全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 19 期摇 摇 2011 年 10 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
卷首语 本刊编辑部 ( 玉 )…………………………………………………………………………………………
我国生态学研究及其对社会发展的贡献 李文华 (5421)…………………………………………………………
生态学的现任务———要在混乱和创新中前进 蒋有绪 (5429)……………………………………………………
发展的生态观:弹性思维 彭少麟 (5433)……………………………………………………………………………
中国森林土壤碳储量与土壤碳过程研究进展 刘世荣,王摇 晖,栾军伟 (5437)…………………………………
区域尺度陆地生态系统碳收支及其循环过程研究进展 于贵瑞,方华军,伏玉玲,等 (5449)……………………
流域尺度上的景观格局与河流水质关系研究进展 刘丽娟,李小玉,何兴元 (5460)……………………………
中国珍稀濒危孑遗植物珙桐种群的保护 陈摇 艳,苏智先 (5466)…………………………………………………
水资源投入产出方法研究进展 肖摇 强,胡摇 聃,郭摇 振,等 (5475)………………………………………………
我国害鼠不育控制研究进展 刘汉武,王荣欣,张凤琴,等 (5484)…………………………………………………
基于 NDVI的三江源地区植被生长对气候变化和人类活动的响应研究 李辉霞,刘国华,傅伯杰 (5495)……
毛乌素沙地克隆植物对风蚀坑的修复 叶学华,董摇 鸣 (5505)……………………………………………………
近 50 年黄土高原地区降水时空变化特征 王麒翔,范晓辉,王孟本 (5512)………………………………………
森林资源可持续状况评价方法 崔国发,邢韶华,姬文元,等 (5524)………………………………………………
黄土丘陵区景观格局对水土流失过程的影响———景观水平与多尺度比较
王计平,杨摇 磊,卫摇 伟,等 (5531)
………………………………………
……………………………………………………………………………
未来 10 年黄土高原气候变化对农业和生态环境的影响 俄有浩,施摇 茜,马玉平,等 (5542)…………………
山东近海生态资本价值评估———近海生物资源现存量价值 杜国英,陈摇 尚,夏摇 涛,等 (5553)………………
山东近海生态资本价值评估———供给服务价值 王摇 敏,陈摇 尚,夏摇 涛,等 (5561)……………………………
特大冰冻灾害后大明山常绿阔叶林结构及物种多样性动态 朱宏光,李燕群,温远光,等 (5571)………………
低磷和干旱胁迫对大豆植株干物质积累及磷效率的影响 乔振江,蔡昆争,骆世明 (5578)……………………
中国环保模范城市生态效率评价 尹摇 科,王如松,姚摇 亮,等 (5588)……………………………………………
污染足迹及其在区域水污染压力评估中的应用———以太湖流域上游湖州市为例
焦雯珺,闵庆文,成升魁,等 (5599)
………………………………
……………………………………………………………………………
近二十年来上海不同城市空间尺度绿地的生态效益 凌焕然,王摇 伟,樊正球,等 (5607)………………………
城市社区尺度的生态交通评价指标 戴摇 欣,周传斌,王如松,等 (5616)…………………………………………
城市生态用地的空间结构及其生态系统服务动态演变———以常州市为例
李摇 锋,叶亚平,宋博文,等 (5623)
……………………………………
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中国居民消费隐含的碳排放量变化的驱动因素 姚摇 亮,刘晶茹,王如松 (5632)………………………………
煤矿固废资源化利用的生态效率与碳减排———以淮北市为例 张海涛, 王如松,胡摇 聃,等 (5638)…………
城市遮阴环境变化对大叶黄杨光合过程的影响 于盈盈,胡摇 聃,郭二辉,等 (5646)……………………………
广东永汉传统农村的聚落生态观 姜雪婷,严力蛟,后德仟 (5654)………………………………………………
长江三峡库区昆虫丰富度的海拔梯度格局———气候、土地覆盖及采样效应的影响 刘摇 晔,沈泽昊 (5663)…
东南太平洋智利竹筴鱼资源和渔场的时空变化 化成君,张摇 衡,樊摇 伟 (5676)………………………………
豚草入侵对中小型土壤动物群落结构特征的影响 谢俊芳,全国明,章家恩,等 (5682)…………………………
我国烟粉虱早春发生与秋季消退 陈春丽,郅军锐,戈摇 峰,等 (5691)……………………………………………
变叶海棠及其伴生植物峨眉小檗的水分利用策略 徐摇 庆,王海英,刘世荣 (5702)……………………………
杉木人工林不同深度土壤 CO2通量 王摇 超,黄群斌,杨智杰,等 (5711)…………………………………………
不同浓度下四种除草剂对福寿螺和坑螺的生态毒理效应 赵摇 兰,骆世明,黎华寿,等 (5720)…………………
短期寒潮天气对福州市绿地土壤呼吸及组分的影响 李熙波,曾文静,李金全,等 (5728)………………………
黄土丘陵沟壑区景观格局对流域侵蚀产沙过程的影响———斑块类型水平
王计平,杨摇 磊,卫摇 伟,等 (5739)
………………………………………
……………………………………………………………………………
气候变化对物种分布影响模拟中的不确定性组分分割与制图———以油松为例
张摇 雷,刘世荣,孙鹏森,等 (5749)
…………………………………
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北亚热带马尾松年轮宽度与 NDVI的关系 王瑞丽,程瑞梅,肖文发,等 (5762)…………………………………
物种组成对高寒草甸植被冠层降雨截留容量的影响 余开亮,陈摇 宁,余四胜,等 (5771)………………………
若尔盖湿地退化过程中土壤水源涵养功能 熊远清,吴鹏飞,张洪芝,等 (5780)………………………………
桂西北喀斯特峰丛洼地不同植被演替阶段的土壤脲酶活性 刘淑娟,张摇 伟,王克林,等 (5789)………………
利用混合模型分析地域对国内马尾松生物量的影响 符利勇,曾伟生,唐守正 (5797)…………………………
火烧对黔中喀斯特山地马尾松林土壤理化性质的影响 张摇 喜,朱摇 军,崔迎春,等 (5809)……………………
不同培育时间侧柏种基盘苗根系生长和分布 杨喜田,董娜琳,闫东锋,等 (5818)………………………………
Cd2+与 CTAB复合污染对枫香幼苗生长与生理生化特征的影响 章摇 芹,薛建辉,刘成刚 (5824)……………
3 种入侵植物叶片挥发物对旱稻幼苗根的影响 张风娟,徐兴友,郭艾英,等 (5832)…………………………
米槠鄄木荷林优势种群的年龄结构及其更新策略 宋摇 坤,孙摇 文,达良俊 (5839)………………………………
褐菖鲉肝 CYP 1A作为生物标志物监测厦门海域石油污染状况 张玉生,郑榕辉,陈清福 (5851)……………
基于输入鄄输出流分析的生态网络 渍模式能流、籽模式能流测度方法 李中才,席旭东,高摇 勤,等 (5860)……
