亚热带常绿阔叶林群落结构的空间变异及其对取样设计的启示

基于24 hm²森林监测样地的全面调查数据, 评估了亚热带常绿阔叶林胸径截面积和地上生物量的空间变异性, 并用计算机模拟不同面积的样方进行随机取样, 计算了估计值有95%的概率落在实际值20%(±10%)的误差范围内所需要的最少样方个数和总取样面积. 结果表明: (1) 胸径截面积和地上生物量均表现出显著的空间变异性, 基于600个20 m×20 m网格样方, 胸径截面积和地上生物量的变异系数分别为27%和31%; (2) 计算机模拟取样发现随着样方面积的增大, 两者的变异性都逐渐减小. 满足特定精度所需的最少样方个数随着样方面积的增大而减少, 但是总取样面积不断增加, 这意味着达到相同的精度, 采用满足一定数量的小样方进行取样的效率要高于采用少量的大样方. 本研究结果可以为评估过去在中国亚热带森林开展的相关研究以及今后野外调查的取样设计提供参考.     

古田山亚热带常绿阔叶林粗根生物量分布特征

森林粗根分布和生物量的研究是生态学研究的热点与难点,传统破坏性取样方法费时、费力,而且只能获得有限的调查样本,限制了我们对森林生态系统的整体描述与森林碳储量的准确估算.此外,土壤、地形、树种丰富度、树木密度、优势种多度等环境和生物因素对粗根碳存储能力影响的研究也很少,内部机制未知.本文应用探地雷达技术对浙江古田山24 hm2大样地粗根(直径1.5 cm)分布和生物量进行了测定.研究发现:(ⅰ)15个10 m×10 m样方,土壤深度60 cm的探地雷达扫描范围内,粗根生物量平均为1105.38 g m-2,3个生境、5个海拔梯度之间粗根生物量差异显著(P0.05);20~40 cm土层粗根生物量占0~60 cm粗根生物量的71.58%.(ⅱ)40~60 cm深层土壤全磷、氮矿化速率与粗根生物量线性回归关系显著(P0.01),0~60 cm土层全碳、氮矿化速率与粗根生物量线性回归关系显著(P0.01);地形因子对粗根生物量的影响不显著(P0.05).(ⅲ)随树种丰富度、稀疏丰富度的增加,40~60 cm深层土壤粗根生物量显著降低,解释量分别为53.2%和29.2%,树种丰富度、稀疏丰富度比优势树种个体数更能反映树木粗根的碳存储能力.同时,我们发现古田山自然保护区24 hm2监测样地内,环境资源供应的差异可能导致了生境内树种丰富度的不同,树种丰富度及树种稀疏丰富度的变化显著影响了粗根生物量的大小.因此,从粗根较大空间尺度及非破坏性研究的角度出发,探地雷达对粗根生物量分布的研究具有很大潜力.     

中国常绿阔叶林生态学研究的现状与展望

这里所说的常绿阔叶林是指壳斗科、樟科、山茶科、木兰科的常绿阔叶树种为主组成的森林,也称为亚热带常绿阔叶林。我国的常绿阔叶林是全球分布面积最大,发育最为典型的常绿阔叶林,它横跨了十个纬度以上,约250余万平方公里,从而成为世界上所罕见的植被类型。四川境内有32万平方公里的常绿阔叶林,占全国的13%,它是我国常绿阔叶林     

亚热带常绿阔叶林不同林层物种多样性与地上生物量的多变量关系

物种多样性和生产力(或生物量)间的关系是生态学最关注的问题之一.传统的观点认为群落生产力影响物种多样性,而近些年研究发现,随着物种多样性变化,群落生产力会发生改变.不同角度的研究引出了多样性和生产力之间谁驱动谁的争议.多变量生产力-多样性假说整合已有观点为解释两者关系提供了一个框架模型,该假说认为环境除了直接影响生产力外,还通过影响物种多样性从而间接影响生产力,而物种多样性则直接决定群落将环境资源转化为生产力的效率.本研究利用古田山样地数据对该假说进行了检验.结果表明,环境因子直接影响地上生物量,并通过影响林冠层优势度和林下层物种丰富度间接影响地上生物量.优势度对林冠层和林下层生物量均有直接影响,但仅有林下层地上生物量受物种丰富度的影响,这可能与林冠和林下的光照差异引起不同林层内物种间关系不同有关.本研究为多变量生产力-多样性假说提供了一个实例,也表明保护优势物种和维持高的物种丰富度对森林生物量的提高都是必要的.     

