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宝天曼8种阔叶树木材密度的解剖学决定因素及其与叶性状的协同与权衡

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林业科学 2024年第4期60卷 62-70页

作者：杭宇杰陈志成王林牛保亮刘松松于博王晓刘世荣山西农业大学林学院晋中030801 国家林业和草原局森林生态环境重点实验室、中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所北京100091 河南宝天曼森林生态系统国家野外科学观测研究站南阳474350 河南内乡宝天曼国家级自然保护区管理局内乡474350

【目的】探究影响木材密度的解剖学机制,揭示茎叶解剖和生理性状的协同与权衡关系,有助于阐明不同树种适应环境的生理生态机制。【方法】选择宝天曼天然林中常见的8种落叶阔叶树,测定木材密度、木质部导管及纤维等解剖性状、叶片压力-... 详细信息

【目的】探究影响木材密度的解剖学机制,揭示茎叶解剖和生理性状的协同与权衡关系,有助于阐明不同树种适应环境的生理生态机制。【方法】选择宝天曼天然林中常见的8种落叶阔叶树,测定木材密度、木质部导管及纤维等解剖性状、叶片压力-容积曲线参数等21个茎叶性状,探究决定木材密度的解剖学性状,分析茎叶性状的协同和权衡关系。【结果】1) 8个树种的木材密度与组成木质部的导管、薄壁组织和纤维组织这3大组织的比例都不相关,更多受到纤维细胞性状的影响。2)对木材密度影响最大的木质部性状是纤维细胞腔占横截面的比例,其次是纤维细胞壁占纤维细胞的比例、纤维细胞壁厚与腔直径比、纤维细胞壁厚度等性状。3)木材密度与叶片单叶面积、失膨压时相对含水量和弹性模量呈负相关。4)失膨压时相对含水量与导管水力直径、最大导管直径、平均导管直径、纤维细胞腔面积、纤维细胞腔直径呈正相关;与导管密度、纤维细胞壁厚与腔直径比、纤维细胞壁占横截面比例呈负相关。【结论】木材密度主要由纤维细胞性状决定,而非导管和薄壁组织性状;高的叶片忍耐失水能力耦合于致密的茎纤维细胞和木材密度。

关键词：木材密度功能性状木质部解剖纤维性状失膨压时相对含水量

暖温带森林土壤有机碳含量和碳储量的海拔梯度格局及环境解释

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生态学杂志 2024年

作者：张雄志张慧芳王晨林任宇辰王馨悦王晶晶陈颂徐茂宏杨秀清宋厚娟山西历山国家级自然保护区管理局山西农业大学林学院

研究气候过渡区森林土壤有机碳沿环境梯度的分布格局对预测气候变化背景下土壤有机碳动态有重要意义。为揭示亚热带向暖温带气候过渡地带森林土壤有机碳含量及碳储量沿海拔变化趋势，本研究在山西历山国家级自然保护区海拔890～2200 m... 详细信息

研究气候过渡区森林土壤有机碳沿环境梯度的分布格局对预测气候变化背景下土壤有机碳动态有重要意义。为揭示亚热带向暖温带气候过渡地带森林土壤有机碳含量及碳储量沿海拔变化趋势，本研究在山西历山国家级自然保护区海拔890～2200 m范围内，以每100 m高差段为取样区间，沿海拔设置了15个森林固定监测样地。采用五点取样法，结合植物多样性、土壤理化性质、土壤微生物和气候因子的海拔变化特征，分析土壤有机碳含量及碳储量(0～10 cm)垂直分布特征及各环境因子的相对贡献。结果表明：土壤有机碳含量及碳储量均随海拔升高显著变化，总体呈现先下降再上升的U型趋势。土壤有机碳含量在1645 m海拔处最大((75.41±14.05)g·kg-1)，而土壤有机碳储量在894 m处最大((51.85±9.89)Mg·hm-2)。Mantel检验表明，土壤有机碳含量与土壤、气候因子以及微生物的物种丰富度存在显著相关性，而土壤有机碳储量空间变化仅与土壤因子和土壤微生物的物种丰富度显著相关。环境因子分别解释土壤有机碳含量和碳储量海拔变化64.7%和33.9%的总变异。年降水量是影响土壤有机碳含量变化的首要因素(14.8%)，其次是土壤硝态氮(13.4%)和年均气温(13.2%)。土壤全磷是土壤有机碳储量沿海拔变化中贡献最大的环境因子，重要性占比超过15%，其次是土壤硝态氮(8.7%)和年均气温(7.5%)。本研究对评估气候过渡带森林土壤有机碳储量及其变化特征具有重要的参考价值。

