采用2008—2013年茂兰喀斯特原始森林降水观测资料,对降水截留动态变化规律及分配比例进行了系统的研究。结果表明:2008—2013年平均林外降水总量1 532.91 mm,穿透雨量、树干茎流量、树冠截留量分别占林外降水总量的80.99%、2.84%、16.17%,这三者与降水量均呈现极显著的线性关系(P<0.01),穿透雨率、截留率与降水量呈现对数函数关系。喀斯特森林水文各分量有明显的干季、雨季之分。与我国其他地区相比,喀斯特森林林冠截留率处于较低水平,而有较高的穿透雨率,增加了喀斯特森林林内有效降水

【目的】为探究喀斯特森林植物叶片功能性状对不同小生境的响应，阐明喀斯特森林植物在严酷生境下的生存策略。【方法】以10种典型喀斯特森林植物为研究对象，基于其生长的小生境类型（土面、石面和石沟），对其植物叶片的叶面积（LA）、叶厚度（LT）、比叶面积（SLA）、叶片含水量（LWC）、叶密度（LTD）和叶干物质含量（LDMC）结构型性状，以及净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、水分利用效率（WUE）和羧化效率（CE）功能型性状进行了研究。【结果】不同生活型植物，常绿乔木的LDMC与LTD较落叶乔木和常绿灌木均显著偏高（P 石沟>土面；Gs、Tr、WUE均为石沟>石面>土面，而Pn、Ci、CE则均表现为土面>石面>石沟。【结论】在土面生境中，植物生长所需水分和养分等资源供给稳定，对外界资源竞争压力较小，具有较高的SLA和LWC以及较低的LDMC、LT和光合能力，因此植物自身抗逆性、资源获取与保持能力相对较弱，趋向于生长缓慢、资源竞争力弱的生存策略；石面生境严苛，资源竞争压力大，其LDMC和光合能力均相对高于土面植物，而SLA、LWC及LA则反之，因此其抗逆性及资源获取与保持能力强于土面植物，趋向于生长缓慢、资源竞争力强的生存策略；而在石沟生境中，生存条件相对较好，植物LDMC、LT、LA及光合能力均强于其他生境植物，且SLA则相对较低，因此植物抗逆性、资源获取与保持能力相对较强，趋向于生长快速、资源竞争力强的生存策略；常绿乔木位于叶经济谱“慢速投资收益性”一端，常绿灌木位于“快速投资收益型”一端，而落叶乔木则位于两者之间属于中间型。

由于喀斯特区域表层岩溶带的结构和构造表现为高度的异质性，以及大量缺失定位观测资料，使得该区域目前还没有较为完善的产汇流模型。对特定小流域地表产流输出过程的分析，有利于对流域内部各种水文过程的认识。本研究正是基于这一背景，通过对一完整自然年的地表产流输出进行分析发现，流域地表径流输出主要发生在５～１０月份；受雨强和壤中流向地表径流转化过程的影响，５月份的地表径流产流输出为突发衰弱型伴有明显的迟滞效应，其他月份主要为渐进增强衰弱型，迟滞效应较５月份明显减弱；如去除５月份的影响，６～１０月份流域地表径流输出量与降雨量呈显著正相关关系（ｐ

【目的】探究小生境对典型喀斯特森林凋落叶分解过程的影响，进一步认识喀斯特森林生态系统养分循环过程，为喀斯特森林的保护与管理提供科学支撑。【方法】以茂兰典型喀斯特森林凋落叶为研究对象，选取了石面和土面两种典型小生境类型，进行了为期1年的凋落物原位分解实验，并以2个月为周期监测其质量损失率（D）、分解速率（k）、养分含量及元素迁移等特征。【结果】1）小生境类型显著影响凋落叶质量损失率（P <0.05），而Ca则无显著差异性。【结论】该区域两种小生境对凋落叶的分解过程具有一定的影响，石面较土面更能促进凋落叶的分解和养分释放。

调查茂兰喀斯特森林林隙干扰特征,并对林隙特征、林隙的形成方式进行探讨。结果表明:1)林隙大小分布表现出以小林隙为主的偏正态分布,但在总林隙面积比例上,大林隙所占的比例较大;2)林隙大多数在20年前形成,估计林隙形成速率为0.55个·hm-2a-1,返回间隔期为270年;3)林隙密度约为20个·hm-2,林隙平均面积(69.7±45.71)m2,扩展林隙平均面积(152.7±79.43)m2,林隙和扩展林隙占所调查林分面积的比例分别为13.9%和30.6%;4)林隙形成方式以折干为主,但因地形差异,槽谷、坡地、漏斗的主要形成方式分别为干中折断、拔根倒和干基折断;5)大多数林隙由1～4株形成木形成...

