中国的热带雨林主要分布在西藏东南部、云南南部、广西南部、台湾南部和海南岛, 它们具有与亚洲热带季风气候地区其他热带雨林类似的群落结构、生态外貌和物种多样性, 是亚洲热带雨林的北缘类型。由于发生在热带季风气候地区北缘, 受到季节性干旱和热量不足的影响, 它们在植物区系组成上缺少典型的热带分布属种; 在生态外貌上, 低地的热带雨林的林冠层中具有一定比例的落叶树种, 大高位芽植物和附生植物比例相对较低, 而藤本植物和叶级谱上的小叶植物更为丰富; 与热带亚洲非季节性气候地区的低地热带湿润雨林有一定区别, 被称为热带季节性雨林。中国的热带季节性雨林在西南部与热带山地的常绿阔叶林交错过渡, 在南部与亚热带常绿阔叶林交错过渡。通过比较, 云南与广西的热带季节性雨林在群落结构和生态外貌特征上最接近; 云南含龙脑香科植物的热带季节性雨林尽管分布海拔偏高(可分布到海拔1 100 m, 最高可达1 300 m), 但体现了低地热带雨林的群落结构特征, 并在植物区系组成上具有最高比例的热带亚洲分布属种。中国不同地区对热带雨林研究的文献在对其界定、分类、描述及生态外貌特征和树种丰富度等方面的记载都不尽相同。该文简要评述了中国热带雨林的群落特征、研究的情况和存在的问题, 期望能对中国热带雨林的深入研究、保护和管理提供参考。

湿地生态系统的固碳及其调节气候等生态系统服务十分重要, 准确评估黄河流域自然保护地的碳储量有助于碳中和研究和区域生态保护与高质量发展。该研究基于野外采样和室内分析, 并结合遥感数据, 评估了陕西黄河湿地省级自然保护区光滩和典型自然植被区的地上植被和0-50 cm土壤碳储量。碳储量评估区总面积13 086.52 hm², 占保护区面积的23.87%。结果表明, 高草植被的地上碳储量显著高于低草植被和矮灌丛植被, 其碳密度分别为496.73、23.45和138.38 g·m^-2; 土壤0-50 cm的碳密度为7.15-11.98 kg·m^-2, 高草植被区的土壤碳储量(5.02 × 10⁵ t)显著高于光滩(2.09 × 10⁵ t)、低草植被区(3.40 × 10⁵ t)和矮灌丛植被区(1.45 × 10⁵ t); 最终核算出陕西黄河湿地省级自然保护区典型植被区的地上植被和0-50 cm土壤总碳储量约为1.22 × 10⁶ t, 其中光滩区、低草植被区、矮灌丛植被区、高草植被区的碳储量占比分别为17.13%、27.95%、12.13%和42.79%。研究结果可为黄河中游自然湿地的保护修复和碳汇功能提升研究提供一定的数据支持。

植物多样性是植物群落维持生态系统稳定的基础。虽然荒漠草原植被稀少, 但其在防风固沙等方面仍发挥着不可替代的生态服务功能, 然而对荒漠植物多样性如何响应长期极端降水量变化尚缺乏深入理解。该研究依托2014年在宁夏荒漠草原设立的降水量变化(减少50%、减少30%、自然、增加30%和增加50%)的野外实验样地, 研究了2020年5-10月植物生物量和物种多样性的变化特征, 分析了二者与土壤性质的关系。随着生长季推移, 植物群落生物量、Patrick丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数呈先增加后降低的时间动态, Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数无明显的变化规律。与自然降水量相比, 降水量减少对植物生物量和多样性影响较小, 尤其是降水量减少30%的处理下; 多数情况下, 降水量增加刺激了苦豆子(Sophora alopecuroides)、短花针茅(Stipa breviflora)、白草(Pennisetum centrasiaticum)等物种生长, 提高了植物生物量, 但亦未明显改变植物多样性(尤其是降水量增加30%的处理下)。对植物生物量影响显著的土壤因子包括脲酶活性、温度、含水量、pH、磷酸酶活性和蔗糖酶活性, 对植物多样性影响显著的土壤因子包括含水量、电导率和脲酶活性。该研究结果意味着, 连续7年降水量变化下, 研究区植物对适度甚至极端干旱有强的适应性; 降水量适度增加提高了土壤水分有效性, 增强了离子移动性, 刺激了酶活性, 促进了植物生长。然而, 降水量持续增加导致植物生物量增加, 植物耗水增大, 使得生长季后期土壤水分不足, 导致部分植物提前完成生命周期。

