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古田山自然保护区地下芽植物多样性及其生物量分配策略

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生态学报 2023年第13期43卷 5517-5524页

作者：方涛陈秋婷李昕钱海源刘赛静饶米德陈声文童光荣叶铎浙江师范大学生命科学学院金华321000 钱江源国家公园管理局开化324300

地下芽植物能够通过地下储存器官占据生境资源、储存营养物质等策略来获得生态优势,其地下储存器官多样性以及生物量分配策略,对地下芽植物物种组成以及生态系统功能产生重要影响。然而,以往研究多关注草地生态系统的地下芽植物,对森林... 详细信息

地下芽植物能够通过地下储存器官占据生境资源、储存营养物质等策略来获得生态优势,其地下储存器官多样性以及生物量分配策略,对地下芽植物物种组成以及生态系统功能产生重要影响。然而,以往研究多关注草地生态系统的地下芽植物,对森林地下芽植物的了解仍然缺乏。采集了古田山国家级自然保护区不同海拔分布的693个草本植物个体,分析了地下芽植物及其地下储存器官的类型与多样性,比较了地下芽植物与非地下芽植物的地上、地下各器官的绝对、相对生物量。结果显示:(1)地下芽植物的相对丰富度为69.1%,相对多度为88.2%。大多为根状茎植物,主要由禾本科、莎草科、堇菜科和蕨类植物组成。(2)除茎外,地下芽植物各器官的绝对生物量(叶:1.94g,根:0.65g,地上部分:2.0g,地下部分:4.1g)均大于非地下芽植物(叶:0.26g,根:0.13g,地上部分:0.68g,地下部分:0.13g)。(3)地下芽植物叶(0.40)与茎(0.14)的相对生物量小于非地下芽植物(叶:0.48,茎:0.35),地下部分相对生物量(0.56)大于非地下芽植物(0.17)。本研究表明,以根状茎植物为主的地下芽植物是古田山亚热带森林生态系统草本植物的主要构成者,且个体普遍较大,倾向于将生物量投资于地下器官。这些结果为认识地下芽植物的生态策略与功能以及草本植物群落管理提供了科学依据。

关键词：地下芽植物古田山根状茎生物量地下储存器官

古田山5ha常绿阔叶林群落结构动态及影响因素研究

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古田山5ha常绿阔叶林群落结构动态及影响因素研究

作者：梁希妮浙江师范大学

学位级别：硕士

浙江古田山国家级自然保护区属亚热带季风气候区,保存有一片完好的以甜槠、木荷为主的常绿阔叶林植被,具有重要的保护和研究价值。2008年的南方冰雪灾害对古田山常绿阔叶林群落组成和结构产生了较大的影响,但是对于这种影响的长期性及... 详细信息