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*444*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*50*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄10
封面图说: 胡杨是我国西北干旱沙漠地区原生的极其难得的高大乔木,树高 15—30 米,能忍受荒漠中的干旱环境,对盐碱有极
强的忍耐力。 为适应干旱气候一树多态叶,因此胡杨又称“异叶杨冶。 它对于稳定荒漠河流地带的生态平衡,防风固
沙,调节绿洲气候和形成肥沃的森林土壤具有十分重要的作用。 秋天的胡杨林一片金光灿烂 。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 31 卷第 19 期
2011 年 10 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 31,No. 19
Oct. ,2011
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30860059)
收稿日期:2011鄄06鄄23; 摇 摇 修订日期:2011鄄07鄄19
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: wenyg@ 263. net
朱宏光,李燕群,温远光,梁宏温,林建勇,农友.特大冰冻灾害后大明山常绿阔叶林结构及物种多样性动态.生态学报,2011,31(19):5571鄄5577.
Zhu H G, Li Y Q, Wen Y G, Liang H W, Lin J Y, Nong Y. The dynamics of the structure and plant species diversity of evergreen broadleaved forests in
Damingshan National Nature Reserve after a severe ice storm damage in 2008, China. Acta Ecologica Sinica,2011,31(19):5571鄄5577.
特大冰冻灾害后大明山常绿阔叶林结构
及物种多样性动态
朱宏光2,李燕群2,温远光1,2,*,梁宏温2,林建勇2,农摇 友2
(1.亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,广西南宁摇 530004;2.广西大学林学院,广西南宁摇 530004)
摘要:2008 年 1 月,在我国南方发生了百年一遇的特大冰冻灾害,有 19 个省区和 1765 万 hm2森林受灾。 虽然此种规模的干扰
相对稀少,但它为研究冰冻干扰对亚热带森林生态系统的组成、结构和演替的短期和长期影响提供了一次绝好的机会。 在大明
山国家级自然保护区中山区,建立了 3. 2hm2的固定样地,包含 80 个 20m伊20m样方,分别于 2009 年和 2010 年对样方内胸径逸
1cm的木本植物的胸径进行测定,将受损林木分为折干、翻蔸和死亡 3 类,同时测定每个样方的冠层结构。 结果表明:2008 年的
特大冰冻灾害对大明山常绿阔叶林造成严重影响,2009 年胸径逸1cm的木本植物受灾率达 51. 8% ;2010 年死亡的个体数达 776
株,是 2009 年的 6. 75 倍;个体较小的林木(胸径为 2—6cm以下)比个体较大的林木受损更严重,其折干、翻蔸和死亡的个体数
分别占 2010 年折干、翻蔸和死亡个体总数的 68. 18% 、54. 29%和 83. 51% ;常绿阔叶林林冠有很强的恢复能力,2010 年森林的
叶面积指数比 2009 年提高 55. 4% ;2010 年森林群落的个体数、物种丰富度、Shannon鄄Wiener 指数、Simpson 指数显著增加 (P =
0. 018-0. 000, df=79),分别比 2009 年提高 14. 96% 、10. 05% 、3. 89%和 1. 13% ;群落优势种(云贵山茉莉、罗浮槭)个体的大量
死亡将影响着群落的稳定性。
关键词:冰冻灾害;常绿阔叶林;冠层结构;物种多样性;大明山国家级自然保护区;亚热带
The dynamics of the structure and plant species diversity of evergreen
broadleaved forests in Damingshan National Nature Reserve after
a severe ice storm damage in 2008, China
ZHU Hongguang2, LI Yanqun2, WEN Yuanguang1,2,*, LIANG Hongwen2, LIN Jianyong2, NONG You2
1 State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro鄄bioresources, Nanning 530004, China
2 Forestry College, Guangxi University, Nanning, 530004, China
Abstract: A damaging ice storm struck southern China in January 2008, affecting 19 provinces of China and nearly 17. 65
million hm2 of forests. Although disturbance of this scale occurred rarely ( once in a century), it provided a unique
opportunity to study short鄄 and long鄄term impacts on the compositions, structure and succession of forest ecosystem. A 3. 2
hm2 plot was set up in the ice storm鄄damaged montane evergreen broad鄄leaved forest in Damingshan National Nature
Reserve. The plot was divided into 80 subplots, each of 400m2 . Within each subplot, all trees (diameter at breast height or
DBH逸1. 0cm) were identified, mapped and tagged at breast height (1. 3 m from the base) with pre鄄numbered aluminum
tags, and the DBH and stem heights of these taged trees was measured. In addition, the LAI of the plots were determined.
