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漓江流域喀斯特森林土壤有机碳空间分布格局及其驱动因子

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环境科学 2024年第1期45卷 323-334页

作者：申楷慧魏识广李林储小雪钟建军周景钢赵毅桂林电子科技大学生命与环境科学学院桂林541004 广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室桂林541006

喀斯特森林生态系统脆弱,为了探明漓江流域喀斯特森林土壤的碳储潜力,揭示漓江流域喀斯特森林土壤有机碳(SOC)的空间分布格局,探寻各驱动因子对土壤有机碳空间分布的驱动作用途径及贡献,为评估该区域喀斯特森林的碳循环功能提供科学依据... 详细信息

喀斯特森林生态系统脆弱,为了探明漓江流域喀斯特森林土壤的碳储潜力,揭示漓江流域喀斯特森林土壤有机碳(SOC)的空间分布格局,探寻各驱动因子对土壤有机碳空间分布的驱动作用途径及贡献,为评估该区域喀斯特森林的碳循环功能提供科学依据.以漓江流域喀斯特森林土壤为对象,研究漓江不同流域段(上、中、下游)、不同深度土层的森林土壤有机碳的空间分布特征,通过相关性分析和构建分段结构方程模型,揭示漓江流域喀斯特森林土壤有机碳空间分布的驱动因子及其作用途径,并量化了各类因子的直接或间接作用比例.结果表明,漓江流域喀斯特森林土壤整体土层较浅,土壤有机碳具有表聚性.在不同流域段土壤有机碳含量的分布为:上游>下游>中游,易氧化有机碳(ROC)和可溶性有机碳(DOC)的分布与之相一致,而微生物碳(MBC)的分布为:上游>中游>下游.各类驱动因子对流域喀斯特森林土壤有机碳空间分布驱动作用途径和贡献不同,其贡献按从大到小排序为:土壤理化因子>土壤有机碳活性组分>样地海拔>样地物种多样性,总效应分别为:1.148、0.574、0.284和-0.013.其中,样地海拔对土壤有机碳仅有间接影响,土壤有机碳活性组分对土壤有机碳仅有直接影响.各驱动因子中,土壤总氮、土壤易氧化有机碳、样地物种丰富度和土壤可溶性有机碳均可作为漓江流域喀斯特森林土壤有机碳含量变化的重要预测因子.因此,有必要建立有效的覆盖全漓江流域的生态环境保护机制,减少并控制人为干扰的影响(特别是漓江中游城市段),并通过提升和保护流域喀斯特森林的物种多样性,改善土壤理化性质,改善并提升土壤有机碳活性组分含量等有效途径,提升漓江流域喀斯特森林土壤有机碳储量,促进区域森林碳汇功能的提升.

关键词：喀斯特森林土壤有机碳有机碳活性组分漓江流域结构方程模型(SEM)

南亚热带常绿阔叶林物种多样性与谱系多样性的多重分形分析

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科学通报 2024年第12期69卷 1652-1662页

作者：阴宇航李林魏识广周景钢温智峰钟建军赵毅胡妍广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室桂林541006 广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室桂林541006 桂林电子科技大学生命与环境科学学院桂林541004 中国科学院华南植物园广州510650 华南国家植物园广州510650 中国科学院华南植物园中国科学院退化生态系统植被恢复与管理重点实验室广州510650

群落物种多样性与谱系多样性格局问题是当前生态学研究的焦点之一.传统的分形分析仅能够描述物种在空间上是否存在分形特征,而多重分形分析是揭示多样性格局规律和分形特征的优秀工具,它不仅能够表现群落内不同种组的变化特征,还能够揭... 详细信息

