祁连山青海云杉种群结构组建稳定性机制研究

【摘要】： 根据所收集的森林资源连续清查固定样地资料和典型样地实测数据，运用 种群生态学和群落生态学的理论和方法，并结合生态系统稳定性理论，通过种 群大小级结构、密度、空间分布格局、种内种间竞争强度及空间关联性等参数 测定及其动态分析，对祁连山林区顶极稳定群落建群种－青海云杉（Picea crassifolia）种群自调节和自发展等结构组建稳定性维持机制进行了初步研究 和探讨。研究结果表明： （1）青海云杉种群大小级结构可划归于增长型、稳定型、成熟型及衰退型。 种群大小级结构动态与演替序列基本上成线性关系，体现了青海云杉种群自组 织、自发展的趋稳性；成、过熟林大小级结构的非线性波动则体现了种群以自 修复、自调节使群落整体达到相对稳定状态。 （2）青海云杉种群的空间分布格局伴随演替过程的动态变化为杨桦青海云 杉林（随机）→青海云杉杨桦林（集群）→青海云杉纯林（集群）；无论种群 的大小级结构如何，其幼苗、幼树级个体呈集群分布，大树级个体呈随机分布， 中树级为过渡状态；聚块性指标说明，在幼苗向幼树转化阶段，环境筛的作用 并未造成空间分布格局的明显转化。 （3）格局分析表明，青海云杉种群聚块面积在100m~2左右波动；＜60a阶 段，出现格局规模的分异（4和12），是种群以扩大分布范围，缓解种内竞争 和环境压力的一种对策；种群在任何发育阶段均在小于一个区组规模（25m~2） 处出现最大聚集，说明此时密度悬殊较大的成年与幼龄斑块通过空间协调达到 共存，实现种群的自维持。 （4）种群在发育早期首先以高密度幼龄个体的聚集占居生境，接着又以大 量个体的死亡为代价（自疏或它疏），达到某一稳定的密度；发展到成、过熟 期以后则以密度波动性变化维持种群整体的相对稳定和优势地位。 （5）种内及种间竞争指数表明，种内竞争较之与伴生树种间的竞争剧烈， 相同或相邻径级间的竞争最为强烈，竟争木对于对象木的竞争强度（CI）和对 象木胸径m）严格遵从幂函数关系：CI＝AD””，对象木胸径生长速度（V） 与其受到的竞争强度也遵从幂函数关系：V—ACI’”。具有最大竟争能力是青 海云杉形成单优顶极稳定群落的重要前提。 仰针阔混交林中80％的种对之间表现为显著不联结，呈独立分布；种内 相邻径级间呈显著正联结，大径级与中小径级个体间多为负联结，表明优势种 之间生境的高度分化以及建群种生态位的再分配是青海云杉林趋稳性和自校稳 态的重要机制之一。 祁连山青海云杉林在种群丰富的幼龄个体数量、空间协调性、生境适应性、 种间生态位分离和种内生态位再分配上体现了种群自组织、自发展的趋稳性和 种群以自恢复、自调节达到整体的相对稳定。关于自然种群稳定性机制的进一 步研究对于优化森林生态系统管理、制定保护和恢复森林植被的技术措施具有 重要的科学指导意义。