暖温带典型森林生态系统未来碳平衡的LPJ-GUESS模型模拟与分析

森林作为陆地生态系统的主体，在全球陆地碳循环中起着决定性作用。实测和模型研究均表明北半球的森林是重要的大气CO2汇，在缓解全球碳收支失衡中发挥着关键作用。过去几十年北半球所经历的显著气候变化，已经很大地改变了陆地生态系统的碳平衡状况。随着未来100年气候变化继续增大，对未来气候变化下森林生态系统碳平衡的预测研究就尤为重要。 北京山区森林属于典型的暖温带森林生态系统，前人对本区森林的植被特征、生态系统结构和功能、养分循环以及长期动态变化等都进行了深入的研究。然而长期的人类活动已使本区原生的地带性植被破坏殆尽。因此，对该区域森林生态系统碳平衡的模拟研究可以帮助我们认识其生态系统碳平衡变化特点及未来气候变化对其潜在的影响。 本研究采用LPJ-GUESS植被动态机理模型，利用IPCC于2000年发布的《排放情景特别报告》(SRES)的A2和B2两种情景下不同气候模式对华北地区未来100年温度和降水预测的平均值以及相应大气CO2浓度变化情景进行驱动，模拟北京山区未来100年暖温带森林生态系统的净初级生产力和碳平衡，尽可能真实地反映未来百年的变化趋势。通过比较当前和未来气候情景下北京山区以辽东栎（Quercus liaotungensis）为优势种的落叶阔叶林、以白桦（Betula platyphylla）为主的落叶阔叶林和油松（Pinus tabulaeformis）为主的针阔混交林三种典型暖温带森林生态系统的碳平衡差异，了解未来北京山区这三种暖温带森林生态系统的碳源汇功能，认识气候变化和大气CO2浓度升高对净初级生产力（Net primary productivity, NPP）、净生态系统碳交换（Net ecosystem exchange, NEE）、土壤异养呼吸（Heterotrophic respiration, Rh）和碳储量（Carbon biomass, C biomass）的影响，以及不同生态系统碳平衡对气候变化响应的异质性。 结果表明，未来100年两种气候情景下三种森林生态系统的NPP和Rh均增加，并且A2情景下增加的程度更大。由于三种生态系统树种组成的不同，未来气候情景下各自NPP和Rh增加的比例不同，导致三者NEE的变化也相异：100年后辽东栎林由碳汇转变为弱碳源，白桦林仍保持为碳汇但功能减弱，油松林成为一个更大的碳汇。三种森林生态系统的碳生物量在未来气候情景下均增大，21世纪末与20世纪末相比：辽东栎林在A2情景下碳生物量增加的比例为27.6%，大于B2情景下的19.3%；白桦林和油松林在B2情景下碳生物量增加的比例分别为34.2%和52.2%，大于A2情景下的30.8%和28.4%。各森林类型碳平衡状况不同，原因除气候因素外，主要是由于树种组成的差异所导致。SRES A2和B2两种气候情景相比，相对较低的排放情景（B2）下，生态系统有更高的碳储量。

黄土高原子午岭林区6个典型群落优势种的热值和养分特征

能量流动、物质循环和信息传递共同构成了生态系统三大功能。能量是维持生态系统功能与过程的动力,Jordan(1971)认为能量比干物质更能反映出群落对自然资源(特别是太阳能)的利用情况。Long(1934)率先用热值来表示植物所含能量的多少,此后关于植物热值的研究工作逐渐展开。我国的植物热值研究始于20世纪80年代(杨福囤等,1983;祖元刚等,1986),主要集中在海南(林益明等,2000)、福建(林益明等,2004)、广东(任海等,1999)和浙江(郝朝运等,2006)等热带亚热带植物群落以及内蒙古羊草草原(鲍雅静等,2003),但有关黄土高原地区的植被热值研究尚未见报道。子午岭林区是黄土高原主要的天然次生林区,其植被主要是在弃耕地基础上逐渐恢复起来的(邹厚远等,2002)。由于自然因素与人为因素的影响,子午岭的植被在恢复时间上存在较大差异,形成了处于不同演替阶段的各种植被群落类型。本研究选取的6个代表性植被群落分别是沙棘(Hippophae rhamnoides)群落、山杨(Populus davidiana)群落、白桦(Betula platyphylla)群落、油松(Pinus tabulaeform...

