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应用生态学报 2018年第07期杂志 文档列表

吉林磨盘山次生落叶阔叶林群落特征和稳定性分析2079-2087

摘要：东北地区的次生落叶阔叶林一般是由阔叶红松林干扰后形成的,这一群落类型在长白山林区具有广泛的分布.为了解东北次生落叶阔叶林的组成、结构与稳定程度,按照CTFS样地建设标准,于2005年在吉林磨盘山建立了一块5.76 hm^2（240 m×240 m）的长期监测样地.本研究以样地内所有胸径（DBH）≥1 cm的木本植物为对象,分析了物种组成、径级结构、主要树种的存活曲线及群落稳定性.结果表明：DBH≥1 cm的木本植物共有39种13368株,隶属于19科31属.重要值≥1的物种有12种,群落树种组成复杂,表现出明显的阔叶混交杂木林特征.种间多度相差较大,稀有种和偶见种的比例分别为23.1%和43.6%.样地内所有个体的径级分布呈倒＂J＂型,表示群落的生长状态稳定、正常.6个主要树种中花曲柳、蒙古栎、色木槭和怀槐径级结构也呈倒＂J＂型,胡桃楸近于正态分布,春榆为＂L＂型分布.结合6个主要树种的存活曲线发现,花曲柳、蒙古栎、色木槭和怀槐为稳定种群,胡桃楸为衰退种群,春榆为增长种群.利用改进M-Godron法对群落的稳定性分析表明,该群落目前处于相对稳定状态.

气候变化、林火和采伐对大兴安岭森林碳储量的影响2088-2100

摘要：大兴安岭林区林火发生的频率受气候变化的影响将会增加,可能会增加该地区森林生态系统碳损失.本研究通过耦合森林生态系统模型和森林景观模型以模拟未来百年大兴安岭森林碳储量动态变化,量化气候变化、林火和采伐对森林碳储量的影响.结果表明：虽然采伐和林火会抵消相当一部分由气候变化增加的碳储量,但气候变化仍然能够增加大兴安岭森林碳储量.未来100年该地区森林地上和土壤有机碳储量将会分别增加9%~22%和6%~9%.短期（0~20年）气候变化对大兴安岭森林碳储量的影响大于同期林火的影响,中期（30~50年）和长期（60~100年）气候变化对森林碳储量的影响小于林火和采伐的影响.由于未来大兴安岭地区气候变化及其林火干扰存在不确定性,导致未来该地区森林碳储量存在较大的不确定性.未来100年大兴安岭森林地上碳储量和土壤有机碳储量不确定性分别为12.4%~16.2%和6.6%~10.4%.为准确估算我国北方森林生态系统碳储量,需要考虑种子传播、林火和采伐的影响.

渐危植物浙江楠群落结构及叶片性状多样性2101-2110

摘要：浙江楠为商品材＂金丝楠木＂的原植物之一,天然分布区窄,属国家二级保护渐危种,在全球气候变化背景下,研究其天然种群所在森林群落的结构特征及其多样性具有重要意义.本研究以浙江楠天然分布区内13个典型种群为对象,研究其所在群落的群落结构特征、物种多样性和叶片表型变异特征.结果表明：浙江楠天然种群所在群落的结构复杂,物种多样性较高,13个群落的16块样地内共有维管束植物87科162属235种,其中种子植物79科151属221种;重度干扰导致浙江开化、浙江临安等群落的乔木层物种多样性指数显著低于其他群落,而中度干扰提高了福建建宁群落灌木层物种多样性,轻度干扰则利于浙江楠种群自然更新.叶片表型作为楠木属植物重要的分类依据,叶片表型性状在种群间、种群内均存在丰富变异,平均变异系数为17.2%,变异幅度为10.4%~27.5%.种群间的变异（53.6%）大于种群内的变异（17.0%）,平均表型分化系数为75.1%,种群间变异是浙江楠叶片表型变异的主要来源.基于欧式距离（10 cm）将13个天然种群划分为两大类群,但变异呈随机性.

