在全球气候变化背景下,干旱诱导木质部栓塞被认为是驱动树木死亡的主要因素.因此,分析木质部栓塞抗性(用导水率损失50％的水势(P50)表示)的内在解剖决定因素对于理解其结构与功能间的机制具有重要意义,为气候变化背景下植被恢复树种选择提供理论依据.该研究测定广西弄岗喀斯特森林内12个主要常绿树种的木质部导管直径、导管组指数、组分占比、纹孔形态和纹孔膜超微结构,同时结合木质部储水特征(如木材密度和饱和含水量),综合分析干旱诱导木质部栓塞抗性与其解剖结构以及储水特征之间的关系.结果显示:(1)Ps0与导管直径、密度、导管组指数以及组分占比间的相关性均不显著;(2)P50与纹孔形态特征以及纹孔膜厚度和纹孔腔深度等特征间的相关性均不显著;(3)P50与木材密度显著负相关,与饱和含水量边缘显著正相关,即木材密度较大、饱和含水量较低的树种表现出较强的栓塞抗性.研究结果表明,运用单一的解剖结构来评估栓塞抗性是不全面的;此外,木质部水分存储能力与栓塞抗性之间的权衡关系对于深入理解喀斯特植物耐旱性的内在结构机制以及多元化的水分利用策略具有重要的生态学意义.

矿质元素是土壤养分的重要组分,关系着森林生态系统的群落组成和生物地球化学循环.喀斯特局域尺度内地形异质性较高,目前尚缺乏地形等非生物因子和生物因子如何影响喀斯特地区土壤矿质元素空间分布方面的研究.本文在弄岗北热带喀斯特季节性雨林15 ha森林动态监测样地中沿海拔梯度设立的100个凋落物收集器所在位点进行土壤取样,对样品中的K、Ca、Mg 3种矿质元素含量进行测定,并基于空间回归模型和变差分解等方法对喀斯特季节性雨林中土壤K、Ca、Mg与生态因子之间的关联进行定量分析,探讨非生物因子和生物因子与其空间分布特征的内在关联,以期为北热带喀斯特生物地球化学循环研究和脆弱喀斯特生态系统保护提供科学依据.结果表明,研究区内土壤K、Ca、Mg均存在空间自相关性,Ca与海拔和凹凸度显著正相关,主要聚集在山脊区域;K与地形湿润度指数显著正相关,主要在洼地聚集;Mg在中坡位表现出聚集特征.变差分解显示生态因子对土壤K、Ca、Mg空间分布的驱动作用强于空间结构,单个生态因子中海拔的解释度最高,并且非生物因子的解释度总体上高于生物因子,生物因子中物种丰富度解释度最高,同时Mg的聚集伴随着较高的物种丰富度水平.

为探明华石斛(Dendrobium sinense)潜在适宜分布范围,运用地理信息系统GIS技术和MaxEnt模型,基于 25 个野外调查的分布数据,以气候变量和地形变量为环境预测因子,对华石斛当前及未来时期的适宜生境进行预测.结果表明,华石斛在海南岛内的潜在适宜生境面积约为403.4 km2,占海南岛总面积的1.1%,主要分布于海南热带雨林国家公园霸王岭分局、鹦哥岭分局、尖峰岭分局、吊罗山分局以及五指山分局管辖区域,零星分布于黎母山分局管辖区、五指山市南部、琼中县、万宁市、保亭县和三亚市等地.华石斛适宜分布区域极其狭窄,适宜生境斑块化,呈现较为严重的破碎化.海拔、降水量季节性变异系数、最湿季降水量及最暖月最高温是影响华石斛种群分布格局的主要环境因子,华石斛的最适宜生境条件为海拔1 070～1 600 m,降水量季节性变异系数0.80～0.88,最湿季降水量1 700～2 266 mm,最暖月最高温18℃～25℃.相比于当前,2050年在RCP4.5、RCP8.5气候情景下,华石斛的潜在适宜生境分别减少19.1%和19.5%,2070年减少19.7%和19.8%.预测模型的3个评估指标(AUC=0.997±0.003,Kappa系数=0.990±0.03,TSS=0.990±0.03)表明该模型具有较好的预测能力.目前华石斛种群主要分布于海南热带雨林国家公园内,需加强就地保护,同时兼顾对其附生宿主树的保护;猕猴岭东北部及南部、鹦哥岭南部存在大片非常适宜和高度适宜生境,可作为华石斛未知种群调查的重点区域.