浙江古田山国家级自然保护区属亚热带季风气候区,保存有一片完好的以甜槠、木荷为主的常绿阔叶林植被,具有重要的保护和研究价值。2008年的南方冰雪灾害对古田山常绿阔叶林群落组成和结构产生了较大的影响,但是对于这种影响的长期性及不可逆性还没有太多的深入研究。本研究以古田山5 ha样地为例,主要探究2008年雪灾对后续的群落恢复过程的影响及群落后续动态变化与环境因子之间的关系,旨在为古田山常绿阔叶林灾后恢复工作提供理论依据,对亚热带常绿阔叶林的保护与利用具有一定参考价值。本研究基于2012年和2017年在古田山5 ha常绿阔叶林动态监测样地的两次调查数据,对样地内的物种组成、重要值、生长型、径级结构等群落结构特征的动态变化进行系统分析和探讨,在此基础上重点分析了群落动态与坡度、海拔等非生物因子和物种丰富度、植株密度等生物因子的关系,对群落遭受冰雪灾害后的影响及驱动因素进行进一步分析。结果显示:（1）2012年样地内共有DBH≥1 cm的木本植物17398株,隶属于52科108属158种;2017年样地内共有植株16401棵,隶属于53科108属158种。以甜槠、柳叶蜡梅等为优势种。5年间新增3个物种,消失了3个物种。新增与消失的物种均为稀有种,稀有物种重要值排序变化较大。总体而言,5年间共有145种物种重要值发生了一定的变化,植物群落物种组成总体稳定,优势群体所受雪灾影响低于群落总体水平,稀有种及偶见种受影响较大,变化明显且存在不可逆性。（2）群落内不同生长型物种的物种多样性指标存在变化,其中小灌木和灌木或小乔木两种生长型的多样性指数存在显著变化:小灌木群落ShannonWiener指数、Simpson指数出现下降（P＜0.05）,灌木或小乔木群落Pielou指数上升（P＜0.1）,即不同生长型物种多样性变化差异明显,该现象主要与雪灾后林窗形成发展有关。样地内个体数和胸高截面积存在显著差异:群落个体数存在显著减小现象,胸高截面积存在显著增加现象。对于种间关系的研究发现5年间物种多度、胸高截面积、频度和重要值次序均无明显改变,一定程度上反映了种间优势关系5年间的稳定性,即在极端干扰后稳定的大环境下森林结构动态方向恒定。（3）群落径级结构动态变化的研究结果显示,随着径级增加,个体数呈现减小的趋势,径级-个体数图呈倒“J”型结构,总体结构未发生显著性改变,群落植株主要为小径级植株。多数径级补员率大于死亡率,而小径级个体死亡率与补员率相近,个体数减少明显。小径级群落个体数和胸高截面积均存在显著变化。总体上,小径级个体动态变化影响群落整体动态变化,群落更新状态良好,灾后群落植株生长型正朝着灾前状态恢复,灾害带来的一些影响被逐步抵消。（4）探讨了部分生物和非生物因子对2012-2017年常绿阔叶林死亡、补员及胸高截面积变化率的影响。逐步回归分析发现植株密度、平均胸径、平均海拔、Shannon-Wiener指数、种间竞争指数、物种丰富度、坡度、Pielou指数为主要影响因子。结果显示:群落死亡率主要受平均胸径、平均海拔、ShannonWiener指数、种间竞争指数、物种丰富度、坡度、Pielou指数的影响,其中物种丰富度、坡度、Pielou指数与死亡率呈正相关（P＜0.05）;群落补员率主要受植株密度、平均胸径、物种丰富度、坡度、Shannon-Wiener指数的影响,其中坡度、Shannon-Wiener指数与补员率呈正相关（P＜0.05）;群落胸高截面积变化率主要受植株密度、物种丰富度、Pielou指数、平均胸径、坡度、Shannon-Wiener指数影响,其中与平均胸径、坡度、Shannon-Wiener指数呈负相关（P=0.1054）。坡度、海拔等地形因素在灾害发生时对群落结构产生极大影响,在后续恢复过程中同样影响着群落发展,物种丰富度、群落竞争等生物因素在后续恢复过程中影响结构动态。（5）本研究分不同径级探讨了环境因子对2012-2017年常绿阔叶林死亡率、补员率的影响差异。逐步回归分析结果显示:在1-5 cm和5-10 cm两个径级范围内,解释率较高。1-5 cm径级植株的个体死亡率与物种丰富度S呈负相关,与Shannon-Wiener指数、种间竞争指数呈正相关;补员率与植株密度、平均胸径、物种丰富度S呈负相关,与坡度、Shannon-Wiener指数呈正相关。5-10 cm径级植株的个体死亡率与平均胸径、凹凸度、Shannon-Wiener指数、种间竞争指数呈负相关,与植株密度、物种丰富度、坡度、坡向、Simpson指数、种内竞争指数呈正相关;个体补员率与平均胸径、坡度、Shannon-Wiener指数、种内竞争指数呈负相关,与物种丰富度、Pielou指数呈正相关,以上结果的P＜0.05。1-5 cm径级群体在恢复过程中主要受竞争等生物因子影响,与之相比的5-10 cm径级群体还受到坡度坡向等地形因素影响。综上所述,古田山常绿阔