湖南省阳明山山顶苔藓矮林物种组成与多样性的十年动态2111-2120

摘要：于2005年在湖南省阳明山部级自然保护区的阳明山山顶苔藓矮林聚集区建立了3块样地,从物种数量特征、物种重要值、径级结构、高度结构和物种多样性等方面分析了2005—2016年苔藓矮林物种组成和多样性的变化.结果表明：从2005年到2016年,样地内乔木层植物基径（DGH）≥1.0 cm的个体数量减少了30.9%,其中减少率最大的物种为荚蒾,达到98.6%,减少率最小的物种是云锦杜鹃,为1.8%.样地内的物种数有所上升,但均匀度下降.除云锦杜鹃重要值增加外,其余各物种的重要值在10年后均大幅下降,云锦杜鹃为山顶苔藓矮林的优势种.矮林内物种的径级分布以1 cm等级排列,整个矮林的物种表现为小径木（1 cm≤DGH〈6 cm）个体数量多,而中径木（6 cm≤DGH〈15 cm）和大径木（15 cm≤DGH）个体数量少的特点.云锦杜鹃的径级结构呈倒＂J＂型,群落高度增高,表现出稳定和发展良好的趋势;而其他物种更新不良,径级结构不规律.整体上,样地Patrick和Menhinick物种丰富度指数和Simpson指数上升,Shannon指数和Pielou指数下降.

采伐林窗对白云山3种人工林林下植物多样性的早期影响2121-2128

摘要：马尾松、杉木和毛竹是长江流域低山丘陵地区的主要用材树种,其人工林群落结构简单和生物多样性低下是普遍存在的生态学问题.为了解采伐林窗对3种人工林林下植物多样性的影响,选择生境条件基本一致的3种林分,以林下为对照,比较了通过采伐获得的不同大小林窗间植物生活型构成和多样性差异.结果表明：采伐林窗后2年,3种林分中杉木林的植物种类最多,达57种,其次是毛竹林（53种）和马尾松林（41种）.在采伐林窗初期,杉木林和毛竹林林窗内物种数显著高于对照,但马尾松林林窗与对照没有显著差异.500 m^2林窗内的高位芽植物比例显著高于其他林窗,250 m^2林窗内地面芽和一年生植物比例较高,而50 m^2林窗内地下芽植物的比例较高.相同林分不同大小林窗之间物种相似度高于其与对照之间,也高于与其他林分林窗之间;林分林窗与其他林分对照的相似度普遍较低.不同大小林窗下物种丰富度、Simpson生态优势度、Shannon多样性指数均存在显著差异;林分类型对物种丰富度和Shannon多样性指数有显著影响,但对Simpson生态优势度没有影响;林窗大小和林分类型的交互作用对所有指数均无显著影响.通过采伐林窗,林下植物生活型谱发生了变化,植物多样性水平有所提高.

冠层结构和光环境的时空变化对紫耳箭竹种群特征的影响2129-2138

摘要：选择金佛山国家自然保护区内落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林3种典型群落类型,研究冠层结构和光环境特征,以及林下优势种——紫耳箭竹的种群特征.结果表明：随着落叶阔叶林!常绿落叶阔叶混交林!常绿阔叶林的演替,Shannon多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou指数呈增加趋势,表明群落趋于稳定发展的状态;冠层结构特征也发生了显著改变,冠层开度和平均叶倾角减小,叶面积指数增加,冠层的消光能力增强,林下光照水平降低.上层林冠是造成林型郁闭的主要原因,其中冠层厚度和冠层面积是2个主要的影响因素.冠层结构与林下光照指标显著相关,对林下散射光的影响最大.冠层开度、林下光照条件均随着生长季的到来而下降,而叶面积指数呈现增长的趋势,峰值出现在6、7月;平均叶倾角在春季达到最大值,在夏季为最小值.紫耳箭竹的生长与冠层结构和光环境密切相关,其在光照适中的常绿落叶阔叶混交林中生长得最好,分株粗壮、密度大（29.69±1.68株·m^-2）,地下茎拓展能力强;落叶阔叶林中的强光环境可能造成土壤水分缺失,从而对其生长产生影响;而在常绿阔叶林的低光环境下紫耳箭竹分株矮小,密度小（5.80±1.16株·m^-2）,克隆扩展能力降低.在森林结构演变的过程中,冠层结构发生了明显的改变,显著影响林下光环境,过度的低光环境对紫耳箭竹种群的更新和发展有限制作用.

