间伐强度对杉木林下植物物种多样性和结构组成的影响

【目的】研究营林措施对杉木(Cunninghamia lanceolata)林下植被的多样性影响及其关键控制因素,从本质上解释人工林下植被变化的调控机制。【方法】以3种不同间伐强度(强度:74%,中度:50%和弱度:34%)的杉木人工林为研究对象,采用野外调查和室内分析相结合的方法,重点探究间伐强度对林下植物物种丰富度和多样性的影响,以及林下植物物种组成与生境因子之间的关系及其重要控制因子。【结果】间伐8a后,杉木林下灌木层的物种丰富度和多样性没有发生明显变化,但间伐措施能明显改变灌木层的物种组成,这种效应在中度间伐和强度间伐的杉木林中表现尤为突出;间伐不仅能显著改变杉木林下草本层的物种丰富度和Whittakerβ多样性,而且也能明显改变草本层的物种组成,这种作用在强度间伐的杉木林中最强;冗余分析(RDA)结果揭示了土壤碳氮比和乔木胸高断面积是影响杉木林下灌木层物种变化的最主要因子,而影响林下草本层物种组成的最显著因子为土壤有机碳含量和乔木胸高断面积。【结论】间伐措施,特别是高强度的间伐措施能显著改变灌木层的物种组成,以及草本层的多样性和物种组成,可能对杉木人工林的生态过程和林木生长产生一定影响。     

不同更新方式巨尾桉林下植物群落变化及其环境解释

【目的】了解不同更新方式巨尾桉（Eucalytus grandis×E.urophylla）人工林下植物群落的变化规律。【方法】采用典范对应分析（CCA）,定量评价巨尾桉人工林下植物分布与更新方式和环境因子之间的关系。【结果】更新后5年,群落草本层和灌木层的物种丰富度均为植苗林〉萌芽林〉采伐迹地;草本层植物的ShannonWiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数以植苗林为最高,采伐迹地次之,萌芽林最小;灌木层的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数则以萌芽林为最高,植苗林次之,采伐迹地最小;方差分析结果表明,萌芽林与植苗林草本层植物之间的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数存在显著差异（P〈0.05）,采伐迹地的Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数明显低于萌芽林（P〈0.05）,其余均无显著差异。3种群落的物种组成存在显著差异,冠层透光系数、土壤孔隙度、坡向、速效磷对灌木层物种分布格局有重要的影响,4个环境因子的叠加效应总共解释了3种群落之间灌木层物种组成变异的90%以上;冠层透光系数、坡向、总氮/总磷、速效氮/速效磷、土壤孔隙度对草本层物种分布格局有重要影响,5个环境因子的叠加效应总共解释了3种群落之间草本层物种组成变异的86%。【结论】微生境的变化导致了不同更新方式巨尾桉人工林下植物组成的变化;适度干扰（不炼山、不施除草剂、带状整地、带状抚育）有利于林下植物多样性的维持。     

连栽对桉树人工林植被盖度、物种多样性及功能群的影响

【目的】研究和阐明桉树（Eucalyptus spp.）连栽对植被盖度、植物多样性和功能群的影响。【方法】采用空间代替时间和定位监测相结合的方法,对Ⅰ~Ⅲ代连栽林分的植被盖度、植物多样性和功能群进行研究。【结果】连栽不仅降低林下植物的物种多样性,还将改变植物的功能群组成;连栽降低乔木和藤本植物营养体和种子库的有效性,增强草本植物的有效性。不同连栽代数植被盖度与植物多样性的关系不同。第Ⅰ代林的物种丰富度与林冠层盖度和灌木层盖度呈紧密的正相关（P〈0.05,n=18）,而第Ⅱ代林和第Ⅲ代林则表现为紧密的负相关（P〈0.05,n=18）。连栽对乔木层盖度影响不大,但显著地降低灌木、草本层的盖度。【结论】连栽对植物多样性具有显著的负效应。随着连栽代数的增加,林下植物功能群向草本、小型和一年生植物功能群转变趋势明显。     

桉树林取代马尾松林后不同更新方式对林下植物多样性的影响

为探究桉树(Eucalyptus spp.)林取代马尾松(Pinus massoniana)林后不同更新方式(植苗、萌芽)对林下植物多样性的影响,采用空间代替时间结合成对比较法,开展林下植物群落调查及土壤理化性质测定,分析不同林分林下灌草层的物种组成、重要值和多样性特征。结果表明：(1)4种林分林下植物共有49科99属121种,其中灌木层有35科65属83种,草本层有18科36属38种;桉树林取代马尾松林后,植苗更新及萌芽更新方式下,林下植物群落的物种组成均发生了显著变化。(2)桉树林取代马尾松林后,植苗更新桉树林均显著提高灌木层及草本层的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数;而萌芽更新林分显著降低灌木层的物种丰富度,但显著提高草本层的物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Simpson指数。植苗更新方式有利于桉树林灌木层物种的恢复和多样性的维持,萌芽更新方式则更有利于草本层植物物种的恢复和多样性的维持。(3)土壤含水量(Soil Moisture Content, SMC)和全氮(Total Nitrogen, TN)是影响4种林分灌木...     

