阔叶林的OT与T1sm.呈显著负相关.样地水平的LL与土壤10 cm处含水量存在显著的正相关关系,而RT和OT则与其呈现显著负相关关系.这些结果表明林龄相似的温带森林地上凋落物总量有趋同趋势,但其通过改变组分分配格局来适应立地条件的变化;土壤湿度和温度变化会引起凋落物量的年际变化,但不同森林类型的凋落物量对环境波动的敏感性不同.

近年来,随着距今8 000-7 000年跨湖桥文化和万年之久的上山文化的相继发现,浙江钱塘江流域新石器考古取得了突破性成果,环境考古工作也随之取得了重要进展.我们通过该区域诸暨楼家桥遗址文化层的AMS14C年代测定和孢粉详细分析,重建了遗址区距今约6 500年以来的植被环境及人类活动的过程,特别是对文化层中间的间歇层成因进行了重点剖析.结果表明在楼家桥河姆渡文化早期阶段,研究区孢粉组合以青冈属(Cyclobalanopsis)、栎属(Quercus)为主,指示了遗址点附近分布有常绿落叶阔叶混交林,反映当时气候温暖湿润,适宜人类渔猎和采集的定居生活,同时水稻农业已具一定规模.此时受人类干扰作用较小,地带性植被并未发生改变.随后距今约6 100年文化层中断,形成了自然沉积的间歇层,其孢粉组合面貌显得十分“异常”,主要表现为松属(Pinus)骤增;少量的云杉属(Picea)、冷杉属(Abies)和铁杉属(Tsuga)组成的亚高山针叶植物首次出现;与海相相关的刺甲藻属(Spiniferites)、舌形藻属(Lingulodinium)首次集中出现;同时,淡水盘星藻属(Pediastrum)持续产出.结合钱塘江区域全新世环境演变特点,推断当时杭州湾已经形成,其强烈的海潮上涌顶托造成河水阻塞,受海水及河水淹没的共同作用,从而导致文化层突然中断,不利的环境迫使古人类放弃遗址居住点.此后,随着水灾等环境改善,河姆渡文化晚期先民重返楼家桥.此时,孢粉组合发生了显著改变,以栎属为优势的次生阔叶林形成,说明随着人类稻作农业活动强度的增大,森林植被受到了较强的干扰.

为了更好地理解南海东北部陆源物质的传输模式以及南海表层孢粉所指示的植被和环境意义,本研究通过对南海东北部273个表层样点进行孢粉分析,采用百分比组合、绝对浓度指标、与离岸最近距离进行定量对比,来揭示南海东北部表层孢粉传输和分布的基本规律.研究显示,南海东北部表层的孢粉属种主要来源以下植被类型,包括红树林,低地和亚低山常绿阔叶林,次生林,低山常绿阔叶林,中山常绿-落叶阔叶混交林,亚高山针叶林.最常见的乔木花粉包括来自次生林群落的松属;其次为来自于低山常绿阔叶林植被的栎属、栲属、罗汉松属、陆均松属、猕猴桃属、金丝桃属以及杜茎山属等.同时还包含少量的中山常绿-落叶阔叶混交林花粉属种,包括鹅耳枥属、桤木属、栗属、枫香属等.最主要的陆源草本为禾本科,其它常见草本包括蒿属、菊科、藜科等.结果显示,南海东北部的表层孢粉主要来源于珠江输入,大型河流输送区域的孢粉沉积浓度超过没有河流输送区域的50倍以上.松属花粉能够被风力携带远距离传播至深海.在表层洋流没有形成涡旋或环流的情况下,会阻挡并削弱花粉沉积,而孢子能够被海流传输携带,珠江口附近高含量的三缝孢子说明了人类活动对自然森林的破坏和珠江携带的水流搬运沉积.在珠江口东边沉积的孢粉组合显示出良好的植被多样性特征,除了以松属花粉为主的次生林以外,以栲属和常绿栎属为主的低山常绿阔叶林组合,和目前华南地区的原生天然植被一致.珠江输送孢粉沉积的最大范围限于120 km以内,若没有大型河流传输陆源物质,花粉浓度则在离岸之后急剧降低.对现代表层孢粉浓度和离岸距离的对比,能够定量估算南海东北部冰期时钻孔孢粉与来源地的实际距离,且为推算出冰期时海岸线迁移的幅度提供了线索.