中国的亚热带

亚热带或副热带原是气象学上的一个名词,它的地位介于热带与温带之间,是一个过渡地带。它首先具有一个高气压带,所以一般称为亚热带高气压带。高气压的位置冬夏有若干南北向的移动。在北半球,这高气压脊冬天在北纬30°,到夏季北移至北纬38°,在南半球,冬天在南纬28°,到夏天南移至南纬35°。这亚热带高气压带冬夏在地球面上的南北移动就影响到风带的移动,介于亚热带与赤道之间为东北信风带     

亚热带常绿阔叶林8个常见树种粗根生物量

森林粗根生物量是森林生态系统生物量的重要组成部分, 然而对其研究较少, 尤其在亚热带常绿阔叶林区, 这制约了我国森林生态系统碳储量的准确评估. 基于全挖法测定了中亚热带典型常绿阔叶林区8个常见树种175棵样木的粗根生物量. 这8个树种分别为丝栗栲(Castanopsis fargesii)、苦槠栲(Castanopsis sclerophylla)、木荷(Schima superba)、马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、枫香(Liquidambar formosana)、檫木(Sassafras tzumu)和拟赤杨(Alniphyllum fortunei). 通过建立根系直径与根系生物量回归方程来估算断根后留在土中的根系生物量, 采用胸径和树高作为预测变量对这8个树种及所有样木混合分别构建粗根生物量异速生长方程. 结果表明, 8个树种的根系直径与根系生物量存在极显著的幂函数关系(P<0.001), 这为完整估算根生物量提供了依据. 采用胸径、树高及胸径与树高组合作为预测变量所建立的粗根生物量异速生长方程都达到了极显著水平(P<0.001), 但仅以胸径作为预测变量构建的方程较仅以树高构建的方程具有更高的拟合度. 在胸径的基础上引入树高作为预测变量并没有明显提高方程的拟合度.     

中山湿性常绿阔叶林系统发育和功能性状的α及β多样性

群落构建机制一直是群落生态学研究的核心问题.群落系统发育和功能性状的α及β多样性为探讨生态位过程和中性过程在局域群落构建中的相对作用提供了新的视角.本研究以哀牢山6 hm2中山湿性常绿阔叶林动态监测样地为研究平台,基于DNA条形码构建的群落系统发育树和树种8个关键功能性状,结合地形数据,分析不同生活史阶段树种在不同空间尺度的系统发育和功能性状α及β多样性.研究表明:(1)各生活史阶段树种在不同空间尺度上均表现出非随机的系统发育和功能性状结构,系统发育和功能性状聚集程度随空间尺度的增大而增大;(2)在所有空间尺度上,系统发育和功能性状的周转都为非随机,并且环境距离对系统发育和功能性状β多样性的解释程度均高于空间距离.研究结果揭示了环境过滤在中山湿性常绿阔叶林群落构建中起主导作用.     

试用中子活化法测定我国华南热带和亚热带某些地表水地球化学背景值

中子活化法测定地表水地球化学背景值是一项新的分析技术。目前,这个方法已经在我国应用。我们收集了一些没有污染的海南岛热带和广东省西部亚热带地表水样品,这些样品经冷冻干燥以后用中子活化法进行分析。共分析28个元素。这些都是取自不同地点的河水和水库水,分析结果表明,地表水地球化学背景值与热带、亚热带的生物-气候条件和岩石的地球化学成分有关。     

中国植物区系的热带亲缘

中国有着一个极其丰富而性质复杂的植物区系。在植物学工作者二百多年的不断努力下,高等植物的属(包括裸子和被子植物)总数已经达到2,848个,分隶于292个科,还不计那些输入而被广泛栽培但尚未归化的种类。在所有已知的属的分布方面已经做了一些比较研究,因此,我们能够把它们分为15种分布类型,以供初步区系分析之用。在这些分布类型中,只有6个,即第10—15种,直接与本文所谈的问题有关,而其余,即第1—9种,则只有间接的关系。虽然如此,为了比较,所有这15种类型仍将分别加以叙述,     

土壤有益真菌和有害真菌互作影响亚热带森林群落植物多样性维持

<正>生物多样性的形成和维持机制是生态学领域的核心科学问题之一。在生物多样性极其丰富的森林群落中,生态位相似的物种如何共存一直是生态学研究的未解之谜。JanzenConnell假说被认为是解释热带森林群落物种共存机制的核心理论之一。该假说认为,自然天敌(如病原微生物、植食性昆虫等)在成年树个体周围聚集,通过损害邻近同种个体的种子和幼苗,使得同种个体具有较高的     

