桉树抗桉树枝瘿姬小蜂理化因子的多元回归分析

【目的】通过对桉树抗桉树枝瘿姬小蜂(Leptocybe invasa)相关的多个理化指标进行多元回归分析,确定与抗虫性最紧密关联的关键因子,为筛选抗虫桉树品系提供理论指导。【方法】首先比较了窿缘桉Eucalyptus exserta(EA)、巨圆桉Eucalyptus grandis×Eucalyptus tereticornis(DH201-2)和巨尾桉Eucalyptus grandis×Eucalyptus urophylla(G9)3个桉树品系对桉树枝瘿姬小蜂的抗性强弱,同时测定了桉树品系间叶片含水率、叶片厚度、比叶面积(Specific leaf area,SLA)、叶片C含量、N含量、C/N比、总酚、缩合单宁等8个理化指标,最后通过多元逐步回归分析筛选出与抗虫性紧密关联的理化因子,并建立回归方程。【结果】桉树枝瘿姬小蜂不能在G9上产生虫瘿,在DH201-2上的样枝平均虫瘿数显著高于EA。3个桉树品系叶片厚度间无显著差异;DH201-2叶片含水率显著高于EA和G9;N含量表现为DH201-2EAG9;G9叶片C含量、总酚和缩合单宁含量显著高于EA和DH201-2。通过多元逐步回归分析,最终进入模型的是缩合单宁(X_2)和C含量(X_3);建立了以抗性得分为因变量(Y),缩合单宁含量(X_2)、C含量(X_3)为自变量的回归方程:Y=-20.671+2.095X_2+0.433X_3(复相关系数R=0.770,校正相关指数R~2=0.578,显著水平P0.001)。【结论】缩合单宁和C含量是影响桉树对桉树枝瘿姬小蜂抗性强弱的关键因子,且两个因子与抗虫性正相关;所建立的回归方程可以很好地预测桉树抗虫性与两个化学指标间的相关关系,为今后选育桉树抗虫优良品系提供理论依据。     

特大冰冻干扰后大明山常绿阔叶林冠层结构空间异质性动态

【目的】揭示大明山常绿阔叶林灾后恢复中冠层结构的空间变化规律及空间异质性动态,为监测灾后受损森林生态系统的恢复能力及灾后管理提供理论依据。【方法】对2008年特大冰冻干扰后大明山常绿阔叶林的林冠结构进行了连续4年的监测,采用半变异函数和Moran’s I指数对其林冠开度(Canopy openness,CO)和叶面积指数(Leaf area index,LAI)进行空间异质性和空间自相关性分析。【结果】冰冻干扰后4年间,大明山常绿阔叶林林冠开度的均值先减小后微弱增加,叶面积指数的均值先增加后微弱减小,2011年林冠开度最小、叶面积指数最大。半变异函数的指数模型和球状模型可较好地描述各年度样地林冠开度和叶面积指数的空间异质性。2011年和2012年林冠开度的空间变异程度大幅增加,结构性因素引起的空间变异大于随机因素;2010年叶面积指数的空间异质性大幅度增加,但随后两年其空间异质性大幅度降低并趋于稳定,空间异质性尺度较小且主要由结构性因素引起。【结论】在灾后恢复的第3~4年间,大明山常绿阔叶林冠层结构已有较大恢复,但恢复程度在空间上的变异极大。随着恢复演替的进行,大明山常绿阔叶林林冠结构在空间上向着越来越不均匀的方向发展,而叶面积指数则逐渐趋于稳定。     

马尾松人工林近自然化改造对林分生长的影响

【目的】研究和阐明马尾松（Pinus massoniana Lamb.）人工林近自然化改造对林分保留木、套种树种和自然更新树种生长的影响。【方法】2005年1月,采用随机区组设计对中国林业科学研究院热带林业实验中心12年生马尾松人工林进行5种不同强度（0%,20%,30%,40%和50%）间伐后,套种米老排（Mytilaria laosensis）、红锥（Castanopsis hystrix）和润楠（Machilus pingii）3个乡土阔叶树种,每种强度设3次重复,每个套种树种密度均为120株/hm^2,2013年8月对所有样地（共15个,每个样地面积为600m^2）的马尾松保留木、套种树种和自然更新至乔木层的树种进行每木调查,记录种名、胸径和树高等。【结果】间伐处理8年后,不同间伐处理间林分保留木的平均胸径、树高和蓄积量均存在极显著差异（胸径：P〈0.001,树高：P=0.001,蓄积量：P=0.008）;林分平均胸径和树高随着间伐强度的增加而增加,林分蓄积量随间伐强度的增大而减少。间伐促进了3个套种树种幼树的生长,但不同树种间存在差异;米老排在50%间伐林分下生长最优,而红锥和润楠以40%间伐林分较优,前者的生长速率明显高于后者。间伐显著的提高了自然更新至乔木层的林木株数,与对照处理（100±25株/hm^2）相比,20%,30%,40%和50%间伐林分分别是对照处理的8.72倍、11.22倍、11.06倍和13.78倍;间伐显著提高了自然更新林木的树高生长,而胸径生长差异不显著。【结论】从人工林木材生产、套种树种生长和自然更新树种生长情况分析,采用30%或40%的间伐强度和套种优质乡土阔叶树是马尾松纯林近自然化改造的最佳选择。     