We assigned each ice鄄damaged tree one of the following three damage categories: main stem broken, tree uprooted, or
dead. We carried out surveys in 2009 and 2010. The evergreen broad鄄leaved forest of Damingshan National Nature Reserve
were affected severely by the ice storm as the damaged trees accounted for 51. 8% of the total individuals with DBH逸
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1郾 0cm in 2009. There were 776 dead trees in 2010, 6. 75 times of that in 2009. In particular, small trees (DBH 2—6cm)
were more damaged more severely than big ones, accounting for 68. 18% , 54. 29% , and 83. 51% of the total broken main
stems, the total uprooted and the total dead trees, respectively. Resilience of canopy cover to the disturbance was great, as
indicated by 55. 4% increase in LAI of the forest from 2009 to2010. Furthermore, species abundance, richness, Shannon鄄
Wiener index and Simpson index of the community had increased 14. 96% 、10. 05% 、3. 89% and 1. 13% , respectively,
from 2009 to 2010. These changes were statistically significantly (P=0. 018-0. 000, df=79). However, the mortality of
large trees of dominant canopy species (Huodendron biaristatum, and Acer fabric) will affect the community stability.
Key Words: ice storm damaged; evergreen broadleaved forest; forest canopy structure; species diversity; Damingshan
National Nature Reserve; subtropics
冰冻灾害是温带和暖温带地区常见的干扰类型[1鄄2],而在热带和亚热带地区则十分稀少。 2008 年 1—2
月,在我国南方发生了百年一遇的特大冰冻灾害,有 19 个省区和 1765 万 hm2森林受灾,直接经济损失超过
621 亿元,森林生态效益及碳储量价值损失 8634 亿元[3]。 这种严重的冰冻干扰对大面积森林造成影响,并产
生严重的短期和长期的生态影响[4鄄5]。
干扰是森林生态系统动态的关键过程[6]。 冰冻灾害是一种典型的自然干扰,它强烈的影响着森林生态
系统的组成、结构和功能[7],改变森林景观的时空格局。 全球气候模型预测,在未来气候变化背景下,将会有
更多的极端天气出现,暴风雪灾害的发生频率可能会提高[8]。 这将引起超出植物生理耐受极限的天气频率
增加,导致植物受灾或死亡,同时改变生态系统的生物地球化学循环[9]。 因此,森林干扰生态研究一直成为
生态学研究的热点[10]。
关于冰冻灾害对森林生态系统的影响,在温带和暧温带森林中有了大量的研究[1,11鄄16],但是,在热带和亚
热带森林中的研究极少[2,5,17],冰冻灾害对热带和亚热带森林的影响还很不清楚。 因此,2008 年发生的特大
冰冻灾害为人们研究冰冻灾害对热带和亚热带常绿阔叶林短期和长期的影响提供了一个机会。 本文旨在通
过对 2008 年特大冰冻灾害后南亚热带常绿阔叶林组成、结构和林下更新的动态研究,揭示冰冻灾害后常绿阔
叶林组成、结构和植物更新的动态规律,为强化林业应对气候变化和极端灾害的研究提供基础资料。
1摇 材料与方法
1. 1摇 研究地概况
大明山自然保护区始建于 1982 年,2003 年升格为国家级自然保护区,该保护区的主要保护对象是亚热
带常绿阔叶林及珍稀动植物。 保护区位于广西中南部 23毅10忆—23毅38忆N,108毅18忆—108毅45忆E,面积 64900hm2。
气候属南亚热带季风气候区,根据大明山天坪气象观测站观测记录,中山区的年均温 15. 1益,7 月份平均气温
21. 9益,1 月份平均气温 5. 8益,极端高温 28. 6益,极端低温-6. 0益;日均温逸10益的积温 5047. 7益;年均降水
量为 2630. 3mm。 大明山地理位置独特,地层古老,生态环境复杂多样,生物多样性丰富多彩,目前已知维管
束植物 234 科 918 属 2374 种[18];地带性植被为季风常绿阔叶林。 是 1992 年 WWF 评估认定的中国 40 处具
有全球意义的保护区之一。 该区森林的结构、功能、演替及在生态系统中的平衡作用有重要科学价值。
1. 2摇 样地设定与调查方法
研究地设在大明山自然保护区中山区的柑栏沟北坡,海拔 800—1200m,为大明山中山区常绿阔叶林的典
型地带,也是 2008 年冰冻灾害较严重的区域。 样地的设定参照巴拿马巴洛科罗拉多岛( Barro Colorado
Island,BCI)热带雨林大样地的技术规范[19],于 2009 年 5 月设置 3. 2hm2固定样地。 采用 RTK、全站仪将
3郾 2hm2大样地划分为 80 个 20m伊20m的样方,样方的 4 个角打桩作永久标记。 在每个 20m伊20m 的样方内用
插值法细分为 4 个 10m伊10m 和 16 个 5m伊5m的小样方。 以每个 5m伊5m 小样方为基本单位,对所有胸径逸
1cm的木本植物进行挂牌并记录相应的种名、胸径、树高、枝下高、受灾情况等,并记录个体在样方中的 x、y 纵
横坐标。 2010 年 10 月以同样方法进行复查。
2755 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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1. 3摇 群落冠层与物种多样性分析
在 3. 2hm2固定样地中以 80 个 20m伊20m的样方为基本调查单位,于样方中心点采用美国 CID公司的 CI鄄
110 冠层分析仪测定样方的叶面积指数(LAI)、散射透光系数(TD)、直射透光系数(TR)。 胸径逸1cm 的木本
植物物种多样性指数分析方法如下:
样方植物个体数(N)摇 400m2样方中胸径逸1cm的木本植物的个体数之和。
物种丰富度指数(S)摇 400m2样方中胸径逸1cm的木本植物的物种数。
Simpson指数 D = 1 - 移
s
