本研究以福建三明森林生态系统国家野外观测研究站的青冈、格氏栲、马尾松、闽楠、香樟林5种人工林为研究对象,分析了 0～10 cm表层土壤微生物呼吸对葡萄糖添加的代谢响应.结果表明:与对照相比,葡萄糖添加使土壤微生物呼吸提高了 82.4％～349.5％,不同树种间差异显著.对照中,土壤微生物呼吸与微生物生物量、土壤有机碳及真菌/细菌有显著的相关关系,表明在没有活性碳供应时,微生物代谢受土壤有机碳含量的调控,且与土壤微生物生物量和群落结构有关.在葡萄糖添加处理中,土壤微生物呼吸与土壤总氮、溶解性有机氮和矿质氮呈显著正相关,表明当活性碳供应充足时,微生物代谢主要受土壤氮含量及其有效性制约.微生物呼吸的代谢响应,即葡萄糖添加处理与对照土壤微生物呼吸的比值,主要受土壤碳氮比的影响,呈现出微生物代谢响应随土壤碳氮比的下降而升高.此外,土壤pH也是影响微生物代谢响应的重要因素.土壤碳、氮含量及有效性对微生物呼吸的影响依赖于微生物是否受碳限制,土壤碳含量调控了碳限制时的微生物呼吸,而土壤氮含量及有效性调控了碳限制解除后的微生物呼吸.

为揭示神农架南坡代表性常绿阔叶林主要木本植物的种间生态联系及群落演替趋势,以小叶青冈+曼青冈群系20 个主要木本植物的 190 组种对为研究对象,通过生态位测定并区分生态位特化种和生态位泛化种以及种间联结性检验,分析该群落主要物种生态位与种间联结特征.主要结果:(1)该常绿阔叶林群落物种丰富,群落组成复杂,小叶青冈(Cyclobalanopsis myrsinifolia)的重要值(11.13%)和生态位宽度(58.3)均最大,占绝对优势,生态位宽度排序和重要值排序不一致,分布频度对生态位宽度影响较大.(2)将 20 种主要木本植物划分为生态位特化种(6 种)、生态位泛化种(3 种)、中性类群(11 种),生态位分化程度较高,资源利用差异以及生境适应性是影响生态位分化的主要因素.(3)生态位宽度大的物种其生态位重叠和相似度较高,生态位重叠指数总体略低,大部分物种对环境或资源需求相似,但相似度不高,种间竞争较弱,种间关系比较稳定.(4)主要木本植物总体正联结显著(P＜0.05),χ2 检验、联结系数AC、Spearman秩相关检验结果均显示种间正联结作用占优势,但大多数种对联结不显著,物种趋于独立分布.(5)通过聚类分析,将 20 种主要木本植物划分三大生态种组:建群种组,共生种组和边缘种组.研究表明,神农架南坡小叶青冈+曼青冈常绿阔叶林目前正处于相对稳定的演替中后期阶段,群落发育较成熟,生态位分化、生境选择以及资源需求互补或互利是影响该群落物种共存的主要原因.研究阐明了神农架南坡代表性常绿阔叶林主要物种之间实际相互作用以及群落特征,为深入理解群落物种共存原因以及群落演替规律提供依据.

理解植物功能性状和功能实体在森林群落的分布,有助于探讨物种丧失对森林生态系统功能、冗余和恢复力的影响.为了解脆弱的岩溶石山森林在应对生物多样性丧失的生态系统反馈,对桂林岩溶石山两块1hm2的常绿落叶阔叶混交林的木本植物数据进行了分析.包括基于功能性状计算功能多样性、构建功能实体计算功能冗余以及采用Pearson相关分析和Mantel检验评估物种多样性指标在生态系统的维持机制.结果显示:(1)青冈+大叶榉树群落的功能多样性指标均低于鱼骨木+青冈+圆叶乌桕群落,且两个群落间功能均匀度不相关(P＞0.05),功能丰富度、功能离散度和Rao's二次熵呈现极显著相关性(P＜0.001),功能分散度呈现显著相关性(P＜0.05).(2)两个群落的物种丰富度与功能冗余指标表现出相似的线性关系,即物种丰富度与功能实体等级、功能冗余、功能超冗余呈正相关,与功能脆弱性呈负相关关系.(3)不同植物功能性状间、不同功能多样性指标间和不同功能冗余指标间的相关性较强,功能多样性指标和功能冗余指标间无显著相关性,但功能性状与功能多样性指标、功能性状与功能冗余指标均存在不同程度的相关性.而在功能实体与物种多样性指标的相关性方面,呈现出同物种丰富度与物种多样性指标相似的显著度.另外,物种多度与物种丰富度、功能分散度、功能离散度、Rao's二次熵及功能脆弱性均显著相关.总之,在岩溶石山常绿落叶阔叶混交林中,高功能多样性的群落存在高功能冗余的现象,但功能多样性和功能冗余是相互独立的因素;物种丰富度高的群落所提供的保险效应无法抵消其生态系统的脆弱性.因此,不能仅通过保护物种丰富度来维持生态系统的特有功能,还应充分考虑多度对生态系统功能的贡献,以更有效地实现对岩溶石山森林生态系统的保护.