【目的】分析中亚热带喀斯特森林树木功能型的生态位特征，推断不同功能型树木对资源的利用程度和种间竞争差异，为喀斯特地区的植被恢复与重建提供理论指导。【方法】以中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林为研究对象，在样地调查基础上根据冠层高度、种群大小、耐荫性和种子传播方式将被选的40种树木划分为不同功能型，通过计测生态位宽度和生态位重叠指数分析不同功能型树木的生态位特征。【结果】喀斯特森林树木的生态位宽度普遍较低，表现为常见种>偶见种>稀有种，且三者的生态位宽度间差异显著；重力传播种的生态位宽度显著低于动物和风力传播种，不同耐荫性和冠层高度功能型间的生态位宽度无显著差异；40种树木种对间的生态位重叠指数同样较低，常见种的生态位重叠指数显著高于偶见种和稀有种，上层种显著高于下层种，喜光种显著高于耐荫种，而重力传播种则显著低于动物和风力传播种；常见种与偶见种间的生态位重叠指数显著高于常见种与稀有种以及偶见种与稀有种间，动物与风力传播种间的生态位重叠指数显著高于动物与重力种间以及风力与重力种间，而中生与耐荫种间的生态位重叠指数则显著低于喜光与中生种以及喜光与耐荫种间。【结论】中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林中多数树种占据较小的生态位空间并可能存在较低的种间竞争作用，不同树木功能型生态位宽度和生态位重叠指数的差异可能与生境异质性和物种性状差异等存在密切联系。在进行退化生境植被重建时，可根据不同功能型树木的生态位特征合理构建群落的组成与结构，促进森林植被快速恢复。

从2009年1月到2011年12月,采用固定样地定位监测法,对漓江流域典型森林群落木荷Schima superba林降水特征及地表径流规律进行研究。结果表明:木荷林在雨季容易产生地表径流,但由于木荷林群落结构良好,地表径流系数仅为0.0167;木荷林地表径流平均滞后时间为70 min,最长滞后时间为330 min。地表径流的产生受前期降水和林地条件的影响,在前期降水较充分的情况下,4.3 mm的降水就能产生地表径流。地表径流量与降水量呈显著线型相关;降水强度对径流系数的影响也比较明显,降水强度越大径流系数越大。

【目的】开展茂兰喀斯特森林优势树种的水分生理生态适应性研究，深入认识喀斯特原生林的水文生态过程和稳定性维持机制，为岩溶地区退化生态系统修复和喀斯特森林生态系统保护提供依据。【方法】采用热扩散探针（TDP）对喀斯特森林6种树种树干液流连续监测，结合电子显微镜观测叶片气孔特征，同步测定气温、太阳辐射、相对湿度、降水量环境因子，采用相关分析法分析不同时间和季节尺度下植物蒸腾特征对叶片气孔及气象因子的关系。【结果】1）不同树种的日均蒸腾速率呈青冈栎582.61±42.01 g/（m~2·h）>柿树472.58±73.05 g/（m~2·h）>朴树365.98±17.14 g/（m~2·h）>光叶山矾309.22±50.03 g/（m~2·h）>刺楸269.08±62.42 g/（m~2·h）>小花梾木181.42±35.80 g/（m~2·h）;2）月蒸腾量表现为常绿树种大于落叶树种，观测季节月蒸腾量表现为青冈栎>光叶山矾>小花梾木>朴树>柿树>刺楸。3）气孔密度大小为青冈栎>柿树>朴树>光叶山矾>刺楸>小花梾木，不同树种之间的气孔密度呈显著差异（P <0.01），表明气孔密度越大，蒸腾速率越强，其中光叶山矾、青冈栎、柿树和小花梾木的蒸腾速率对气孔密度的响应最强。5）气象因子对树种的气孔密度影响不明显，但对气孔长度或宽度产生显著影响。【结论】叶片气孔形态特征及气象因子共同调节树种蒸腾速率，有较高气孔密度的树种抵御水分胁迫的能力较强，可作为喀斯特地区生态修复的优选树种。

