天山云杉林草本植物多样性季节动态分析,林业论文

天山云杉林草本植物多样性季节动态分析,林业论文草本植物作为森林生态系统的重要组成部分,其组成和构造直接影响了森林生态系统的构造与经过[1].草本植物物种组成、数量、盖度等群落学特征随着季节变化明显,在维持森林生态系统的能量流动、物质循环和生产力方面具有重要作用[2].天山云杉林是天山山地的地带性森林植被,对山地森林生态系统水源内涵修养作用至关重要[3].天山山区由高山带到低山带分布着草甸植被和森林草原,中山带天山云杉林下层分布着季相变化明显的草本层.自上世纪50、60年代以来,诸多学者就新疆天山云杉林草本物种组成[4,5]、丰富度[5,6]和区系特征[7,8]进行了大量研究.当前天山云杉林草本植物物种多样性的季节动态研究还未见.文中以西天山云杉林监测样地数据为基础,分析了天山云杉林草本植物多样性季节动态,为制定天山云杉林生物多样性保卫对策提供了科学根据.1材料与研究方式方法1.1研究区大概情况研究区位于中天山西段,从属新疆维吾尔自治区伊犁巩留县东南的西天山国家级自然保卫区.地理坐标为4303~4315N,8251~8306E,海拔1500~2000m.自然保卫区年平均温度5~7℃;1月平均气温-7.6℃,7月平均气温16℃.年平均降水量为600~800mm,全年降水量60%集中在5~6月份;年平均蒸发量1100~1200mm,年平均相对湿度70%以上.土壤类型为山地淋溶灰褐色森林土,土层深切厚重、湿润.1.2研究方式方法2018年在西天山典型天山云杉林内,根据生境特点设置了90个1m1m草本调查样方,于生长季4~9月逐月记录草本植物的名称、株数、高度、盖度等.文中采用的计算及分析方式方法如下,公式含义见以下为参考文献[9-12].重要值(RI)=(相对多度(RA)+相对频度(RF)+相对盖度(RC))/3(1)Monk丰富度指数:DMO=S/N(2)2结果与分析2.1西天山云杉林草本植物物种组成文调查到草本植物162种,从属于34科、110属,华而不实包括被子植物159种,从属于31科、107属;蕨类植物3种,从属于3科、3属.草本植物种数最多的科为菊科(Compositae)、禾本科(Gramineae)和毛茛科(Ranunculaceae),分别占总物种数的23.5%、11.1%和6.8%(表1).2.2草本植物季节动态4月份共调查到21种、4081株草本,总盖度达60.8%.早春草本植物主要包括短柱苔草(Carexturkestanica)、无芒雀麦(Bromusinermis)、多变苜蓿(Medicagovaria)等.5月份共调查到38种、5366株草本,总盖度达69.3%.重要值前两位的草本植物未发生变化,但重要值下降,高山羊角芹和天山羽衣草重要值增加.林地早熟禾、短距凤仙花及高山羊角芹成为林下层绝对优势种.6月份共调查到47种、6371株草本,总盖度达71.0%,为各月份最高.早春植物完全枯萎、消失.平车前、条果葶苈(Drabanemorosa)、多花丝石竹(Gypsophilacephalotes)的重要值进入前十位.7月份共调查到48种、7498株草本,总盖度为63.1%.重要值前五位草本植物未变,但重要值下降.8月份共调查到42种、6261株草本,总盖度下降到57.7%.高山羊角芹、短距凤仙花等仍然占优势地位.重要值前十位物种与7月基本一致.9月份共调查到34种、5549株草本,盖度为50.9%.植物二次生长,使短距凤仙花、高山羊角芹数量增加(表2).2.3草本植物物种多样性季节动态天山云杉林草本植物多样性在生长季内随月份变化明显(表3).物种数、Gleason物种丰富度指数、Simpson指数和Shannon-Wiener指数变化趋势一致,均呈单峰型分布,6、7月份最高,4月份最低.不同月份均匀度指数变化不明显,因而草本植物群落稳定性相对较高.2.4草本植物物种多样性的生境影响根据天山云杉生长的地理条件,将90个1m1m草本调查样方划分为不同生境类型(表4),不同生境类型中草本植物多样性(表5).