植物学

气候变化下桃儿七潜在地理分布的预测

郭彦龙，卫海燕，路春燕，等

摘要：目的：气候是决定地球上物种分布的最主要因素，而物种分布格局的变化则是对气候变化最明确和直接的反映。气候变化改变了生态环境，对不同空间和时间尺度中生长的物种，特别是我国特有濒危植物的生长、品质、分布及其所在生态系统的影响巨大。桃儿七（Sinopodophyllum hexandrum）为小檗科多年生草本植物，是我国濒危传统藏药，预测气候变化对该物种分布范围的影响对于其保护和资源可持续利用具有重要意义。方法：该研究利用获得的桃儿七136个地理分布记录和21个气候环境图层，通过MaxEnt模型分析桃儿七在我国西部七省区的潜在地理分布，并基于该模型预测政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的SRES-A1B、SRES-A2和SRES-B1气候情景下21世纪20、50和80年代桃儿七的分布范围。结果：最热季平均温度、年降水量、温度季节性变动系数和等温性是影响桃儿七分布的主要气候因子，在当前气候条件下，桃儿七适宜的生境面积占研究区总面积的11.71%，主要集中在青藏高原东缘的四川、甘肃、青海境内次生植被丰富、地形复杂的高海拔地区，低适宜生境与不适宜生境分别占研究区总面积的15.86%与 72.43%。至 21世纪 20年代在SRES-A1B、SRES-A2和SRES-B1 3种情景下，研究区桃儿七适宜生境将大幅减少。到 21世纪 50年代在SRES-A1B和SRES-B1两种情景下，研究区桃儿七适宜生境有一定的增加；而在SRES-A2气候情景下，研究区桃儿七适宜生境进一步减少。到21世纪80年代，研究区桃儿七适宜生境均有一定的增加，其中SRES-A2气候情景下增加较为显著，占到研究区总面积的10.01%。其他两种气候情景下该时段适宜生境占研究区的面积也分别达到了8.42%和6.26%。结论：未来气候条件下桃儿七的适宜生境将有所减少，同时在研究区涉及的各省、自治区中，四川、甘肃、青海为桃儿七未来主要的潜在适生区域。在这些地区对桃儿七的保护应有目的地选择适宜生境以及低适宜生境加以管理。根据评价因子贡献率的结果，最热季平均气温、气温季节性变动系数和等温性这 3个与温度有关的评价因子贡献率之和为65.5%，说明温度是影响桃儿七适生区分布的决定性因子。这也表明水分不是制约桃儿七分布的因子，桃儿七可以分布在较湿润的环境，也可分布在较干旱的环境。在未来SRES-A1B、SRES-A2、SRES-B1气候情景下，桃儿七适宜生境的平均海拔均逐渐升高。到21世纪20年代，3种气候情景下桃儿七的适宜生境分布区的重心均向高纬度地区移动，到21世纪50年代，桃儿七的适宜生境分布区的重心开始逐渐向青藏高原高海拔地区移动，根据模型预测结果，到21世纪80年代，桃儿七的适宜生境分布区将进一步向青藏高原内部移动，同时其分布区面积将有一定的增加。因此，未来气候条件下桃儿七适宜生境范围及其几何重心极有可能是先向北然后向西延伸至青藏高原内部较高海拔的山区。