关键词：古田山常绿阔叶林冰雪灾害死亡率补员率环境因子逐步回归

古田山亚热带森林群落种间联结的生境和尺度依赖性研究

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古田山亚热带森林群落种间联结的生境和尺度依赖性研究

作者：江常春浙江师范大学

学位级别：硕士

种间联结指在同一空间分布上不同物种彼此间的相互关联性,通常作为群落分类的一种依据,是探讨在生态系统中植物相互关系的一个重要指标及评判标准,对理解群落中物种共存、种群分布及动态演替等方面有重要意义。上世纪以来,种间联结的分... 详细信息

种间联结指在同一空间分布上不同物种彼此间的相互关联性,通常作为群落分类的一种依据,是探讨在生态系统中植物相互关系的一个重要指标及评判标准,对理解群落中物种共存、种群分布及动态演替等方面有重要意义。上世纪以来,种间联结的分析方法经过多次补充和完善,已经广泛运用于生态学、植物学、动物学等多个领域。但是目前种间联结的测定往往只是对群落间物种相互关系的外在描述,得到的只是群落动态演替的现状或植物间竞争的结果,对于种间联结形成机制和过程并不清楚。本研究基于浙江古田山5 hm亚热带常绿阔叶林群落调查数据,通过方差比率法、Spearman秩相关系数具体分析群落种间联结的整体联结和成对物种联结,分析古田山森林群落种间联结的基本情况如何?并在此基础上,通过箱线图比对群落在三种生境和三种尺度交互的不同影响因素组合中种间联结的变化趋势,探究古田山森林群落种间联结的生境和尺度依赖性如何?本研究有助于进一步了解古田山5 hm固定样地的种间关系,为今后亚热带常绿阔叶林的物种共存及群落演替等研究提供理论与数据支持。主要结果与结论如下:(1)古田山森林群落种间联结的基本情况:在20 m×20 m尺度下,方差比率法结果显示多物种种间联结(VR值)为1.619(>1),表明在群落的种间关系整体上呈现显著的正相关。Spearman秩相关系数分析结果表明,群落12个优势种的组成的66对种对中有正联结42对,负联结24对,正负关联比为1.75:1。从结果显著性看,共29对种对表现为显著或极显著关联,其中极显著正联结有6对,极显著负联结仅1对。研究结果中正联结种对数多于负联结种对数,极显著正联结种对数远多于极显著负联结种对数,并且多物种种间关系整体显著正联结,表明在20 m×20 m尺度下古田山森林群落发展态势较为稳定,群落种间关系趋向于正向共存,群落结构稳定且处于正向演替阶段。(2)古田山森林群落种间联结的生境依赖性:本研究分别将10 m×10 m、20 m×20 m和40 m×40 m三种尺度下不同生境中种间联结强度值用箱线图表示,结果表明:无论取样尺度如何,古田山森林群落中的成对物种种间联结强度均随着海拔的上升而下降。从结果的显著性看,除40 m×40 m尺度下的中海拔山坡(H2)与高海拔山脊(H3)间结果不显著外,其余组间关系结果均为极显著。这表明在亚热带常绿阔叶林中,群落的种间联结性有着显著的生境依赖性,海拔越高则群落的种间联结强度越小。(3)古田山森林群落种间联结的尺度依赖性:本研究分别将低海拔山谷(H1)、中海拔山坡(H2)和高海拔山脊(H3)三种生境中不同尺度下的种间联结强度值用箱线图表示,结果表明:在H1生境和H2生境中,古田山森林群落中的成对物种种间联结强度均随着尺度的上升而上升;在H3生境中,群落中种间联结的强度与尺度间无明显关系。从结果的显著性看,在H1生境和H2生境中,群落在三种尺度下的种间联结结果均为两两显著;而在H3生境中,除了10 m×10m尺度和40 m×40 m尺度下的结果互为显著外,其余组别间结果均为不显著。这表明在亚热带常绿阔叶林中,群落种间联结的尺度依赖性与生境因素有关,中低海拔中,尺度越大则群落种间联结强度越大;高海拔中群落种间联结则无明显的尺度效应。综上所述,本研究发现,古田山森林群落发展较为稳定;群落种间联结的生境依赖性较强,其种间联结强度随着海拔的上升而下降;群落种间联结的尺度依赖性在不同海拔高度下有所不同,在低海拔与中海拔中群落的种间联结强度随尺度的上升而上升,在高海拔中则无明显的尺度效应。另外,在综合考虑生境和尺度影响后,本研究认为在进行亚热带常绿阔叶林大样地的种间联结研究时,20 m×20 m尺度下的中海拔山坡生境最容易检测到群落的种间联结结果。本研究结果为古田山木本植物种间联结影响因素及作用机制的研究提供了一定的参考价值,从长远看,将为亚热带常绿阔叶林植物群落演替动态的研究提供参考依据。