封面说明2138-2138

摘要：封面图片由中国科学院沈阳应用生态研究所汪思龙研究员于2013年拍摄于湖南会同地灵乡大坡试验林场（26°42＇N,109°36＇E）.该区位于沅江流域上游,属中亚热带湿润气候,年均温14.8～18.5℃,年降水量1200～1400 mm,蒸发量1100～1300 mm.该区土壤类型为红壤或红黄壤.

亚热带森林土壤理化性质的异质性和最佳取样量2139-2148

摘要：准确获取最佳取样量有助于提高土壤理化性质的测量精度.采用经典统计学方法,研究了亚热带常绿阔叶林和杉木人工林2个林型土壤理化性质的异质性,运用传统法和自助法研究在90%精度下评估土壤养分含量的最佳取样量.结果表明：2个林型中土壤pH值和C/N表现为弱变异,其他养分指标均为中等程度变异;常绿阔叶林土壤全C、全N等全量土壤指标的变异系数显著大于杉木人工林,而速效指标差异不显著;2个林型中所有土壤指标的评估误差均随取样量的增加呈现出先急剧曲线下降后稳定的趋势,均值也由剧烈波动转向平稳,并且过多的取样并不能有效提高均值测定精度;常绿阔叶林土壤含水率、全C、全N、NO3^--N、全K、全Ca、全Mg的取样量都显著大于杉木人工林,杉木林土壤NH4~＋-N的取样量显著大于阔叶林,而其他指标二者间差异不显著;同一林型各个指标间取样量差异更加明显,NH4~＋-N、NO3^--N等速效指标的取样量显著大于全C、全N等全量指标.因此,建议在土壤调查或监测过程中充分考虑土壤理化性质的异质性,最佳取样量必须依据于取样的目的和土壤指标的变异信息.

城市化梯度上亚热带常绿阔叶林土壤有机碳及其组分特征2149-2155

摘要：以珠江三角洲城区（广州）、近郊（鼎湖山）及远郊（怀集）梯度上的亚热带常绿阔叶林为对象,研究不同土层土壤总有机碳、惰性有机碳、活性有机碳（易氧化有机碳、微生物生物量碳和水溶性有机碳）沿城市化梯度的变化,分析城市化对森林土壤有机碳的影响.结果表明：0~5 cm土层土壤总有机碳和惰性有机碳含量均在城市化梯度上差异不显著,在5~60 cm土层,土壤总有机碳含量在远郊森林显著高于近郊和城区森林,而惰性有机碳含量在近郊森林最高,城区与远郊森林差异不显著.易氧化有机碳含量在近郊森林显著低于远郊（0~60 cm）和城区（0~10 cm）森林,微生物生物量碳含量在城区森林显著低于近郊和远郊森林,而水溶性有机碳含量在近郊森林（0~10 cm）显著低于城区森林.在0~20 cm土层,城区、远郊森林土壤活性有机碳占总有机碳的比例显著高于近郊森林,而惰性有机碳占总有机碳的比例在远郊森林最低;近郊与城区森林惰性有机碳占总有机碳的比例仅在5~10 cm差异显著.城市化增加了土壤活性碳组分,降低稳定性碳组分,不利于总有机碳积累,远郊森林土壤对城市化的响应更敏感.

亚热带不同植被类型土壤磷组分特征及其影响因素2156-2162

摘要：研究了戴云山常绿阔叶林、针阔混交林和针叶林3种植被类型土壤磷组分、微生物生物量磷以及酸性磷酸单酯酶（ACP）和磷酸双酯酶（PD）的活性.结果表明：3种植被类型土壤易分解态磷仅占总磷（TP）的1.0%~4.5%,且碳（C）与有机磷（Po）的比例〉200,表明本研究区受到磷限制.Po是土壤磷库的主要组分,在淋溶层（A层）和淀积层（B层）土壤中分别占TP的44.8%~47.1%和28.6%~30.6%.冗余分析表明,A层土壤磷组分主要受PD影响,而B层主要受ACP调控,且PD和ACP均与Po呈显著负相关.亚热带地区3种植被类型土壤均缺磷,PD和ACP对有机磷的分解可能是该地区森林生态系统对磷限制的适应机制.