群落物种多样性与谱系多样性格局问题是当前生态学研究的焦点之一.传统的分形分析仅能够描述物种在空间上是否存在分形特征,而多重分形分析是揭示多样性格局规律和分形特征的优秀工具,它不仅能够表现群落内不同种组的变化特征,还能够揭示不同尺度下群落的多样性分布格局.本研究以广东鼎湖山自然保护区20 hm2大型固定样地为研究对象,运用多重分形分析方法探索了南亚热带常绿阔叶林物种多样性与谱系多样性空间分布格局的尺度效应,对比分析了物种多样性与谱系多样性空间分布格局的多重分形特征之间的差异.结果表明:(1)南亚热带常绿阔叶林群落物种多样性和谱系多样性空间分布格局在局部尺度具有多重分形特征;(2)物种多样性和谱系多样性多重分形特征表明,南亚热带常绿阔叶林群落中极优势种组的丰富度和种间亲缘关系呈现减少趋势,极稀有种组的种间亲缘关系呈现减少趋势,其丰富度变化率呈下降趋势;(3)谱系多样性多重分形分析所描述的物种空间分布特征较物种多样性多重分形分析所描绘得更为精细,主要体现在对极稀有种组丰富度和种间亲缘关系变化特征的刻画方面.本文深入剖析了南亚热带常绿阔叶林物种多样性与谱系多样性格局的多重分形特征,探究了优势种组和稀有种组在物种多样性分布格局与谱系多样性分布格局中的变化规律,进一步揭示了南亚热带常绿阔叶林生态系统内部生物多样性的复杂性,对区域生态保护和生物多样性的维持具有一定的指导意义.

关键词：南亚热带常绿阔叶林物种多样性谱系多样性多重分形空间分布格局

细分研究南亚热带常绿阔叶林地上碳储量空间分布特征及其影响因素

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生态学报 2024年

作者：李林赵毅温智峰刘佳润魏识广周景钢冯嘉谊中国科学院退化生态系统植被恢复与管理重点实验室广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室中国科学院华南植物园广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室桂林电子科技大学生命与环境科学学院华南国家植物园

旨在探讨南亚热带常绿阔叶林地上碳储量空间分布特征及其影响因素，为了解该区域森林的碳汇功能提供理论依据。通过对鼎湖山南亚热带常绿阔叶林20hm2固定森林样地调查数据，采用一元线性回归分析和主成分分析方法，划分优势种和非优势... 详细信息

旨在探讨南亚热带常绿阔叶林地上碳储量空间分布特征及其影响因素，为了解该区域森林的碳汇功能提供理论依据。通过对鼎湖山南亚热带常绿阔叶林20hm2固定森林样地调查数据，采用一元线性回归分析和主成分分析方法，划分优势种和非优势种，研究地上碳储量的空间分布和生物/非生物因素的影响，获取了以下结果：1）优势种对鼎湖山南亚热带常绿阔叶林地上碳储量贡献更大（1533.85 Mg,74.72%），尤其是大径级物种（1389.68 Mg,67.69%）。优势种地上碳储量（CV=0.635）的空间分布较非优势种（CV=0.690）更加均匀。2）物种多样性与优势种和总体地上碳储量负相关，而与非优势种正相关。3）群落总体、优势种和非优势种的地上碳储量均与结构多样性显著正相关。然而，结构多样性对非优势种地上碳储量的影响程度高于优势种。4）群落中的土壤营养度、凹凸度与地上碳储量正相关。综上所述，通过提升非优势种的物种多样性可以增加鼎湖山南亚热带常绿阔叶林地上碳储量。此外，改善土壤营养条件也有助于提升南亚热带森林的碳汇功能。

关键词：地上碳储量南亚热带常绿阔叶林物种多样性结构多样性地形和土壤

南亚热带森林不同林型功能性状分布格局及其驱动机制

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热带亚热带植物学报 2024年第2期32卷 187-197页

作者：周景钢李林魏识广练琚愉叶万辉广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室广西桂林541006 广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室广西桂林541006 桂林电子科技大学生命与环境科学学院广西桂林541004 华南植物园中国科学院退化生态系统植被恢复与管理重点实验室广州510650 中国科学院核心植物园植物生态中心广州510650

植物功能性状能反映植物对环境变化的响应,研究植物功能性状的分布格局有助于揭示群落的构建过程及其内在作用机制。该研究以鼎湖山南亚热带山地常绿阔叶林和沟谷雨林为研究对象,采集并测量了样地中木本植物的12种不同的功能性状,分别以... 详细信息