关键词：亚热带森林种间联结生境因子海拔尺度古田山

古田山国家级自然保护区甜槠林优势种群生态位

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生态学报 2009年第7期29卷 3670-3677页

作者：胡正华钱海源于明坚南京信息工程大学应用气象学院南京210044 古田山国家级自然保护区管理局浙江开化324300 浙江大学生命科学学院杭州310028

采用样方法进行不同资源位群落调查,利用生态位宽度、生态位相似性比例和生态位重叠公式测试了古田山国家自然保护区甜槠林14个优势种群[甜槠(Castanopsis eyrei)、木荷(Schima superba)、马银花(Rhododendron ovatum)、檵木(Loropetalu... 详细信息

采用样方法进行不同资源位群落调查,利用生态位宽度、生态位相似性比例和生态位重叠公式测试了古田山国家自然保护区甜槠林14个优势种群[甜槠(Castanopsis eyrei)、木荷(Schima superba)、马银花(Rhododendron ovatum)、檵木(Loropetalum chinensis)、麂角杜鹃(Rhododendron latoucheae)、虎皮楠(Daphniphyllum macropodum)、马尾松(Pinus massoniana)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)、乌饭树(Vaccinium bracteatum)、石栎(Lithocarpus glaber)、赤楠(Syzygium buxifolium)、石楠(Photinia serrulata)、栲树(Castanopsis fargesii)、钩栗(Castanopsis tibetana)]的生态位。结果表明:甜槠和木荷的生态位宽度较大,其Bi、Ba分别为0.8703、0.8528和0.8446、0.7824;而石楠、栲树和钩栗的生态位宽度较小,其Bi、Ba分别为0.2956、0.1359,0.2953、0.1356和0.2684、0.1064。生态位宽度较大的物种之间的生态相似性比例较大,如甜槠与木荷、甜槠与马银花、木荷与马银花的生态相似性比例分别为0.7630、0.7252和0.6452;对生境需求有较大相似性的生态位宽度不同的物种其生态位相似比例也会较高,如木荷与马尾松生态位相似比为0.6866。生态位宽度较大的树种间生态位重叠较大,如甜槠、木荷、马银花等。甜槠林中生态位重叠值大于0.1的有39对,仅占21.4%,生态位重叠值不大,表明甜槠林中因利用相同的资源位而产生的种间竞争并不激烈,是一个稳定的森林群落。

关键词：甜槠林(Castanopsis eyrei) 种群生态位古田山

古田山中亚热带常绿阔叶林群落物种多样性的空间变异特征

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生物多样性 2018年第9期26卷 1023-1028页

作者：芦伟余建平任海保米湘成陈建华马克平浙江师范大学化学与生命科学学院浙江金华321004 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 钱江源国家公园生态资源保护中心浙江开化324300

古田山常绿阔叶林的群落组成、结构及其维持机制已有许多研究,但该地区亚热带常绿阔叶林生物多样性空间变异特征还缺乏认识。本文以古田山24ha大样地(划分为24个1ha小样地)为基础,具体分析了α多样性和β多样性在1 ha尺度上的空间变异... 详细信息

