正确认识自然恢复过程中的生物多样性格局及群落构建变化规律是区域生态恢复及生物多样性保育的前提和基础.目前,关于生物多样性格局及群落构建机制的研究多基于地带性植被类型开展,而针对喀斯特森林这类特殊植被的研究涉及很少,这极大地限制了区域生态恢复及森林经营.本文以茂兰国家级自然保护区的退化喀斯特森林为研究对象,通过建立不同自然恢复阶段固定样地,对比分析不同自然恢复阶段幼苗、幼树和成树的物种多样性和物种组成差异,探索退化喀斯特森林自然恢复中物种多样性变化趋势与群落构建机制.结果表明,退化喀斯特森林自然恢复过程中,物种多样性呈现先上升后稳定的趋势;幼苗的物种丰富度逐渐降低,而成树的物种丰富度逐渐增加;自然恢复早期的幼苗、幼树和成树物种组成逐渐趋同于老龄林成树,表明该区域退化森林的自然恢复具有一定方向性.本研究结果表明喀斯特森林自然恢复过程中的物种组成变化一定程度上受确定性过程影响,为人工促进森林恢复提供一定理论参考,同时对喀斯特森林经营与管理具有重要意义.

为明确喀斯特森林植物叶片功能性状对土壤特性的响应,采用样地与样线相结合的方法调查茂兰喀斯特森林的木本植物群落,计算不同地形木本植物叶片加权平均性状值,运用单因素方差分析和冗余分析不同地形植物叶片功能性状的差异及其与土壤特性的关系.结果表明,在生长型(常绿、落叶)和群落水平上,植物叶片功能性状在不同地形间存在显著差异(P＜0.05),其中叶面积最为敏感,对生境的响应明显,常绿植物的叶厚度大于落叶植物,比叶面积则相反,而叶绿素含量差异不显著(P＞0.05).不同地形间土壤特性差异显著(P＜0.05),漏斗地形土壤的田间持水量、毛管孔隙度、全氮含量、全磷含量及有机质含量较高,土壤肥力最佳,槽谷和阴坡次之,而阳坡地段土壤相对贫瘠.不同地形植物叶片功能性状与土壤特性间具有相关性,但不同地形土壤特性对叶片功能性状变异的解释率不同,影响植物叶片功能性状的主要土壤特性为有机质含量、全氮含量、全磷含量、田间持水量和土壤容重.茂兰喀斯特森林不同地形植物叶片功能性状和土壤特性的差异较大,随着土壤特性的改变,叶片功能性状的响应特征不同,这有利于林区物种共存及生物多样性维持.

详实的物种本底资料对生物多样性研究和保护具有重要意义.本文以《贵州爬行类志》记录的名录为基础,结合该专著出版38年来发表的贵州省爬行动物分类学研究文献,对贵州省爬行动物名录进行了修订更新.截至2023年6月30日,贵州省记录爬行动物120种,隶属于2目21科57属.其中,龟鳖目3科5属5种,有鳞目18科52属115种,有鳞目中蜥蜴亚目6科12属27种、蛇亚目12科40属88种.贵州省爬行动物物种总数在全国各省份中仅次于云南、广西、广东和福建,与四川相同,位列第五位.本文对《贵州爬行类志》记录的78个物种的分类阶元或名称作了修订,移除了3种的分布记录;增补记录23种(包括5个新种、18个新记录种).贵州省爬行动物区系组成以东洋界物种为主,共有105种,其余15种为广布种,无古北界物种分布.其中,有11种为国家二级重点保护野生动物,29种在《中国脊椎动物红色名录》中列为受威胁物种,27种为中国特有种,有5种模式标本产地位于贵州省,包括荔波壁虎(Gekko liboensis)、独山半叶趾虎(Hemiphyllodactylus dushanensis)、惠水半叶趾虎(H huishuiensis)、茂兰原矛头蝮(Protobothrops maolanensis)和荔波睑虎(Goniurosaurus liboensis).本研究有助于更好地了解贵州省爬行动物物种的变化和分布,为贵州省爬行动物资源的保护提供数据支撑.建议继续加大对贵州省爬行动物的分类与分布的研究力度.以进一步明晰贵州省爬行动物资源的现状.