i = 1
Pi2 (1)
Shannon鄄Wiener指数 H忆 = - 移
s
i = 1
PilnPi (2)
Pielou均匀度指数 Jsw = H忆 / lnS (3)
式中,pi为第 i个物种个体数占第 j个样方中所有物种个体总数的比例,S为物种丰富度。
1. 4摇 数据处理与分析
为研究 DBH大小对受灾程度的影响,把所有林木按胸径 2cm 间距分级,3. 0cm 以下为 2 径级,3. 0—5. 0
cm为 4 径级,5. 0—7. 0 cm为 6 径级,依次类推;树高按 2m 间距分级,2m 以下为 1 级,2. 0—4. 0 m 为 2 级,
4郾 0—6. 0 m为 3 级,依次类推。 用 SPSS软件的独立样本 t检验分析林木死亡、翻蔸、折干个体胸径的差异性,
用 SPSS 软件的配对样本 t 检验分析群落冠层叶面积指数、散射透光系数、直射透光系数以及物种丰富度指
数、Simpson指数、Shannon鄄Wiener指数、Pielou均匀度指数的差异性。
2摇 结果与分析
2. 1摇 灾后木本植物种群个体机械损伤与死亡情况
据 2009 年调查,在 3. 2hm2的样地中,胸径逸1cm的木本植物有 282 种 8760 株,受灾林木 4538 株,受灾率
达 51. 8% 。 灾后的 2010 年,林木新增折干、翻蔸、死亡个体不少,其中翻蔸的个体有 26 种 70 株,占 2009 年翻
蔸植物种数和个体数的 72. 22%和 58. 82% ,以云贵山茉莉(Huodendron biaristatum)(27 株)最多,占新翻蔸个
体总数的 38. 57% ,其次为罗浮槭(Acer fabri) (5 株),占 7. 14% ;折干有 17 种 22 株,相应为 2009 年的
19郾 32%和 3. 31% ,数量最多的也是云贵山茉莉(4 株,18. 18% ),其次为百色猴欢喜(Sloanea chingiana)和南
岭槭(Acer metcalfii),均为 9. 09% ;死亡个体有 776 株,占总个体数的 6. 11% ,是 2009 年死亡个体数(115 株)
的 6郾 75 倍。 这些死亡个体中云贵山茉莉占的比例最大,达 69 株,占 8. 89% ,其余依次为方枝假卫矛
(Microtropis tetragona) 40 株、刨花润楠 (Machilus pauhoi) 39 株、黄杞 36 株、罗浮槭 34 株、异叶榕 (Ficus
heteromorpha) 31 株、毛狗骨柴 ( Diplospora fruticosa) 29 株、细枝柃 ( Eurya loquaiana ) 21 株、东方古柯
(Erythroxylum sinense)20 株。 表明冰冻灾害对大明山常绿阔叶林的影响存在持续效应。
2. 2摇 林木受损与胸径和树高的关系
调查表明(表 1),灾后第 1 年 (2009 年),林木折干主要发生在 2—10cm 径级,占折干个体总数的
65郾 56% ;翻蔸多见于 4—14cm径级,占翻蔸个体总数的 75. 63% ;而死亡主要出现于 6—20cm径级,占死亡个
体总数的 62. 61% 。 灾后第 2 年(2010 年),林木折干、翻蔸和死亡都主要发生在 2、4、6cm 径级,分别占该年
折干、翻蔸和死亡个体总数的 68. 18% 、54. 29%和 83. 51% 。 差异性检验结果,2009 和 2010 年翻蔸和死亡个
体的胸径存在显著和极显著差异(P=0. 015,t = 2. 457,df = 187;P = 0. 000,t = 19. 166,df = 888),而折干的差异
不显著(P=0. 203,t=1. 276,df=684)。
比较不同树高级之间林木受灾状况,2009 年折干、翻蔸主要集中 2、3、4 树高级,其受损个体数分别占折
干和翻蔸个体总数的 79. 40%和 68. 91% ,死亡集中于 2、3、4、5 树高级,占死亡个体总数的 71. 30% 。 2010 年
折干、翻蔸也是集中在 2、3、4 树高级,分别占折干和翻蔸个体总数的 90. 91%和 77. 14% ,死亡主要集中于 1、
2、3、4 树高级,4 个树高级的死亡个体数已占死亡个体总数的 91. 37% (表 2)。 差异性检验结果显示,2009、
2010 年度折干(p=0. 377,t=0. 885,df=684)和翻蔸(p=0. 062,t= 1. 880,df = 187)个体的树高差异不显著,而
3755摇 19 期 摇 摇 摇 朱宏光摇 等:特大冰冻灾害后大明山常绿阔叶林结构及物种多样性动态 摇
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死亡个体存在极显著的差异(P=0. 000,t=13. 090,df=888)。
表 1摇 2009 和 2010 年不同受损类型个体数的径级分布
Table 1摇 The DBH class distribution of individuals of the different damage types in 2009 and 2010
径级
DBH class
2009
折干 Trunk broken 翻蔸 Uprooted 死亡 Dead
2010
折干 Trunk broken 翻蔸 Uprooted 死亡 Dead
2 82 8 1 7 10 424
4 116 14 3 3 17 160
6 83 17 9 5 11 64
8 90 16 12 1 7 33
10 65 14 7 1 4 19
12 32 17 8 0 4 17
14 42 12 8 1 7 14
16 26 9 10 0 5 7
18 21 1 10 1 2 6
20 29 2 8 0 1 5
22 6 1 5 1 0 5
24 14 0 4 0 2 3
26 11 1 3 0 0 3
28 2 3 4 0 0 2
30 8 2 2 1 0 1
32 5 0 3 1 0 4
34 4 1 1 0 0 0
36 5 0 2 0 0 1
38 4 0 2 0 0 0
40 6 0 5 0 0 0
42 3 0 0 0 0 3
44 2 0 2 0 0 0
46 2 0 1 0 0 1
48 3 0 0 0 0 1
逸50 4 1 5 0 0 3
合计 Total 665 119 115 22 70 776
表 2摇 2009 和 2010 年不同受损类型个体数的高度级分布
Table 2摇 The tree height class distribution of individuals of the different damage types in 2009 and 2010
树高级
Height class / m
2009
折干
Trunk broken
翻蔸
Uprooted
死亡
Dead
2010
折干
Trunk broken
翻蔸
Uprooted
死亡
Dead
1(<2) 50 2 2 1 3 75
2(2. 0—4. 0) 272 21 12 11 21 436
3(4. 0—6. 0) 175 30 28 7 21 150
4(6. 0—7. 0) 81 31 28 2 12 48
5(8. 0—10. 0) 43 15 14 0 6 29
6(10. 0—12. 0) 17 10 6 0 3 12
7(12. 0—14. 0) 16 6 11 0 1 13
8(14. 0—16. 0) 7 1 7 1 3 4
9(16. 0—18. 0) 4 2 1 0 0 6
10(18. 0—20. 0) 0 0 5 0 0 1
