黑龙江黑河为我国红松(Pinus koraiensis)分布的北界, 在研究红松林的生长、演替、分布, 及其对气候变化的响应上有独特的意义。该文通过研究胜山保护区内阔叶红松林的演替系列(软阔叶林、硬阔叶林、阔叶红松近熟林和成熟林4个阶段), 分析了树木径向生长与气候变化的关系在不同演替阶段的差异。结果表明: 从演替早期的软阔叶林到晚期的红松成熟林, 年表统计特征表明树木径向生长对气候波动的敏感性逐步降低。对年轮-气候关系的分析结果也表明气候对树木径向生长的影响随着演替的进展呈现规律性的变化。上年6月和12月的气温与红松成熟林的径向生长显著正相关, 表现出明显的“滞后效应”。红松成熟林的轮宽指数与当年6月气温显著负相关, 而与当年6月降水量显著正相关, 反映出生长季水分对红松生长的限制。上述这些限制作用均随着演替的进展而增强, 但在演替的早期影响不显著。相反, 上年6月降水量与软阔叶林的生长显著负相关, 但该限制作用在演替的中晚期消失。这些差异反映出随着演替的进展, 优势树种对水分的需求逐步提高。滑动相关分析表明研究区近几十年明显的气候干暖化趋势对各林型的生长兼具有利和不利的影响。不同因素综合作用下, 软、硬阔叶林阶段生长尚未产生清晰的长期变化趋势。但由于水分对红松林生长的限制作用增强, 红松林生长明显下降。今后气候进一步干暖化可能对红松林的生长、恢复演替和分布有不利影响。

林火影响着林木的更新、生长发育以及林分演替, 是森林生态系统的重要干扰因子。为了评估林火对不同龄级树木生长的影响, 该文研究了西藏林芝市朗县2005年林火前后高山松(Pinus densata)的树轮变异特点。在林分内, 选择62株过火林木, 进行树芯样品采集, 且依据胸径将样树分为幼树(胸径< 10 cm)和成年树(胸径≥10 cm)。树木年轮学交叉定年结果显示样本最大年龄为102年, 最小年龄为19年, 平均年龄为48年。研究结果表明: 过火前幼树径向生长与上一年11月平均最低气温显著负相关, 成年树径向生长与当年9月平均最低气温和平均气温显著正相关; 过火后幼树和成年树的径向生长均与当年1月平均气温和平均最高气温显著负相关。成年树对火干扰的抵抗力(过火年-过火前树轮宽度降低的百分比)和恢复力(过火后-过火前树轮宽度恢复的百分比)都显著高于幼树。过火后不同龄级的树木生长都加快。在地表火干扰中, 成年树比幼树更能抵抗火干扰的影响。研究结果可为全球变化背景下森林恢复及林火应用提供科学依据。

在未来大气CO₂浓度升高的背景下, 植被净初级生产力的增加将促使森林土壤碳输入增多。凋落物是土壤碳库的重要来源, 对土壤呼吸会产生重要影响。为了模拟植物净初级生产力提高、凋落物产量增加情景下凋落物对土壤呼吸和土壤碳库的影响, 2013年1月到2014年12月, 在福建省三明市陈大镇国有林场, 在杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林和米槠(Castanopsis carlesii)次生林, 通过设置去除凋落物、添加凋落物和对照(保留凋落物, 不做任何处理)处理, 研究了土壤呼吸和土壤碳库的动态变化。研究发现: 土壤含水量在10%-25%范围内, 土壤呼吸温度敏感性指数(Q₁₀)随着土壤含水量的增加呈递增趋势, 当含水量<10%时, 由于干旱胁迫打破了土壤呼吸与温度之间的耦合, 改变了Q₁₀值, 使得Q₁₀值小于1。土壤呼吸与凋落物输入量呈显著的线性正相关关系, 杉木人工林对照和添加凋落物处理及米槠次生林对照处理, 土壤呼吸与2个月前的凋落物输入量相关性最好。而米槠次生林添加凋落物处理, 土壤呼吸与当月的凋落物输入量相关性最好, 不同林分凋落物呼吸对土壤呼吸的贡献率不同, 米槠次生林凋落物层呼吸年通量明显大于杉木人工林, 分别占各林分土壤总呼吸的34.4%和15.1%, 添加凋落物后, 杉木人工林和米槠次生林的土壤呼吸速率增加, 但添加凋落物处理的土壤呼吸年通量与对照的差值小于年凋落物输入量。因此, 在未来全球CO₂升高背景下, 植被碳储量的增加、凋落物增加并没有引起土壤呼吸成倍增加, 更有利于中亚热带地区土壤碳吸存。

