植物學(xué)

氣候變化下桃兒七潛在地理分布的預(yù)測

郭彥龍，衛(wèi)海燕，路春燕，等

摘要：目的：氣候是決定地球上物種分布的最主要因素，而物種分布格局的變化則是對氣候變化最明確和直接的反映。氣候變化改變了生態(tài)環(huán)境，對不同空間和時間尺度中生長的物種，特別是我國特有瀕危植物的生長、品質(zhì)、分布及其所在生態(tài)系統(tǒng)的影響巨大。桃兒七（Sinopodophyllum hexandrum）為小檗科多年生草本植物，是我國瀕危傳統(tǒng)藏藥，預(yù)測氣候變化對該物種分布范圍的影響對于其保護和資源可持續(xù)利用具有重要意義。方法：該研究利用獲得的桃兒七136個地理分布記錄和21個氣候環(huán)境圖層，通過MaxEnt模型分析桃兒七在我國西部七省區(qū)的潛在地理分布，并基于該模型預(yù)測政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布的SRES-A1B、SRES-A2和SRES-B1氣候情景下21世紀20、50和80年代桃兒七的分布范圍。結(jié)果：最熱季平均溫度、年降水量、溫度季節(jié)性變動系數(shù)和等溫性是影響桃兒七分布的主要氣候因子，在當前氣候條件下，桃兒七適宜的生境面積占研究區(qū)總面積的11.71%，主要集中在青藏高原東緣的四川、甘肅、青海境內(nèi)次生植被豐富、地形復(fù)雜的高海拔地區(qū)，低適宜生境與不適宜生境分別占研究區(qū)總面積的15.86%與 72.43%。至 21世紀 20年代在SRES-A1B、SRES-A2和SRES-B1 3種情景下，研究區(qū)桃兒七適宜生境將大幅減少。到 21世紀 50年代在SRES-A1B和SRES-B1兩種情景下，研究區(qū)桃兒七適宜生境有一定的增加；而在SRES-A2氣候情景下，研究區(qū)桃兒七適宜生境進一步減少。到21世紀80年代，研究區(qū)桃兒七適宜生境均有一定的增加，其中SRES-A2氣候情景下增加較為顯著，占到研究區(qū)總面積的10.01%。其他兩種氣候情景下該時段適宜生境占研究區(qū)的面積也分別達到了8.42%和6.26%。結(jié)論：未來氣候條件下桃兒七的適宜生境將有所減少，同時在研究區(qū)涉及的各省、自治區(qū)中，四川、甘肅、青海為桃兒七未來主要的潛在適生區(qū)域。在這些地區(qū)對桃兒七的保護應(yīng)有目的地選擇適宜生境以及低適宜生境加以管理。根據(jù)評價因子貢獻率的結(jié)果，最熱季平均氣溫、氣溫季節(jié)性變動系數(shù)和等溫性這 3個與溫度有關(guān)的評價因子貢獻率之和為65.5%，說明溫度是影響桃兒七適生區(qū)分布的決定性因子。這也表明水分不是制約桃兒七分布的因子，桃兒七可以分布在較濕潤的環(huán)境，也可分布在較干旱的環(huán)境。在未來SRES-A1B、SRES-A2、SRES-B1氣候情景下，桃兒七適宜生境的平均海拔均逐漸升高。到21世紀20年代，3種氣候情景下桃兒七的適宜生境分布區(qū)的重心均向高緯度地區(qū)移動，到21世紀50年代，桃兒七的適宜生境分布區(qū)的重心開始逐漸向青藏高原高海拔地區(qū)移動，根據(jù)模型預(yù)測結(jié)果，到21世紀80年代，桃兒七的適宜生境分布區(qū)將進一步向青藏高原內(nèi)部移動，同時其分布區(qū)面積將有一定的增加。因此，未來氣候條件下桃兒七適宜生境范圍及其幾何重心極有可能是先向北然后向西延伸至青藏高原內(nèi)部較高海拔的山區(qū)。