黄土高原植被自然恢复和人工造林对土壤碳氮储量的影响2163-2172

摘要：土地利用方式变化能对土壤碳氮储量产生重要影响.为了探讨不同土地利用方式对土壤碳氮的影响,研究了黄土高原子午岭林区自退耕还林（草）工程实施以来（15年）自然恢复草地和人工油松林地0~100 cm土层土壤碳氮储量、碳氮比以及根系生物量的差异.结果表明：自然恢复草地和人工油松林地土壤有机碳均表现出表聚效应,自然恢复草地0~20 cm土层土壤有机碳储量显著低于人工油松林,而其他土层差异均不显著.人工油松林0~100 cm土层土壤总碳储量为117.94 Mg·hm^-2,比自然恢复草地增加28.4%.两种植被类型土壤全氮储量在各土层间差异均不显著,但自然恢复草地0~100 cm土层土壤全氮总储量为7.69Mg·hm^-2,比人工油松林高17.7%.自然恢复草地和人工油松林土壤铵态氮储量在各土层间差异均显著,自然恢复草地铵态氮储量显著高于人工油松林,且随土层增加表现为先增后降的趋势.而自然恢复草地和人工油松林土壤硝态氮储量只在0~20 cm土层差异显著,且自然恢复草地高于人工油松林.自然恢复草地和人工油松林土壤碳氮比表现为0~20 cm土层差异不显著,随土层的加深表现为人工油松林碳氮比显著高于自然恢复草地,且差异逐渐增大.自然恢复草地和人工油松林土壤碳氮储量与根系生物量均呈显著正相关.因此,自然恢复草地土壤有利于氮储量的积累,人工油松林土壤有利于土壤碳储量的增加,且根系是影响土壤碳氮储量分布的重要因子.

植物残体去除对帽儿山温带落叶林土壤碳、氮、磷化学计量特征及其相关因子的影响2173-2182

摘要：2007年在帽儿山温带落叶阔叶林中设置了地上凋落物去除（NL）、根系去除（NR）2个处理,9年后（2016年）测定土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）浓度,以及土壤含水率和容重.结果表明：NL和NR处理表层（0~10 cm）土壤C浓度分别降低15.6%和10.7%,0~30 cm土层加权平均C浓度分别降低7.9%和4.6%;NL处理表层土壤N浓度降低10.2%,而NR处理表层土壤P浓度增加6.6%,两种处理均降低了表层土壤的C∶P和N∶P.标准主轴回归分析表明,不同处理间0~30 cm各土层C、N、P浓度的回归斜率均差异显著,土壤C浓度与土壤含水率、容重的回归截距也差异显著,这表明处理使土壤C、N、P化学计量与土壤物理性质发生了协同变化.建议今后植物残体去除处理试验考虑生态化学计量的调控作用.

