2022年4-5月和11-12月在黑龙江省凉水国家级自然保护区开展野外调查,收集三趾啄木鸟的取食生境及取食活动特征数据.利用资源选择函数分析影响三趾啄木鸟取食生境选择的重要因子,通过卡方检验、Mann-Whitney U检验比较冬春季节取食生境选择和取食活动间的差异,采用基于"利用-可利用"的Bailey方法探讨其取食偏好.结果表明:优势乔木树种和枯立木数量是影响三趾啄木鸟取食生境选择的重要因子,其偏好在优势乔木为云、冷杉且枯立木数量多的生境中取食;偏好取食的树木高度在10～20 m、胸径在15～45 cm,春季偏好半枯立木,对红松表现出随机利用,冬季偏好枯立木,避免选择红松.三趾啄木鸟偏好在树的主干取食,春季偏好采用轻啄的方式在树中部取食,取食时长较短,冬季偏好采用凿取的方式在树上部取食,取食时长较长.三趾啄木鸟的取食生境选择和取食活动特征在冬春季节呈现出一定的差异.

青藏高原东南部的东喜马拉雅地区和横断山区是全球生物多样性热点区,也是青藏高原重要的生态安全屏障区,但对该区域森林群落的生态位特征以及多样性相关研究较少.收集和整理了分布于青藏高原东南部的乔木植物及其科属特征,并分析主要优势物种的生态位特征以及森林群落多样性的影响因素.采用"Levins"方法计算优势物种的生态位宽度和生态位重叠值;随后,使用方差比率法、x2检验、Association coefficient联结系数和Ochiai指数等方法分析了种间联结性;最后,使用方差分解方法计算了每个环境因素对植物多样性的解释率.研究结果表明:(1)位于东喜马拉雅地区和横断山区森林群落共有植物42科71属119种,物种组成主要以松科(17种)、杜鹃花科(10种)、桦木科(9种)、无患子科(8种)和樟科(6种)为主;(2)该地区所有种植物生态位重叠值较低(平均值为0.027),并且生态位重叠值为0的种对数最多,说明森林群落整体竞争较小,处于一个相对稳定的状态;(3)生态位宽度值由高到低的物种依次为:冷杉、杜鹃、云南铁杉、川西云杉、落叶松、黄背栎、高山栎、花楸、石栎和云南松,这10种植物在森林群落占据优势地位;(4)种间关联结果显示方差比率大于1,说明森林群落中物种间存在较强的正关联,群落内各个物种占据的不同生态位,合理地利用各种资源;(5)年均温和坡向被认为是影响该地区森林群落物种多样性最关键的两个环境因子;(6)森林群落在年均温为7-11℃的地区和半阳坡的地形中,群落植物多样性最高.

资源冷杉(Abies ziyuanensis)是我国特有的珍稀濒危物种,全球气候变化导致其生境脆弱且生长不佳.本研究分析气候变化对该物种地理分布的影响,为该物种在全球气候变化背景下的种群保护及野外回归提供理论依据.本研究结合资源冷杉现有地理分布数据和环境变量,利用最大熵模型(MaxEnt 3.4.4)和地理信息系统(ArcGIS 10.2),通过模拟未来两个时期的3种气候情景,预测资源冷杉潜在分布区域及其变化特征.结果表明:MaxEnt模型的预测准确性较高,AUC值达到0.998;在当前气候情景下,除广西、湖南、江西现存分布区外,福建西北部与江西交界处、台湾中北部高山地区也是资源冷杉最适宜生境区;最适宜生长的主要气候因子有最冷季度降水量、等温性、最干月降水量、最湿季度平均温,其范围分别为231.99～433.06 mm、≤21.8％、50.38～83.57 mm 和 10.6～20.5 ℃,峰值分别为 331.11 mm、21.8％、67.19 mm 和 15.6℃;未来气候情景下,资源冷杉总适生区面积总体上呈扩张趋势;SSP126情景下,2021-2040年总适生区面积最大,为24.47万km2,比当前气候情景下增加63.7％;在SSP126与SSP585未来情景下,高适生区明显收缩,中、低适生区呈现扩张趋势.