來源出版物：植物生態(tài)學(xué)報, 2014, 38(3)： 249-261

入選年份：2017

馬尾松人工林不同大小林窗植物多樣性及其季節(jié)動態(tài)

崔寧潔，張丹桔，劉洋，等

摘要：目的：低效人工林的改造和植被恢復(fù)研究是當前恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究的重要內(nèi)容，但是長江上游低山丘陵區(qū)低效馬尾松人工林的改造及生態(tài)恢復(fù)的研究工作相對薄弱，現(xiàn)存諸多生態(tài)問題。該研究通過人工采伐形成不同大小的林窗，對馬尾松人工林不同季節(jié)不同林窗下的植物組成及多樣性進行調(diào)查，旨在找到能最大限度地促進植物多樣性恢復(fù)的最適林窗面積，并更好地了解不同季節(jié)的植物資源狀況，用于指導(dǎo)長江上游低山丘陵區(qū)馬尾松人工林的結(jié)構(gòu)改造、保護和合理開發(fā)利用。方法：采用機械布樣和典型抽樣相結(jié)合的方法，人工砍伐形成7種大小不等的正方形林窗斑塊各3個，面積分別為：100 m2、225 m2、400 m2、625 m2、900 m2、1225 m2、1600 m2，將林窗分為小林窗（100～225 m2）、中林窗（400～900 m2）和大林窗（1225～1600 m2），林下為對照（CK）。待林窗采伐2年植被基本恢復(fù)后，于2013年春季（4月）、夏季（7月）、秋季（9月）進行植物多樣性調(diào)查，在不同大小林窗的中心（共21個）及林下（3個）選取1個5 m×5 m的樣方調(diào)查植物組成，記錄每種植物的種名、株數(shù)或叢數(shù)、高度、蓋度、冠幅等。通過野外調(diào)查數(shù)據(jù)，統(tǒng)計各林窗下的物種數(shù)，求出Simpson生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)、Shannon-Wiener物種多樣性指數(shù)及Pielou均勻度指數(shù)。采用單因素方差分析和多重比較檢驗馬尾松人工林不同季節(jié)不同大小林窗間植物多樣性的顯著性差異，采用雙因素方差分析檢驗季節(jié)和林窗大小及其交互作用對馬尾松人工林的植物多樣性的影響，采用Pearson相關(guān)性分析檢驗各多樣性指數(shù)之間及多樣性指數(shù)與環(huán)境因子的相關(guān)性。結(jié)果：1）馬尾松人工林林下植物以高位芽植物居多，其次是地面、地下芽植物，一年生植物較少而缺少地上芽植物。在林窗形成初期，林窗的高位芽植物比例明顯低于林下，大林窗的高位芽植物比例稍高于小林窗，地下芽和一年生植物的比例低于小林窗。2）林下的物種豐富度和物種多樣性指數(shù)顯著低于大林窗。不同林窗下植物的豐富度指數(shù)、優(yōu)勢度指數(shù)、多樣性指數(shù)也存在顯著差異。3）夏季林窗下植物多樣性最高，其次是秋季，春季多樣性最低。4）各多樣性指數(shù)和光照、溫度、濕度的相關(guān)關(guān)系表明，光照、溫度、濕度是影響馬尾松人工林植物多樣性格局的重要因子。結(jié)論：植物生活型比例是對復(fù)雜環(huán)境條件趨同或趨異的結(jié)果，可能與光照、溫度、濕度、種間競爭等有關(guān)。合適的林窗大小可以促進植物多樣性的恢復(fù)和植被的更新，提高植物的多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在長江上游低山丘陵區(qū)改造馬尾松人工林的生產(chǎn)實踐中，采用1225～1600 m2的林窗擇伐既可輸出馬尾松用材木，也有利于維持較高的植物多樣性。馬尾松人工林季節(jié)間的植物多樣性也具有顯著差異，夏季有較高的多樣性，植物資源更豐富。