透光抚育对温带帽儿山红松林非生长季土壤温室气体排放的影响2183-2194

摘要：非生长季土壤温室气体排放在碳氮循环中具有重要作用,而采伐干扰对非生长季森林土壤温室气体排放具有何种影响并不明确.采用静态暗箱-气相色谱法,同步观测温带帽儿山50年生红松人工林在不同透光抚育方式下（次生林冠下栽植红松10年时设立为对照;半透光抚育：伐除上层林木50%;全透光抚育：伐除上层林木100%）非生长季土壤3种温室气体（CO2、CH4和N2O）排放通量及其相关环境因子（土壤温度、含水量及碳氮含量等）,研究采伐干扰对非生长季森林土壤温室气体排放的影响及主控因子.结果表明：透光抚育会降低非生长季土壤CO2、CH4和N2O的排放通量,全透光和半透光抚育显著降低了温带红松林非生长季土壤CO2排放量21.0%和22.8%,并降低CH4吸收量16.0%和16.4%,但差异不显著,全透光抚育显著降低N2O排放量23.5%,而半透光抚育降低11.2%且差异不显著.温带红松林非生长季土壤CO2、CH4和N2O的年贡献率分别为11.7%~14.2%、13.1%~17.0%和63.9%~72.6%,透光抚育降低了非生长季土壤CO2（1.4%~2.5%）和CH4（0.7%~3.9%）年贡献率,但提高了N2O年贡献率（2.4%~8.7%）.透光抚育增加了CO2排放与土壤温度、含水量、硝态氮及铵态氮的相关性,降低其与有机碳的相关性,增加了CH4排放与土壤含水量、酸碱度、有机碳和铵态氮的相关性,降低其与硝态氮的相关性,增加了N2O排放与土壤温度相关性,降低其与硝态氮和铵态氮的相关性,改变了其与土壤酸碱度的正负相关关系.因此,透光抚育经营方式能够显著影响温带森林非生长季土壤温室气体排放,其中全透光抚育降低非生长季土壤N2O排放能力要强于半透光抚育.

滴灌水氮耦合对欧美108杨林木生长和土壤氮素的影响2195-2202

摘要：采用地表滴灌技术,田间设计9个水氮耦合处理,以不灌溉不施肥为对照（CK）,9个耦合处理由3个灌溉水平（灌溉土壤水势起始阈值为-75、-50、-25 kPa）和3个施N水平（150、300、450 g·tree^-1·a^-1）组合,于2012和2013年2个生长季的滴灌水氮耦合措施后,研究耦合措施对欧美108杨林木胸径、树高和蓄积量的年增量及0~60 cm土层全氮含量的影响.结果表明：水氮耦合措施可显著促进108杨林木生长并有效提高林地生产力,耦合措施第一年,9个耦合处理中高水高肥处理（土壤水势-25 k Pa＋施N量450 g·tree^-1·a^-1）使108杨蓄积年增量达到11.54 m3·hm^-2·a^-1,相比CK的8.01 m^3·hm^-2·a^-1提高了44.1%,耦合措施第二年,中水高肥处理（土壤水势-50 k Pa＋施N量450 g·tree^-1·a^-1）使108杨蓄积年增量达到27.85 m^3·hm^-2·a^-1,较CK的20.48 m^3·hm^-2·a^-1提高36.0%.连续的水氮耦合措施显著提高了林地0~20 cm土层全N含量,耦合措施第一和第二年高水高肥处理各土层全N含量分别比CK高出12.3%~59.4%和71.1%~81.1%.108杨胸径和树高增量与土壤全N含量呈显著正相关,施N水平和水氮交互作用对林木生长和土壤全N含量具有显著的影响,而灌溉水平的影响不显著.综合表明,滴灌水氮耦合措施可通过改善林地土壤肥力,尤其是浅土层全氮含量来有效促进林木生长并提高林地生产力.

减少降雨对杉木幼林土壤有机质组分及稳定性的影响2203-2210

摘要：由于土壤有机质（SOM）化学结构上的异质性,其对于全球气候变化的响应变得难以预测.随着分子水平技术逐渐应用于SOM结构、来源及分解状态的研究,长久以来关于SOM组分及稳定性的问题可能将被解决.本研究通过两年的减少降雨（50%）处理,运用生物标志物技术,对杉木幼林SOM组分及分解程度进行研究,以探究降水格局的改变对亚热带杉木幼林SOM稳定性的影响.结果表明：减少降雨处理显著降低了土壤中游离脂质的含量,分别降低了短链烷酸的62.8%和萜类及固醇类含量的19.1%,而对其他脂类无显著影响.尽管短期减少降雨处理并未影响土壤中木质素总量,却显著降低了紫丁香基和香草基的酸醛比值.因此,随着降雨格局的改变,可能加快SOM易分解组分分解.尽管难分解组分（木质素）相对稳定,但从长远来看,其稳定性还需持续监测.

