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亚热带山地突脉青冈种群生态学研究

李海燕  
【摘要】: 突脉青冈(Cyclobalanopsis elevaticostata)主干高大,木材坚重、耐磨,机械性能良好,为我国亚热带地区珍稀阔叶树种之一。该种发现较晚,分布范围较小,资源破坏严重。本研究采用相邻格子法,在全面勘查的基础上,应用统计学方法、数学方法、计算机技术对突脉青冈种群结构,天然更新,空间分布格局,种群生命过程,种群增长动态,林内种间竞争关系,种间联结性,突脉青冈群落主要优势种生态位,林分生物量,林分养分特征,林地肥力特征等进行研究,对揭示种群生态适应机理,丰富福建省造林树种多样性。改善退化生态系统的树种结构及其恢复都具有重要价值和现实意义。主要研究结果如下: 1.该突脉青冈群落物种丰富,林相整齐,群落郁闭度高,群落组成多种多样,其中有针叶林、阔叶林、针阔混交林和竹林等。组成该群落的乔木树种冠幅庞大,几乎覆盖整个群落,林下植物多为喜阴树种。其乔、灌木主要种有25科,47属,68种,主要种类为突脉青冈、米槠、山石榴、杞李参、细柄阿丁枫、新木姜、罗浮栲、杉木、中华杜英、蚊母树、罗浮柿、梅叶冬青。草本有96种,主要种类为南平倭竹、黑莎草、苦竹、铁芒萁、牛尾菜、翻白叶、贯仲、狗脊蕨、里白、草珊瑚。群落内突脉青冈长势尤为良好,树干笔直,冠幅庞大,枝繁叶茂,幼树与大树生长趋势一致,生长潜力大。 2.各群落突脉青冈植株的年龄主要分布在第1~6龄级中,其中分布在第2龄级中的比例最大,其次是第1龄级和第3龄级,最后是第4、5、6龄级。在第7至第9龄级中仅有少量植株。调查区突脉青冈多处于中龄阶段,幼树储备量偏低,老树分布相对较少,更新较好,现处于中龄植株占优势的演替阶段。群落1中无老龄植株,中龄植株占绝对优势;群落1和2中幼龄植株少于中龄植株,种群有衰退的迹象;在2、3群落中出现年龄较大的植株,其中3群落年龄结构呈很明显的金字塔模型,幼苗储备丰富,种群结构完整。整个调查区内,呈现幼树比例偏少,中龄植株较多种群继续向前发展可能会出现老龄化趋势。 3.突脉青冈种群的存活率呈单调降低趋势,在第4到第5龄级间出现下降速度快于其他阶段的现象。在第4龄级出现死亡高峰,死亡率从45.83%升高到61.54%;致死力和死亡率动态趋势一致,第4龄级时致死力从0.61升高到0.96,主要原因在于突脉青冈长到第4龄级时树冠较大,对资源的利用达到高峰,树体之间的竞争现象加剧,出现自疏现象,直至平衡;同时种间竞争也是主要原因。 4.群落1的各项聚集度指标一致表明该群落为聚集分布。群落2,群落3为随机分布;群落2的K值为13.3,不仅符合随机分布,且接近Poisson分布。 5.分析表明,各样地物种丰富度值在7~29之间,多样性指数D在0.65~0.94之间,多样性指数H′在1.97到4.11之间,均匀度指数E在0.98~1.93之间,均匀度指数J在0.69到0.91之间。群落2样地2的物种种类最多,群落3中的样地1、3均匀度指数高于其它样地,群落2的丰富度最大为42,多样性指数最大的是群落3,可见物种丰富程度,组成的复杂程度大小顺序为群落3>群落2>群落1。15种主要乔木树种的生态位宽度从大到小的顺序为:突脉青冈>米槠>山石榴>细柄阿丁枫>杞李参>罗浮栲>杉木>新木姜>梓树>蚊母树>梅叶冬青>罗浮柿>大果冬青>广东润楠>中华杜英。 6.分析表明突脉青冈和米槠生态位较宽,其生态位值分别为0.96和0.83,说明两树种能更好的适应当地环境条件的变化并能进一步的充分利用群落中的资源。山石榴、细柄阿丁枫、杞李参、罗浮栲、杉木等的生态位低于突脉青冈和米槠,但也在0.5左右,说明它们在突脉青冈形成的阴湿环境下有一定的优势;而罗浮柿、罗浮冬青、广东润楠的生态位均不到0.20,说明它们对资源的利用程度相对较低。 