暖温带典型落叶阔叶林群落结构分析

暖温带典型落叶阔叶林群落结构分析

0对植物物种群落结构的影响群落结构是研究生态系统功能和过程的重要基础。立地条件作为1种复杂环境因子的综合,其对植物种群分布格局和群落结构有着非常重要的影响.在热带与亚热带相关研究中发现,大多数物种的分布与地形有关,如Harms等人暖温带落叶阔叶林是我国主要植被类型之一,主要分布于我国的华北地区,相比欧洲和北美的落叶阔叶林其成分更加复杂1研究领域的总结和研究方法1.1冲区自然恢复期(20世纪202020202020202020202020202020.)八仙山国家级自然保护区位于天津市蓟县东北部,属于燕山山脉南翼,处在暖温带北部,是华北、东北、内蒙的过渡带(地理坐标:N40°10′47″-40°13′56″,E117°31′55″-117°33′53″),保护区总面积1049ha,其中核心区面积550ha,缓冲区面积300ha,实验区面积199ha.保护区一般海拔在500-800m,其中900m以上的山峰有19座,主峰1052m,是天津市最高峰.该区为暖温带大陆性季风气候区,年平均气温9-10℃,1月平均气温-7.2℃,7月平均气温23.4℃,年平均降水量为968.5mm,多集中在夏季,全年日平均气温在10℃以上的天数为180d,年积温3800-3900℃,无霜期为195d左右.在中山带以山地棕壤为主,低山带以淋溶褐土为主,土层相对贫瘠,含砂砾较多.由于该区毗邻清东陵,因此在清末宣统二年(1910年)开禁之前,一直保持着原始森林的面貌.后经人为破坏,原始森林消失殆尽.新中国成立后,经过多年的保护,特别是1984年和1990年先后由天津市政府批准为县级和市级自然保护区,1995年经国务院批准成为国家级自然保护区,目前该区森林植被已自然恢复,同时已被评为国家级示范自然保护区.1.2立地条件调查2014年7-10月在3个不同立地条件的次生林地分别设置1ha的永久性固定样地,用全站仪将3个1ha(100m×100m)样地划分为100个样方,每个样方10m×10m,样方间用测量绳进行分割,同时对样方进行编号:00-99.对每个样方内胸径≥3cm的树木个体进行逐一挂牌,并记录位置坐标、树号、种名、胸径、树高和生长状况等指标.同时在每个样方取表层10cm的土样,紧邻的4个样方混成1个样地,这样1个样地中共计25个土样.土样带回实验室,风干,过筛,然后用VarioMICROcube元素分析仪(德国Elementar)测定土壤中C、N含量.3个样地的立地条件概况见表1.1.3数据分析物种重要值=(相对频度+相对多度+相对胸高断面积)/32结果分析2.1根据不同的布局条件，落叶林群落的种子数量和种子多样性的多度特征2.1.1a.2.3单种属组成中的种A样地内的物种共有31种,分属于22属16科,含有3个物种的属有2个,分别是:椴树属(Tilia)和槭属(Acer),含有2个物种的属有5个,分别是:梣属(Fraxinus)、丁香属(Syringa)、桦木属(Betula)、栎属(Quercus)、朴属(Celtis),其他15属为单种属,单属种占到68.2%.B样地内共有33种,分属于22属15科,含有3个物种的属与A样地相同,含有2个物种的属有7个,分别为梣属、鹅耳枥属(Carpinus)、桦木属、栎属、朴属、桑属(Morus)、榆属(Ulmus),其他13属均属于单种属,单属种占到59.1%.C样地共有38种,隶属于28属19科,含有4个物种的属有1个,为栎属,含有2个物种的属有7个,分别为:丁香属、鹅耳枥属、梨属(Pyrus)、朴属、槭属、桑属、榆属,其他20属均为单种属,单种属占到71.4%.2.1.2物种多样性的生活周期样方内DBH≥3cm的树木个体数,A样地为1170个,B样地为1041个,C样地为1374个.