不同人為干擾尺度對福建武塊林的影響

不同人為干擾尺度對福建武塊林的影響

20世紀(jì)50年代以來，隨著人口的增加、資源開發(fā)的開發(fā)和環(huán)境的變化和經(jīng)濟的增長，環(huán)境危機日益突出，污染、森林破壞、水土流失和荒漠化等一系列世界問題對人類的生存和可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成威脅。植被人為干預(yù)后恢復(fù)的研究是群落和生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)研究的熱點。在這方面，國外的工作正在早期。其中，波倫fh、lesge、al.在美國新罕什爾濕地生態(tài)系統(tǒng)人工干預(yù)的基礎(chǔ)上進行的一系列恢復(fù)和進化研究是其中最具代表性的工作之一。20世紀(jì)80年代以來，生態(tài)研究主要始于[2、3、4、5、6、7、8、9、10、11]。根據(jù)1992年初以來的實地調(diào)查數(shù)據(jù)，作者從各層次生物多樣性指數(shù)、平坦度和利用度等方面探討了不同干擾程度對美土林恢復(fù)的影響。1一般總結(jié)和研究方法1.1陰山山地土壤、土壤、對比調(diào)查地點位于福建武平朝陽采育場小坪坑工區(qū),地理位置為北緯25°9′,東經(jīng)116°4′.該林地處于武夷山脈向南延伸的最南端,海拔450～540m,坡向東北.本區(qū)地處中亞熱帶最南部,屬于亞熱帶海洋性氣候,年平均氣溫18.2℃,一月平均氣溫7.2℃,七月平均氣溫為26.7℃,日最高氣溫38℃,日最低氣溫-6.3℃,年均霜期97d,最長達(dá)155d,偶有降雪,年平均降雨量1542mm,年均相對濕度80%.土壤為由花崗巖發(fā)育而成的紅壤,土層厚度20～50cm.1.2調(diào)查取樣方法及樣方設(shè)置在不同人為干擾林地內(nèi)選取有代表性的群落設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地,樣方大小為5m×5m,在樣地取樣時,按正方形布置樣方,并由中心開始向四周逐漸擴展進行,取樣面積為1200m2.在各樣方內(nèi),對林木進行每木調(diào)查,記錄每個個體的高度、胸徑、冠幅和生活力等,同時調(diào)查樣方內(nèi)的喬木幼樹、幼苗、灌木、草本、藤本等.1.3林的更新c級干擾尺度等級劃分為4級:A級為20世紀(jì)60～70年代燒炭者擇伐原始米櫧林大樹燒炭而人為干擾的林地,然后排除干擾,采用封山育林(簡稱擇伐更新A級ClassA);B級為1981年皆伐原始米櫧林的林地,然后排除干擾,采用封山育林(簡稱天然更新B級ClassB);C級為1981年皆伐原始米櫧林的林地,1983年再次干擾,即采用間伐留苗,1984年又一次干擾,即采用有目的、有方向的撫育間伐,保留健壯、易成材、速生的樹種(簡稱人促更新C級ClassC);D級為20世紀(jì)80年代初皆伐原始米櫧林的林地,然后多次干擾、即采用火燒整地,人工種植杉木,前三年每年撫育(簡稱杉木林D級ClassD);同時在林地附近選擇一片地形位置相似未經(jīng)干擾的原始米櫧林作對照(簡稱原始米櫧林對照CK).1.4根據(jù)外部行業(yè)的采樣數(shù)據(jù)，將其分類如下分為4層:喬木層、灌木層、草本層和層間植物,其中高大于或等于6m的劃為喬木層、低于6m的劃為灌木層.1.5物種計數(shù)siSimpson指數(shù)Dsi=N(N?1)/Σsi=1ni(ni?1)Dsi=Ν(Ν-1)/Σsi=1ni(ni-1);Shannon-Wiener指數(shù)Dsh=?Σsi=1Pilog2PiDsh=-Σsi=1Ρilog2Ρi;McIntosh指數(shù)Dmc=(N?u)/(N?N??√)Dmc=(Ν-u)/(Ν-Ν);Simpon均勻度Jsi=Dsi/s;Shannon-Wiener均勻度Jsh=Dsh/lns;McIntosh均勻度Jmc=(N?u)/[N?(N/s√)]Jmc=(Ν-u)/[Ν-(Ν/s)];Simpson優(yōu)勢度Csi=1/Dsi;優(yōu)勢度C=Σsi=1[ni(ni?1)/N(N?1)].C=Σsi=1[ni(ni-1)/Ν(Ν-1)].