7.突脉青冈天然林内,树种生态位宽度最多集中在0.2~0.4之间,在该区域出现生态位分布高峰,占40%左右,说明该区域大部分树种对资源的利用不是太充分,各树种的重要值较低,生态位宽度值相对低于突脉青冈,米槠等高大树木。结合生态位宽度值表,生态位在0.8~1.0的树种为突脉青冈和米槠,推断该群落继续向前方展,可能发展成为这两个树种占优势的顶级群落。生态位分布在0.6~0.8的树种所占比率为零,主要原因在于突脉青冈群落郁闭度高,光照不足,喜光树种较难生存。 8.突脉青冈天然林内各主要树种之间的相似比例较高,突脉青冈与其它树种的相似比例更高些,说明生态位宽度较大的种生态位相似比也较高。如山石榴—杞李参,突脉青冈—米槠,突脉青冈—山石榴生态位相似比例分别为0.91、0.90、0.79,而这四个树种的生态位宽度分别为突脉青冈0.96,米槠0.83,山石榴0.54,杞李参0.41。另外相似性高低与种的生活习性密切相关,具有相同生活习性的种之间的生态位相似比例也高,反之则较低,例如突脉青冈—米槠。林内生态位重叠值大于0.5的种对有30对,占了28.57%,大于平均值0.35的种对有47对,占44.76%,其数值较大的为突脉青冈—梅叶冬青(0.83)、罗浮栲—广东润楠(0.79)、罗浮栲—杞李参(0.78),而它们的生态位相似比例也都大于平均值(0.15)。说明生态位相似比例和生态位重叠有一定的正相关性。 9.突脉青冈林群落乔木层树种呈现互利生长状态,树种之间的竞争有利于生长的相互促进,林内乔木层主要树种的种间联结系数PC值=60%的种对占15.24%,60%>PC=20%的种对占74.28%,其余种对的PC值在20%以下。其中突脉青冈组成的种对中PC值较大。在105个种对中有40对呈负关联,占了38.10%,正关联的种对有62对,占了59.05%,正关联的种对多于负关联种对,说明群落中种对间具有正关联性或负关联性。查X~2分布表可知,各种对之间的相关性并不显著。 10.突脉青冈地上部分各器官养分含量由大到小的顺序为:叶>枝>皮>桩>干;地下部分各器官养分含量由大到小的顺序为:细根>中根>粗根。不同器官囚在生长过程中所起的作用不同,导致不同器官内养分积累量的不同。枯落物中叶的养分含量仍然高于枝条内的养分含量,落叶内N含量较新鲜叶片略低,因K以可溶性盐的形式存在,极易淋溶流失,造成钾含量降低较为明显,枯落物的分解对土壤养分状况的改善极有意义,阔叶林内落叶量大,是阔叶林内能保持更好的地力条件的得天独厚的优势,对生态环境的改善也更为有效。 11.不同群落突脉青冈林内,上层土壤全N、全P、全K含量均高于下层,其中全N含量在上下两层土壤中的差别最大,全K含量差别较小,本调查地土壤K含量为1%左右,处于中等水平,能保证突脉青冈生长过程中所需钾素的供应。 12.不同群落内突脉青冈生物量分别为:群落1内98.17 t·hm~(-2),群落2内69.86 t·hm~(-2),群落3内67.51 t·hm~(-2)。其中以干的生物量所占的比例最高在49.08%~52.54%之间,叶所占的比例最低在4.79%~7.52%之间,根和枝的生物量较为接近,枝生物量略高。植物叶片为植物体主要的同化器官,叶内各种养分含量相对较高,枯落物中仍然以叶的养分含量最高, 13.所调查群落内突脉青冈落叶量为0.28t·hm~(-2),所占比重最大,所占比例达30.66%。与突脉青冈较为接近的为米槠,其落叶总量为0.26t·hm~(-2),所占比例为28.38%,两树种对土壤肥力的提高产生较大效应。


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