草甸生境中草本植物丰富度最高、多样性和均匀度指数均较大,且物种分布均匀;林间空隙生境中草本植物物种分布不均匀;林冠下草本多样性指数最低,阳坡生境中草本多样性指数与草甸接近,阴坡生境中丰富度明显高于山脊.3讨论天山云杉林草本植物对温度、光照和水分变化敏感,在长期进化中构成了对应的生活史对策.通常以为草本植物群落Shannon-wiener指数值范围为1.5-3.5[13],因而天山云杉林草本植物群落多样性偏低.草本植物群落均匀度变化不明显,均匀度量化了物种多度、盖度、重要值相对均匀性程度[10],因而天山云杉林群落稳定性相对较高.林冠干扰使林下植被的有效资源可利用性变小,而林冠空隙却为林下草本提供了良好的生活环境.光照作为影响生境间多样性差异的主要因子,限制了森林植被盖度和物种丰富度[14-15],同时也会影响草本植物的盖度和多样性[16].林冠干扰和光照条件影响着草本植物多样性;阴坡和林缘生境中温度、湿度、光照适宜,林冠空隙存在利于草本植物生长,导致草本多样性较高.阳坡、山脊等生境光照相对充足,但林冠干扰不明显,草本植物多样性次之.林冠干扰、坡位导致的光照变化对林下草本植物多样性影响显着,林冠空隙增加有利于林下草本生长.因而,控制阴坡区放牧和旅游干扰,对恢复森林生物多样性具有实践意义.4结论天山云杉林草本植物有34科、110属、162种.以菊科、禾本科、毛茛科植物为主,单科单属、单属单种特征明显,大多数植物出现频度低、数量少.草本植物多样性季节变化明显,生长季内多样性指数呈单峰型分布.阴坡和林缘生境草本植物多样性最高,而林冠干扰明显的生境中物种多样性最低.以下为参考文献[1]范文娟,程积民,张继敏,等.子午岭森林群落中草本植物的构造特征研究[J].水土保持通报,2018,30(2):108~113.[2]郝占庆,赵士洞,陶大立.长白山北坡阔红松林草本植物物种多样性及其季节动态[J].生物多样性,1994,2(3):125~132.[3]新疆森林编辑委员会.新疆森林[M].北京:中国林业出版社,1989:710~715.[4]张震,刘萍,丁易,刘黎明.天山云杉林不同发育阶段种群分布格局研究[J].北京林业大学学报,2018,32(3):75~79.[5]李利平,安尼瓦尔买买提,郭兆迪,等.新疆山地针叶林植物物种组成与丰富度研究[J].干旱区研究,2018,28(1):40~46.[6]刘贵峰,臧润国,郭仲军,等.不同经度天山云杉群落物种丰富度随海拔梯度变化[J].应用生态学报,2008,19(7):1407~1413.[7]张高,海鹰,曾雅娟.新疆中天山野生种子植物区系分析[J].西北植物学报,2018,31(12):2532~2538.[8]郭静谊,阎平,徐文斌.新疆鄯善种子植物物种多样性及区系分析[J].干旱区资源与环境,2018,23(5):149~153.[9]宋永昌.植被生态学[M].上海:华东师范大学出版社,2001.[10]马克平,黄建辉,于顺利,陈灵芝.北京东灵山地区植物群落多样性的研究.II丰富度、均匀度和物种多样性指数[J].生态学报,1995,15(3):268~277.[11]马克平.生物群落多样性的测度方式方法:I多样性的测度方式方法(上)[J].生物多样性,1994,2(3):162~168.[12]马克平,刘玉明.生物群落多样性的测度方式方法:I多样性的测度方式方法(下)[J].生物多样性,1994,2(4):231~239.[13]GauseGF.Experimentalpopulationsofmicroscopicorganisms[J].Ecology,1937,18:173~179.[14]ConnellJH.Diversityoftropicalrainforestsandcoralreefs[J].Science,1978,199:1304~1310.[15]KirbyKJ.Changesinthegroundfloraunderplantationsonancientwood