天山云杉林草本植物多樣性季節(jié)動(dòng)態(tài)分析,林業(yè)論文

天山云杉林草本植物多樣性季節(jié)動(dòng)態(tài)分析,林業(yè)論文草本植物作為森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,其組成和構(gòu)造直接影響了森林生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)造與經(jīng)過(guò)[1].草本植物物種組成、數(shù)量、蓋度等群落學(xué)特征隨著季節(jié)變化明顯,在維持森林生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和生產(chǎn)力方面具有重要作用[2].天山云杉林是天山山地的地帶性森林植被,對(duì)山地森林生態(tài)系統(tǒng)水源內(nèi)涵修養(yǎng)作用至關(guān)重要[3].天山山區(qū)由高山帶到低山帶分布著草甸植被和森林草原,中山帶天山云杉林下層分布著季相變化明顯的草本層.自上世紀(jì)50、60年代以來(lái),諸多學(xué)者就新疆天山云杉林草本物種組成[4,5]、豐富度[5,6]和區(qū)系特征[7,8]進(jìn)行了大量研究.當(dāng)前天山云杉林草本植物物種多樣性的季節(jié)動(dòng)態(tài)研究還未見(jiàn).文中以西天山云杉林監(jiān)測(cè)樣地?cái)?shù)據(jù)為基礎(chǔ),分析了天山云杉林草本植物多樣性季節(jié)動(dòng)態(tài),為制定天山云杉林生物多樣性保衛(wèi)對(duì)策提供了科學(xué)根據(jù).1材料與研究方式方法1.1研究區(qū)大概情況研究區(qū)位于中天山西段,從屬新疆維吾爾自治區(qū)伊犁鞏留縣東南的西天山國(guó)家級(jí)自然保衛(wèi)區(qū).地理坐標(biāo)為4303~4315N,8251~8306E,海拔1500~2000m.自然保衛(wèi)區(qū)年平均溫度5~7℃;1月平均氣溫-7.6℃,7月平均氣溫16℃.年平均降水量為600~800mm,全年降水量60%集中在5~6月份;年平均蒸發(fā)量1100~1200mm,年平均相對(duì)濕度70%以上.土壤類型為山地淋溶灰褐色森林土,土層深切厚重、濕潤(rùn).1.2研究方式方法2018年在西天山典型天山云杉林內(nèi),根據(jù)生境特點(diǎn)設(shè)置了90個(gè)1m1m草本調(diào)查樣方,于生長(zhǎng)季4~9月逐月記錄草本植物的名稱、株數(shù)、高度、蓋度等.文中采用的計(jì)算及分析方式方法如下,公式含義見(jiàn)以下為參考文獻(xiàn)[9-12].重要值(RI)=(相對(duì)多度(RA)+相對(duì)頻度(RF)+相對(duì)蓋度(RC))/3(1)Monk豐富度指數(shù):DMO=S/N(2)2結(jié)果與分析2.1西天山云杉林草本植物物種組成文調(diào)查到草本植物162種,從屬于34科、110屬,華而不實(shí)包括被子植物159種,從屬于31科、107屬;蕨類植物3種,從屬于3科、3屬.草本植物種數(shù)最多的科為菊科(Compositae)、禾本科(Gramineae)和毛茛科(Ranunculaceae),分別占總物種數(shù)的23.5%、11.1%和6.8%(表1).2.2草本植物季節(jié)動(dòng)態(tài)4月份共調(diào)查到21種、4081株草本,總蓋度達(dá)60.8%.早春草本植物主要包括短柱苔草(Carexturkestanica)、無(wú)芒雀麥(Bromusinermis)、多變苜蓿(Medicagovaria)等.5月份共調(diào)查到38種、5366株草本,總蓋度達(dá)69.3%.重要值前兩位的草本植物未發(fā)生變化,但重要值下降,高山羊角芹和天山羽衣草重要值增加.林地早熟禾、短距鳳仙花及高山羊角芹成為林下層絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種.6月份共調(diào)查到47種、6371株草本,總蓋度達(dá)71.0%,為各月份最高.早春植物完全枯萎、消失.平車前、條果葶藶(Drabanemorosa)、多花絲石竹(Gypsophilacephalotes)的重要值進(jìn)入前十位.7月份共調(diào)查到48種、7498株草本,總蓋度為63.1%.重要值前五位草本植物未變,但重要值下降.8月份共調(diào)查到42種、6261株草本,總蓋度下降到57.7%.高山羊角芹、短距鳳仙花等仍然占優(yōu)勢(shì)地位.重要值前十位物種與7月基本一致.9月份共調(diào)查到34種、5549株草本,蓋度為50.9%.植物二次生長(zhǎng),使短距鳳仙花、高山羊角芹數(shù)量增加(表2).2.3草本植物物種多樣性季節(jié)動(dòng)態(tài)天山云杉林草本植物多樣性在生長(zhǎng)季內(nèi)隨月份變化明顯(表3).物種數(shù)、Gleason物種豐富度指數(shù)、Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)變化趨勢(shì)一致,均呈單峰型分布,6、7月份最高,4月份最低.