东北地区的次生落叶阔叶林一般是由阔叶红松林干扰后形成的,这一群落类型在长白山林区具有广泛的分布.为了解东北次生落叶阔叶林的组成、结构与稳定程度,按照CTFS样地建设标准,于2005年在吉林磨盘山建立了一块5.76 hm2(240 m×240 m)的长期监测样地.本研究以样地内所有胸径(DBH)≥1 cm的木本植物为对象,分析了物种组成、径级结构、主要树种的存活曲线及群落稳定性.结果表明:DBH≥1 cm的木本植物共有39种13368株,隶属于19科31属.重要值≥1的物种有12种,群落树种组成复杂,表现出明显的阔叶混交杂木林特征.种间多度相差较大,稀有种和偶见种的比例分别为23.1％和43.6％.样地内所有个体的径级分布呈倒“J”型,表示群落的生长状态稳定、正常.6个主要树种中花曲柳、蒙古栎、色木槭和怀槐径级结构也呈倒“J”型,胡桃楸近于正态分布,春榆为“L”型分布.结合6个主要树种的存活曲线发现,花曲柳、蒙古栎、色木槭和怀槐为稳定种群,胡桃楸为衰退种群,春榆为增长种群.利用改进M-Godron法对群落的稳定性分析表明,该群落目前处于相对稳定状态.

东灵山暖温带落叶阔叶次生林,是保存较完整的落叶阔叶次生林,其物种组成、群落结构是次生林演替过程的重要体现,也是下一步演替发生的基础.为了更好地研究其演替动态、生物多样性维持机制,以东灵山20hm2样地为固定监测平台,分析了暖温带落叶阔叶次生林的活立木、枯立木物种组成、径级结构、空间格局.结果表明:(1)样地中DBH≥1 cm的活立木共有103702株,植株密度为5185.1株/hm2;枯立木共有4543株,植株密度为204.9/hm2二者均包括了分枝和萌枝的个体数.样地内DBH≥1cm的活立木共有58种,分属于33属18科,DBH≥1 cm的枯立木共有33种,分属于23属15科.(2)活立木与枯立木整体分布随径级增大,均表现出先增大后减小的趋势,小径级个体多度在分布中优势显著.(3)活立木空间分布随径级增大,聚集强度减小,10 cm≤DBH ＜20 cm、DBH ≥40 cm此趋势明显,而20 cm≤DBH ＜40 cm在0-50 m的尺度范围内,规则、随机、聚集分布均出现.枯立木的空间格局,DBH ＜5 cm,DBH ≥40 cm,尺度接近30 m时,随机分布;5 cm≤DBH ＜40 cm,0-50m尺度范围内,聚集分布.空间分布格局显示了径级大小在空间分布上互补,不同径级的个体占据了样地内不同的生态位.(4)不同径级活立木与枯立木关联性分析表明,小径级小尺度,关联显著,大径级大尺度空间关联性逐渐减弱.枯立木的产生,是活立木受密度制约调控、演替地位及演替阶段、生境异质性等因素调控的结果,影响机制有待进一步研究.

在宁夏六盘山香水河小流域,选择建立了4种典型森林的样地,测定了2011年生长季(5月24日-10月20日)大气降水(724.3 mm)、穿透水、干流、枯落物渗透水和主根系层(0-30 cm)土壤渗透水的无机氮(NH4+-N、NO3--N)浓度及相应通量的变化.结果 表明,在林外降水转化林下降水中,各样地林下降水携带的生长季NH4-N通量(kg/hm2)(华北落叶松人工林2.40、华山松次生林2.37、野李子灌丛2.29、桦木次生林2.09)均明显低于林外降水(3.04),NO3--N通量(kg/hm2)(华北落叶松人工林2.15、桦木次生林2.14、野李子灌丛2.09、华山松次生林1.92)更显著低于林外降水(4.27).整体看来,阔叶林林冠的无机氮吸附(吸收)作用稍高于针叶林.在4种森林样地的枯落物层渗透水中,无机氮浓度变化在0.68-0.88 mg/L,稍高于林冠穿透水的无机氮浓度;4个样地的枯落物渗透水的无机氮通量(kg/hm2)(野李子灌丛4.10、桦木次生林3.24、华山松次生林3.22、华北落叶松人工林2.77)均低于林下降水.在华山松次生林和华北落叶松人工林的主根系层(0-30 cm)土壤渗透水中,无机氮浓度均高于枯落物渗漏水;因土壤淋出作用,华山松次生林和华北落叶松人工林的土壤渗透水的无机氮输出通量分别为16.34kg/hm2和18.93 kg/hm2,均显著高于枯落物渗透水的输入通量.整体来看,林外降水在林地无机氮输入中占有重要地位,在研究年份生长季,林冠层和枯落物层的吸附(吸收)作用使降水输入的无机氮通量明显降低,但主根系层土壤淋出作用显著增大了土壤渗透水携带的无机氮输出通量,表现为土壤层氮素流失.