11(20. 0—22. 0) 0 1 1 0 0 2
合计 Total 665 119 115 22 70 776
2. 3摇 灾后森林冠层结构的变化
对 80 个 400m2样方 2009 和 2010 年的冠层测定数据进行配对样本 t检验,结果显示,2010 与 2009 年的叶
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面积指数(LAI,P=0. 000,t= -6. 120,df=79)、散射透光系数(TD,p = 0. 000,t = 5. 617,df = 79)、直射透光系数
(TR,P=0. 001,t=3. 554,df = 79)存在极显著的差异。 2010 年的平均 LAI (2. 94依1. 47)比 2009 年(1. 89依
0郾 75)增加了 55. 4% (图 1),而 TD(0. 12依0. 06)和 TR(0. 33依0. 18)分别比 2009 年的 TD(0. 17依0. 06)、TR
(0郾 42依0. 19)下降 26. 6%和 20. 7% 。 可见,灾后经过 33 个月的恢复,大明山常绿阔叶林的 LAI有了明显的恢
复,并超过了冰冻灾害前的水平(据 2006 年测定 LAI为 2. 85)。
0
2
4
6
8 2009 2010
0 2 4 6 8101214161820222426283032343638404244464850525456586062646668707274767880
样方号 No.of plots
叶面
积指
数
LAI
图 1摇 2009 和 2010 年森林叶面积指数的比较
Fig. 1摇 Comparison of LAI of the forest in 2009 and 2010
2. 4摇 灾后前更新木本植物幼苗或幼树动态
2010 年调查显示,在 3. 2hm2样地中,有 122 种 1625 株前更新木本植物的幼苗或幼树长成胸径逸1cm 的
植株,占样地内现有 DBH逸1cm木本植物个体总数的 12. 81% 。 新成长为 DBH逸1cm 个体数量最多的前 10
个树种分别为滇粤山胡椒(Lindera metcalfiana)150 株、刨花润楠 135 株、黄杞(Engelhardtia roxburghiana)84
株、野黄桂(Cinnamomum jensenianum)72 株、东方古柯 61 株、罗浮柿(Diospyros morrisiana)58 株、栓皮木姜子
(Litsea suberosa)57 株、云贵山茉莉 55 株、短梗大参(Macropanax rosthornii)47 株、白背桐(Mallotus apelta)45
株,共计 764 株,占新增林木总数的 47. 02% 。 这 10 个树种分别棣属 7 个科,其中樟科种类的比例最大,有 4
种,即滇粤山胡椒、刨花润楠、野黄桂、栓皮木姜子,其新增入测(DBH逸1cm)个体数占上述 10 个树种总数的
54. 19% 。
2. 5摇 灾后群落 DBH逸1cm木本植物物种多样性的变化
对 80 个 400m2样方 2009 和 2010 年 DBH逸1cm 木本植物多样性指数比较发现,2010 年样方的个体数
(N,158. 52依51. 46)、物种丰富度指数(S,41. 50依10. 99)、Shannon鄄Wiener指数(H忆,3. 19依0. 34)、Simpson 指数
(D,0. 93依0. 04)和 Pielou均匀度指数(Jsw,0. 86依0. 05)均有所增加,分别比 2009 年提高 14. 96% 、10郾 05% 、
3. 89% 、1. 13% 、1. 29% 。 配对样本 t检验结果显示,2009 年、2010 年各样方的 N(P = 0. 000,t = -15. 249,df =
79)、S(P=0. 000,t= -3. 655,df = 79)、H忆(P = 0. 003,t = -3. 111,df = 79)存在差异极显著,D(P = 0. 018,t =
-2. 420,df=79)差异显著,而 Jsw差异不显著(P=0. 096,t= -1. 683,df=79)。
3摇 结论与讨论
3. 1摇 研究地区林木受灾特点
许多研究表明,同一地区的不同树种在抵抗相同的灾害方面存在差异[14,20],DBH 较大的林木比 DBH 较
小的林木受损严重[5,20],主林冠树木遭受到的破坏要比次林冠的树木严重[14鄄15,21]。 本研究结果也有同样的特
点,DBH为 15—45cm的林木受损比例最高,为 19. 25% ,群落优势种云贵山茉莉、罗浮槭、天目紫茎,受灾率分
别高达 63. 9% 、68. 5%和 64. 6% ,明显超出林分的平均受损率(51. 8% );这主要是 DBH较大的林木往往占据
林冠上层,更易受到直接破坏[5,14鄄15,20];本区林木受灾的第 2 个特点是,较小径级和树高级的林木受损株数更
多(表 1 和表 2),如 2010 年 DBH为 1—5cm的林木受灾株数最多,达 433 株,占受灾林木总数的 63. 30% 。 此
种受损个体数集中分布于较小林木的现象,与其个体数较多(2009 和 2010 年,DBH为 1—5cm的个体数 7351
株和 8418 株,分别占总个体数的 65. 86%和 65. 77% )、上层大树折干或翻蔸产生的次生灾害以及 2009 和
5755摇 19 期 摇 摇 摇 朱宏光摇 等:特大冰冻灾害后大明山常绿阔叶林结构及物种多样性动态 摇
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2010 年的持续干旱有关。
3. 2摇 灾后林冠恢复速率
雨雪冰冻灾害造成的林木冻死、折干、主梢折断、冠损和翻蔸,使森林的郁闭度显著下降。 如 2008 年的特
大冰冻灾害,使广西 176. 83 万 hm2森林受灾,其郁闭度由灾前平均的 0. 73,下降到灾后的 0. 41[3]。 此次灾害
对大明山常绿阔叶林林冠也造成了很大影响,45. 95% 的林木树冠受损,森林的平均叶面积指数下降
50郾 79% 。 Beaudet等[22]采用灾后冠层影像和林中光照强度的变化来衡量林冠受损程度或恢复程度,指出冰
冻灾害前,林内的光照强度为 2%—4%,冰冻灾害后,林内的光照强度增加了 4—5 倍,3—7a 后,林内的光照
水平又降低一半,表明灾后林冠的恢复是迅速的。 本研究发现,南亚热带常绿阔叶林具有极强的林冠恢复速
率,灾后 33 个月,其 LAI就恢复到了 2008 年冰冻灾害前的水平,达到 2. 94(2006 年测定 LAI 为 2. 85)。 许多
研究也都表明,冰冻灾害之后,林冠郁闭度的恢复是迅速的(或灾后 3—4a,林内光照强度明显减少) [21鄄25]。 这
说明冰冻灾害后亚热带常绿阔叶林林冠结构恢复较快,这对常绿阔叶林生态系统的功能恢复具有重要意义。
3. 3摇 灾后森林更新与植物多样性变化
干扰是森林生态系统动态中的主要影响因素。 它可破坏或改变原有的环境,对森林群落的发展产生深远
的影响。 李秀芬等[26]对桦木林型的研究表明,在受到雪 /风灾害干扰近 3 年后,多样性水平已基本得到恢复。
本研究发现,冰冻灾害干扰后形成的大、小林隙,在一定程度上促进了林下植被的更新,特别是喜光植物物种
的更新,为多样性的恢复和提高创造了条件,一些前更新树种的幼苗或幼树利用倒木或林冠层受破坏后形成
的有利的生长空间开始快速生长,因而,林木个体数、物种丰富度、多样性指数均出现恢复性增长。 冰冻灾害
