典型闊葉紅松林木本植物的空間分布格局及其與生境的關(guān)聯(lián)性.pdf

1、物種的空間格局與其形成機(jī)理是生態(tài)學(xué)研究的核心內(nèi)容之一。物種的空間分布是各種內(nèi)在和外在過(guò)程相互作用的結(jié)果。對(duì)物種空間分布格局的形成過(guò)程及各種影響因子的研究更是有助于理解物種多樣性在不同時(shí)間和空間尺度上的維持機(jī)制。
　　了解闊葉紅松林植物的空間分布特征，對(duì)于認(rèn)識(shí)群落構(gòu)建過(guò)程具有十分重要的意義。基于9 hm2小興安嶺典型闊葉紅松林監(jiān)測(cè)樣地調(diào)查資料，對(duì)固定樣地內(nèi)主要樹(shù)種種群動(dòng)態(tài)及其分布格局進(jìn)行研究。紫椴(Tilia amurensis)和

2、楓樺(Betula costata)活立木密度的徑級(jí)分布呈“L”型，冷杉(Abies nephrolepis)活立木呈偏正態(tài)分布，紅松(Pinus koraiensis)活立木呈“J”型。紅松和冷杉活立木的空間格局隨著徑級(jí)的增加，分布格局從聚集分布向隨機(jī)分布發(fā)展。樹(shù)種間的空間關(guān)聯(lián)與徑級(jí)密切相關(guān)，在小徑級(jí)上，相關(guān)關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，隨著徑級(jí)的增大，樹(shù)種間的相關(guān)性逐漸減弱。對(duì)不同地形下四個(gè)主要樹(shù)種的分布進(jìn)行x2檢驗(yàn)，結(jié)果表明，四個(gè)主要樹(shù)種的活立木在

3、小徑級(jí)下的分布受地形的影響不顯著，隨著徑級(jí)的增大，地形對(duì)主要組成樹(shù)種活立木分布的影響增強(qiáng)。林冠條件對(duì)闊葉樹(shù)種幼樹(shù)的分布有顯著影響，楓樺幼樹(shù)Ⅰ和紫椴幼樹(shù)Ⅱ的數(shù)量分布在林隙和林冠條件下差異顯著，林冠條件對(duì)典型闊葉紅松林主要針葉樹(shù)種幼樹(shù)的分布影響均不顯著。
　　采用點(diǎn)格局分析方法對(duì)固定樣地內(nèi)死亡木的空間分布格局進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，固定樣地內(nèi)死亡木的總密度為368.8 n·hm-2，徑級(jí)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)明顯的正態(tài)分布，各徑級(jí)密度差別較大?；?/p>

4、(Acer ukurunduense)(27.8 n·hm-2)和楓樺(26.1 n·hm-2)是闊葉死亡木的主要組成樹(shù)種。紅松(41.6 n·hm-2)是針葉死亡木的主要組成樹(shù)種，針葉樹(shù)種死亡木的密度分布在徑級(jí)上表現(xiàn)出典型的J型，數(shù)量隨著徑級(jí)的增大而增加。在150m的空間尺度內(nèi)，死亡木總體在較小尺度上表現(xiàn)為集群分布，隨著尺度的增加，死亡木趨于均勻分布。不同徑級(jí)組在不同規(guī)模尺度聚集，隨著徑級(jí)的增加，聚集強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)。各徑級(jí)死亡木的聚集

5、強(qiáng)度均隨著尺度的增加而增加。不同物種死亡木在不同徑級(jí)也會(huì)表現(xiàn)不同的空間格局，闊葉、針葉、灌木及未知種各徑級(jí)死亡木均主要呈聚集分布，其中闊葉和針葉徑級(jí)Ⅰ隨著尺度的增大由隨機(jī)分布向聚集分布發(fā)展。不同存在形式和不同腐爛等級(jí)的死亡木在研究尺度內(nèi)主要呈集群分布。死亡木的空間分布格局是闊葉紅松林群落與其自然環(huán)境長(zhǎng)期作用的結(jié)果，從某種程度上也反映了該林型天然更新的格局和機(jī)制。
　　相對(duì)于物種而言，功能性狀是對(duì)環(huán)境資源特征最直接的指示，最能闡明物