茂兰喀斯特峰丛地貌森林是目前罕见的一类原生性强、人为干扰少的非地带性森林生态系统,与常态地貌地带性森林生态系统相比差异大.该研究采用典型样地调查方法对茂兰喀斯特森林海拔在620～910 m之间的垂直样带11个样方进行调查,分析研究区顶级群落物种丰富度的垂直梯度变化特征,并用冗余分析(RDA)法分析环境因子对物种丰富度的影响,以明确垂直梯度上物种丰富度与环境因子的关系,为喀斯特自然森林生态系统的维持与恢复、保护与管理提供理论基础.结果表明:(1)该调查茂兰喀斯特峰丛共记录有维管植物511种,隶属于124科272属.(2)单因素方差分析表明,该群落不同生活型的丰富度之间存在极显著差异(P＜0.01);LSD多重比较分析表明,群落丰富度水平表现为总体＞灌木层＞草本层＞乔木层.(3)随海拔梯度的升高,群落总物种丰富度和草本层物种丰富度与海拔呈显著负相关关系(P＜0.05),乔木层丰富度和灌木层丰富度与海拔无明显规律.(4)冗余分析表明,土壤C/N/P的解释率达到58％,是影响物种丰富度的主要因素.

生态位特征是保护珍稀濒危植物的重要基础.为了解珍稀濒危植物四药门花(Loropetalum subcordatum)的生态位特征,采用记名计数样方法对集中分布于贵州茂兰的四药门花群落进行调查;以物种的重要值作为生态位计算的资源状态指标,应用Levins生态位宽度(Bi)、Shannon生态位宽度(Bs)公式和Pianka生态位重叠公式,对贵州茂兰四药门花群落乔木层、灌木层、草本层主要物种的生态位特征进行了研究,同时使用物种-生态位矩阵进行Bray-Curtis聚类分析.结果表明:1)四药门花的生态位宽度Bi和Bs乔木层为4.32和1.53、灌木层为3.95和1.49、草本层为4.55和1.56,表明其具有较强的资源利用能力;Bray-Curtis聚类显示其与灯台树(Cornus controversa)、粗糠柴(Mallotus philippensis)、五节芒(Miscanthus floridulus)、九里香(Murraya exotica)生态位宽度最相似;2)四药门花与乔木层、灌木层、草本层的物种生态位重叠值分别为0.66～0.97、0.55～0.99、0.51～0.96,其中与乔木层、灌木层和草本层中的落叶物种的重叠值分别为0.75 ～0.88、0.82、0.51～0.80,说明四药门花与落叶物种之间可能存在对资源需求的互补性;3)与常绿物种(尤其是灌木层)的潜在竞争关系可能是四药门花濒危的重要原因之一.

该研究以茂兰国家级喀斯特森林自然保护区不同地形部位(漏斗、坡地、槽谷)青冈种群为对象,采用立木级结构代替年龄结构的方法研究青冈种群结构,并绘制了种群的存活曲线,用方差/均值比率法(偏离指数CX)、负二项参数(K)、丛生指数(I)、平均拥挤度(m?)、聚块性指数(PAI)和聚集指数(Ca)等聚集度指标测定了青冈种群的分布格局,以评价该种群的结构特征与更新潜力.结果表明:三种地形部位中,青冈Ⅱ级幼树占绝对优势,其次是幼苗,中、大树占一定比例,存活曲线接近于Deevey Ⅲ型,种群具有较强的自我更新能力,表现为增长型种群;三种地形部位青冈种群除槽谷有完整的径级结构外,漏斗和坡地的径级结构不完整,但均表现为幼苗数量少于幼树,幼树个体数量最多,中树和大树的数量最少,呈中间高而两端低的径级结构;不同地形部位青冈种群分布格局为随机分布,分布格局在种群生长过程中发生变化,表现为随龄级的增加聚集程度减弱,从聚集型向随机型转变.其中,幼苗、幼树、小树多呈聚集分布,中树、大树多呈随机分布.该研究结果为茂兰自然保护区青冈种群的合理保护提供了科学依据.