以机载激光雷达为研究手段,结合1981和2021年的全色照片,利用多元回归树的方法对云南西双版纳国家级自然保护区勐仑子保护区的热带森林林冠高度结构及其与环境因子间的关系进行探讨.结果表明:勐仑子保护区西片森林可根据林冠高度结构差异而分为7类,其中包括热带季节雨林、季风常绿阔叶林、次生林和河漫滩林;潜在辐射强度、海拔、地形垂直曲率、坡度以及1981和2021年影像亮度平均值是影响林冠高度结构聚类的主要因子.以番龙眼为主要优势种的热带季节雨林在沟谷和低地地段占有最大的分布范围,而山脊和干扰迹地上则以短刺锥为优势种的季风常绿阔叶林为主.次生林地段林冠表面极为平整,结构上明显区别于天然林,30多年前的轮歇农业活动至今仍对森林外貌有着明显影响.

中国的热带雨林主要分布在西藏东南部、云南南部、广西南部、台湾南部和海南岛,它们具有与亚洲热带季风气候地区其他热带雨林类似的群落结构、生态外貌和物种多样性,是亚洲热带雨林的北缘类型.由于发生在热带季风气候地区北缘,受到季节性干旱和热量不足的影响,它们在植物区系组成上缺少典型的热带分布属种;在生态外貌上,低地的热带雨林的林冠层中具有一定比例的落叶树种,大高位芽植物和附生植物比例相对较低,而藤本植物和叶级谱上的小叶植物更为丰富;与热带亚洲非季节性气候地区的低地热带湿润雨林有一定区别,被称为热带季节性雨林.中国的热带季节性雨林在西南部与热带山地的常绿阔叶林交错过渡,在南部与亚热带常绿阔叶林交错过渡.通过比较,云南与广西的热带季节性雨林在群落结构和生态外貌特征上最接近;云南含龙脑香科植物的热带季节性雨林尽管分布海拔偏高(可分布到海拔1 100 m,最高可达1 300 m),但体现了低地热带雨林的群落结构特征,并在植物区系组成上具有最高比例的热带亚洲分布属种.中国不同地区对热带雨林研究的文献在对其界定、分类、描述及生态外貌特征和树种丰富度等方面的记载都不尽相同.该文简要评述了中国热带雨林的群落特征、研究的情况和存在的问题,期望能对中国热带雨林的深入研究、保护和管理提供参考.

中国科学院西双版纳热带植物园(简称"版纳植物园")保存着上万种植物,且生境多样,具有较高的蝴蝶多样性.本研究选择三类代表性生境:片段化雨林、次生林和专类园,聚焦于环境指示物种蝴蝶这一类群,通过样线法系统调查一年内蝴蝶多样性及其变化.观测结果显示:蝴蝶在版纳植物园内全年发生,共调查到其成虫5 科126 属218 种6 015 头,其中蛱蝶科多样性最高.蝴蝶种类及数量随月动态变化,生境间有差异,7-8 月种类和数量达到最高峰;1 月种类最少,而5-6 月数量最低;每月均出现的种类仅有 12 种,绝大部分种类分散发生于不同月份.影响蝴蝶群落多样性的气候因子中,月最高温显著影响蝴蝶群落的物种丰富度和数量,月最低温显著影响物种丰富度、香农多样性和辛普森多样性,月平均温仅显著影响香农多样性.在版纳的三个典型季节中蝴蝶多样性存在差异,雨季物种丰富度最高,干热季香农和辛普森指数最高;雨季和雾凉季蝴蝶群落组成差异大,仅雾凉季与干热季的蝴蝶群落呈现中等程度相似.此外,在片段化雨林、次生林和专类园这 3 种不同生境中,蝴蝶群落组成也存在差异,蝴蝶物种丰富度和香农指数在次生林中最高,而辛普森指数则是片段化雨林最高;仅次生林与片段化雨林的蝴蝶群落呈现出中等程度相似.本研究揭示了版纳植物园蝴蝶群落的种类组成与月动态变化规律,并明确了不同季节和生境中蝴蝶群落的多样性变化,可为区域蝴蝶多样性观测及保护提供参考依据.

亚洲是全球季风气候最典型的区域,也是热带植物分布距离赤道最远的地区.揭示季风对热带植物迁移与进化的影响规律,有利于深入认识东亚植被分布和生物多样性形成与维持机制.亚洲地区夏季盛行东亚季风、南亚季风和西北太平洋季风.历史上,季风盛行的时间与早期被子植物在东南亚群岛、华夏古陆起源的时间大致吻合,季风可能促进了被子植物的快速分化与扩散.季风是热带植物得以向北扩散到我国滇黔桂交界区和雅鲁藏布江河谷的根本原因,并导致了热带季节性雨林、热带季雨林、干旱河谷稀树灌丛或草原、海南岛西部滨海稀树草原等特殊植被的形成.亚洲的三大夏季风在高山纵横、大河奔流和石灰岩地貌密布的中国西南与中南半岛一带交汇、叠加,使之成为一些典型热带类群的物种多样与特有种分布中心.这可能是中国-缅甸生物多样性热点地区形成与维持的一个重要原因.随着全球气候变暖,季风可能促进热带植物的进一步北迁,增加中国南方植物区系的热带植物成分.