古田山常绿阔叶林的群落组成、结构及其维持机制已有许多研究,但该地区亚热带常绿阔叶林生物多样性空间变异特征还缺乏认识。本文以古田山24ha大样地(划分为24个1ha小样地)为基础,具体分析了α多样性和β多样性在1 ha尺度上的空间变异特征。结果表明:(1)群落第一、二优势物种在各小样地之间变化不大,但第三优势种变化较大;(2)α多样性变化中,样地间木本植物个体数量变异最大,物种丰富度其次,Pielou均匀度指数变异性最小;(3)物种丰富度与植株个体数量、Pielou均匀度指数没有显著的相关性,与Shannon-Wiener指数呈显著正相关;Shannon-Wiener指数与Pielou均匀度指数呈显著正相关;(4)相邻样地间物种替代速率空间变异较大,与物种丰富度的空间变化格局有明显差异。这些结果说明尺度对认识群落结构、探讨群落维持机制有重要作用;由于森林群落是多尺度生态过程作用的结果,大尺度样地可能有利于更好地揭示森林群落维持机制。

关键词：古田山中亚热带常绿阔叶林 α多样性 β多样性空间变异

古田山国家自然保护区马尾松林主要种群生态位研究

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林业科学研究 2009年第3期22卷 330-334页

作者：胡正华吴芳芳刘巧辉陈书涛陈魁于明坚南京信息工程大学应用气象学院江苏南京210044 浙江大学生命科学学院浙江杭州310028

通过样方法进行群落调查,每个样地大小为20 m×20 m。采用生态位宽度、生态位相似性比例和生态位重叠值公式统计分析了古田山自然保护区马尾松林优势种群生态位特征。结果表明:马尾松、青冈、石栎和木荷等种群有较大的生态位宽度,其Bi... 详细信息

通过样方法进行群落调查,每个样地大小为20 m×20 m。采用生态位宽度、生态位相似性比例和生态位重叠值公式统计分析了古田山自然保护区马尾松林优势种群生态位特征。结果表明:马尾松、青冈、石栎和木荷等种群有较大的生态位宽度,其Bi、Ba值分别为0.904 0、0.781 8,0.842 1、0.585 3,0.805 5、0.629 2和0.785 0、0.457 2,而杨梅的生态位宽度最小,其Bi、Ba值分别为0.250 5和0.053 3。生态位较大的物种间生态位相似性比例较高,如马尾松与木荷为0.567 0、甜槠与木荷为0.677 5、马尾松与石栎为0.614 4。马尾松林中物种间生态位重叠值小于0.1的比例达到89%,生态位重叠较小,表明马尾松林种间竞争不大,资源较为充分,能为更多物种的侵入和生存提供充足的空间与资源。

关键词：马尾松林主要种群生态位古田山

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古田山青冈林优势种群生态位特征

生态学杂志 2005年第10期24卷 1159-1162页

作者：胡正华于明坚南京信息工程大学环境科学系南京210044 浙江大学生命科学学院杭州310028

利用样方法进行野外调查,每个样地大小20 m×20 m。采用生态位宽度、生态位相似比例和生态位重叠值公式统计分析了古田山自然保护区青冈林优势种群生态位特征。结果表明,古田山青冈林中青冈、马银花、木荷、甜槠、麂角杜鹃等具有较大的... 详细信息

利用样方法进行野外调查,每个样地大小20 m×20 m。采用生态位宽度、生态位相似比例和生态位重叠值公式统计分析了古田山自然保护区青冈林优势种群生态位特征。结果表明,古田山青冈林中青冈、马银花、木荷、甜槠、麂角杜鹃等具有较大的生态位宽度,其Bi、Ba分别为0.7974、0.6435、0.6272、0.5908、0.5783和0.7770、0.4012、0.4745、0.4171、0.4303;而光叶石楠和栲树的生态位宽度较小,Bi、Ba仅为0.3966、0.2716和0.1441、0.0825。生态位宽度大的种群间生态位相似比例较高,如青冈与马银花、麂角杜鹃的生态位相似比分别为0.6134、0.6056;反之则低,如光叶石楠和栲树生态位相似比为0.1039。生态位重叠与生态位宽度有一定的联系,高生态位宽度种群间的生态位重叠通常较大,反之则低。