基于系统发育和功能性状的森林群落构建机制

群落物种共存机制是生态学研究的重要论题。共存物种的生态和进化相似性是用于验证群落构建机制的关键信息之一,生态学家常用系统发育和基于功能性状的方法间接或直接估算相似性,从而揭示驱动群落构建的主要生态学过程。系统发育分析方法和基于功能性状的方法均能检验生境过滤和竞争排斥过程在群落构建中的作用,并为解决生态位理论和中性理论之争提供新的视角。根据现代物种共存理论,在不同的功能性状进化模式下,不同生态过程构建的群落功能结构和系统发育结构可能不同,聚集的群落系统发育结构可能在性状进化保守的情况下由生境过滤过程构建,也有可能在性状趋同进化的情况下由竞争排斥过程构建而成,因此检验功能性状系统发育信号对于推断群落构建机制显得十分必要,联合系统发育和功能性状的研究将能更加精确地推断驱动群落构建的主要生态过程。联合系统发育和功能性状研究干扰和次生林演替对群落系统发育结构物种共存机制的影响,将有助于认识群落物种多样性对干扰的响应及不同演替阶段群落的构建机制,为群落的管理和恢复提供依据。     

特大冰冻干扰对大明山常绿阔叶林树冠及林冠层状况的影响

【目的】通过对大明山南亚热带山地常绿阔叶林72个400m^2样地的调查,了解特大冰冻干扰对南亚热带山地常绿阔叶林树冠和林冠状况的影响。【方法】2009年,在大明山海拔934~1223m的范围内,按上、中、下坡设立3组调查样地,每一组样地包括24个20m×20m样方,对胸径≥5cm的林木进行调查,记录种名、胸径、树高、冠长、冠幅、座标及受损类型等。【结果】经统计,在调查的胸径≥5cm的2538株林木中,有1714株受到不同程度损伤,占总数的67.53%,其中轻度损伤占47.75%、重度损伤占19.78%。总体上,不同坡位的冠损状况相似,均以轻度损伤为主,但表现有所不同,上坡轻度损伤比例最小（40.94%）,严重损伤的比例最高（26.49%）;中坡与之相反,轻度损伤比例最大（52.38%）,严重损伤比例最小（16.52%）;下坡损伤比例最低。胸径影响树木的受损类型和程度,呈现出随着胸径的增加,树冠受损的比例逐渐增大,并在30~40cm径级（上坡）和40~81cm径级（中坡和下坡）达到最大值。断枝比例（包括断枝少和断枝多）随胸径增大而增大,而断梢和失冠则随胸径增大而减小。落叶树种比常绿树种受损更重。冰冻灾害后,林冠叶面积指数显著下降,散射透光系数和直射透光系数显著增加。【结论】特大冰冻干扰对大明山常绿阔叶林已造成严重影响,受冰冻灾害的长期影响,大明山常绿阔叶林的树冠和林冠状况发生了显著的变化,由半圆球形树冠演变为狭窄的圆柱形树冠,以适应冰冻干扰和气候变化的影响。     

中国植被调查、分类与植被志研编进展

开展全国性植被清查、分类和植被志研编是一项重大的科学工程,可为山水林田湖草沙的系统性治理和国家生态文明建设提供理论和技术支撑。本文介绍了中国植被调查的历史和现状,主要植被分类系统的分类依据、等级、分类结果和特点,以及国家和地方层面植被志研编进展,指出了我国植被科学研究中存在植被分类混乱、植被志研编体系尚不健全、缺乏统一的植被数据库建设、植被家底不清等不足,提出了加快建立国家数字植被大数据平台、进一步规范全国和地区植被志研编体系的建议。     

