退化喀斯特森林恢复过程中优势植物种群格局与生境异质性研究

摘要

退化喀斯特群落自然恢复过程和演替规律是喀斯特地区植被恢复的重要基础。植物群落自然恢复和演替过程中，植被分布格局及环境的空间异质性研究是一中心环节。本研究以茂兰喀斯特森林为研究对象，通过总结退化喀斯特群落恢复过程中优势植物种群的格局变化规律及环境异质性变量的空间变化规律，比较不同恢复阶段环境空间异质性与优势种群格局之间的关联性，以期从格局及空间异质性的角度认识退化喀斯特森林群落恢复的生态学过程，为退化群落重建与植被恢复提供理论依据。
　　综合运用双向指示种分析法(TWINSPAN)及除趋势对应分析法(DCA)进行分类及排序，确定了喀斯特森林群落的演替序列，结果表明：DCA排序将该地群落的演替过程为四个阶段，为草本→灌木→乔林→顶极群落.TWINSPAN分类将该地植被分为11个群丛，其中，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ群丛为草本阶段，第Ⅴ、Ⅵ群丛为灌木阶段，Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ群丛为乔林阶段，第Ⅹ、Ⅺ群丛为顶极阶段。
　　采用点格局分析研究了不同恢复阶段群落不同层次优势种群的空间分布特征，草本阶段群落优势种群为聚集分布和均匀分布，灌木阶段群落各层次优势种群都表现为聚集分布，乔林阶段群落各层次优势种群总体上仍为聚集分布，但与前两个阶段相比，聚集强度和聚集规模开始减弱，呈现集群分布向随机分布变动的趋势,顶极阶段群落各层次优势种群总体上为随机分布，仅在草本层中部分优势物种表现弱的聚集分布。
　　利用地统计学方法研究各阶段群落的空间异质性，不同恢复阶段群落各环境变量具有明显不同的空间异质性程度、尺度和复杂性。不同小生境类型中，石洞平均空间变异程度（1.149）最大，石沟（0.993）最小，6种环境异质性变量中，土壤水分（1.271）最大，土壤pH(1.017)最小；不同阶段中6种环境异质性变量对植物分布影响的尺度不同，草本阶段以枯落物盖度（21.11）最高，灌木阶段以土壤pH(11.2)、乔林阶段和顶极阶段都以土壤水分（22.67，16.20）为最高。
　　采用典范对应分析研究环境空间异质性对物种分布影响的结果表明，喀斯特群落恢复早期物种分布多依赖于石洞、石槽、石沟以及枯落物的空间异质性，恢复中期多依赖于土面、石缝、石面、土壤水分、土壤厚度、土壤pH的空间异质性，顶极阶段物种逐步脱离小生境对其分布的控制，水分及营养资源开始成为影响其格局分布的主导因素。

目录

封面

目录

中文摘要

英文摘要

1 文献综述

1.1 退化喀斯特生态系统的恢复生态学研究

1.2 植物种群空间格局研究

1.3 空间异质性研究

1.4 植物数量分类与排序

2 立题依据与技术路线

2.1 立题依据

2.2 技术路线

3 研究区概况与研究方法

3.1 研究区自然概况

3.2 研究方法

4 结果与分析

4.1 退化喀斯特森林群落演替过程

4.2 退化喀斯特森林群落恢复过程中优势种群的空间格局

4.3 不同恢复阶段中群落的空间异质性

4.4 空间异质性对群落及优势种群分布的影响

5 结论与讨论

5.1 结论

5.2 讨论

致谢

参考文献

附录：

声明