以茂兰喀斯特原生林3种坡向林下凋落物为研究对象,通过野外调研采样和室内分析测试相结合的方法,探讨了不同喀斯特原生林生态系统下坡向和分解层的凋落物现存量、主要营养元素含量、储量及元素释放率的分布特征.结果表明:1)阴坡凋落物现存总量((0.568±0.024) kg·m-2)高于阳坡((0.504±0.03) kg·m-2)和半阴坡((0.295±0.02)kg·m-2),不同坡向林下凋落物现存量在各分解层均表现为:未分解层(L层)＞半分解层(F层)＞全分解层(Y层);2)不同坡向林下凋落物各营养元素平均含量表现为:C((388.7±11.2)g· kg-1)＞N((24.90±3.49)g·kg-1) ＞K((9.78±1.82)g·kg-1) ＞P((1.53±0.32)g·kg-1),在各分解层的含量表现不同,碳含量和钾含量:L＞F＞Y,氮含量和磷含量:Y＞F＞L;3)3种坡向林下凋落物的碳、氮、钾元素总储量表现为:阴坡＞阳坡＞半阴坡,磷元素总储量表现为:阳坡＞阴坡＞半阴坡;4)凋落物营养元素储量在L层占总储量的37.1％～64.2％,并随分解加剧而减少;L层和F层的元素释放率均表现为:阴坡＞半阴坡＞阳坡,且碳、钾元素释放率高于氮、磷元素.在喀斯特原生林凋落物分解的养分释放过程中,坡向对林下凋落物的理化性质及分解速率有较大影响,且阴坡林下凋落物分解较快、营养元素内部循环周期较短.

报道了采自贵州茂兰国家级自然保护区的硅藻门中国新记录植物4种,分别为细条琳达藻Lindavia tenuistriata (Hustedt) Nakov、密集美壁藻Caloneis densema Kulikovskiy、侧身羽纹藻Pinnularia latarea Krammer、单节双菱藻Surirella uninodes Skvortzov.对其形态和生境特征及地理分布进行了详细描述.

四药门花是我国特有的珍稀濒危植物,其种群特征是制定切实有效保护策略的重要依据.该研究根据四药门花在贵州茂兰的分布特征,设置了5个40m×10m样带对其种群进行调查,从种群径级结构[Ⅲ级开始,胸径(DBH)2.5 cm为一个径级]、静态生命表、存活曲线等方面分析其种群结构.结果表明:(1)贵州茂兰四药门花个体数比例最大的为IV级(2.5 cm≤DBH<5 cm),占27.0％,幼苗库的个体数比例占24.7％,为稳定型种群.(2)I级(h<1.3 m)、Ⅱ级(h>1.3 m且DBH<1 cm)的生命期望值最大;在V龄级(5 cm≤DBH<7.5 cm)前的预期生命值随着年龄增加而降低,V龄级后预期寿命先升后降.(3)死亡率曲线和消失度曲线趋势一致,大致表现为先上升后下降但降幅较小;龄级V的死亡率和消失度最高,其主要影响因素可能为环境筛尤其是水分胁迫.(4)存活曲线除Ⅱ级到Ⅲ级(1 cm≤DBH<2.5 cm)有小幅上升外,基本单调递减.(5)四药门花种群的就地保护,除延续现在的封禁模式外,需要对中树加强抚育.

2016年8月至12月,在贵州茂兰国家级自然保护区布设69台红外相机 (1台丢失,3台损坏),对区内大中型兽类及林下鸟类资源进行连续监测.共记录到11种兽类和16种鸟类,包括1种国家Ⅰ级重点保护野生动物 (白颈长尾雉Syrmaticus ellioti) 和4种国家Ⅱ级重点保护野生动物 (斑灵狸Prionodon pardicolor、猕猴Macaca mulatta、白鹇Lophura nycthemera、仙八色鸫Pitta nympha) .其中,相对丰富度最高的兽类为小泡巨鼠 (Leopoldamys edwardsi) (RAI=15. 22) 、红腿长吻松鼠 (Dremomys pyrrhomerus) (RAI=9. 58) 、帚尾豪猪 (Atherurus macrourus) (RAI=1. 46) 、鼬獾 (Melogale moschata) (RAI=1. 04) 、赤腹松鼠 (Callosciurus erythraeus) (RAI=0. 57); 相对丰富度最高的鸟类为紫啸鸫 (Myiophoneus caeruleus) (RAI=3. 79) 、白鹇 (RAI=3. 25) 、橙头地鸫 (Zoothera citrina) (RAI=0. 45) 、虎斑地鸫 (Zoothera dauma) (RAI=0. 45) .豹猫 (Prionailurus bengalensis) 、仙八色鸫、灰头鸫 (Turdus rubrocanus) 、灰翅鸫 (Turdus boulboul) 、灰眶雀鹛 (Alcippe morrisonia) 、绿翅金鸠 (Chalcophaps indica) 、黄嘴栗啄木鸟 (Blythipicus pyrrhotis) 为保护区新记录.活动节律分析结果显示,白鹇和紫啸鸫为昼行性动物,帚尾豪猪和鼬獾为夜行性动物,结果与传统方法调查基本一致.本研究结果有助于监测茂兰保护区中大中型兽类和林下鸟类资源,为保护区有效管理提供数据支持.