嵩山国家森林公园侧柏人工林恢复过程中物种多样性和种间关系变化

通过样方调查,对侧柏人工林恢复过程中群落各层物种多样性变化以及物种种间关系进行了研究,进而探讨了不同阶段人工林林下物种多样性与林分密度的关系.结果表明,嵩山侧柏人工林不同恢复过程中物种的丰富度、多样性和均匀性指数都在波动中逐渐增加.在人工林不同恢复阶段,群落的乔木、灌木和草本物种的平均相关系数分别为92.78%,33.33%,28.07%,乔木种类具有较高的连续性和稳定性,灌木和草本植物则随着人工林环境条件的改变显示出较大的波动性.不同演替阶段侧柏人工林林分密度对乔木层物种多样性以及灌木层和草本层的物种丰富度指数都有一定影响作用,但对草本层物种多样性影响不大.     

广西玉林市4种人工林林下植被物种多样性研究

通过样地调查,运用重要值、丰富度、多样性、均匀度等指标,研究玉林市福绵管理区大义林场马尾松人工林、杉木人工林、巨尾桉人工林和红椎人工林林下植物的物种多样性。结果表明:(1)人工林林下植物种类比较丰富,群落物种数为54~62种,平均为58±3.36,灌木层的物种数为39~51种,平均45±4.97,草本层的物种数为11~15种,平均13±2.31。(2)Shannon-W iener指数的变化值在0.6915~2.9972之间,灌木层的物种多样性高于草本层的多样性;灌木层的多样性比较接近,变化在2.7985~3.3037之间;草本层的多样性变化较大,在0.2626~1.8930之间;多样性最大值出现在巨尾桉人工林,马尾松人工林最小;均匀度变化在0.1710~0.7318之间,均匀度的变化规律与Shannon-W iener指数的变化规律相似。(3)各种人工林林下植物的相似程度比较高,共有种达37.78%~53.78%。(4)人工林林下植物多样性取决于环境条件、林分结构和人为干扰强度,与人工林树种无关。     

炼山和套种绿肥对桉树人工林下植物和土壤C:N:P化学计量特征的影响

【目的】研究炼山和套种绿肥对桉树人工林林下植物和土壤C、N、P化学计量特征的影响,阐明炼山和套种绿肥条件下桉树人工林林下植物与土壤C、N、P的作用关系。【方法】在凭祥市热带林业实验中心青山试验场测定炼山和套种绿肥(山毛豆)处理下的桉树人工林林下植物与土壤C、N、P生态化学计量特征的变化规律。【结果】桉树人工林林下植物灌上(灌木层地上部分)有机碳、全氮含量最高,全磷含量最低;土壤有机碳和全氮含量随土壤层次的加深而递减,而土壤全磷则呈表层土的含量最高,随后减少再逐渐回升的趋势。炼山处理降低了林下植物中的有机碳、全氮含量,尤其是草上(草本层地上部分)和灌上(P0.05),却提高灌下(灌木层地下部分)的全磷含量(P0.05);炼山降低0～60cm土层的有机碳及全磷含量,降低0～10cm土层的全氮含量,提高10～60cm土层的全氮含量。套种绿肥后,林下植物有机碳含量降低,灌木层的全氮含量提高;显著降低草本层的全磷含量,而显著提高灌上的全磷含量;显著降低0～10cm的土壤有机碳及全磷含量(P0.05),小幅度降低0～10cm、10～20cm土层的全氮含量(P0.05)。炼山+套种绿肥处理,土壤表层0～10cm有机碳和全氮含量显著提高,林下植物草上全氮和全磷含量显著增加(P0.05);与单一的炼山或套种绿肥处理恰好相反。炼山提高林下植物生态化学计量比值,却降低土壤生态化学计量比值;套种绿肥总体上提高林下植物的N∶P和C∶P,降低林下植物的C∶N和土壤生态化学计量比值;炼山+套种绿肥对土壤生态化学计量比影响显著,总体降低林下植物的生态化学计量比,尤其是草上及灌上组分(P0.05)。林下草本和灌木层植物的地上部分与土壤的生态化学计量比呈负相关关系。【结论】炼山和套种绿肥对桉树人工林林下植物与土壤C∶N∶P化学计量特征有显著影响,炼山+套种绿肥比单一处理的方式更有利于提高土壤表层0～10cm有机碳和全氮含量以及林下草本植物地上部分全氮和全磷含量。     