伐桩在人工林生态系统地力维持、碳吸存、生物多样性保育、水土保持等方面具有十分重要的意义, 但对其储量及其分解特征的研究并不多见。因此, 该文作者基于马尾松(Pinus massoniana)人工林采伐档案, 2013年7月以1999-2013年间采伐残留的伐桩为研究对象, 调查了1-15年伐桩系统的木桩(SW)、树皮(B)、根桩(SR), 以及不同径级根系(R1: 0 mm <径级≤10 mm; R2: 10 mm <径级≤25 mm; R3: 25 mm <径级≤100 mm; R4: 径级> 100 mm)的储量与分解特征。研究结果表明: 马尾松人工林整个伐桩系统储量介于5-58 t·hm^-2之间, 根桩储量最大, 木桩储量次之, 树皮储量最小, 根桩、木桩和树皮的储量均随着分解时间而降低。伐桩密度随分解时间而降低, 但木桩、根桩和粗根径级均显著影响密度的变化。木桩、树皮和根桩的分解常数分别为0.061、0.027、0.036, R1、R2、R3、R4根系的分解常数分别为0.079、0.042、0.047、0.119。由此可见, 马尾松人工林伐桩系统具有较高的储量, 但分解较慢, 且不同组分的降解速率具有显著差异。

以分布在海南岛西部(霸王岭国家级自然保护区, 21个样方)、西南部(尖峰岭国家级自然保护区, 12个样方)和中部(黎母山省级自然保护区, 15个样方)的热带云雾林为研究对象, 研究α及β物种多样性、功能多样性、谱系多样性的变化, 为植物多样性的保护提供科学依据。结果表明: 尖峰岭群落树木个体多度、物种丰富度最大, 黎母山群落树木个体多度、物种丰富度最小; 黎母山群落间物种组成差异最大, 霸王岭群落间物种组成差异最小, 海南岛霸王岭(西部)、尖峰岭(西南部)和黎母山(中部) 3个林区热带云雾林物种多样性差异可能与空气温度和相对湿度有关。尖峰岭群落内功能丰富度、Rao’s二次熵最低, 功能均匀度最高, 群落间平均成对性状距离最小, 反映群落构建主要受环境筛影响; 霸王岭群落Rao’s二次熵最高, 功能均匀度最低, 群落间平均成对性状距离最大, 反映群落构建主要受限制相似性影响; 黎母山群落内功能丰富度最高, 群落间平均最近性状距离最大, 表明限制相似性在黎母山热带云雾林群落构建中的作用更重要。霸王岭群落内谱系多样性、物种间平均最近相邻谱系距离均较大, 反映物种间谱系关系趋于发散; 黎母山群落内谱系多样性、物种间平均成对谱系距离及群落间平均成对谱系距离均最小, 反映物种间谱系关系趋于聚集; 而尖峰岭群落内物种间平均成对谱系距离、群落间平均成对谱系距离最大, 但物种间平均最近相邻谱系距离最小, 反映物种间谱系关系既具有发散又具有聚集的共存格局。因此, 海南岛热带云雾林群落植物多样性变化格局与环境及物种间相互作用有关。

氮素矿化是决定土壤供氮能力的重要生态过程, 也是目前国内外土壤氮循环研究的重点。养分添加在调节土壤的氮转化方面起着重要的作用。该文以内蒙古锡林河流域温带典型草原为研究对象, 通过不同水平的氮(N)和磷(P)养分添加实验, 利用树脂芯原位培养法分析研究不同水平施氮、施磷对生长季草地土壤氮矿化的影响。结果表明: 高氮处理对草地土壤硝态氮(NO₃^- -N)、铵态氮(NH₄⁺ -N)及无机氮都有明显的影响, 其中25 g N·m^?2·a^?1和10 g N·m^?2·a^?1高氮处理显著提高了无机氮含量, 25 g N·m^?2·a^?1高氮处理显著增加土壤的NO₃^- -N及NH₄⁺ -N含量。与施氮相比, 施磷处理对土壤NO₃^--N、NH₄⁺ -N及无机氮的影响较为有限, 只有12.5 g P₂O₅·m^-2·a^-1的磷处理显著促进了NO₃^- -N及无机氮含量。高氮处理对草地土壤氮素转化有明显影响, 其中25 g N·m^?2·a^?1高氮处理对净硝化速率、氨化速率及矿化速率都有显著的促进作用, 说明高梯度的施氮处理有利于提高土壤的供氮能力。氮是内蒙古锡林河流域草原生态系统有机氮矿化的限制因子。与施氮相比, 施磷处理对草地土壤氮转化的作用较为有限, 仅有12.5 g P₂O₅·m^-2·a^-1 + 2 g N·m^?2·a^?1处理显著促进生长季中期的净氨化速率。说明施磷对土壤氮转化的影响弱于施氮的影响。养分添加显著提高了草地的地上生物量。 养分添加情景下, 土壤湿度与净矿化速率极显著相关, 表明湿度是影响该区域温带草原土壤氮矿化的主效因素。环境因子(如有机碳含量、土壤全氮及土壤C/N)与不同氮处理下的净矿化速率之间显著相关, 而土壤微生物碳、氮含量与土壤氮矿化均没有显著相关性。

