天然林的林分结构复杂、物种多样性丰富,为分析林分生长与制定合理的森林经营决策方案带来了巨大的挑战.树高-胸径关系对于预测林分生长、制定森林管理经营措施具有重要意义.本文基于48块帽儿山阔叶混交林样地的调查数据,根据树种结构、生长特征及生态学特性将23个树种分为4个树种组,通过再参数化方法建立包含林分、林木竞争、树种混交情况及物种多样性变量的广义模型,并建立样地、树种组两水平混合效应模型,利用留一交叉验证法检验模型的预测能力.结果表明:Ratkowsky(1990)模型为最优基础模型,引入优势木平均高、大于对象木断面积之和、树种占比和Shannon指数能更好地解释帽儿山阔叶混交林树高-胸径关系;引入样地、树种组混合效应模型可显著提高模型的预测精度,Ra2为0.83.此外,在相同梯度的环境因素下,喜光树种比耐荫树种表现出更高的树高.本研究利用所构建的树高-胸径模型分析了树种混交及树木功能性状对树高生长的影响,为精准预测阔叶混交林不同树种的树高以及进一步分析阔叶混交林分生长关系提供理论基础.

林隙(forestgap,FG)是森林干扰中的一种常见形式.作为森林景观流动镶嵌结构的基础,林隙对森林群落更新和物种共存具有重要作用.本文基于2022年对云南大理鸡足山半湿润常绿阔叶林动态监测样地的植物群落调查结果,统计了所有活立木和粗木质残体(coarse woody debris,CWD)的物种组成和径级结构,分析了样地内所有木本植物胸高断面积和林隙形成木(forest gap maker,FGM)数量的空间格局,并利用广义线性回归模型结合方差分解对林隙形成木定义的林隙干扰强度进行了定量环境解析.结果表明:(1)样地内粗木质残体的数量和胸高断面积之和分别相当于全部活立木的13.6％和15.8％;全部粗木质残体属于57种木本植物,共计12,317株;形成林隙形成木的有12个物种,共计2,280株.(2)活立木和粗木质残体的径级结构均呈倒"J"形,即小径级数量多、大径级数量少,反映了样地群落中的树木死亡主要源自群落演替前期的自疏过程.(3)林隙形成木的数量和平均密度按折干木、枯倒木、枯立木、活倒木依次减少.活立木、粗木质残体和林隙形成木的胸高断面积之和在样地内的分布差异显著:沟谷两侧的山坡较高,底部较低;各类林隙形成木均在浅沟沟谷侧坡数量最多,沟谷最少,除活倒木外其余3类在深沟沟谷及侧坡上均有分布.(4)环境因子对枯立木、枯倒木、折干木、活倒木的数量的解释率依次为16.7％、25.6％、37.2％和76.0％;生物竞争和自疏过程主导了枯立木和枯倒木的形成,对活倒木数量贡献最大的因子是土壤养分,而折干木的形成则由地形因子和生物因子共同驱动.

生物多样性格局是生物群落构建过程的反映,有助于理解生态系统的物种共存机制.半湿润常绿阔叶林是亚热带西部半湿润气候下的地带性植被类型,对其群落内物种多样性的空间异质格局及影响因子的认识还比较缺乏,基于大样地的研究还未见报道.本文基于鸡足山20.16 ha森林动态监测样地504个样方的木本植物调查数据和TWINSPAN群落分类结果,分析了样方尺度上α多样性和β多样性的空间分布格局及其环境影响因子.结果表明:(1)样地内云南松(Pinus yunnanensis)群落及其乔木和灌木的物种丰富度均高于高山栲(Castanopsis delavayi)群落和元江栲(C.orthacantha)群落;高山栲群落及其灌木物种丰富度低于元江栲群落,乔木物种丰富度则高于元江栲群落.相反,元江栲群落的Shannon-Wiener多样性指数最高,其次为高山栲群落,云南松群落的最低.基于净种间亲缘关系指数,元江栲群落、高山栲群落、云南松群落的谱系结构分别为聚集、随机、发散.(2)对物种丰富度存在普遍性影响的因子有土壤总氮、pH值、相对海拔高度、木本植物的胸高断面积之和;导致乔木种丰富度变化的主要因子有土壤总氮、pH值、胸高断面积之和;导致灌木种丰富度变化的主要因子是相对海拔高度、土壤总氮、坡度和地形湿度指数.(3)物种β多样性格局显示,随着空间距离和环境距离的增大,物种差异性和物种周转率增大,即环境越相似,群落越相似.上述结果表明,鸡足山样地中先锋性的云南松群落与稳定的元江栲群落和高山栲群落在物种多样性和构成上存在显著差异,指示了半湿润常绿阔叶林异质斑块所对应的物种共存和物种多样性维持特征,为进一步的机理性研究提供了有效证据.

