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《华东师范大学》 2011年
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喀斯特森林植被种群生态学与群落稳定性分析

张忠华  
【摘要】:贵州茂兰的喀斯特森林是一类特殊的森林生态系统,其顶极群落为常绿落叶阔叶混交林,是当今同纬度带上具有重要研究价值的非地带性植被。茂兰喀斯特森林生境类型特殊,物种组成丰富,群落结构复杂,从而为研究喀斯特地质背景下的生态学问题提供了理想场所。本研究在茂兰喀斯特森林国家级保护区,用DQL-1型森林罗盘仪建立两个1hm2 (100mx100m)样地(分别命名为P1和P2),并将每个样地划分为100个10m×10m的样方调查单元,对每个样方内所有DBH≥1cm的木本植物的种名、个体相对坐标、胸径和树高等进行了调查,采用优势度指数、O-ring统计、多样性指数、Godron稳定性测定、种间分离指数、地统计学以及TWINSPAN分类与DCCA排序等统计分析方法,对喀斯特森林生态系统的种群生态学与群落稳定性进行了系统分析,以期为西南喀斯特森林植被迅速恢复和生态重建提供重要的理论参考与科学依据。主要结论如下: 1.茂兰喀斯特森林群落的总体特征 P1样地生境异质性较高,岩石裸露率高达85%,坡度较大,土壤浅薄呈微碱性,样地内DBH≥lcm的木本植物共有199种,4281个独立个体,隶属于63科140属,主要以圆果化香、天峨槭、齿叶黄皮、紫弹朴、青冈、云贵鹅耳枥、短序荚蒾和皱叶海桐等物种占优势;P2样地包括东南和东北两个坡向,平均坡度30°,岩石裸露率为45%,土面相对较多,土壤为微酸性至中性。样地内共有木本植物有191种,3857个独立个体,隶属于58科121属。群落主要以西南米槠、细叶青冈、杨梅叶蚊母树、鹿角杜鹃、桂花、圆果化香、黄杞和云贵鹅耳枥等物种占优势。两个样地区系组成均以热带区系成分为主,反映了样地的热带亚热带性质。其物种组成以常绿成分为主,但落叶成分也占一定比例,说明了常绿落叶阔叶混交林是亚热带喀斯特森林群落的主体。两个群落的外貌主要由中小型革质、单叶为主的常绿中、小高位芽植物所决定。群落垂直结构复杂,成层现象明显,两个样地内所有木本植物径级分布呈倒“J”形,群落更新良好,处于稳定状态。 2.茂兰喀斯特森林木本植物潜在关键种的确定和关键种的结构与空间格局 采用物种叶特性和生活型两个功能性指标对物种进行了功能群划分,并在功能群框架下运用优势度指数法进行了关键种的确定。结果表明,除了常绿乔木功能群和落叶乔木功能群可能存在多个潜在关键种外,在常绿灌木功能群、常绿藤本功能群、落叶灌木功能群和落叶藤本功能群采用优势度指数法划分出的关键种较为明显。 采用O-ring统计对样地中主要关键种进行结构和格局研究,发现大部分物种具有丰富的幼树储备,能够维持其良性的自我更新,呈稳定生长状态。两个喀斯特森林的主要关键种在大部分尺度上呈显著聚集分布,种间关联以负关联种对为主,正关联种对只有5对。结果表明,喀斯特森林生境的复杂性和异质性,特别是海拔和岩石裸露率的变化在决定喀斯特物种的空间分布格局和物种关联中扮演了重要角色。因此,主要关键种在高度异质资源位上的分化有助于促进喀斯特森林的多物种共存和群落的稳定性。 3.茂兰喀斯特森林物种多样性与群落稳定性 茂兰喀斯特森林物种组成丰富,其物种多样性指数较高。两个样地的物种多样性不仅具有尺度依赖性特征,同时也表现出较强的区域性分布特征,且这种区域性特征与取样尺度有关。物种多度的方差随着尺度的增加呈线性增加,而丰富度是单峰型的;物种丰富度和多度的变异系数则随空间尺度的增加而下降,生境异质性在茂兰喀斯特森林群落结构构建中起了很大作用。通过测定群落的稳定性指标,发现两个森林群落的交点坐标均非常接近于20/80的稳定交点,表明两个森林群落处于一个相对稳定的状态。两个样地具有较高的物种多样性,也在一定程度上体现了群落的稳定性。 4.茂兰喀斯特森林群落的种间分离特征 以建立的2块样地群落学调查数据为基础,借助ArcGIS软件的空间分析功能,判定每个个体的最近邻体植株的种类与距离。在此基础上,采用N×N最近邻体列联表及其截表的方法,应用Pielou的分离指数量化了2块样地中各43个树种(多度≥20)的种间分离状况。两种喀斯特森林群落类型中物种均以随机毗邻种对占优势(P1和P2样地分别为60.91%和63.34%),正分离种对次之(分别为38.76%和35.66%),负分离种对极少(分别为0.33%和1.0%),这种种间分离特征表明种间竞争排除作用减弱,群落已趋于稳定,反映出该森林正处于相对稳定的顶极状态。