海南长臂猿(Nomascus hainanus)是全球最濒危的灵长类动物之一, 是唯一一种中国特有的长臂猿。该研究利用最大熵(MaxEnt)模型, 基于海南长臂猿食源植物的分布数据和影响其分布的环境数据, 模拟了海南长臂猿食源植物在海南岛的潜在分布。结果表明: (1)海拔、坡度和气温年较差是影响海南长臂猿食源植物潜在分布的重要环境因子, 所有类别食源植物的潜在物种丰富度均与海拔和坡度呈正相关关系, 与气温年较差呈负相关关系。(2)在海南岛, 南部的10个县(市)是海南长臂猿食源植物的潜在集中分布区, 海南长臂猿取食的果实类和叶类植物、旱/雨季取食和喜食植物的潜在物种丰富度南高北低, 但取食的花类植物的潜在物种丰富度中间高四周低。(3)海南长臂猿食源植物的潜在丰富度热点区域最多占海南岛面积的25.50%, 但在霸王岭片区, 除爱取食的果实类、喜食的桑科和樟科植物外, 其他类别食源植物的潜在丰富度热点区域面积均占霸王岭片区面积的40.00%以上。该研究提供了不同类别食源植物的潜在集中分布区和潜在丰富度热点区域, 对海南长臂猿的保护和恢复具有一定的指导意义。

绵刺(Potaninia mongolica)是古老的单种属残遗种, 在中国分布于西北荒漠区, 为国家二级重点保护植物。为了揭示不同类型绵刺种群的结构、种内或种间的相互作用以及对环境的适应策略, 该研究选择集中分布区的绵刺种群(阿拉善种群, 在砾石地大面积分布)和分布区东缘的种群(鄂尔多斯种群, 在沙地呈斑块分布), 采用大小结构分析法将绵刺植株分为3个等级(I级: d ≤ 10 cm; II级: 10 cm < d ≤ 30 cm; III级: d > 30 cm, d为株高×冠幅长×冠幅宽的立方根), 运用空间点格局分析的Ripley’s K函数对2个绵刺种群的年龄结构、空间分布格局以及各大小级间空间关联性进行分析。结果表明: 1)阿拉善绵刺种群以II级植株为主, 占69%, I级植株虽仅占5%, 但由于无性生殖的存在, 种群仍呈稳定状态; 而鄂尔多斯种群II级与III级植株占比相近, 无I级植株, 以种子进行更新受限。2)阿拉善种群总体呈随机分布, 其中I、II级植株在中小尺度以聚集分布为主, 在大尺度呈随机分布; 鄂尔多斯种群不论是总体还是各大小级均以聚集分布为主, 与种间竞争有着较大的关系。3)阿拉善种群III级个体与I级个体在中小尺度呈显著负关联, 体现出高龄级植株对幼小植株的抑制作用; 鄂尔多斯种群的II级、III级植株随着尺度范围的增大呈现显著正关联, 表现出成熟龄级间的正相互作用。

为探究新疆野杏(Prunus armeniaca)种群天然更新幼株个体的生长现状与空间分布格局, 该研究选择野杏集中分布的霍城县大西沟、新源县杏花沟和巩留县小莫乎儿沟为研究地, 分别在3处研究地设置林下、林窗以及空地样地, 观测幼株的分布密度、基径、高度以及冠幅，并采用5 m × 5 m相邻格子样方法(7个聚集度指数)判定分布类型, 点分布格局法计算聚集强度。新疆野杏天然更新幼株特征如下: (1)分布密度由大到小依次为杏花沟、大西沟、小莫乎儿沟, 林窗显著大于空地和林下, 种群天然更新强度为325株·hm^-2。(2)基径为小莫乎儿沟、大西沟显著大于杏花沟, 空地显著大于林下和林窗, 种群天然更新基径约1.7 cm。(3)高度为大西沟、小莫乎儿沟显著高于杏花沟, 空地显著高于林下和林窗, 种群自然更新高度为77.0 cm。(4)冠幅为大西沟显著大于小莫乎儿沟和杏花沟, 空地显著大于林窗和林下, 种群天然更新冠幅为38.7 cm。(5)有幼株的样地共22块, 在5 m × 5 m样方中, 呈聚集、均匀与随机分布样地的比例分别为63.6%、27.3%和9.1%。(6)点分布格局中更新幼株在林下、空地多呈聚集分布, 尺度为5-8 m时聚集强度最大; 在林窗主要呈随机分布, 尺度为1 m时聚集强度最大; 其在不同生境的空间格局均为聚集分布到随机分布。研究结果表明, 分布区域与生境类型均会显著影响野杏更新幼株的个体特征, 表现为大西沟、小莫乎儿沟混交的林分类型更有利于幼株生长。林下严重抑制了更新幼株的分布数量, 林窗利于种子的萌发定植, 但幼株生长受阻, 空地窗口条件利于更新幼株的生长发育。整体上种群更新障碍显著, 现有更新幼株的空间分布格局是其对生境变化、生存胁迫以及放牧干扰等因素作出的自然选择, 是种群寻找可以延续发展的策略。在此背景下, 应加强保护干预, 以促进新疆野杏种群更新。