CO2浓度升高对三种树木叶片化学和舞毒蛾幼虫取食及生长的影响

探讨全球气候变化的生物学和生态学效应是当今生态学中的热点，研究大气CO2浓度升高对植物-昆虫相互作用关系的影响具有重要的理论和实践意义。本文使用开顶式气室（Open-top chamber，OTC）在野外条件下研究了CO2浓度升高对三种树木（小青杨、白桦和蒙古栎）叶片化学成分含量的影响，以及树木叶片品质变化对一种广食性森林昆虫（舞毒蛾）幼虫取食、生长发育和取食偏嗜性的影响。得出如下结果：（1）CO2浓度升高对3个受试树种叶片中的营养成分及次生代谢物含量均有显著影响，总体表现为氮含量降低，而碳氮比、非结构性碳水化合物、总酚和缩合丹宁含量增加。叶片中的化学成分含量可随时间发生显著变化，不同树种、甚至同一树种不同冠层高度的叶片对CO2浓度升高的响应强度也是不同的。叶片的干物质含量和比叶重对CO2浓度升高的响应不显著。（2）室内非选择性取食实验、室内选择性取食实验以及上树取食饲养方式下的多龄期取食实验，均发现高浓度CO2处理组内舞毒蛾幼虫的生长发育受到显著抑制。但对四龄舞毒蛾幼虫所进行的短期生物测定并未发现不同CO2浓度处理下幼虫的生长发育速率、对食物的取食率和转化率等昆虫营养指标存在显著差异。（3）叶片品质的降低是导致舞毒蛾幼虫生长发育受抑制的主要原因。但是总体上，CO2浓度升高导致的叶片品质变化并未显著影响幼虫的取食率和取食量。（4）舞毒蛾幼虫对不同叶片种类表现出清晰的取食选择性，这种选择性在其幼龄期就可表现出来。幼虫对小青杨上层叶片有最显著的偏嗜性，对蒙古栎下层叶片有最明显的拒食性。但是CO2浓度升高导致的叶片品质变化对舞毒蛾幼虫的取食选择性和寄主偏嗜行为并未产生显著影响。（5）检测出高浓度CO2处理组内舞毒蛾幼虫虫粪中含有浓度更高的植物次生代谢物质（总酚和缩合单宁），这很可能是昆虫整体生长发育受抑制的重要原因之一。

施肥和海洋微生物调控对桉树人工林土壤质量的影响

本文研究施化肥和海洋微生物制剂对桉树人工林土壤质量的影响。研究结果表明：施用不同的化肥对桉树人工林土壤质量影响具有明显差异；从海洋植物根际分离得到的微生物菌株制成的微生物制剂中的活性微生物菌株能够在桉树人工林土壤中定殖，对桉树生长具有一定促进作用。桉树凋落叶分解过程中是否释放化感物质是桉树人工林发展过程中人们普遍关注的问题之一，本论文也对该部分做了初步研究。 对施用长效尿素、芬兰复合肥、高峰复合肥三种不同化肥对桉树人工林土壤质量的的影响进行了初步研究，研究结果表明长效尿素在保障土壤氮素供应、促进土壤纤维素分离能力提高和增强土壤对磷元素吸收方面具有重要作用；芬兰复合肥在增强土壤呼吸作用和促进土壤酶活性提高方面优于长效尿素和高峰复合肥。 以两株海洋来源的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis 3512, Bacillus subtilis 3728)和一株海洋木霉(Trichoderma TF4)为研究材料，在实验室条件下对其生防机理进行了研究，研究表明:两株枯草芽孢杆菌通过产生脂肽和蛋白酶对植物病原菌产生抑制作用；海洋木霉TF4则能够产生HCN，IAA类植物生长激素，同时还具有一定的解磷能力，具有很好的应用前途，采用传统分类学方法和分子系统学方法鉴定为棘孢木霉(T.asperellum)。这三株海洋菌株制成微生物菌剂，在原位条件和盆栽条件下考察了其对桉树生物量和土壤质量指标的影响，研究结果表明将三株海洋微生物混合后添加少量三叶草作辅剂，能有效改善桉树人工林土壤质量，并促进桉树树高和胸径的增加，具备进一步研究和开发成产品的价值。 用高效液相色谱(HPLC)对桉树凋落叶中毒性物质进行分离、纯化，以小麦、绿豆、大速生菜为指示植物，对分离到的物质进行毒性跟踪，分离到一个毒性较强的组分，经1H氢谱和NMR鉴定为3–β甲酰基–乌索酸。