神农架落叶阔叶林是中亚热带北缘山地保存较好的典型森林植被类型.为探究中亚热带落叶阔叶林的物种多样性维持机制和森林动态,中国科学院武汉植物园按照全球森林生物多样性监测网络(Forest Global Earth Observatory,ForestGEO)和中国森林生物多样性监测网络(Chinese Forest Biodiversity Monitoring Network,CForBio)的建设标准,于2022年在神农架南坡建设了一个25 ha的落叶阔叶林森林动态监测样地.本文基于样地内所有胸径≥1cm的木本植物(不含竹、藤)调查数据,分析了其物种组成、植物区系特征、群落结构.结果表明:该样地海拔落差334m,含木本植物149种(包含变种),61,054个独立个体(包括分枝共有97,664个体),隶属于44科79属,其中常绿和落叶树种分别为28种和121种;稀有种(＜1株/ha)有44种(29.5％);有萌枝的个体占总个体数的26.8％,其物种数占样地物种总数的93.3％.样地科的分布以热带分布(19科,43.2％)占优势,属的分布以北温带分布(35属,44.3％)占优势.该群落乔木层以锐齿槲栎(Quercus aliena var.acutiserrata)和米心水青冈(Fagus engleriana)为优势种,其重要值分别占7.5％和6.6％.样地树种的平均胸径为7.71 cm,胸径≤ 10 cm的个体占优势(76.7％).群落径级结构整体上呈倒"J"型,优势物种的径级结构主要呈现类倒"J"型和正态分布型.神农架中亚热带山地落叶阔叶林具有丰富的物种多样性,相较于纬度相近的样地,其物种多样性更高;植物区系多样;群落结构稳定,根萌比例高,物种更新良好.

研究了四川米仓山自然保护区的水青冈(Fagus)天然林林下野扇花(Sarcococca ruscifolia)和箭竹(Far-gesia spathacea)群落不同土壤(h)深度(0

大径级树木是维持森林群落结构稳定性的主体.海岛由于特殊的生物地理环境蕴育着数量可观的大径级树木.本文以上海大金山岛168株大径级树木为对象,调查了影响树木生长的生物和非生物因素,根据敏感性分析筛选出12个反映海岛大径级树木健康的关键指标;利用层次分析法构建了海岛大径级树木健康评价指标体系,并评价每株个体的健康程度.结果显示:(1)大金山岛大径级树木中,25株为古树,37株为古树后续资源.朴树(Celtis sinensis Pers.)、桑(Morus alba L.)、麻栎(Quercus acutissima Carr.)和乌桕(Triadi-ca sebifera(L.)Small)是上海市现存的最大古树;山合欢(Albizia julibrissin Durazz.)、野鸦椿(Euscaphis japonica(Thunb.ex Roem.et Schult.)Kanitz)、红楠(Machilus thunbergii Siebold et Zucc.)、鸡桑(Morus australis Poir.)、豆梨(Pyrus calleryana Decne.)、柃木(Eurya nitida Korth.)、青冈(Cyclobalanopsis glauca(Thunb.)Oerst.)是未纳入上海市古树名录中的最大古树.(2)指标体系中,准则层权重大小为生物因素>立木状况>生长环境;指标层中叶片病害程度、攀援藤本盖度、树干病害程度、邻体空间挤压程度和枯枝比权重较大,各占约10%.(3)54%的大径级树木存在不同程度的健康问题.豆梨、楝(Melia azedarach L.)、丝棉木(Euonymus maackii Rupr.)、构树(Broussonetia papyrifera(L.)L'Hér.ex Vent.)、白檀(Symplo-cos paniculata(Thunb.)Miq.)、野鸦椿、黄檀(Dalbergia hupeana Hance)和算盘子(Glochidion puberum(L.)Hutch.)的健康状况相对较差.

为揭示滇东菌子山喀斯特森林树种的种间关系,基于样方调查数据,运用生态位测定、x2检验、联结系数(AC)、Spearman秩相关检验等方法研究了乔木优势树种生态位和种间联结性.结果表明:滇青冈生态位宽度最大,胡桃楸生态位宽度最小;生态位宽度与频度的排序比与重要值的排序更一致.乔木优势树种生态位重叠程度总体较低,平均值为0.21,物种对环境资源利用相似性较低.乔木优势树种的总体联结性为显著正联结,正负联结比为1.07,群落总体上处于相对稳定的演替后期.乔木优势树种的x2检验、Spearman秩相关检验结果显示,65.3％的种对间呈不显著联结,种间联结性较弱.物种间联结系数(AC)、Spearman秩相关系数与相应生态位重叠指数间均呈极显著正相关.滇青冈-多脉猫乳、球核荚蒾-大叶臭花椒、小花香槐-山羊角树、大叶臭花椒-小花香槐等种对联结性强、生态位宽,在滇东及邻近喀斯特生态恢复中有较好的潜在应用价值.