关键词：暖温带森林土壤有机碳海拔梯度碳储量土壤细菌和真菌

7年穿透雨减少对锐齿槲栎光合固碳及生物量碳储量的影响

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生态学报 2024年第5期44卷 1904-1917页

作者：刘翠菊陈志成刘世荣高小敏牛保亮刘晓静白兵勇中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林生态环境重点实验室北京100091 河南宝天曼森林生态系统国家野外科学观测研究站南阳473000 河南宝天曼国家级自然保护区管理局内乡474350

气候变化背景下不断加剧的干旱事件对树木的生长及碳积累产生显著影响。然而,树木光合固碳能力及生物量碳储量对相对长期干旱的连续响应机制的研究仍然有限。选择70年生的天然锐齿槲栎(Quercus aliena ***)林,探究长期模拟穿透雨减少对... 详细信息

气候变化背景下不断加剧的干旱事件对树木的生长及碳积累产生显著影响。然而,树木光合固碳能力及生物量碳储量对相对长期干旱的连续响应机制的研究仍然有限。选择70年生的天然锐齿槲栎(Quercus aliena ***)林,探究长期模拟穿透雨减少对锐齿槲栎光合固碳潜力和生物量碳储量的影响。研究结果表明,连续7年的穿透雨减少处理显著降低了锐齿槲栎的光合固碳能力,其叶片净光合速率(A)、最大羧化速率(V_(cmax))、最大电子传递速率(J_(max))、最大光化学效率(F_(v)/F_(m))均明显降低,且穿透雨减少处理增强了A与气孔导度(g_(s))、J_(max)、F_(v)/F_(m)之间的相关性。在适应长期干旱过程中,锐齿槲栎通过增加比叶面积(SLA)、叶片栅栏组织与海绵组织的比值、气孔密度等叶片形态及结构特性变化,降低冠层叶面积(LAI)指数和蒸腾水分散失及提高水分利用效率(WUE)缓解和适应干旱胁迫的不利影响。但是,长期穿透雨减少仍然降低了锐齿槲栎的生物量碳储量。穿透雨减少处理7年后,叶生物量碳下降30.6%、茎生物量碳下降34.3%、地下生物量碳下降26.4%,总生物量碳下降32.8%。同时,地下/地上生物量碳比值显著提高,表明锐齿槲栎通过增加地下碳投入和生长适应干旱胁迫。在未来降雨格局变化下,锐齿槲栎生长及叶性状的适应性调整是该树种能够长期生存的重要策略。研究为评价全球气候干化背景下暖温带锐齿槲栎林光合固碳能力和碳储量的变化提供了科学依据。

关键词：气候变化降雨减少光合作用水分利用效率碳储量

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基于红外相机的黔金丝猴及其同域分布物种种间关联

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生物多样性 2024年第2期32卷 69-80页

作者：黄小龙蒙秉顺李海波冉伟杨伟王丞谢波张旭冉景丞张明明贵州省林业科学研究院贵阳550005 贵州大学林学院/生物多样性与自然保护研究中心贵阳550025 贵州梵净山国家级自然保护区管理局贵州江口554400 湖南张家界大鲵国家级自然保护区事务中心湖南张家界427400 贵州梵净山森林生态系统国家定位观测研究站贵州江口554400 贵州草海湿地生态系统国家定位观测研究站贵州威宁553100