根据种间分离情况以及物种对环境的适应方式,将两个样地各43个物种分别划分为3个生态种组,各组间物种的生态学特性以及对生境的偏好存在明显差异。种间的分离特征与喀斯特森林高度的生境异质性明显相关,分布在不同生境类型上的物种间大多呈现正分离,而具有相似生境要求或分布广泛的物种间易形成随机毗邻或负分离,这一特征为群落中多物种的稳定共存提供了更大的可能性。因此,以生境的高度分化为基础的种间关系可能是喀斯特森林多物种稳定共存的重要机制之一。 5.喀斯特森林土壤养分的空间特征及植物营养元素含量分析 利用经典统计学和地统计方法分析了茂兰两个1hm2喀斯特森林土壤养分的空间变异特征。结果表明,两个研究样地土壤养分含量总体较高,其中以P1样地含量最高。两个样地大部分养分指标都表现为中等程度变异。半方差分析发现两个样地土壤养分指标均具有良好的空间自相关性,土壤养分呈现差异显著的斑块状分布格局,不同的样地空间变异特征不同。地形、高异质性的微生境和植被是造成研究样地土壤养分格局差异的主要因素。其中,地形是造成两个样地土壤养分时空变异及其分布差异的重要影响因素。两个样地主要植物叶片营养元素表现为CaKMg,表明喀斯特地区植被具有明显的高钙特征。两个森林主要物种的叶片元素与土壤元素含量呈现一定的相关关系,表明植物营养元素含量的差异受土壤元素含量的影响。 6.喀斯特森林植被梯度分析及环境解释 利用TWINSPAN分类法,将两个喀斯特森林样地分别划分为4种群落类型。P1样地沿DCCA第一轴从左到右沿空间因子的增大,土壤主要养分逐渐降低,森林群落由具有一定耐荫的树种过渡到喜光耐旱树种为主的原生林。P2样地沿DCCA第一轴从左到右随海拔的上升,坡向逐渐由阳坡过渡到阴坡或半阴坡,岩石裸露率、土壤主要养分和pH逐渐降低,植物群落出现了由耐旱喜光的树种逐步向喜湿耐荫树种为主的原生林变化的格局。植被与环境关系的研究发现,生态位分化在喀斯特森林物种共存中扮演了重要的作用,从而保证了喀斯特森林群落的稳定性。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:Q948.1

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨安学;彭云;;贵州喀斯特森林生态系统水文生态功能的研究[J];安徽农业科学;2007年36期
2 钱正敏;冉景丞;容丽;兰洪波;申秋秀;令狐克红;;茂兰喀斯特森林凋落物量动态研究[J];安徽农业科学;2009年08期
3 刘景玲;高玉葆;何兴东;王金龙;赵念席;;内蒙古中东部草原植物群落物种多样性和稳定性分析(简报)[J];草地学报;2006年04期
4 李阳兵,王世杰,容丽;关于中国西南石漠化的若干问题[J];长江流域资源与环境;2003年06期
5 王国宏,任继周,张自和;物种多样性与植物系统发育[J];草业学报;2003年01期
6 孙刚,盛连喜;生态系统关键种理论:新思想、新机制、新途径[J];东北师大学报(自然科学版);2000年03期
7 兰安军,张百平,熊康宁,安裕伦;黔西南脆弱喀斯特生态环境空间格局分析[J];地理研究;2003年06期
8 苗莉云,王孝安,王志高;太白红杉群落物种多样性与环境因子的关系[J];西北植物学报;2004年10期
9 朴河春,刘丛强,朱书法,朱建明;贵州石灰岩和砂岩地区C_4和C_3植物营养元素的化学计量对N/P比值波动的影响[J];第四纪研究;2005年05期
10 任京辰;张平究;潘根兴;宋林华;;岩溶土壤的生态地球化学特征及其指示意义——以贵州贞丰—关岭岩溶石山地区为例[J];地球科学进展;2006年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 邓福英;海南岛热带山地雨林植物功能群划分及生态关键种的确定[D];中国林业科学研究院;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;Research on Functional Characteristics of Karst Eco-economic Compound System in Guizhou Province[J];Asian Agricultural Research;2011年03期
2 王子迎,檀根甲;水稻纹枯病生境生态位研究[J];安徽教育学院学报;2003年03期