【目的】研究茂兰喀斯特森林植被自然恢复过程中不同演替阶段土壤养分与化学计量的动态变化规律,探讨两者间的相互关系,定量评价各影响因子对其的解释程度,阐明群落演替与土壤性状演变间的内在耦合关系,旨在为该区域植被的恢复与重建提供理论依据。【方法】以草本群落、灌木灌丛群落、乔林群落和顶极常绿落叶阔叶混交林群落等演替阶段为研究对象,每个演替阶段各设置3个固定样地,样地内根据不同小生境随机布设12个土壤剖面,分层取样,测定土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量,并计算其化学计量比。【结果】研究区土壤的SOC、TN、TP和TK含量均值分别为54.72、4.67、0.73和8.53 g/kg,且SOC、TP和TN含量相互间均存在显著或极显著正相关,表现出相对一致的变化规律;C:N、C:P、C:K、N:P、N:K和P:K分别为11.95、79.16、6.50、6.64、0.550 1和0.085 2;从变异系数来看,除TK含量和C:N属弱变异性以外,其余土壤养分含量及化学计量比均属中等变异性。随植被的正向演替,不同演替阶段的SOC、TN和TP含量基本上均呈上升趋势,而TK含量则呈倒"V"字型变化,表现为:乔林阶段>顶极阶段>灌木灌丛阶段>草本阶段;各演替阶段不同土层深度的SOC、TN和TP含量均表现为0～10 cm要高于10～20 cm,而TK含量则无明显变化。土壤化学计量特征随演替的进展其变化趋势差异较大;在土壤剖面层次上,各演替阶段除C:N不同土层深度间无显著差异以外,其余也均表现为0～10 cm要高于10～20 cm。冗余分析结果表明,土层深度和群落演替是调控该区域土壤养分含量和化学计量特征的主要因素,对其解释程度分别为32.82%和32.19%。【结论】研究区土壤有机碳含量相对较高,氮、磷养分含量丰富,植物生长受氮(或磷)素限制的原因可能是土壤养分含量的有效性偏低所致;减少人为干扰、加之适当的保护,促进群落的正向演替,提高喀斯特森林生态系统的稳定性和抗干扰性,有利于土壤养分的积累;研究初步揭示了众多影响因子对土壤养分含量和化学计量特征的解释程度,对喀斯特森林的保护具有重要的指导意义。

利用样方法和实测法,研究了喀斯特贵阳市区主要森林类型的生物量和碳储量及空间分布特征,估算了贵阳市主要森林类型的总碳储量。结果表明:贵阳市7种主要森林类型乔木层生物量为5.44~105.36 t·hm-2,灌木层为1.29~12.46 t·hm-2,草本层为0.56~9.49 t·hm-2,死地被物层为0.95~9.67 t·hm-2;且乔木层碳储量为3.02~59.84 t·hm-2,灌木层为0.72~6.37 t·hm-2,草本层为0.19~4.32 t·hm-2,死地被物层为0.50~3.90 t·hm-2,土壤层为74.91~122.69 t·hm-2,各层碳储量大小排序为土壤层>植被层...

根据恢复生态学原理和相似学原理,将退化喀斯特森林演替系列各群落中所有的种划分为5个适应等级种组,并把自然恢复演替过程划分为6个演替阶段.通过考察不同适应等级种组在不同恢复阶段的变化过程,得出群落动态演替中种组替代规律,并通过退化群落恢复潜力度、恢复度和恢复速度3个评价指标对退化喀斯特森林自然恢复过程进行评价.在这些机理基础之上,基于GIS开发出一套退化喀斯特森林自然恢复生态仿真系统,应用于退化喀斯特森林自然恢复过程、恢复对策及其变化的研究,制定相应的经营措施,加速退化喀斯特森林恢复.

在研究贵州茂兰国家级自然保护区退化喀斯特森林自然恢复过程中群落组成、结构、功能的基础上 ,提出了退化群落恢复潜力度、恢复度和恢复速度 3个评价指标和计算方法 ,分析了退化群落在自然恢复过程中群落高度、盖度、实生株 /总株数、组成结构、显著度、生物量等特征指标的恢复潜力度、恢复度和恢复速度的变化 ,并进行综合评价。结果表明 :低一级演替阶段群落向相邻更高一级演替阶段群落恢复的潜力度最高 ,群落自然恢复是由低级阶段向高级阶段顺序替代过程 ;早期阶段恢复潜力度较高、恢复度低、速度慢 ,中期阶段恢复潜力度高、恢复度中等、速度快 ,后期阶段恢复潜力度低、恢复度高、速度慢。群落整体恢复速度低于群落各特征指...