林窗尺度对侧柏人工林植物多样性的短期影响

【目的】明晰林窗尺度对侧柏人工林植物多样性的短期影响。【方法】在江苏徐州九里山阳坡面调查开设2 a后的3种尺度林窗(半径4 m林窗,编号S; 8 m林窗,编号M; 12 m林窗,编号L)中的植物多样性。【结果】①与对照样地(林窗附近样地)相比,不同尺度林窗内植物种类均有所增加。其中:灌木层植物在L、M、S林窗中分别增加了4种、7种、2种,草本层植物分别增加了4种、1种、3种,更新树种增加了2种、1种、1种。②除S林窗的灌木层外,林窗中的Margalef指数均显著大于对照样地(P<0.05),灌木层Margalef指数的最大值出现在M林窗,草本层中最大值出现在L林窗; L林窗和M林窗中灌木层的Shannon-Weiner指数显著高于对照样地(P<0.05); L林窗草本层的Pielou均匀度指数显著高于对照样地(P<0.05),并随林窗尺度增大基本呈现降低趋势。【结论】与S和L林窗相比,M林窗(半径8 m)对徐州侧柏人工林植物多样性和更新树种的增加有更大的促进作用。     

火烧迹地萌芽更新林杉木种群结构与林下植物多样性研究

采用样地调查法对江西省遂川县火烧迹地杉木萌芽更新林杉木种群和林下植物多样性进行了研究,结果表明:杉木种群的径级结构属于金字塔型,为增长型种群。杉木群落林下维管植物种类较少,有24科31属37种,木本植物为优势类群,占植物总种数的70.27%;群落林下植物属的区系成分复杂多样,具有明显的热带性质。灌木层的物种多样性指数较高,而草本层的物种多样性指数较低。总体来看,群落林下植物各层次的物种多样性均表现为:灌木层>草本层。该研究为杉木次生林的经营管理、自然植被的恢复和生物多样性保护等提供了理论依据。     

不同林地清理和培肥措施对桉树人工林植物多样性的影响

【目的】探讨不同林地清理方式下不同培肥措施对植物多样性的作用规律,为桉树人工林的可持续经营提供理论依据。【方法】基于两种不同林地清理(火烧清理和人工清理)和3种不同培肥措施(加炭C、加氮N和套种绿肥)处理试验,比较研究不同林地清理和培肥措施的独立和交互作用对桉树人工林下植物多样性的影响。【结果】火烧清理和人工清理4年后,火烧清理林地的物种丰富度显著低于人工清理林地(P0.001);两种清理方式下加C、加N和套种绿肥均明显改变植物群落的组成和结构,但优势种保持不变,均为蔓生莠竹、弓果黍、小花露籽草和五节芒(套种绿肥中的小花露籽草除外),显著降低植物多样性指数(包括Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数);两种清理方式各处理林下植物功能群谱完全相同,均表现为禾草植物木本植物蕨类植物藤本植物杂草植物入侵植物;两因素方差分析表明,火烧清理和人工清理条件下,加C、加N、套种绿肥处理均极显著影响林下植物多样性指数,林地清理方式与不同处理的交互作用也对林下植物多样性指数产生极显著的影响。【结论】火烧和人工清理林地及加C、加N、套种绿肥等培肥措施对林下植物多样性存在显著影响。从维护生物多样性的视角出发,在桉树人工林的经营中应尽量减少加C、加N和套种绿肥等培肥措施的应用。     