3 ;Characteristics of Kobresia humilis Community Structure at Different Degraded Levels in Northern Qinghai[J];Animal Husbandry and Feed Science;2011年04期
4 朱曙光;朱曙初;;利用安徽煤炭塌陷区处理固体废物的探讨[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年03期
5 黄晨晖;时坚;姚贻强;李桂荣;;基于中点四分法的植物群落结构特征调查及其分析[J];安徽林业科技;2009年02期
6 张海军;;城市化进程中绿化建设问题分析[J];安徽林业科技;2009年03期
7 丁增发;张瑶;刘俊龙;马永春;吴中能;;北亚热带不同森林群落类型的生物多样性研究[J];安徽林业科技;2011年05期
8 仲崇庆;;湿地植被与土壤环境因子关系研究进展[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年13期
9 李峰;;城市绿地植物景观生态设计研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年09期
10 李明;王季槐;沈海亮;;宁夏野生蒺藜种群格局的统计分析[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑炜;蒋红梅;张兰军;;山区公路隧道生态环境影响综合评价模型[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2011年
2 柏智勇;章建文;;生态系统的若干控制问题研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
3 周瑞平;王静;海春兴;;毛乌素沙地采煤塌陷程度对土壤含水率的影响研究[A];黄河流域资源环境与生态文明建设学术研讨会交流材料[C];2011年
4 傅新;刘高焕;黄翀;刘庆生;;人工堤坝影响下的黄河三角洲海岸带生态特征分析[A];全国地质制图与GIS学术论坛论文集[C];2011年
5 孙周亭;张超;杨建宇;朱德海;;基于空间插值法的耕地等别快速评价方法研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 刘世栋;高峻;;滨海旅游区典型外来物种生长适应性研究——以上海杭州湾北岸加拿利海枣为例[A];发挥资源科技优势 保障西部创新发展——中国自然资源学会2011年学术年会论文集(下册)[C];2011年
7 胡聃;王如松;;探讨改善城市生活质量的生态途径[A];青年生态学者论丛(一)[C];1991年
8 王四宝;鲍丙芳;樊美珍;李增智;;鹞落坪国家级自然保护区虫生真菌群落结构及物种多样性[A];《中国虫生真菌研究与应用》(第五卷)[C];2003年
9 江小雷;张卫国;李伟绮;;生境空间对多样性生—产力关系的影响[A];全国生物多样性保护及外来有害物种防治交流研讨会论文集[C];2008年
10 周建华;邓琴;丁卫红;;“人与自然和谐发展”与毕节试验区石漠化治理[A];毕节试验区研究——毕节地区哲学社会科学理论研究课题集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陆前安;社区体育俱乐部与政府、市场、社区关系研究[D];上海体育学院;2010年
2 赵锦梅;不同土地利用方式对高寒地区水土保持生态服务功能的影响研究[D];甘肃农业大学;2010年
3 张俊忠;东祁连山高寒草地土壤真菌多样性研究[D];甘肃农业大学;2010年
4 李涛;荒漠植物异速生长指数及其空间格局适应降雨梯度变化的规律与机制研究[D];兰州大学;2010年
5 李晓鸿;无线自组织网络拓扑控制算法和协议研究[D];湖南大学;2010年
6 侯钰荣;伊犁绢蒿生理生态适应性的研究[D];新疆农业大学;2010年
7 鲁为华;短期围栏封育下退化绢蒿荒漠草地更新特征研究[D];新疆农业大学;2010年
8 田晔林;北京百花山自然保护区苔藓植物多样性研究[D];北京林业大学;2011年
9 高艳鹏;半干旱黄土丘陵沟壑区主要树种人工林密度效应评价[D];北京林业大学;2011年
10 陈春雷;多尺度林业遥感数据融合技术的应用研究[D];北京林业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢正鹏;武汉市典型城市湖泊湿地植物群落生物量研究[D];华中农业大学;2010年