关键词：青冈林优势种群生态位宽度生态位相似性比例生态位重叠古田山

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古田山茶湾样地甜槠-木荷林根萌特征分析

浙江大学学报（理学版） 2014年第5期41卷 573-582,592页

作者：刘常幸金毅余建平陈声文田磊王云泉陈建华浙江师范大学化学与生命科学学院浙江金华321004 浙江大学生命科学学院浙江杭州310058 古田山国家级自然保护区管理局浙江开化324300 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093

根萌是植物营养繁殖的重要策略之一,森林植物的根萌现象影响着植物群落的更新动态和演替方向.在对古田山茶湾1hm2固定样地胸径≥1cm的木本植物调查的基础上,分析了该样地木本植物的根萌现状及根萌与母树的相关性,结果表明:样地内根萌植... 详细信息

根萌是植物营养繁殖的重要策略之一,森林植物的根萌现象影响着植物群落的更新动态和演替方向.在对古田山茶湾1hm2固定样地胸径≥1cm的木本植物调查的基础上,分析了该样地木本植物的根萌现状及根萌与母树的相关性,结果表明:样地内根萌植物共有68种,隶属于48属26科,占群落总物种的67.3%.其中根萌萌生能力较强的物种有林冠层中的石栎(Lithocarpus glaber)、甜槠(Castanopsis eyrei)、木荷(Schima superba),亚乔木层中的灰白蜡瓣花(Corylopsis glandulifera)、隔药柃(Eurya muricata)、浙江红花油茶(Camellia checkiangoleosa),灌木层中的窄基红褐柃(Eurya rubiginosa)、宜昌荚蒾(Vibernum erosum)、映山红(Rhododendron simsii);对优势根萌物种和母树的相关性分析表明:考虑根萌因素后,各物种重要值发生小幅度增减,但各垂直层次的优势种排名次序基本不变;乔冠层物种在母树Ⅰ~Ⅲ级生长阶段、亚乔木层和灌木层物种在母树Ⅰ~Ⅱ级生长阶段均表现出根萌能力逐渐增强的趋势,在其他生长阶段,不同物种表现出不同的变化趋势;优势根萌物种在样地中的分布与样地内相关母树的分布情况基本吻合,多数根萌物种的分布表现出聚集现象.

关键词：常绿阔叶林古田山根萌物种组成萌生能力

古田山木本植物功能性状的系统发育信号及其对群落结构的影响

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生物多样性 2013年第5期21卷 564-571页

作者：曹科饶米德余建中刘晓娟米湘成陈建华浙江师范大学化学与生命科学学院浙江金华321004 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 古田山国家级自然保护区浙江开化324300

植物功能性状(plant functional trait)的进化历史及其与群落结构的关系是近年来生态学研究的热点问题之一。为探究植物功能性状受系统进化历史的影响程度,以及功能性状是否通过影响物种多度分布进而影响群落结构等问题,本研究以古田山2... 详细信息

植物功能性状(plant functional trait)的进化历史及其与群落结构的关系是近年来生态学研究的热点问题之一。为探究植物功能性状受系统进化历史的影响程度,以及功能性状是否通过影响物种多度分布进而影响群落结构等问题,本研究以古田山24 ha永久性监测样地中的156种木本植物为对象,收集了叶片氮含量、叶片磷含量、叶面积、木质密度、比叶面积和种子重量6种功能性状的数据,用K值法检验了各个功能性状的系统发育信号(phylogenetic signal),并运用系统发育独立比较(phylogenetic independent contrasts,PIC)的方法分析了各个性状与多度的关系。结果显示,所有6种功能性状都表现出较强的系统发育信号,表明本区域木本植物系统发育历史显著地影响这些功能性状;另一方面,叶氮含量、叶磷含量、叶面积、木质密度和比叶面积与物种多度显著相关,而种子重量与物种多度没有显著的相关性,表明群落内不同物种的资源获取方式可显著地影响群落的结构。

关键词：植物功能性状系统发育信号多度系统发育独立比较古田山