上海海湾森林公园1hm2样地植物群落动态研究及启示

摘要

随着全球城市化进程的加快，城市植被的重要性日益受到关注，城市森林植被群落动态研究也愈益重要。本研究通过在上海海湾国家森林公园建立1 hm2永久固定动态监测样地，以样地中木本植物的动态变化作为研究对象，从样地群落结构特征、典型群落动态以及优势种群动态特征等三方面着手，研究城市人工植物群落动态特征，探讨群落形成与影响机制。同时，利用和借鉴植物群落动态变化规律，提出基于动态观的城市绿地群落结构构建途径。本研究不仅有助于丰富上海城市森林生物多样性监测研究，也为城市森林的建设和养护管理提供了参考。主要结论如下:
　　(1)群落物种组成及重要值动态:2011年样地内共记录有维管束植物72种，分属于31科67属，包括木本植物12种，分属于11科12属。2016年样地内共记录维管束植物48种，包括木本植物20种，分属于15科18属。新增木本植物8种。5年内样地植物重要值减小植物有女贞(Ligustrum lucidum)、香椿(Toona sinensis)、苦楝(Melia azedarach)、重阳木(Bischofia polycarpa)、乐昌含笑(Michelia chapensis)和椤木石楠(Photinia davidsoniae)，重要值减小幅度依次为2.26、2.08、1.1、0.69、0.45和0.07。5年内样地植物重要值增加植物有乌桕(Sapiumsebiferum)、香樟(Cinnamomum camphora)、复羽叶栾树(Koelreuteria bipinnata)、光皮株木(Swida wilsoniana)和喜树(Camptotheca acuminata)，重要值依次增加3.84、1.43、0.87、0.69和0.29。
　　(2)群落结构动态研究:2011年样地群落径级结构和垂直结构整体呈单峰型生长。2016年样地群落垂直结构整体呈间歇型生长，群落径级结构整体呈单峰型生长。从水平分布点格局来看，5年内部分复羽叶栾树，乌桕逐渐表现为随机分布的趋势。其它种群点格局分布与5年前表现基本一致。
　　(3)不同群落密度动态及群落更新研究:样地7个群落密度均呈减小趋势，苦楝+女贞群落密度减小幅度最大，群落植物死亡数量最多。其它依次为女贞群落＞复羽叶栾树+香椿+香樟群落＞椤木石楠+喜树十光皮梾木群落＞椤木石楠+乌桕+喜树群落＞喜树+女贞群落＞光皮徕木+喜树+女贞群落。不同群落植物更新情况表现为:光皮徕木+喜树十女贞群落＞喜树+女贞群落＞椤木石楠+乌桕+喜树群落＞椤木石楠+喜树+光皮梾木群落＞女贞群落＞苦楝+女贞群落＞复羽叶栾树+香椿+香樟群落。
　　(4)不同群落物种多样性指数变化趋势差异显著，各指数变化趋势基本一致。均表现为椤木石楠+喜树+光皮株木群落＞椤木石楠+乌桕十喜树群落＞光皮徕木+喜树+女贞群落＞复羽叶栾树+香椿+香樟群落＞苦楝+女贞群落＞喜树+女贞群落＞女贞群落。
　　(5)土壤物理性状对群落林下植被更新的影响:在土层0-30cm，土壤毛管孔隙度与群落平均每100m2更新苗数量在P＞0.01水平极显著相关，而土壤总孔隙度和土壤最大持水量与群落平均每100m2更新苗数量在P＞0.01水平显著相关，都呈现为负相关。在土层30-60cm，土壤物理指标与群落平均每100m2更新苗数量的相关性未达到显著水平(P＞0.05)。
　　(6)群落密度与土壤物理性状对群落物种多样性的影响:群落密度与群落物种多样性指数相关性表现虽不显著(P＞0.05)，但其变化趋势表现一致。在土层30-60cm，Simpson指数与土壤毛管孔隙度在P＞0.05水平显著相关，而Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数与土壤总孔隙度在P＞0.05水平显著相关，都呈现为负相关。
　　(7)样地木本植物更新动态:样地木本植物更新苗中，以常绿灌木胡颓子、海桐占据优势。建群种更新苗共记录1246株，以光皮梾木、椤木石楠和女贞为优，共占建群种更新苗总数的89.4％。其它物种更新能力较差或无更新，所占比例均在10％以下。
　　(8)优势种群密度动态及冠幅动态:优势种群密度动态显示，除光皮梾木种群密度呈增加趋势外，其它种群密度均表现为减小趋势。以女贞种群密度减小幅度最大，其它依次为复羽叶栾树、重阳木、喜树、乌桕、椤木石楠和香樟种群。样地优势种群冠幅减小数量稍多于冠幅增大植株数。以乌桕、香樟、女贞种群冠幅减小趋势最为明显。而其它优势种群冠幅增大植株均多于冠幅减小植株数。对群落冠幅动态与种群密度进行相关性分析，结果显示:优势种群冠幅减小植株数量与种群密度下降幅度在P＞0.05水平显著相关。冠幅减小植株数量与现有种群密度在P＞0.01水平极显著相关。
　　(9)城市绿地植物群落构建途径:通过对海湾国家森林公园1hm2样地植物群落动态研究对城市绿地植物群落构建提出以下几点建议。首先，在群落构建之初应确保土壤条件良好，良好的立地条件是植物生长的基础。其次，在群落构建时植物的选取及配置应合理。最后，群落生长过程中应根据植物生长状况采取分期调控策略。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的与意义

1．3 国内外研究进展

1．3．1 城市森林植物群落结构研究概况

1．3．2 城市森林植物群落动态研究概况

1．3．3 城市森林大样地研究概况

1．4 研究内容

1．5 技术路线

2 研究区概况及研究方法

2．1 研究区概况

2．2 样地设置

2．3 研究方法

2．3．1 群落调查

2．3．2 土壤调查与测定

2．3．3 数据处理

3 植物群落结构动态

3．1 种类组成动态

3．2 重要值动态

3．3 群落结构动态

3．3．1 空间分布格局动态

3．3．2 垂直结构动态

3．3．3 径级结构动态

4 主要群落类型及物种多样性动态

4．1 群落类型的划分

4．2 不同群落类型的结构动态

4．3 不同群落物种多样性动态

4．4 不同群落土壤物理性状比较

5 优势种群动态

5．1 优势种群更新动态

5．2 优势种群密度动态

5．3 优势种群冠幅动态

5．4 优势种群生长量动态

6 植物群落动态分析

6．1 植物群落结构动态分析

6．1．1 物种重要值动态

6．1．2 水平与垂直结构动态

6．2 群落密度动态与物种多样性分析

6．2．1 群落密度动态

6．2．2 群落物种多样性分析

6．2．3 群落密度与群落物种多样性指数的关系

6．2．4 土壤物理性状与群落因子的相关性分析

6．3 优势种群动态分析

6．3．1 木本植物更新动态

6．3．2 优势种群密度动态

6．3．3 优势种群冠幅动态

6．3．4 优势种群密度与冠幅变化相关性分析

7 基于植物群落动态的城市绿地群落结构构建途径

7．1 植物群落构建动态观

7．2 植物群落结构构建途径

7．2．1 良好的立地条件为基础

7．2．2 群落结构的营造

7．2．3 适时适当的人为调控

8 结论与展望

参考文献

附录

致谢