浙江省主要常绿阔叶树种功能评价及其人工恢复群落功能特征研究

摘要

本文应用群落生态学调查方法，结合光合生理生态测定技术和锥形量热仪燃烧特性测定技术，对主要常绿阔叶树种的光适应特征、可燃性及其它多种功能进行了研究，探讨了不同演替阶段人工恢复群落的物种多样性、抗火树种组成和植被功能群组成等功能特征及其存在的问题。研究结果表明： (1)苗木的光适应能力是影响物种能否在群落中生存、生长和发育关键因素。研究发现处于演替中后期的常绿阔叶树种幼苗，对光环境的变化均有着较强的适应能力，秃瓣杜英、全缘冬青、小叶铁冬青、桃叶石楠、香樟等树种的表现尤为突出；荧光特性的研究也应证了这一观点，测定结果表明多数树种的PSⅡ反应中心并未受到明显氧化破坏，在全光照条件下仍能维持较高的光合电子传递活性，能通过提高非辐射性热耗散，消耗PSⅡ吸收的过剩的光能，从而保护PSⅡ反应中心免受因吸收过多光能而引起的光氧化伤害。同时，通过树种生理、形态和环境特性与其生长的回归关系分析，发现净光合速率、最大净光合速率、表观量子效率、叶片数量和环境湿度与高生长显著正相关，径生长则与净光合速率、叶片数量和环境温度正相关，而光强和环境温度与植物生长则呈较为明显的负相关关系。研究认为尽管强光不会造成多数常绿阔叶林树种幼苗的PSⅡ作用中心失活或破坏，但强光对常绿阔叶树种幼苗的生长有明显的抑制作用。 (2)利用除趋势对应分析和主成分分析对72个树种的抗火性能进行了综合评价，结果表明：微毛柃、撒金珊瑚、海桐、含笑、蚊母树、秃瓣杜英抗火性能最好，珊瑚树、檵木、乐昌含笑、乳源木莲、青冈、广玉兰等12种树种次之。综合看来，多数常绿阔叶树种均表现出了较好的防火性能。同时，对树种的适宜性、萌生能力、生长速度、经济价值也进行了分析，为造林树种的功能需求提供了依据。 (3)将除趋势对应分析与TWINSPAN分类方法相结合，根据恢复群落与环境的关系剔除了一些环境因子差异过大的样方，降低了因为研究地生态特点和环境差异性所带来的试验误差。研究结果不仅反映了恢复样方种类组成上的差异，也反映了环境因子的作用，体现了各环境因子对植被的影响，以及这些因子在群落分异中的综合作用。应用生态种群来判别森林的恢复状态，TWINSPAN群落指示种的研究表明，人工构建的演替序列其生态种群与自然演替序列存在一定差异。 (4)人工恢复群落的物种多样性研究表明，人工恢复植物群落的生物多样性各个指标，随着群落演替梯度，基本旱现出同自然演替规律一致的变化，但总体来讲人工恢复的植物群落生物多样性是低于自然恢复群落的；人工群落的物种多样性与群落功能恢复的目的紧密相关，以恢复成常绿阔叶林为主的群落多样性较高，兼顾生物防火林带的群落多样性指数偏低，兼顾景观生态林的群落，稀有种数量偏多。群落抗火树种功能群组成研究表明，减少林内可燃物和群落快速构建是现行的生物防火林带建设技术的主要内容，短期内可以立竿见影，但由于防火树种组成单一，普遍存在林分结构差，关键种优势突出，保水保土功能差，难以实现自我更替等诸多问题；选择抗火性能较好的不同树种组成生物防火林带，有利于提高群落的防火性能，建立长期稳定的防火群落。对群落植被功能型的研究表明，模拟自然群落的功能群组成可以加速生态系统沿着自然演替的路线发展，甚至可以跨越某些演替阶段。总的来说，围绕功能群组成开展恢复群落的系统异质性、功能多样性和群落稳定性方面的研究，可以为常绿阔叶林生态系统的恢复技术与评价提供一定理论依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

前言

1国内外研究概况

1.1常绿阔叶林生态系统的退化与恢复机理研究

1.1.1生理生态特性研究

1.1.2常绿阔叶林幼苗库的研究

1.1.3群落动态变化研究

1.1.4生物多样性研究

1.1.5功能群的研究

1.2退化常绿阔叶林生态系统恢复与重建技术研究

1.3常绿阔叶林生态恢复研究发展的趋势

2研究的目的意义

3研究区域概况

3.1自然地理条件

3.2现有植被类型及其地理分布

4研究内容、技术路线

4.1研究内容

4.2技术路线

5研究方法

5.1标准样地调查及分析方法

5.1.1标准样地的设置及调查

5.1.2数据分析及方法

5.2光合特性调查及分析方法

5.2.1试验样地的设置

5.2.2调查测定方法

5.2.3分析方法

5.3树种燃烧特性的测定及分析

5.4其它数据处理

6结果与分析

6.1树种主要功能性状特征分析

6.1.1树种光合特性分析

6.1.2树种荧光生理生态特征分析

6.1.3树种生长状况分析

6.1.4树种燃烧特性分析

6.1.5树种生态学、生物学及经济价值特征

6.2恢复植物群落的排序与数量分类

6.2.1植物群落的DCA排序

6.2.2植物群落的TWINSPAN分类

6.2.3主要植被恢复树种的生态梯度

6.2.4恢复群落的TWINSPAN指示种分析

6.3恢复群落的系统功能特征分析

6.3.1群落优势种光合生理生态特征分析

6.3.2生物多样性特征与生态系统功能分析

6.3.3抗火树种组成与生态系统功能分析

6.3.4植被功能组成与生态系统功能分析

6.4恢复模式的综合评述及其建议

6.4.1系统异质性恢复评述

6.4.2功能多样性恢复评述

6.4.3群落稳定性评述

6.4.4几点建议

7结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表情况