物种是生物学中最基本的分类单元,对于珍稀濒危物种而言,物种的正确界定对于制定保护措施至关重要.分布于中国亚热带地区的百山祖冷杉(Abies beshanzuensis)、资源冷杉(A.ziyuanensis)和大院冷杉(A.dayuanensis)种群极小,且分类上长期存在争议.现行分类依据形态和地理分布将大院冷杉归并到资源冷杉,又将资源冷杉处理为百山祖冷杉的变种,但分子证据不足.该研究对百山祖冷杉、资源冷杉和大院冷杉分布区内8个种群的23株个体进行靶向捕获测序,获得了60个单拷贝核基因中的805个单核苷酸多态性位点.种群遗传结构和历史动态分析表明,这些个体可分为两个谱系,分别对应于百山祖冷杉和资源冷杉,其中资源冷杉在2.35 Ma前与百山祖冷杉和大院冷杉的共同祖先分化,而大院冷杉与百山祖冷杉亲缘关系更近,形成一个谱系.百山祖冷杉、资源冷杉和大院冷杉的遗传多样性水平整体较低,种群间存在较为明显的遗传分化(遗传分化指数0.083-0.208).由于未检测到分化后的谱系间遗传交流,推测分布区的碎片化是谱系间遗传交流受阻进而产生分化的主要原因.生态位比较分析结果显示百山祖冷杉、资源冷杉和大院冷杉这群濒危冷杉分布区的年平均气温和最冷季平均气温显著高于东亚分布的非濒危冷杉物种,因此,该研究认为全球气候变暖是导致其濒危的关键因素.综合以上研究结果,该研究对百山祖冷杉、资源冷杉和大院冷杉这群植物进行新的分类处理,将大院冷杉处理为百山祖冷杉的异名,确认资源冷杉种的地位.在对其濒危机制深入理解的基础上,建议在西南的横断山和秦巴山地区尝试迁地栽培实验,同时就地人工辅助育种.

为了掌握黑啄木鸟、三趾啄木鸟和大斑啄木鸟的冬季取食行为特征,特别是三者之间取食生态位的差异,于2016年1月5-13日,在黑龙江省凉水国家级自然保护区以样线法结合样方法对3种啄木鸟的取食生境和取食行为进行了系统调查,收集了15个生境和行为特征变量数据.共布设45条样线,484个对照样方,收集312组啄木鸟取食数据,其中黑啄木鸟73组,三趾啄木鸟97组,大斑啄木鸟142组.多变量回归树和多分类逻辑斯谛分析结果显示,3种啄木鸟在所调查的15项特征上存在显著分异.采用基于利用-可利用方法的Bailey's方法和双因子方差分析,分别对3种啄木鸟的生境选择和行为特征进行分析,结果显示:黑啄木鸟和三趾啄木鸟偏好在郁闭度较高的原始云、冷杉林中取食,而大斑啄木鸟则随机地在各种林型、生境中取食.黑啄木鸟、三趾啄木鸟多在树干取食,黑啄木鸟更常在倒木上取食,而大斑啄木鸟则多在树冠层取食.黑啄木鸟基本只在主干上凿洞,其他两种特别是大斑啄木鸟则可以在侧枝上取食.与黑啄木鸟和大斑啄木鸟凿洞取食昆虫不同,三趾啄木鸟多通过扒去树皮获得食物.黑啄木鸟的取食树基本为死树,单树取食时间最长,大斑啄木鸟多在活树上取食,单树取食时间最短,经常更换取食树,而三趾啄木鸟的取食树则死活参半,单树取食时间也较长.黑啄木鸟的冬季取食行为节律表现为双峰形,日出后和日落前各有一个活动高峰,其他两种则于白天持续取食.3种啄木鸟取食生境和行为生态位的差异,使它们能够更有效地利用有限的食物资源,共存于同一森林.

正确估算森林植被固碳经济价值可为森林生态系统的生态效益评价提供基础数据.利用1997年和2014年两期四川省森林资源清查数据,依据不同森林类型的生物量与蓄积量回归方程和支付意愿法,估算了四川省两个时期森林植被的固碳经济价值.结果表明,从1997年到2014年,四川省森林植被固碳经济价值由703.17亿元增长到865.75亿元,净增长162.58亿元,年均增长9.56亿元,年均增长率为1.36％;在两个时期,云冷杉林的固碳经济价值比重最大,分别占总固碳经济价值的54.82％和46.62％,表明云冷杉森林植被类型在全省森林植被固碳经济价值中占有重要的地位;四川省天然林和人工林植被的固碳经济价值均呈增加趋势,并且人工林植被固碳经济价值年均增长速率(7.42％)明显高于天然林(1.03％);四川省森林植被固碳经济价值总体上随林龄的增加而增加.研究结果说明,实施包括天然林保护工程在内的森林保护和经营管理措施对提高森林植被的固碳经济价值具有重要的作用.