植物功能性状能反映植物对环境变化的响应,研究植物功能性状的分布格局有助于揭示群落的构建过程及其内在作用机制。该研究以鼎湖山南亚热带山地常绿阔叶林和沟谷雨林为研究对象,采集并测量了样地中木本植物的12种不同的功能性状,分别以5 m×5 m、10 m×10 m、20 m×20 m的样方为尺度单元,通过计算平均成对性状距离指数来探讨群落中功能性状的分布格局及其驱动机制。结果表明,两个林型的群落中12个功能性状均存在不同程度变异,但功能性状在群落间的差异不显著(P>0.05)。两个林型的群落中功能性状空间分布格局均具有尺度依赖性,但不同尺度的驱动机制有差异,随着空间尺度的增大,山地常绿阔叶林的功能性状空间分布格局主要驱动机制由环境过滤转为扩散限制;沟谷雨林的由环境过滤和相似性限制转为扩散限制,两个林型在20m×20m空间尺度上都是扩散限制。生态位分化和扩散限制综合作用于鼎湖山南亚热带山地常绿阔叶林和沟谷雨林的群落功能性状分布格局的产生及其群落构建过程,二者的贡献作用会随空间尺度发生变化。坡度是影响山地常绿阔叶林功能性状分布格局的最关键地形因子,海拔是影响沟谷雨林的最关键地形因子。

关键词：功能性状分布格局环境过滤相似性限制扩散限制

南亚热带常绿阔叶林地上碳储量空间分布特征及其影响因素

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生态学报 2024年第11期44卷 4687-4697页

作者：李林赵毅温智峰刘佳润魏识广周景钢冯嘉谊桂林电子科技大学生命与环境科学学院桂林541004 广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室桂林541006 广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室桂林541006 中国科学院华南植物园广州510650 华南国家植物园广州510650 中国科学院退化生态系统植被恢复与管理重点实验室广州510650

旨在探讨南亚热带常绿阔叶林地上碳储量空间分布特征及其影响因素,为了解该区域森林的碳汇功能提供理论依据。通过对鼎湖山南亚热带常绿阔叶林20 hm2固定森林样地调查数据,采用一元线性回归分析和主成分分析方法,划分优势种和非优势种,... 详细信息

旨在探讨南亚热带常绿阔叶林地上碳储量空间分布特征及其影响因素,为了解该区域森林的碳汇功能提供理论依据。通过对鼎湖山南亚热带常绿阔叶林20 hm2固定森林样地调查数据,采用一元线性回归分析和主成分分析方法,划分优势种和非优势种,研究地上碳储量的空间分布和生物/非生物因素的影响,获取了以下结果:(1)优势种对鼎湖山南亚热带常绿阔叶林地上碳储量贡献更大(1533.85 Mg,74.72%),尤其是大径级物种(1389.68 Mg,67.69%)。优势种地上碳储量(CV=0.635)的空间分布较非优势种(CV=0.690)更加均匀。(2)物种多样性与优势种和总体地上碳储量负相关,而与非优势种正相关。(3)群落总体、优势种和非优势种的地上碳储量均与结构多样性显著正相关。然而,结构多样性对非优势种地上碳储量的影响程度高于优势种。(4)群落中的土壤营养度、凹凸度与地上碳储量正相关。综上所述,通过提升非优势种的物种多样性可以增加鼎湖山南亚热带常绿阔叶林地上碳储量。此外,改善土壤营养条件也有助于提升南亚热带森林的碳汇功能。

关键词：地上碳储量南亚热带常绿阔叶林物种多样性结构多样性地形和土壤

南亚热带森林常见种和偶见种的功能冗余和功能脆弱及其影响因子

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生态学报 2023年

作者：周景钢李林魏识广广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室桂林电子科技大学中国科学院华南植物园

群落特征可能取决于物种在功能实体FE(功能特征的独特组合)中的分布。了解这些分布是保护生物多样性和维持生态系统功能的基础。鼎湖山南亚热带常绿阔叶林群落物种丰富，我们根据物种的多度来区分常见种(每hm2超过一个个体)和偶见种(每... 详细信息