种间关系是群落生态学研究的核心内容之一,是研究物种演化和物种多样性保护的关键。掌握黔金丝猴(Rhinopithecus brelichi)与其所在群落物种的种间生态学关系对黔金丝猴的综合保护具有重要指导意义。本研究基于2017–2022年在梵净山国... 详细信息

种间关系是群落生态学研究的核心内容之一,是研究物种演化和物种多样性保护的关键。掌握黔金丝猴(Rhinopithecus brelichi)与其所在群落物种的种间生态学关系对黔金丝猴的综合保护具有重要指导意义。本研究基于2017–2022年在梵净山国家级自然保护区开展的红外相机监测数据,运用空间关联方法构建黔金丝猴地栖鸟兽关联网络,探讨了黔金丝猴在群落中的生态学作用及其保护问题。结果表明:(1)黔金丝猴与藏酋猴(Macacathibetana)、红腹角雉(Tragopantemminckii)、中华鬣羚(Capricornis milneedwardsii)、食蟹獴(Herpestes urva)、马来豪猪(Hystrix brachyura)、猪獾(Arctonyx collaris)、野猪(Sus scrofa)、勺鸡(Pucrasiamacrolopha)和小麂(Muntiacusreevesi)存在空间关联,其所处群落的物种组成与川金丝猴(Rhinopithecus roxellana)较为相似。(2)梵净山国家级自然保护区没有捕食黔金丝猴的地栖性天敌。(3)黔金丝猴与中华鬣羚、食蟹獴、马来豪猪、野猪、小麂和勺鸡存在竞争生态学关系,这些物种种群的过度增长可能会排挤黔金丝猴的生存空间,抑制黔金丝猴种群的增长。(4)黔金丝猴能够从藏酋猴和红腹角雉的存在中获利,对二者的有效保护在一定程度上有助于黔金丝猴的生存。(5)对黔金丝猴的有效保护有助于猪獾和红腹角雉的生存,也更有利于维持群落的稳定。本研究从空间角度初步探讨了黔金丝猴的种间生态学关系,研究发现,黔金丝猴不仅从群落中获益,也具有维持群落稳定的重要作用。在未来的保护和管理中,加强对黔金丝猴的单物种保护措施的同时,应强化多物种的综合平衡保护措施。

关键词：种间关系空间关联黔金丝猴梵净山国家级自然保护区

森林郁闭度和凋落物对延胡索生长和土壤酶化学计量的影响

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农业生物技术学报 2024年第2期32卷 322-333页

作者：张文卓张前前俞叶飞迟晓立何安国王雨齐吕强锋李永春浙江农林大学环境与资源学院/亚热带森林培育国家重点实验室浙江省大盘山国家级自然保护区管理局

森林较高的郁闭度致使光照不足，以及林下较厚的凋落物层产生的化感作用，是影响杉木(Cunninghamia lanceolata)林下草本植物种子萌发和幼苗生长的主要因素。本研究以人工杉木林下药用植物野生延胡索(Corydalis yanhusuo)为研究对象，... 详细信息

