森林粗木质残体主要包括倒木、枯立木、大枯枝、树桩和粗根等,它们是绝大多数森林生态系统的结构性成分,在全球碳循环和生物多样性保育等方面发挥着不可替代的作用.特别是近些年,极端高温、干旱、热带气旋等极端气候事件正在加速树木死亡,改变森林粗木质残体形成的方式和分解过程,森林生态系统功能和稳定性也会受到深刻影响,生态学家对此也越来越重视.如今,生态学家通过野外观测和控制实验,围绕粗木质残体的分解特征、调控机制和分解过程中粗木质残体上的生物多样性开展了大量研究,促进了粗木质残体生态学的快速发展.该文首先汇总了最常见的用于森林粗木质残体分解过程的研究方法,并且描述了各研究方法适用的情景.其次,从形态、物理和化学性状方面探讨了粗木质残体的分解特征.然后,围绕着影响森林粗木质残体分解的控制因素,系统梳理和总结了已取得的研究结果.具体来说,粗木质残体分解主要受到基质质量、分解者和环境条件的调控,其中基质质量和分解者在样点尺度上影响着分解过程,基质质量对分解者群落有自下而上的调控作用,环境条件在区域或更大研究尺度上发挥主导作用.粗木质残体在分解的同时孕育了数量巨大、种类丰富的生物,主要类群包括苔藓类附生植物、细菌、真菌和无脊椎动物.无脊椎动物对森林粗木质残体的利用方式最为复杂,可能将其作为栖息地、掩蔽所、繁殖地、取食场所.附生植物的演替过程与分解时间正相关,但与腐烂程度联系不紧密,其他生物类群的演替则更多地受到基质质量的影响.由于以往的综述鲜有涉及不同结构组分(树皮和木质部)分解的研究进展,该文补充和探讨了树皮和木质部的分解特征和潜在的相互作用过程.由于粗木质残体分解缓慢的特点和研究方法的限制,目前许多机理的相关研究仍不够深入,该文围绕粗木质残体分解机制和生物多样性保育功能探讨了未来需要重点关注的研究内容及可能的研究方法.

附生维管植物对维持森林生态系统的生物多样性、碳储量、生态水文和养分通量有重要贡献.评估附生植物的多样性格局可以为其群落构建机制以及全球变化背景下附生植物的保护和资源利用提供依据.本文以哀牢山中山湿性常绿阔叶林1.44 ha塔吊样地中的附生维管植物为研究对象,综合分析了6种优势乔木宿主植株上附生维管植物的物种丰富度(S)、系统发育多样性(PD)、系统发育结构及其与宿主胸径、树高和物种的相关性.结果表明:哀牢山中山湿性常绿阔叶林311株优势乔木上共调查到26科44属62种附生维管植物.附生植物物种丰富度和系统发育多样性与宿主胸径和树高均呈极显著正相关(P＜0.001).标准化的系统发育多样性(SES.PD)与附生植物物种丰富度无显著相关关系,随宿主胸径的增加而显著增加(P＜0.05),随宿主树高的增加而显著减小(P＜0.05).折柄茶(Stewartia pteropetiolata)上附生植物的物种丰富度与PD极显著低于其他宿主物种(P＜0.001),但6种宿主物种上附生植物的SES.PD无显著差异(P＞0.05).变色锥(Castanopsis wattii)和多花含笑(Michelia floribunda)上的附生植物系统发育结构呈发散状态,木果柯(Lithocarpus xylocarpus)和折柄茶上的附生植物系统发育结构呈聚集状态,其余宿主上的附生植物系统发育结构不明显.综上所述,宿主特征包括宿主大小和物种的差异是维持附生维管植物多样性格局的关键,这一结果可为今后从多维度、多角度解析附生维管植物多样性的格局及其维持机制奠定坚实基础.

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.

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.

附生植物是生活在其它植物体或残体上的特殊植物类群,大多生长于森林冠层,空间上远离地面土壤,在光能、水分和养分吸收方面具有明显的局限性.对附生植物的类群、分布、生态功能及对环境的适应性进行了综述,着重分析了附生植物在环境资源有限的生境中生长旺盛并占据重要生态位的原因.同时对今后的研究方向进行了展望,即更新附生植物数据库,明确附生植物水分和养分来源及利用策略,加强对附生植物开发利用及资源恢复重建的研究.

地衣是亚热带山地森林系统附生生物类群的重要组成部分之一,对环境变化极其敏感.为了更好地了解附生地衣对森林边缘效应的响应,我们在云南哀牢山地区原生山地常绿阔叶林中,分别在距林缘5m、25m、50m和100m处设立样地,收集附生大型地衣的凋落物1年;分析附生地衣凋落物的物种多样性和生物量、功能群特征和组成结构对林缘深度变化的响应特征.研究结果显示,边缘效应能够显著提高林缘附生地衣群落的物种多样性和生物量;其发生的距离最深不超过25m.林缘-林内梯度上,不同地衣功能群的响应模式具有各自的特征.排序分析表明仅在5m样地与其他样地之间存在显著差异,指示种分析则发现仅5m样地具有指示种.哀牢山原生林中边缘效应促进林缘附生地衣生长和分布的现象,可能与当地高湿环境削减了地衣的高光损伤以及以叶状和灌状类群为主的地衣个体受到风力破坏的程度相对较低有关.