从物种多度的累计分布图可以看出,A样地个体数较多的前13个物种占总体个数的90.6%,B样地前14个物种个体数占91.0%,C样地前16个物种个体数占90.5%(图1).2.2优势种重要值相对较低,立木材积相对分布,立木材积相对较低在A样地中,胸高断面积大于1m对比3个样地可以看出(表2,3,4),C样地优势种重要值相对较小,群落内物种重要性相对均匀分布,而其他两个样地相对较高,物种重要性相对聚集分布.同时分析3个样地立木材积,则呈现B样地(161.97m2.3不同布局条件下落叶林群落的主要优势是不同层次的直径结构和空间分布结构的特点2.3.1中径木(10cmdbh>25cm)3个样地中所有个体的径级分布(以1cm等级排列)均呈现明显的倒“J”型,个体数随着径级增大逐渐减少(图2),说明3个样地总体更新良好.在3个样地中,小径木(DBH<10cm)的个体占总个体数的比例依次是:A样地(51.54%)>C样地(44.03%)>B样地(34.62%);中径木(10cm≤DBH<25cm)的个体占总个体数的比例依次是:C样地(48.40%)>B样地(44.26%)>A样地(41.97%);大径木(DBH≥25)的个体占总个体数的比例依次是:B样地(12.36)>C样地(7.57%)>A样地(6.5%).在A样地中以小径木含量最多,而B样地和C样地则均以中径木含量最多.按重要值大小的顺序选取样地前3个物种分析其径级分布(图3),结果发现:在A样地,白蜡树、蒙古栎和紫椴的径级分布分别呈倒“J”型、正态分布型和偏正态分布性;在B样地,蒙古栎、鹅耳枥和紫椴的径级分布分别呈正态分布型、倒“J”型和正态分布型;在C样地,槲栎、白蜡树、蒙古栎的径级分布呈偏正态分布型、倒“J”型和偏正态分布型.2.3.2蒙古栎分布随机性特征种群空间分布格局不仅与种群自身的生物学特性,而且与生境有密切关系.多数自然种群均服从集群分布而非随机分布.在本研究中,按重要值大小的顺序选取样地前3个物种,分析其空间分布格局(图4、图5),发现:A样地白蜡树在0-15.5m尺度表现为聚集分布格局,在15.5-32.5m尺度基本呈随机分布格局,在大于32.5m尺度表现为规则分布格局.蒙古栎在0-29.5m尺度呈聚集分布,在30.5-38.5m尺度呈随机分布,在大于39.5m尺度表现为规则分布.紫椴在0-24.5m和28.5-30.5m尺度表现为集群分布,在25.5-27.5m尺度呈随机分布,在大于31.5m尺度表现为规则分布.B样地鹅耳枥在0-35.5m尺度基本呈现集群分布,在>36.5m尺度呈随机分布,仅在47.5m和49.5m处呈均匀分布.蒙古栎在0-36.5m尺度呈集群分布,在37.5-44.5m处呈随机分布,在大于45.5m尺度呈均匀分布.紫椴在0-1.5m和4.5-21.5m尺度呈聚集分布,其他尺度基本呈随机分布.C样地白蜡在0-3.5m尺度呈集群分布,其他尺度基本呈随机分布.槲栎在0-35.5m尺度呈集群分布,在大于36.5m尺度基本呈随机分布.蒙古栎在0-21.5m尺度呈集群分布,在大于22.5m尺度基本呈随机分布.3不同c样地群落的物种丰富度和空间异质性物种丰富度以C样地的物种最多,其次为B样地,A样地最少.从3块样地立地条件分析,说明本区域中,多数物种倾向于海拔较低、地势较缓的阳坡地段.一般来说这样的地段由于土壤养分状况较好,丰富的资源对物种有很大的吸引力.但本研究发现,C样地的物种丰富度最高,养分含量在3个样地中反而最低.本研究C样地中群落物种丰富度可能是受干扰影响的缘故,干扰起了促进作用.人类活动的干