群落特征可能取决于物种在功能实体FE(功能特征的独特组合)中的分布。了解这些分布是保护生物多样性和维持生态系统功能的基础。鼎湖山南亚热带常绿阔叶林群落物种丰富，我们根据物种的多度来区分常见种(每hm2超过一个个体)和偶见种(每hm2少于一个个体)。本研究基于功能实体，分别计算功能实体数量、功能冗余度、功能脆弱度和功能过度冗余度来描述每个样方中常见种和偶见种的功能多样性。采用Wilcoxon检验检测常见种和偶见种功能性状的差异，通过线性回归分析常见种和偶见种的功能多样性与物种数量的关系，采用RDA分析影响常见种和偶见种的功能多样性的环境因子。研究结果表明：(1)鼎湖山南亚热带常绿阔叶林群落中功能性状在常见种和偶见种间差异显著。(2)群落中数量较低的偶见种保持着较高比例的功能实体数量。功能实体数量、功能冗余度与常见种和偶见种数量显著正相关，功能过度冗余度与偶见种数量显著正相关，功能脆弱度与常见种和偶见种的物种数量呈显著负相关。(3)海拔是影响常见种功能多样性最关键的地形因子，凹凸度是影响偶见种功能多样性最关键的地形因子。土壤含水量是影响常见种功能多样性最关键的土壤因子，速效钾是影响偶见种功能多样性最关键的环境因子。研究结果表明，尽管物种丰富的热带森林具有较高的功能冗余，但其提供的保险效应不能抵消生态系统的功能脆弱性。减少具有独特功能实体和偶见种的损失是避免热带森林生态系统功能损失的有效和必要的方法。

关键词：功能性状功能实体功能冗余度偶见种

南亚热带常绿阔叶林优势种组的空间分布格局及组间关联

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林业科学 2022年第9期58卷 16-24页

作者：李林魏识广叶万辉练琚愉温智峰周景钢桂林电子科技大学生命与环境科学学院桂林541004 广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室桂林541006 中国科学院华南植物园退化生态系统植被恢复与管理重点实验室广州510650 中国科学院核心植物园植物生态中心广州510650

【目的】从种组和物种2个水平,细分研究不同特征优势种组的空间分布格局和组间关联及其随尺度变化的规律,探讨鼎湖山南亚热带常绿阔叶林群落优势种空间分布格局和空间关联的成因,揭示群落中优势种的共存和分布规律,为针对性开展该区域... 详细信息

【目的】从种组和物种2个水平,细分研究不同特征优势种组的空间分布格局和组间关联及其随尺度变化的规律,探讨鼎湖山南亚热带常绿阔叶林群落优势种空间分布格局和空间关联的成因,揭示群落中优势种的共存和分布规律,为针对性开展该区域生物多样性保护提供理论依据。【方法】基于鼎湖山20 hm2南亚热带常绿阔叶林群落(DHS大样地)中重要值前10的优势种的调查数据和信息,采用相对邻体密度指数Ωr分析优势种组和组内物种的空间分布点格局,采用多元点格局g12方程进行组间和种间关联的统计。【结果】1)聚集分布不仅在物种水平占主导地位,也是种组水平上空间分布格局的主要类型,各优势种组内检测到的显著聚集程度随检测尺度增大均呈下降趋势。2)各特征优势种组在群落中保持优势的策略不同,组间关联存在差异。径级优势种组与数量优势种组分别以大径级和高数量2种生存策略竞争生存资源,最终二者在空间分布上产生差异,以各自的特征共同保持优势,在所有检测尺度均呈显著负相关;径级优势种组与径级和数量均优势种组在所有检测尺度上都独立不相关;数量优势种组与径级和数量均优势种组在群落垂直空间处于互补分布状态,在水平空间则集中分布在相同或相近空间中,在所有检测尺度上都显著正相关。3)各特征优势种组的组内种间关联随尺度变化存在差异:径级优势种组内种间关联以正相关为主;数量优势种组的组内种间关联结果各异;径级和数量均优势种锥栗和肖蒲桃显著负相关。【结论】种组水平的空间分布格局延续了在物种水平上的检测结果,聚集分布仍然是群落空间分布格局的主要类型。各特征优势种组在群落中保持优势的策略不同,组间关联存在差异。径级优势种组与数量优势种组在水平空间互补分布,二者在所有检测尺度都呈显著负相关;数量优势种组与径级和数量均优势种组在群落垂直空间分布互补,水平空间重叠,在所有检测尺度上显著正相关。

关键词：南亚热带常绿阔叶林优势种组空间分布格局组间关联大型固定样地

南亚热带森林不同林型功能性状分布格局及其驱动机制

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热带亚热带植物学报 2023年

作者：周景钢李林魏识广练琚愉叶万辉中国科学院核心植物园植物生态中心桂林电子科技大学广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室华南植物园中国科学院退化生态系统植被恢复与管理重点实验室