鼎湖山季风常绿阔叶林土壤CO2气体碳同位素组成、更新特征及来源比例

给出了雨季(7月)鼎湖山季风常绿阔叶林两个土壤剖面(DHLS和DHS)中CO₂气体的碳同位素组成和更新特征, 探讨了土壤CO²气体的来源比例. 结果表明: 该林区土壤CO₂气体含量变化范围为6120~18718 μL•L⁻¹, 随深度增加而增大, 75 cm以下则逐渐减少. 在DHLS剖面, 土壤CO₂气体的δ¹³C值的变化范围为−24.71‰~−24.03‰, 与同层位气体含量呈显著负相关(R²=0.91), 模拟结果显示该剖面中的CO₂气体主要来源于根系呼吸作用(>80%); 而在DHS剖面, 土壤CO₂气体的δ¹³C值变化范围为−25.19‰~−22.82‰, 模拟结果显示除表层(20 cm)90%来源于根系呼吸作用外, 深部(40~105 cm)主要来源于微生物的分解作用(51%~94%). ¹⁴C年龄显示, DHLS和DHS剖面中土壤CO₂气体中的碳均为现代碳, ¹⁴C年龄之间最大差值分别为8和14个月, DHLS剖面中土壤CO₂气体更新速率较快. 在DHLS和DHS剖面中, 土壤CO₂气体?¹⁴C值的变化范围分别为100.0‰~107.2‰和102.5‰~112.1‰, 高于现代大气CO₂和同层位土壤有机碳的?¹⁴C值, 土壤CO₂气体可能是大气核爆¹⁴C的一个重要储库.     

中国黄土高原及邻区水系沉积物-古土壤系列

全球气候变化必然影响水文循环的变化,水文循环变化可通过水系沉积物旋回和地貌演化反映出来。同时,地貌演化还受构造运动控制。因此,查明不同地貌阶段的不同水系沉积物旋回及其年代,就可阐明第四纪环境演化中气候与构造运动的演化规律。中国黄土高原保存了巨厚的黄土层,为这一研究提供了有利的条件。     

环境筛选、扩散限制和生物间相互作用在温带落叶阔叶林土壤跳虫群落构建中的作用

群落构建机制是土壤动物群落生态学的重点内容之一.相关研究证明,扩散限制、环境筛选和生物间相互作用可能是土壤动物群落构建的重要调控机制,但少有基于小尺度的系统研究.本文在黑龙江省帽儿山森林生态系统研究站的温带落叶阔叶林内,于2012年8月设置3个5 m×5 m的样地,探讨扩散限制、环境筛选和生物间相互作用在小尺度土壤跳虫群落构建中的作用.基于环境主分量因子(PCs)和Moran特征向量图(MEMs),用变差分解的方法来区分环境筛选和扩散限制的调控作用,并基于偏Mantel检验进一步分析环境变量和空间变量的调控作用.用零模型模拟的方法来说明土壤跳虫群落物种的共存格局、识别群落水平的显著物种对,同时计算环境生态位重叠度指标和体型大小比例来说明生物间相互作用和环境筛选在跳虫群落构建中的作用.变差分解结果表明,扩散限制对土壤跳虫群落具有较大的显著方差解释量,而环境筛选和空间环境结构的解释量相对较小且不显著;偏Mantel检验进一步表明,扩散限制对样地Ⅰ跳虫群落具有重要的贡献;RDA分析表明,土壤有机质、土壤含水量、凋落物干重等环境变量对土壤跳虫群落具有显著的影响,表明环境变量对跳虫群落的重要作用.群落水平零模型分析表明,土壤跳虫群落表现为非随机的共存格局;群落中发现较少的显著物种对,且显著负相互作用的物种对群落构建可能没有显著的作用;体型大小比例和环境生态位重叠度指标表明,土壤跳虫不是竞争性的群落结构,说明环境筛选具有重要调控作用.本研究表明温带落叶阔叶林小尺度土壤跳虫群落主要受到扩散限制和环境筛选的共同调控,生物间相互作用的驱动作用并不显著.     