KOPIDE：长白山北坡阔叶红松林生长与演替的计算机模型

由于森林生态系统的复杂性，过去常用统计回归模型模拟它的各种动态现象。但这样的模型不能揭示森林生态系统的内在规律，故可称之为“黑箱”模型。随着对森林生态系统认识的加深，以及电子计算机技术的广泛应用，用来模仿森林生态系统内在结构与功能规律的各种计算机模型得到了极大发展，从而产生一些不同“灰化”程度的森林动态“仿真”模型。本文建立的阔叶红松林生长与演替计算模型（DOPIDE）就属于这样的“灰箱”模型。KOPIDE（for KOrean PIne'DEciduous mixed forests）是在JABOWA（Botkin, 1972）和FORET（Shugart等，1977）两个模型的基础上建立的，它们都可称为GAP模型。KOPIDE模型共涉及八个树种：红松（Pinus koraiensis）、水曲柳（Fraxinus mandshurica）、紫椴（Tilia amurensis）、春榆（Ulmus japonica）、蒙古柞（Quercus mongolica）、色木（Acer mono）、白桦（Betula platyphylla）、以及山杨（Populus davidiana）。建立该模型的理论基础是森林演替的林窗（CAP）动态理论，它以一年的步长模拟了样地里每株树木的整个生长发育过成（即更新、生长和枯死）。虽然KOPIDE是JABOWA和FORET的直接效仿模型，但它的模拟针对性较强，在模型的结构上有了很大改进。它的运行结果表明，KOPIDE模型在树种生物学特性的描写上、在阔叶红松林动态规律的模拟上、以及在择伐生长的预测上都有较好的可靠性，可用来揭示阔叶红松林长时期的更新、生长和演替规律与特征，也可模拟阔叶红松林的各种经营方式，为决策人提供预测性结果，以供参考。经过KOPIDE模型的反复运行与调试，发现各树种在更新、枯死与林窗大小的关系上很不相同。根据这种现象，可将树种划分为四类：1、在较大的林窗下更新，枯死后不产生大林窗；2、更新不需要林窗，死亡后产生的林窗较大；3、更新需要林窗条件，枯死后不产生林窗；4、不在林窗下更新，死亡后也不产生林窗。尽管这样的建有点绝对化和简单化，但从中可以得出几类树种之间复杂的相互关系网。由此把复杂森林生态系统大范围的动态变化过程视为组成其许多同质或异质小林地单元的动态相嵌。林地单元的同质性，决定了它们动态变化的同步性，从而导致整个林分动态的突性或不稳定性；而林地单元的异质性是决定森林生态系统稳定性的关键性因素。这从另一角度为在东北东部山地和发展阔叶红松林提供了较有说服力的理论基础。