后虽然使物种多样性有所增加,但是却造成了较大程度的林冠破坏,一些优势种或共优势种在林冠层的个体
数减少,如群落优势种云贵山茉莉和罗浮槭的植株大量死亡,而滇粤山胡椒、刨花润楠、野黄桂、栓皮木姜子等
植物表现为明显的正效应。 雪灾不仅减小林分的更新年龄,还可能改变群落的演替方向和进程[10]。 云贵山
茉莉和罗浮槭是该区域常绿阔叶林的主要建群种,冰冻灾害是否导致其衰退,或被樟科的滇粤山胡椒、刨花润
楠、野黄桂、栓皮木姜子等树种取代,尚需进一步研究。
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7755摇 19 期 摇 摇 摇 朱宏光摇 等:特大冰冻灾害后大明山常绿阔叶林结构及物种多样性动态 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 19 October,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Ecology research and its effects on social development in China LI Wenhua (5421)……………………………………………………
The current mission of ecology鄄advancing under the situation of chaos and innovation JIANG Youxu (5429)…………………………
Resilience thinking: development of ecological concept PENG Shaolin (5433)…………………………………………………………
A review of research progress and future prospective of forest soil carbon stock and soil carbon process in China
LIU Shirong, WANG Hui, LUAN Junwei (5437)
……………………
……………………………………………………………………………………
Research on carbon budget and carbon cycle of terrestrial ecosystems in regional scale: a review
YU Guirui, FANG Huajun, FU Yuling, et al (5449)
……………………………………
………………………………………………………………………………
Advances in the studying of the relationship between landscape pattern and river water quality at the watershed scale
LIU Lijuan, LI Xiaoyu, HE Xingyuan (5460)
………………
………………………………………………………………………………………
Research on the protection of Davidia involucrata populations, a rare and endangered plant endemic to China
CHEN Yan, SU Zhixian (5466)
………………………
……………………………………………………………………………………………………
Progress on water resources input鄄output analysis XIAO Qiang, HU Dan, GUO Zhen,et al (5475)……………………………………
Research advances of contraception control of rodent pest in China LIU Hanwu, WANG Rongxin, ZHANG Fengqin, et al (5484)…
Response of vegetation to climate change and human activity based on NDVI in the Three鄄River Headwaters region
LI Huixia, LIU Guohua,FU Bojie (5495)
…………………
……………………………………………………………………………………………
Remediation of blowout pits by clonal plants in Mu Us Sandland YE Xuehua, DONG Ming (5505)…………………………………
Precipitation trends during 1961—2010 in the Loess Plateau region of China
WANG Qixiang, FAN Xiaohui, WANG Mengben (5512)
…………………………………………………………
…………………………………………………………………………
An evaluation method for forest resources sustainability CUI Guofa, XING Shaohua, JI Wenyuan, et al (5524)………………………
Effects of landscape patterns on soil and water loss in the hilly area of loess plateau in China: landscape鄄level and comparison
at multiscale WANG Jiping, YANG Lei, WEI Wei, et al (5531)…………………………………………………………………
The impacts of future climatic change on agricultures and eco鄄environment of Loess Plateau in next decade
E Youhao, SHI Qian,MA Yuping, et al (5542)
…………………………
……………………………………………………………………………………
Valuation of ecological capital in Shandong coastal waters: standing stock value of biological resources
DU Guoying, CHEN Shang, XIA Tao, et al (5553)
………………………………
………………………………………………………………………………
Valuation of ecological capital in Shandong coastal waters: provisioning service value
WANG Min, CHEN Shang, XIA Tao, et al (5561)
…………………………………………………
…………………………………………………………………………………
The dynamics of the structure and plant species diversity of evergreen broadleaved forests in Damingshan National Nature Reserve