6、種空間上的共存機(jī)理?；诖?，本文選擇了能反映植物生態(tài)學(xué)策略的三個(gè)葉片功能性狀（葉面積、比葉面積和葉片干物質(zhì)含量），對(duì)葉片性狀空間分布格局形成的原因進(jìn)行了分析，結(jié)論表明:研究區(qū)域內(nèi)木本植物大部分選擇具有大量小葉片的生活策略，具有大葉片的植物個(gè)體較少。大量的小葉面積樹(shù)種在樣地內(nèi)呈隨機(jī)的分布格局，大葉面積呈聚集的格局。隨著葉面積的增大，空間分布格局的聚集逐漸增強(qiáng)。各個(gè)水平干物質(zhì)含量的樹(shù)種，均呈現(xiàn)聚集的分布格局，且隨著干物質(zhì)含量的增加，聚集強(qiáng)度

7、逐漸的減小。從樹(shù)種組成來(lái)看，研究區(qū)域內(nèi)常綠樹(shù)種多選擇小葉面積，闊葉樹(shù)種多選擇大葉面積。常綠樹(shù)種多為耐蔭的針葉樹(shù)種;闊葉樹(shù)種多為喜光的高大喬木，對(duì)生境養(yǎng)分條件的要求也較高?；谝陨仙飳W(xué)特性，常綠樹(shù)種個(gè)體對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)耐受性較強(qiáng)，其葉片可呈隨機(jī)分布;闊葉樹(shù)種由于生長(zhǎng)與特定生境或隨機(jī)產(chǎn)生的林窗相關(guān)，其大葉片呈聚集分布。
　　林冠空隙動(dòng)態(tài)是調(diào)節(jié)木本樹(shù)種種群結(jié)構(gòu)的普遍機(jī)制。由于樹(shù)種不同的更新生態(tài)機(jī)制，不同生活型的樹(shù)種聚居于不同的微生境內(nèi)，從

8、而構(gòu)成了完整的混交林。林分由一系列的林隙和郁閉冠層組成，由于林隙特征與相對(duì)光照強(qiáng)度和土壤條件的變化相對(duì)應(yīng)，它們支配著樹(shù)木的建立和生態(tài)學(xué)表型。
　　林隙干擾是闊葉紅松林林分結(jié)構(gòu)維持和發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力，然而大多研究只考慮林隙對(duì)幼苗建立初期和末期總體的數(shù)量變化，忽視了此階段中曾經(jīng)出現(xiàn)而又死亡的動(dòng)態(tài)過(guò)程。本文以915個(gè)2m×2m小樣方內(nèi)的多年生幼苗(H≥30 cm，DBH＜1 cm)為研究對(duì)象，基于2006年、2008年、2010年和20

9、12年4次調(diào)查數(shù)據(jù)，分析了幼苗的新增、死亡、高生長(zhǎng)及其動(dòng)態(tài)，探討了林隙與林冠下幼苗的建立過(guò)程。結(jié)果表明，樣地內(nèi)共有幼苗42種，其中林隙對(duì)11種幼苗的建立具有顯著的促進(jìn)作用。在林隙內(nèi)稠李(Prunus padus)、楓樺、裂葉榆(Ulmus laciniata)、龍芽楤木(Aralia elata)、珍珠梅(Sorbaria sorbifolia)、山槐(Maackia amurensis)和紅皮云杉(Picea koraiensis)的

10、幼苗新增顯著高于林冠下，而稠李、裂葉榆、龍芽楤木、珍珠梅和山槐幼苗的死亡數(shù)量顯著高于林冠下;林隙對(duì)冷杉、春榆(Ulmus.japonica)、紅皮云杉、花楸(Sorbus pohuashanensis)和山槐幼苗的高生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用。2008年新增并在以后調(diào)查中死亡的幼苗有31種，其中5種幼苗在林隙內(nèi)顯著高于林冠下;而2010新增在2012年調(diào)查時(shí)死亡的幼苗中只有水曲柳(Fraxinus mandshurica)在林隙內(nèi)顯著高于林冠下。