以上各式中,s為物種數(shù);N為所有物種的總體個數(shù);ni為第i種的個數(shù);u=Σsi=1n2i????√.u=Σsi=1ni2.2結(jié)果與分析2.1本文從生物多樣性指數(shù)、平坦度和優(yōu)勢度兩個方面分析了不同人為干預(yù)程度對米蘭林各層的影響2.1.1干擾加大指數(shù)si和物種多樣性dmc的相關(guān)性分析不同人為干擾尺度的喬木層物種多樣性指數(shù)、均勻度和優(yōu)勢度如圖1所示.從圖1(a)可看出,不同人為干擾尺度物種多樣性指數(shù)3條曲線(Dsi、Dsh和Dmc)隨著干擾加大指數(shù)逐漸下降.通過計算,不同人為干擾尺度與物種多樣性指數(shù)之間呈線性關(guān)系,Simpson指數(shù)回歸方程為A=-0.5+5.99x,r=0.97;Shannon-Wiener指數(shù)回歸方程為A=-1.1+5.9x,r=0.81;McIntosh指數(shù)回歸方程為A=-5.6+5.8x,r=0.82.即隨著不同人為干擾尺度加大,物種多樣性指數(shù)呈線性下降的趨勢.2.1.2simpson均勻度回歸方程從圖1(b)可看出,隨著干擾加大,均勻度逐漸下降.通過計算,不同人為干擾尺度與均勻度之間略呈線性關(guān)系,Simpson均勻度回歸方程為A=-19.63+6.61x,r=0.66;Shannon-Wiener均勻度回歸方程為A=-6.00+6.54x,r=0.83;McIntosh均勻度回歸方程為A=-5.1+6.01x,r=0.83.即隨著不同人為干擾尺度加大,均勻度呈線性下降的趨勢.2.1.3干擾尺度與均勻度從圖1(c)可看出,隨著干擾加大,優(yōu)勢度逐漸上升.通過計算,不同人為干擾尺度與均勻度之間略呈線性關(guān)系,Simpson優(yōu)勢度回歸方程為A=4.5+1.5x,r=0.75;優(yōu)勢度回歸方程為A=4.96+1.56x,r=0.73.即隨著不同人為干擾尺度加大,優(yōu)勢度呈線性上升的趨勢.2.2干擾尺度的影響不同人為干擾尺度的灌木層物種多樣性指數(shù)、均勻度和優(yōu)勢度如圖2所示.由圖2(a)可看出,隨著干擾尺度加大,不同人為干擾尺度物種多樣性指數(shù)(Dsi、Dsh和Dmc)下降至A級后呈上升—下降—上升的變化規(guī)律;由圖2(b)可看出,隨著干擾尺度加大,均勻度(Jsi、Jsh、Jmc)下降至A級后呈上升—下降—上升的變化規(guī)律;由圖2(c)可看出,隨著干擾尺度加大,Simpson優(yōu)勢度(Csi)上升至C級后下降.2.3干擾尺度的影響不同人為干擾尺度的草本層物種多樣性指數(shù)均勻度和優(yōu)勢度如圖3所示.從圖3(a)可看出,隨著干擾尺度加大,不同人為干擾尺度物種多樣性指數(shù)(Dsi、Dsh和Dmc)上升至C級后下降;從圖3(b)可看出,隨著干擾尺度加大,不同人為干擾尺度均勻度(Jsi、Jsh和Jmc)上升至C級后下降;從圖3(c)可看出,隨著干擾尺度加大,不同人為干擾尺度優(yōu)勢度(Csi和C)上升至A級后逐漸下降.2.4干擾尺度的影響不同人為干擾尺度的層外植物物種多樣性指數(shù)、均勻度和優(yōu)勢度如圖4所示.從圖4(a)可看出,隨著干擾尺度加大,不同人為干擾尺度物種多樣性指數(shù)(Dsi、Dsh和Dmc)上升至B級后下降;從圖4(b)可看出,隨著干擾尺度加大,不同人為干擾尺度均勻度(Jsi、Jsh和Jmc)上升至B級后下降;從圖4(c)可看出,隨著干擾尺度加大,優(yōu)勢度(Csi和C)上升至A級后下降.3不同層位優(yōu)勢種和優(yōu)勢種的物種多樣性從物種多樣性指數(shù)、均勻度和優(yōu)勢度角度分析了不同人為干擾尺度(原始米櫧林、擇伐更新、天然更新、人促更新和種植杉木林)對福建武平米櫧林各層次恢復(fù)的影響.隨著不同人為干擾尺度加大,喬木層物種多樣性指數(shù)和均勻度呈線性下降,而優(yōu)勢度呈線性上升,灌木層物種多樣性指數(shù)和均勻度呈“下降—上升”交替變化趨勢,而優(yōu)勢度延伸至B級后上升,草本層物種多樣性和均勻度上升至C級后下降,而優(yōu)勢度上升至A級后下降,層外植物物種多樣性和