暖溫帶典型落葉闊葉林群落結(jié)構(gòu)分析

暖溫帶典型落葉闊葉林群落結(jié)構(gòu)分析

0對(duì)植物物種群落結(jié)構(gòu)的影響群落結(jié)構(gòu)是研究生態(tài)系統(tǒng)功能和過(guò)程的重要基礎(chǔ)。立地條件作為1種復(fù)雜環(huán)境因子的綜合,其對(duì)植物種群分布格局和群落結(jié)構(gòu)有著非常重要的影響.在熱帶與亞熱帶相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn),大多數(shù)物種的分布與地形有關(guān),如Harms等人暖溫帶落葉闊葉林是我國(guó)主要植被類(lèi)型之一,主要分布于我國(guó)的華北地區(qū),相比歐洲和北美的落葉闊葉林其成分更加復(fù)雜1研究領(lǐng)域的總結(jié)和研究方法1.1沖區(qū)自然恢復(fù)期(20世紀(jì)202020202020202020202020202020.)八仙山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于天津市薊縣東北部,屬于燕山山脈南翼,處在暖溫帶北部,是華北、東北、內(nèi)蒙的過(guò)渡帶(地理坐標(biāo):N40°10′47″-40°13′56″,E117°31′55″-117°33′53″),保護(hù)區(qū)總面積1049ha,其中核心區(qū)面積550ha,緩沖區(qū)面積300ha,實(shí)驗(yàn)區(qū)面積199ha.保護(hù)區(qū)一般海拔在500-800m,其中900m以上的山峰有19座,主峰1052m,是天津市最高峰.該區(qū)為暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),年平均氣溫9-10℃,1月平均氣溫-7.2℃,7月平均氣溫23.4℃,年平均降水量為968.5mm,多集中在夏季,全年日平均氣溫在10℃以上的天數(shù)為180d,年積溫3800-3900℃,無(wú)霜期為195d左右.在中山帶以山地棕壤為主,低山帶以淋溶褐土為主,土層相對(duì)貧瘠,含砂礫較多.由于該區(qū)毗鄰清東陵,因此在清末宣統(tǒng)二年(1910年)開(kāi)禁之前,一直保持著原始森林的面貌.后經(jīng)人為破壞,原始森林消失殆盡.新中國(guó)成立后,經(jīng)過(guò)多年的保護(hù),特別是1984年和1990年先后由天津市政府批準(zhǔn)為縣級(jí)和市級(jí)自然保護(hù)區(qū),1995年經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)成為國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū),目前該區(qū)森林植被已自然恢復(fù),同時(shí)已被評(píng)為國(guó)家級(jí)示范自然保護(hù)區(qū).1.2立地條件調(diào)查2014年7-10月在3個(gè)不同立地條件的次生林地分別設(shè)置1ha的永久性固定樣地,用全站儀將3個(gè)1ha(100m×100m)樣地劃分為100個(gè)樣方,每個(gè)樣方10m×10m,樣方間用測(cè)量繩進(jìn)行分割,同時(shí)對(duì)樣方進(jìn)行編號(hào):00-99.對(duì)每個(gè)樣方內(nèi)胸徑≥3cm的樹(shù)木個(gè)體進(jìn)行逐一掛牌,并記錄位置坐標(biāo)、樹(shù)號(hào)、種名、胸徑、樹(shù)高和生長(zhǎng)狀況等指標(biāo).同時(shí)在每個(gè)樣方取表層10cm的土樣,緊鄰的4個(gè)樣方混成1個(gè)樣地,這樣1個(gè)樣地中共計(jì)25個(gè)土樣.土樣帶回實(shí)驗(yàn)室,風(fēng)干,過(guò)篩,然后用VarioMICROcube元素分析儀(德國(guó)Elementar)測(cè)定土壤中C、N含量.3個(gè)樣地的立地條件概況見(jiàn)表1.1.3數(shù)據(jù)分析物種重要值=(相對(duì)頻度+相對(duì)多度+相對(duì)胸高斷面積)/32結(jié)果分析2.1根據(jù)不同的布局條件，落葉林群落的種子數(shù)量和種子多樣性的多度特征2.1.1a.2.3單種屬組成中的種A樣地內(nèi)的物種共有31種,分屬于22屬16科,含有3個(gè)物種的屬有2個(gè),分別是:椴樹(shù)屬(Tilia)和槭屬(Acer),含有2個(gè)物種的屬有5個(gè),分別是:梣屬(Fraxinus)、丁香屬(Syringa)、樺木屬(Betula)、櫟屬(Quercus)、樸屬(Celtis),其他15屬為單種屬,單屬種占到68.2%.B樣地內(nèi)共有33種,分屬于22屬15科,含有3個(gè)物種的屬與A樣地相同,含有2個(gè)物種的屬有7個(gè),分別為梣屬、鵝耳櫪屬(Carpinus)、樺木屬、櫟屬、樸屬、桑屬(Morus)、榆屬(Ulmus),其他13屬均屬于單種屬,單屬種占到59.1%.C樣地共有38種,隸屬于28屬19科,含有4個(gè)物種的屬有1個(gè),為櫟屬,含有2個(gè)物種的屬有7個(gè),分別為:丁香屬、鵝耳櫪屬、梨屬(Pyrus)、樸屬、槭屬、桑屬、榆屬,其他20屬均為單種屬,單種屬占到71.4%.2.1.2物種多樣性的生活周期樣方內(nèi)DBH≥3cm的樹(shù)木個(gè)體數(shù),A樣地為1170個(gè),B樣地為1041個(gè),C樣地為1374個(gè).