水位波动对水生植物的生长有显著影响。该文通过设置0次(对照)、1次、2次和4次水位波动频率, 研究了入侵种喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)、外来种粉绿狐尾藻(又称聚叶狐尾藻, Myriophyllum aquaticum)和乡土种水龙(Ludwigia adscendens = Jussiaea reppens)对水位波动的形态和生理响应策略。结果显示: 水位波动对喜旱莲子草的分枝数、根冠比和最大光化学量子产量(F_v/F_m)无明显影响, 但明显增加了株高(水位波动1次除外), 降低了生物量和叶绿素含量; 粉绿狐尾藻的分枝数和F_v/F_m在不同水位波动下无明显变化, 但株高在2次水位波动下明显增加, 根冠比在1次和4次水位波动下明显增加, 生物量和叶绿素含量(4次水位波动除外)在水位波动后明显降低; 水位波动明显降低了水龙的分枝数(2次水位波动除外)、株高(1次和2次水位波动除外)、总生物量(2次水位波动除外)和叶绿素含量, 但对水龙的根冠比和F_v/F_m无明显影响。水龙的分枝数、株高、总生物量、叶绿素含量和F_v/F_m在绝大部分水位波动处理下都明显大于喜旱莲子草和粉绿狐尾藻, 而且后二者间没有显著区别。以上结果说明在秋季这3个物种的生长都受到水位波动的抑制, 喜旱莲子草和粉绿狐尾藻在秋季水位波动生境中并不能表现出较强的生长能力, 但对水位波动具有较强的耐受性和可塑性, 这与入侵种较强的入侵性有关。应加强防范外来种粉绿狐尾藻的入侵。

该文调查了准噶尔盆地东部卡拉麦里山自然保护区的主要植被类型, 通过对54个样地的样方数据分析, 量化描述了这一保护区的主要植物群落特征。结果表明, 这一地区植被主要分为梭梭群系(Form. Haloxylon ammodendron)、驼绒藜群系(Form. Krascheninnikovia ceratoides)、刺木蓼群系(Form. Atraphaxis spinosa)、红砂群系(Form. Reaumuria songarica)、准噶尔沙蒿群系(Form. Artemisia songarica)、刺旋花群系(Form. Convolvulus tragacanthoides)、盐生假木贼群系(Form. Anabasis salsa)、沙生针茅群系(Form. Stipa glareosa)和白茎绢蒿群系(Form. Seriphidium terrae-albae)等9个主要群系, 并进一步划分出16个群丛。

林冠是生物圈中物种最丰富却最鲜为人知的生境之一。它在森林与大气的物质、能量交换过程中发挥着至关重要的作用。但因林冠调查技术的限制, 林冠及生存在其中的附生植物在生态系统中的功能尚未得到足够的重视。塔吊在三维空间中作业具有“全方位、高精度、非破坏、可重复”的特征。林冠塔吊已成为当前林冠学研究的标志, 并为林冠附生植物研究提供了契机。国际上, 欧美国家利用塔吊技术对林冠层附生植物多样性与空间分布等进行了大量的研究, 取得了丰硕的成果。该文介绍了塔吊的构造、林冠塔吊建设历史和站点分布及国际林冠研究组织等概况, 并对依托塔吊开展的附生植物研究进展进行了评述。此外, 还简要介绍了我国塔吊建设与林冠生态学发展情况。在系统分析国内外附生植物研究现状基础上, 从附生植物多样性、附生植物空间格局与维持机制、生态适应性、与林冠动物的关系以及附生植物对气候变化的响应等5个方面对今后基于林冠塔吊开展附生植物研究进行了展望。

叶附生苔植物(以下简称叶附生苔)是一类附生在维管植物叶片表面的、一般只出现在热带雨林和常绿阔叶林中的苔类植物。它们具有重要的生态功能, 如影响碳、氮、水循环, 对气候变化和森林破碎化反应敏感, 可用作环境变化的指示植物。该文对叶附生苔的形态特性、物种多样性的研究历史和进展、地理分布格局, 以及对环境的要求(附主和生境的特性)等进行了综述, 探讨了叶附生苔多样性分布格局形成的可能原因, 即环境(空气湿度高、林冠层发育好、干扰少)和适应特征(无性繁殖、形体微小)的选择。根据全球叶附生苔研究进展状况及所存在的问题提出未来可开展的研究方向, 如叶附生苔的形成原因、与附主间的物质交换和能量流动机制、在森林生态系统中的生态功能、气候变化指示作用研究等, 大尺度上的研究也值得关注。