森林碳储量研究对森林质量评价、林业资源科学管理及森林生态结构保护具有重要意义.以四川省马尔康县梭磨乡冷杉林为研究对象,以2010年森林资源调查实测数据和同年Landsat遥感影像数据为基础,采用逐步线性回归方法,构建2010年地面冷杉林地上碳储量和遥感因子的多元线性回归模型.然后,基于伪不变特征原理的相对辐射校正法计算2010年冷杉林地上碳储量估测模型与1995年、2000年、2005年和2015年四期影像数据的相关关系,分别估测了1995年、2000年、2005年、2010年和2015年研究区冷杉林地上碳储量,从而揭示出近20年来马尔康县梭磨乡冷杉林地上碳储量的时空动态变化特征.研究结果表明:从空间分布看,研究区冷杉林地上碳储量主要分布在贯穿全区东西方向且海拔3000—4000米的区域;从时间分布看,1995—2015年间,研究区冷杉林地上碳储量总量和碳密度呈持续上升趋势,森林碳储量结构处于良性发展阶段.该研究结果对高山峡谷地区森林碳储量的后续研究有一定参考价值.

植物的吸收根是植物从土壤中获取资源的重要器官,其快速周转在生态系统碳循环和养分循环中充当着重要作用,而且其形态特征也反映了植物根系对地下资源利用策略的异同.以海螺沟冰川末端原生演替后期非顶极落叶阔叶林优势物种冬瓜杨(Populus purdomii)和顶极的暗针叶林群落优势物种峨眉冷杉(Abies fabri)作为研究对象,采用土钻法获取两种优势物种的吸收根,分别测定两个优势树种的吸收根形态特征及对应的林下土壤养分含量、温度和湿度.结果显示:(1)两个森林群落林下的土壤温湿度差异不显著,但峨眉冷杉群落土壤总氮、有效氮、有效磷、铵态氮及硝态氮显著高于冬瓜杨群落;(2)峨眉冷杉的总根长、根长密度、比根长和比表面积显著低于冬瓜杨,平均根直径、总根体积和生物量密度显著高于冬瓜杨;(3)冗余分析表明,冬瓜杨和峨眉冷杉的部分吸收根形态特征和土壤养分存在着正相关性,其中冬瓜杨林下土壤有效氮、总磷分别和冬瓜杨根长密度、根比表面积呈显著正相关,峨眉冷杉林下土壤有效氮和峨眉冷杉吸收根平均直径呈显著正相关.上述研究结果说明土壤中氮和有效磷养分显著不同可能是造成冬瓜杨和峨眉冷杉吸收根形态特征差异的重要因素.

研究米亚罗自然保护区的森林地上碳储量,有利于掌握高山峡谷区森林植被碳储量的分布特点,对区域森林资源的有效科学管理和维护森林生态环境具有重要意义.通过对保护区内的7个主要树种分别构建模型来初步估测森林地上碳储量,利用实地调查的样地数据与同期Landsat 8遥感卫星影像,得到波段信息、植被指数、主成分分析、纹理特征、地形因子、植被生长六大类共80个因子,用以构建乔木层不同树种地上碳储量的多元线性逐步回归模型,而灌木层的碳储量则由生物量密度法估算得出.研究结果表明:①模型预测值与实测值相关系数在0.675-0.775之间,精度较高,预测结果可靠;②米亚罗自然保护区森林地上碳储量为5.861 Tg,其中乔木层5.632 Tg,灌木层0.229 Tg.云冷杉林是研究区分布最广的林分类型,其碳储量为5.098Tg,占森林地上碳储量总量的86.98％,在维持区域碳平衡方面发挥着重要作用.③研究区森林平均碳密度为53.138 t/hm2,其中冷杉的碳密度最高,达到74.467t/hm2.④区域内森林地上碳储量以杂谷脑河流域及支流为中心,以一定缓冲距离呈树枝状发散分布,海拔3000-4000 m区域的森林植被碳储量最大,且阴坡的碳储量明显高于阳坡.

为比较极小种群野生植物资源冷杉(Abies ziyuanensis)和元宝山冷杉(A.yuanbaoshanensis)针叶精油化学组成成分,该文利用水蒸气蒸馏法提取资源冷杉和元宝山冷杉针叶精油,采用GC-MS分析确定其精油化学物质成分,并基于峰面积归一化法计算各组分相对含量.结果表明:分别从资源冷杉和元宝山冷杉针叶精油中鉴定出化学物质21种和22种,其中15种为两种冷杉共有成分;烯烃类物质是资源冷杉和元宝山冷杉针叶精油中含量最高的组分,占比分别为95.94％和95.02％.两种冷杉共有成分中β-蒎烯、1-石竹烯、莰烯、α-石竹烯和异松油烯具有较大开发利用价值;非共有成分方面,资源冷杉中α-松油醇和α-蒎烯以及元宝山冷杉中α-依兰油烯和叶醇均具有较大开发利用价值.以上结果为开发利用两种冷杉针叶精油提供了理论依据.