不同月份均勻度指數(shù)變化不明顯,因而草本植物群落穩(wěn)定性相對(duì)較高.2.4草本植物物種多樣性的生境影響根據(jù)天山云杉生長(zhǎng)的地理?xiàng)l件,將90個(gè)1m1m草本調(diào)查樣方劃分為不同生境類型(表4),不同生境類型中草本植物多樣性(表5).草甸生境中草本植物豐富度最高、多樣性和均勻度指數(shù)均較大,且物種分布均勻;林間空隙生境中草本植物物種分布不均勻;林冠下草本多樣性指數(shù)最低,陽(yáng)坡生境中草本多樣性指數(shù)與草甸接近,陰坡生境中豐富度明顯高于山脊.3討論天山云杉林草本植物對(duì)溫度、光照和水分變化敏感,在長(zhǎng)期進(jìn)化中構(gòu)成了對(duì)應(yīng)的生活史對(duì)策.通常以為草本植物群落Shannon-wiener指數(shù)值范圍為1.5-3.5[13],因而天山云杉林草本植物群落多樣性偏低.草本植物群落均勻度變化不明顯,均勻度量化了物種多度、蓋度、重要值相對(duì)均勻性程度[10],因而天山云杉林群落穩(wěn)定性相對(duì)較高.林冠干擾使林下植被的有效資源可利用性變小,而林冠空隙卻為林下草本提供了良好的生活環(huán)境.光照作為影響生境間多樣性差異的主要因子,限制了森林植被蓋度和物種豐富度[14-15],同時(shí)也會(huì)影響草本植物的蓋度和多樣性[16].林冠干擾和光照條件影響著草本植物多樣性;陰坡和林緣生境中溫度、濕度、光照適宜,林冠空隙存在利于草本植物生長(zhǎng),導(dǎo)致草本多樣性較高.陽(yáng)坡、山脊等生境光照相對(duì)充足,但林冠干擾不明顯,草本植物多樣性次之.林冠干擾、坡位導(dǎo)致的光照變化對(duì)林下草本植物多樣性影響顯著,林冠空隙增加有利于林下草本生長(zhǎng).因而,控制陰坡區(qū)放牧和旅游干擾,對(duì)恢復(fù)森林生物多樣性具有實(shí)踐意義.4結(jié)論天山云杉林草本植物有34科、110屬、162種.以菊科、禾本科、毛茛科植物為主,單科單屬、單屬單種特征明顯,大多數(shù)植物出現(xiàn)頻度低、數(shù)量少.草本植物多樣性季節(jié)變化明顯,生長(zhǎng)季內(nèi)多樣性指數(shù)呈單峰型分布.陰坡和林緣生境草本植物多樣性最高,而林冠干擾明顯的生境中物種多樣性最低.以下為參考文獻(xiàn)[1]范文娟,程積民,張繼敏,等.子午嶺森林群落中草本植物的構(gòu)造特征研究[J].水土保持通報(bào),2018,30(2):108~113.[2]郝占慶,趙士洞,陶大立.長(zhǎng)白山北坡闊紅松林草本植物物種多樣性及其季節(jié)動(dòng)態(tài)[J].生物多樣性,1994,2(3):125~132.[3]新疆森林編輯委員會(huì).新疆森林[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,1989:710~715.[4]張震,劉萍,丁易,劉黎明.天山云杉林不同發(fā)育階段種群分布格局研究[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2018,32(3):75~79.[5]李利平,安尼瓦爾買買提,郭兆迪,等.新疆山地針葉林植物物種組成與豐富度研究[J].干旱區(qū)研究,2018,28(1):40~46.[6]劉貴峰,臧潤(rùn)國(guó),郭仲軍,等.不同經(jīng)度天山云杉群落物種豐富度隨海拔梯度變化[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2008,19(7):1407~1413.[7]張高,海鷹,曾雅娟.新疆中天山野生種子植物區(qū)系分析[J].西北植物學(xué)報(bào),2018,31(12):2532~2538.[8]郭靜誼,閻平,徐文斌.新疆鄯善種子植物物種多樣性及區(qū)系分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2018,23(5):149~153.[9]宋永昌.植被生態(tài)學(xué)[M].上海:華東師范大學(xué)出版社,2001.[10]馬克平,黃建輝,于順利,陳靈芝.北京東靈山地區(qū)植物群落多樣性的研究.II豐富度、均勻度和物種多樣性指數(shù)[J].生態(tài)學(xué)報(bào),1995,15(3):268~277.[11]馬克平.生物群落多樣性的測(cè)度方式方法:I多樣性的測(cè)度方式方法(上)[J].生物多樣性,1994,2(3):162~168.[12]馬克平,劉玉明.生物群落多樣性的測(cè)度方式方法:I多樣性的測(cè)度方式方法(下)[J].生物多樣性,1994,2(4):231~239.[13]GauseGF.Experimentalpopulationsofmicroscopicorganisms[J].Ecology,1937,18:173~179.[14]ConnellJH.Diversityoftropicalrainforestsandcoralreefs[J].Science,1978,199:1304~1310.[15]KirbyKJ.Changesinthegroundfloraunderplantationsonancientwood