來源出版物：植物生態(tài)學(xué)報, 2014, 38(5)： 477-490

入選年份：2017

浙江天童常綠闊葉林不同演替階段地表凋落物的C︰N︰P化學(xué)計量特征

馬文濟，趙延濤，張晴晴，等

摘要：目的：森林地表凋落物由土壤表層已分解、半分解和尚未分解的死有機物質(zhì)組成，是森林生態(tài)系統(tǒng)腐屑食物鏈的起點，直接影響著土壤的理化性質(zhì)，對森林生態(tài)系統(tǒng)的有機質(zhì)貯存和養(yǎng)分循環(huán)維持等起著重要的作用。在前期的研究中，雖然關(guān)于地表凋落物在不同森林類型中的總體特征已有很多報道，但對各分解層次凋落物量與碳（C）、氮（N）、磷（P）在不同演替階段的差異研究不足。該研究旨在探討演替過程對地表不同分解程度的凋落物中 C、N和 P含量和儲量，以及C︰N︰P化學(xué)計量特征的影響。方法：采用空間代替時間的方法，選擇浙江天童以鐵芒萁（Dicranopteris linearis）+五節(jié)芒（Miscanthus floridulus）灌草叢為初始階段，柯（Lithocarpus glaber）+檵木（Loropetalum chinense）灌叢為前期，馬尾松（Pinus massoniana）群落和馬尾松+木荷（Schima superba）群落為中期，木荷群落與栲（Castanopsis fargesii）群落為中后期的常綠闊葉林演替系列。在每個演替階段設(shè)置4個20 m×20 m的重復(fù)樣地，每個樣地選取20個取樣點，分別在春、夏、秋、冬按未分解層（L）、半分解層（F）和已分解層（Y）采集地表凋落物，烘干稱量，測定各層次凋落物量、C、N、P含量和儲量，計算C︰N︰P化學(xué)計量比。結(jié)果：隨著演替的進行，地表凋落物量和有機碳儲量呈現(xiàn)下降的趨勢。在各演替階段，有機碳含量在各分解層表現(xiàn)出L＞F＞Y的趨勢，有機碳儲量均表現(xiàn)為Y＜F。演替前期群落氮含量和儲量顯著低于演替中后期群落，不同分解層的氮含量在各演替階段皆表現(xiàn)為：Y＞F＞L，且各層氮含量隨演替的進行均趨于升高。磷含量在演替中期群落最低，各演替階段不同分解層的磷含量皆表現(xiàn)為Y＞F＞L，磷儲量的演替趨勢不明顯，L層磷儲量隨著演替進行趨于降低。凋落物C︰N、C︰P和N︰P皆趨于下降（P＜0.05），在各分解層之間，C︰N和C︰P皆表現(xiàn)為 Y＜F＜L，N︰P差異不顯著。結(jié)論：隨著演替進行，天童常綠闊葉林地表凋落物量趨于減少，地表凋落物的C儲量趨向減少。凋落物量以及C、N和P含量在凋落物各分解層的分布格局也隨演替而變化。地表凋落物的C︰N、C︰P和N︰P皆隨演替趨于下降，也隨凋落物分解程度加大而下降。該結(jié)果表明：在天童地區(qū)的常綠闊葉林次生演替過程中，凋落物在地表的動態(tài)過程朝著周轉(zhuǎn)速率提高，C儲量下降，C︰N、C︰P和N︰P降低的趨勢發(fā)展?？傊?，以上變化格局既反映了演替過程中地表凋落物返還土壤的C、N和P可能增多，從而使其本身的C、N和P儲量降低，也反映了地表凋落物的C、N和P循環(huán)加快，地表凋落物基質(zhì)趨向更有利于養(yǎng)分釋放和碳固持的方向發(fā)展。

來源出版物：植物生態(tài)學(xué)報, 2014, 27(9)： 833-842

入選年份：2017