研究植物不同器官碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量特征对深入了解土壤养分元素在循环过程中的相互耦合关系具有重要指示意义。在福州茉莉(Jasminum sambac)种植基地, 设置对照、秸秆、生物炭添加处理, 测定茉莉植株的生长特性、茉莉不同器官和土壤C、N、P含量, 分析其生态化学计量特征。结果表明: 与对照处理相比, 秸秆添加处理的茉莉叶生物量显著增加了73.33%, 土壤盐度和土壤温度均显著降低了37.04%和1.41%; 而生物炭添加处理的茉莉株高、叶面积及叶、茎生物量较对照处理分别显著增加了26.11%、29.42%、239.59%和96.04%, 土壤密度和土壤温度显著降低了18.33%和1.79%。不同添加处理下, 茉莉叶和茎的C含量及叶N含量均无显著差异, 而根和土壤的C、N含量则表现为生物炭添加处理显著高于秸秆添加处理和对照处理; 茉莉叶、茎和根P含量均表现为生物炭添加处理>对照处理>秸秆添加处理, 且生物炭添加处理比对照处理分别显著提高了41.68%、43.73%和24.63%, 而土壤P含量则表现为生物炭添加处理>秸秆添加处理>对照处理。其次, 生物炭添加处理较对照处理降低了叶、茎、根和土壤的C:P, 且显著降低了茉莉叶和茎的N:P, 而根和土壤则反之。此外, 茉莉不同器官的C、N、P元素内稳性整体表现为C > N > P, 比值内稳性表现为N:P > C:P > C:N。综合而言, 生物炭添加增加了茉莉地上植株对N、P的吸收和同化量, 进一步促进了植物-土壤系统的固碳与内稳性。

柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)是晋西北丘陵风沙区主要的退耕还林植物, 在维持群落物种多样性、生态系统稳定和土壤环境恢复等方面发挥着非常重要的作用。为探究不同林龄柠条锦鸡儿人工林生态系统碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征与叶片光合作用和土壤环境因子之间的相互关系, 该研究以晋西北丘陵风沙区不同林龄(0、6、12、18、40和50年)柠条锦鸡儿人工林植物叶片和土壤为研究对象, 分析了柠条锦鸡儿叶片和土壤C、N、P化学计量的变化特征及其相互关系。结果表明: 1)随着林龄的增加, 柠条锦鸡儿叶片C、N含量显著增加, P含量呈先增加后减少的趋势, 叶片的C、N、P含量分别在434.14-452.26、15.72-28.11、1.32-1.95 g·kg^-1之间, 其中叶片C、N含量均在林龄50年达到最大值, 而叶片P含量在林龄18年达到最大值; 叶片C:N呈先增加后减少的趋势, 林龄18年达到最大值, N:P呈显著增加趋势, 林龄50年达到最大值。叶片的光合色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素含量)随着林龄增加呈显著下降的趋势, 叶片的C、N含量对光合色素含量变化具有显著的影响。2) 土壤含水量在0-20 cm土层呈先增加后减少趋势, 尤其在林龄18年之后显著下降; 0-20 cm土层中的土壤有机碳(SOC)和全氮(STN)含量随着林龄的增加而增加, 土壤全磷(STP)含量无显著变化。土壤C:N、C:P和N:P随着林龄的增加呈增加的趋势。3)柠条锦鸡儿人工林土壤含水量与SOC和STN含量具有显著正相关关系, SOC和STN含量之间也呈显著的正相关关系; 柠条锦鸡儿叶片N和P含量具有显著正相关关系; 叶片C、N含量与土壤SOC、STN、STP含量之间均呈显著正相关关系, 与土壤含水量呈负相关关系, 叶片化学计量比与土壤化学计量比之间呈显著正相关关系。随着林龄的增加, 柠条锦鸡儿人工林主要受P含量及土壤含水量的影响。该研究结果对系统了解柠条锦鸡儿人工林生态系统的养分变化, 养分调控和抚育管理具有指导意义。

