戴云山黄山松种群特征及其环境因子研究

摘要

运用数量生态学的方法,对戴云山黄山松群落特征及环境因子进行研究,旨在掌握黄山松群落的生物多样性特征、年龄结构、更新生态位以及环境对黄山松群落的影响,为戴云山保护和经营森林提供理论依据,也为黄山松深度研究提供科学的理论基础。具体结论:
　　(1)依据对戴云山黄山松群落31个样地的调查,发现该区域共有维管束植物51科86属172种,其中重要值比较大的物种有黄山松、甜槠、鹿角杜鹃、木荷、华丽杜鹃、江南山柳、杉木、硬斗石栎、马尾松、亮叶水青冈、窄基红褐柃、多脉青冈、吊钟花、满山红、映山红、岗柃、短尾越桔、肿节少穗竹、中华野海棠等,且黄山松易与甜槠、木荷、鹿角杜鹃等树种形成混交林或黄山松纯林。
　　(2)通过双向指示种(TWINSPAN)聚类分析,将黄山松群落分成黄山松+杉木-乌药-铁芒萁群丛;黄山松+江南山柳-短尾越桔-铁芒萁群丛;黄山松+鹿角杜鹃-肿节少穗竹群丛;黄山松+甜槠-肿节少穗竹-窄基红褐柃-里白群丛;黄山松+吊钟花-短尾越桔-狗脊蕨群丛;黄山松+岗柃群丛;黄山松+华丽杜鹃-短尾越桔-里白群丛;黄山松+亮叶水青冈-满山红-铁芒萁群丛;黄山松-满山红-平颖柳叶箬群丛。经过TWINSPAN分析之后,运用二维DCA排序分析。DCA排序结果可较好反映黄山松群落分布关系变化,DCA排序结果与TWINSPAN聚类结果一致。
　　(3)戴云山黄山松各个群落多样性指数差异比较大,总体趋势是物种多样性随着海拔的增加而降低。Simpson指数越大,其群落类型所处的海拔也越高,黄山松优势地位越明显,群落类型越向黄山松纯林演替。
　　(4)通过对多样性指数进行相关性分析得出,Margaleg丰富度指数与Menhinick指数、Shannon-wiener多样性指数、Hill多样性指数N1呈极显著正相关(P<0.01)。Shannon-wiener多样性指数与Hill多样性指数呈极显著正相关(P<0.01)。Hill多样性指数N1与N2呈极显著正相关(P<0.01)。Simpson多样性指数、Shannon-wiener多样性指数、Hill多样性指数N1、Hill多样性指数N1与海拔呈极显著相关(P<0.01),Margaleg丰富度指数和Menhinick指数均与海拔呈显著相关(P<0.05)。除了Simpson指数外,各项多样性指数随海拔增加呈现递减趋势。
　　(5)用―空间序列‖代替―时间序列‖的方法编制黄山松种群生命表,福建省5个地区黄山松种群的生存曲线变化趋势一致,其存活曲线均为DeeveyⅡ-Ⅲ型曲线,同时引入生存分析的生存函数、累积死亡率函数、死亡密度函数及危险率函数,研究种群的结构和动态变化。福建5个地区的黄山松种群均存在两个死亡率高峰,但高峰期出现的时间格局和强度不同,且在福建不同地区的黄山松的死亡率曲线存在明显的差异,是不同地区的地理位置、气候条件以及黄山松耐寒、耐贫瘠、抗风等生物学特性综合作用的结果。
　　(6)在群落乔木层,黄山松的更新生态宽度值最大。因此,黄山松在群落中占优势地位。黄山松与其它物种更新生态位重叠值集中在0.2以上,表明黄山松与其它物种存在共用资源利用谱。黄山松与窄基红褐柃和短尾越桔存在较大更新生态位重叠值,这些物种竞争和排斥作用明显,不利于黄山松幼苗和幼树更新。
　　(7)戴云山黄山松群落主要分布在在九仙山和戴云山南坡,北坡也有分布。黄山松种群随着年龄的变化,其空间格局也存在明显差异。黄山松幼苗主要以均匀分布为主;从幼苗转变幼树和中树,聚集强度比较大,主要呈集群分布;大树主要以均匀分布为主。通过Greig-Smith法和Kershaw法分析,黄山松种群在32m2和64m2聚块规模最大。黄山松种群随海拔基本呈集群分布。海拔1600m-1700m处其种群呈均匀分布,主要与黄山松种群所处的生存环境有关。
　　(8)黄山松群落土壤物理性质变化规律比较明显,土壤容重随土层深度增加而增加,而土壤总孔隙度和自然含水率随土层深度而减小。土壤化学性质垂直变化规律明显,各林分的土壤养分指标基本上随土层深度自上而下减小。
　　(9)通过DCCA排序分析戴云山黄山松群落的植被因子和环境因子之间关系,定量分析环境因子间相互关系及其对黄山松群落格局的影响。DCCA排序轴可直观反映群落的环境生态梯度变异,第一、二轴特征值占总特征值的64.50％。DCCA第一排序轴主要反映黄山松群落的海拔变化,第二轴主要反映pH值、坡向变化,即沿第二轴从上到下,pH呈现较小趋势,而黄山松群落分布越明显。DCCA排序表明第一轴与海拔的相关系数达0.5570,即海拔是对黄山松群落分布起着决定性作用的环境因子,呈现海拔越高,黄山松优势种群越显著,在海拔1400m-1600m表现尤为突出。在黄山松群落主要物种与环境因子在DCCA排序图的相对位置,反映其物种具有不同的生态位,坡向、坡位、有机质、人为干扰因素均是黄山松群落分布的重要因素。DCA主要用于反映黄山松群落分布差异,而CCA存在―弓形效应‖,DCCA是DCA和CCA的结合,DCCA排序中黄山松群落种类排序轴与环境排序轴的相关系数高于DCA,更有利于排序轴阐述海拔、有机质等环境因子对黄山松群落的生态意义,即黄山松群落与环境因子之间关联以DCCA排序为最佳。

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中文摘要

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1前言

1.1研究目的及意义

1.2国内外研究进展

1.3研究内容、目标和拟解决的关键问题

1.4本项目特色和立论依据

1.5技术路线

2 研究区概况

2.1地理区位

2.2 水文与气候

2.3土壤与生物

3数据收集与实验方法

4研究方法

4.1群落物种数量特征分析方法

4.2种群年龄结构分析

4.3种群增长模型建立

4.4群落更新生态位测度

4.5种群空间分布格局测度

4.6环境因子分析与排序方法

5 结果分析

5.1戴云山黄山松群落生物多样性特征

5.2 黄山松种群生命表分析及生存分析

5.3黄山松种群基面积增长模型拟合

5.4种群更新生态位

5.5种群空间分布格局

5.6 环境因子分析

6结论

7讨论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文