2 曾毅;基于植物群落分析的武汉城市湖泊湿地植被恢复典型模式研究[D];华中农业大学;2010年
3 张燕;武汉市城市湖泊湿地退化特征及原因研究[D];华中农业大学;2010年
4 韦居恒;武汉市城市湖泊湿地生态承载力分析研究[D];华中农业大学;2010年
5 郭亮;干扰—沉积物再悬浮对浮游细菌群落结构和多样性的影响[D];华中农业大学;2010年
6 段然;鄂西南岩溶洞景的保护与开发研究[D];华中农业大学;2010年
7 魏合义;三峡库区森林生态承载力的区域分异研究[D];华中农业大学;2010年
8 田晓堃;三峡库区两种森林中土壤细菌与环境因子的空间分布关系[D];华中农业大学;2010年
9 马浩;基于土地适宜性评价的三峡库区防护林类型空间优化配置[D];华中农业大学;2010年
10 王培成;养猪业循环经济生态产业链耦合机制研究[D];华中农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 戴礼洪;闫立金;周莉;;贵州喀斯特生态脆弱区植被退化对土壤质量的影响及生态环境评价[J];安徽农业科学;2008年09期
2 陈世骧,王书永;新疆叶甲的分布概况与荒漠适应[J];动物学报;1962年03期
3 孙刚,盛连喜;生态系统关键种理论的研究进展[J];动物学杂志;2000年04期
4 孔宁宁,曾辉,李书娟;四川卧龙自然保护区植被的地形分异格局研究[J];北京大学学报(自然科学版);2002年04期
5 李吉跃;PV技术在油松侧柏苗木抗旱特性研究中的应用[J];北京林业大学学报;1989年01期
6 朱金兆,刘建军,朱清科,吴钦孝;森林凋落物层水文生态功能研究[J];北京林业大学学报;2002年Z1期
7 沈繁宜, 李吉跃;植物叶组织弹性模量新的计算方法[J];北京林业大学学报;1994年01期
8 臧润国,刘涛;吉林白石山林区过伐林的类型、乔木树种多样性及生态位分析[J];北京林业大学学报;1997年01期
9 孙长忠,黄宝龙,陈海滨,刘增文,温仲明;黄土高原人工植被与其水分环境相互作用关系研究[J];北京林业大学学报;1998年03期
10 万善霞,秦岭,于同泉,王有年;水分胁迫对板栗幼苗过氧化物酶、超氧物岐化酶活力及同工酶谱的影响[J];北京农学院学报;1997年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 喻理飞,朱守谦,叶镜中,魏鲁明,陈正仁;人为干扰与喀斯特森林群落退化及评价研究[J];应用生态学报;2002年05期
2 龙翠玲,李援越,祝小科,穆彪;喀斯特森林不同演替阶段群落的太阳辐射能特征[J];贵州气象;1998年05期
3 于永钢;摄影师笔记[J];人与生物圈;2005年02期
4 朱守谦,魏鲁明,陈正仁,张从贵;茂兰喀斯特森林生物量构成初步研究[J];植物生态学报;1995年04期
5 江兴龙;黄海;;创建中国南方喀斯特多功能植物园的思考[J];中国城市林业;2009年05期
6 李志安,任海,魏鲁明,陈正仁;贵州茂兰喀斯特的自然森林景观[J];生态科学;2001年Z1期
7 韦毅刚;广西环江西北部喀斯特森林中的珍稀濒危植物[J];植物杂志;1994年02期
8 韦毅刚;广西木论喀斯特森林考察记[J];植物杂志;1995年04期
9 韩贵琳;唐杨;谭秋;;喀斯特森林雨水的地球化学特征——以贵州茂兰国家级自然保护区为例[J];矿物岩石地球化学通报;2008年04期
10 魏鲁明;茂兰奇景多[J];人与生物圈;1998年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张桂玲;王世杰;罗绪强;容丽;;喀斯特退化森林生态系统植物叶片稳定碳同位素组成特征[A];中国矿物岩石地球化学学会第13届学术年会论文集[C];2011年
2 喻理飞;朱守谦;叶镜中;魏鲁明;陈正仁;;人为干扰与喀斯特森林群落退化及评价研究[A];西部地区第二届植物科学与开发学术讨论会论文摘要集[C];2001年
3 冉景丞;何师意;曹建华;熊志斌;陈会明;;亚热带喀斯特森林的水土保持效益研究——以贵州茂兰国家级自然保护区为例[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
4 陈会明;冉景丞;;茂兰喀斯特森林区洞穴动物研究[A];全国第十一届洞穴大会学术论文集[C];2005年