亚热带3个地点青钱柳群落特征比较

【目的】以亚热带3个区域青钱柳天然群落为研究对象,通过调查其物种组成、结构特征、种群结构以及更新状况,探究影响青钱柳种群更新的主要原因,为青钱柳野生资源的保护和可持续利用提供科学依据和技术支撑。【方法】采用典型样方调查的方法,对3个青钱柳群落[四川沐川(群落M)、广西金钟山(群落J)和湖北鹤峰(群落H)]进行样方调查,分析其物种组成、物种多样性特征和区系特征,并评价群落间的相似性。以径级代替年龄的方式分析种群结构和更新情况。【结果】四川沐川群落(群落M)、广西金钟山群落(群落J)和湖北鹤峰群落(群落H)分别有维管植物32科50属70种、50科79属96种和59科100属126种;3个群落区系特征差异不显著,均以亚热带和温带成分为主;物种多样性和物种丰富度变化趋势较为一致,表现为乔木层>灌木层>草本层。3个群落的物种多样性和丰富度总体表现为群落H>群落J>群落M;群落结构为中等不相似,相似度表现为群落M与群落J的较高,群落M与群落H的次之,群落J与群落H的较小。【结论】整体来看,不同地理分布的青钱柳群落物种组成差异明显,相似性水平低,但其结构特征具有一定的相似性;乔木层树种优势显著,导致林分郁闭,林下光照减少,影响种群更新;灌木层植物种类较多,分布较为均匀;草本层占据较少空间,以蕨类植物为主;青钱柳种群天然更新在径级结构上出现不同程度的残缺现象,导致更新不连续。从天然更新的角度看,适当开辟林窗,有利于促进林下青钱柳幼苗幼树的生长及均匀分布,完成种群更新,使群落向着长久稳定的方向发展。     

西南岩溶地区天然次生林群落不同层次的构建机制

以西南岩溶地区天然次生幼龄林、中龄林和近熟林为研究对象,采取以空间代替时间的群落生态学方法,研究不同林分结构特征的变化规律和森林群落不同层次的构建机制.结果表明:岩溶地区天然次生林恢复过程中,林分的结构特征发生了显著变化.由幼龄林、中龄林到近熟林,林冠层(林木胸径DBH>5 cm、树高H>5 m)的个体密度、胸高断面积...     

星载激光雷达GEDI数据林下地形反演性能验证

【目的】新一代天基测高系统全球生态系统动力学调查(GEDI)对森林观测及经营具有重要意义,为探究GEDI V2(GEDI第2版)数据反演林下地形的性能,利用机载雷达数据验证林下地形反演精度,并探究反演精度的影响因素。【方法】分别以美国西波拉森林与中国帽儿山森林为研究对象,利用G-liht及帽儿山高精度机载雷达数据验证GEDI V2数据在针叶林及针阔叶混交林下反演地形的性能,并分析不同光束强度、光斑时间、坡度及植被覆盖度对地形反演精度的影响。【结果】美国西波拉针叶林地区地形反演精度均方根误差(RMSE)为2.33 m,平均绝对误差(MAE)为1.48 m;帽儿山针阔叶混交林地区地形反演精度RMSE为4.49 m, MAE为3.33 m。随着坡度、植被覆盖度增大,两种森林类型地形反演精度均降低。【结论】GEDI V2数据反演针叶林林下地形精度要优于针阔叶混交林,强光束优于覆盖光束,湿润地区白天效果更优,干旱地区黑夜效果更优;平缓地区数据使用效果极好,陡峭地区精度降低;中低植被覆盖度区域地形反演精度较高,高植被覆盖区域地形测定性能有所下降。     

山东孔林植物群落动态变化及演替分析

采用样方调查法对孔林植物群落类型、物种组成、多样性、径级结构进行了调查分析,并与历史调查数据进行对比,探究了孔林植物群落演替过程与趋势。结果表明,经50多年的演替,孔林植物群落类型有所增加。除了原有的侧柏林、麻栎林和黄连木林外,新出现了刺槐林、皂荚林等阔叶林及侧柏-黄连木、侧柏-栾树、麻栎-侧柏等针阔混交林。孔林植物群落中阔叶乔木种类增加,正向顶极的落叶阔叶林演替。与50年前相比,孔林植物群落灌木层盖度有所降低,草本层盖度明显升高,外来植物种类增加,50年间灌木及草本物种组成差异明显。孔林中侧柏和刺槐种群处于稳定发展阶段,黄连种群处于良好增长阶段,而麻栎种群发展有衰退趋势。孔林典型植物群落中侧柏-牛繁缕群丛的乔木层、灌木层及草本层植物多样性均较低,孔林植物多样性受人为干扰的影响远高于自然生境的影响。孔林定期的灌草管理、引种栽培及旅游等活动对孔林植物群落造成了一定影响,建议在必要的人工造林、保育的基础上,适当减少对孔林的人为干扰,促进孔林植物群落向近自然林演替。     