本研究选取云南哀牢山亚热带森林系统6种常见的附生大型地衣进行为期2年的移植实验,分析其在原生林林外、林缘以及林内3种生境下的生物量增长速率和健康率等的差异,并探讨其生长对环境因子变化的响应.结果显示,网肺衣Lobaria retigera和平滑牛皮叶Sticta nylanderiana在林缘处生物量增长最快;而槽枝Sulcaria sulcata、多花松萝Usnea florida、皮革肾岛衣Nephromopsis pallescens、针芽肺衣Lobaria isidiophora 4种地衣则都是在林外光照更强、湿度更低的条件下生长得最好,林内最差.除网肺衣外,所有地衣的健康率均在林外较好,林缘次之,林内最差.非参数相关分析表明,6种地衣的生长速率和光照以及温度呈正相关,与大气湿度呈负相关;温度和光照是影响地衣生长最主要的生境因子.

附生植物作为山地森林生态系统中重要的结构性成分,在维持森林生态系统生物多样性格局、水分和养分循环等方面发挥着重要作用.本文通过野外调查、标本查阅并结合相关文献,对云南哀牢山地区附生维管植物物种组成及分布进行了系统研究.结果显示,哀牢山地区附生维管植物共有23科83属218种,其中附生蕨类和兰科植物最丰富.附生蕨类有34属93种,以附生-石生蕨类生活型占优势,其中水龙骨科17属62种,占附生蕨类的66.67％,瓦韦属(Lepisorus)和石韦属(Pyrrosia)分别有13种和10种.附生兰科植物有26属65种,其中石斛属(Dendrobium)和石豆兰属(Bulbophyllum)分别有12种和8种.该地区附生维管植物属的分布具有明显的热带性质并以热带亚洲分布居多.附生植物生长于生境因子变化剧烈、资源有限的林冠,对环境变化敏感,极易遭受破坏且破坏后难以恢复,不少附生植物具有很高的药用、观赏等价值.因此,应加强对附生维管植物这一特殊类群的保护.

叶片生物量和元素含量是显著影响叶片生理功能的两类重要的叶片经济性状,且二者紧密相关.然而过去的研究多数关注C、N和P三种元素含量,而对其他元素含量关注较少.维管附生植物不能直接从土壤中吸收养分而经常遭受养分胁迫,养分含量与生物量之间的协同关系在这类植物中表现得尤为突出.选择维管附生石斛属植物为研究对象,应用系统发育独立对比分析,检测了叶片生物量和元素含量的系统发育保守性以及这些性状间的关联进化.结果表明,叶片干物质含量、比叶重、C含量、N含量、P含量以及C/N具有较强的系统发育信号,并且叶片干物质含量和比叶重与这四个元素含量性状间存在较强的关联进化.另外,经系统发育校准后,Ca含量和Mg含量间存在显著正相关;P含量与Si含量间存在显著正相关;Zn含量与N含量、N/P以及Mn含量间存在显著正相关,而与C/N间存在显著负相关.结果为探讨维管附生植物叶片生物量和元素含量的主要影响因素,以及从进化角度探讨二者在植物进化适应过程中的生态协同功能提供案例,对进一步了解维管附生植物的功能适应性具有重要意义.

物种编目是了解生物多样性的基础.本文收集己出版的专著和文献,查阅标本馆的馆藏标本信息,在此基础上,对黄土高原的石松类和蕨类植物的多样性和地理分布数据进行统计和分析.科属排列采用Flora of China的分类系统,科属界定依据分子系统学的最新研究成果.结果 表明,黄土高原共有石松类和蕨类植物18科42属165种2亚种5变种,其中中国特有种35种,占总种数的20.35％.种类数量最多的5个科依次为凤尾蕨科(29种,含种下单位,下同)、鳞毛蕨科(28种)、水龙骨科(19种)、蹄盖蕨科(16种)和铁角蕨科(16种);种类数量最多的6个属依次为铁角蕨属(Asplenium,16种)、鳞毛蕨属(Dryopteris,15种)、耳蕨属(Polystichum,12种)、岩蕨属(Woodsia,11种)、卷柏属(Selaginella,10种)和瓦韦属Lepisorus,10种).黄土高原的石松类和蕨类植物中,无珍稀濒危保护植物,无中国特有属.依据生态类型可划分为4类,即土生植物(112种)、石生植物(75种)、附生植物(18种)、水生植物(3种),该区域石松类和蕨类植物土生或石生的种类占总种数的89.53％.在地理分布上,黄土高原石松类和蕨类处于我国现生类群分布的边缘区域,这与我国的石松类和蕨类分布规律基本一致.