暖溫帶典型落葉闊葉林群落結構分析

暖溫帶典型落葉闊葉林群落結構分析

0對植物物種群落結構的影響群落結構是研究生態(tài)系統(tǒng)功能和過程的重要基礎。立地條件作為1種復雜環(huán)境因子的綜合,其對植物種群分布格局和群落結構有著非常重要的影響.在熱帶與亞熱帶相關研究中發(fā)現(xiàn),大多數(shù)物種的分布與地形有關,如Harms等人暖溫帶落葉闊葉林是我國主要植被類型之一,主要分布于我國的華北地區(qū),相比歐洲和北美的落葉闊葉林其成分更加復雜1研究領域的總結和研究方法1.1沖區(qū)自然恢復期(20世紀202020202020202020202020202020.)八仙山國家級自然保護區(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、內蒙的過渡帶(地理坐標:N40°10′47″-40°13′56″,E117°31′55″-117°33′53″),保護區(qū)總面積1049ha,其中核心區(qū)面積550ha,緩沖區(qū)面積300ha,實驗區(qū)面積199ha.保護區(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)開禁之前,一直保持著原始森林的面貌.后經人為破壞,原始森林消失殆盡.新中國成立后,經過多年的保護,特別是1984年和1990年先后由天津市政府批準為縣級和市級自然保護區(qū),1995年經國務院批準成為國家級自然保護區(qū),目前該區(qū)森林植被已自然恢復,同時已被評為國家級示范自然保護區(qū).1.2立地條件調查2014年7-10月在3個不同立地條件的次生林地分別設置1ha的永久性固定樣地,用全站儀將3個1ha(100m×100m)樣地劃分為100個樣方,每個樣方10m×10m,樣方間用測量繩進行分割,同時對樣方進行編號:00-99.對每個樣方內胸徑≥3cm的樹木個體進行逐一掛牌,并記錄位置坐標、樹號、種名、胸徑、樹高和生長狀況等指標.同時在每個樣方取表層10cm的土樣,緊鄰的4個樣方混成1個樣地,這樣1個樣地中共計25個土樣.土樣帶回實驗室,風干,過篩,然后用VarioMICROcube元素分析儀(德國Elementar)測定土壤中C、N含量.3個樣地的立地條件概況見表1.1.3數(shù)據(jù)分析物種重要值=(相對頻度+相對多度+相對胸高斷面積)/32結果分析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樣地內的物種共有31種,分屬于22屬16科,含有3個物種的屬有2個,分別是:椴樹屬(Tilia)和槭屬(Acer),含有2個物種的屬有5個,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樣地內共有33種,分屬于22屬15科,含有3個物種的屬與A樣地相同,含有2個物種的屬有7個,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個物種的屬有1個,為櫟屬,含有2個物種的屬有7個,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DBH≥3cm的樹木個體數(shù),A樣地為1170個,B樣地為1041個,C樣地為1374個.從物種多度的累計分布圖可以看出,A樣地個體數(shù)較多的前13個物種占總體個數(shù)的90.6%,B樣地前14個物種個體數(shù)占91.0%,C樣地前16個物種個體數(shù)占90.5%(圖1).2.2優(yōu)勢種重要值相對較低,立木材積相對分布,立木材積相對較低在A樣地中,胸高斷面積大于1m對比3個樣地可以看出(表2,3,4),C樣地優(yōu)勢種重要值相對較小,群落內物種重要性相對均勻分布,而其他兩個樣地相對較高,物種重要性相對聚集分布.同時分析3個樣地立木材積,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)勢是不同層次的直徑結構和空間分布結構的特點2.3.1中徑木(10cmdbh>25cm)3個樣地中所有個體的徑級分布(以1cm等級排列)均呈現(xiàn)明顯的倒“J”型,個體數(shù)隨著徑級增大逐漸減少(圖2),說明3個樣地總體更新良好.在3個樣地中,小徑木(DBH<10cm)的個體占總個體數(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)的個體占總個體數(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)的個體占總個體數(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個物種分析其徑級分布(圖3),結果發(fā)現(xiàn):在A樣地,白蠟樹、蒙古櫟和紫椴的徑級分布分別呈倒“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、蒙古櫟的徑級分布呈偏正態(tài)分布型、倒“J”型和偏正態(tài)分布型.2.3.2蒙古櫟分布隨機性特征種群空間分布格局不僅與種群自身的生物學特性,而且與生境有密切關系.多數(shù)自然種群均服從集群分布而非隨機分布.在本研究中,按重要值大小的順序選取樣地前3個物種,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尺度基本呈隨機分布.3不同c樣地群落的物種豐富度和空間異質性物種豐富度以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,說明本區(qū)域中,多數(shù)物種傾向于海拔較低、地勢較緩的陽坡地段.一般來說這樣的地段由于土壤養(yǎng)分狀況較好,豐富的資源對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,干擾起了促進作用.人類活動的干