浙江景宁针阔混交林群落结构、种间关联性与生态位

浙江景宁针阔混交林群落结构、种间关联性与生态位

森林群落结构是研究生态系统动态过程和维持机制的基础。生态位宽度反映了物种对生境条件的适应状况和物种的分布区间针阔混交林是针叶林向阔叶林（落叶或常绿）过渡的森林植被类型，受不同区域、干扰程度、营林措施等影响，不同区域的针阔混交林群落结构存在明显的差异。因此，研究针阔混交林的群落结构、种间关联性与生态位，有利于了解森林生态系统动态和演替进程。浙江景宁针阔混交林群落为培育黄山松大径材树种，早期存在一定程度的抚育和经营管理，受人为干扰程度相对较严重。后期通过封山育林，自然演替更新，逐渐由枫香树、木荷等阔叶树种侵入黄山松林形成次生针阔混交林群落，对研究浙江省针阔混交林的演替动态具有代表性。本研究以景宁1hm1材料和方法1.1自然气热条件研究区域位于浙江省景宁畲族自治县东南部草鱼塘林场内（东经119°38′′28″～119°41′12″、北纬27°54′4″～27°55′48″），属亚热带海洋性季风气候区，沿海山地湿润气候型，温暖湿润，雨量充沛，四季分明，自然气热条件十分优越。年平均气温12.8℃，1月份平均气温2.8℃，7月份平均气温22.6℃。无霜期196d左右。年日照时数1617.6h，大于0℃的年积温6401.4℃，大于10℃年积温5493.5℃。年降水量1918mm。森林覆盖率96.85%，主要树种为黄山松（Pinustaiwanenrsis），杉木（Cunninghamialanceolata）、马褂木（Liriodendronchinense），小叶青冈（Cyclobalanopsismyrsinifolia）等。1.2固定样本区域和群落研究2018年5～7月，在浙江景宁草鱼塘，建立1个1hm1.3数据处理和分析1.3.1森林群落优势指标重要值（IV）是综合展现出不同物种在森林群落中所占据的地位和发挥作用的关键指标各个物种的重要值=（相对多度+相对频度+相对显著度）/3。1.3.2种间关联度分析将针阔混交林样地调查数据按物种在样方中存在与否转化为0（不存在）、1（存在）形式的二元数据矩阵。采用方差比率（VR）法测定样地内植物种间的总体关联性，采用统计量W来检验VR值偏离1的显著程度。公式如下：式中：P采用Yates校正的χ式中：N为样方总数；a为两个物种均出现的样方数；b、c分别为仅有1个物种出现的样方数；d为2个物种均未出现的样方数。当ad>bc时为正联结；ad<bc时为负联结。若χ1.3.3生态位重叠的影响由于无法确定样地内资源状态的丰富度和可获得性，故而选用对丰富的资源有更大权重的Levins式中：n为资源轴个数，即乔木调查样方数；O当两个物种（或其它生物单元）占据相同的资源或其它环境变量（如：食物、空间等）时，就会发生生态位重叠（nicheoverlap）。如果两个物种具有完全一致的生态位，称为完全重叠（completeoverlap）；如果两个物种的生态位完全不同，则没有重叠（nooverlap）；通常生态位仅部分重叠（partialoverlap），即一部分资源是被共同利用的，而其它部分则是被各自所占据。采用R2结果与分析2.1针阔混交林样地的生长状况及径级分布浙江景宁1hm样地中有11个物种的重要值大于2（表1），这11个物种的个体数和胸高断面积分别占总个体数和总胸高断面积的96.7%和97.5%。重要值前5位的物种依次为黄山松、鹅掌楸、枫香树、杉木、木荷，分别占样地内总个体数的75.7%和总胸高断面积的83.1%。从针阔混交林样地的径级结构可以看出，样地的平均胸径为5.10cm，整体径级分布呈明显的倒“J”型（图1）。小径级（1.0cm≤DBH≤5cm）个体数量最多，共计2745株，占个体总数的62.7%；径级DBH<10cm的个体为3908株，占总个体数的89.3%；较大径级（DBH≥20cm）个体较少，仅33株，占总个体数的0.75%。2.2个极显著相关的种对对基于Spearman秩相关分析发现，在针阔混交林群落中，共有42个极显著正相关的种对，15个显著正相关的种对，56个极显著负相关的种对，43个显著负相关的种对，不显著相关的有15个（图2）。从针阔混交林样地主要树种种间关联度网络图可以看出（图3），大部分树种间存在显著的相关关系。小叶青冈与苦槠和厚朴、厚朴与檫木和杉木、山槐与鹅掌楸、南方泡桐与枹栎等存在显著的负相关性，小叶青冈与杉木和南方泡桐、马尾松与香椿和檫木、甜槠与南方红豆杉等存在显著的正相关性。2.3树种生态位重叠红豆树、鹅掌楸、黄山松、枫香树和厚朴是生态位宽度最大的5个树种，这与物种的重要值和多度排序相类似，但存在一定的差异。共有25对树种之间不存在生态位重叠（生态位重叠指数为0），共有29对树种间存在生态位弱重叠（0<生态位重叠指数<0.2），共有66对树种间存在生态位中等重叠（0.2≤生态位重叠指数<0.6），共有45对树种间存在生态位强重叠（0.6≤生态位重叠指数<0.99），共有6对树种间存在生态位完全重叠（生态位重叠指数为1）。景宁草鱼塘1hm3讨论3.1物种组成和群落结构景宁草鱼塘1hm3.2化发展过程中群落的稳定性群落主要种群间总体关联度反映了在植被动态变化发展过程中群落的稳定性。种间正联结表示物种对生境的要求相似，有利于形成不同物种之间能够稳定、协调共存的搭配关系，促进群落的正向发展3.3黄山松属植物群落黄山松在乔木层树种中具有最大的生态位宽度，这是因为其喜光、耐贫瘠、喜微酸性土壤等生长特性有利于黄山松在景宁草鱼塘微酸性土壤中广泛分布，并且作为早期植被恢复的先锋树种，经过长时间演替，黄山松种群大径级个体逐渐增多，在群落中占据优势地位。小叶青冈、红豆树、厚朴、木荷、枫香树、鹅掌楸均为稍耐阴、耐贫瘠、适应力较强的植物，具有较大的生态位宽度，能广泛的分布在群落中，占据大多数资源。当某一物种具有更大的生态位宽度时，对各类资源的利用能力越强，越容易在逆境中存活景宁1hm4不同混交类型植被的生态位重叠度浙江景宁针阔混交林群落处于次生针阔混交林向常绿阔叶林快速演替阶段。物种组成较为简单，群落结构相对单一，阔叶树种更新较为良好。阔叶树种与针叶树种间存在较显著的种间相关联结，植物种间存在较强的相互依赖或竞争趋势。乔木层中黄山松生态位宽度最大，在时空上占据着优势地位。小叶青冈、红豆树、厚朴、木荷、枫香树、鹅掌楸均为稍耐阴、耐贫瘠、适应力较强的植物，具有较大的生态位宽度，能更好的利用资源和空间。针阔混交林样地优势物种的生态位重叠度较高，大部分物种间的竞争较强，对资源利用的相似程度高。