南亚热带杉木、红锥人工林碳储量及分配特征

明确南亚热带杉木(Cunnighamia lanceolata)、红锥(Castanopsis hystrix)人工林碳储量及分配特征,可为应对全球气候变化研究提供基础数据,为碳汇林业发展提供科学依据。以我国亚热带地区广泛栽培的杉木人工林和红锥人工林为研究对象,以相对生长方程计算林木生物量,实测林下植被生物量、林木和林下植被各组分含碳率、土壤含碳率等,进而分析不同人工林的碳储量及分配规律。结果表明:(1)人工林生态系统不同组分的含碳率存在一定差异,虽然杉木和红锥的全株含碳率相差无几,分别为48.04%和47.80%,但林下植被和土壤表层的含碳率差别较大,林下植被含碳率为40.84%—47.73%(杉木林)、36.69%—43.76%(红锥林);土壤表层含碳率为2.28%—3.30%;(2)杉木人工林乔木层碳储量(71.48t/hm~2)、林下植被碳储量(1.533t/hm~2)显著高于红锥人工林乔木层碳储量(51.82t/hm~2)和林下植被碳储量(1.185t/hm2),而红锥人工林枯落物层碳储量(0.673t/hm2)显著高于杉木人工林(0.386t/hm~2);(3)杉木人工林的皮、叶、根碳储量显著高于红锥人工林,相反,红锥人工林的枝碳储量(8.04t/hm~2)显著高于杉木人工林(6.00t/hm~2);(4)杉木人工林生态系统碳储量(217.56t/hm~2)与红锥人工林生态系统碳储量(195.05t/hm~2)无显著差异,土壤和乔木层是人工林生态系统的主要碳库,分别占生态系统碳储量的66.37%—72.81%和26.59%—32.93%。杉木人工林乔木层、林下植被和生态系统碳储量均高于红锥人工林,红锥人工林枯落物碳储量显著高于杉木人工林,杉木是发展碳汇林的较好树种。     

岑王老山常绿落叶阔叶混交林的物种组成及多样性特征

常绿落叶阔叶混交林是我国亚热带中山区的典型森林植被,也是广西边缘山地至今保存最好的森林植被类型之一,具有重要的生物多样性保护价值和生态服务功能。本文以5个1hm~2的大样地为对象,对胸径≥1cm的林木进行全面调查,分析岑王老山常绿落叶阔叶混交林群落的物种组成及多样性特征,结果表明:单个1hm~2样地统计,胸径≥1cm的木本植物变化为149-196种,个体数变化为2 114-4 646株/hm~2。5个1hm~2样地统计,胸径≥1cm的木本植物共有52科147属389种,总个体数为18 205株。单个1hm~2样地统计,岑王老山常绿落叶阔叶混交林群落重要值居前10的物种中,常绿阔叶树和落叶阔叶树分别占总株数的74%和26%,占总重要值的77%和23%;按照群落上层重要值居前10的物种统计,常绿阔叶树和落叶阔叶树分别占总株数的48%和52%,占总重要值的56%和44%。岑王老山常绿落叶阔叶混交林群落的物种数高达389种,高出海南尖峰岭热带雨林物种数100种,表明其植物种类是极其丰富的。同时也说明多点非连续大样地对群落物种丰富度的表达要比单点连续大样地更全面。     

珍贵乡土树种与桉树混交对生态系统生物量和碳储量的影响

阐明珍贵乡土树种与桉树混交对生态系统生物量和碳储量的影响是精准评估人工林碳源/汇性质和提升人工林质量的重要基础。本研究以6年生的桉树纯林(EP)、桉树×红锥混交林(MEC)、桉树×望天树混交林(MEP)为对象,探讨珍贵乡土树种与桉树混交对生态系统生物量和碳储量的影响及作用机制。结果表明,EP、MEC、MEP的生态系统生物量和碳储量分别是135.78,154.75,155.24t/hm~2和197.89,225.45,227.37t/hm~2。方差分析表明,珍贵乡土树种红锥和望天树与桉树混交显著提高了人工林生态系统的生物量和碳储量,混交林生态系统生物量比纯林提高13.97%—14.33%,而碳储量比纯林提高13.93%—14.89%。说明红锥和望天树与桉树混交属于促进(Facilitation)或竞争减弱(Competitive reduction)的种间相互作用关系,种间竞争小于种内竞争,资源的有效性和利用率提高,因而促进林分生态系统生物量和碳储量的提高。红锥和望天树与桉树混交可以实现桉树木材生产与其他生态服务的平衡,是一种较好的经营模式。     

特大冰冻干扰后常绿阔叶林林木和幼苗的短期动态

【目的】探讨和阐明2008年特大冰冻干扰后广西大明山常绿阔叶林林木和幼苗的短期动态变化规律。【方法】基于2009年建立的3.2hm~2固定研究样地,对特大冰冻干扰后大明山常绿阔叶林林木和幼苗进行连续4年的监测。【结果】林木和幼苗对特大冰冻干扰存在不同的响应与适应,灾后第1年,胸径≥1cm林木的密度和物种丰富度显著增加,之后稍微减少并维持相对稳定;而幼苗则表现为第1年显著增加,之后又显著降低。不同树种对冰冻干扰后的恢复响应存在较大差别,在4年的恢复期中,共有13个科的林木幼苗从调查样方中完全消失,虽然消失的主要是稀有种,但一些群落优势科如樟科(Lauraceae)、山茶科(Theaceae)等的物种也出现不同程度的消失、新增现象。林木密度与林木物种丰富度、幼苗密度与幼苗物种丰富度、林木密度和物种丰富度与幼苗密度和丰富度存在显著正相关关系。【结论】林木的密度与丰富度在较大程度上决定着林下林木幼苗的种类、数量及动态,这是资源有效性和林木生态生物学特性共同作用的结果。