川西亚高山森林生态系统辐射传输研究

辐射传输研究是贯穿森林生态系统的纽带，太阳辐射为植物的生长发育提供光合能量、适宜的环境温度以及发育信息。一方面，气候变化使到达地面辐射能的质和量发生变化，影响到植被的生长发育，改变森林的结构，而森林结构的变化又会影响林冠内辐射能的分配和质量，这些变化会进一步影响到林下土壤温度，改变森林根系活性以及土壤营养转化的效率；连锁反应的结果有可能会使森林生态系统的生产力发生变化，改变碳素和氮素源库的调节方向，从而反馈影响地球气候系统。另一方面，人类作为生态系统的成员，必然需要森林生态系统为其提供更多的原材料和更好的生态服务功能，如何实现这些目标，就需要人类适度调整干预方式和频度，达到预期的目的。本文在建立适合于川西亚高山森林的叶面积测量技术、光照辐射模型和土壤温度变化模型的基础上，对川西亚高山地带森林生态系统的辐射传输特征进行了分析，并从森林结构的角度探讨了林分内的辐射分布以及对土壤温度的影响。主要成果如下： 1. 提出了一种照相法测量叶面积的方法。通过对摆放在平面上的叶片照相，利用投影变化，把非正射图像转化为正射图像，然后经过计算机图像处理得到每一片叶片的面积、周长、长度、宽度等信息。这种方法可使用户以任意方向和距离拍摄处于平面上的叶片，能同时处理大量的叶片，适于野外离体或活体叶片测量。叶片面积分辨率可调，分辨率可以与常用的激光叶面积仪相近甚至更高，而且叶片图像可以存档查询。 2. 提出一种模拟林内光照变化的模型。利用林冠半球照片，记录视点以上半球内的林冠构件空间分布，作为林冠子模型；天空辐射子模型采用国际照明委员会(CIE)的标准晴天和阴天以及插值模型。该模型能够模拟林下某一位点处的实时光斑变化。 3. 提出一种土壤温度变化模型。把土壤视为具有容量和阻力性质的结构，利用电阻和电容器件构建土壤能量分布模型。外界太阳辐射能经过植被以及其它一些能量分配器后进入土壤，其中有一部分转化为土壤势能，即土壤温度。土壤温度的变化类似于电池的充放电过程。在已知模型参数的情况下，可以从太阳辐射计算土壤温度的变化。在模型参数未知的情况下，通过输入和输出值推算模型的参数，而模型参数中的时间常数与土壤组成和含水量有关，这样就可以知道土壤水分的变化情况。 4. 从王朗亚高山森林典型样地林分结构的测量获得林地三维结构图、树冠形态、叶面积密度等参数，这些参数输入到Brunner (1998)开发的tRAYci 模型中计算出一段时间内林分任意位置处的光照值。与林下辐射计测量值以及半球照片计算结果的比较，该模型基本上能够满足对林分光环境了解的要求。 5. 从川西亚高山森林生产力的角度，探讨了森林生产力研究的方法以及川西地区的研究历史和成果，发现了其中的一些规律和问题，特别是在叶面积测量上，还没有使用标准的叶面积指数定义。综合来看，川西地区针叶林叶面积指数(单位土地面积上植物冠层总叶面积的一半) 应在4-5 之间。降雨丰富的华西雨屏带是川西地区森林生产力最高的地区，而向西北森林生产力逐渐降低。川西地区云冷杉林森林生产力平均约为600 gDM m-2 a-1，但是根据辐射能计算的潜在生产力则达到1800 gDM m-2 a-1。实际与潜在森林生产力的巨大差异说明其它因子对生产力的影响。 6. 王朗亚高山3 个典型森林林分中，白桦林样地(BF) 林下草本以糙野青茅、牛至、紫菀等喜阳性物种为主，林下透光度较高；冷杉林样地(FF) 林下透光度最低，以喜阴性物种水金凤、蟹甲草、囊瓣芹等为主；而云杉林样地(SF)林分林龄最大，林下透光度介于冷杉林和白桦林之间，草本层仍然以喜阴性物种东方草莓、紫花碎米芥、酢浆草等为主。冷杉林和云杉林的灌木层也很丰富，卫矛属、五加属、茶藨子属、忍冬属植物很丰富，而在白桦林则以栒摘要子属、榛子属、鹅耳枥属等植物为主。藓类植物在云杉林中最丰富，并且形成毯状层，其它两个林分则很稀少。3 个样地林分结构与林下光环境有很强的相关性，从光环境特征可以在一定程度上推测林分的结构。各样地单纯从乔木层材积推算的NPP 排列顺序为BF>FF>SF，与林下辐射透射率和林分年龄的顺序相同，暗示辐射对群落演替过程的驱动作用。 7. 用半球照相法测得BF、FF 和SF 3 个样地的有效叶面积指数以SF 样地最高，BF 最低。如果考虑针叶树叶片在小枝上的丛聚分布，利用北方针叶林的数值进行校正，则SF 样地LAI 显著增加(达到89%)，其它样地的LAI 基本不变甚至有所下降。校正后的数值与文献中地面测量的结果较相近，说明在使用半球照相法测量川西亚高山针叶林LAI 时必须加以校正。 8. 在3 个样地中，白桦、岷江冷杉和方枝柏种群为丛聚分布，紫果云杉在FF和SF 样地中基本上为随机分布。3 个物种出现丛聚分布的最短距离约为2m，在最短距离以内则为随机分布。最短距离可能与树冠大小有关，种子传播特征以及对光照的需求状况可能是造成这种分布格局类型的原因。 Radiative transfer plays a key role in forest ecosystems. Solar radiation providesenergy for photosynthesis, appropriate ambient temperature and development informationfor plants. However, quality and quantity of radiation reaching land surface are affected byweather and subsequently influence the growth and development of plants, which in turnchanges the budget of radiation in forest. Soil temperature changes with the variation ofradiation under forest canopy and influences the activity of roots and rate of nutrientturnover. Thus, any changes of radiation will induce chain reactions in the entireecosystem and display in the value of net primary productivity which will possibly shiftthe relationship between carbon source and sink at local or regional scale and feed back tothe global climate system. On the other hand, as a component of ecosystems, humanbeings of course need to demand more materials and better service from ecosystems. Forthese purpose, man must adapt their pattern and frequency of interference to ecosystems.This paper aims to research on the canopy structure, the radiation distribution and theirinfluence on soil temperature from the process of radiative transfer in subalpine forestecosystem of western Sichuan. The main results are: 1 Present a new photogrammetric method for leaf area. The main idea is to convertnon-vertically taken images of planar leaves to orthoimages through projectivetransformation. The resultant images are used to get leaf morphological parametersthrough image processing. This method enables users to take photos at almost anyorientation and distance if only the leaves are placed on same plane, and to processlarge quantity of leaves in a short time, which is suitable for field measurement. Theresolution of leaf area is adjustable to fit for special requirement. 