森林较高的郁闭度致使光照不足，以及林下较厚的凋落物层产生的化感作用，是影响杉木(Cunninghamia lanceolata)林下草本植物种子萌发和幼苗生长的主要因素。本研究以人工杉木林下药用植物野生延胡索(Corydalis yanhusuo)为研究对象，采用两因素裂区试验设计探究郁闭度(低,中和高)和凋落物(去除和保留)对林下土壤酶化学计量限制和延胡索生长特性的影响。结果表明，杉木林郁闭度降低，光强增加，显著增加了延胡索株高(24%～27%)、叶绿素相对含量SPAD(soil and plant analyzer development)值(11%～33%)、净光合速率(28%～39%)、气孔导度(28%～35%)、胞间二氧化碳浓度(10%～24%)等植物生理指标，但凋落物处理对延胡索生长参数无显著影响。但是，在低郁闭度下，凋落物保留处理提高了土壤可溶性有机氮(11%～21%)的含量，且提高了土壤β-1,4-葡萄糖苷酶(β-1,4-glucosidase, BG)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(β-1,4-N-acetylglucosaminidase, NAG)和亮氨酸氨基肽酶(leucine aminopeptidase, LAP)酶活性。郁闭度与凋落物的交互作用对延胡索株高、SPAD值有显著影响(P<0.01)，对土壤碳氮磷含量有显著影响，对土壤BG、NAG、LAP、酸性磷酸酶(acid phosphatase, AP)活性有显著影响(P<0.01)。进一步分析表明，土壤酶化学计量比BG/(LAP+NAG)和(LAP+NAG)/AP均小于1，说明土壤缺乏微生物可利用的磷，表现为磷营养限制。在凋落物保留处理下，随着郁闭度增加，土壤BG/AP比例降低，表明降低郁闭度和保留凋落物能缓解土壤磷营养限制。回归分析表明，土壤BG/AP与延胡索株高、SPAD值、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率呈显著正相关，表明较低的郁闭度和凋落物保留处理可缓解土壤微生物磷营养限制，促进植物生长。本研究可为延胡索及其他濒危野生植物种群的回归生境适宜性探索提供理论依据。

关键词：凋落物郁闭度延胡索土壤酶活性酶化学计量磷营养限制

基于高通量测序的贵州北部地区红腿长吻松鼠秋季食性分析

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野生动物学报 2024年

作者：陆荣华杨舒晗曹和琴李光容粟海军贵州大学林学院贵州大学生物多样性与自然保护研究中心贵州宽阔水国家级自然保护区管理局

红腿长吻松鼠(Dremomys pyrrhomerus)是一种主要分布于我国的长吻松鼠，但对其生物学和生态学特征鲜有研究报道。为揭示红腿长吻松鼠的食物种类组成及其取食偏好，运用高通量测序技术对贵州北部地区采集的红腿长吻松鼠进行食性分析。结... 详细信息

红腿长吻松鼠(Dremomys pyrrhomerus)是一种主要分布于我国的长吻松鼠，但对其生物学和生态学特征鲜有研究报道。为揭示红腿长吻松鼠的食物种类组成及其取食偏好，运用高通量测序技术对贵州北部地区采集的红腿长吻松鼠进行食性分析。结果表明：红腿长吻松鼠所食植物包含4门85科180属，动物3门59科71属，胡桃科(Juglandaceae)、禾本科(Poaceae)、壳斗科(Fagaceae)、蔷薇科(Rosaceae)、鼠李科(Rhamnaceae)、樟科(Lauraceae)等是红腿长吻松鼠主要的植物性食物，而田螺科(Viviparidae)、蚌科(Unionidae)、剑水蚤科(Cyclopidae)、沼大蚊科(Limoniidae)、管蓟马科(Phlaeothripidae)、螽斯科(Tettigoniidae)等是其主要的动物性食物。此外，不同性别红腿长吻松鼠的食性具有一定的差异性，雌性红腿长吻松鼠的食物多样性均高于雄性，雌性和雄性的植物性食物重叠度较高，而动物性食物重叠度较低。研究结果丰富了黔北喀斯特台原地区小型哺乳动物的摄食生态学。

关键词：红腿长吻松鼠高通量测序技术食性贵州北部地区

基于红外相机技术的林麝行为PAE编码与多样性

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生物多样性 2024年第6期32卷 81-91页

作者：宋芬周芸芸黄太福杨存存于桂清田书荣向左甫中南林业科技大学林学院长沙410004 湖南省林业科学院长沙410004 中国林业科学院森林生态环境与自然保护研究所北京100091 湖南壶瓶山国家级自然保护区管理局湖南常德415319