after a severe ice storm damage in 2008, China ZHU Hongguang, LI Yanqun, WEN Yuanguang, et al (5571)…………………
Interactive effects of low phosphorus and drought stress on dry matter accumulation and phosphorus efficiency of soybean plants
QIAO Zhenjiang, CAI Kunzheng, LUO Shiming (5578)
……
……………………………………………………………………………
The eco鄄efficiency evaluation of the model city for environmental protection in China
YIN Ke, WANG Rusong, YAO Liang, et al (5588)
…………………………………………………
………………………………………………………………………………
Pollution footprint and its application in regional water pollution pressure assessment: a case study of Huzhou City in the
upstream of Taihu Lake Watershed JIAO Wenjun, MIN Qingwen, CHENG Shengkui, et al (5599)……………………………
Ecological effect of green space of Shanghai in different spatial scales in past 20 years
LING Huanran, WANG Wei, FAN Zhengqiu, et al (5607)
…………………………………………………
………………………………………………………………………
Assessing indicators of eco鄄mobility in the scale of urban communities DAI Xin, ZHOU Chuanbin, WANG Rusong, et al (5616)…
Spatial structure of urban ecological land and its dynamic development of ecosystem services: a case study in Changzhou City,
China LI Feng, YE Yaping, SONG Bowen, et al (5623)…………………………………………………………………………
The carbon emissions embodied in Chinese household consumption by the driving factors
YAO Liang, LIU Jingru, WANG Rusong (5632)
………………………………………………
……………………………………………………………………………………
The research on eco鄄efficiency and canbon reduction of recycling coal mining solid wastes: a case study of Huaibei City, China
ZHANG Haitao, WANG Rusong, HU Dan, et al (5638)
……
…………………………………………………………………………
Effects of urban shading on photosynthesis of Euonymus japonicas YU Yingying,HU Dan, GUO Erhui,et al (5646)…………………
Ecological view of traditional rural settlements: a case study in Yonghan of Guangdong Province
JIANG Xueting, YAN Lijiao, HOU Deqian (5654)
………………………………………
…………………………………………………………………………………
The altitudinal pattern of insect species richness in the Three Gorge Reservoir Region of the Yangtze River: effects of land cover,
climate and sampling effort LIU Ye, SHEN Zehao (5663)…………………………………………………………………………
Spatial鄄temporal patterns of fishing grounds and resource of Chilean jack mackerel (Trachurus murphyi) in the Southeast Pacific
Ocean HUA Chengjun, ZHANG Heng, FAN Wei (5676)…………………………………………………………………………
Impacts of Ambrosia artemisiifolia invasion on community structure of soil meso鄄 and micro鄄 fauna
XIE Junfang, QUAN Guoming, ZHANG Jiaen, et al (5682)
……………………………………
………………………………………………………………………
Appearance in spring and disappearance in autumn of Bemisia tabaci in China
CHEN Chunli, ZHI Junrui, GE Feng, et al (5691)
…………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Water use strategies of Malus toringoides and its accompanying plant species Berberis aemulans
XU Qing,WANG Haiying,LIU Shirong (5702)
………………………………………
………………………………………………………………………………………
Analysis of vertical profiles of soil CO2 efflux in Chinese fir plantation
WANG Chao, HUANG Qunbin, YANG Zhijie, et al (5711)
…………………………………………………………………
………………………………………………………………………
Eco鄄toxicological effects of four herbicides on typical aquatic snail Pomacea canaliculata and Crown conchs
ZHAO Lan, LUO Shiming,LI Huashou,et al (5720)