来源出版物：植物生态学报, 2014, 38(3)： 249-261

入选年份：2017

马尾松人工林不同大小林窗植物多样性及其季节动态

崔宁洁，张丹桔，刘洋，等

摘要：目的：低效人工林的改造和植被恢复研究是当前恢复生态学研究的重要内容，但是长江上游低山丘陵区低效马尾松人工林的改造及生态恢复的研究工作相对薄弱，现存诸多生态问题。该研究通过人工采伐形成不同大小的林窗，对马尾松人工林不同季节不同林窗下的植物组成及多样性进行调查，旨在找到能最大限度地促进植物多样性恢复的最适林窗面积，并更好地了解不同季节的植物资源状况，用于指导长江上游低山丘陵区马尾松人工林的结构改造、保护和合理开发利用。方法：采用机械布样和典型抽样相结合的方法，人工砍伐形成7种大小不等的正方形林窗斑块各3个，面积分别为：100 m2、225 m2、400 m2、625 m2、900 m2、1225 m2、1600 m2，将林窗分为小林窗（100～225 m2）、中林窗（400～900 m2）和大林窗（1225～1600 m2），林下为对照（CK）。待林窗采伐2年植被基本恢复后，于2013年春季（4月）、夏季（7月）、秋季（9月）进行植物多样性调查，在不同大小林窗的中心（共21个）及林下（3个）选取1个5 m×5 m的样方调查植物组成，记录每种植物的种名、株数或丛数、高度、盖度、冠幅等。通过野外调查数据，统计各林窗下的物种数，求出Simpson生态优势度指数、Shannon-Wiener物种多样性指数及Pielou均匀度指数。采用单因素方差分析和多重比较检验马尾松人工林不同季节不同大小林窗间植物多样性的显著性差异，采用双因素方差分析检验季节和林窗大小及其交互作用对马尾松人工林的植物多样性的影响，采用Pearson相关性分析检验各多样性指数之间及多样性指数与环境因子的相关性。结果：1）马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，一年生植物较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显低于林下，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）林下的物种丰富度和物种多样性指数显著低于大林窗。不同林窗下植物的丰富度指数、优势度指数、多样性指数也存在显著差异。3）夏季林窗下植物多样性最高，其次是秋季，春季多样性最低。4）各多样性指数和光照、温度、湿度的相关关系表明，光照、温度、湿度是影响马尾松人工林植物多样性格局的重要因子。结论：植物生活型比例是对复杂环境条件趋同或趋异的结果，可能与光照、温度、湿度、种间竞争等有关。合适的林窗大小可以促进植物多样性的恢复和植被的更新，提高植物的多样性和生态系统的稳定性。在长江上游低山丘陵区改造马尾松人工林的生产实践中，采用1225～1600 m2的林窗择伐既可输出马尾松用材木，也有利于维持较高的植物多样性。马尾松人工林季节间的植物多样性也具有显著差异，夏季有较高的多样性，植物资源更丰富。

来源出版物：植物生态学报, 2014, 38(5)： 477-490

入选年份：2017

浙江天童常绿阔叶林不同演替阶段地表凋落物的C︰N︰P化学计量特征

马文济，赵延涛，张晴晴，等

摘要：目的：森林地表凋落物由土壤表层已分解、半分解和尚未分解的死有机物质组成，是森林生态系统腐屑食物链的起点，直接影响着土壤的理化性质，对森林生态系统的有机质贮存和养分循环维持等起着重要的作用。在前期的研究中，虽然关于地表凋落物在不同森林类型中的总体特征已有很多报道，但对各分解层次凋落物量与碳（C）、氮（N）、磷（P）在不同演替阶段的差异研究不足。该研究旨在探讨演替过程对地表不同分解程度的凋落物中 C、N和 P含量和储量，以及C︰N︰P化学计量特征的影响。方法：采用空间代替时间的方法，选择浙江天童以铁芒萁（Dicranopteris linearis）+五节芒（Miscanthus floridulus）灌草丛为初始阶段，柯（Lithocarpus glaber）+檵木（Loropetalum chinense）灌丛为前期，马尾松（Pinus massoniana）群落和马尾松+木荷（Schima superba）群落为中期，木荷群落与栲（Castanopsis fargesii）群落为中后期的常绿阔叶林演替系列。在每个演替阶段设置4个20 m×20 m的重复样地，每个样地选取20个取样点，分别在春、夏、秋、冬按未分解层（L）、半分解层（F）和已分解层（Y）采集地表凋落物，烘干称量，测定各层次凋落物量、C、N、P含量和储量，计算C︰N︰P化学计量比。结果：随着演替的进行，地表凋落物量和有机碳储量呈现下降的趋势。在各演替阶段，有机碳含量在各分解层表现出L＞F＞Y的趋势，有机碳储量均表现为Y＜F。演替前期群落氮含量和储量显著低于演替中后期群落，不同分解层的氮含量在各演替阶段皆表现为：Y＞F＞L，且各层氮含量随演替的进行均趋于升高。磷含量在演替中期群落最低，各演替阶段不同分解层的磷含量皆表现为Y＞F＞L，磷储量的演替趋势不明显，L层磷储量随着演替进行趋于降低。凋落物C︰N、C︰P和N︰P皆趋于下降（P＜0.05），在各分解层之间，C︰N和C︰P皆表现为 Y＜F＜L，N︰P差异不显著。结论：随着演替进行，天童常绿阔叶林地表凋落物量趋于减少，地表凋落物的C储量趋向减少。凋落物量以及C、N和P含量在凋落物各分解层的分布格局也随演替而变化。地表凋落物的C︰N、C︰P和N︰P皆随演替趋于下降，也随凋落物分解程度加大而下降。该结果表明：在天童地区的常绿阔叶林次生演替过程中，凋落物在地表的动态过程朝着周转速率提高，C储量下降，C︰N、C︰P和N︰P降低的趋势发展。总之，以上变化格局既反映了演替过程中地表凋落物返还土壤的C、N和P可能增多，从而使其本身的C、N和P储量降低，也反映了地表凋落物的C、N和P循环加快，地表凋落物基质趋向更有利于养分释放和碳固持的方向发展。

来源出版物：植物生态学报, 2014, 27(9)： 833-842

入选年份：2017