中国南方喀斯特区气候湿润,但土层浅薄,土被不连续,储水能力差,水分成为限制因子,土层下广厚基岩为植物根系生长提供了空间,形成其独特的水分机制。采用氢氧稳定同位素技术与测定植物清晨水势的方法,选取贵州南部荔波茂兰国家级自然保护区内的喀斯特原生林、次生林及因人类砍伐退化的喀斯特灌丛,分析测定其中4种常见优势木本植物小枝木质部水分及土壤水、表层岩溶带水氢氧同位素值的相关性,确定植物水分来源,并通过相关模型计算水源贡献比;探讨喀斯特森林生态系统中植物水分利用策略。结果表明:无论雨季或旱季,表层岩溶带水是喀斯特植物的稳定水源。各植被类型都主要利用土壤水,在降水减少的10月,灌木林和原生林对表层岩溶带水的...

为评价贵州省人工林生境养分供应状况及养分获取效率，以贵州省喀斯特地区４种典型人工林：华山松Ｐｉｎｕｓ ａｒｍａｎｄｉｉ林，杉木Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ ｌａｎＣｅｏｌａｔａ林，马尾松Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ林和柏木ＣｕＰｒｅｓｓｕｓ ｆｕｎｅｂｒｉｓ林为研究对象，分析了以上４种人工林叶片生态化学计量学特征。结果显示：华山松、杉木、马尾松和柏木等４种典型人工林叶片碳（Ｃ）质量分数较高，氮（ｎ）和磷（Ｐ）质量分数较低；各林型之间叶片碳质量分数变异较小，氮、磷质量分数以及碳氮比（Ｃ∶ｎ），氮磷比（ｎ∶Ｐ），碳磷比（Ｃ∶Ｐ）变异较大。４种典型人工林各林型之间叶片生态计量学指标大部分差异不显著（．．．

【目的】明确西南喀斯特地区这一特殊生境下典型森林的土壤优先流特征，为当地的森林植被恢复提供一定理论依据。【方法】选取2种典型森林植被类型（侧柏纯林和侧柏、马尾松、直杆蓝桉混交林），通过野外染色示踪实验，设置2种模拟降雨量，用亮蓝染料溶液进行染色，挖掘土壤的染色竖直剖面和水平剖面，借助图像处理技术，提取染色面积比、平均最大入渗深度、基质流深度、优先流比和长度指数5个优先流特征参数，同时获取不同深度处土壤的优先路径分布、数量和比例。【结果】1）当模拟降雨量相同时，混交林的土壤染色面积比和平均最大入渗深度均高于纯林。2）当模拟降雨量由25 mm增大至60 mm时，混交林的染色面积比由12.36%变为16.44%，平均最大入渗深度由22.21 cm变为30.64 cm，染色面积比和最大入渗深度增幅相近；纯林的染色面积比由7.42%变为15.89%，最大入渗深度由12.50 cm变为17.59 cm，染色面积比增幅明显高于平均最大入渗深度；3）混交林下土壤染色形态呈指状或枝状，有独立斑块存在，纯林呈漏斗状，无独立斑块；4）当模拟降雨量为25 mm时，混交林下基质流深度、优先流比和长度指数平均分别为1.65 cm、76.70%和352.61%，高于侧柏纯林的1.31 cm、74.33%和184.20%；当模拟降雨量增大至60 mm时，混交林下基质流深度、优先流比和长度指数为2.21 cm、77.18%和497.02%，而侧柏纯林则为4.29 cm、53.83%和331.27%；5）喀斯特地区混交林和纯林的优先路径主要分布在15 cm土层以上，且半径大多小于5 mm。混交林下的土壤优先路径随土层深度的变异性更强，且大影响半径（＞5 mm）优先路径的比例（19.0%）要高于纯林（9.0%）。【结论】喀斯特地区这2种典型森林下均存在一定的优先流现象，由于其特殊土石结构的影响，林地土壤优先路径数量较多；混交林下优先流的发育程度和空间变异性比纯林高，这与其大影响半径优先路径比例高、优先路径分布变异性强有直接关系。