從物種多度的累計(jì)分布圖可以看出,A樣地個(gè)體數(shù)較多的前13個(gè)物種占總體個(gè)數(shù)的90.6%,B樣地前14個(gè)物種個(gè)體數(shù)占91.0%,C樣地前16個(gè)物種個(gè)體數(shù)占90.5%(圖1).2.2優(yōu)勢(shì)種重要值相對(duì)較低,立木材積相對(duì)分布,立木材積相對(duì)較低在A樣地中,胸高斷面積大于1m對(duì)比3個(gè)樣地可以看出(表2,3,4),C樣地優(yōu)勢(shì)種重要值相對(duì)較小,群落內(nèi)物種重要性相對(duì)均勻分布,而其他兩個(gè)樣地相對(duì)較高,物種重要性相對(duì)聚集分布.同時(shí)分析3個(gè)樣地立木材積,則呈現(xiàn)B樣地(161.97m2.3不同布局條件下落葉林群落的主要優(yōu)勢(shì)是不同層次的直徑結(jié)構(gòu)和空間分布結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)2.3.1中徑木(10cmdbh>25cm)3個(gè)樣地中所有個(gè)體的徑級(jí)分布(以1cm等級(jí)排列)均呈現(xiàn)明顯的倒“J”型,個(gè)體數(shù)隨著徑級(jí)增大逐漸減少(圖2),說(shuō)明3個(gè)樣地總體更新良好.在3個(gè)樣地中,小徑木(DBH<10cm)的個(gè)體占總個(gè)體數(shù)的比例依次是:A樣地(51.54%)>C樣地(44.03%)>B樣地(34.62%);中徑木(10cm≤DBH<25cm)的個(gè)體占總個(gè)體數(shù)的比例依次是:C樣地(48.40%)>B樣地(44.26%)>A樣地(41.97%);大徑木(DBH≥25)的個(gè)體占總個(gè)體數(shù)的比例依次是:B樣地(12.36)>C樣地(7.57%)>A樣地(6.5%).在A樣地中以小徑木含量最多,而B(niǎo)樣地和C樣地則均以中徑木含量最多.按重要值大小的順序選取樣地前3個(gè)物種分析其徑級(jí)分布(圖3),結(jié)果發(fā)現(xiàn):在A樣地,白蠟樹(shù)、蒙古櫟和紫椴的徑級(jí)分布分別呈倒“J”型、正態(tài)分布型和偏正態(tài)分布性;在B樣地,蒙古櫟、鵝耳櫪和紫椴的徑級(jí)分布分別呈正態(tài)分布型、倒“J”型和正態(tài)分布型;在C樣地,槲櫟、白蠟樹(shù)、蒙古櫟的徑級(jí)分布呈偏正態(tài)分布型、倒“J”型和偏正態(tài)分布型.2.3.2蒙古櫟分布隨機(jī)性特征種群空間分布格局不僅與種群自身的生物學(xué)特性,而且與生境有密切關(guān)系.多數(shù)自然種群均服從集群分布而非隨機(jī)分布.在本研究中,按重要值大小的順序選取樣地前3個(gè)物種,分析其空間分布格局(圖4、圖5),發(fā)現(xiàn):A樣地白蠟樹(shù)在0-15.5m尺度表現(xiàn)為聚集分布格局,在15.5-32.5m尺度基本呈隨機(jī)分布格局,在大于32.5m尺度表現(xiàn)為規(guī)則分布格局.蒙古櫟在0-29.5m尺度呈聚集分布,在30.5-38.5m尺度呈隨機(jī)分布,在大于39.5m尺度表現(xiàn)為規(guī)則分布.紫椴在0-24.5m和28.5-30.5m尺度表現(xiàn)為集群分布,在25.5-27.5m尺度呈隨機(jī)分布,在大于31.5m尺度表現(xiàn)為規(guī)則分布.B樣地鵝耳櫪在0-35.5m尺度基本呈現(xiàn)集群分布,在>36.5m尺度呈隨機(jī)分布,僅在47.5m和49.5m處呈均勻分布.蒙古櫟在0-36.5m尺度呈集群分布,在37.5-44.5m處呈隨機(jī)分布,在大于45.5m尺度呈均勻分布.紫椴在0-1.5m和4.5-21.5m尺度呈聚集分布,其他尺度基本呈隨機(jī)分布.C樣地白蠟在0-3.5m尺度呈集群分布,其他尺度基本呈隨機(jī)分布.槲櫟在0-35.5m尺度呈集群分布,在大于36.5m尺度基本呈隨機(jī)分布.蒙古櫟在0-21.5m尺度呈集群分布,在大于22.5m尺度基本呈隨機(jī)分布.3不同c樣地群落的物種豐富度和空間異質(zhì)性物種豐富度以C樣地的物種最多,其次為B樣地,A樣地最少.從3塊樣地立地條件分析,說(shuō)明本區(qū)域中,多數(shù)物種傾向于海拔較低、地勢(shì)較緩的陽(yáng)坡地段.一般來(lái)說(shuō)這樣的地段由于土壤養(yǎng)分狀況較好,豐富的資源對(duì)物種有很大的吸引力.但本研究發(fā)現(xiàn),C樣地的物種豐富度最高,養(yǎng)分含量在3個(gè)樣地中反而最低.本研究C樣地中群落物種豐富度可能是受干擾影響的緣故,干擾起了促進(jìn)作用.人類(lèi)活動(dòng)的干