为了区分热带森林的群落特征并了解其群落特征与地形因子之间的相互关系,以西双版纳20 hm2森林动态监测样地为研究对象,对样地内500个森林群落样方采用Cluster聚类分析方法进行分类和采用除趋势对应分析(DCA)、典范对应分析(CCA)方法进行排序.结果表明:(1)西双版纳热带森林动态监测样地森林群落分为2个类型:热带季节雨林和热带山地常绿阔叶林;(2)植被类型的划分与CCA排序的结果相吻合,CCA排序轴第一、二轴呈现了海拔和凹凸度的梯度变化,并且两者总体上可以对83.9％的植被分布格局进行解释,表明海拔和凹凸度因子对该地区植被类型的分布起着决定性作用;(3)对优势物种的DCA和CCA排序表明不同物种对地形的要求存在差异,其分布格局同样主要受海拔和凹凸度的影响;(4)聚类分析与DCA和CCA排序的结果,同时表明了该地区森林植被的垂直分布格局.此方法可有效解释植被分布格局与地形之间的内在联系,为热带森林的管理和保护提供科学依据.

热带森林是云南的重要植被类型,虽对云南热带森林植被的系统分类及研究在《云南植被》中有所体现,并发表了大量论文,但在植被类型的划分、命名及其解释上却不尽相同,特别是对群系的记录很不全面.该文总结已掌握的研究资料,参考世界类似热带森林植被的研究成果,系统地对云南热带森林植被的类型、分类、物种组成和群落特征等进行了归纳.结果表明:云南的热带森林植被包括3个主要的植被型,即热带雨林、季雨林、季节性湿润林.云南的热带雨林是在亚洲热带北缘季风气候下发育的在水分、热量和分布海拔上均到了极限条件的热带雨林类型,分为热带季节性雨林和其山地变型—热带山地雨林二个植被亚型,前者包括19个群系,后者包括12个群系.文中的热带季雨林是依据其原始定义指介于热带雨林与萨王纳之间的一种热带落叶至半常绿森林植被,其分布主要受水分条件制约,非纬向地带性植被;它们分为落叶季雨林和半常绿季雨林2个植被亚型,前者包括7个群系,后者包括3个群系.把分布于云南南部石灰岩山地的在一些植物学文献中称之为"石灰岩季雨林"的热带森林植被,考虑其常绿至半常绿的外貌特征、特殊的植物区系组成以及乔木层没有一个明显的无叶(落叶)期(其落叶现象可能主要由于局部生境的干燥和历史的原因,并非是由于地区性气候干旱所导致),它们与季雨林的原始定义不符;该文使用名称热带季节性湿润林来定义这类发生在石灰岩山中、上部,在热带季节雨林带之上的热带山地垂直带上的植被类型.季节性湿润林也分为季节性常绿湿润林及季节性半常绿湿润林2个植被亚型,各包括2个群系.

凋落物是森林生态系统营养物质循环和能量流动过程的重要组成部分.本研究收集了1970-2017年公开发表的文献,整理筛选出373组天然林凋落物数据,建立了中国天然林凋落物量数据库,在全国尺度上分析了中国天然林凋落物的产量、组成特征、季节动态及其与温度和降水两个气候因子的关系.结果表明:中国天然林年均凋落物量为(5.33±2.87)t·hm-2;在全国尺度上,凋落物量表现为雨林＞常绿阔叶林＞针阔混交林＞落叶阔叶林＞针叶林;不同气候带中,亚热带阔叶林和针阔混交林凋落物量显著高于温带,亚热带针叶林与温带针叶林凋落物间无显著差异;所有天然林中,凋落叶是凋落物的主要组成部分,占凋落物总量的67.49％±9.75％,枝条、繁殖体和其他组分比例分别为16.45％±7.30％、8.16％±5.18％和7.88％±5.72％;其中,落叶阔叶林凋落叶在总凋落物中的比例最高,为75.07％±9.92％,其他森林类型之间无显著差异;整体而言,中国天然林凋落物季节动态呈双峰型,凋落峰值出现在每年的4月和10月;不同森林类型中,雨林、落叶阔叶林凋落模式呈单峰型,针阔混交林凋落模式呈双峰型,常绿阔叶林、针叶林凋落模式呈多峰型;在全国尺度上,森林凋落物量与年均温度和年均降水量均呈显著正相关关系;不同气候带森林凋落物对水热因子的响应不尽相同;在温带地区,天然林凋落物量与年均降水量和年均温均呈显著正相关;在亚热带地区,天然林凋落物量与年均温呈显著正相关,与年均降水量无显著相关;在热带地区,雨林凋落物量与年均温呈显著负相关,与年均降水量无显著相关.本研究结果为森林生态系统营养循环的研究提供参考,并为全球气候变化背景下的碳循环研究提供数据支持.