两种类型人为干扰对城市风景林植物多样性的影响

【目的】城市化对城市森林生态系统产生巨大影响,探讨城市化背景下植物群落物种多样性成为城市生态学研究热点。笔者探究了游客活动干扰和城市园林管理干扰对物种多样性的影响,为徐州泉山保护区的生态保护提供理论基础。【方法】于2018年6月,对泉山保护区的泉山、泰山和云龙山进行野外调查,整理统计54个样方物种数据并进行物种多样性分析。【结果】人为干扰加剧了物种数的减少;两种类型人为干扰对不同层物种数影响不同;游客活动干扰对物种多样性影响显著(P<0.05),城市园林管理干扰则无显著影响(P>0.05);两种类型人为干扰对物种丰富度无显著影响(P>0.05),对均匀度影响显著(P<0.05)。两种类型人为干扰对不同层物种数影响不同,游客活动干扰增强会降低乔木层的物种数,城市园林管理干扰增强则降低灌木层的物种数;游客活动干扰对物种多样性影响显著,中度干扰下物种多样性最小,城市园林管理干扰对物种多样性无显著影响;游客活动干扰和城市园林管理干扰均未影响物种丰富度,但均影响物种均匀度,并且影响结果不同。均匀度随着游客活动干扰增强呈先减小后增加的趋势,而随着城市园林管理干扰增强呈增加的趋势。【结论】游客活动干扰较城市园林管理干扰对植物多样性格局产生更直接显著的影响,在保护中更应警惕游客的行为对植物多样性的负面影响,严格规范游客行为。     

祁连山鲜黄小檗灌丛穿透雨特征及其影响因素

【目的】探讨祁连山排露沟小流域鲜黄小檗灌丛穿透雨特征及其影响因素,为定量评价祁连山鲜黄小檗灌丛的生态水文效应提供数据支撑。【方法】基于灌丛种群特征调查,选取3处代表性的鲜黄小檗灌丛,沿冠层枝条辐散方向选取观测断面,在每个断面上布置承雨器,对穿透雨和冠层结构指标进行测定,分析穿透雨与降雨量和冠层结构特征的关系。【结果】①试验期间,单株鲜黄小檗的平均穿透雨率为55.1%。部分观测点的穿透雨率大于100%,这主要是由于降雨在冠层的作用下发生了聚集效应。②穿透雨量与降雨量之间呈线性关系(P<0.01),穿透雨率与降雨量之间呈对数函数关系(P<0.05)。③受冠层水平结构影响,平均穿透雨率从距基部10 cm处的25.93%单调递增至距基部90 cm处的74.45%; 其中,距基部50～70 cm之间增加值最大,占总增加值的41.19%。随着冠层厚度的增大,平均穿透雨率呈减小的趋势。叶面积指数在一定程度上影响穿透雨的空间分布,且降雨量越小影响程度越明显。【结论】在降雨性质相同的情况下,冠层结构特征是影响灌丛冠下穿透雨空间分布的重要因素。     

基于ULS、TLS和超声测高仪的天然次生林中不同林冠层树高估测

【目的】应用不同数据源分析不同林冠层中探测提取树高的异同,探索适用于中国北方天然次生林树高估测的方法。【方法】以东北林业大学帽儿山实验林场中林施业区0.25 hm²样地为研究区域,基于无人机激光雷达(unmanned aerial vehicle laser scanning, ULS)、地基激光雷达(terrestrial laser scanning,TLS)和Vertex IV超声测高仪实测单木树高,根据冠层高度分布(canopy height distribution, CHD)对林冠层进行分层,对不同林冠层(上层和下层)、不同树木类型(针叶树和阔叶树)探测提取的树高进行对比与分析。【结果】由CHD计算得到的冠层分层阈值为8.5 m。树高的离群值大多产生在林冠上层,阔叶树比针叶树更容易产生离群值,ULS比TLS更容易产生离群值。在林冠上层,ULS比TLS估测树高的相对均方根误差(rRMSE)低2.56%,ULS提取针叶树树高的rRMSE比阔叶树低2.68%;在林冠下层,ULS仅能探测到少量树木,ULS比TLS探测提取树高的 rRMSE高6.31%,TLS提取针叶树树高的rRMSE比阔叶树低1.16%。【结论】针叶树的树高估测精度普遍高于阔叶树;当TLS和ULS均能对单木进行完全扫描时,具有准确提取树高的潜力;树高离群值多由冠型不规则或相互交叉的阔叶树产生,而大部分针叶树,由于具有规则的冠型,所以产生的离群值较少;基于CHD对林冠层进行划分能够较好地反映不同数据源估测树高的适用范围,具有一定的推广意义。