植物功能性状能反映植物对环境变化的响应，研究植物功能性状的分布格局有助于揭示群落的构建过程及其内在作用机制。该研究以鼎湖山南亚热带山地常绿阔叶林和沟谷雨林为研究对象，采集并测量了样地中木本植物的12种不同的功能性状，分... 详细信息

植物功能性状能反映植物对环境变化的响应，研究植物功能性状的分布格局有助于揭示群落的构建过程及其内在作用机制。该研究以鼎湖山南亚热带山地常绿阔叶林和沟谷雨林为研究对象，采集并测量了样地中木本植物的12种不同的功能性状，分别以5 m×5 m、10 m×10 m、20 m×20 m的样方为尺度单元，通过计算平均成对性状距离指数来探讨群落中功能性状的分布格局及其驱动机制。结果表明，两个林型的群落中12个功能性状均存在不同程度变异，但功能性状在群落间的差异不显著(P>0.05)。两个林型的群落中功能性状空间分布格局均具有尺度依赖性，但不同尺度的驱动机制有差异，随着空间尺度的增大，山地常绿阔叶林的功能性状空间分布格局主要驱动机制由环境过滤转为扩散限制；沟谷雨林的由环境过滤和相似性限制转为扩散限制，两个林型在20 m×20 m空间尺度上都是扩散限制。生态位分化和扩散限制综合作用于鼎湖山南亚热带山地常绿阔叶林和沟谷雨林的群落功能性状分布格局的产生及其群落构建过程，二者的贡献作用会随空间尺度发生变化。坡度是影响山地常绿阔叶林功能性状分布格局的最关键地形因子，海拔是影响沟谷雨林的最关键地形因子。

关键词：功能性状分布格局环境过滤相似性限制扩散限制

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亚热带不同纬度森林群落物种空间分布格局

生态学报 2022年第22期42卷 9153-9164页

作者：温智峰魏识广李林叶万辉练琚愉桂林电子科技大学桂林541004 广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室桂林541006 华南植物园中国科学院退化生态系统植被恢复与管理重点实验室广州510650 中国科学院核心植物园植物生态中心广州510650

为探讨我国亚热带森林群落中物种空间分布格局特点及其成因,揭示其共性规律和个性差异,为相关区域的生物多样性保护和监测工作提供科学依据。选取我国亚热带不同纬度的6个1 hm^(2)典型森林群落中所有胸径(DBH,Diameter at Breast Height... 详细信息

为探讨我国亚热带森林群落中物种空间分布格局特点及其成因,揭示其共性规律和个性差异,为相关区域的生物多样性保护和监测工作提供科学依据。选取我国亚热带不同纬度的6个1 hm^(2)典型森林群落中所有胸径(DBH,Diameter at Breast Height)≥1 cm的物种为研究对象;采用L(t)方程统计所有监测物种的空间分布格局类型,为满足L(t)方程的统计精度,将各群落中多度≥10株的植物以物种为单位统计,多度<10株的低多度物种和单个体物种则以种组为单位进行空间点格局分析;并对物种多度、胸径与空间聚集程度的度量指标L_(10)进行相关性分析。结果表明:(1)亚热带不同纬度群落中多度≥10株物种的空间分布格局表现出相似的尺度依赖性规律:显著聚集分布比例随尺度增大而降低,不同纬度群落的变化幅度存在差异,纬度较低的群落稳定性更强。(2)各群落中低多度种组空间分布格局表现出小尺度显著聚集分布,大尺度随机分布的尺度效应,但尺度效应在不同纬度群落间存在差异;各群落的单个体种组空间分布格局均以随机分布为主。(3)不同纬度群落物种多度与空间聚集程度之间均存在负相关关系,物种多度对空间聚集程度的影响随纬度从高到低逐渐减弱。(4)较高纬度群落物种胸径与空间聚集程度之间存在负相关关系;随纬度从高到低,物种胸径对空间聚集程度影响水平逐渐降低。对亚热带不同纬度森林群落物种空间分布格局形成原因的进一步探讨,认为由纬度差异引起的生境异质性是影响群落物种空间分布格局产生过程的主要因素,此外,林型、扩散限制、密度制约和随机作用是影响各群落物种空间格局成因及多样性维持的次要因素。

关键词：空间点格局分析 L(t)方程物种多度空间聚集程度