2 A model using hemispherical photos combining with solar tracks and radiation courseis provided to simulate light variation in forest. The hemispherical photos of canopyrecord the real spatial distribution of each element of plants viewed from a point. Skyradiance is simulated with CIE standard clear sky or cloudy sky model. This modelcan be used to simulate real time light variation under canopy. 3 Present a soil temperature model. Soil could be regarded as a body of resistor andcapacitor. Some of the budget of solar radiation in soil body is transformed into soilpotential energy, the soil temperature. Variation of soil temperature is driven by solarradiation, vegetation, soil properties, etc. This model has two parameters, one of whichis time constant and is related to soil water content. The inversed model can be used tosimulate the variation of soil water. 4 By using model tRAYci developed by Brunner (1998), the 3-D distribution of light inthree subalpine forest stands of Wanglang Nature Reserve has been simulated andvalidated with value of radiometers in these stands. This model can basically satisfythe need for understanding light regimes of these stands. 5 Present some principles and questions of NPP (net primary of productivity) researchesin western Sichuan. The standard leaf area index (LAI) defined by Chen and Black(1997) has not been used in this region. Total leaf area and projected leaf area indexare still used in NPP researches which may differ around 1-fold in magnitude. Thestandard LAI which is a half of total leaf area above unit land area should be between4 and 5 for typical subalpine coniferous forest of western Sichuan concluded fromliteratures. The maximum forest NPP occurs in West China rain belt and decreasesnorthwestwards. Average NPP of spruce-fir forest in western Sichuan is about600gDM m-2 a-1, which is below the potential NPP of 1800gDM m-2 a-1 based onmeasured radiation in this region. The significant difference between potential and realNPP suggests that other factors influence the growth of stands. 6 In the three subalpine forest stands of Wanglang Nature Reserve, herbage layer ofAbstractbirch stand (BF) with age of 40 is dominated by heliophytes of Deyeuxia scabrescens,Origanum vulgare, Aster tongoloa etc.. However, both of the other two stands aredominated by shade tolerent species, such as Impatiens noli-tangere, Impatiensdicentra, Cacalia deltophylla and Pternopetalum tanakae etc. in fir stand (FF) withage of 180 and Fragaria orientalis, Cardamine tangutorum and Oxalis corniculata etc.in spruce stand (SF) with age of 330. Shrub species in the latter two stands arerelatively rich, typical dominant genera being Euonymus, Acanthopanax, Ribes andLonicera. Birch stand has relatively sparse shrubs dominated by genera of Cotoneaster,Corylus and Carpinus. Mosses are significant only in spruce stand. The canopystructure controls the light regime of stand, which influence the composition of herblayers beneath the canopy. This light regime-community structure relationship can beused to infer the herb community from canopy structure. The NPP derived from timbervolume of arbor layer of the three stands decreases from BF to SF, which is in thesame order of transmitted total radiation under canopy and age of these stands,suggesting the driving effect of radiation in the succession of community. 7 The highest effective LAI of the three stands obtained by hemispherical photos is inplot SF and lowest in plot BF. After rectification of the clumping effect of leaves onshoot, the real LAI in plot SF increases significantly (89%) and approximate to theaverage LAI of coniferous forest in western Sichuan. Therefore, the LAI obtainedfrom hemispherical photos needs rectification for clumping effect. 8 Spatial distribution pattern for Betula platyphylla, Abies faxoniana and Sabinasaltuaria is clumpy, but Picea purpurea almost random in plot FF and SF. The shortestdistance for clumpy distribution for Betula platyphylla and Sabina saltuaria is 1.5m,and 2m for Abies faxoniana. And random pattern for these trees is exhibited within thisrange which almost coincides with the diameter of crown. Seed dispersalcharacteristics and light requirement may be the reason for different spatial pattern.