在位于亚热带丘陵区的长沙县大山冲林场选取地域毗邻、环境条件(立地、土壤、气候)基本一致的杉木人工林(CL)和3种次生林:马尾松-柯(又名石栎)针阔混交林(PM-LG)、南酸枣落叶阔叶林(CA)、柯-青冈常绿阔叶林(LG-CG),每种林地随机设置5个20 m× 20 m的样地,分别采集表层(0-15 cm)和亚表层(15-30 cm)土壤样品,测定土壤微生物生物量碳(BC)、氮(BN)、磷(BP)和蔗糖酶(INV)、脲酶(URE)、酸性磷酸酶(ACP)、过氧化氢酶(CAT)活性,分析4种林地土壤微生物生物量和酶活性及其与土壤化学性质的关系.结果 表明:表层和亚表层土壤BC、BN、BP和ACP活性依次为:CA＞LG-CG＞PM-LG＞CL,INV和URE活性依次为:LG-CG＞CA＞PM-LG＞CL,CAT活性依次为:CA＞PM-LG＞ LG-CG＞ CL,说明森林植被恢复对土壤微生物生物量和酶活性有明显的促进作用.通径分析表明,土壤BC、BN、BP的直接影响因素和主要影响因素分别为SOC和TN/TP,TN和TN/TP,TP和SOC/TP,而TN/TP与BC之间,TN与BN之间具有较强的负相关;INV、ACP活性的直接影响因素主要是TN、TN/TP,其中TN/TP与INV、ACP活性具有较强的负相关;URE、CAT活性分别为BP/TP和BP,BC/SOC和SOC,其中BP与URE活性具有较强的负相关,BC/SOC、SOC两者与CAT活性具有较强的正相关.此外,土壤BC、BN、BP以及INV、URE、ACP、CAT活性的剩余余项通径系数较低,说明土壤化学性质对土壤微生物生物量,以及土壤化学性质和微生物生物量对土壤酶活性具有较大的影响.土壤BC、BN、BP之间及其与土壤酶活性呈显著正相关.

我国东海的浙江沿海分布有星罗棋布的岛屿,其中较大的岛屿上分布有地带性的常绿阔叶林(如:樟木林、青冈林、石栎林和特殊的亮叶猴耳环林或以落叶成分占优的其他森林),他们是标志性的植被类型或演替阶段,我们对这些植被类型中的优势植物种类进行了区系研究.结果 显示,浙江海岛常绿阔叶林或类似森林中的优势和常见维管植物共有139种,只有热带亚洲成分、东亚成分中的中国-日本成分和中国特有成分贯穿于乔木层、灌木层、草本层和层外植物4大类中;进一步对15个木本中国特有种分析表明,其区系成分属亚热带性质,真正的温带性质不显著.在海岛这些植被出现的地段,还存在一些原生植被破坏后不同演替阶段的次生落叶阔叶林,其类型和面积都超过了地带性的常绿阔叶林,说明海岛除个别岛屿外曾经历了完全的破坏.目前,浙江海岛相应的演替阶段还不明确,它是研究特殊生境次生演替和恢复生态学的重要场所,这些常绿阔叶林和落叶林中富含重要的中国-日本海滨森林种类,对研究我国不同层次的常绿阔叶林具有重要的保护生物学意义.