为探究不同弃耕年限下植物功能性状的种内变化及其影响因素, 加深对弃耕地植被恢复演替过程的认识, 该研究聚焦于漓江流域桂林市临桂区几个村庄的农田边界、弃耕草地、灌草丛和林地4种一定程度上反映弃耕地植被恢复程度的生境, 以分布较广的草本植物, 即白茅(Imperata cylindrica)、双穗雀稗(Paspalum distichum)、鬼针草(Bidens pilosa)和喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)为研究对象, 研究不同弃耕年限下其比叶质量、叶干物质含量、叶片氮含量、叶片磷含量和植株高度5个功能性状的种内变化, 并阐明土壤氮含量、磷含量、pH和木本植物盖度对其的影响。主要发现如下: 随弃耕年限增加, 样地土壤氮、磷含量显著下降, 土壤氮磷比先增加后下降, 木本植物盖度显著增加。白茅叶片氮含量随弃耕年限增加而增加, 叶片磷含量随弃耕年限增加而下降, 这是由于叶片氮含量与土壤磷含量呈负相关关系, 叶片磷含量与土壤磷含量呈正相关关系。双穗雀稗比叶质量和叶干物质含量随弃耕年限增加而增加, 植株高度随弃耕年限增加而降低。鬼针草植株高度随弃耕年限增加而降低, 这是由于其植株高度随木本植物盖度增加而显著下降。喜旱莲子草比叶质量随弃耕年限增加而下降, 这是由于喜旱莲子草比叶质量与土壤氮磷比呈正相关关系。总之, 植物功能性状的种内变化是由土壤理化性质和木本植物盖度随弃耕年限变化造成的。

中国南方湿润区局地气候条件多变、下垫面情况复杂, 导致蒸散发的测算较为困难。树木蒸腾是森林蒸散发的关键组成部分, 树干液流监测成为树木蒸腾耗水研究的主要手段。杉木(Cunninghamia lanceolata)林作为新安江源区的代表性植被, 对该区的水源涵养、水土保持及气候调节等至关重要。该研究基于树干液流测定系统量化新安江源区杉木树干液流速率(J_s), 结合气象梯度塔监测和土壤含水率连续观测, 揭示杉木生长季(2020年4-9月)环境因子对J_s变化的作用机制。主要结果: 杉木J_s呈显著季节性变化, 其平均值8月最大, 5月最小; 环境因子中太阳净辐射(R_n)及饱和水汽压差(VPD)与J_s的相关性最强; 主成分分析结果显示, 在小时及日尺度上主成分1的方差贡献率分别达59.1%、57.9%, 其中, VPD和R_n对主成分1起主要作用, 是影响该区杉木树J_s变化的关键环境因子; 观测期J_s峰值提前于VPD约(20 ± 3) min, 滞后于R_n约(100 ± 5) min。杉木生长季由降雨产生的土壤含水率差异未对J_s产生显著影响, 而不同天气条件下J_s存在较大差异, 晴天J_s较高, 主要呈单峰变化且启动早结束晚, 雨天J_s呈多峰型变化, 启动晚结束早。

掌握旅游干扰对土壤微生物多样性及群落结构的影响, 有助于旅游区环境资源的恢复和管理。该研究在北京松山国家级自然保护区油松(Pinus tabuliformis)林内设置了不同旅游干扰强度(高干扰、低干扰和无干扰)的样地, 调查样地内微生境状况, 测量土壤理化性质, 利用第二代高通量测序技术测定土壤微生物多样性和群落结构, 以评价不同旅游干扰强度对油松林土壤微生物的影响机制。结果显示: 1)高强度干扰显著降低了土壤真菌α多样性, 低强度干扰显著降低了土壤真菌系统发育多样性。干扰强度越大, 土壤真菌多样性越低, 而土壤细菌多样性越高。2)在土壤真菌群落方面, 3类样地的土壤优势真菌门均为担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota); 高强度干扰显著降低了子囊菌门相对多度, 对担子菌门相对多度无显著影响, 而低强度干扰均对担子菌门和子囊菌门无显著影响。LEfSe分析表明无干扰区的差异类群为真菌Pseudogymnoascus属和3个真菌物种(Oidiodendron griseum、Acrodontium hydnicola、Metacordyceps chlamydosporia); 低干扰区内未能检测到差异类群; 高干扰区差异类群为真菌Clavariaceae科。3)在土壤细菌群落方面, 3类样地的土壤优势细菌门均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria); 高强度干扰和低强度干扰对它们的多度无显著影响。LEfSe分析表明无干扰区的差异类群占总差异类群的82.05%, 指示性最强的为细菌Gaiellales和Solirubrobacterales目; 低干扰区未发现差异类群; 高干扰区的差异类群占总差异类群的17.95%, 主要表现为病原指示菌和与人类活动相关的菌群, 指示性最强的为细菌Flavobacteriia纲和疣微菌门(Verrucomicrobia)下一属。4)偏最小二乘法路径模型(PLS-PM)发现干扰强度显著影响微生境指标和土壤真菌多样性; 冗余分析显示, 土壤状况和微生境指标分别解释了不同干扰强度下真菌和细菌群落结构变化的71.35%和74.47%, 乔木胸径、草本盖度和凋落物盖度是不同干扰强度下真菌和细菌群落差异的主要因子。由上可见, 旅游干扰显著降低了油松林土壤微生物α多样性, 并显著影响了其群落结构, 影响效果的不同与干扰强度和微生物种类有关, 并且受到土壤理化性质和微生境状况调控。因此未来应注意旅游区内微生境和土壤状况的修复。