黄龙世界自然遗产地岷江冷杉原始林群落结构与植物多样性：生境差异性研究

黄龙世界自然遗产地岷江冷杉林(Abies faxoniana)生境类型多样，群落结构复杂，群落植物种类组成多样性丰富。揭示不同生境的生物多样性及其差异是认识生物多样性格局、形成及维持机制的前提和进行多样性保育的基础。本文采用样方法对黄龙钙化滩生境、阴坡非钙化生境及半阳坡非钙化生境的岷江冷杉原始林植物群落结构及植物多样性进行了研究。结果表明： 黄龙岷江冷杉林具有明显的复层异龄结构，垂直结构明显，乔木、灌木、草本、苔藓层次分明。共发现高等植物386 种，其中维管植物46 科103 属163 种，苔藓植38 科83 属物223 种。各层片结构及物种组成如下: (1)钙化滩生境、阴坡非钙化生境、半阳坡非钙化生境分别发现乔木18 种、13种、8 种。乔木层均可分为两个亚层，第一亚层优势种均为岷江冷杉，第二亚层主要为岷江冷杉异龄树或其它大高位芽物种。钙化滩生境第一亚层除优势种岷江冷杉外混生有巴山冷杉(Abies fargesii)、粗枝云杉(Picea asperata)以及阔叶树种白桦(Betula platyphylla)等，第二亚层主要为岷江冷杉异龄树；阴坡非钙化生境第一亚层除优势种岷江冷杉外间有巴山冷杉和白桦，第二亚层物种主要为川滇长尾槭(Acer caudatum var. prattii)；半阳坡非钙化生境第一亚层除优势种岷江冷杉外混生有巴山冷杉，第二亚层主要为岷江冷杉异龄树。依乔木层优势种的差异，钙化滩生境及半阳坡非钙化生境为岷江冷杉纯林，阴坡非钙化生境为岷江冷杉－川滇长尾槭混交林。不同生境乔木层郁闭度、乔木密度、树高结构、直径结构均存在差异。 (2)钙化滩生境发现灌木41 种，平均盖度为18.49±1.72(％)，平均高度为52.12±4.45(cm)，优势种为直穗小檗(Berberis dasystachya)；阴坡非钙化生境发现灌木30 种，平均盖度为29.33±2.56 (％)，平均高度为119.55±8.01 (cm)，优势种为箭竹 (Fargesia spathacea) 、唐古特忍冬(Lonicera tangutica) 和袋花忍冬(Lonicera saccata)；半阳坡非钙化生境发现灌木29 种，平均盖度为31.35±1.93 (％)，平均高度为107.55±4.24 (cm)，优势种为箭竹(Fargesia spathacea)。不同生境灌木层结构和物种组成多样性差异显著，钙化滩生境的灌木盖度、高度总体上较非钙化的坡地生境低, 钙化滩生境灌木以小型叶的落叶灌木为主，沟两侧非钙化的坡地生境上则发育了丰富箭竹。 (3)钙化滩生境发现草本46 种，平均盖度为7.18±0.79 (％)，平均高度为5.04±0.26(cm)，以山酢浆草(Oxalis griffithii)为优势种；阴坡非钙化生境发现草本物种71 种，平均盖度达29.04±2.31(％)，平均高度为9.08±0.52(cm)，以钝叶楼梯草(Elatostema obtusum)、山酢浆草为优势种；半阳坡非钙化生境草本物种50 种，平均盖度为以8.79±0.82(％)，平均高度为7.67±0.43 (cm)，以扇叶铁线蕨(Adiantum flabellulatum)、双花堇菜(Viola biflora)、华中蛾眉蕨(Lunathyrium shennongense)、山酢浆草为优势种。阴坡非钙化生境草本层片发育良好，多样性最为丰富，盖度和物种丰富度均显著高于钙化滩生境和半阳坡非钙化生境。 (4)钙化滩生境发现苔藓物种140 种，平均盖度达84.25±1.30 (％)，以仰叶星塔藓(Hylocomiastrum umbratum) 等大型藓类为优势种；阴坡非钙化生境发现苔藓物种115 种，平均盖度为79.29±1.64 (％)，以刺叶提灯藓(Mnium spinosum)、大羽藓(Thuidium cymbifolium)、毛尖燕尾藓(Bryhnia trichomitra)等个体较小的物种为优势种；半阳坡非钙化生境发现苔藓物种91 种，平均盖度为60.64±1.93 (％)，也以刺叶提灯藓为优势种。 (5)钙化滩生境、阴坡非钙化生境、半阳坡非钙化生境的物种数分别为234 种、221 种、175 种。乔木层的Shannon-Wiener 指数分别为0.75 ±0.12、1.87±0.12、1.78±0.07（灌木层，0.44±0.08、1.71± 0.15、2.49±0.06；草本层，0.33±0.13、1.31±0.15 、2.15±0.08； 苔藓层1.30±0.11、2.08±0.04、1.73±0.11，）；Pielou 均匀度指数分别为0.45±0.05、0.29±0.06、0.28±0.08（灌木层，0.75±0.03、0.68±0.05、0.52±0.06；草本层，0.68±0.02、0.77±0.02、0.74±0.02；苔藓层，0.40±0.03、0.63±0.02、0.52±0.03）；Simpson's 优势度指数分别为0.63±0.06、0.78±0.04、0.83±0.07（灌木层，0.21±0.03、0.28±0.05、0.45±0.06；草本层，0.25±0.02、0.12±0.01、0.17±0.01；苔藓层，0.45±0.04、0.18±0.01、0.31±0.04）。三种生境间乔木层、草本层的Sorenson 群落相似性系数较低, 灌木层、苔藓层的的Sorenson 群落相似性系数较高。 综上所述，黄龙岷江冷杉林的群落结构、植物多样性在三种生境间存在差异性，这将意味着我们在进行黄龙世界自然遗产地的森林经营管理时要较多地关注岷江冷山林群落在不同生境中的差异性。 There were multiplex habitat types, complicated community structure and abundant species composition in the Huanglong World Natural Heritage Site. Uncovering the differences of biodiversity among different habitats was a precondition to understand the distribution, formation and sustaining mechanism of the biodiversity, and the foundation of biodiversity conservation. In the present study, using plenty of quadrants, we investigated the community structure and the biodiversity of the primitive Abies faxoniana forest in different habitats (travertine bottomland, semi-sunny-slope non-calcified habitat and shady-slope non-calcified habitat) in the Huanglong World Natural Heritage Site. The main results are as follows: All the primitive Abies faxoniana forests in the three habitats were uneven-aged with obvious vertical structure including tree layer, shrub layer, herb layer and bryophyte layer. A total of 386 higher plants including 163 vascular plant species (103 generic, 46 families) and 223 bryophyte species (83 generic, 38 families) were investigated. The structure and species composition of each layer are as follows: (1) There were 18, 13 and 8 tree species in travertine bottomland, shady-slope non-calcified habitat and semi-sunny-slope non-calcified habitat, respectively. The tree layers in all habitats can be divided into two clear sub-layers. The upper tree layers were dominated by Abies faxoniana, and the lower tree layers were dominated by uneven-aged Abies faxoniana or other phanerophytes species. There were Abies fargesii , Picea asperata and Betula platyphylla besides the dominated species (Abies faxoniana) in the upper tree layer in travertine bottomland, and the lower tree layers were dominated by uneven-aged Abies faxoniana; There were Abies fargesii and Betula platyphylla besides the dominated species (Abies faxoniana) in the upper tree layer in shady-slope non-calcified habitat, and the lower tree layers were dominated by Acer caudatum var. prattii; There was Abies fargesii besides the dominated species (Abies faxoniana) in the upper tree layer semi-sunny-slope non-calcified habitat, and the lower tree layers were dominated by uneven-aged Abies faxoniana. According to composition percentage of dominate species in tree layer, both the forest in travertine bottomland and in semi-sunny-slope non-calcified habitat could be ranked as pure forest, and the forest in shady-slope non-calcified habitat could be ranked as mingled forest. There were significant differences in crown density, plant density, height structure and diameter structure among the three habitats. (2) A total of 41 shrub species (average coverage 18.49±1.72％; average height 52.12±4.45 ㎝)were found in travertine bottomland, and the dominate species was Berberis dasystachya; A total of 30 shrub species (average coverage 29.33±2.56 ％;average height 119.55±8.01 ㎝)were found in shady-slope non-calcified habitat, and the dominate species was Fargesia spathacea, Lonicera tangutica and Lonicera saccata. A total of 29 shrub species (average coverage 31.35±1.93％; average height 107.55±4.24 ㎝) were found in semi-sunny-slope non-calcified habitat, and the dominate species was Fargesia spathacea. There were significant differences in structure and species diversity of the shrub layers among the three habitats. The coverage and height of shrub had lower value in travertine bottomland than in two non-calcified habitats. Moreover, travertine bottomland was dominated by deciduous shrub species with microphyll and non-calcified habitats developed abundant Fargesia spathacea species. (3) A total of 46 herb species (average coverage 7.18±0.79％;average height 5.04±0.26 ㎝)were found in travertine bottomland, and the dominate species was Oxalis griffithii; A total of 71 herb species (average coverage 29.04±2.31％;average height 9.08±0.52 ㎝)were found in shady-slope non-calcified habitat, and the dominate species was Elatostema obtusum and Oxalis griffithii. A total of 50 herb species (average coverage 8.79±0.82％;average height 7.67±0.43 ㎝) were found in semi-sunny-slope non-calcified habitat, and the dominate species was Adiantum flabellulatum, Viola biflora, Lunathyrium shennongense and Oxalis griffithii. Herb layers developed well in shady-slope non-calcified habitat and had the higher species richness and coverage than travertine bottomland and semi-sunny-slope non-calcified habitat. (4) A total of 140 bryophyte species (average coverage 84.25±1.30％)were found in travertine bottomland, and the dominate species was big bryophyte species such as Hylocomiastrum umbratum and so on; A total of 115 bryophyte species (average coverage 79.29±1.64％)were found in shady-slope non-calcified habitat, and the dominate species was small bryophyte species such as Mnium spinosum, Thuidium cymbifolium, Bryhnia trichomitra and so on. A total of 91 bryophyte species (average coverage 60.64±1.93％) were found in semi-sunny-slope non-calcified habitat, and the dominate species was Mnium spinosum. (5) There were 234, 221 and 175 plant species in travertine bottomland, shady-slope non-calcified habitat and semi-sunny-slope non-calcified habitat, respectively. Shannon-Wiener index of the tree layer was 0.75 ±0.12, 1.87±0.12 and 1.78±0.07 (the shrub layer, 0.44±0.08, 1.71± 0.15 and 2.49±0.06; the herb layer, 0.33±0.13, 1.31±0.15 and 2.15±0.08; the bryophyte layer, 1.30±0.11, 2.08±0.04 and 1.73±0.11.) for the three habitats, respectively; Pielou index of the tree layer was 0.45±0.05, 0.29±0.06 and 0.28±0.08 (the shrub layer, 0.75±0.03, 0.68±0.05 and 0.52±0.06; the herb layer, 0.68±0.02, 0.77±0.02 and 0.74±0.02; the bryophyte layer, 0.40±0.03, 0.63±0.02 and 0.52±0.03.) for the three habitats, respectively. Simpson's index of the tree layer was 0.63±0.06, 0.78±0.04 and 0.83±0.07 (the shrub layer, 0.21±0.03、0.28±0.05、0.45±0.06; the herb layer, 0.25±0.02, 0.12±0.01 and 0.17±0.01; the bryophyte layer, 0.45±0.04, 0.18±0.01 and 0.31±0.04.) for the three habitats, respectively. There were low Sorenson index both in the tree layer and in the herb layer among the three habitats, whereas, high Sorenson index occurred both in the shrub layer and in the bryophyte layer. To sum up, there were differences both in community structure and plant diversity among the three different habitats, which means that we should pay more attention to habitats heterogeneities of the primitive Abies faxoniana forest when we take action to manage the forest in the Huanglong World Natural Heritage Site.