了解野生动物在自然环境中的行为表现,对于制定该物种的保护政策尤为重要。野生林麝(Moschus berezovskii)是湖南省分布的几种国家一级重点保护动物之一,但对其在野外的行为表现研究甚为匮乏。2019年4月至2023年6月,作者对湖南壶瓶山国... 详细信息

了解野生动物在自然环境中的行为表现,对于制定该物种的保护政策尤为重要。野生林麝(Moschus berezovskii)是湖南省分布的几种国家一级重点保护动物之一,但对其在野外的行为表现研究甚为匮乏。2019年4月至2023年6月,作者对湖南壶瓶山国家级自然保护区的固定红外相机监测数据进行了分类汇总,使用PAE编码系统开展林麝的行为谱及多样性研究。本文旨在:(1)参照PAE动物行为编码范式,建立林麝的行为谱及编码系统。(2)对林麝的行为数据进行统计并计算行为多样性指数,分析不同季节、性别、年龄组和生境间的差异。结果显示:(1)通过野生林麝845张有效照片和133段视频辨识了林麝7种姿势、65种动作和32种行为,基本涵盖了林麝的主要日常行为;(2)不同季节的行为多样性指数存在差异,春季(H_(春)=0.8922,r_(春)=0.3850)>夏季(H_(夏)=0.7954,r_(夏)=0.3432)>秋季(H_(秋)=0.7775,r_(秋)=0.3355)>冬季(H_(冬)=0.5094,r_(冬)=0.2198);(3)雄麝、雌麝和幼体行为差异明显,幼体未记录到排遗、标记、自我指向3种行为,雌麝有较多的自我指向行为,雄麝独有标记行为,行为多样性指数表现为雌麝(H_(雌)=0.6338)>雄麝(H_(雄)=0.5814)>幼麝(H_(幼)=0.3816);(4)林麝在针阔混交林的行为多样性指数最高,摄食行为频次居于各生境前列。综上,本研究首次提供了野生林麝的行为谱及其编码,将为深入地开展林麝行为生态学研究和保护管理提供基础数据。

关键词：林麝行为谱 PAE编码系统行为多样性壶瓶山

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森林火灾污染物质释放及其影响研究进展

生态学报 2024年第12期44卷 4933-4944页

作者：王明玉司莉青陈锋舒立福赵凤君田晓瑞李伟克李威李笑笑中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林保护学重点实验室北京100091 北京林业大学生态与自然保护学院北京100083

森林火灾是大气中气体污染物和颗粒物的重要来源,可对全球气候系统、大气环境以及生态系统产生重要影响,对全球温室气体和含碳颗粒物释放具有重要的贡献,是推动全球气候变化的重要因素。森林火灾释放污染物已成为区域乃至全球范围内重... 详细信息

森林火灾是大气中气体污染物和颗粒物的重要来源,可对全球气候系统、大气环境以及生态系统产生重要影响,对全球温室气体和含碳颗粒物释放具有重要的贡献,是推动全球气候变化的重要因素。森林火灾释放污染物已成为区域乃至全球范围内重要污染源之一,这些污染物质与辐射、能见度以及温室效应等问题直接相关。准确地描述森林火灾释放的气体和颗粒污染物释放机理、释放总量、时空分布特征、不同尺度的扩散过程模拟,以及对区域大气环境的影响,对于量化森林火灾释放污染物总量及区域影响具有重要意义。基于森林火灾污染物质释放方面的国内外文献,从火灾释放的污染物质对环境的影响、森林火灾释放污染物定量化和传输路径监测的研究方法、污染物质的扩散和运输模型以及跨区域影响等几个方面进行了综述。森林火灾释放的CO、PM_(10)和PM_(2.5)对环境和人的生命安全造成巨大威胁,而且森林火灾释放的污染物质能够随气流长距离传输,不仅对当地的空气造成污染,污染物也能够随着气团进行长距离传输,并在传输过程与当地气溶胶混合,形成跨区域污染。森林火灾释放污染物扩散、传输模拟通过不同模型相互耦合完成,包括可燃物载量估算模型、可燃物消耗和释放模型、污染物扩散传输模型,以及污染物预测和可视化模型等。总结了国内外森林火灾释放污染物质主要研究方法,并展望了今后研究重点:目前我国关于森林火灾释放物质相关的研究尚不足以支撑我国森林火灾温室气体释放、污染物释放等方面的研究,并且我国目前还没有发展出适合于我国的森林火灾污染物释放模型,以及污染物扩散、传输系统。森林火灾排放因子库大多数引用国外研究结果,在一定程度上增加不确定性,缺乏森林火灾对区域大气环境影响的定量化研究。因此,今后我国应加强对森林火灾污染物质释放与影响的研究,尤其是污染物质扩散和传输模型的预测和可视化研究以及排放因子的测量。