…………………………
………………………………………………………………………………
Effects of short鄄term cold鄄air outbreak on soil respiration and its components of subtropical urban green spaces
LI Xibo,ZENG Wenjing,LI Jinquan,et al (5728)
………………………
…………………………………………………………………………………
Effects of landscape pattern on watershed soil erosion and sediment delivery in hilly and gully region of the Loess Plateau of China:
patch class鄄level WANG Jiping, YANG Lei, WEI Wei, et al (5739)……………………………………………………………
Partitioning and mapping the sources of variations in the ensemble forecasting of species distribution under climate change: a
case study of Pinus tabulaeformis ZHANG Lei, LIU Shirong, SUN Pengsen, et al (5749)………………………………………
Relationship between masson pine tree鄄ring width and NDVI in North Subtropical Region
WANG Ruili, CHENG Ruimei, XIAO Wenfa, et al (5762)
……………………………………………
………………………………………………………………………
Effects of species composition on canopy rainfall storage capacity in an alpine meadow, China
YU Kailiang, CHEN Ning, YU Sisheng, et al (5771)
………………………………………
………………………………………………………………………………
Dynamics of soil water conservation during the degradation process of the Zoig俸 Alpine Wetland
XIONG Yuanqing, WU Pengfei, ZHANG Hongzhi, et al (5780)
………………………………………
…………………………………………………………………
Soil urease activity during different vegetation successions in karst peak鄄cluster depression area of northwest Guangxi, China
LIU Shujuan, ZHANG Wei, WANG Kelin, et al (5789)
………
…………………………………………………………………………
Analysis the effect of region impacting on the biomass of domestic Masson pine using mixed model
FU Liyong, ZENG Weisheng, TANG Shouzheng (5797)
……………………………………
……………………………………………………………………………
Influence of fire on a Pinus massoniana soil in a karst mountain area at the center of Guizhou Province, China
ZHANG Xi, ZHU Jun, CUI Yingchun, et al (5809)
………………………
………………………………………………………………………………
The growth and distrubution of Platycladus orientalis Seed鄄base seedling root in different culture periods
YANG Xitian, DONG Nalin, YAN Dongfeng, et al (5818)
………………………………
…………………………………………………………………………
Effects of complex pollution of CTAB and Cd2+ on the growth of Chinese sweetgum seedlings
ZHANG Qin, XUE Jianhui, LIU Chenggang (5824)
…………………………………………
………………………………………………………………………………
The influence of volatiles of three invasive plants on the roots of upland rice seedlings
ZHANG Fengjuan, XU Xingyou, GUO Aiying, et al (5832)
…………………………………………………
………………………………………………………………………
Age structure and regeneration strategy of the dominant species in a Castanopsis carlesii鄄Schima superba forest
SONG Kun,SUN Wen,DA Liangjun (5839)
………………………
…………………………………………………………………………………………
A study on application of hepatic microsomal CYP1A biomarkers from Sebastiscus marmoratus to monitoring oil pollution in Xiamen
waters ZHANG Yusheng, ZHENG Ronghui, CHEN Qingfu (5851)………………………………………………………………
The method of measuring energy flow渍and籽in ecological networks by input鄄output flow analysis
LI Zhongcai, XI Xudong, GAO Qin, et al (5860)
………………………………………
…………………………………………………………………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 19 期摇 (2011 年 10 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 19摇 2011
编摇 摇 辑摇 《生态学报》编辑部
地址:北京海淀区双清路 18 号
邮政编码:100085
电话:(010)62941099
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