5 杨路塔;;贵州茂兰喀斯特森林景观与民俗文化旅游[A];布依学研究(之二)——贵州省布依学会首届年会暨第二次学术讨论会论文集[C];1990年
6 冉景丞;容丽;申秋秀;钱正敏;兰洪波;;喀斯特森林凋落物的生态意义——以茂兰喀斯特森林为例[A];长江流域生态建设与区域科学发展研讨会优秀论文集[C];2009年
7 张喜;薛建辉;生原喜久雄;许笑天;田野;户田诰夫;刘延惠;;黔中山地喀斯特森林的水文学过程和养分动态[A];第三届贵州省自然科学优秀学术论文评选获奖论文集(2010年)[C];2010年
8 苏维词;杨华;李晴;罗有贤;赵纯勇;;贵州茂兰喀斯特森林自然保护区的生态旅游模式[A];2004·中国·武汉生态旅游论坛论文集[C];2004年
9 莫新华;;布依族区域旅游业发展存在问题及对策[A];布依学研究(之八)——贵州省布依学会布依文化与旅游专题研讨会论文集[C];2002年
10 冉景丞;;茂兰保护区生态旅游发展与自然资源保护[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第一卷)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 李跃云;旅游互补吸引客源[N];云南日报;2007年
2 本报记者 周芙蓉;茂兰样本:喀斯特森林的守护者[N];经济参考报;2009年
3 本报记者 张齐;“地球腰带上的绿宝石”[N];贵州日报;2007年
4 本报记者 钟嘉;兰花:荔波的特殊名片[N];人民日报海外版;2008年
5 王晋;一位国家级自然保护区工作者的山中18年[N];经济日报;2007年
6 卢毅然;自然美终于“打动”联合国[N];中国文化报;2007年
7 孟航宇;呼唤绿色喀斯特[N];贵州日报;2008年
8 本报记者  初志英;贵州荔波:始终把保护生态放在第一位[N];经济日报;2006年
9 向永东 孙晓蓉 张齐;走近世界自然遗产提名地 荔波[N];贵州日报;2006年
10 吴庆安;森林奇观[N];中国老年报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张忠华;喀斯特森林植被种群生态学与群落稳定性分析[D];华东师范大学;2011年
2 张凯旋;上海环城林带群落生态学与生态效益及景观美学评价研究[D];华东师范大学;2010年
3 李昂;青藏高原人工草地群落结构与生产力稳定性关系的生态学机制研究[D];兰州大学;2011年
4 陈宝瑞;呼伦贝尔草原多尺度植被空间格局及其对干扰的响应[D];中国农业科学院;2010年
5 杨文云;滇中地区云南松天然林群落结构及天然更新规律[D];中国林业科学研究院;2010年
6 郝文芳;陕北黄土丘陵区撂荒地恢复演替的生态学过程及机理研究[D];西北农林科技大学;2010年
7 刘林馨;小兴安岭森林生态系统植物多样性及生态服务功能价值研究[D];东北林业大学;2012年
8 李岳坦;青海湖流域河岸植被群落结构特征及退化机理研究[D];北京师范大学;2010年
9 孙家宝;火干扰后大兴安岭兴安落叶松林群落动态研究[D];东北林业大学;2010年
10 冯长红;冀北接坝山区沙化土地动态与生态工程模式研究[D];北京林业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黎艳;贵州茂兰自然保护区陆生贝类物种多样性及其动物地理学研究[D];贵州师范大学;2005年
2 王庆玲;黔中地区几种喀斯特次生林凋落物生态功能研究[D];贵州师范大学;2009年
3 蒋爱伍;弄岗喀斯特森林下层鸟类研究[D];广西大学;2007年
4 王鹤飞;旅游干扰对驼梁云顶草原植被影响的数量化分析及对策研究[D];河北农业大学;2011年
5 曹娟;喀斯特贵阳市4种森林生物量和碳储量研究[D];中南林业科技大学;2012年
6 雷瑞虎;湘西野生桂花群落研究[D];中南林业科技大学;2008年
7 姚兰;旅游干扰对梭布垭木本植物群落的影响及生态响应机制[D];湖北民族学院;2010年
8 靳亚丽;天童常绿阔叶林凋落物层跳虫群落的生态学研究[D];华东师范大学;2011年
9 韩鹏;黄淮海湿地典型挺水植物及群落对生态水文过程的响应[D];华中科技大学;2011年
10 陈向;南亚热带两条小型溪流底栖硅藻群落季节变化特征研究[D];暨南大学;2012年
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