关键词：森林火灾污染物大气环境扩散模型跨区域污染

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初植和补植阔叶树对红壤丘陵区湿地松养分获取和转运的影响

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林业科学 2024年第1期60卷 47-57页

作者：夏成康林勇兰勇吴高洋王晟楠陈伏生江西农业大学林学院江西省森林培育重点实验室南昌330045 江西农业大学鄱阳湖流域森林生态系统保护与修复国家林业和草原局重点实验室南昌330045 江西官山国家级自然保护区管理局宜丰336300 江西省森林资源监测中心南昌330045

【目的】探究初植(同龄混植)和补植(异龄混植)阔叶树对湿地松养分获取和利用策略的影响,为湿地松林的科学管理提供参考。【方法】以种植于我国亚热带红壤丘陵区的湿地松林为对象,基于长期单种和混交试验平台,分别在林龄30年且立地条件... 详细信息

【目的】探究初植(同龄混植)和补植(异龄混植)阔叶树对湿地松养分获取和利用策略的影响,为湿地松林的科学管理提供参考。【方法】以种植于我国亚热带红壤丘陵区的湿地松林为对象,基于长期单种和混交试验平台,分别在林龄30年且立地条件相似的湿地松纯林、湿地松-木荷初植混交林、湿地松-木荷补植混交林(补植木荷14年)中构建5块20 m×20 m标准样地(共15块样地),采集湿地松标准木的根际土壤、细根、枝、新鲜叶和凋落叶样品,测定土壤和植物各器官的氮(N)、磷(P)含量,评估不同混交模式对根养分捕获能力、叶养分回收和树木养分转运的影响,揭示养分获取策略变化的驱动因素。【结果】混交阔叶树显著提高湿地松根际土壤的NH_4~+-N和矿质氮含量(P0.05);整体看,混交阔叶树提高湿地松各器官的N、P含量,其中初植混交效应比补植好。与纯林相比,初植混交林中湿地松根氮和磷捕获能力分别显著提高14.04%和46.16%,叶氮回收效率显著降低6.07%,磷回收效率显著提高15.49%。尽管补植阔叶树降低根养分捕获成本,但阔叶树根系抑制湿地松根系的养分捕获能力,导致补植混交林中湿地松根养分捕获能力和叶养分回收效率均无显著变化。此外,与纯林相比,初植混交林中湿地松运输根向枝、叶的N转运分别提高36.05%和15.61%,P转运分别降低35.13%和36.52%;补植混交林中N转运无显著变化,但运输根向枝、叶的P转运比在纯林分别降低53.21%和40.17%。【结论】混交阔叶树提高红壤丘陵区湿地松根际土壤和植株各器官的养分含量,改变湿地松养分获取策略,其中初植比补植更能促进湿地松的养分获取和利用。此外,养分在植物体内的转运过程可被检测,且反映根捕获和叶回收的权衡关系。

关键词：针阔混交林根捕获叶养分回收养分获取策略木荷