中山湿性常绿阔叶林是分布在我国亚热带气候区的一种山地森林植被.为监测此类森林的动态过程,按照Centre for Tropical Forest Science的建设标准,于2014年在云南省景东县徐家坝附近的中山湿性常绿阔叶林中建立了一块20 hm2的森林动态样地,测量并记录了样地中所有胸径(DBH)≥1 cm的树木直径及其分枝的直径,并对其挂牌标记、定位和鉴定,分析了其物种组成和群落结构.结果显示:样地内共有DBH≥1 cm的木本植物独立个体44 168株,隶属于36科63属104种.重要值最大的前3个科依次是壳斗科、茶科和樟科.在属的水平上,热带区系成分占总属数的46.0％,温带区系成分占38.1％.重要值≥1的物种有22个,占总个体数的84.6％.重要值最大的3个种依次是蒙自连蕊茶(Camellia forrestii)、云南越桔(Vaccinium duclouxii)和多花山矾(Symplocos ramosissima).胸高断面积之和排名前4名的物种为硬斗柯(Lithocarpus hancei)、木果柯(L.xylocarpus)、变色锥(Castanopsis wattii)和南洋木荷(Schima noronhae),它们同时也是该群落林冠层的优势树种.样地内所有个体的径级分布呈倒“J”型,群落有充足的增补个体,如蒙自连蕊茶和多花山矾等.稀有种(个体数少于20的物种)共计49种,占总物种数的47.1％.常绿木本植物在样地内分别占总重要值、总多度和总胸高断面积的94.7％、96.2％和94.0％,优势明显.

以吉林蛟河次生针阔混交林42 hm2固定监测样地中209个幼苗监测站内的乔木幼苗为研究对象,基于2016和2017年幼苗调查数据,探究幼苗物种组成、数量动态等特征,并运用广义线性混合效应模型分析了幼苗密度与生物邻体及其生境因素的相关性.结果表明:(1)该样地内所有幼苗监测站共调查到幼苗4 245株,分属10科12属18种,新生幼苗的数量在物种和调查年份间均有明显差异,其中水曲柳(Fraxinus mandschurica)和紫椴(Tilia amurensis)幼苗表现出大量出生和死亡的动态特征.(2)群落水平上,幼苗密度与局域同种成体胸高断面积之和、土壤全磷和有效钾等养分含量显著正相关,适宜大树生长的生境同样适宜幼苗的生长.(3)水曲柳幼苗密度的影响因素与群落水平一致,红松(Pinus koraiensis)存在明显的生境偏好,在湿度较小、土壤全磷、有效氮和有效磷含量较低的生境中密度更高.相对于多年生幼苗,同种成年邻体对当年生幼苗密度影响更加显著.该研究证实了扩散限制和生境过滤共同影响幼苗密度格局,生物邻体和生境异质性的相对重要性随幼苗物种种类和年龄级变化.

为了解生物因素与非生物因素对吉林蛟河针阔混交林多年生幼苗物种组成、数量特征及其空间分布的影响,以吉林蛟河21.12 hm2针阔混交林监测样地为基础,在样地内按照机械布点的方式设置了128 个5 m×5 m 多年生幼苗监测样方,以乔木树种多年生幼苗 ( 高度H≥30 cm,胸径DBH＜1 cm) 为对象,分析多年生幼苗的物种组成与数量特征.以重要值排名前三的主要树种幼苗为对象,分析生物因素与非生物因素对其物种组成及多度的影响.结果表明: ( 1) 本次共调查到871 株实生幼苗,分属13 科16 属25 种,均为样地内主要树种的幼苗,Simpson 多样性指数为0.91,重要值排名前三的幼苗为色木槭( Acer mono) 、白牛槭( Acer mandshuricum) 和红松( Pinus koaiensis).( 2) 生物成体因素对幼苗数量影响的尺度效应( 10 和20 m) 在物种间存在差异.白牛槭幼苗数量在两个尺度都与其成体数量呈显著正相关.红松幼苗数量在两个尺度都与其成体胸高断面积之和呈显著正相关,与相对胸高断面积在20 m 尺度呈显著负相关.色木槭幼苗数量在20 m 尺度上与成体胸高断面积之和呈显著正相关,与相对胸高断面积则呈显著负相关,在10 m 尺度上与成体数量呈显著正相关.同种成体对3 种幼苗的数量没有表现出显著的密度制约效应.( 3) 回归结果表明: 全部物种幼苗数量与胸高断面积之和、叶面积指数及土壤酸碱度呈显著正相关,与土壤湿度呈显著负相关.白牛槭、红松及色木槭幼苗数量与10 个因子的相关性有较大差异,表明不同树种对不同的生境选择性存在较大差异.

森林凋落物是森林生态系统极其重要的组成部分,关系着森林生态系统的物质循环和养分平衡.然而,有关异质性自然森林生态系统中生物与非生物因子对凋落物凋落量的影响机制还存在较大争议.本文以广西弄岗15ha森林动态监测样地中设置的90个凋落物收集器所收集的凋落叶为研究对象,选取2013-2018年连续6年的凋落叶数据探讨了森林叶凋落量的时空动态,旨在深入了解该地区森林生态系统的物质循环过程及凋落量的影响因子.结果 显示:2013-2018年的年均叶凋落量为4,099.44 kg/ha,标准误为232.34,变异系数为0.15,这表明不同年际间叶凋落量存在明显差异;不同年际间叶凋落量的节律性变化为双峰型、三峰型或多峰型,说明不同年份的叶凋落量存在明显的节律性差异,但总体而言高峰期主要出现在每年的春季(3-4月)和秋季(8-10月);生态因子对叶凋落量年际动态存在显著影响,其累计解释率为69.3％,其中海拔对叶凋落量的影响最强,解释率为46.5％;而生物因子如胸径变异系数、单位面积胸高断面积之和和物种丰富度则对叶凋落量的影响较弱.多年的连续监测表明,喀斯特季节性雨林不同年际间叶片的凋落量和节律性存在显著差异,而非生物因子,如海拔是形成叶凋落量空间变异的主要因素.