对中国东部苏浙皖区壳-幔结构的再认识

作者曾以常密度模型重力反演指出杭州湾北西向深断裂的存在,后以多层变密度模型重力-地震联合反演进一步发现:该北西向构造带不仅是一中地壳低密层过渡带,而且是上地幔顶部结构过渡带,并与秦岭构造带相关联。本文通过地壳磁性层的反演和地震构造学研究对此提供了新的论据,同时发现郯庐断裂带向南止于此带;长江口-济州岛是北东向深部构造边界。杭州湾-秦岭深部构造带和郯庐带的交汇控制了华北强震区、华南弱震区和下扬子-南黄海中-弱地震活动区的一级分区,同时也是一级成矿区的边界。     

对中国东部苏浙皖区壳-幔结构的新认识

苏浙皖区地壳结构的深部轮廓笔者曾作过专题研究。滕吉文等根据爆炸地震资料解释马鞍山—启东剖面由五层介质组成.本文以N层变密度法将该区地壳-上地幔顶部进一步区分为“七面八层”。根据重力资料初次发现了与壳内低速层一致的中地壳低密层、上地     

热带太平洋-印度洋海温异常综合模及其影响

已有研究表明, 由于大气瓦克环流和印度尼西亚灌穿流的影响, 太平洋和印度洋的海温异常既有紧密关系、又有各自的一些特点, 单独考虑太平洋的ENSO模并不能完全说明海温异常对气候的影响. 本文从统一综合考虑太平洋和印度洋海温异常(SSTA)的形势及特征出发, 提出了太平洋-印度洋海温异常综合模概念; 并进一步比较研究了各个异常模态的不同特征, 以及它们对中国气候和印度夏季降水的不同影响. 为进一步确认资料分析结果, 还用大气环流模式进行了数值模拟试验. 其结果清楚地表 明, 必须考虑和研究太平洋-印度洋海温异常综合模及其影响, 从而为短期气候预测提供更好科学依据.     

近40年北太平洋亚热带环流区生态系变化的226Ra证据

利用1999年7~10月和2003年10~12月实测的北太平洋亚热带环流区表层水²²⁶Ra含量, 结合文献所报道的历史数据, 发现自20世纪60年代至今, 北太平洋亚热带环流区表层水体²²⁶Ra含量呈下降趋势, 反映出全球变化导致该海域生态系结构的变化. 全球增暖一方面导致了该海域水体层化作用的加强, 进而导致上层水体Ra补充量的减少; 另一方面, 全球增暖导致海域生物生产力的升高, 进而导致Ra迁出量的增加. ²²⁶Ra含量的上述变化与文献报道的该海域叶绿素a、硅酸盐、磷酸盐含量与初级生产力的历史变化趋势相吻合, 确证北太平洋亚热带环流区在全球变化背景下正发生着可观测的生态系统变化. 在上层海洋层化作用加强的情况下, 为维持海域升高的生物生产力, 其“新”氮可能的来源是海洋的固氮作用.     

天然富硒区广西壮族自治区桂平市水稻土壤线虫群落结构特征及其指示意义

发展富硒农业对改善人体健康状况具有重要意义,但目前尚未开展富硒土壤中生态安全评估相关研究.土壤生物是土壤物质循环和能量流动过程的主要调节者,线虫是土壤中数量最丰富的后生动物,其群落结构和多样性对于土壤生态系统的能流通道和环境质量等均具有重要的指示意义.本研究选取广西壮族自治区桂平市水稻土壤(总硒为100～900μg/kg)为研究对象,将其分成低硒组、中硒组和高硒组,对其中的线虫群落进行了分析.结果显示,不同硒含量土壤中,线虫群落结构差异显著;相比于低硒组,中硒组及高硒组线虫密度显著增大, cp-2线虫及食真菌线虫相对丰度显著减小, F/B值和结构指数SI值显著减小;随土壤总硒及有效硒含量的增加,线虫密度、连胃属(Chronogaster)线虫相对丰度、棱咽属(Prismatolainus)线虫相对丰度增大,拟丽突属(Acrobeloides)线虫相对丰度、食真菌线虫相对丰度(Fu)、F/B值和结构指数SI减小.硒抑制了群落中的硒敏感线虫,简化了土壤食物网结构.在野外条件下线虫群落对于水稻土壤硒元素具有敏感的响应,可作为水稻土壤硒素水平的生物指示者.本研究为科学评价天然富硒水稻土壤的生态...     

热带气旋强度变化预报的一种动力-统计预报方法

对于台风的发生和发展已经有过许多的研究。本文是在原先存在一个热带气旋或台风的基础上,用动力和统计相结合的方法,研制台风和热带低压强度变化预报的方案。