长白山次生杨桦林样地:物种组成与群落结构

长白山次生杨桦林是该地区阔叶红松林经皆伐和火烧等破坏后恢复形成的主要次生林类型之一,是阔叶红松林次生演替系列中的重要阶段。参照巴拿马巴洛科罗拉多岛(Barro Colorado Island,BCI)50hm2热带雨林样地的技术规范,于2005年在长白山北坡的自然保护区内建立了一块5hm2的次生杨桦林长期监测样地,对样地内所有胸径≥1cm的木本植物进行了详细的定位调查。对样地的物种组成与群落结构的分析表明:次生杨桦林样地物种组成丰富,共包括16科28属44种;区系特征明显,北温带成分占主要部分;样地内被监测的树木个体数为20101,不包括分枝的独立个体数为16565;优势树种明显,从个体数、平均胸径、胸高断面积和重要值等分析来看,演替先锋树种白桦(Betula platyphylla)和山杨(Populus davidiana)在群落中占有绝对优势地位,但从径级结构来看,它们的更新却非常差,随着演替的进展,这些先锋树种将逐渐走向衰亡;阔叶红松林中的主要树种如红松(Pinusko-raiensis)和紫椴(Tilia amurensis)等已经在次生杨桦林中占有了一定的比例,林下更新良好,逐渐进入林冠层并最终取代杨桦等成为该森林的优势种;从物种的空间分布格局来看,演替先锋树种和阔叶红松林中的主要树种并没有表现出明显的聚集性分布格局,而其它的小乔木和灌木树种则表现出明显的聚集性分布格局,但与地形并没有表现出明显的相关性,相关结论还需要进一步分析。

黄土丘陵区油松人工林和白桦天然林细根垂直分布及其与土壤养分的关系

在黄土高原子午岭林区,对油松人工林、白桦天然林细根生物量、比根长、根长密度和细根表面积的垂直分布特征,以及这些根系指标与土壤水分、土壤容重、氮素和有机质的关系进行了研究。结果表明,油松人工林细根生物量随土壤深度增加呈单峰曲线,白桦林细根生物量随土壤深度增加呈减少趋势;油松林大部分根系生物量集中分布在0—40 cm土层中,其中0—20 cm土层占37%以上,20—40 cm集中了41%以上;表层土壤(0—20 cm)具有较高的比根长、根长密度和细根表面积,而底层(40—60 cm)的比根长、根长密度和细根表面积最低。油松林土壤全氮和有机质含量垂直变化趋势相似,随土壤深度的增加而降低;硝态氮(NO3--N)均随土壤深度的增加呈单峰曲线变化趋势,而铵态氮(NH4+-N)随土壤深度增加呈先降低后增加的抛物线趋势。白桦林75%的细根生物量集中在0—20 cm土层,比根长、根长密度和细根表面积的垂直分布规律与油松林相似,表层土壤白桦林细根表面积是油松人工林的3.91倍,而20—40 cm土层白桦林细根表面积比油松人工林降低了33%。白桦林土壤全氮、有机质含量、NO3--N和NH4+-N垂直变化趋势与油松林相似。土壤水分、...