高寒灌丛生长季土壤转化酶与脲酶活性对增温和植物去除的响应2211-2216

摘要：对青藏高原东缘窄叶鲜卑花土壤转化酶与脲酶活性对增温（0.6~1.3℃）和植物去除的响应进行研究,以了解气候变暖和植被干扰对高寒灌丛生长季不同时期土壤生态过程的影响.结果表明：增温在整个生长季节使去除/不去除植物处理土壤转化酶活性显著增加了3.7%~13.3%.增温除在生长季末期对不去除植物处理土壤脲酶活性影响不显著以外,在其他时期使去除/不去除植物处理土壤脲酶活性显著增加10.8%~56.3%.去除植物处理对土壤转化酶与脲酶活性的影响因增温与生长季节而存在显著差异.去除植物显著降低了不增温样方生长季初期和末期与增温样方整个生长季节土壤转化酶活性,而没有显著影响生长季中期不增温样方土壤转化酶活性.去除植物仅在生长季末期使不增温样方土壤脲酶活性显著降低了10.5%;而在增温样方,去除植物仅在生长季初期和中期使土壤脲酶活性显著降低16.0%~18.7%.以上结果有利于全面认识高寒灌丛生态系统土壤碳氮循环过程.

降雨隔离和温度增加对杉木幼林土壤可溶性碳氮的影响2217-2223

摘要：土壤可溶性碳氮在森林土壤碳循环和养分循环中起到重要作用,因其对气候变化高度敏感且可被微生物直接利用.本研究通过在2年生杉木人工林内设置隔离50%降雨处理（P）、增温5℃＋隔离50%降雨处理（WP）,利用张力测渗计野外原位收集土壤溶液,研究降雨和温度变化对不同深度土壤可溶性碳氮浓度的影响.结果表明：降雨和温度变化没有改变土壤可溶性有机碳（DOC）浓度的季节变化,土壤溶液DOC浓度在10月最高.降雨和温度变化增加了不同土层土壤溶液DOC浓度,60 cm处增加量最大,与对照相比,P和WP处理土壤溶液DOC浓度的增加幅度分别为30.4%~88.7%和32.8%~137.6%,10月的差异值最大,对照土壤溶液DOC浓度随土壤深度增加而降低,但降雨和温度变化后各土层间土壤溶液DOC浓度没有显著差异.WP处理土壤溶液NO3~--N浓度大幅增加,增加幅度为221.1%~931.0%.在未来全球变化背景下,亚热带地区降雨减少将增加土壤通透性和细根向深层土壤的生长,促进土壤微生物活性和有机质分解,可能增加本地区土壤有机碳氮淋溶流失,而温度增高将加剧碳氮流失风险.

马尾松与阔叶树种混合凋落叶分解过程中总酚和缩合单宁的变化2224-2232

摘要：采用凋落物分解袋法,研究四川低山丘陵区马尾松与檫木、香椿、香樟3种阔叶树种的混合凋落叶及纯马尾松凋落叶分解过程中总酚和缩合单宁的变化特征.设置马尾松∶檫木质量比为6∶4、7∶3、8∶2,马尾松∶香椿质量比为6∶4、7∶3、8∶2,马尾松∶香樟质量比为6∶4、7∶3、8∶2混合处理.结果表明：经过180 d的分解,纯马尾松凋落叶缩合单宁的降解率为84.4%,混合凋落叶缩合单宁的降解率均高于纯马尾松凋落叶.在所有组合中,马尾松∶香樟6∶4混合凋落叶的缩合单宁和总酚降解率最高,分别为90.3%和68.6%,凋落叶的混合促进了马尾松凋落叶缩合单宁和总酚的分解.随着分解时间的延长,马尾松与3种阔叶凋落叶所有混合处理缩合单宁的降解率均呈现先上升后趋于稳定的趋势.而纯马尾松凋落叶、马尾松∶香樟（7∶3）和马尾松与香椿的所有混合处理总酚的降解率呈现在分解前90 d上升此后下降的趋势;马尾松与檫木的所有混合处理及马尾松∶香樟6∶4和8∶2混合处理总酚降解率呈现上升趋势.混合凋落叶分解过程中,单宁和总酚的变化特征还与凋落物基质质量、凋落物分解相关酶（多酚氧化酶、过氧化物酶、亮氨酸氨基肽）的活性有关.