松阔混交林和常绿阔叶林是亚热带地区天然次生林代表性的森林类型,通过研究主要树种分布变动趋势,可以有效地指导森林经营措施.在该地区4个1 hm2典型样地,在0-30m尺度范围内综合分析了主要树种的空间分布格局及种间关联性,并对同一树种分发育阶段在不同森林群落中的种群空间分布格局进行了比较,以探讨亚热带地区天然次生林群落空间格局形成和种群维持机制.样地1和2为松阔混交林,其中样地1的马尾松密度较低,样地3和4为常绿阔叶林.研究结果表明:(1)以完全随机模型为零假设时,样地1的主要种群在小尺度(＜10 m)呈聚集分布,随尺度增加呈随机分布;样地2-4的主要种群在所有尺度呈聚集分布,随尺度增加聚集强度逐渐减弱;以异质泊松模型为零假设时,4个样地的主要种群在大部分尺度呈随机分布;(2)青冈和苦槠的小树(5.0 cm≤DBH＜10.0 cm)在4样地的所有尺度以聚集分布为主,大树(DBH≥10.0 cm)在松阔混交林样地呈随机分布趋势,但在常绿阔叶林样地青冈在0-20 m尺度、苦槠在所有尺度呈聚集分布;(3)松阔混交林中建群种马尾松和其他树种的种间关联性,在样地1的小尺度为负相关,随尺度增加为不相关,在样地2的所有尺度为负相关;常绿阔叶林中建群种青冈和其他树种的种间关联性在在样地3的小尺度为负相关,随尺度增加为不相关,在样地4的所有尺度为负相关;所有伴生树种的种间关联性以负相关为主.结果说明,种群空间分布格局及其关联性随群落结构和空间尺度的不同而出现变化,在松阔混交林和常绿阔叶林群落格局形成中除了扩散限制和生境异质性以外,密度制约机制在松阔混交林中发挥了重要作用,而在常绿阔叶林中其作用随着树木生活史阶段的提高而减弱.

以中国大陆北热带及亚热带地区优势科樟科、壳斗科植物为研究对象,利用专著发表大量的样方数据和物种分布数据,分析樟科、壳斗科与群落构建的关系、它们各大属的地理分布格局,探讨影响其分布的可能历史原因.结果表明:中国大陆北热带及亚热带地区森林乔木层优势科为樟科、壳斗科、山茶科、杜鹃花科.樟科、壳斗科物种丰富度均与其所在群落的物种丰富度呈现一定的正相关,樟科对群落构建的贡献较大.樟科、壳斗科植物种的空间多样性分布中心均出现在我国亚热带中部偏南地区.樟科的厚壳桂属、琼楠属以及壳斗科的锥属物种多样性分布中心主要在南亚热带及北热带区域,以广西、云南省份的南部为主.樟科的樟属、新木姜子属、润楠属、木姜子属及壳斗科的柯属、青冈属主要分布在我国大陆北热带及亚热带中部偏南的地区,其多样性分布中心与樟科、壳斗科科水平的物种多样性分布中心极为相似.樟科的山胡椒属、楠属、黄肉楠属,壳斗科的栎属主要分布在研究区域中部以西的地区.研究结果佐证物种的生态学特性以及生物地理学历史综合作用导致目前樟科和壳斗科植物的生物多样性分布格局.

分析桂林岩溶石山青冈群落主要种群的种间关联性,揭示其种群间的共生关系,可为桂林岩溶石山植被的修复与重建、经营管理和生物多样性保护提供理论依据.基于样方调查,采用x2检验、联结系数(AC)、共同出现百分率(PC)、Ochiai指数(OI)、Dice指数(DI)和主成分分析(PCA)等方法,对桂林岩溶石山青冈群落中重要值前22位的乔木物种进行种间关联测定和生态种组划分.结果表明:研究区22个主要乔木物种总体呈显著正联结,表明该地区青冈群落处于较稳定的顶极阶段;x2检验结果显示,231个种对中有108个种对呈正联结,115个种对呈负联结,8个种对无联结,正负联结比为93.9％,绝大多数种对呈不显著联结,种对间的独立性较强,主要原因可能在于桂林岩溶石山较高的生境异质性导致物种间的生态位产生分化;AC、PC、OI和DI与x2检验结果基本一致,种间关联性分析应以x2检验为基础,辅以AC、PC、OI和DI等指数进行综合研究;根据PCA排序和种间关联关系,将22个主要乔木种群划分为3个生态种组,组内物种对生境具有趋同适应性,组间物种具有不同的生态要求.